Diagnóstico de vibrações excessivas em equipamentos rotativos: da análise do espectro à determinação da causa

1. Descrição e escopo do problema

Esta dica é dedicada ao diagnóstico de vibrações excessivas em equipamentos rotativos. A vibração pode ser de natureza diferente: harmônica, pulsada ou cortante. Pode ocorrer em equipamentos de diversos tipos: motores elétricos, bombas, compressores, turbinas. A vibração é determinada usando um medidor de vibração ou uma câmera térmica. Dependendo do nível de vibração, ela é classificada como crítica (mais de 12 mm/s), média (5–12 mm/s) ou pequena (até 5 mm/s). A vibração crítica pode causar desgaste rápido do rolamento, lascamento da carcaça ou falha do equipamento.

2. Medidas preliminares de segurança

Pare o equipamento antes do diagnóstico. Use um sistema de bloqueio e saída (LOTO) para eliminar uma conexão de energia perigosa. Desconecte a fiação, abra os conjuntos de mancais e tenha acesso às partes internas do equipamento. Use equipamentos de proteção especiais: luvas, óculos, manicure, meios de proteção contra altas temperaturas e alta pressão.

3. Ferramentas de diagnóstico necessárias

4. Revisão preliminar

5. Esquema de diagnóstico sistemático

1. Meça a vibração em três planos (X, Y, Z) a uma distância de 10 a 20 mm do rolamento.
   1. Se a vibração for superior a 12 mm/s:
      1. Meça o espectro de vibração.
         1. Se a frequência harmônica for detectada:
            1. Equilíbrio diagnóstico.
               1. Verifique o equilíbrio do nível.
                  1. Se o equilíbrio estiver incorreto:
                     1. Execute o balanceamento.
                     2. Verifique a vibração após a correção.

6. Matriz de determinação de causas

7. Análise dos motivos

7.1. Negligência

Motivo: negligência no balanceamento de equipamentos rotativos. Durante o balanceamento, o momento central deve ser inferior a 0,1% da massa do elemento rotativo. O descuido leva a vibrações harmônicas na frequência correspondente.

Diagnóstico: use a análise do espectro de vibração para detectar frequências harmônicas. Se a vibração aumentar de 1 para 10 kHz, isso pode ser sinal de descuido.

Dano potencial: O descuido causa desgaste rápido dos rolamentos, falha do equipamento e perda de energia.

7.2. Centralização incorreta

Motivo: A excentricidade entre os eixos do equipamento rotativo não atende aos padrões permitidos (até 0,1 mm). Isso resulta em vibração a uma frequência que é um múltiplo da frequência de rotação.

Diagnóstico: Meça o desvio com uma ferramenta de medição. Se a excentricidade for superior a 0,1 mm, pode ser a causa da vibração.

Dano potencial: A centrifugação inadequada leva ao rápido desgaste dos rolamentos, falha do equipamento e perda de energia.

7.3. Violação de rolamentos

Motivo: os rolamentos perdem suas propriedades de desgaste ou ocorrem defeitos internos. A vibração pode ocorrer devido a superfícies irregulares ou rachaduras.

Diagnóstico: meça a temperatura dos rolamentos com uma câmera térmica. Se a temperatura for superior a 40°C, isso pode ser sinal de defeito.

Dano potencial: falhas no rolamento levam à falha do equipamento, desgaste do rolamento e perda de energia.

7.4. Ressonância

Motivo: A ressonância ocorre quando a frequência de rotação do equipamento coincide com a frequência equivalente dos elementos do equipamento. Isso resulta em vibração em frequências diferentes, o que aumenta a vibração.

Diagnóstico: use a análise do espectro de vibração para identificar frequências ressonantes. Se a vibração ocorrer em uma frequência que coincide com a frequência de rotação, isso pode ser um sinal de ressonância.

Dano potencial: a ressonância leva à falha do equipamento, desgaste dos rolamentos e perda de energia.

8. Procedimentos de solução passo a passo

8.1. Equilíbrio

1. Equilibre o equipamento rotativo com uma ferramenta de balanceamento.
2. Meça a vibração novamente após o balanceamento.
3. Verifique se a vibração não excede 5 mm/s.

8.2. Centralização

1. Meça a excentricidade do equipamento rotativo.
2. Centralize o eixo no plano apropriado.
3. Meça a vibração novamente após a centrifugação.

8.3. Reparação de rolamentos

1. Meça a temperatura dos rolamentos.
2. Solte os rolamentos antigos e instale os novos.
3. Meça a vibração novamente após a correção.

8.4. Correção de ressonância

1. Use a análise do espectro de vibração para identificar a frequência ressonante.
2. Altere a frequência de rotação do equipamento ou remova os nós que causam ressonância.
3. Meça a vibração novamente após a correção.

9. Medidas preventivas

10. Peças e componentes de reposição

Acesse o catálogo eletrônico UNITEC-D para obter detalhes sobre os componentes disponíveis.

11. Links

• Certificados: CE, UkrSEPRO
• Normas: DSTU 3109-96, EN 13445, ISO 10816
• Links adicionais: Manual de reparo de equipamentos rotativos, guias de manutenção UNITEC-D