Sensor de Proximidade aplicados em Turbomáquinas
Sumário
Os sensores de proximidade são componentes críticos nas turbomáquinas, oferecendo monitoramento preciso das condições operacionais para assegurar a segurança e a eficiência desses sistemas complexos.
Esta postagem detalha sobre o funcionamento, a montagem, a regulagem e as melhores práticas de manutenção de sensores de proximidade ou também chamado proximeter.
"Sensores de proximidade utilizam campos magnéticos para medir a distância entre o sensor e uma superfície condutiva"
O Que São Sensores de Proximidade em Turbomáquinas?
Os sensores de proximidade em turbomáquinas permitem a monitoração de variáveis como posição, deslocamento e vibração do eixo em alta precisão.
Esses sensores seguem padrões industriais, principalmente a norma API 670, que define requisitos de monitoramento de condição para turbomáquinas críticas. Assim como a API 611 e API 612.
Além disso, especificações como ASTM E709 (testes não destrutivos) e normas ISO 10816 (vibração) também podem ser aplicáveis.
Funcionamento dos Sensores de Proximidade
Sensores de proximidade utilizam campos magnéticos para medir a distância entre o sensor e uma superfície condutiva.
É essencial que a instalação siga as diretrizes da API para evitar interferências eletromagnéticas e garantir leituras precisas.
O princípio de funcionamento dos sensores de proximidade é o seguinte:
- À medida que o eixo se move pela superfície da sonda, o campo magnético é absorvido pela superfície do material;
- Correntes parasitas são formadas no material do eixo, atenuando o campo da bobina da sonda;
- Como resultado, a alteração da faixa da tensão CC converte esse valor em um sinal de 200 mV / mil CA;
Montagem e Instalação de Sensores de Proximidade
Escolha do Local de Instalação: Assegure-se de que o sensor está posicionado conforme especificações da API 670, com espaço adequado para calibração e fácil acesso para manutenção.
Principais características do Proximitor
Este tipo de sensor tem as seguintes características:
• Sensor de deslocamento relativo (veio em relação ao mancal);
• A sensibilidade é frequentemente de 200 mV/mil (8 mV/mícron);
• O sinal DC é proporcional à distância do topo da sonda ao eixo;
• O sinal AC é proporcional à vibração;
• Fonte de alimentação negativa de 24 volts;
• Faixa de distância: 5 a 80 mils;
• Resposta de frequência plana;
• Sensível a imperfeições do eixo (runout), tanto mecânicas quanto como eletromagnéticas;
"A observação direta do movimento vibratório de um eixo de máquina é desejável porque, principalmente, o eixo é a fonte de vibração na máquina"
Boas Práticas para Regulagem e Calibração
A regulagem dos sensores deve seguir as especificações da API 670 para medições de precisão. A calibração periódica deve ser realizada conforme recomendado pela ASTM E709 para garantir a integridade do sensor e a segurança da turbomáquina.
Manutenção Preventiva e Corretiva
Rotinas de Manutenção: Inspeções regulares, conforme orientado pela API 670, ajudam a identificar falhas antecipadas e a reduzir o tempo de parada.
Testes e Ensaios Não Destrutivos (NDT): O uso de testes NDT, segundo ASTM E709, ajuda a verificar a integridade dos sensores sem comprometer a estrutura.
Confira o Vídeo sobre o assunto
Importância da Medição Direta do Eixo – Proximeter sensor de proximidade
Antes da introdução dos proximeters, a vibração era inferida de forma indireta, medindo-se a vibração da carcaça.
No entanto, máquinas com mancais de filme fluido apresentam características de amortecimento e rigidez que não transmitem de maneira precisa a vibração do eixo.
Com isso, a medição direta do movimento do eixo se mostrou como um método superior para a avaliação das condições da máquina.
prós e contras do proximeter
As vantagens e desvantagens do proximeter são as seguintes:
Benefícios:
• Sem contato.
• Mede a vibração relativa do eixo.
• Mede a posição da linha central do eixo (folga CC).
• Mede a posição axial (impulso).
• Resposta de frequência CC plana – 10 KHz.
• Calibração simples.
• Adequado para ambientes hostis.
Desvantagens:
• A sonda pode se mover (vibrar);
• Não funciona em todos os metais;
• Eixos revestidos darão medições falsas;
• A medição é afetada por arranhões e marcas de ferramentas no eixo (desvio)
Normas Aplicáveis
API 670: Padrão essencial para sistemas de monitoramento e proteção de turbomáquinas.
ASTM E709: Norma que orienta testes não destrutivos, essenciais para a manutenção de sensores.
ISO 10816: Define parâmetros para a medição de vibração em máquinas, aplicável para sensores em turbomáquinas.
API 611: É o padrão para turbinas a vapor de uso geral em aplicações de serviços industriais e de refinarias. Essa norma cobre as turbinas de potência média, normalmente em aplicações de serviços onde as demandas de confiabilidade são menores.
API 612: É destinada a turbinas a vapor de serviço especial para aplicações mais exigentes, como processos petroquímicos e industriais de alta criticidade. Essas turbinas são projetadas para oferecer maior confiabilidade e durabilidade em condições severas de operação, com requisitos rigorosos de segurança e desempenho.
API 670 – Padrão de Monitoramento de Vibração
A norma API 670, lançada em 1970, estabeleceu a sonda de proximidade como o dispositivo ideal para medir a vibração aceitável do eixo em turbomáquinas durante os testes de aceitação de fábrica.
Atualmente, o API 670 é a principal referência para sistemas de proteção de máquinas, cobrindo vibrações radiais, posição axial, rotação e outros parâmetros essenciais para garantir a integridade operacional.
Conclusão
A instalação e manutenção adequadas dos sensores de proximidade em turbomáquinas garantem um monitoramento eficaz, seguindo normas rigorosas principalmente como API 670, API 612, API 611 e ISO 10816.
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