Detectando falha em inversores do sistema de ventilação

Inversores são equipamentos elétricos de alta tensão, responsáveis pela variação de frequência das máquinas, utilizados em vários acionamentos de equipamentos de uma planta, contendo, em sua maioria, um ventilador com motor. 

Falhas neste tipo de motor, como por exemplo, quebras de rolamento, desbalanceamento e folga mecânica comprometem toda a troca térmica ao paralisarem o ventilador. Portanto, paradas no motor aumentam a temperatura de componentes internos dos inversores. 

A seguir, entenda como a tecnologia foi aplicada nestes equipamentos, apoiando a atividade de inspeção e otimizando o prognóstico de falhas no sistema de ventilação da usina. 

Equipamento e operação 

Os riscos com eletricidade e as ocorrências de paradas provocadas por temperaturas elevadas em um inversor do modelo Power Flex 7000, instalado em Carajás, foi o ponto inicial para o projeto de sensoriamento remoto em painéis da sala elétrica. 

Em decorrência da falha, a função do sistema de ventilação de resfriar componentes eletrônicos do inversor não vinha sendo executada. Com isso, a parada do ventilador paralisa o inversor, que acaba por prejudicar toda a operação. 

Sendo assim, o trabalho realizado nos inversores modelo Power Flex 7000, tinha como objetivo eliminar paradas inesperadas, provocadas por falhas no sistema de ventilação, forçadas pelo próprio inversor como medida de proteção. 

Monitoramento convencional 

Por sua vez, a forma construtiva desse modelo de inversor não permite acesso ao ventilador, o que dificulta uma inspeção de qualidade e até a manutenção. 

Devido à alta tensão e sem acesso as carcaças do motor, as coletas de vibração eram feitas na estrutura externa do painel, utilizando caneta de vibração medindo apenas o nível global. Mas, essa condição não garantia a previsibilidade da falha. 

Outro ponto negativo era a exposição do inspetor ao risco elétrico, já que a inspeção dependia da abertura do painel para a coleta de vibração com a máquina em pleno funcionamento. 

Monitoramento remoto 

Dada a situação, a equipe de inspeção da Vale entrou em contato com o Técnico Preditivo Especializado, Antônio Andrade, para sugerir outros tipos e formas de análise de vibração que não houvesse a necessidade de abertura do painel com o equipamento funcionando.  

“Na hora me veio a ideia de botar esse sensor wireless da Dynamox lá! Colamos sensor no motor do ventilador e começamos a monitorar os dois rolamentos e a condição dinâmica” destaca Antônio. 

Após aplicação, os sensores foram configurados para medir e salvar na memória interna o nível global de vibração e temperatura a cada 30 minutos. Além de coletas de forma de onda e conversão para espectros de vibração. 

As coletas antes realizadas pela caneta de vibração, deram lugar ao celular e ao tablet com comunicação via bluetooth, eliminando qualquer risco de exposição dos inspetores. 

Ganhos da aplicação 

O resultado principal foi a segurança para a equipe de inspeção, que antes precisava usar trajes antiexplosivos para abrir o painel e realizar medicações no equipamento.  

Além disso, destacam-se também ganhos com otimização dos valores em termos de diagnósticos, já que os antigos eram inconsistentes.  

Para Andrade, o sensor colado na máquina fez a diferença para uma coleta mais assertiva e segura. Quer conhecer um pouco mais sobre como obter dados confiáveis com sensores sem fio e suas formas de fixação? Leia este artigo aqui. 

Já na primeira medição havia laudos abertos para a correção de desbalanceamento em pás dos rotores do ventilador, como sinalizado no antes e depois nos gráficos de espectro em velocidade abaixo. 

Nele, percebe-se a confiabilidade dos níveis de vibração, possibilitando o monitoramento do equipamento sem a necessidade de abertura ou medição direta na carcaça. 

Para Felipe Pimenta, Técnico Especializado em Preditiva II, “os ganhos em previsibilidade de falha nos ventiladores foram enormes. Esse é um tipo de acompanhamento pioneiro na planta, pois dificilmente inversores de frequência são monitorados. Em Carajás foi um projeto inovador, o resultado principal foi a segurança para a equipe de inspeção e a diminuição das paradas inesperadas.” 

Além desse projeto, mais sensores estão sendo instalados em equipamentos semelhantes da planta de Carajás, em decorrência dos resultados da aplicação. 

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