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Análise de VibraçõesRelatório de Manutenção Preditiva
Curso de Graduação em Engenharia Mecânica
Disciplina: Vibrações Mecânicas
Docente: Antônio Fernando
Discentes:
� Abeljan Sousa
� Bruno Costa
� Matheus de Oliveira
� Rafael de Andrade
� Rodrigo Gomes
Salvador 2014
Sumário
1. Técnicas de Análise de Preditiva
2. Evolução Histórica – Análise de Vibrações
3. Análise de defeitos
4. Programa de Monitoramento
5. Frequência de falhas – Estatísticas
6. Experiência Prática
7. Aplicativo de Análise Vibratórias – Prática
8. Conclusão
9. Referências
Salvador 2014
Técnicas de Análise de Preditiva
Analise de Óleo
Contagem de Partículas
Termográfica
Ferrografia
Análise de Vibrações
Técnicas de Análise de Preditiva
Analise de Óleo
Contagem de Partículas
Termográfica
Ferrografia
�Análise de Vibrações
A Análise de Vibração é o processo pelo qual as falhas emcomponentes móveis de um equipamento, são descobertas pela taxde variação das forças dinâmicas geradas. Tais forças afetam o nívelvibração, que pode ser avaliado em pontos acessíveis das máquinassem interromper o funcionamento dos equipamentos.
Evolução Histórica
� Em 1939, T.C. Rathbone usou medição de vibração paramonitorar maquinas rotativas. Faixa de frequência de 1Hz até120Hz.
� Em 1953, introdução da análise de frequência de vibração.
� Em 1965, Don Bently e Don Wilhelm surgiram com o conceitode monitoramento do deslocamento de eixos rotativosmancais através da analise de vibração.
� Nos anos 70 surgiram os primeiros padrões, com especificaçõede níveis de vibração aceitáveis. Surgiram as especificações ISOAPI Standards.
� Em 1972, Surgiu a analise em tempo real pela FTT. RichardBurchill no MTI foi o pioneiro nesse campo.
� Em 1985, inicio da era de armazenamento de dados.
� Na atualidade já é possível realizar medições de vibração comsmartphones.
Evolução Histórica
Análise de defeitos
� Toda máquina apresenta um determinado nível de ruído e vibraçãdevido a operação e a fontes externas. Entretanto, uma parceldestas vibrações é causada por pequenos defeitos mecânicosexcitações secundárias perturbadoras, que atuam na qualidadedesempenho da máquina.
� O fato de que os sinais de vibração de uma máquina trazeminformações relacionadas com o seu funcionamento, indica a saúdda máquina e a decisão sobre uma intervenção ou não nestmáquina.
Análise de defeitos
� Qualquer acréscimo no nível de vibração de uma máquina éprimeiro sinal de agravamento de um defeito, que pode ser:
Desalinhamento
Desbalanceamento
Defeitos em rolamentos
Folgas
Empenamento
Ressonância
Análise de defeitos
� Qualquer acréscimo no nível de vibração de uma máquina éprimeiro sinal de agravamento de um defeito, que pode ser:
Desalinhamento
Desbalanceamento
Defeitos em rolamentos
Folgas
Empenamento
Ressonância
Análise de defeitos
� Definição de Desalinhamento: Divergência de uma linha de centro comum durante a operação da máquina.
Análise de defeitos
� O desalinhamento de eixos de máquinas dinâmicas provoca forças de reação nos mancais. E isto é indesejável.
Análise de defeitos
� Tipos de desalinhamento:
◦ Paralelo puro ou radial;
◦ Angular puro;
◦ Combinado (mais encontrado na prática).
Análise de defeitos� Exemplo de desalinhamento angular a 25Hz.
Caracteristicamente haverá alta vibração axial tanto com 1X RPM quanto com 2X RPM. Entretanto não incomum que 1X, 2X ou 3X sejam dominantes.
1x RPM
2x RPM
3x RP
Análise de defeitos
� Exemplo de desalinhamento paralelo a 25Hz.
1x RPM
2x RPM
3x R
Desalinhamento paralelo tem sintomas similares ao Angular, mas apresenta vibração radial alta. 2Xé muitas vezes maior que 1X, mas sua altura relativa para 1X é habitualmente ditada pelo tipo deconstrução do acoplamento
Análise de defeitos
� Principais causas do desalinhamento:
◦ Montagem inadequada;
◦ Alinhamento impreciso;
◦ Mancais e rolamentos desgastados;
◦ Expansão térmica ignorada;
◦ Pé manco ou superfície de apoio desnivelada.
Análise de defeitos
� Efeitos do desalinhamento:
◦ Consumo de energia: Existem casos de até U$ 1.600/ano numa única máquina;
◦ Vida útil do rolamento: Estudos demonstram que apenas 0 1524 mm de desalinhamento paralelo pode diminuir pela metade a vida útil de um rolamento;
� Benefícios de um correto alinhamento:
◦ Aumento de produtividade:
� Evita a parada não programada;
◦ Reduz custos operacionais;
◦ Melhora a qualidade do produto.
Análise de defeitos – Manutenção Preditiva� Exemplo prático de desalinhamento
DESALINHAMENTO
EQUIPAMENTO: CASA BOOSTER – BOMBABOOSTER 03
DATA DA MEDIÇÃO: 25/05/2010ANOMALIA: PROBLEMAS DEDESALINHAMENTO DO CONJUNTO
RECOMEDAÇÃO: REVISAR ALINHAMENTODO CONJUNTO MOTOBOMBAO.S: 15158807
SITUAÇÃO DA RECOMEDAÇÃO: ATENDIDA• OBS: APÓS A QUEBRA DO
ACOPLAMENTO REALIZARAMALINHAMENTO.
DESALINHAMENTODIMINUIÇÃO DO 2X A ROTAÇÃO
DO MOTOR
Análise de defeitos – Manutenção Preditiva� Exemplo prático de desalinhamento
� Desbalanceamento: Fenômeno de não uniformidade de massa em torno de um centro de giro;
Análise de defeitos
� O desbalanceamento pode surgir de: erros construtivos edesenho, peças assimétricas, superfícies brutas, desviosrotação.
Análise de defeitos
Erros de montagem e fabricação:
� Erros na montagem� Erros na fixação � Montagem desalinhada� Erros permanentes por solda,
retração
Erros de material:
� Falhas de fundição � Densidades variáveis � Dimensões assimétricas
� Tipos de desbalanceamento
◦ Desbalanceamento estático: existe quando o eixo de massa não coincidcom o eixo giratório e é paralelo a ele.
Análise de defeitos
� Tipos de desbalanceamento
◦ Desbalanceamento conjugado: esta presente quando o eixo de massnão coincide com o eixo giratório, no centro de gravidade do rotor.
Análise de defeitos
� Tipos de desbalanceamento
◦ Desbalanceamento dinâmico: é definido como aquela condição ondeeixo de massa não coincide com o eixo giratório, não e paralelo a elenão o intersecta.
Análise de defeitos
Características do desbalanceamento:
� Picos de amplitude alta em leituras radiais em 1xRPM do Eixo (1N);
� Baixo nível de vibração no sentido axial em 1xRPM do Eixo;
� Baixas amplitudes para as harmônicas de 1xRPM do Eixo;
Análise de defeitos
Observações Importantes:
1. Se as amplitudes das harmônicas de 1xRPM aparecem significativamente, suspeite de algo além do desbalanceamento;2. Se uma medida radial é 3 ou mais X maior que a outra, suspeite de outro problema como ressonância;3. Desbalanceamento sempre causa pico em 1XRPM, mas pico em1XRPM nem sempre é causado por desbalanceamento.
� Desbalanceamento
Análise de defeitos
� Efeito do desbalanceamento:
Uma das grandes consequências é a redução da vida útiltambém da produtividade da máquina, pelo esforço intenso qumancais, suspensões, carcaças e fundações precisam fazer parcompensar, por exemplo, vibrações excessivas causadas pelmovimento incorreto de rotação dos eixos.
Análise de defeitos
� Benefícios em prevenir o desbalanceamento:
◦ Aumento de produtividade:
◦ Reduz custos operacionais;
◦ Melhora a qualidade do produto
◦ Reduz consumo de energia
Análise de defeitos
� Exemplo prático de desbalanceamento:
Análise de defeitos – Manutenção Preditiva
Salvador 2014
EQUIPAMENTO:DESPOEIRAMENTO – VENTILA115 (AR REVERSO)
ANOMALIA: DESBALANCEAMDO ROTOR DO VENTILADOFOLGAS
RECOMEDAÇÃO: REABALANCEAMENTO DO ROTOVERIFICAR MANCAIS
• OBS: APÓS BALANCEAMENEQUIPAMENTO ATINGIUMELHOR NÍVEL HISTÓRICO
Desbalanceamento
Aumento da tendência em primeiro alarme
Melhor nível de toda tendência
� Exemplo prático de desbalanceamento no Relatório:
Análise de defeitos
Salvador 2014
Desbalanceamento
Aumento da tendência em primeiro alarme
Melhor nível de toda tendência
Desbalanceamento
Aumento na tendência do equipamento
Diminuição do nível após atendimento da recomendação
Nível aceitável de Desbalanceamento
� Exemplo prático de desbalanceamento:EQUIPAMENTO: CASA BOOSTER – BOMBA BOOSTER 01ANOMALIA: PROBLEMAS DE DESBALANCEAMENTO DO ROTORRECOMEDAÇÃO : REVISAR BOMBA E BALANCEAR EIXO E ROTOR• OBS: APÓS BALANCEAMENTO O EQUIPAMENTO ATINGIU UM MELHOR NÍVEL HISTÓRICO
Análise de defeitos
Desbalanceamento
Aumento na tendência do equipamento
Diminuição do nível após atendimento da recomendação
Nível aceitável de Desbalanceamento
• Exemplo prático de desbalanceamento no Relatório:
Análise de defeitos
Programa de monitoramento
� Monitoramento Periódico (Baseado em rotas)
� Transferência de dados periódicas para o Banco de Dados.
� Monitoramento Remoto
� Cumprimento 100% das Rotas.
Programa de monitoramento
Principais falhas nas Áreas da Usina (Aciaria, Laminação, Utilidades)
Total : 83 ocorrências
Percentual de Falha por Área da Usina- - Ano 2010
31%
46%
23%
Aciaria Laminação
Utilidade
Modos de falhas da Análise de Vibrações da Usiba (Jan a Dez) 2010
0
2
4
6
8
10
12
14
16
RO
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Frequência de Falhas
Pareto de falhas por Área – Utilidades 2010
Modos de falhas da Análise de Vibrações Área- Utilidades (Jan a Dez) 2010
0
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2
3
4
5
6
7
8
9
ROLAMENTO PROBLEMAS ELETRICOS DESBALANCEAMENTO DESALINHAMENTO
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Frequência de Falhas
Pareto de falhas por Área – Aciaria 2010
Modos de falhas da Análise de Vibrações Área- Aciaria (Jan a Dez) 2010
0
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3
4
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Frequência de Falhas
Pareto de falhas por Área – Laminação 2010
Modos de falhas da Análise de Vibrações Área- Laminação (Jan a Dez) 2010
0123456789
10
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Frequência de Falhas
Experiência Prática
� Objeto de estudo prático:
� Ponto de medição: Na Base
� Obs.: Está medição está incorreta, no entanto atendeu a análisedidática do defeito. Na base o nível de amplitude são mais baixoe por é preciso ter equipamentos mais precisos. A fixação corredeve ser sempre em pontos mais rígidos ou os pontos de supopara instalar/posicionar o acelerômetro.
� Equipamento de coleta
◦ iPad 3 10”
� Possui Acelerômetro interno tri axial.
◦ Galaxy S3
� Possui Acelerômetro interno tri axial.
Representação dos Eixos
TAG do Motor
Aplicativo de Análise Vibratórias – Prática
� Software de Medição
� Keuwl Accelerometer Monitor
◦ Taxa de coleta máxima: 50Hz
◦ Gera espectro de frequência.
� Vibration
◦ Taxa de coleta máxima: 100Hz
◦ Analisa Nível Global.
◦ Gera espectro de frequência.
Dados coletados - Análise de nível Global:
� Motor Alinhado: � Motor Desalinhado:
Dados coletados – Análise de Espectro
� Motor Alinhado: � Motor Desalinhado:
Vídeo da Prática
Conclusão
� Análise de Vibrações e Manutenção Preditiva. (Analisar, identificamonitorar e determinar o melhor momento de intervenção de umequipamento)
� Análise dos defeitos e entendimento dos efeitos vibracionais.
� Demonstração Prática – Análise Crítica
� Benefícios da preditiva – Análise da vibração:
• Aumentar a disponibilidade do equipamento;
• Garantir e manter a confiabilidade do equipamento e produção.
• Reduzir custos de manutenção;
• Evitar desgastes prematuros de componentes;
• Evitar intervenções mecânicas corretivas desnecessárias;
• Diminuir os riscos de acidentes
Referências
� RAO, Singiresu S.. Vibrações Mecânicas. 4. ed. São Paulo: PearsonEducation - Br, 2008.
� Técnicas de análise de Vibrações I – SENAI CIMATEC
� Alinhamento de eixos - CSE Consultoria e Serviços de Engenharia
� Alinhamento de máquinas Rotativas - SENAI ES -1997
� Relatório de Preditiva GERDAU
� Slides de aula do Prof. Antônio Fernando
� http://www.sanchesblanes.com.br/informativos/inf06.pdf
� http://www.mhfpreditiva.com.br/share/conteudos/balanceamento_753555972.pdf