Durante a operação do compressor de ar, a tubulação de saída costuma ser submetida à ação combinada das pulsações do fluxo de ar e da transmissão mecânica, o que provoca vibrações de intensidade variável. Vibrações excessivas podem não apenas ocasionar fadiga e ruptura das tubulações, bem como vazamentos nas conexões, mas também representam riscos à segurança dos equipamentos adjacentes e das estruturas civis. Por conseguinte, conhecer e observar as normas e os limites de vibração pertinentes é essencial para o projeto e a manutenção de instalações.
Quadro de referência padrão dos valores de vibração
Atualmente, para a avaliação da vibração dos compressores de ar e dos sistemas de tubulações, a indústria costuma referir-se às normas gerais de vibração mecânica e às especificações de projeto de tubulações sob pressão. Embora os valores limites específicos variem conforme as condições de operação, o sistema de avaliação baseia‑se principalmente nas seguintes dimensões:
- Padrão de intensidade de vibração mecânica: Geralmente como referência GB/T 6075 (Igual a ISO Série de normas 10816. Essa norma baseia-se no valor eficaz da velocidade de vibração (mm /s) como indicador principal de avaliação; em função do tipo, da potência e da rigidez de apoio do equipamento, a intensidade de vibração é classificada em diferentes faixas (por exemplo: boa, satisfatória, insatisfatória e parada), permitindo assim a determinação do estado operacional do equipamento.
- Limite de velocidade do fluxo de gás na tubulaçãoA vibração das tubulações deve‑se em grande medida às pulsações do fluxo de ar. De acordo com as normas gerais de projeto de estações de ar comprimido, o controle adequado da velocidade do gás no interior das tubulações constitui a base da redução das vibrações. Velocidades excessivas tendem a gerar ruído aerodinâmico e forças excitadoras; por isso, durante o projeto, é necessário dimensionar rigorosamente a velocidade do fluxo em função do diâmetro da tubulação e da pressão.
- Limitação da amplitude e da frequênciaNo que diz respeito às vibrações do próprio tubo, na prática de engenharia é comum proceder à sua avaliação por meio da medição do deslocamento vibratório (amplitude). Em regime de pulsações de baixa frequência, geralmente exige-se que a amplitude das vibrações do tubo seja mantida dentro dos limites de segurança, a fim de evitar a fadiga e a consequente ruptura por tensões alternadas.
Métodos de medição e avaliação de vibrações
Para obter com precisão os valores de vibração da tubulação de descarga, é necessário adotar métodos de medição científicos:
- Disposição dos pontos de mediçãoOs pontos de medição devem ser selecionados nas localizações mais sensíveis à resposta vibratória, como nas proximidades da saída de ar do compressor, das curvas das tubulações, dos Tês, das válvulas e no centro dos trechos retos de tubulação com grandes vãos.
- Parâmetro de medição: De acordo com a frequência de vibração, escolha o parâmetro de medição adequado. Para vibrações de baixa frequência, mede‑se principalmente o deslocamento; já nas vibrações de média e alta frequência, a medição do nível de velocidade é predominante.
- Considerações de condições de operaçãoAs medições devem ser realizadas com o compressor de ar em plena carga e em regime estável, registrando-se simultaneamente parâmetros como a temperatura ambiente e a pressão, a fim de permitir uma análise abrangente.
Controle das vibrações em tubulações e medidas de redução de vibrações
Quando a inspeção detectar que os valores de vibração na tubulação de saída ultrapassam os limites permitidos pela norma, devem ser adotadas prontamente as medidas corretivas correspondentes:
- Otimização do traçado do duto: Na fase de projeto, procure reduzir ao máximo o número de cotovelos e evitar curvas acentuadas, de modo a diminuir as forças de pulsão geradas durante as mudanças de direção do fluxo de ar.
- Adição de dispositivos de amortecimento e bufferInstale um reservatório de ar ou um amortecedor de pulsões específico entre a saída do compressor de ar e a tubulação principal, para absorver e atenuar eficientemente a energia das pulsações do fluxo de ar.
- Reforçar o suporte dos dutos: Reduza, de forma adequada, o espaçamento entre os suportes da tubulação e utilize abraçadeiras dotadas de almofadas antivibratórias para fixar as tubulações. Para trechos suscetíveis a ressonância, pode-se instalar suportes antioferecimento ou ajustar a rigidez dos apoios, de modo a desviar‑se da frequência de ressonância.
- Adota conexão flexível: Nas conexões do equipamento, utilize flexíveis metálicos ou juntas de borracha para fazer a transição, impedindo a propagação das vibrações mecânicas ao sistema de tubulações.
O cumprimento rigoroso das normas de controle de vibração nas tubulações de saída do compressor de ar não apenas prolonga a vida útil dos equipamentos e das tubulações, como também reduz significativamente os custos de manutenção, garantindo a operação segura de todo o sistema de ar comprimido.