Análise de vibrações para a investigação de falhas mecânicas em grupos hidrogeradores

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: VELOZO, Douglas Barros
• Orientador(a): TIAGO FILHO, Geraldo Lúcio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado Profissional - Engenharia Hídrica
• Departamento: IRN - Instituto de Recursos Naturais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Hidrogeradores; Vibrações; Falhas; Processamento de sinais e hidrelétricas
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITÁRIA::RECURSOS HÍDRICOS
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4032

Diante do cenário atual no qual a matriz elétrica brasileira ainda é extremamente dependente da geração em hidrelétrica, cerca de 61,9 % da energia gerada em 2022, torna importante ações que visem aumentar a disponibilidade das UG (unidades geradoras), bem como aumento de eficiência, sendo fundamental o investimento no controle e monitoramento de vibrações. Portanto, esse trabalho visa contribuir para o avanço do conhecimento no campo acerca do tema análise de vibrações aplicada à investigação de falhas em UG. O foco central é utilizar de técnicas de análise de vibrações como ferramenta para a investigação de falhas de natureza mecânica em Hidrelétricas. As vibrações podem ser oriundas de defeitos mecânicos, elétricos, além das excitações hidráulicas que resultam em diferentes modos de excitação impactando diretamente na disponibilidade das máquinas comprometendo assim a geração. Com base nisso, é abordado técnicas de processamento de sinais, os principais instrumentos utilizados no monitoramento de vibrações e as falhas mais comuns em Unidades Geradoras. Neste trabalho, as principais falhas mecânicas que resultam em vibrações são abordadas de forma detalhada, trazendo ainda o comportamento característico da máquina e a forma de interpretação do defeito face ao espectro de vibração. Também são especificados, de forma minuciosa, os equipamentos utilizados para os ensaios, as configurações e inputs do SDAV (sistema digital de análise de vibração) para coleta de dados, além de todo o procedimento realizado para o balanceamento da máquina em estudo. Os resultados da aquisição dos dados de vibração da UG analisada e que constituiu no estudo de caso deste trabalho, indicaram inicialmente um desbalanceamento severo com uma amplitude de 5,07 mm/s, bem acima do permitido pela norma NRB 10.816. Posteriormente ao balanceamento na qual a UG foi submetida, pode-se observar uma significativa melhora no que diz respeito a vibração, atingindo níveis de 1,48 mm/s, propiciando que a máquina trabalhe dentro do limite da zona A, onde define uma tolerância de até 1,6 mm/s para essa faixa. Por fim, fica a importância do trabalho para o apoio na investigação de defeitos através da análise de vibração em máquinas, realizando uma abordagem preditiva de modo a evitar grandes paradas para manutenção corretiva e prejuízos com quebra de equipamentos. Neste estudo, destacamos que a aplicação de um dispositivo portátil de custo acessível demonstra eficácia na coleta e análise de dados de vibração. Concluímos que é essencial realizar o monitoramento preventivo de vibração em Unidades Geradoras, a fim de promover a segurança operacional.