Cinco formas de detetar falhas com ferramentas de monitorização de condições

Um programa de manutenção eficaz pode aumentar o tempo de atividade, diminuir os custos de manutenção, reduzir o tempo de inatividade não planeado e prolongar a vida útil dos activos. Tudo isto cria valor para a empresa, o que é especialmente importante no atual ambiente competitivo e exigente. A chave é certificar-se de que o programa de manutenção tem os objectivos certos ferramentas de monitorização do estado adequado para alcançar estes objectivos.

Tudo se resume a dados, mas estes, por si só, não são suficientes. Obter os dados certos e utilizá-los eficazmente maximiza a disponibilidade e o desempenho dos activos e minimiza as potenciais falhas e o seu impacto. Compreender o que os dados dizem e como agir com base neles é a forma como as equipas de manutenção podem encontrar e resolver problemas antes de ocorrerem avarias, resultando em operações mais seguras, eficientes e produtivas.

A monitorização do estado das máquinas fornece informações sobre o seu estado e desempenho. Os dados de vibração, a monitorização da temperatura e da potência são algumas das características que podem ser monitorizadas e avaliadas. Ao longo do tempo, os ferramentas de monitorização do estado Também facilitam a deteção de tendências e o planeamento de respostas. A gestão de recursos, incluindo mão de obra, é mais fácil quando não se está apenas a reagir. Factores como o historial e a criticidade de uma máquina podem ajudar a planear e a dar prioridade às acções de manutenção.

A manutenção das máquinas com base no seu estado real, em vez de basear as acções de manutenção num calendário, reduz a realização de trabalhos que não são necessários. Isto poupa tempo, dinheiro, peças e reduz os casos em que podem ocorrer erros. monitorização de máquinas no fabrico industrial avalia o estado das máquinas em tempo real e a probabilidade de avaria, utilizando depois esses dados para tomar decisões de manutenção.

Ferramentas de monitorização de condições para uma visão completa da situação dos activos

Os dados de estado da máquina podem ser monitorizados e transmitidos por sensores montados na máquina. Quando estes dispositivos com acesso à Internet, como sensores de vibração ou monitores de potência, estão ligados ao software, os dados de medição podem ser agregados e organizados em qualquer altura. Isto ajuda as equipas a identificar e a resolver potenciais problemas. Com os dados enviados automaticamente para a nuvem, as equipas podem aceder aos mesmos a partir de qualquer lugar: por exemplo, especialistas em todo o mundo ou técnicos em viagem podem utilizar um dispositivo inteligente para aceder aos dados remotamente. Além disso, a recolha de dados ao longo do tempo facilita a deteção de anomalias e a deteção precoce da degradação da máquina.

A monitorização da condição refere-se à análise contínua dos activos. Com uma combinação de sensores e software, as equipas de manutenção podem ser alertadas para quaisquer alterações ou anomalias nas condições de funcionamento dos activos. À medida que as falhas dos activos são aprendidas ao longo do tempo, o programa de manutenção pode ser optimizado para ser o mais eficiente e eficaz possível. Se for bem feita, a manutenção pode dar a uma organização uma vantagem competitiva. Descubra a importância de utilização de sensores industriais para melhorar a produtividade e a manutenção das instalações.

Cinco formas de detetar falhas com ferramentas de monitorização de condições 

Existem cinco tecnologias de previsão fundamentais que podem ser utilizadas para obter informações sobre os activos. Por ordem de antecedência com que detectam as falhas, são as seguintes:

• Análise do óleo
• Ultrassom
• Vibração
• Termografia
• Ensaio do motor

Cada método pode detetar potenciais falhas num momento diferente. Algumas destas tecnologias de previsão podem identificar potenciais falhas com mais de um ano de antecedência. Por exemplo, a monitorização de vibrações, da qual destacamos 3 casos de utilização da análise de vibrações para detetar problemas nas máquinas 12 a 18 meses antes da falha. Reagir com urgência a qualquer problema potencial não é automaticamente a resposta mais vantajosa.

Ferramentas mais sensíveis e inspecções mais frequentes significam que as falhas são identificadas mais cedo, o que pode ser importante para certas máquinas ou situações. Os indicadores mais tardios podem não detetar as falhas suficientemente cedo para evitar a ocorrência de alguns danos. No entanto, para alguns activos, isto faz sentido. O objetivo geral é detetar as falhas numa altura em que possam ser tomadas medidas, antes da ocorrência de uma falha ou de um tempo de inatividade não planeado, para que seja possível definir prioridades e planear o momento ideal para agir. A adoção de medidas de manutenção para evitar as falhas antes de estas ocorrerem é um sinal de maturidade da operação de manutenção.

Os activos comportam-se de forma diferente, falham de forma diferente e têm diferentes níveis de criticidade. Nenhuma destas abordagens é a melhor ferramenta para todas as máquinas e todas as situações. Em vez disso, é preciso pensar nos activos específicos e nos diferentes modos de falha de cada ativo. Tendo em conta os modos de falha esperados de uma máquina, as técnicas de inspeção e deteção devem ser adaptadas à urgência com que essa máquina necessita de atenção.

Análise do óleo

A análise do óleo é utilizada para detetar o desgaste e a sobrecarga em componentes arrefecidos a óleo de equipamento rotativo, como caixas de velocidades e compressores. A análise do óleo pode identificar falhas de lubrificação, sobreaquecimento, desgaste de componentes e partículas de desgaste. Tudo isto indica um possível desgaste ou falha de rolamentos, falha de engrenagens ou desgaste de cilindros, e há uma série de diferentes métodos práticos de análise de vibrações de equipamentos rotativos.

Ultrassom

Os testes ultra-sónicos podem ser utilizados em componentes de máquinas, sistemas e tubagens. Utiliza ondas de alta frequência inaudíveis para os seres humanos para monitorizar e detetar problemas como fugas de ar, líquido de refrigeração, gás ou amoníaco, bem como problemas em actuadores de válvulas, rolamentos, purgadores de vapor, riscos eléctricos, etc. Uma lubrificação insuficiente ou excessiva pode destruir rolamentos e causar paragens de produção. A quantidade correcta de lubrificação não fará desaparecer o atrito, mas manterá o atrito em níveis aceitáveis. Outras causas de falha dos rolamentos podem ser a contaminação ou a utilização da massa lubrificante incorrecta. A tecnologia ultra-sónica pode detetar precocemente sinais destes defeitos.

Análise de vibrações

A análise dos sinais de vibração pode identificar eficazmente falhas como o desequilíbrio, o desalinhamento, a folga e o desgaste dos rolamentos, e pode acompanhar a gravidade destas quatro falhas comuns ao longo do tempo. A vibração excessiva para além do normal numa máquina pode causar danos irreversíveis na máquina e nos seus componentes. Pode mesmo levar a uma falha que interrompa a produção ou encerre as instalações. Os padrões de vibração também podem ser utilizados para identificar falhas eléctricas e problemas de processo com fluxo ou pressão. Os monitorização de vibrações e análise sustentada de máquinas rotativas é normalmente utilizado em motores, bombas, ventiladores, compressores e sopradores.

Termografia

Os problemas de desalinhamento dos eixos, da caixa de velocidades e das correias podem ser detectados com a termografia. A termografia é o melhor método para detetar problemas eléctricos ou problemas mecânicos graves que provocam o sobreaquecimento dos sistemas. No entanto, quando a temperatura de uma máquina sobe o suficiente para ser detectada pela termografia, os danos podem já ter ocorrido. A termografia também pode detetar temperaturas anormalmente baixas e pode envolver o estudo de padrões.

Ensaio do motor

Os ensaios de motores podem ser efectuados em máquinas em funcionamento ou não. Estes ensaios podem ser eficazes para o diagnóstico de avarias quando uma máquina chega a esse ponto. Os ensaios energizados incluem ensaios de isolamento, corrente do motor, análise do espetro do circuito do motor, fator de potência e distorção harmónica. Os ensaios não energizados incluem ensaios de sobretensão, ensaios de alta potência, megger e análise do circuito do motor.

As ferramentas de monitorização da condição tornaram possível a monitorização moderna da condição.

As tecnologias actuais oferecem capacidades sofisticadas que tornam a monitorização de condições acessível e eficaz, incluindo:

• Conectividade móvel
• Transferência de dados na nuvem
• Integração de software

Os dispositivos da Internet das Coisas Industrial (IIoT) são alguns dos avanços que tornaram a monitorização do estado não só possível, mas também acessível a organizações de todas as dimensões e tipos. Quando algo muda no estado de uma máquina, estes ferramentas de monitorização do estado funcionam em conjunto para acionar uma notificação de alerta, permitindo que as equipas de manutenção actuem antes de os activos potencialmente falharem.

A digitalização ajudou as equipas de manutenção a passar do papel e das folhas de cálculo para ferramentas de software avançadas, como os sistemas informatizados de gestão da manutenção (CMMS). As ferramentas com acesso à Internet podem ser integradas entre si para acrescentar mais valor às capacidades de cada ferramenta e ajudar as equipas a fazer mais. Por exemplo, com um CMMS, pode ser gerada automaticamente uma ordem de trabalho quando um sensor detecta que o estado de uma máquina ultrapassou um determinado limiar. Centralizar o acesso aos dados e permitir a análise de dados complexos transformou o que as equipas podem fazer.

Os avanços tecnológicos também tornaram possíveis mais métodos de deteção de falhas e de resolução de problemas do que no passado. Algumas das soluções podem agora até ser automatizadas. Por exemplo, quando os rolamentos precisam de ser lubrificados com base em leituras de decibéis acima das linhas de base estabelecidas. Com a tecnologia ultra-sónica e os sensores que enviam dados em tempo real para um software como o CMMS, as equipas podem ver actualizações em tempo real destes limites e os lubrificadores automáticos podem adicionar massa lubrificante à distância.

Com a monitorização do estado, as equipas de manutenção podem estabelecer prioridades e otimizar os seus planos de manutenção em tempo real com base no estado dos activos. As equipas podem ter uma visão actualizada do estado dos activos sem necessidade de estarem no local. Um melhor planeamento reduz o tempo de inatividade, bem como os custos associados à manutenção, ao inventário e à produção. Um melhor planeamento também aumenta o ciclo de vida dos activos e o retorno do investimento.

As tecnologias emergentes, como a inteligência artificial e a aprendizagem automática, levarão os avanços nos dados e na integração ainda mais longe. Estes avanços, como parte da Indústria 4.0, permitirão que os sistemas inteligentes transformem dados em tempo real em informações que melhorem as operações. O objetivo final da manutenção e da fiabilidade não é apenas reduzir as falhas, mas eliminá-las.