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Introdução

As técnicas de diagnóstico por análise de vibrações permitem baixar o custo de manutenção ao evitar a ocorrência de interrupções ou avarias numa gama larga de equipamentos.

A análise de vibrações é uma técnica robusta e provada que ao despistar anomalias ou falhas em desenvolvimento, permite antecipar avarias, ou validar a necessidade de execução de operações pré-determinadas (preventivas) ou de intervenções corretivas. Exige uma aproximação abrangente e precisa, fundamentada numa caracterização sistemática e estruturada de equipamentos e operações com modelos matemáticos de suporte e normas adequadas.

O presente módulo pretende apresentar e caracterizar os fundamentos das técnicas de diagnostico por análise de vibrações assim como apresentar a forma de as materializar em planos de inspeção. Nesta perspetiva são apresentadas as falhas e irregularidades de operação mais correntes e as metodologias para as aferir e validar

Objetivos

No final da formação, os formandos serão capazes de:

• Conhecer os fundamentos da análise de vibrações
• Compreender a base para o diagnóstico de equipamentos usando técnicas de análise de vibrações
• Compreender os conceitos subjacentes às aproximações de análise de vibrações
• Compreender como se preparam e organizam os programas de controlo de condição e se executam as intervenções
• Conhecer a forma como as operações de controlo da condição dos equipamentos interagem com as operações de Manutenção
• Aplicar a metodologia a casos concretos, seja a determinação de falhas em equipamentos rotativos, seja à melhoria da sua condição operacional

Programa

T1- Noções gerais

• Vibrações- representação no tempo
• A simplificação por Funções harmónicas. Noções de período, frequência e frequência angular.
• Representação em deslocamento, velocidade e aceleração, e sua conversão
• Valores globais de amplitude, valor de pico, valor de pico a pico e valor eficaz (RMS)
• Representação em frequência, espectros de frequência.
• Análise de Fourier. Conversão do sinal no tempo em frequência.

T2- Modelação de vibrações com um sistema de 1 grau de liberdade

• Modelo massa -mola, equação característica, componentes do sistema dinâmico m, k e c
• A solução da equação do movimento- vibração em regime livre, conceitos de frequência natural e de amortecimento critico
• Funções de excitação e equação do movimento da vibração em regime forçado, fenómeno de ressonância e coeficiente de amplificação dinâmica.
• Determinação do amortecimento.
• Transmissão de movimento e de forças, transmissibilidade
• Funções de excitação dependentes da frequência e implicações na resposta dinâmica.

T3- Modelação de vibrações com um sistema de n graus de liberdade

• Modelação -equações do movimento. Representação matricial , matrizes de massas, rigidez e de amortecimento. Vector das forças de excitação.
• Soluções do sistema, valores e vectores próprios. Frequências naturais e modos de vibração.
• Referencial de medição. Acoplamento estático e acoplamento dinâmico
• Análise modal

T4- Controlo de condição

• Resposta dinâmica de um equipamento, em valores globais da amplitude do sinal no tempo- assinatura dinâmica inicial e sua evolução, análise de tendência.
• Resposta dinâmica de um equipamento, em amplitude de frequência.
• Relação entre as características geométricas dos equipamentos e as frequências típicas.
• Gamas de frequência associados a equipamentos, limites de aviso, de alerta e de alarme.
• Resposta dinâmica de um equipamento, em valores de amplitude de frequência – assinatura dinâmica inicial e sua evolução, análise de tendência.
• Valores de vibração medidos em deslocamento, em velocidade e em aceleração, aplicabilidade.
• Planos de inspeção e rotinas.

P1- Cadeia de medição

• Equipamentos de aquisição de sinal
• Parâmetros de medição: Deslocamento, velocidade e aceleração
• Sensores de deslocamento, velocidade e aceleração
• Frequência Máxima, Frequência Mínima, Linhas Resolução, médias
• Equipamentos de análise de sinal
• Funcionalidades Anti-alliasing; hanning
• Tipos de médias: linear, Peak hold, exponencial”
• Normas com valores limites de amplitude de vibração
• Organização e Preparação das medições

P2- Detecção de anomalias- resposta em regime forçado

• Resposta típicas de transmissões, de turbomáquinas, de chumaceiras de rolamento e de escorregamento, etc.
• Falhas em de transmissões, de turbomáquinas, de chumaceiras de rolamento e de escorregamento, etc.
• Resposta dinâmica associada a falhas e a irregularidades de operação, desalinhamento, desequilíbrio, desaperto, etc.
• Analise de casos

P3-Detecção de resposta em regime livre

• Testes de impacto para a caracterização de frequências naturais. Determinação experimental de frequências naturais
• Determinação experimental do amortecimento
• Analise de casos

P4- Equilibragem e alinhamento

• Fundamentos da equilibragem. Resposta dinâmica típica, Modus operandi.
• Fundamentos do alinhamento. Resposta dinâmica típica, Modus operandi.
• Analise de casos