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  • Thiago Kleis

Diagnóstico de falhas baseado em vibração

Atualizado: Jan 30

Você conhece o sistema de diagnóstico de falhas baseado em vibração da AQTech para máquinas hidrelétricas?


Entre as várias funções de software inclusas na solução AQTech para monitoramento, diagnóstico e prognóstico de vibração, gostaríamos de destacar nossa solução para o diagnóstico automático de falhas baseado em vibração.


A função de diagnóstico automático da AQTech faz parte do pacote de software padrão oferecido aos clientes e utiliza, entre outras referências, as normas internacionais ISO 13373, ISO 10816 e ISO 7919 (em suas partes relevantes).


O objetivo desse tipo de diagnóstico é identificar dentro do espectro de frequências de sinais de vibração e pressão (normalmente de sensores acelerômetros, sensores de deslocamento e/ou sensores de pressão) a aparição de harmônicos para comparar com tabelas de frequências notáveis relacionadas a defeitos. Esses componentes de frequência são comumente relacionados (múltiplos, submúltiplos etc.) à velocidade nominal da unidade geradora.


Exemplos de defeitos descritos na ISO 13373-7:


No software AQTech, o diagnóstico é apresentado em uma tela específica para essa função com as falhas diagnosticadas. A apresentação dos dados diagnosticados é feita através de uma matriz sinóptica e codificação por cores, conforme apresentado abaixo:


A seguir, é apresentada uma breve descrição de alguns modos de falha que podem ser detectados no sistema AQTech:


Desbalanceamento mecânico

• Avaliação do desbalanceamento da máquina, focando no rotor do gerador e/ou turbina.

• Com base na avaliação dos pontos pesados, classificação entre desbalanceamento

Estático, Acoplado ou dinâmico.

• Apresentação dos valores de ângulo de fase (em relação ao sensor fasor).


Desbalanceamento magnético

• Avaliação da presença de desbalanceamento magnético no gerador, avaliando partida

da unidade geradora.

• Com base no registro de partida da UG, são avaliadas as condições de subida da rotação, máquina à vazio, máquina excitada, e conectada com carga.


Desbalanceamento hidráulico

• Avaliação da tomada de carga da unidade geradora para identificação de problemas de

desbalanceamento hidráulico.


Desalinhamento no acoplamento/mancal

• A avaliação de harmônicos permite a identificação de potencial desalinhamento no

acoplamento de eixo ou nos mancais.


Desalinhamento paralelo/angular

• A vibração Axial ainda permite a detecção e diferenciação entre os tipos de

desalinhamentos.


Problemas no estator

• Com acelerômetros instalados próximo ao pacote estatórico do gerador (carcaça) é

possível a detecção de problemas.

• A evolução da vibração na faixa de 120Hz, que varia conforme a carga, pode indicar

afrouxamento do pacote, o que implica na degradação do isolamento.


Problemas nas palhetas diretrizes

• Com base em acelerômetros instalados no mancal e na tampa da turbina é possível

detectar potenciais problemas nas palhetas móveis do distribuidor (ex: Caso umas das

palhetas não se movimente, quebra dos pinos de fixação das palhetas).


Problemas nas pás da turbina

• Avaliando também harmônicas nos acelerômetros do mancal e tampa da turbina

também é possível identificar potenciais problemas nas pás da turbina.


Problemas no fluxo hidráulico

• Problemas de fluxo hidráulico excitam os sensores instalados próximos da turbina.

As frequências comumente excitadas são múltiplos do número de pás fixas e móvel.


Flutuação de pressão (presença de cavitação)

• Avalia-se a oscilação de pressão no tubo de sucção, em comparação com a queda.

• Essa variável calculada indica que pode estar ocorrendo cavitações.


Detecção de vórtices no tubo de sucção

• A avaliação da vibração no tubo de sução, bem como a pressão, permite a detecção

potencial de vórtices.


Folga excessiva / roçamento

• A folga excessiva e o roçamento excitam nos acelerômetros (e proxímetros)

harmônicos que são detectáveis automaticamente pelo sistema.

• A ferramenta de diagnóstico permite a análise detalhada pelo especialista.


Rodopio do óleo

• O rodopio do óleo pode ocorrer quando há alguma deficiência no sistema de

lubrificação dos mancais.

• A avaliação de harmônicos nos sinais de vibração e oscilação do eixo permite a

detecção automática deste problema.


Detecção de problemas nas sapatas dos mancais

• Problemas nas sapatas dos mancais excitam componentes de vibração que são

detectáveis pelos acelerômetros instalados nos mancais da unidade geradora.


Detecção de operação fora da faixa operativa (considerando queda)

• Geralmente a turbina é projetada para operar em faixas distintas em função da

queda.

• É possível cruzar os dados de monitoramento SCADA com os dados de vibração,

avaliando o atendimento da faixa operativa.

• Com a avaliação de um especialista é possível definir novas faixas de operação.


Alguns outros defeitos que podem ser identificados de acordo com a avaliação de histórico das máquinas:

• Análise de queda por curva fornecida pelo fabricante;

• Grade entupida;

• Avaliação da pressão na caixa espiral, comparada com nível de água montante.

Avalia-se a perda de carga;

• Avaliação da curva abertura de distribuidor x potência gerada x níveis de vibração.


Também é possível implementar o diagnóstico de defeitos personalizados para o

cliente, de acordo com o histórico de falhas da unidade geradora, customizando

a aplicação para cada central.


Deseja saber mais sobre as soluções da AQTech para prognóstico de falhas com base em condições? Mande um email para: sales@aqtech.com

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