Explicação: como e quando monitorar a vibração e o deslocamento da haste
Os compressores alternativos estão entre as máquinas mais críticas em setores como o (petro)químico, de energia e de petróleo e gás. Ao contrário de outras máquinas rotativas, os compressores alternativos exigem muita manutenção. Portanto, é crucial contar com sistemas avançados de monitoramento para acompanhar vários parâmetros mecânicos essenciais, como vibração e queda da biela. Esta nota de aplicação mostra como configurar um sistema para monitorar a vibração e a queda da biela em um compressor alternativo típico de 2 cilindros e combinar esses sinais para obter insights mais profundos sobre a máquina.
Medições de vibração
As medições de vibração em compressores alternativos revelam-se difíceis devido ao movimento mecânico natural desses compressores. No entanto, o monitoramento da vibração em vários pontos da máquina é crucial para obter insights sobre a máquina, a fim de manter um processo estável. Esses pontos incluem a vibração da carcaça (acelerômetro) e a vibração da cruzeta (acelerômetro), conforme mostrado na figura 1.
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Sensores de vibração
Acelerômetros são utilizados para medir a vibração da carcaça em compressores alternativos. Um sensor é posicionado tanto na extremidade acionada quanto na extremidade não acionada (figura 1).
Outro acelerômetro é utilizado para medir a vibração da travessa e deve ser posicionado acima dela (figura 1).
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Proteção e monitoramento baseados em transmissores; módulo VibroSmart (VSV301)
Os sensores utilizados para gerar os dados de vibração são conectados ao módulo VibroSmart (VSV301); um sistema de proteção e monitoramento de vibração de dois canais baseado em transmissor (trilho DIN). Esse sistema foi projetado para monitoramento e proteção escaláveis e avançados de máquinas rotativas (críticas), incluindo compressores alternativos. Como sistema autônomo, o VibroSmart oferece dois canais, mas, devido à sua escalabilidade, vários módulos podem ser conectados para atender a qualquer aplicação.
Deslocamento da haste/desgaste da faixa do anel deslizante
As faixas de apoio são componentes essenciais que sustentam o pistão enquanto ele se move pelo cilindro do compressor alternativo. Elas se desgastam com o tempo, o que resulta no deslocamento vertical do pistão e da haste do pistão. Para evitar danos ao pistão e à parede do cilindro, o desgaste dessas faixas de apoio deve ser monitorado. Como é difícil medir diretamente o desgaste das faixas de apoio devido à alta pressão na câmara do cilindro, mede-se, em vez disso, o deslocamento vertical da haste do pistão.
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Monitoramento baseado em transmissores; RecipSys 200 
O RecipSys 200 é um sistema de monitoramento compacto (trilho DIN) para compressores alternativos e permite o monitoramento do desgaste da faixa de deslizamento, eliminando a necessidade de paradas periódicas para inspeções manuais.
Sensor de referência de fase
O RecipSys 200 utiliza um sensor de referência de fase (ou disparador de fase) para medir a posição da haste em um ponto específico do ciclo, tornando-o muito mais preciso do que uma medição geral (figura 2).
Sensor de deslocamento de haste
Uma sonda de proximidade é usada para medir o deslocamento vertical da haste do pistão. À medida que as faixas de deslizamento se desgastam, a haste do pistão desce consequentemente (figura 2).
Medição de vibração e deslocamento da biela em um compressor alternativo de 2 cilindros.
Um módulo RecipSys 200 independente possui duas entradas para sinais de queda da haste e uma entrada para tacômetro, o que significa que é necessário um módulo para um compressor de 2 cilindros. Independentemente da configuração do compressor, apenas um sensor de referência de fase é necessário para o monitoramento acionado da haste do pistão (figura 3).
Como o monitoramento da vibração do invólucro (2 acelerômetros) e da vibração da cruzeta (2 acelerômetros) requer um total de quatro sensores, são necessários dois módulos VibroSmart. O sinal de entrada do tacômetro do módulo VibroSmart pode ser usado para conectar um sensor de referência de fase e filtrar uma banda específica de frequência de vibração, que pode estar relacionada à velocidade de rotação do compressor alternativo.
Como tanto o RecipSys 200 quanto o VibroSmart (VSV301) são sistemas baseados em transmissores, eles são facilmente escaláveis para se adequarem a qualquer configuração. Os dados de ambos os sistemas podem ser integrados em uma única plataforma de análise.
Análise de dados
Tanto os sinais de saída de queda da haste acionados pelos módulos RecipSys 200 quanto os dados de vibração dos módulos VibroSmart podem ser enviados para a plataforma de software (opcional) VibroSight®; um pacote de monitoramento externo para analisar tanto os dados de vibração quanto os de posição da haste. Além disso, o VibroSight® oferece amplas opções de análise para identificar vibrações excessivas e determinar suas causas.
