Escolhendo a ferramenta certa para monitoramento de vibração
A medição de vibração é um aspecto crítico da manutenção e otimização de máquinas rotativas em vários setores. O monitoramento preciso das vibrações pode evitar falhas dispendiosas de equipamentos, aumentar a eficiência operacional e prolongar a vida útil dos ativos industriais. Duas ferramentas principais usadas para esse fim são as sondas de proximidade e os sensores sísmicos, cada um com características e aplicações únicas. As sondas de proximidade, conhecidas por suas capacidades de detecção sem contato, se destacam na medição da vibração e deslocamento relativos do eixo. Em contraste, sensores sísmicos como acelerômetros e sensores de velocidade são hábeis em detectar vibrações absolutas do invólucro em uma ampla faixa de frequência. A escolha entre sondas de proximidade e sensores sísmicos para medição de vibração nem sempre é simples. Essa decisão depende de aplicações específicas, tipos de máquinas, condições operacionais e objetivos de medição. Compreender os pontos fortes e as limitações de cada tipo de sensor é crucial para implementar estratégias eficazes de monitoramento de vibração
Entendendo as sondas de proximidade
As sondas de proximidade, muitas vezes chamadas de sondas de corrente parasita, são os sensores sem contato para máquinas de rolamento de filme fluido para medição de vibração do eixo. Esses dispositivos inteligentes criam um campo eletromagnético de alta frequência que interage com materiais condutores – geralmente o eixo de suas máquinas rotativas e alternativas.
O que faz as sondas de proximidade se destacarem? Para começar, elas são práticas. Nenhum contato físico significa menos desgaste no sensor e no eixo. Eles são campeões na detecção de vibração relativa do eixo, dando a você informações privilegiadas sobre como o eixo se comporta dentro de seus rolamentos. Além disso, eles são ótimos para medir o deslocamento do eixo, tanto estática quanto dinamicamente.
No mundo do monitoramento de vibração, as sondas de proximidade brilham em pontos difíceis. Altas temperaturas? Não há problema. Ambiente encharcado de óleo? Estamos protegendo você. Eles são particularmente úteis para ficar de olho nos rolamentos de munhão, mesmo em aplicações de compressores centrífugos de alta velocidade com engrenagem integral e máquinas de movimento mais lento, como turbinas hidráulicas, graças ao seu talento para resposta dinâmica à vibração e medições de posição estática.
Mas, como qualquer ferramenta, as sondas de proximidade têm suas peculiaridades. Eles podem ser exigentes quanto ao material que estão medindo, o comprimento do sistema da sonda ao demodulador do oscilador e o tipo de sonda que está sendo usado, portanto, a calibração é fundamental. A Metrix fornece essas variáveis por meio do uso de um Sistema de Proximidade Digital que pode ser configurado em campo. Observe também que o sistema de proximidade prefere uma superfície limpa e condutora para fazer sua mágica, no entanto, assim como no monitoramento sísmico, observar a tendência de vibração e posição ao longo do tempo oferece um excelente valor, mesmo com superfícies de eixo que podem não ser ideais.
Mesmo com esses desafios, as sondas de proximidade são indispensáveis no kit de ferramentas de diagnóstico de máquinas rotativas. Quando você precisa saber exatamente onde está esse eixo e como ele se move em relação ao ambiente, esses sensores geralmente são sua melhor aposta.
Entendendo os sensores sísmicos
Vamos mergulhar no mundo dos sensores sísmicos, os cavalos de batalha da medição de vibração. Esses sensores compactos são como pequenos sismógrafos, constantemente à procura dos menores tremores em seu maquinário.
Em sua essência, os sensores sísmicos usam cristais piezoelétricos que geram uma carga elétrica quando espremidos ou esticados. Conecte um à sua máquina e ele relatará fielmente cada trepidação, chocalho e rolo, normalmente para máquinas com temperaturas de carcaça inferiores a 120 ° C. Para aplicações de alta temperatura de até 375 ° C, normalmente usamos um sensor de velocidade da bobina móvel, em vez de um cristal piezoelétrico, para evitar circuitos integrados que geralmente têm limites de temperatura muito mais baixos.
O que diferencia os sensores sísmicos? Em primeiro lugar, eles são todos sobre esse contato direto. Eles abraçam seu maquinário com força, sentindo cada vibração em primeira mão. Essa conexão estreita permite que eles capturem o movimento absoluto na carcaça da máquina. Quando se trata de vibrações de alta frequência, acima de 2.000 Hz, os acelerômetros estão em seu elemento, captando as oscilações rápidas que outros sensores podem perder.
Os sensores de velocidade são normalmente usados com máquinas que operam a 60 Hz ou menos (≤ 3.600 RPM). Eles têm uma excelente relação sinal-ruído para a faixa de frequência média de 10 Hz a 2.000 Hz, que é a faixa da maioria das máquinas rotativas com rolamentos de elementos rolantes.
Os acelerômetros trazem muito para a mesa. Eles são gadgets versáteis, felizes em medir a vibração em qualquer direção. Sua ampla faixa de frequência os torna ideais para capturar ruídos baixos e agudos. E não vamos esquecer sua portabilidade – perfeita para aquelas verificações de vibração walk-around.
Os acelerômetros têm suas limitações. Eles podem ter dificuldades com medições de baixa frequência e exigem montagem segura, o que pode ser complicado em espaços apertados. Embora duráveis, ambientes agressivos podem afetar seu desempenho. Apesar desses desafios, sua versatilidade e recursos de alta frequência os tornam inestimáveis em muitos cenários de monitoramento de vibração.
Apesar desses desafios, os sensores sísmicos continuam sendo a escolha certa para muitos cenários de monitoramento de vibração de revestimento. Esteja você solucionando problemas de um rolamento barulhento ou acompanhando a integridade geral da máquina, esses sensores estão à sua disposição.
Comparando sondas de proximidade e sensores sísmicos
Quando se trata de monitoramento de vibração do eixo, as sondas de proximidade e os sensores sísmicos trazem pontos fortes exclusivos para a mesa. Vamos detalhar como eles se comparam.
Capacidades de medição:
As sondas de proximidade se destacam na captura de vibração relativa – elas têm tudo a ver com a relação entre o eixo e sua carcaça. Os sensores sísmicos, por outro lado, medem a vibração absoluta do invólucro, fornecendo uma imagem do movimento geral do invólucro. Juntos, em certas aplicações, esses sensores podem fornecer movimento absoluto do eixo. Esta combinação é usada quando a máquina tem uma carcaça leve em comparação com o rotor. Quando a relação entre a carcaça e a massa do rotor é inferior a 10 para 1, há uma grande probabilidade de que a carcaça possa estar se movendo junto com o rotor. A relação de fase entre a vibração do eixo e a vibração do invólucro é levada em consideração ao usar um sensor de proximidade e um sensor sísmico para medir o movimento absoluto do eixo.
No jogo de frequência, os acelerômetros são os vencedores claros para detecção de alta frequência, geralmente atingindo até 20 kHz ou mais. As sondas de proximidade normalmente batem em torno de 10 kHz, mas brilham na faixa de baixa frequência, até mesmo em CC para medições de posição estática.
Em termos de amplitude, as sondas de proximidade geralmente medem dentro de alguns milímetros, perfeitas para o movimento preciso do eixo. Os sensores sísmicos podem lidar com uma ampla gama de amplitudes, desde pequenas vibrações até tremores significativos.
Instalação e manutenção:
As sondas de proximidade precisam de instalação cuidadosa para manter uma folga consistente do eixo. Eles geralmente são montados permanentemente, mas requerem manutenção mínima depois de configurados. Os acelerômetros são mais flexíveis no posicionamento, mas exigem uma montagem sólida para leituras precisas. Eles também são ótimos para uso portátil no monitoramento Walk-around.
Interpretação de dados:
Os dados da sonda de proximidade mostram diretamente a posição e o movimento do eixo, tornando-o intuitivo para a análise de rolamentos de filme fluido. Os dados do sensor sísmico geralmente precisam de integração e fornecem análise espectral abrangente.
Considerações de custo:
Geralmente, os sistemas de sonda de proximidade vêm com um custo inicial mais alto devido à sua natureza especializada e componentes adicionais necessários. Os sensores sísmicos tendem a ser mais econômicos e versáteis, especialmente para máquinas de rolamento rolante.
A escolha entre esses sensores geralmente se resume às suas necessidades específicas de monitoramento, tipo de maquinário, tipo de rolamento e restrições orçamentárias. Muitos sistemas avançados de monitoramento usam sensores de proximidade e sísmicos para obter o melhor dos dois mundos.
Escolhendo o sensor certo para diferentes cenários
Selecionar o sensor certo para o monitoramento da vibração do eixo não é uma questão de tamanho único. É crucial considerar o tipo de maquinário, as condições de operação e suas metas de medição específicas.
Para grandes máquinas rotativas, como turbinas ou compressores, as sondas de proximidade geralmente assumem a liderança. Eles são ideais para monitorar a posição da linha central do eixo, o que é crítico nessas aplicações de rolamentos de filme fluido. Se você estiver lidando com mancais de deslizamento, as sondas de proximidade são sua escolha. Eles se destacam na medição da fina película de óleo entre o eixo e o rolamento, fornecendo dados inestimáveis sobre a saúde do rolamento. As máquinas de baixa velocidade também se beneficiam das sondas de proximidade, pois podem detectar movimentos sutis que podem escapar de outros sensores. Por outro lado, os acelerômetros brilham em cenários que exigem detecção de vibração de alta frequência. Eles são perfeitos para detectar sinais precoces de falhas de rolamento ou problemas de malha de engrenagem em equipamentos de alta velocidade. Quando se trata de medir a vibração da carcaça – pense em bombas ou motores elétricos operando a 60 Hz ou menos – um sensor de velocidade é a ferramenta de escolha. Em velocidades superiores a 60 Hz, são usados acelerômetros. A versatilidade dos acelerômetros os torna ideais para análise de vibração portátil, permitindo que os técnicos verifiquem rapidamente vários pontos em várias máquinas.
As condições de operação também desempenham um grande papel. Em ambientes de alta temperatura ou onde o espaço é apertado, as sondas de proximidade podem ter a vantagem. Mas para monitoramento de uso geral em uma ampla gama de máquinas, os sensores sísmicos geralmente se mostram mais práticos e econômicos. Lembre-se, seus objetivos de medição são fundamentais. Se você precisar de dados precisos sobre a posição do eixo com máquinas de rolamento de filme fluido, use sondas de proximidade. Para tendências gerais de vibração e análise de amplo espectro, os sensores sísmicos são normalmente o caminho a percorrer. Em muitos casos, a melhor solução pode ser uma combinação dos dois tipos de sensores, oferecendo uma visão abrangente da saúde de suas máquinas.
Concluindo, fica claro que tanto as sondas de proximidade quanto os sensores sísmicos desempenham papéis cruciais no monitoramento de vibração da máquina, cada um com seus pontos fortes exclusivos. As sondas de proximidade se destacam no movimento relativo do eixo e nas medições de baixa frequência, enquanto os sensores sísmicos brilham na detecção absoluta de vibração e na análise de alta frequência. A escolha entre eles depende de seu maquinário específico, condições operacionais e objetivos de monitoramento.
Lembre-se, não existe uma solução única para todos no monitoramento de vibração. A chave é combinar o sensor certo com suas necessidades específicas. Para obter os melhores resultados, não hesite em consultar os especialistas em monitoramento de vibração da Alutal – Metrix. Eles podem ajudá-lo a navegar pelas complexidades da seleção e implementação do sensor, garantindo que você obtenha os dados mais precisos e úteis para o programa de monitoramento da integridade do seu maquinário.
Este conteúdo foi adaptado de um artigo publicado em www.metrixvibration.com
