Monitorização de compressores alternativos

A Preditec/IRM oferece-lhe a tecnologia certa para a proteção, monitorização e diagnóstico dos seus compressores alternativos.
Os compressores alternativos são máquinas muito críticas em certos processos de produção. Por isso, uma estratégia de manutenção preditiva é essencial para os evitar:

• Avarias imprevistas que interrompem o processo de produção.
• Avarias catastróficas que destroem o compressor.
• Diminuição do desempenho.

As máquinas de movimento alternativo são difíceis de diagnosticar por análise de vibrações. A técnica de análise FFT que tem sido tão bem sucedida em máquinas rotativas não fornece informação útil para o diagnóstico de máquinas de movimento alternativo. Mas existem outras técnicas também baseadas na medição e análise de vibrações que provaram ser eficazes, tais como a análise da forma de onda. A vibração é frequentemente medida nestas máquinas como um parâmetro de monitorização global, bem como uma ferramenta de diagnóstico. O diagrama seguinte mostra os principais parâmetros para a monitorização básica de compressores alternativos:

Transmissores de vibrações

Devido ao seu próprio princípio de funcionamento, a máquina recíproca provoca fortes vibrações ao deslocar alternadamente uma grande massa. Os projectos de compressores alternativos tentam compensar estas forças para minimizar a vibração, mas quando ocorre um desajuste, a vibração aumenta em amplitude. Para detetar estas alterações na vibração, são montados os seguintes elementos na placa de base transmissores de vibrações. Estes transmissores enviam para o sistema de controlo distribuído (DCS) o valor global da vibração em mm/s rms em vários pontos do compressor. Este parâmetro alertará para problemas estruturais ou grandes desalinhamentos que façam com que o compressor vibre acima do normal. A velocidade de vibração é muito sensível a alterações na rigidez do sistema ou a alterações nas forças de excitação.

O transmissores de vibrações são colocados na base do compressor numa direção horizontal alinhada com a direção de deslocação do pistão.

Transmissores de impacto

A melhor forma de localizar problemas de folga é através da análise da forma de onda de aceleração medida. Esta análise pode ser efectuada manualmente, mas se pretender automatizá-la de uma forma simples, pode utilizar um transmissor de impactoespecialmente concebido para esta tarefa. O transmissores de impacto Medem as vibrações de alta frequência (aceleração) e dispõem de 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 definido foi ultrapassado num determinado espaço de tempo configurado. Para cada compressor, é necessário definir um nível de vibração e um número habitual de vezes para que a onda de vibração ultrapasse o limite pré-definido. Este valor é transmitido ao DCS para monitorização.

O transmissor de impacto está posicionado perto da cruzeta e avisa de problemas mecânicos, tais como folga, fricção ou lubrificação deficiente.
Embora se trate de uma técnica recente, a instalação destes transmissores de impacto está a generalizar-se.

Queda da haste

Para a monitorização da queda da biela, é instalada uma sonda de proximidade para medir continuamente a distância de um ponto fixo à biela do compressor. Desta forma, é registada uma forma de onda do ciclo de avanço e retorno da biela. A comparação ao longo do tempo das formas de onda registadas alertará para o desgaste do anel do pistão e outros possíveis problemas mecânicos. Alguns sistemas de monitorização da queda da biela são simplificados pela conversão da medição da sonda de proximidade num valor escalar. Dependendo da forma como esta conversão é efectuada, o valor de seguimento é mais ou menos fiável.

Para que o parâmetro monitorizado seja fiável, deve ser tomado um valor pontual em cada ciclo fora das zonas de inversão de força do pistão, pelo que se recomenda que a medição seja sincronizada com um tacómetro.

Análise dinâmica da pressão

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

Análise de ultra-sons

A monitorização do estado das válvulas dos compressores alternativos é essencial devido à elevada taxa de falhas dos compressores causadas por problemas nas válvulas. A técnica que melhor indica problemas nas válvulas é a medição ultra-sónica na cabeça do cilindro. A representação da onda de ultra-sons ao longo de cada ciclo (360º da cambota) fornece a informação necessária para localizar falhas principalmente nas válvulas, mas o estudo dos ultra-sons também nos alerta para outras falhas de origem mecânica, como folgas na cruzeta, desgaste de segmentos, falhas de lubrificação, etc.