Análise por ultra-sons no controlo de condição

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

No âmbito da manutenção condicionada de equipamentos, o presente trabalho procura aprofundar a técnica da análise de ultra-sons no controlo de condição, como sendo um ensaio não destrutivo, repleto de vantagens e tão pouco usado em Portugal, ao invés da análise de vibrações (amplamente mais utilizado e divulgado). Pretende-se também comparar os ultra-sons com a análise de vibrações A aplicação das técnicas de ultra-sons possui uma enorme relevância como parte integrante de um programa de manutenção condicionada de qualquer instalação industrial, revelando-se por isso interessante estudar o seu potencial na análise da condição dos equipamentos. Procura-se ainda com este trabalho seleccionar e pôr em evidência informação importante relacionada com esta área, e também demonstrar a possibilidade de usar esta técnica como uma forma mais rápida, fácil e intuitiva de verificar o estado da condição de um determinado rolamento. A avaliação da condição do equipamento bem como o estudo da tendência da sua degradação, é conseguida aplicando os ultra-sons, através dos quais se detectam variações no valor médio do nível sonoro ou nos espectros de frequência e sinal no tempo, resultante do seu funcionamento. Em função dessa análise são estabelecidas regras para as intervenções de manutenção, tendo sempre em atenção o objectivo de maximizar a detecção das potenciais avarias (evitando paragens não programadas) e a minimização de intervenções desnecessárias. Através da exploração e implementação da técnica de ultra-sons na manutenção condicionada, tenciona-se aumentar a eficiência dos equipamentos, diminuindo assim o número e tempo de paragem, diminuir os custos de manutenção e colocar a manutenção no centro do processo produtivo.

Abstract: Related to the condition monitoring maintenance philosophy, this work seeks to combine and deepen the analysis technique of ultra-sound as a non-destructive testing method to be used in condition-based maintenance of equipment, which is full of advantages and o little used in Portugal, where the analysis of vibration is the common practice (most known and widely used). A comparison between these two techniques is also made. The use of ultra-sound techniques is of great relevance if being part of any industry’scondition monitoring Program. For that, it proves to be interesting to study its potential in analysing the condition of the equipment. With this work, it is also pursued to select and highlight important information relatedthese matters, and also demonstrate the advantages in using the ultra-sound technique as a fast, easy and intuitive way to check the status of the condition of a particular bearing. The ultra-sound technique is here used to evaluate the condition of equipment as well as to study its degradation tendency. By analysing readings and results one can detect variations in the mean sound pressure level or in the frequency spectrums (FFT) resulting from the equipment’s operation. Given this analysis, rules for maintenance interventions are established, being the objectives: maximize the detection of potential failures (avoiding unscheduled stops) and minimize the unnecessary interventions. By exploring and correctly implement the ultra-sound technique in conditionmonitoring, it is expected an increase in equipment efficiency and thereby a reduction of downtimes (in the number and time), helping in this way to get maintenance within the productive process.