Revista Controle & Instrumentação Edição nº 211 2015
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Aplicações para Câmeras Termográfi plicações para
Câmeras Termográfi cas
Inspeção de motores elétricos
Tatiane Carvalho Engenheira de Aplicação da Fluke do Brasil |
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Os motores elétricos são a
espinha dorsal da indústria. O
Departamento de Energia dos
EUA calcula que, apenas nos
EUA, existam 40 milhões de motores
em operação na indústria, e
o fato de esses motores utilizarem
70% da eletricidade consumida
indica sua importância.
As câmaras termográficas
são muito úteis tanto para a solução
de problemas de motores
como para o monitoramento de
condições, além da manutenção
preventiva de longo prazo. Utilizando
uma câmara termográfica
portátil, você pode capturar medições
de temperatura infravermelhas
do perfil térmico de um
motor como uma imagem bidimensional.
Agora, as câmeras termográficas da Fluke contam
com o IR-Fusion, uma tecnologia que combina uma imagem
visual, ou luz visível, com uma imagem infravermelha
para melhorar a identificação, a análise e a gestão de
imagens.
As imagens térmicas de motores elétricos revelam
sua temperatura superficial, um componente fundamental
de sua condição de operação. Esse monitoramento de
condições é importante como forma de evitar muitos defeitos
inesperados do motor em sistemas essenciais para
processos fabris, comerciais e institucionais. Essas ações
preventivas são importantes porque, quando um sistema
essencial falha, ele inevitavelmente aumenta os custos,
exige o remanejamento de funcionários e materiais, reduz
a produtividade e, se não for corrigido, pode ameaçar a rentabilidade das empresas e, possivelmente, o bem
estar dos funcionários ou dos clientes.
O que você deve verificar?
Em condições ideais, você deve verificar os motores
quando eles estiverem funcionando em condições normais
de operação. Ao contrário de um termômetro infravermelho,
que capta a temperatura em um único ponto, uma
câmera termográfica pode capturar as temperaturas em
milhares de pontos ao mesmo tempo, em todos os componentes
essenciais: motor, acoplamento do eixo, rolamentos
do motor e do eixo e caixa de velocidades. Lembre-se:
cada motor é projetado para operar com uma temperatura
interna específica. Os outros componentes não deverão
estar tão quentes quanto o alojamento do motor. |
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O que se deve observar?
Todos os motores devem indicar a temperatura normal
de operação na placa de identificação. Embora a câmera infravermelha não seja capaz de ver o interior do
motor, a temperatura da superfície externa é um indicador
da temperatura interna. À medida que esquenta por
dentro, ele também esquenta na parte externa. Assim,
um termógrafo experiente que também conheça sobre
motores pode utilizar as imagens térmicas para identificar
condições tais como fluxo de ar inadequado, falha
iminente de rolamentos, problemas no acoplamento do
eixo e deterioração do isolamento do rotor ou do estator
em um motor.
Em geral, é uma boa idéia criar um roteiro de inspeção
regular que inclua todas as combinações essenciais
de motor/acionamento. Então, salve uma imagem
térmica de cada um em um computador e acompanhe
as medições ao longo do tempo. Dessa forma, você terá
imagens de referência para comparação, que ajudarão a
determinar se um ponto quente é incomum ou não, e, após os reparos, ajudarão a verificar se os mesmos foram bem-sucedidos. |
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O que representa
um “alerta
vermelho“
Qualquer problema
de equipamento que ponha
em risco a segurança
deve ter a prioridade mais
alta no momento dos reparos.
Depois disso, observe
que cada motor tem uma temperatura máxima de opera-
ção que normalmente é indicada em sua placa de identificação,
representando o aumento máximo permitido na
temperatura do motor acima da temperatura ambiente.
(A maioria dos motores é projetada para operar a temperaturas
ambientes não superiores a 40 °C). De modo geral,
cada aumento de 10 °C acima da temperatura prevista
reduz pela metade a vida útil de um motor. Inspeções
infravermelhas periodicamente programadas de motores
elétricos identificam os motores que estão começando a
superaquecer. Mesmo uma imagem térmica inicial revela
se um motor está funcionando a uma temperatura mais
elevada do que um motor semelhante que realiza um trabalho
semelhante. |
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Qual é o custo potencial de uma falha?
Para um motor específico, é possível fazer uma análise com base no custo do motor, na média de tempo de
inatividade de uma linha em virtude de uma falha em um
motor, na mão de obra necessária para trocar um motor,
etc.
Naturalmente, as perdas de produtividade causadas
pela inatividade variam de acordo com o setor de atividade.
Por exemplo, a perda de produção de uma máquina
de fabricação de papel pode chegar a $3.000 por hora,
ao passo que na indústria de fundição de aço as perdas
podem chegar a $1.000 por minuto.
Ações de acompanhamento
Se você suspeitar que o superaquecimento é causado
por uma das seguintes situações, considere a ação
descrita:
a. Fluxo de ar inadequado. Se for possível realizar um
desligamento breve sem afetar o processo da planta,
desligue o motor pelo tempo suficiente para realizar
uma pequena limpeza nas grades de admissão de ar.
Programe uma limpeza completa do motor durante o
próximo desligamento planejado da planta.
b. Tensão desequilibrada ou sobrecarga. A causa mais
comum, uma conexão de alta resistência no disjuntor,
no interruptor ou na caixa de conexões do motor, geralmente
pode ser identificada com uma inspeção termográfica
e confirmada com um multímetro, alicate
amperímetro ou analisador de qualidade de energia.
c. Falha iminente do rolamento.Quando as imagens
térmicas indicarem superaquecimento do rolamento,
emita uma ordem de manutenção para substituir
ou lubrificar o rolamento. Embora seu preço seja um
pouco elevado e exija um especialista, a análise de
vibração pode, muitas vezes, ajudar a determinar a
melhor providência.
d. Defeito de isolamento.Se não afetar demasiadamente
a produção, reduza o desempenho do motor de acordo
com as normas da NEMA. Emita uma ordem de
serviço para substituir o motor assim que possível.
e. Desalinhamento do eixo.Na maioria dos casos, a
análise de vibração confirmará um acoplamento desalinhado.
Se o desligamento for possível, podem ser
utilizados comparadores de dispositivos de alinhamento
a laser e o desalinhamento pode ser corrigido
imediatamente.
Sempre que você descobrir um problema usando
uma câmera termográfica, use o respectivo software para
documentar suas conclusões em um relatório que inclua
uma imagem térmica e uma imagem digital do equipamento.
É a melhor forma de comunicar os problemas que
encontrou e os reparos sugeridos. |
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Uma dica de captura de imagens:
Às vezes é difícil obter uma visão direta do componente
que você deseja inspecionar, como um motor
ou uma caixa de velocidades instalada no alto de
uma máquina. Tente usar um espelho térmico para
ver o reflexo do componente. Uma folha de papel de
alumínio (3 mm de espessura) funciona muito bem.
Deslize-a com cuidado temporariamente até o lugar
ou instale-a permanentemente em um lugar que facilite
a inspeção. O alumínio não precisa ser extremamente
polido para ser eficaz. No entanto, se estiver
tentando garantir leituras de temperatura verdadeiras
(e não comparativas), você deve aprender a “caracterizar“
o espelho e ajuste suas leituras de emissividade
da maneira adequada. Para que essa técnica funcione,
a superfície do espelho deve estar limpa, pois o
óleo e outros revestimentos alteram as propriedades
reflexivas do espelho. |
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