Monitoramento online com análise de vibração no setor sucroenergético

Vibração é uma condição normal da rotina de qualquer usina, mas também é um indicativo importante de problemas que podem se desenvolver até gerar uma parada. Simplesmente perceber um aumento de vibração é uma pequena parte da resolução, mas o que realmente importa é entender o motivo por trás dessa alteração: é rolamento, engrenagem ou desalinhamento?

É justamente para buscar essa resposta que o monitoramento online do Field Assist 4.0 da Zanini Renk atua dentro das usinas. Entenda como essa tecnologia foi capaz de detectar a origem de um problema de vibração e impedir que se tornasse um problema capaz de impactar a operação.

O cenário: redutor de alta rotação acionado por turbina, no primeiro terno de moagem de uma usina do setor sucroenergético.

O que os sensores mostraram

Os sensores de análise de vibração instalados no mancal começaram a registrar um aumento contínuo na tendência de velocidade RMS global, um valor único que resume a magnitude global da vibração. Quando essa linha sobe e não volta, indica uma mudança persistente no comportamento vibratório do conjunto, que precisa ser investigada

O que o time de monitoramento da Zanini Renk fez?

Nossa equipe abriu o espectro, observando a vibração separada por frequência, e fez a medição nas três direções (axial, no sentido do eixo, mais vertical e horizontal). Foram destacados dois números importantes:

O que chamou a atenção da equipe foi o ponto de concentração da energia no sentido axial travada em 1x RPM, que representa uma oscilação a cada volta do eixo.

A análise do padrão de vibração

Vibração elevada no sentido axial em 1× RPM é uma assinatura frequentemente associada ao desalinhamento angular e pode direcionar a investigação para o acoplamento. Defeitos em rolamentos e engrenagens, por sua vez, costumam gerar componentes características diferentes da rotação simples do eixo, muitas vezes em frequências mais altas, como as frequências de defeito dos rolamentos e a frequência de engrenamento, além de seus harmônicos e bandas laterais.

Leia também: as principais causas de falhas em redutores.

O que a inspeção encontrou

Com o diagnóstico apontando para o acoplamento, a inspeção foi direto ao ponto e confirmou cada linha do espectro:

• Graxa endurecida: a graxa que deveria lubrificar os dentes tinha virado um resíduo duro. Em acoplamentos de alta rotação, as forças centrífugas podem provocar a separação dos componentes da graxa, especialmente entre o óleo base e o espessante. Com a separação, o espessante pode se concentrar na região dos dentes enquanto o óleo migra, reduzindo a lubrificação efetiva e favorecendo desgaste e formação de depósitos.
• Dentes gastos: com lubrificação inadequada/degradada, o atrito consumiu o perfil dos dentes, o que aumenta a folga e reduz a capacidade do acoplamento de deslizar e acomodar o movimento.

Problemas relacionados à lubrificação estão por trás de cerca de 75% das falhas de acoplamentos de dentes.

Um acoplamento em condições adequadas absorve os pequenos desalinhamentos entre turbina e redutor e acomoda pequenos desalinhamentos dentro dos limites de projeto, controlando os esforços transmitidos ao conjunto. Quando ele engripa pela graxa dura e pelo desgaste, a restrição ao movimento aumenta as forças axiais cíclicas transmitidas aos eixos e mancais.

O resultado: manutenção no horário marcado

Descobrir cedo transformou uma condição com potencial de evoluir para danos mais severos e parada não-planejada em uma parada de manutenção agendada. Deu tempo de programar a intervenção para uma janela adequada, evitando os imprevistos e custos de uma emergência.

A manutenção corretiva geralmente custa mais caro do que uma manutenção planejada, considerando a necessidade de parada de produção, o reparo às pressas e a compra de peças com urgência. Antecipar é sempre a melhor opção para o orçamento.

Três coisas que evitaram a parada

• Sensor acompanhando: o monitoramento rodou 24 horas por dia e captou a mudança de comportamento antes que a condição evoluísse para danos maiores ou uma parada não programada.
• Leitura certa do espectro: o padrão do espectro direcionou a investigação para o conjunto de transmissão e ajudou a diferenciar o comportamento de assinaturas típicas de rolamentos e engrenagens; a inspeção confirmou o acoplamento como causa raiz.
• Decisão na hora certa: a intervenção foi planejada e o primeiro terno seguiu.

O conjunto sensor + análise + equipe capacitada é a base do Field Assist 4.0, a plataforma de monitoramento de condição da Zanini Renk. O sensor coleta o dado, mas quem transforma dado em uma decisão certeira é a engenharia por trás dele. Sem essa leitura, um número na tela continua sendo só um número.

Sua planta está preparada para identificar problemas antes que eles virem paradas? Fale conosco e descubra como o monitoramento online pode transformar seus resultados.