Visão geral da máquina
Este estudo de caso concentra-se em um gerador de turbina eólica de acionamento direto de 2,0 MW, que converte diretamente a energia rotacional das pás em energia elétrica.
Operando em baixas velocidades de rotação, a turbina depende de grandes rolamentos principais para sustentar o eixo do rotor e garantir uma rotação suave e estável.
Turbina eólica onshore de acionamento direto: 2 MW, 0 a 19 rpm
Configuração dos dispositivos de monitoramento e do software
Os engenheiros de confiabilidade da I-care instalaram sensores de monitoramento Wi-care™ para acompanhar continuamente os níveis de vibração. Os sensores foram posicionados estrategicamente nos rolamentos principais e na estrutura do gerador, em conformidade com a norma VDI 3834.
Após a instalação, os sensores Wi-care™ transmitiram continuamente os dados de integridade dos ativos para o I-see™, a plataforma de análises baseada em IA da I-care. Sua função é classificar os dados coletados e identificar se eles indicam uma operação normal, sinais iniciais de degradação ou um alerta crítico. Os insights gerados por IA são consolidados em relatórios, proporcionando uma visão clara das tendências de integridade dos componentes.
Em seguida, os analistas da I-care revisam esses relatórios para identificar possíveis problemas, validar as conclusões e fornecer recomendações, conforme descrito nas etapas a seguir.
Análise detalhada
Etapa 1 | Detecção de falhas
O I-see™ detectou níveis de vibração no rolamento principal dianteiro acima dos limites de alarme, com atividade elevada na faixa de frequência de 10 a 1.000 Hz.
Os dados mostraram picos de vibração sincronizados com a velocidade de rotação do rotor, indicando que a anomalia estava diretamente relacionada à operação da turbina.
Etapa 2 | Análise
Um especialista da I-care analisou os dados de vibração em conformidade com a norma VDI 3834 e identificou um defeito na pista interna do rolamento principal dianteiro.
Os picos de vibração correspondiam à frequência BPFI (Ball Pass Frequency Inner Race) esperada, confirmando a falha.
Etapa 3 | Recomendação
O engenheiro da I-care recomendou a purga do sistema de lubrificação do rolamento para remover detritos e reduzir o desgaste. Para avaliar a condição interna do componente, também foi recomendada uma inspeção com boroscópio.
O engenheiro também recomendou limitar a potência gerada para minimizar os esforços sobre o rolamento. Ao reduzir a velocidade de rotação da turbina de 19 rpm para 17 rpm, a carga sobre o rolamento danificado seria reduzida, permitindo que a máquina permanecesse em operação com menor risco até que a inspeção pudesse ser realizada.
Etapa 4 | Inspeção
Um técnico de manutenção realizou a purga do sistema de lubrificação e executou uma inspeção com boroscópio por meio dos pontos de acesso disponíveis. A inspeção confirmou o diagnóstico da análise de vibração e revelou danos evidentes no rolamento.
Um teste de funcionamento subsequente em modo de roda livre revelou oscilações compatíveis com folga no trem de transmissão, diretamente associadas ao rolamento danificado.
Etapa 5 | Monitoramento
Enquanto aguardava a substituição do rolamento principal dianteiro, o monitoramento contínuo da I-care confirmou que a operação em velocidade reduzida mantinha os níveis de vibração dentro de limites aceitáveis, permitindo que a turbina continuasse operando com menor risco e evitando uma parada de alto custo. Em conjunto, essas constatações corroboraram a análise realizada e contribuíram para o planejamento da intervenção de manutenção.
Etapa 6 | Verificação da efetividade
Como a substituição do rolamento principal dianteiro é uma operação de grande porte, que exige o uso de um guindaste para desmontar a seção frontal da turbina, a equipe de manutenção decidiu adiar a intervenção até que surja uma oportunidade adequada.
A turbina continuou operando com segurança sob monitoramento contínuo durante oito meses, até a substituição do rolamento principal dianteiro.
Essa estratégia permitiu aos operadores agrupar diversas turbinas que exigiam manutenção com o uso de guindaste, otimizando os custos e a eficiência da equipe de manutenção.
Resultados
$180.000 economizados com a prevenção precoce de falhas da I-care
Sem a manutenção preditiva da I-care, o defeito no rolamento provavelmente teria passado despercebido, resultando em uma parada não planejada, altos custos de reparo e perdas de produção. Em vez disso, a detecção precoce proporcionada pelos sensores Wi-care™ e pelo monitoramento com o I-see™, aliada às recomendações oportunas dos engenheiros da I-care, garantiu a continuidade da operação e evitou interrupções operacionais.
O monitoramento contínuo e os alertas precoces do I-see™ permitiram estender a operação da turbina por oito meses, acrescentando cerca de 2.000 MWh à sua produção e preservando aproximadamente $180.000 em receita, além de evitar danos secundários ao gerador e aos componentes adjacentes.
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