Como os sensores de vibração impulsionam a manutenção preditiva e reduzem o tempo de inatividade

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Equipamentos de fabricação modernos aumentam a eficiência das operações, mas quando ocorrem falhas inesperadas, podem custar milhares de dólares por hora em perda de produtividade, reparos e mão de obra. Felizmente, sensores remotos de vibração podem ser usados ​​para desenvolver uma estratégia de manutenção inteligente e preditiva que minimize falhas de equipamentos e tempos de inatividade dispendiosos.

Ao registrar e estudar os padrões vibracionais de equipamentos críticos, é possível detectar anormalidades e identificar mudanças no comportamento operacional de um ativo para que os problemas possam ser resolvidos antes da falha. 

O blog explica os procedimentos e os benefícios do monitoramento remoto de vibração, bem como a função que os sensores de vibração desempenham, para que você possa elaborar uma estratégia de manutenção preditiva que reduza o tempo de inatividade não planejado e aumente a lucratividade.

O que um sensor de vibração faz?

A maioria das máquinas vibra durante a operação normal, mas a vibração excessiva pode causar desgaste, reduzir a vida útil das máquinas e criar desequilíbrios que danificam os componentes dos equipamentos industriais. Padrões de vibração anormais também indicam possíveis problemas mecânicos no equipamento.

A implementação de um programa de monitorização de vibrações como parte de uma estratégia global de manutenção torna possível detectar alterações na vibração à medida que ocorrem, para que potenciais problemas possam ser reconhecidos, diagnosticados e reparados antes da avaria. 

No centro de um programa de monitoramento de vibração está um sensor de vibração, que mede e registra a frequência e amplitude das vibrações em equipamentos industriais. Os dados coletados fornecem informações vitais sobre a saúde do seu maquinário.

O monitoramento das vibrações ajuda os fabricantes a:

• Detecte falhas no rolamento.
• Identifique o desalinhamento.
• Detetar desequilíbrio.
• Revela folga ou desgaste.

Esse insight apoia a manutenção preditiva, permitindo que os reparos sejam agendados quando necessário, minimizando o tempo de inatividade e os reparos dispendiosos.

Os benefícios do monitoramento de vibração

Um programa de monitoramento de vibração deve ser incluído em todas as estratégias de manutenção, incluindo programas de manutenção baseados em condições, preditivos e prescritivos, pois oferece uma variedade de benefícios que economizam tempo e dinheiro, incluindo: 

Economia de custos: O monitoramento de vibração identifica possíveis falhas no equipamento antes que elas ocorram, minimizando o tempo de inatividade e reparos não planejados, que podem custar milhares de dólares por hora e causar estragos nos cronogramas de produção. 

Tempo de atividade aprimorado: O monitoramento de vibração permite a detecção precoce de problemas nas máquinas antes que eles afetem negativamente o desempenho e as operações. Os equipamentos monitorados funcionam com níveis mais elevados de eficiência, confiabilidade e tempo de atividade. 

Identificando intervalos de manutenção corretos: Em vez de realizar tarefas de manutenção de acordo com um cronograma baseado em calendário, o monitoramento de vibração permite que as atividades de manutenção sejam realizadas conforme necessário. Isto prolonga o tempo entre os intervalos de manutenção, reduz custos desnecessários de manutenção e mão de obra e maximiza a disponibilidade da máquina. 

Custos de energia reduzidos: Equipamentos que sofrem desgastes, desequilíbrios e desalinhamentos não funcionam de forma eficiente. Ao identificar e corrigir problemas relacionados à vibração, as máquinas funcionam de forma ideal e consomem menos energia. 

Gerenciamento de ativos aprimorado: As informações coletadas de um programa de monitoramento de vibração proporcionam uma melhor compreensão dos ativos da instalação, fornecendo informações sobre a saúde e a vida útil do equipamento, permitindo decisões informadas sobre a necessidade de reparar ou substituir os ativos. 

Como você mede a vibração?

O monitoramento de vibração é um processo de cinco etapas que inclui: 
1. Coleta de dados de vibração Os dados de vibração podem ser coletados usando dispositivos portáteis, sensores com fio ou sensores remotos (sem fio). O uso de sensores com ou sem fio torna o trabalho menos demorado e reduz as chances de introdução de erros nos dados, porque os técnicos não precisam andar de máquina em máquina fazendo leituras, nem precisam registrar os dados manualmente. Os sensores de vibração remotos oferecem mais benefícios do que os sensores com fio, pois não requerem fiação cara e podem ser montados em máquinas de difícil acesso ou localizadas remotamente. 2. Criação de uma linha de base Para criar uma linha de base, os dados de vibração devem ser coletados quando as máquinas estão funcionando de maneira ideal. Ter uma medição de linha de base para equipamentos saudáveis ​​permite a comparação com dados coletados posteriormente para determinar quando há uma mudança nos padrões vibracionais sob as mesmas condições de funcionamento para identificar possíveis problemas.3. Armazenamento de dados de vibração O uso de sensores remotos como parte de um sistema de monitoramento on-line facilita o armazenamento de dados de vibração. A criação de conjuntos de dados históricos torna possível a comparação de conjuntos de dados de referência e futuros. 4. Análise de dados de vibração A análise de dados de vibração é fundamental para o sucesso do programa de monitoramento de vibração. À medida que os dados são coletados, eles devem ser comparados com os níveis de vibração da linha de base para que anormalidades, anomalias e falhas potenciais possam ser identificadas com tempo adequado para agendar reparos e solicitar peças de reposição. 5. Tomar decisões informadas Usar os dados dessa forma permite que você tome decisões informadas com base em dados confiáveis. Isto significa que quando uma condição de funcionamento anormal ou uma falha potencial é detectada, as ordens de serviço podem ser emitidas e priorizadas, as peças podem ser encomendadas com antecedência e os reparos podem ser realizados para evitar tempos de inatividade longos, não planejados e caros, economizando potencialmente milhares de dólares em perda de produtividade e falhas dispendiosas. A tomada de decisão informada dá aos gerentes de manutenção confiança ao criar cronogramas e orçamentos de manutenção, enquanto a confiabilidade obtida dá aos gerentes de produção a garantia de que atingirão as metas de produção. 

Quais são os diferentes tipos de sensores de vibração?

Os sensores de vibração são uma ampla categoria de tecnologias projetadas para diferentes aplicações e orçamentos. A seleção do sensor depende de fatores como faixa de frequência, ambiente de aplicação e custo.

Sensores de vibração comumente usados incluem:

• Acelerômetros: O sensor de vibração mais comum mede a aceleração, que muitas vezes é integrada para calcular velocidade ou deslocamento. Eles são melhores para detecção de falhas de alta frequência (como falhas em rolamentos).
• Sensores de velocidade (velômetros): Eles medem a velocidade da vibração e são usados para medições de frequência média, que revelam problemas como desequilíbrios e desalinhamentos.
• Sondas de proximidade (sensores de deslocamento): Esses sensores sem contato medem a distância entre a sonda e um eixo giratório. Eles são cruciais para monitorar a posição do eixo e detectar falhas em máquinas rotativas de alta velocidade, como turbinas e grandes compressores.
• Sensores remotos/sem fio: Estes são acelerômetros com comunicação sem fio integrada, potência e, muitas vezes, capacidade de registro/processamento de dados. Eles são a escolha ideal para monitoramento proativo e contínuo sem cabeamento dispendioso, conforme defendido pela JHFOSTER.

Quais são os três tipos de vibração?

Três tipos de vibração são analisados em programas de monitoramento de vibração e cada um tem como objetivo diagnosticar um problema específico do equipamento, como segue:

Deslocamento: Mede o movimento total ou a distância que um objeto vibrante percorre desde sua posição de repouso. É mais útil para diagnosticar máquinas de baixa velocidade e monitorar grandes movimentos.

Velocidade: Mede a velocidade da vibração ou a rapidez com que o componente se move. É usado para análise de frequência média, que pode prever falhas comuns da máquina, como desalinhamento e desequilíbrio. Normalmente se correlaciona bem com a energia destrutiva da vibração.

Aceleração: Isso mede a taxa de mudança da velocidade. É mais sensível a eventos de alta frequência, tornando-o ideal para identificar falhas em estágio inicial, como aquelas em rolamentos de elementos rolantes e problemas de malha de engrenagens.

Onde colocar sensores de vibração

O posicionamento ideal do sensor é fundamental para coletar dados de vibração significativos. Abaixo estão orientações práticas sobre onde e como montar sensores de vibração em componentes de máquinas.

Regras gerais de posicionamento

Caixas de rolamento: O local mais comum e eficaz para a colocação do sensor, pois a maioria das falhas mecânicas críticas (desequilíbrio, desalinhamento, desgaste dos rolamentos) geram assinaturas que são transmitidas através dos rolamentos.

Carcaça do motor/bomba: Os sensores de vibração devem ser colocados próximos aos pontos de força e desgaste.

Zona de carregamento: Os sensores devem ser colocados no lado da zona de carga dos rolamentos, onde é mais provável que falhas potenciais sejam detectadas.

Trem de Máquina: O monitoramento de vários pontos ao longo do trem da máquina (extremidade acionada do motor, extremidade não acionada do motor, rolamento da bomba) fornece uma imagem completa da integridade de um ativo.

Montagem segura

Certifique-se de que o sensor esteja montado com segurança diretamente no componente (usando uma montagem em pino ou um ímã forte) para garantir a coleta precisa de dados de alta frequência.

Como escolher um sensor de vibração

Selecionar o sensor de vibração correto para a aplicação é fundamental para obter informações úteis e acionáveis. Ao escolher um sensor de vibração para sua aplicação, considere o seguinte:

• Criticalidade do ativo: Máquinas altamente críticas devem usar monitoramento remoto/sem fio contínuo. Equipamentos menos críticos ou sobressalentes podem usar verificações manuais periódicas.
• Faixa de frequência: Selecione um tipo de sensor (acelerômetro, sensor de velocidade ou sonda de proximidade) que medirá com precisão as frequências de falha esperadas da máquina. Por exemplo, você deve selecionar um acelerômetro para detectar falhas em rolamentos de alta velocidade.
• Sensibilidade/Faixa de medição: O sensor deve ser sensível o suficiente para detectar pequenos problemas, mas também capaz de lidar com os níveis máximos de vibração esperados sem cortes.
• Fatores Ambientais: Considere temperatura, umidade (classificação IP) e condições/classificações de áreas perigosas (certificações ATEX/áreas perigosas). Sensores sem fio com recursos remotos são ideais para locais perigosos ou de difícil acesso.
• Orçamento e conectividade: Sensores remotos de vibração simplificam o programa, reduzindo ou eliminando a necessidade de técnicos percorrerem a planta fazendo medições manuais e transferindo dados. Eles permitem que os dados sejam coletados, armazenados e analisados automaticamente, liberando as equipes de manutenção.

Uso de sensores remotos de vibração para manutenção preditiva

Como parte de um programa de monitoramento de vibração, os sensores de vibração apoiam uma estratégia de manutenção proativa e preditiva, que proporciona benefícios operacionais e financeiros significativos, incluindo:

Mudança na abordagem de manutenção: O uso do monitoramento de vibração para manutenção preditiva permite que você passe da manutenção reativa ou baseada em calendário para um programa proativo de manutenção preditiva, minimizando o tempo de inatividade não planejado e as horas de trabalho de manutenção.

Automação de dados: Sensores remotos coletam, armazenam e analisam automaticamente dados de vibração continuamente.

Tomada de decisão em tempo real: A análise avançada permite respostas imediatas e informadas às anormalidades.

Economia de mão de obra: O uso de sensores de vibração reduz a necessidade de coleta manual de dados, liberando as equipes de manutenção para se concentrarem na resolução de problemas e na prevenção de falhas futuras.

Operações otimizadas: Programas de manutenção preditiva baseados em monitoramento de vibração mantêm as plantas operando com altos níveis de tempo de atividade, eficiência e lucratividade.

JHFOSTER:seu parceiro de monitoramento de vibração

Sendo o coração de um programa de monitoramento de vibração, os sensores de vibração permitem aplicar uma estratégia de manutenção mais proativa. Os sensores remotos de vibração atuais coletam, armazenam e analisam automaticamente os dados das máquinas para que as equipes de manutenção possam dedicar seu tempo à correção de anormalidades e à prevenção de falhas futuras, maximizando o tempo de atividade e a lucratividade das instalações. Para obter mais informações sobre sensores remotos de vibração e como eles podem ajudá-lo a desenvolver um programa eficaz de monitoramento de vibração para manutenção preditiva, entre em contato com a JHFOSTER.

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  Vice-presidente sênior de automação, Tavoron
  
  Scott Wojciak, um executivo experiente com profundo conhecimento em automação industrial e distribuição, atua como vice-presidente sênior de automação na Tavoron. Anteriormente, ele liderou a Divisão de Fluid Power, Automação e Soluções de Engenharia na Singer Industrial e ocupou cargos de liderança na BW Rogers, incluindo Vice-Presidente de Vendas, Diretor de Vendas e Gerente Regional de Unidade de Negócios. Conhecido por sua abordagem orientada a resultados e liderança focada no cliente, Scott passou toda a sua carreira avançando na estratégia comercial e no desempenho operacional em todo o setor de automação. Ele começou sua carreira como engenheiro de vendas e ganhou o prêmio de Vendedor do Ano da BW Rogers no início de sua gestão.
  
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