Sensoriamento para o monitoramento de vibrações em hidrogeradores.

Abaixo do vídeo, disponibilizamos as perguntas e respostas do webinar.

As perguntas feitas durante o webinar estão respondidas aqui!

Qual espaço ideal para leitura desse sensor?


Sob o ponto de vista que o comentário diz respeito a distância sensora do transdutor (sensor de deslocamento - proxímetro). A seleção de qual distância o sensora utilizar vai variar de acordo com a característica da máquina (ex: folga máxima dos mancais). Comumente, para medição radial, uma distância sensora de 0-4mm é mais que o suficiente.




A frequência de rotação do eixo impacta nesta leitura do proxímetro indutivo?


Sim! Geralmente, devido ao desbalanceamento da máquina, sempre haverá uma componente relacionada a frequência de rotação da máquina. Geralmente os problemas também serão relacionados com harmônicos dessa frequência.




A anisotropia do material do eixo interfere na medição do proximetro?


De fato a anisotropia do material do eixo interfere na medição do proximiter indutivo, bem como o efeito de magnetismo residual, e isso causa o efeito de runout (a medida vai mostrar uma "vibração" que não é da máquina, e sim da imperfeição). É complicado o tratamento para correção desse "defeito". A norma sugere, por exemplo "Shaft plating" (revestimento), para correção. Mas geralmente isso é inviável. Quando isso ocorre, é recomendável que se escolha outra pista do eixo. Se não for possível, pode-se realizar um ensaio para verificar a influência desse runout na medida. Com a aquisição de dados do proximiter instalado e uma referência de fase, se põe a máquina para rodar na menor velocidade possível. Dessa forma, o resultado medido pelo proxímetro vai ter mínima influência de forças externas (desbalanceamento e eventuais outros problemas que possam aparecer) e vai exibir a "qualidade" da pista. Conhecendo esse runout, em futuras análises você poderá levar em consideração o resultado desses ensaios.




Porque muita gente confunde... para pressão de tubo de sucção e caixa espiral eu já vi gente usando sensor de pressão estática, mas vale a pena? Faz sentido?


Geralmente, para análise de vibrações, se deseja utilizar sensores de “pressão dinâmica”. Isso significa que o sensor deve responder à variações de pressão que ocorrem em um curto período de tempo (ex: frequências de 500-1000Hz). Também, em função da melhor resposta em frequência, é comum se medir a vibração em pontos como tubo de sução (além da pressão) – nesse caso se mede dinâmicas que não são detectadas pelo sensor de pressão. A “pressão estática” (média), pode ser útil para medidas em regime permanente, onde não se deseja registrar transitórios. Ainda é útil, por exemplo, para tentar identificar perdas de pressão (na grade, conduto, etc) durante a operação em regime da máquina.




É sempre interessante ter mais de um tipo de captação de dados de um mesmo ponto?


Geralmente sim, pois eles estarão “observando” comportamento distintos. Por exemplo, num mancal de deslizamento, é recomendado a instalação de proxímetros (medição de vibração relativa do eixo em relação ao mancal), e sensores de aceleração (vibração absoluta do mancal) – Inclusive normas (ISO 20816-5, por exemplo) recomendam esses pontos, tema que será abordado no Webinar 2 da nossa série.




Estamos prevendo instalar sensores de proximidade nas nossas PCH's. O problema é que nós não temos uma pista ideal em nenhum dos eixos e mandar os eixos para usinar fica inviável. Vocês tem alguma solução?


Sobre a superfície irregular no eixo, de fato, ela vai influenciar na medida, causando o que chamamos de runout (pode ter características elétricas ou mecânicas). A usinagem é o mais recomendado... É comum em campo o pessoal da manutenção lixar o eixo, o que em termos de segurança é perigoso, e isso geralmente só vai tirar ferrugem ou tinta. Talvez, como recomendação, valha a pena realizar um ensaio para verificar a influência desse runout na medida. Com a aquisição de dados do proximiter instalado + uma referência de fase, se põe a máquina para rodar na menor velocidade possível. Dessa forma, o resultado medido pelo proxímetro vai ter mínima influência de forças externas (desbalanceamento e eventuais outros problemas que possam aparecer) e vai exibir a "qualidade" da pista.
Conhecendo esse runout, em futuras análise você poderá levar em consideração esse resultado desse ensaios.




As rotinas de medição de vibração nesses casos são constantes (medir o tempo todo) ou intermitentes (ex. 1x por dia)?


Pode-se trabalhar com diversos tipos de processos e sistemas. Por exemplo, o monitoramento pode ser feito por meio de rotinas com equipamento portátil ou através de um sistema de monitoramento permanente 24/7. Em ambos os casos existem custos associados. Geralmente, quando se fala em hidrogeradores no conjunto turbina-gerador, é viável economicamente o monitoramento permanente.




Onde conseguimos a aquisição desse buffer? Já fiz cotação e buscamos a compra de um padrão para calibração dos acelerômetros, mas na ocasião o custo benefício não era viável, se tiver indicação, agradeço.


Entendo como “buffer” você esteja se referindo ao “shaker” que gera um padrão de vibração conhecido. Nesse caso, de fato, são instrumentos caros. O que possuímos é da Modal Shop (uma empresa da PCB/IMI). Existem modelos mais simples, que, por exemplo, só geram uma referência fixa de vibração (frequência e amplitude).




Gostaria que comentasse um pouco sobre os fabricantes dos sensores, diferença de qualidade, nacional x importado e relação custo benefício.


Na experiência da AQTech, de uma maneira geral, nos deparamos com poucos fabricantes nacionais de sensoriamento.
Alguns dos que já testamos pecam em relação a qualidade de acabamento dos mesmos e documentação. Por exemplo, há sensores importados que vêm com uma carta de calibração em 3 pontos distintos de frequência, alguns nacionais só informam o valor nominal em folha de dados. Nem sempre as alternativas nacionais são mais baratas também.
É comum que nossos clientes (geralmente concessionárias) tenham preferências por determinado fabricante, e dentro dos projetos de sistemas de monitoramento tentamos levar isso em consideração, avaliando principalmente as características técnicas nominais e testes em laboratório para comprovação dessas características.




É possível acessar a aplicação remotamente, por exemplo via TCP para acessar históricos de eventos através de algum software e embarcar aplicativos ?


Sim, é possível acessar aplicações de monitoramento de vibrações de forma remota. Falando um pouco das soluções AQTech, por se basear em plataformas PC, ela se adequa as mais diversas arquiteturas de TI. Hoje, por exemplo, com alguns clientes possuímos um acesso remoto para manutenção do sistema. Esse mesmo acesso remoto permite que clientes nossos realizem, inclusive, ensaios na máquina a distância, além de permitir a consulta remota. Se for avaliar de uma forma mais geral a evolução tecnológica, em breve teremos esses dados armazenados em nuvem e visualizados através de Web Browser. Na área da geração ainda temos que quebrar o paradigma de se “retirar” o dado da usina, que geralmente é dificultado pela área de segurança de rede e TI (além de que em muitas usinas não temos um link de comunicação com banda suficientemente barata).




Em relação à vibração de redutores de velocidade. Proxymeter Radiais (2x) ou acelerometro na carcaça (lados acoplados), qual seria a melhor solução, já que é um equipamento de engrenagens.


Geralmente para avaliação de caixas de engrenagens, dada as características de harmônicos envolvidos, os acelerômetros são mais adequados.




Sobre o acabamento superficial dos eixos para a instalação de proximetros. Não temos como usinar.


Sobre a superfície irregular no eixo, de fato, ela vai influenciar na medida, causando o que chamamos de runout (pode ter características elétricas ou mecânicas). De fato, a usinagem é o mais recomendado... Porém já vi em campo o pessoal da manutenção lixar o eixo, o que em termos de segurança é perigoso, e isso geralmente só vai tirar ferrugem ou tinta... Talvez, como recomendação, valha a pena realizar um ensaio para verificar a influencia desse runout na medida. Com a aquisição de dados do proximiter instalado + uma referência de fase, se põe a máquina para rodar na menor velocidade possível. Dessa forma, o resultado medido pelo proxímetro vai ter mínima influência de forças externas (desbalanceamento e eventuais outros problemas que possam aparecer) e vai exibir a "qualidade" da pista.
Conhecendo esse runout, em futuras análise você poderá levar em consideração esse resultado desse ensaios.




Os sensores com e sem eletrônica, têm problema com comprimento dos cabos? Pois o fornecedor dos equipamentos rotativos está usando um determinado sensor e diz que não podemos diminuir os comprimentos.


Nos sensores sem eletrônica embutida a característica do cabeamento (que inclui inclusive o comprimento) influenciam na medida sim. (Só para deixar claro, cabeamento entre o sensor/sonda e o condicionador de sinais. O cabo do condicionador de sinais até um equipamento de medição geralmente tem uma influência muito menor, às vezes até desprezível - é necessário avaliar caso a caso). No caso do proximiter, na sonda fica apenas as boninas. A característica do cabo (RLC), portanto, influenciará no resultado medido. Geralmente quando você compra um proxímetro sem a eletronica imbutida você já define qual o tamanho do cabo da sonda e/ou extensores, e o condicionador é calibrado para essa condição. Inclusive, geralmente é um cabo específico, já conectorizado, que não seria fácil reduzir o comprimento. Para o caso dos sensores com eletrônica integrada, o efeito do cabeamento continua, porém ele pode ser considerado desprezível na maioria dos casos (tem que avaliar a característica do sensor e do equipamento de aquisição de dados).
Específico no caso do proxímiter, os com eletrônica integrada geralmente possuem uma saída 0-10V ou 4-20mA. Se considerarmos a saída em 0-10V, é improvável que a impedância do cabeamento seja significante em relação a impedância de entrada do equipamento de aquisição, mas tem que avaliar as características dele para ter certeza.





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