Diagnóstico e eliminação de vibração excessiva de equipamentos rotativos: Manual técnico

1. Descrição do problema e âmbito de aplicação

A vibração excessiva é o principal sinal de redução da confiabilidade dos equipamentos rotativos (bombas, ventiladores, motores, compressores). Este manual destina-se a técnicos de serviço e engenheiros de confiabilidade que lidam com problemas de vibração. O diagnóstico oportuno permite evitar falhas catastróficas, reduzir os custos de reparos de emergência e aumentar o intervalo entre os reparos.

Campo de aplicação: equipamentos rotativos industriais operando em modos de baixa a alta rotação. A criticidade da condição é avaliada de acordo com o padrão DSTU ISO 10816. Qualquer indicação de vibração excedendo a zona 'B' (satisfatória) ou movendo-se para a zona 'C' (insatisfatória) de acordo com a classificação ISO, deve ser diagnosticada imediatamente.

2. Medidas de segurança

AVISO: A operação de equipamentos rotativos apresenta risco de ferimentos ou morte.

• Certifique-se de executar o procedimento de bloqueio/sinalização (LOTO) antes de iniciar o diagnóstico a menos que o diagnóstico exija a operação do equipamento sob carga.
• Ao medir em equipamentos de trabalho, use roupas de proteção, óculos e evite contato com peças móveis.
• Certifique-se de que não há energia armazenada (pressão no sistema, inércia do rotor).
• Use equipamento de proteção individual (EPI) apropriado para as condições de produção.

3. Ferramentas de diagnóstico necessárias

4. Lista de verificação da avaliação inicial

5. Algoritmo de diagnóstico sistemático (árvore de decisão)

1. Etapa 1: aquisição de dados de espectro (FFT)
   • A) RPM 1x dominante:
     • Causa provável: desequilíbrio.
     • Ação: Verifique a presença de sujeira nas lâminas, ausência de pesos de balanceamento.
   • B) Frequência dominante de 2x revoluções (RPM):
     • Causa provável: Desalinhamento (de eixos ou acoplamento).
     • Ação: Efetue o alinhamento a laser, verifique a rigidez da fundação.
   • B) Harmônicos de alta frequência (não síncronos):
     • Causa provável: defeito no rolamento.
     • Ação: Verifique a temperatura, realize uma análise de envelope (Análise de envelope).
   • D) Alta vibração ao passar por uma determinada velocidade (ressonância):
     • Causa provável: Coincidência da própria frequência com a frequência de trabalho.
     • Ação: Realize um teste de desaceleração, um teste de colisão.

6. Matriz "Sintoma - Causa Provável"

7. Análise dos principais motivos

Desequilíbrio

Ocorre quando a massa do rotor está distribuída de forma desigual em relação ao eixo de rotação. Acúmulo de sedimentos, erosão das lâminas, perda de cargas de equilíbrio podem ser os motivos. Se não for eliminado, isto leva a cargas dinâmicas significativas nos rolamentos e à falha prematura da fundação.

Descentralização

Desalinhamento de eixos de motores e equipamentos. Causa tensão em acoplamentos e rolamentos, resultando em aquecimento e desgaste acelerado. Manifestado por um alto nível de vibração a 2x RPM.

Defeitos de rolamento

Desgaste de pistas ou corpos rolantes devido à fadiga do metal, contaminação ou falta de lubrificação. Caso o defeito seja confirmado, o rolamento deve ser substituído imediatamente, pois sua destruição pode emperrar o eixo.

Ressonância

Ocorre quando a frequência de excitação coincide com a frequência natural do sistema (fundação, corpo, rotor). Isto leva a uma amplificação significativa da amplitude de vibração. Requer uma alteração na rigidez do sistema ou na sua massa.

8. Procedimentos de eliminação passo a passo

1. Eliminação do desequilíbrio: Limpe o rotor. Execute o balanceamento dinâmico nos locais de instalação (in-situ) ou na máquina. Verifique a massa da carga.
2. Correção de desalinhamento: Use um sistema de laser para medir e corrigir a posição do motor em relação à bomba. Os valores devem estar dentro das tolerâncias dos tipos de acoplamento (rígido/flexível).
3. Substituição de rolamentos: Garanta a limpeza do local de trabalho. Use aquecedores por indução para instalação (evite superaquecimento local). Use apenas lubrificantes recomendados pelo fabricante.
4. Combate à ressonância: Alteração da rigidez da moldura (reforços de soldagem) ou instalação de suportes adicionais. Mudança na velocidade operacional (se o VFD for usado).

9. Medidas preventivas

10. Peças sobressalentes e componentes

Para garantir uma operação sem problemas, use apenas componentes certificados.

Encomende as peças de reposição necessárias no portal oficial: https://www.unitecd.com/e-catalog/

11. Links

• DSTU ISO 10816-3: Vibração mecânica. Avaliação da vibração da máquina.
• Instruções do OEM para equipamentos aplicáveis.
• Manual de manutenção de bombas e motores UNITEC.