Dentre as técnicas de manutenção preditiva, a Análise de Vibração compreende a maior abrangência de diagnóstico para defeitos máquinas e equipamentos. Dado que a vibração é o indicador mais primitivo da saúde da máquina, utiliza-se da compreensão dos dados para detectar prematuramente os defeitos e assim manter a saúde dinâmica dos equipamentos, de modo a inibir a evolução de não conformidades.

A presença de vibrações em equipamentos rotativos é considerada indesejável pois acelera consideravelmente os defeitos e as falhas, provocando paradas inoportunas, elevando os custos de produção e de manutenção.

A análise de vibração, dedica-se ao entendimento da vibração não desejada, identificando a origem pelo estudo de seu comportamento, é registrada por instrumentos de medição, de modo a promover um diagnóstico exato, que permita uma correção definitiva, identificando a causa da vibração como:

  • desbalanceamento;
  • falta de rigidez mecânica ou folga;
  • correia de transmissão defeituosa;
  • movimento alternativo;
  • turbilhonamento ou chicote do filme de óleo, engrenamento defeituoso;
  • falhas em motores ou geradores elétricos;
  • ressonância, excitação de frequências naturais;
  • defeitos em rolamentos;
  • órbita inadequada em eixos sob mancais de deslizamento;
  • deficiência de lubrificação;
  • cavitação em fluidos;
  • falha de origem aerodinâmica;
  • entre outros.

Pode-se realizar o monitoramento da vibração de forma on-line ou off-line. O monitoramento on-line demanda um sistema dedicado no equipamento, de modo que a aquisição de dados ocorre em intervalos pré-determinados através de sensores fixos. No método off-line, um profissional é responsável por realizar a coleta dos dados através de um coletor portátil, que pode ser parametrizado para efetuar uma rota de coletas. Em ambos os casos, os dados são analisados e obtém-se, então, um diagnóstico sobre o equipamento em estudo.

Monitoramento de Vibração Offline

Medições realizadas utilizando coletores/analisadores de vibração portáteis. A periodicidade das coletas é estabelecida de acordo com a criticidade de cada equipamento.
Os dados são descarregados para softwares específicos onde são realizadas as análises.

Conceitos de análise de vibração na manutenção preditiva

Monitoramento Online

Refere-se a medições contínuas realizadas através dos Sistema de Monitoramento on-line instalado nas máquinas de forma permanente ou pontual, possibilitando um acompanhamento das condições do equipamento em tempo real.

Esse tipo de monitoramento é normalmente utilizado em máquinas de grande porte e máquinas de extrema importância nos processos industriais (turbo máquinas, ventiladores, compressores etc.), ou em máquinas onde não há acesso para o monitoramento off-line (Torre Resfriamento). Além do monitoramento da condição o Sistema On-line, permite a configuração de “TRIPs” e “Alertas” para a Operação/Manutenção a fim de evitar danos catastróficos.

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A vibração

Um corpo está vibrando, quando descreve um movimento de oscilação em torno de uma posição de referência, exemplo é a oscilação de um eixo ao redor de uma posição central do mancal.

Vibrações mecânicas podem ser geradas intencionalmente para produzir um trabalho útil como em alimentadores, britadores, compactadores, vibradores para concreto, uso em ensaios de fadiga, etc.; porém, a vibração é considerada indesejável, e sua presença em equipamentos rotativos acelera consideravelmente os defeitos acarretando falhas, provocando paradas inoportunas, elevando os
custos de manutenção e produção.

Este trabalho, dedica-se ao entendimento da vibração não desejada, identificando a origem pelo estudo de seu comportamento, registrada por instrumentos de medição, de modo a promover um diagnóstico exato, que permita uma correção definitiva. Pois o entendimento do problema é um precioso passo no caminho da solução.

Na prática, a vibração existe devido a efeitos dinâmicos, tolerância de fabricação, folgas, atrito entre partes em contato, folgas desequilibradas em elementos rotativos e recíprocos, ficando em níveis admissíveis enquanto as condições de projeto são mantidas.

Um aumento do nível de vibração, está relacionado com alterações ocorridas em um ou mais elementos da máquina, influenciando também outros componentes por estarem interligados. Uma pequena vibração pode excitar frequências naturais de outras partes do equipamento ou mesmo de estruturas e ser amplificada para um nível elevado de vibração, que geralmente será percebido na estrutura e não diretamente na fonte de vibração.

A vibração pode ser classificada de diversas maneiras, a seguir as classificações mais recorrentes.

Vibração Livre

O sistema no qual a vibração se mantém após a retirada da perturbação inicial é caracterizado por vibração livre. Exemplo um pêndulo.

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Vibração Forçada

O sistema no qual a vibração existe devido à ação constante de uma força de perturbação é caracterizado por uma vibração forçada. Exemplo: Um rotor desbalanceado.

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Tomando como exemplo um pêndulo como sendo um único componente, ele descreverá uma oscilação quando puxado da posição de repouso até uma de suas extremidades e ao soltá-lo oscilará positiva e negativamente até voltar ao seu ponto de referência e em um determinado tempo. A representação gráfica dessa oscilação em forma de Tempo é chamada de Senoides.

Porém, o que se encontram nos equipamentos industriais são vários componentes vibrando em frequências diferentes, ao mesmo tempo, de modo que estas vibrações se somam e se subtraem formando um senoide complexa o que dificulta sua interpretação e identificação dos componentes existentes.

análise-de-bomba-vibração-forçada

Estes componentes podem ser identificados quando aplicamos a Transformada Rápida de Fourier FFT (Fast Fourier Transform), desta forma teremos um espectro em função da frequência.

 

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