Monitorização de compressores alternativos

A Preditec/IRM oferece-te a tecnologia adequada para a proteção, monitorização e diagnóstico dos teus compressores alternativos.
Os compressores alternativos são máquinas essenciais em certos processos de produção. Por isso, uma estratégia de manutenção preditiva é fundamental para evitar:

• Avarias imprevistas que interrompam o processo de produção.
• Avarias graves que danifiquem o compressor.
• Queda no desempenho.

É difícil diagnosticar as máquinas alternativas através da análise de vibrações. A técnica de análise FFT, que tem tido tanto sucesso em máquinas rotativas, não fornece informações úteis para o diagnóstico de máquinas alternativas. Mas existem outras técnicas, também baseadas na medição e análise da vibração, que se revelaram eficazes, como é o caso da análise da forma de onda. A vibração costuma ser medida nestas máquinas como um parâmetro de monitorização global, além de ser uma ferramenta de diagnóstico. No esquema a seguir, mostram-se os principais parâmetros para uma monitorização básica de compressores alternativos:

Transmissores de vibração

Devido ao seu próprio princípio de funcionamento, a máquina alternativa provoca fortes vibrações ao deslocar alternadamente uma massa considerável. Os projetos dos compressores alternativos procuram compensar essas forças para minimizar a vibração, mas quando ocorre um desajuste, a amplitude dessa vibração aumenta. Para detetar estas alterações na vibração, são instalados transmissores de vibração na base. Estes transmissores enviam ao sistema de controlo distribuído (DCS) o valor global da vibração em mm/s rms em vários pontos do compressor. Este parâmetro alerta para problemas estruturais ou grandes desalinhamentos que façam o compressor vibrar acima do normal. A velocidade de vibração é muito sensível a alterações na rigidez do sistema ou a alterações nas forças excitadoras.

Os transdutores de vibração são colocados na base do compressor na direção horizontal, alinhados com a direção do movimento do pistão.

Transmissores de impacto

É mais fácil localizar os problemas de folga analisando a forma de onda medida na aceleração. Esta análise pode ser feita manualmente, mas se quiseres automatizá-la de forma simples, podes usar um transmissor de impactos, concebido especialmente para esta tarefa. Os transmissores de impactos medem a vibração de alta frequência (aceleração) e têm um contador de impactos. A sua eletrónica integrada transforma a onda de vibração medida num valor escalar que indica o número de vezes que um nível limite estabelecido foi ultrapassado num determinado intervalo de tempo configurado. Para cada compressor, é preciso definir um nível de vibração e um número habitual de vezes em que a onda vibratória deve ultrapassar o limite pré-estabelecido. Este valor é transmitido ao DCS para acompanhamento.

O transmissor de impactos é colocado perto da cruzeta e alerta para problemas mecânicos, como folga, atrito ou má lubrificação.
Embora seja uma técnica recente, a instalação destes transmissores de impactos já se generalizou.

Queda da haste

Para monitorizar a descida da haste, coloca-se uma sonda de proximidade para medir continuamente a distância entre um ponto fixo e a haste do compressor. Desta forma, capta-se uma onda do ciclo de ida e volta da biela. A comparação ao longo do tempo das ondas registadas vai alertar-te para o desgaste dos segmentos e outros possíveis problemas mecânicos. Alguns sistemas de monitorização da queda da biela são simplificados, convertendo a medição da sonda de proximidade num valor escalar. Dependendo de como essa conversão for feita, o valor de monitorização é mais ou menos fiável.

Para que o parâmetro monitorizado seja fiável, é preciso medir um valor pontual em cada ciclo, fora das zonas de inversão de forças no pistão; por isso, recomenda-se que a medição seja sincronizada com um tacómetro.

Análise da pressão dinâmica

Mas talvez a técnica que forneça mais informações para o diagnóstico dos compressores alternativos seja a análise da pressão dinâmica de cada cilindro. A representação da pressão ao longo do tempo em cada ciclo ou o diagrama P-V real fornecem informações valiosas para a análise do compressor, tanto a partir de medições pontuais feitas com equipamentos portáteis como para a monitorização contínua.

Análise da ecografia

É fundamental acompanhar o estado das válvulas dos compressores alternativos, devido à elevada taxa de avarias nos compressores causadas por problemas nas válvulas. A técnica que melhor identifica problemas nas válvulas é a medição por ultrassons na cabeça do motor. A representação da onda de ultrassons ao longo de cada ciclo (360º do virabrequim) fornece a informação necessária para localizar falhas, principalmente nas válvulas, mas o estudo dos ultrassons também nos alerta para outras falhas de origem mecânica, como folga na cruzeta, desgaste dos segmentos, falhas na lubrificação, etc.