No cenário industrial atual, a manutenção preditiva surge como uma solução estratégica essencial, permitindo que as empresas antecipem problemas antes mesmo que ocorram, otimizando a operação e prolongando a vida útil dos equipamentos. A Tebe, sempre na vanguarda da inovação, agora passou a contribuir significativamente com essa evolução também por meio do avançado Sensor de Torque.
Aplicação do Sensor de Torque
O sensor de torque da Tebe é essencial para empresas que enfrentam desafios relacionados a quebras de eixo em suas máquinas. Este sensor pode monitorar e gerenciar de forma estável todas as falhas associadas a este problema crítico.
O dispositivo capta e analisa o esforço aplicado ao eixo, fornecendo dados que permitem não apenas identificar torques excessivos em momentos específicos do dia, como também estimar a vida útil do eixo. Essas informações são valiosas para prevenir falhas catastróficas e otimizar a operação dos equipamentos, garantindo maior segurança e eficiência em suas operações industriais.
Como o Sensor de Torque Funciona
O Sensor de Torque da Tebe é uma obra-prima da engenharia moderna. Utiliza extensômetros, dispositivos altamente sensíveis instalados diretamente no eixo das máquinas, para medir o cisalhamento. Um módulo inteligente trata então este sinal, contendo um microcontrolador com capacidade Bluetooth, transmitindo os dados para um receptor (gateway). Este gateway, por sua vez, envia as informações para a nuvem, acessíveis em tempo real através da plataforma IoTebe.
A instalação deste sensor é relativamente simples e não requer modificações estruturais nos equipamentos, pois o extensômetro e o módulo fixam- se diretamente no eixo.
Case de Sucesso: Solução de Quebra de Acoplamento em Indústria de Óleo e Gás com o Sensor de Torque da Tebe
Uma indústria do setor de óleo e gás enfrentava problemas recorrentes de quebra no acoplamento de um conjunto motor-ventilador. Consequentemente, este acoplamento apresentava falhas após aproximadamente 200 horas de funcionamento, impactando diretamente a produção. A operação desse equipamento era vital, respondendo por 70% da capacidade produtiva. Assim, com o acoplamento quebrado, a produção caía drasticamente para apenas 30% da capacidade.
Identificação do Problema
Para solucionar o problema, instalaram o sensor de torque da Tebe na área crítica onde as quebras ocorriam.
A comunicação entre o módulo instalado no eixo e o gateway acontecia via Bluetooth, com o gateway localizado próximo ao módulo para garantir a eficiência na transmissão de dados.
Análise Inicial
Inicialmente, o monitoraram o torque durante a partida do equipamento, de 0 rpm até a rotação nominal de aproximadamente 900 rpm. O gráfico abaixo ilustra como o torque oscilava anormalmente em torno de uma linha média, indicando uma condição inesperada.
A análise detalhada da rampa de subida revelou que a oscilação do torque era periódica, com uma frequência de aproximadamente 16Hz. Essa frequência coincidia com a frequência natural torsional do rotor do ventilador, conforme identificado no projeto deste equipamento.
Dessa maneira, a frequência natural torsional do rotor estava sendo excitada e isso significa que o eixo estava sofrendo “trancos” ou “impactos”. Isso gerava essa oscilação e aumentava as tensões atuantes no eixo, levando a uma falha por fadiga em pouco tempo de operação.
Diagnóstico e Solução
A frequência natural torsional é um parâmetro muito importante a ser calculado e observado em projetos de rotores e eixos, e uma das causas que pode gerar esse efeito de ressonância é o inversor de frequência.
Alterando parâmetros de controle de rotação do inversor, novas medições de torque foram realizadas durante a rampa de subida da máquina.
O ajuste reduziu drasticamente as variações de torque, mitigando as tensões alternadas que levavam à falha do acoplamento.
Análise Estrutural
Para validar as melhorias, realizou-se uma simulação estrutural de elementos finitos (FEA), analisando tensões e a vida de fadiga nas duas condições. A análise de elementos finitos, pode representar a operação de uma geometria conseguindo obter as respostas de tensão, deformação e deslocamento, e contribuindo para o correto dimensionamento e análise de falhas.
A análise inicial, com os parâmetros originais do inversor, apresentou um coeficiente de segurança de fadiga de 0,87, indicando falha antes de 10 milhões de ciclos.
Com os novos parâmetros do inversor, o coeficiente de segurança aumentou para 1,20, eliminando o risco de falha.
Conclusão
O estudo concluiu que a ressonância no rotor era provocada por parâmetros de controle do inversor, sendo possível mitigá-la através de ajustes adequados. Portanto, o sensor de torque da Tebe foi indispensável para identificar a causa raiz do problema. Ao contrário de métodos alternativos, como a medição de tensão ou corrente do motor, que não teriam capturado as oscilações específicas de torque responsáveis pela excitação da frequência natural torsional, a tecnologia avançada do sensor permitiu um diagnóstico preciso.
Neste cenário, o sensor de torque da Tebe demonstrou ser uma ferramenta valiosa e única para a identificação e solução de falhas críticas. Além disso, proporciona insights detalhados e monitoramento contínuo, o que é essencial para garantir a longevidade e a confiabilidade dos componentes vitais do sistema. Essa capacidade destaca a superioridade e a inovação dessa tecnologia em ambientes industriais complexos.
