Em uma fábrica de papel, os sistemas de utilidades e de equilíbrio da planta raramente chamam atenção até que comecem a limitar a produção. Sistemas de vácuo, bombas de utilidades e de processo, compressores, turbinas a vapor e grandes ventiladores de aspiração e exaustão fornecem a energia, o fluxo de ar, o vácuo e o manuseio de fluidos que permitem que a máquina de papel e os processos de preparação da pasta operem dentro de sua janela de operação projetada. Quando esses sistemas começam a apresentar desvio de condições, os efeitos são sentidos em toda a fábrica na forma de redução da estabilidade, perdas de eficiência ou redução forçada da potência nominal.
Ao contrário da própria máquina de papel, os equipamentos de utilidades e os ativos BoP (Back-of-Plant) estão normalmente distribuídos por todo o local. Eles incluem bombas de condensado, bombas de água branca, bombas de água de resfriamento, bombas de ventilador, bombas de tratamento de resíduos, bombas dosadoras de produtos químicos, compressores de ar, turbinas a vapor e ventiladores ID e FD. Individualmente, muitas dessas máquinas são classificadas como de criticidade média, mas, juntas, determinam a confiabilidade geral da fábrica. Do ponto de vista da confiabilidade dos ativos, o monitoramento de condições por vibração oferece uma maneira prática de manter a visibilidade em toda essa base de ativos ampla e diversificada.
Os equipamentos de serviços públicos e de BoP em fábricas de papel operam sob condições altamente variáveis. As bombas enfrentam variações de vazão, pressão e composição do fluido. Os sistemas de vácuo e os exaustores respondem continuamente às demandas do processo, às configurações das coifas e às condições ambientais. Os compressores e as turbinas a vapor operam sob carga flutuante, à medida que as taxas de produção e a demanda de energia mudam.
Essas condições aceleram mecanismos comuns de degradação, como desgaste de rolamentos, desalinhamento, desequilíbrio, folga e vibração relacionada ao sistema hidráulico em bombas. O acúmulo de resíduos em impulsores e pás de ventiladores, problemas de lubrificação e desgaste de acoplamentos também são comuns. Como essas alterações se desenvolvem gradualmente, muitas vezes não são visíveis nas medições do processo até que o desempenho já tenha se degradado.
A dificuldade prática é a escala. As fábricas de papel normalmente operam dezenas ou até centenas de ativos de serviços públicos espalhados por casas de bombas, salas de ventiladores e edifícios de serviços públicos. As medições de vibração baseadas em rotas são demoradas e frequentemente inconsistentes devido às condições operacionais variáveis. Sensores simples podem indicar que algo mudou, mas raramente fornecem o contexto de diagnóstico necessário para decidir qual ação é necessária. Como resultado, as equipes de manutenção muitas vezes descobrem os problemas tardiamente, quando danos secundários ou impacto na produção já ocorreram.
Por que o monitoramento de vibração é importante para concessionárias de serviços públicos e ativos de BoP
O monitoramento de vibração é particularmente eficaz para serviços públicos e equipamentos de equilíbrio da planta, pois a maioria dos modos de falha críticos se desenvolve mecanicamente muito antes que ocorra uma falha funcional. Mudanças no comportamento da vibração frequentemente precedem a perda de eficiência, níveis instáveis de vácuo, redução da capacidade de resfriamento ou aumento do consumo de energia.
Em bombas de serviços públicos e de processo, o monitoramento de vibração auxilia na detecção precoce de degradação de rolamentos, desalinhamento, folga e problemas hidráulicos, como cavitação ou recirculação. Para bombas de vácuo e compressores de ar, as tendências de vibração fornecem informações sobre a condição dos rolamentos, o desgaste do acoplamento e o desequilíbrio que podem afetar a estabilidade do vácuo e o fornecimento de ar. Em turbinas a vapor, o monitoramento de vibração ajuda a detectar problemas emergentes em rolamentos e alinhamento sob condições de carga variáveis. Para ventiladores de sucção e exaustão, incluindo ventiladores ID e FD, a análise de vibração revela desequilíbrios, incrustações e folga estrutural que influenciam o fluxo de ar e a eficiência energética.
Ao monitorar a vibração continuamente em condições reais de operação, as fábricas de papel obtêm uma visão objetiva do estado das máquinas em todas as instalações de serviços e sistemas de BoP, possibilitando a manutenção baseada na condição e preditiva, em vez de intervenções reativas.
Abordagem de monitoramento de condições com o VibSys®
O VibSys® foi projetado como um sistema compacto de monitoramento e diagnóstico de condições de vibração para equipamentos rotativos, com forte foco em acessibilidade e escalabilidade. 
Isso o torna adequado para utilidades de fábricas de papel e aplicações de “balance-of-plant”, onde muitos ativos de criticidade média exigem monitoramento sem introduzir complexidade excessiva ou sobrecarga de infraestrutura.
O VibSys® captura dados de vibração de alta qualidade e processa indicadores-chave localmente na máquina. Esse processamento local de sinais é particularmente valioso para empresas de serviços públicos, onde a velocidade, a carga e as condições do processo mudam com frequência. Ao extrair indicadores estáveis das condições da máquina próximos ao ativo, o VibSys® oferece suporte à análise consistente de tendências relacionadas à condição dos rolamentos, desalinhamento, desequilíbrio, folga e vibração relacionada ao sistema hidráulico, mantendo a profundidade do diagnóstico quando surge um comportamento anormal.
O sistema pode ser implantado em sistemas de vácuo, bombas de utilidade e de processo, compressores, turbinas a vapor e ventiladores ID e FD, abrangendo desde um pequeno número de ativos críticos até uma ampla cobertura em toda a fábrica. Interfaces de dados abertas permitem que indicadores de condição e, quando necessário, dados de sinais temporais de vibração sejam integrados a sistemas CMMS existentes, historiadores ou plataformas de análise. O VibSys® é utilizado estritamente para monitoramento de condições e diagnósticos, a fim de apoiar a tomada de decisões de manutenção, e não se destina a funções de proteção ou desligamento.
Principais vantagens para os serviços de apoio e o restante da planta de fábricas de papel
- Monitoramento contínuo das condições de vibração em bombas, ventiladores, compressores e turbinas
- Detecção precoce de falhas relacionadas ao desgaste de rolamentos, desalinhamento, desequilíbrio e vibração de origem hidráulica
- Indicadores de condição estável sob condições variáveis de operação e de processo
- Monitoramento escalável adequado para grandes frotas de ativos de serviços públicos de média criticidade
- Instalação no local da máquina, adequada para edifícios de serviços públicos distribuídos e casas de bombas
- Integração aberta para dar suporte a fluxos de trabalho de manutenção baseada em condições e preditiva
Impacto na manutenção e na confiabilidade da fábrica
A aplicação do monitoramento de condições de vibração com o VibSys® às instalações de apoio e aos sistemas de equilíbrio da fábrica de papel apoia a transição da manutenção reativa para uma abordagem mais previsível e baseada nas condições. Em vez de responder a falhas ou à perda de desempenho em estágios avançados, as equipes de manutenção obtêm visibilidade antecipada da degradação em andamento em bombas, compressores, ventiladores e turbinas.
Isso melhora a priorização da manutenção, reduz o risco de danos secundários e paradas não planejadas e contribui para um melhor planejamento de peças de reposição e escopos de paralisação. Ao estender o monitoramento de vibração além da máquina de papel para os sistemas de utilidades e BoP, as fábricas fortalecem a confiabilidade geral dos ativos e obtêm melhor controle sobre os sistemas que, de forma discreta, mas crítica, garantem a produção estável de papel.
Treinamento online gratuito sobre vibração
Se sua equipe é responsável pela manutenção e confiabilidade de equipamentos rotativos na indústria de celulose e papel, o conhecimento básico sobre vibração facilita a tomada de medidas com base nos resultados do monitoramento de condições. A Istec oferece um treinamento on-line gratuito sobre Vibração Categoria 1 por meio da Istec Academy para profissionais que desejam uma introdução prática aos fundamentos da vibração e aos padrões típicos de falhas em máquinas.
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