Estudo de caso: Uma estratégia de manutenção eficiente para compressores alternativos

Um cliente opera dois compressores alternativos, sendo que ambos são essenciais para o processo. Essa fábrica em particular produz um produto semiacabado que é necessário em outra fábrica para a produção do produto final. Os compressores alternativos são inspecionados periodicamente a cada 12 semanas para verificar o desgaste da banda de acionamento e, para isso, é necessário um desligamento. Apenas um compressor tem uma máquina redundante, mas com uma capacidade de produção menor. Isso significa que a perda de produção durante a parada é inevitável.

O produto semiacabado é armazenado em silos para compensar a perda de produção e permitir que a produção do produto final continue durante as paradas dessa fábrica. No entanto, as paradas desses compressores alternativos podem resultar em dezenas de milhares de euros em perdas de produção. Isso sem mencionar os mecânicos necessários para fazer a manutenção dos compressores, o que representa outra grande despesa. O cliente reconheceu esse método ineficiente, que se tornou particularmente evidente quando se levou em conta as paradas desnecessárias resultantes do trabalho com um intervalo de inspeção fixo. Não era irregular o fato de que toda a produção era interrompida apenas para descobrir que as bandas de controle não precisavam ser substituídas; um processo altamente ineficiente e caro.

Uma mudança de estratégia

O cliente queria eliminar a necessidade de paradas de inspeção para aumentar a produtividade, reduzir os custos operacionais e mudar a operação de manutenção de periódica para baseada em condições. Eles estavam procurando uma solução confiável que fosse aplicável e financeiramente acessível para ambas as configurações de compressores. Em colaboração com nosso parceiro CPI, a Istec forneceu uma solução que permite que o cliente passe de uma estratégia de manutenção preventiva para uma preditiva.

Solução de monitoramento RecipSys 200

O RecipSys 200 é um sistema de monitoramento compacto para compressores alternativos. Ele fornece dados precisos em tempo real sobre o desgaste da banda do cavaleiro, eliminando a necessidade de paradas periódicas da produção para inspeções manuais. Devido ao seu baixo impacto técnico, o RecipSys 200 é a solução perfeita para enfrentar o desafio dos clientes.

O RecipSys 200 usa dois sensores: um disparador de fase (referência) para filtrar o sinal de deslocamento para o ângulo de fase correto e um sensor de posição da haste (proximidade) para medir a posição da haste. O disparador de fase torna a medição muito mais precisa do que qualquer medição geral.

Leia a nota de aplicação do RecipSys 200 para obter mais informações »

Figura 1. Visualização de como o deslocamento vertical da haste indica o desgaste da banda do piloto.

O sistema de monitoramento permite a tendência de desgaste da faixa do motociclista. Esses dados podem ser usados para estimar com precisão quando a manutenção é necessária. Posteriormente, os recursos e materiais necessários para a preparação de uma parada podem ser programados com antecedência.

É importante observar que nem sempre as faixas do cavaleiro se desgastam gradualmente, o que torna essencial um sistema de monitoramento on-line. Nesse caso, as faixas de montagem são feitas de PTFE (Teflon), que pode derreter como resultado de um resfriamento incorreto. O material, então, se prende à parede do cilindro, o que causa atrito entre as cintas de montagem e a parede do cilindro. Isso acelera excessivamente o processo de desgaste das cintas de montagem. O RecipSys 200 detecta imediatamente a aceleração do processo de desgaste e dispara um alarme.

Configurações do compressor

Os compressores alternativos tinham especificações de máquina diferentes:

Compressor 1

Tipo: Compressor de 2 cilindros
Motorista: Eletromotor
Gás para comprimir: Gás de reciclagem composto principalmente de hidrogênio.
Velocidade de operação: 750 RPM
Diâmetro da haste: 40 mm
Posição de medição: O sensor de queda da haste é posicionado acima do pistão, já que a distância entre o sensor e a haste aumenta devido ao desgaste da banda do piloto.
Posição do acionador de fase: Na direção axial, no volante do motor.
Situação do processo: A máquina é essencial para o processo e não há máquina redundante. O desligamento dessa máquina significa que não haverá produção.

 

Compressor 2

Tipo: Compressor de 4 cilindros
Acionador: Eletromotor
Gás a ser comprimido: Hidrogênio
Velocidade de operação: 500 RPM
Diâmetro da haste: 40 mm (para todas as hastes)
Posição de medição: O sensor de queda da haste é posicionado acima da haste do pistão à medida que a distância entre o sensor e a haste aumenta devido ao desgaste da banda do piloto.
Posição do acionador de fase: Na direção axial, no volante do motor.
Situação do processo: A máquina é essencial para o processo, mas há uma máquina redundante. No entanto, a máquina redundante tem uma capacidade de processo menor.

Instalação e implementação

Duas unidades RecipSys 200 foram implementadas no compressor de 4 cilindros e uma unidade no compressor de 2 cilindros. Uma solução completa e pronta para uso foi entregue ao cliente, incluindo sensores, cabos, gabinetes e acessórios. A CPI preparou os compressores para que a Istec pudesse instalar e ajustar os sensores corretamente.

Sinais de saída

Os sinais de saída de 4-20 mA vão diretamente para o DCS para análise e tendências. O DCS tem um pré-alarme que indica falhas emergentes em um estágio inicial. As saídas de relé do RecipSys 200 são usadas para desligar os compressores por meio do DCS. O ponto de disparo do alarme é a folga restante de 0,4 mm entre o pistão e a parede do cilindro. Outra saída de relé é usada para indicar o status do sensor por meio da tensão e da corrente do sensor (Sensor OK) e da temperatura e do funcionamento geral do sistema (System OK).

A saída bruta do RecipSys 200 pode ser usada para análises durante o comissionamento. Além disso, se ocorrer algum problema, essa saída pode ser usada para verificar o sistema sem influenciar o sinal de entrada.

Resultado

Agora, os compressores alternativos estão funcionando com monitoramento on-line da banda do cavaleiro, o que elimina a necessidade de paradas periódicas para inspeção. O sistema monitora um indicador mecânico importante e fornece dados que são cruciais para as estratégias de manutenção baseada em condições (CBM) desses compressores. O sistema ocupa pouco espaço na instalação e é de fácil utilização e manutenção. O cliente agora tem mais controle sobre os compressores e, ao mesmo tempo, pode reduzir os custos de manutenção.