Você conhece o sistema de diagnóstico de falhas baseado em vibração da AQTech para máquinas hidrelétricas?
Entre as várias funções de software inclusas na solução AQTech para monitoramento, diagnóstico e prognóstico de vibração, gostaríamos de destacar nossa solução para o diagnóstico automático de falhas baseado em vibração.
A função de diagnóstico automático da AQTech faz parte do pacote de software padrão oferecido aos clientes e utiliza, entre outras referências, as normas internacionais ISO 13373, ISO 10816 e ISO 7919 (em suas partes relevantes).
O objetivo desse tipo de diagnóstico é identificar dentro do espectro de frequências de sinais de vibração e pressão (normalmente de sensores acelerômetros, sensores de deslocamento e/ou sensores de pressão) a aparição de harmônicos para comparar com tabelas de frequências notáveis relacionadas a defeitos. Esses componentes de frequência são comumente relacionados (múltiplos, submúltiplos etc.) à velocidade nominal da unidade geradora.
Exemplos de defeitos descritos na ISO 13373-7:
No software AQTech, o diagnóstico é apresentado em uma tela específica para essa função com as falhas diagnosticadas. A apresentação dos dados diagnosticados é feita através de uma matriz sinóptica e codificação por cores, conforme apresentado abaixo:
A seguir, é apresentada uma breve descrição de alguns modos de falha que podem ser detectados no sistema AQTech:
Desbalanceamento mecânico
• Avaliação do desbalanceamento da máquina, focando no rotor do gerador e/ou turbina.
• Com base na avaliação dos pontos pesados, classificação entre desbalanceamento
Estático, Acoplado ou dinâmico.
• Apresentação dos valores de ângulo de fase (em relação ao sensor fasor).
Desbalanceamento magnético
• Avaliação da presença de desbalanceamento magnético no gerador, avaliando partida
da unidade geradora.
• Com base no registro de partida da UG, são avaliadas as condições de subida da rotação, máquina à vazio, máquina excitada, e conectada com carga.
Desbalanceamento hidráulico
• Avaliação da tomada de carga da unidade geradora para identificação de problemas de
desbalanceamento hidráulico.
Desalinhamento no acoplamento/mancal
• A avaliação de harmônicos permite a identificação de potencial desalinhamento no
acoplamento de eixo ou nos mancais.
Desalinhamento paralelo/angular
• A vibração Axial ainda permite a detecção e diferenciação entre os tipos de
desalinhamentos.
Problemas no estator
• Com acelerômetros instalados próximo ao pacote estatórico do gerador (carcaça) é
possível a detecção de problemas.
• A evolução da vibração na faixa de 120Hz, que varia conforme a carga, pode indicar
afrouxamento do pacote, o que implica na degradação do isolamento.
Problemas nas palhetas diretrizes
• Com base em acelerômetros instalados no mancal e na tampa da turbina é possível
detectar potenciais problemas nas palhetas móveis do distribuidor (ex: Caso umas das
palhetas não se movimente, quebra dos pinos de fixação das palhetas).
Problemas nas pás da turbina
• Avaliando também harmônicas nos acelerômetros do mancal e tampa da turbina
também é possível identificar potenciais problemas nas pás da turbina.
Problemas no fluxo hidráulico
• Problemas de fluxo hidráulico excitam os sensores instalados próximos da turbina.
As frequências comumente excitadas são múltiplos do número de pás fixas e móvel.
Flutuação de pressão (presença de cavitação)
• Avalia-se a oscilação de pressão no tubo de sucção, em comparação com a queda.
• Essa variável calculada indica que pode estar ocorrendo cavitações.
Detecção de vórtices no tubo de sucção
• A avaliação da vibração no tubo de sução, bem como a pressão, permite a detecção
potencial de vórtices.
Folga excessiva / roçamento
• A folga excessiva e o roçamento excitam nos acelerômetros (e proxímetros)
harmônicos que são detectáveis automaticamente pelo sistema.
• A ferramenta de diagnóstico permite a análise detalhada pelo especialista.
Rodopio do óleo
• O rodopio do óleo pode ocorrer quando há alguma deficiência no sistema de
lubrificação dos mancais.
• A avaliação de harmônicos nos sinais de vibração e oscilação do eixo permite a
detecção automática deste problema.
Detecção de problemas nas sapatas dos mancais
• Problemas nas sapatas dos mancais excitam componentes de vibração que são
detectáveis pelos acelerômetros instalados nos mancais da unidade geradora.
Detecção de operação fora da faixa operativa (considerando queda)
• Geralmente a turbina é projetada para operar em faixas distintas em função da
queda.
• É possível cruzar os dados de monitoramento SCADA com os dados de vibração,
avaliando o atendimento da faixa operativa.
• Com a avaliação de um especialista é possível definir novas faixas de operação.
Alguns outros defeitos que podem ser identificados de acordo com a avaliação de histórico das máquinas:
• Análise de queda por curva fornecida pelo fabricante;
• Grade entupida;
• Avaliação da pressão na caixa espiral, comparada com nível de água montante.
Avalia-se a perda de carga;
• Avaliação da curva abertura de distribuidor x potência gerada x níveis de vibração.
Também é possível implementar o diagnóstico de defeitos personalizados para o
cliente, de acordo com o histórico de falhas da unidade geradora, customizando
a aplicação para cada central.
Deseja saber mais sobre as soluções da AQTech para prognóstico de falhas com base em condições? Mande um email para: sales@aqtech.com