Aula 6 Manutenção Preditiva

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MANUTENÇÃO 
PREDITIVA 
PLANEJAMENTO DE MANUTENÇÃO MECÂNICA 
 
Professor: Elton Fabro 
Durante a operação e dentro da vida útil do 
equipamento, o mesmo emite informações 
constantemente, informações essas codificadas 
que fornecem dados seguros quanto ao estado 
real de cada componente, assim como do 
conjunto como um todo. 
Objetivos: 
 
• Determinar quando se requer um reparo de manutenção em algum 
componente específico de um equipamento em operação; 
• Eliminar desmontagens desnecessárias para inspeções internas; 
• Aumentar o tempo de disponibilidade dos equipamentos; 
• Minimizar os trabalhos de emergência ou não planejados; 
• Impedir a extensão de danos; 
• Aproveitar os componentes de um equipamento durante toda sua vida útil; 
• Aumentar a confiabilidade do equipamento; 
• Determinar previamente a uma parada programada da fábrica, quais 
equipamentos requerem manutenção. 
Vantagens: 
• Aumento da vida útil do equipamento; 
• Controle dos materiais (peças, componentes, partes etc.) e melhor 
Gerenciamento; 
• Diminuição dos custos nos reparos; 
• Melhoria da produtividade da empresa; 
• Diminuição dos estoques de produção; 
• Limitação da quantidade de peças de reposição; 
• Melhoria da segurança; 
• Credibilidade do serviço oferecido; 
• Motivação do pessoal de manutenção; 
• Boa imagem do serviço após a venda, assegurando o renome do 
fornecedor. 
 
Parâmetros de Interesse à Manutenção: 
• Espessura do material; 
• Temperatura de operação; 
• Vibração de equipamento; 
• Corrente elétrica; 
• Contaminação do lubrificante; 
• Particulado do lubrificante; 
• Monitoramento de fissuras por fadiga; 
Sempre que houver um desgaste devido a uma causa qualquer, haverá uma 
variação dos parâmetros mensuráveis em suas características e a 
observação de tal variação permitirá que sejam tomadas as providências 
necessárias para evitar uma situação que dê origem a quebras inesperadas e 
a prejuízos. 
Etapas de um Programa de Monitoramento 
das Condições de Máquinas: 
1 – Seleção dos Equipamentos 
2 – Padronização 
3 – Banco de Dados 
4 – Medições / Relatórios 
5 – Revisão Periódica 
6 – Gerenciamento / Divulgação 
Seleção dos Equipamentos a Monitorar: 
 
a) Equipamentos Críticos; 
b) Equipamentos Não Críticos; 
c) Equipamentos com Auxiliares ou Substitutos; 
d) Equipamentos de Falha Periódica; 
e) Equipamento de Elevado Custo de Inspeção. 
 
Os equipamentos nas classificações a) e e) são os que mais interessam ao 
plano de manutenção preditiva. Nos demais casos, não justificam sua 
inclusão, por razões técnicas e/ou econômicas. 
Seleção dos Equipamentos a Monitorar: 
 
Preenchimento de Folhas de Dados de Máquina 
 
Percorra a área da fábrica onde os equipamentos deverão ser monitorados 
para determinar o local e desenvolver um plano de localização para o 
estabelecimento de rotas. 
Identifique os equipamentos a serem monitorados e preencha uma Folha de 
Dados de Máquina para cada unidade. O objetivo das folhas de dados de 
equipamento, é fornecer as informações necessárias sobre equipamento a 
partir das quais todos os componentes rotacionais pertinentes possam ser 
identificados por sua frequência de assinatura (no caso da Análise de 
Vibrações). 
Seleção dos Equipamentos a Monitorar: 
Este documento contém: 
 
 Nome/código do equipamento; 
 Tempo de operação do equipamento por dia; 
 Dados da placa de identificação de cada componente do trem de acionamento; 
 Esboço do perfil do equipamento mostrando local e identificação; 
 Quaisquer observações pertinentes sobre a instalação que será usada na programação ou 
diagnóstico do equipamento; 
 Dados de lubrificação, capacidade e filtros usados no início da análise dos lubrificantes 
associados; 
 identificador do número de engrenagens, pás do ventilador, configurações, etc. 
 
Estes dados são vitais para programação do banco de dados dos equipamentos de coleta 
e para realização dos diagnósticos após as medições. Mas não deve-se utilizar 
simplesmente os dados dos fabricantes e projetos existentes, pois devido ao desgaste de 
componentes e modificações ocorrem no dia a dia estes podem não ser atualizados. 
Padronização - Pontos de Coleta: 
Observe a numeração de pontos seguindo o fluxo de potência 
pelo sistema mecânico. 
Padronização - Pontos de Coleta: 
Padronização - Pontos de Coleta: 
Padronização – Identificação dos Pontos de Coleta: 
A alta confiança na repetitividade dos dados é a chave do sucesso para o 
programa de monitoramento de vibrações. Os dois “elos mais fracos” 
observados são: 
• A medição não é feita no mesmo lugar e segundo o mesmo ângulo de 
contato todas as vezes; 
• O uso de hastes de extensão nos transdutores e nos instrumentos de 
medição apoiados manualmente contra o local da medição. 
 
Recomenda-se usar acelerômetros magneticamente acoplados para 
aplicações rotineiras em equipamentos industriais. 
Padronização – Coleta de Dados: 
Discos para Acelerômetros Instalação inadequada 
Padronização – Coleta de Dados: 
Onde medir ? - Máquinas, Local de 
Medição, etc. 
 
O que medir ? – Configuração de 
Pontos, Parâmetro de Medição, etc. 
 
Como medir? – Fixação do Sensor, 
Rotas, etc. 
Rotas de Medição: 
ROTAS – MELHOR CAMINHO PARA 
EFETUAR A MEDIÇÃO 
Execução Manutenção Preditiva 
 Com base no conhecimento e análise dos fenômenos, 
torna-se possível indicar, com antecedência, eventuais defeitos 
ou falhas nas máquinas e equipamentos. 
 A manutenção preditiva, após a análise dos fenômenos, adota 
dois procedimentos para atacar os problemas detectados: efetua 
uma análise de tendências e estabelece um diagnóstico. 
Medições Periódicas: 
 
Para fixar a frequência das medições, deverão ser considerados os seguintes 
fatores: 
 
1) Frequência normal ou de rotina: 
• Experiência acumulada sobre falhas anteriores ou histórico do 
equipamento; 
• Frequência de manutenção preventiva já estabelecidas; 
• Existência de monitoramento contínuo, através de instrumentos 
instalados, que garantem o controle permanente da máquina. 
• Recomendações do fabricante da máquina. 
Medições Periódicas: 
 
Para fixar a frequência das medições, deverão ser considerados os seguintes fatores: 
 
2) Frequência excepcional ou especial: 
• Iminência de uma falha ou mudança das condições físicas do equipamento, que 
aconselhem um maior controle do seu funcionamento. 
• Modificação das condições habituais de serviço ou sobrecarga do equipamento; 
• Insuficiência de informações ao longo da história do equipamento; 
• Verificações efetuadas antes e depois de um reparo, com o propósito de 
determinar níveis de comparação para futuras medições. 
Medições Periódicas: 
Frequência de Rotina: 
Medidas periódicas 
normais 
Freq. Especial: Duração 
entre as medidas 
diminui - o defeito se 
desenvolve 
Falha 
Medições Periódicas: 
A figura anterior mostra um gráfico com periodicidade, comum à maioria 
dos equipamentos industriais. No gráfico as medições foram estabelecidas 
em determinado prazo. No momento que apareceu a irregularidade, o 
prazo foi reduzido pela metade, e ao atingir o valor crítico, foi programada a 
intervenção. Esta terá seu momento programado pela experiência do 
profissional de manutenção, que deve conhecer o equipamento nos seu 
mínimos detalhes para estar em condições de programar com segurança a 
intervenção. 
Detecção – então - Diagnóstico: 
Primeiro você deve ser alertado sobre o problema, então você deve 
analisar para determinar a severidade e a causa.ACOMPANHAMENTO 
O sistema gera alarmes 
automaticamente quando ocorrem 
mudanças na condição 
• Curvas de tendência 
• Comparação de espectros 
• Acionamento de diversos tipos de 
alarmes 
• On-line gera relatórios automáticos 
DIAGNÓSTICO 
Analista utiliza outras informações 
e/ou medições para determinar a 
causa e severidade 
• Medições adicionais com maior 
precisão 
• Análise de Espectro e de sinal no 
tempo 
• Medições em diversas direções 
Técnicas de Manutenção Preditiva: 
As técnicas mais comumente usadas na indústria são: 
 Análise de Vibrações; 
 Termografia – Análise da temperatura; 
 Ferrografia – Análise do óleo; 
 Análise de Corrente Elétrica de Motores; 
 Ensaio com Líquidos Penetrantes; 
 Endoscopia; 
 Ensaio com Ultra-son; 
Níveis de Alarme: 
Os Níveis de Alarme são parâmetros que estabelecemos para nos alertar 
sobre uma elevação na amplitude da vibração, da temperatura, da corrente, 
etc. 
Em geral o primeiro alarme indica alerta e o segundo indica perigo. 
 
Os alarmes podem ser definidos de diversas formas: 
• Por normas específicas, ex: norma de vibração ISO 10816-3, NBR 10082 
• Alarmes conforme histórico 
• Alarme conforme o conhecimento da máquina 
• Análise 
• Sistemas Especialistas 
Revisão Periódica: 
Revisão dos Pontos 
 
Revisão dos Níveis e Critérios de Alarme 
 
Revisão das Rotas e Equipamentos 
Técnicas de Manutenção Preditiva: 
CUIDADO!!!! 
Nenhuma técnica de monitoramento isolada é adequada 
para todas as aplicações. Os melhores resultados são 
obtidos através de técnicas de Multi-parâmetros, que 
garantem uma boa fotografia da saúde da máquina... 
Análise de Vibrações: 
 
Todas as máquinas em funcionamento produzem vibrações. Isto ocorre 
devido ao somatório de erros inevitáveis como por exemplo: tolerâncias 
geométricas e folgas de montagem. 
O princípio de análise de vibrações está baseado na idéia que as estruturas 
das máquinas, excitadas pelos esforços dinâmicos, dão sinais vibratórios 
cuja frequência é idêntica àquela dos esforços que os tenham provocado, e a 
medida global tomada em algum ponto é a soma das respostas vibratórias da 
estrutura aos diferentes esforços exitadores. 
Análise de Vibrações: 
Seus principais benefícios são: 
• Eliminação ou diminuição de paradas inesperadas devido a falhas em 
equipamentos; 
• Não interrupção do funcionamento de máquinas em bom estado. Evitando 
desmontagens desnecessárias; 
• Melhoria da qualidade de produção, assegurando-se a operação das máquinas 
dentro das especificações; 
• Verificação da qualidade de reparos; 
• Melhorar o aproveitamento da vida dos componentes. 
• Intervenções mais curtas e melhor planejadas. 
• Aumento das condições de segurança. 
Análise de Vibrações: 
VIBRAÇÃO 
Vibração pode definir se como a oscilação de um corpo em 
relação a um ponto de referência. 
 
FREQÜÊNCIA 
A freqüência é o número de vezes que um impacto, oscilação ou 
contacto ocorre durante um determinado período de tempo e é 
medido em hertz (Hz). 
 
PERÍODO 
O período é definido como o tempo que é necessário para 
completar um ciclo. O período é determinado pelo inverso da 
freqüência. 
 
AMPLITUDE 
Amplitude é a medida da magnitude (ou severidade) da vibração e 
pode ser expressa em valor eficaz ou RMS (Root Mean Square), 
pico (P), pico a pico (PP) e valor Médio. A figura seguinte 
exemplifica as diversas formas de exprimir a amplitude. 
Análise de Vibrações: 
AMPLITUDE 
 
O valor pico a pico é muito útil porque indica a excursão máxima da onda, 
uma quantidade na qual, por exemplo, o deslocamento vibratório de uma peça 
da máquina atinge um ponto crítico quanto as considerações de máxima 
tensão ou de folga mecânica. 
 
O valor de pico é especialmente útil para indicar o nível de curta duração dos 
choques, etc. Porém, como se pode ver na figura a seguir, os valores de pico 
só indicam o nível máximo que ocorreu, sem contar a cronologia da onda. 
 
O valor médio retificado, por outro lado, certamente leva em conta a cronologia 
da onda, mas considerado de interesse prático limitado e não tem uma relação 
direta com qualquer quantidade física útil. 
 
O valor eficaz (RMS) é a media mais importante de amplitude, porque leva em 
conta tanto a cronologia da onda, como também considera o valor de 
amplitude que está diretamente ligado a energia contida na onda, e, por 
conseguinte, indica o poder destrutivo da vibração. 
Análise de Vibrações: 
Análise de Vibrações: 
Pico (P) = ½ x Pico a Pico (P-P) 
Eficaz (RMS) = 1/√ 2 x Pico (P) 
= 0,707 x Pico (P) 
Média = 0,5 x Pico (P) 
Análise de Vibrações: 
FREQÜÊNCIA DE FUNCIONAMENTO 
A freqüência de funcionamento (f) é a velocidade de 
rotação a que o equipamento está a funcionar. 
 
 
HARMÔNICAS 
Fala-se em harmônicas quando nos referimos a múltiplos 
da freqüência de funcionamento (1Xf, 2Xf, 3Xf,..., nXf). As 
harmônicas também podem ser expressas em relação à 
velocidade de rotação (1Xrpm, 2Xrpm, 3Xrpm,...). 
Análise de Vibrações: 
VELOCIDADE 
Velocidade é a taxa de variação do deslocamento. Define se o deslocamento 
como a variação da posição relativa de um ponto, no entanto, durante essa 
variação ocorrem também variações de velocidade. A taxa de variação a que o 
deslocamento ocorre chama se Velocidade de vibração sendo a unidade de 
medida o mm/seg = RMS (amplitude eficaz). 
DESLOCAMENTO 
É a distância total do movimento, do pico superior ao pico inferior e é 
representado pela letra “D”. Chama-se amplitude de vibração, a metade do 
deslocamento. 
Análise de Vibrações: 
ACELERAÇÃO 
Aceleração é a taxa de variação da velocidade em relação ao tempo 
(mm/seg2). 
ÂNGULO DE FASE 
Ângulo de Fase pode definir se como a variação relativa de posição de um 
ponto comparativamente a outro ponto ou a uma marca de referência. A 
medição do ângulo de fase é em graus onde um ciclo completo possui 360°. 
Na prática, os sinais de vibração 
consistem em inúmeras frequências, as 
quais ocorrem simultaneamente, de 
modo que, de imediato, não se pode 
notá-las simplesmente olhando para as 
respostas de amplitude com relação ao 
tempo, nem determinar quantos 
componentes de vibração há e onde 
eles ocorrem. Tais componentes podem 
ser revelados comparando-se a 
amplitude de vibração a sua 
frequência. 
Análise de Frequência – é uma técnica que pode ser considerada como 
base para o diagnóstico da medição de vibração. 
Análise de Vibrações: 
A Medida de uma vibração transmitida por uma estrutura 
sob o efeito de esforços dinâmicos será função de múltiplos 
parâmetros que se pode separar em 3 grupos: 
 
Grupo1 – São característicos da estrutura da máquina: 
• Referentes a massa, rigidez e coeficiente de 
amortecimento da estrutura que veicula as vibrações. 
• Características de fixação da máquina sobre o solo que 
opões reações às vibrações e modifica a intensidade. 
• Posicionamento da tomada da medida. 
Análise de Vibrações: 
Grupo 2 – São características da cadeia medida, precisam tornar-se 
invariáveis de uma medida para a outra: 
• Posição e fixação do transdutor sobre a maquina. 
• Características do sensor. 
• Pré-amplificação e transmissão do sinal; 
• Desempenho dos aparelhos analisados; 
 
 
Grupo 3 – Estão diretamente ligados à intensidade dos esforços 
dinâmicos que fazem nascer a vibração, mas que é impossível de ser 
medida diretamente, sem passar pela inevitável amplificação dos grupo 
1 e 2. 
• Velocidade de rotação e potência absorvida. 
• Estado das ligações da cadeiacinemática (alinhamento, 
desbalanceamento, engrenagens, rolamentos, etc.) 
Análise de Vibrações: 
É mais fácil efetuar um diagnóstico olhando a 
evolução, ao longo do tempo, das medidas obtidas, do 
que se prender a um estudo de uma medida isolada e 
muito difícil de ser interpretada. 
Análise de Vibrações: 
Vibração Ambiental: 
 
É toda aquela vibração existente, fora do equipamento a ser medido, exemplos: 
vibrações de prédio, fundações, equipamentos periféricos, e outros. 
 
Embora aparentemente não apresente grandes problemas, deve ser observado e 
analisado cuidadosamente para efeito de análise de vibrações. 
 
Existem muitos casos onde a vibração ambiental causa deterioração em mancais e 
outros componentes da maquina, a qual não estava operando. 
 
No momento de fazer a medida para efeito de análise ou não, a vibração ambiental 
pode nos fornecer dados distorcidos, desde que passados desapercebidos. 
 
Exemplos: Vibrações alteradas pela passagem de uma ponte rolante na hora da 
medida. Quando temos duas ou mais máquinas, uma perto da outra pode ocorrer 
influencia de vibração. 
 
Para certificar-se deste problema deveremos desligar as máquinas ao redor, e analisar 
isoladamente a máquina de interesse e levantar qualquer informação que possa 
influenciar na análise. 
Análise de Vibrações: 
Instrumentos de medição de Vibrações: 
 
Todo instrumento destinado a medição de vibrações é constituído por três partes: 1) 
transdutor; 2) Sistema eletrônico de amplificação e 3) Dispositivo de leitura ou 
indicação. 
Análise de Vibrações: 
Instrumentos de medição de Vibrações: 
 
O transdutor que é usado quase que universalmente para medir a vibração é o 
Acelerômetro Piezoelétrico. Consiste de uma pastilha de cerâmica artificialmente 
polarizada (ou cristal piezoelétrico) que quando submetida à pressão/tensão mecânica 
ou cisalhamento gera uma carga elétrica nas faces, proporcional a força aplicada. 
Portanto o sinal de saída é proporcional a aceleração da base do acelêrometro. 
Sensitividade dos Transdutores: 
Análise de Vibrações: 
Instrumentos de medição de Vibrações: 
 
Faixa de utilização do Acelerômetro: 
Análise de Vibrações: 
Instrumentos de medição de Vibrações: 
Métodos de Fixação do Acelerômetro: 
Equipamentos Portáteis 
de Verificação de 
Vibração 
Análise de Vibrações: 
Equipamentos Portáteis 
de Coleta e Análise de 
Vibrações 
Análise de Vibrações: 
Analista 
coletando 
vibrações em 
motor 
Análise de Vibrações: 
Sistema de 
Coleta de 
Vibrações 
on-line 
Wireless 
Análise de Vibrações: 
Norma para Estabelecimento dos Alarmes 
Análise de Vibrações: 
Estabelecimento dos Alarmes 
Análise de Vibrações: 
Alarme Amarelo: 
Caracteriza o início do defeito no equipamento, podendo ele diminuir ou 
aumentar de acordo com a dinâmica da máquina. 
 
Alarme Vermelho: 
Este alarme sendo atingido, deve-se acompanhar a tendência do valor global, 
refazer a medição com variação de parâmetros e fazer-se a análise do espectro 
de vibração. Acompanhando a tendência verifica-se se o valor tende a diminuir 
ou aumentar, se aumentar (ou se manter) deverá se reduzir a periodicidade de 
medições. Esta é a fase do estudo do diagnóstico e da correção da anomalia. 
Análise do 
Valor Global 
Prática do Diagnóstico 
Análise de Vibrações: 
Análise Espectral: O espectro nada mais é que uma representação gráfica, 
tendo a frequência no eixo x (determina a causa do defeito) e as amplitudes no 
eixo y (determina a severidade do defeito). 
Prática do Diagnóstico 
Análise de Vibrações: 
Análise de Envelope: A análise do envelope evidencia uma série de impulsos 
caracterizados por um ruído de fundo e que são melhor definidos no domínio 
temporal que naquele das frequências. Esta análise é utilizada para o estudo 
de defeitos em rolamentos ou em engrenagens. 
Prática do Diagnóstico 
Análise de Vibrações: 
Identificação da Origem das Vibrações Através da Análise Espectral: 
As anomalias espectrais podem ser classificadas em três categorias: 
 
1. Picos que aparecem nas frequências múltiplas ou nos múltiplos da velocidade 
do rotor; 
2. Picos que aparecem em velocidades independentes da velocidade do rotor. 
3. Densidade espectral proveniente de componentes aleatórios da vibração. 
Prática do Diagnóstico 
Análise de Vibrações: 
1. Picos que aparecem nas frequências múltiplas ou nos múltiplos da velocidade 
do rotor: 
• Desbalanceamento 
• Desalinhamento 
• Folgas Mecânicas 
• Vibração em sistemas de engrenagens 
• Turbilhonamento da película de óleo 
• Vibrações originadas nas correias 
 
Prática do Diagnóstico 
Análise de Vibrações: 
2. Picos que aparecem em velocidades independentes da velocidade do rotor: 
• Vibração ambiental 
• Vibração de Origem Elétrica 
• Vibrações originadas por ressonância 
3. Densidade espectral proveniente de componentes aleatórios da vibração: 
• Cavitação 
• Atritos 
• Vibrações originadas por rolamentos 
Prática do Diagnóstico 
Prática do Diagnóstico 
Prática do Diagnóstico 
Prática do Diagnóstico 
Prática do Diagnóstico 
Prática do Diagnóstico 
Prática do Diagnóstico 
Termografia: 
Analista 
realizando 
coleta de 
temperatura em 
quadro elétrico 
Termografia: 
Constatação de 
superaquecimento no 
terminal de uma das fases 
Termografia: