Frouxidão mecânica estrutural
Augúrio especifica dois tipos de Frouxidão em suas cartas de falta:EstruturalFrouxidão mecânica eGirandoFrouxidão mecânica.
A estrutura de um ativo rotativo desempenha um papel vital na determinação da confiabilidade e da vida útil do ativo. É essencial identificar e corrigir qualquer tipo de falha que exista na estrutura para evitar que pequenas falhas amadureçam em falhas maiores que, por fim, levem à falha do equipamento.
Uma das falhas mais comuns encontradas em uma estrutura é a frouxidão. A frouxidão estrutural se refere ao movimento excessivo ou folga entre componentes estruturais, levando a movimento anormal e ao potencial de sobrecarregar os vários componentes do sistema. A frouxidão estrutural é uma falha que é tipicamente excitada por uma falha de força separada, como desequilíbrio ou ressonância. Alguns exemplos de frouxidão estrutural são:
- Moldura rachada ou quebrada
- Parafusos de montagem soltos
- Placa de base solta
- Argamassa danificada ou inadequada
- Parafusos de ancoragem soltos
- Pé manco
- Flexibilidade excessiva da estrutura de suporte da máquina
Sua assinatura de vibração é alta vibração a 1x a velocidade de operação, normalmente na direção vertical ou horizontal. Essa vibração é criada pelo movimento do equipamento balançando ou viajando para frente e para trás na frequência de rotação. A direção da vibração será baseada no grau de liberdade criado pela folga. Outra característica distintiva da assinatura é que o eixo com folga será muito mais alto do que os outros 2 eixos. Essa característica identifica exclusivamente a folga de um desequilíbrio ou falha de ressonância.
Uma coisa importante a considerar é que a assinatura de vibração muda quando a folga estrutural é isolada para a montagem do próprio mancal. Alguns exemplos desse cenário são:
- Parafusos de montagem do rolamento soltos
- Carcaça do bloco de descanso rachada
- Rachadura no pedestal de montagem do mancal
O principal traço de identificação dessa assinatura são amplitudes elevadas em 2x a velocidade de corrida, que geralmente são maiores do que 1x e 3x. Abaixo está um exemplo da assinatura de vibração. Isso pode ser útil ao tentar identificar a localização específica da frouxidão estrutural.
Além da análise de vibração, uma das ferramentas mais eficazes para localizar e corrigir folgas estruturais é a amplificação de movimento. Essa técnica pode remover as suposições sobre remediação e reduzir muito o tempo e o custo da correção de falhas.
Ocasionalmente, os pontos de interesse são protegidos e difíceis de obter visibilidade com a câmera. Neste cenário, o melhor método para corrigir esta falha é verificar os torques dos parafusos e inspecionar se há folgas excessivas no alojamento do mancal. Também pode ser necessário verificar se há rachaduras nos vários componentes com um teste de penetração de tinta.
Causas Raiz
A frouxidão estrutural tem menos probabilidade de existir como uma falha por si só devido às forças necessárias para criar a falha. Por esse motivo, a causa raiz da frouxidão estrutural geralmente está ligada a uma falha não tratada, como desequilíbrio ou ressonância, e a melhor ação preventiva é corrigir essas falhas.
Sempre haverá algum nível de falhas de vibração em todos os equipamentos rotativos. A modificação da estrutura só é recomendada quando a estrutura não é capaz de lidar com as forças geradas em um ativo que é considerado como tendo níveis saudáveis de vibração. A tabela abaixo mostra algumas causas comuns de frouxidão estrutural para uma máquina saudável.
Causas Raiz | Ações Preventivas |
|---|---|
Torque de aperto insuficiente | - Use chaves de torque calibradas - Siga as especificações de torque recomendadas pelo fabricante |
Afrouxamento da vibração | - Aplique trava-rosca (Loctite) nos fixadores - Use porcas de segurança sempre que possível - Considere usar almofadas isolantes de vibração |
Expansão e contração térmica | - Programe verificações preventivas de torque quando o equipamento apresentar grandes oscilações de temperatura |
Projeto ou fabricação impróprios | - Garantir o alinhamento e ajuste adequados dos componentes durante a fabricação e instalação/comissionamento - Faça leituras de linha de base durante o comissionamento |
Concentração de fadiga e estresse | - Use materiais resistentes à fadiga em áreas críticas - Realizar análise de estresse para identificar pontos de alto estresse - Realizar inspeções NDT para rachaduras em pontos de falha conhecidos |
Suporte ou fundação inadequados | - Use chumbadores epóxi - Considere usar almofadas isolantes de vibração |
Resumo
Eliminar a frouxidão estrutural é essencial para garantir a confiabilidade e maximizar o ciclo de vida de todos os ativos rotativos. É importante lembrar que a frouxidão estrutural é frequentemente o resultado de falhas subjacentes adicionais, mas também pode existir sozinha devido a projeto, instalação ou reparo ruins.
O melhor método para eliminar a frouxidão estrutural é monitorar continuamente as falhas de vibração e tratá-las quando presentes. A amplificação de movimento também deve ser usada quando possível para ajudar a localizar o local problemático.
Tratar essas falhas logo que elas aparecem é essencial para eliminar qualquer estresse impactante que acelera muito a gravidade da falha. Fazer isso garantirá o tempo de atividade do ativo e garantirá a longevidade da vida útil do ativo.