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As técnicas de manutenção preditiva são fundamentais para garantir a durabilidade e produtividade dos equipamentos industriais, sobretudo quando os custos são elevados. Dentre as principais técnicas, destaca-se a análise ODS.
No artigo de hoje, vamos apresentar para que serve essa análise e o quanto ela é importante na manutenção industrial.
O que é análise ODS?
Análise ODS (Operating Deflection Shape ou Forma de Deflexão Operacional) é o método que permite observar padrões de vibração de uma máquina ou estrutura, causados por forças operacionais desconhecidas.
Essa análise fornece informações muito úteis para entender e avaliar o comportamento dinâmico absoluto de uma máquina, componente ou a integridade estrutural de equipamentos.
Por que medir formas de deflexão operacional?
As análises de ODS podem ser úteis para responder a perguntas relacionadas à vibração, como:
- Quanto uma determinada estrutura está se movendo?
- Onde está se movendo mais e em que direção?
- Qual é a deflexão de um ponto em relação a outro?
- As ações de reparo reduziram os níveis de vibração?
Em geral, toda vibração é uma combinação de vibração forçada e resposta modal da estrutura.
Vibração forçada pode ocorrer devido a:
- Forças geradas internamente de, por exemplo, peças rotativas de uma máquina.
- Desequilíbrios de, por exemplo, eixos rotativos.
- Cargas aplicadas externamente.
- Excitação ambiente (natural).
Uma forma de deflexão operacional contém a vibração geral em uma estrutura. Em outras palavras, análise de vibração ODS contém componentes de resposta forçada e modal. Por outro lado, uma forma de modo caracteriza apenas a resposta modal.
Se uma estrutura é excitada dinamicamente em torno das frequências de ressonância de um ou mais dos modos estruturais, a vibração ressonante resultante normalmente amplifica a resposta de vibração de uma estrutura muito além dos níveis de projeto para carga estática.
A vibração ressonante é tipicamente um fator de contribuição significativo para muitos dos problemas relacionados à vibração que ocorrem em estruturas operacionais.
Usando ferramentas de análise modal e ODS, é muito mais fácil determinar a causa de um problema de vibração. Assim é possível identificar se o problema de vibração está ligado às vibrações forçadas ou à integridade estrutural.
As forças operacionais de um maquinário podem ser influenciadas por fatores como: velocidade do motor, carga, pressão, temperatura, fluxo, entre outros.
Assim, a análise ODS é diferente da análise Modal que estuda somente os padrões de vibração de uma máquina sob forças externas conhecidas.
Tipos de análise ODS
São quatro tipos principais de análise de ODS:
Domínio do tempo ODS: investiga a vibração de uma estrutura em função do tempo.
ODS de domínio de frequência: investiga os padrões de vibração em frequências específicas sob condições estacionárias.
Modos de corrida ODS: investiga os padrões de vibração em frequências específicas como uma função da velocidade de rotação.
Ordens em execução ODS (run ups / run downs): usado para investigar os padrões de vibração de uma estrutura em ordens específicas como uma função da velocidade de rotação.
Benefícios da análise ODS
Os principais benefícios em utilizar a análise de integridade estrutural na manutenção industrial de máquinas e equipamentos, são:
1- Prevenção de falhas
A análise de vibração ODS ajuda a identificar problemas que podem levar a falhas, permitindo que a manutenção seja realizada antes que ocorra uma quebra. Além disso, contribui para reduzir o tempo de inatividade do equipamento (downtime).
2- Aumento da eficiência
Ao detectar possíveis pontos de melhoria, a análise ODS pode contribuir para o aumento da eficiência global dos equipamentos. Além de reduzir custos, melhora a produtividade.
3- Maior durabilidade
Com uma manutenção preditiva baseada nas análises de ODS, é possível aumentar a vida útil dos equipamentos, prolongando sua durabilidade e evitando gastos com reparos e peças de substituição.
4- Redução de custos
Identificar problemas antes que eles causem falhas permite que a manutenção seja planejada de forma mais eficiente e com menor custo.
5- Maior segurança
A análise de vibração ODS pode ajudar a identificar riscos de segurança em potencial, permitindo que sejam tomadas medidas preventivas para garantir a segurança dos operadores no ambiente de trabalho.
A análise de elementos finitos na manutenção industrial
O software de elementos finitos é uma ferramenta extremamente valiosa para análise de ODS na manutenção industrial.
Com ele, é possível simular o comportamento estrutural de uma máquina ou equipamento, identificar áreas de estresse e prever possíveis falhas antes que elas ocorram.
Além disso, a análise de elementos finitos pode ajudar a otimizar o projeto e aprimorar a eficiência e durabilidade das máquinas e equipamentos.
Entre os softwares de engenharia com reconhecimento mundial para análise de integridade estrutural, destacam-se o ANSYS, o Abaqus, o COMSOL Multiphysics, o MSC Nastran e o LS-DYNA.
Todos esses softwares são amplamente utilizados em diversas áreas da engenharia, incluindo a manutenção industrial, e oferecem recursos avançados para análise de elementos finitos.
O ANSYS, por exemplo, é conhecido por sua capacidade de modelagem complexa e análise estrutural avançada, incluindo análise dinâmica e de fadiga.
Já o Abaqus é especialmente útil para análise de materiais não lineares, como plásticos e borrachas.
O COMSOL Multiphysics, por sua vez, é um software versátil que permite a simulação de diversos fenômenos físicos, como eletromagnetismo, transferência de calor e acústica.
Em resumo, o uso de um software de elementos finitos pode ser uma prática essencial na manutenção industrial de máquinas e equipamentos.
Para concluir
A análise de ODS é uma técnica de diagnóstico poderosa para garantir a integridade estrutural de um equipamento.
Além disso, ajuda a identificar potenciais problemas em equipamentos industriais antes que as falhas ocorram. Com ela, é possível monitorar os padrões de vibração de uma máquina ou estrutura e identificar potenciais problemas que causem falhas e paradas não programadas.
Pode-se, então, dizer que é uma das técnicas mais importantes na manutenção preditiva, pois permite identificar problemas com base em padrões de vibração anormais.
Contudo, vale destacar que a análise de ODS pode e deve ser utilizada em conjunto com outras técnicas de monitoramento. Desse modo, a gestão da manutenção pode garantir maior confiabilidade dos equipamentos ao adotar medidas corretivas proativas para evitar interrupções inesperadas na produção.
Como resultado, aumenta a eficiência e a durabilidade dos equipamentos e reduz significativamente os custos de manutenção.
Quer garantir maior eficiência em seus equipamentos e reduzir os custos de manutenção? Fale com um de nossos especialistas para conhecer as nossas soluções para manutenção industrial.
