Qual o nível de vibração considerado anormal em compressores de ar? Causas mais comuns, indicadores de monitoramento e métodos de diagnóstico

Qual o nível de vibração considerado anormal para um compressor de ar?

Para avaliar se a vibração do compressor de ar é anormal, costuma‑se consultar as normas publicadas pela Organização Internacional de Padronização. ISO Norma da série 10816 ou normas nacionais correlatas. A avaliação da vibração não se resume a um único valor; ela está estreitamente relacionada à velocidade de rotação do equipamento, à sua potência e ao tipo de apoio. De modo geral, a intensidade da vibração (valor eficaz da velocidade vibratória) constitui o principal parâmetro para avaliar o estado vibracional das máquinas rotativas.

Para compressores de ar industriais convencionais, o valor eficaz da velocidade de vibração é geralmente considerado adequado ou aceitável dentro de determinados limites. Quando o valor eficaz da velocidade de vibração ultrapassa o limiar definido de fábrica do equipamento ou apresenta um aumento significativo em relação ao valor de referência inicial — por exemplo, mais do que o dobro —, pode-se classificar a situação como vibração anormal. Além disso, se durante a operação o equipamento emitir ruídos de impacto periódicos evidentes ou se houver elevação anormal da temperatura, mesmo que os valores absolutos não excedam os limites permitidos, deve‑se manter vigilância e proceder a uma análise mais aprofundada.

Causas comuns que provocam vibrações anormais em compressores de ar

As causas das vibrações anormais nos compressores de ar são diversas e podem ser agrupadas principalmente nos seguintes aspectos:

• Desbalanceamento do rotor:A aderência de sujeira à superfície do impulsor ou do rotor, o desgaste irregular ou os erros de fabricação e montagem fazem com que o centro de massa não coincida com o centro de rotação, gerando forças centrífugas que provocam vibrações.
• Desalinhamento do eixo:Quando o motor é conectado ao eixo do compressor, a presença de desalinhamento paralelo ou angular pode gerar, durante a operação, elevados momentos fletores adicionais e vibrações.
• Desgaste ou danos no rolamento:A ocorrência de fadiga por delaminação, folga excessiva ou lubrificação inadequada em rolamentos de rolagem ou de deslizamento pode provocar funcionamento instável e gerar vibrações de alta frequência.
• Folga na base ou ressonância:O afrouxamento dos parafusos de fixação do equipamento, a insuficiência da rigidez da fundação ou a proximidade entre a frequência de operação do equipamento e a frequência natural da estrutura podem provocar ressonância.
• Pulsos de fluxo e vibração de tubulações:A pulsação do fluxo de ar característica dos compressores alternativos pode provocar a ressonância do sistema de tubulações, resultando em um aumento da vibração do conjunto como um todo.

Indicadores-chave de monitoramento de vibração

Na monitorização do estado e no diagnóstico de falhas, costuma‑se recorrer a três dimensões de indicadores de vibração para avaliar de forma abrangente a condição de saúde dos equipamentos:

• Deslocamento de vibração:Reflete principalmente as vibrações de baixa frequência do rotor e é amplamente utilizado para avaliar o jogo e as vibrações relativas do rotor de compressores de grande porte, de baixa velocidade, apoiados por mancais deslizantes.
• Velocidade de vibração:O principal indicador da intensidade de vibração, particularmente sensível às vibrações de frequência média, é o parâmetro de escolha para avaliar o estado geral de vibração da maioria dos compressores de ar de média e alta velocidade.
• Aceleração de vibração:É extremamente sensível a sinais de impacto de alta frequência e é amplamente utilizado na detecção precoce de defeitos locais em rolamentos de rolagem, anomalias no engrenamento de pinhões e outros falhas de alta frequência.

Métodos de investigação e tratamento de vibrações anormais

Diante de vibrações anormais, deve‑se proceder à verificação seguindo o princípio “primeiro o externo, depois o interno; primeiro o simples, depois o complexo”:

• Verificação de fundações e conexões:Em primeiro lugar, verifique se os parafusos de ancoragem estão soltos e se os suportes dos tubos estão firmes, eliminando as vibrações causadas por folgas mecânicas externas.
• Revisão do meio:Utilizando instrumentos de precisão, como o alinhador a laser, recalibra-se a coaxialidade entre o motor e o equipamento principal sob as condições especificadas, seja em regime térmico quente ou frio.
• Equilíbrio dinâmico do rotor:Se a análise do espectro revelar que a frequência de vibração coincide com a frequência de rotação e que a fase é estável, será necessário realizar o balanceamento dinâmico no local ou o balanceamento estático/dinâmico em fábrica.
• Inspeção de rolamentos e do sistema de lubrificação:Verifique a pressão, a temperatura e a qualidade do lubrificante; quando necessário, avalie o estado dos rolamentos por meio da análise do espectro de vibração e substitua, em tempo oportuno, os rolamentos danificados.
• Controle das pulsações do fluxo de ar:No caso dos compressores alternativos, é possível reduzir as pulsações do fluxo de gás e diminuir as vibrações das tubulações mediante a instalação de placas orifícios, a otimização do traçado das tubulações ou a adição de reservatórios de amortecimento.