O monitoramento de condição (CM) é uma abordagem de manutenção preditiva que depende da coleta de dados em tempo real para monitorar a integridade dos ativos/sistemas e detectar falhas e anomalias. As organizações que utilizam o monitoramento de condição usam a abordagem para identificar possíveis problemas antes que os ativos críticos falhem, minimizando o tempo de inatividade não planejado e maximizando a vida útil dos ativos.
Normalmente, o processo de monitoramento envolve a coleta contínua de dados de vários sensores e instrumentos de alta tecnologia instalados nos ativos que o departamento de manutenção deseja acompanhar. Os sensores podem oferecer uma variedade de diagnósticos, incluindo níveis de vibração, temperatura, pressão e som e outros parâmetros.
Uma vez que a manutenção tenha os dados, pode analisá-los e interpretá-los usando uma (ou algumas) das inúmeras técnicas e ferramentas de software disponíveis. Os dois usos mais comuns para os dados de monitoramento de condição são:
- Monitoramento de tendências. O monitoramento de tendências usa medição contínua e análise de dados para identificar tendências que apontam para a deterioração dos ativos. Mais especificamente, a organização decide qual métrica é o melhor indicador de integridade do equipamento e usa essa métrica para avaliar tendências no desempenho do ativo e, finalmente, para antecipar quando o ativo se deteriorará além do limite crítico. O monitoramento de tendências é frequentemente usado para acompanhar o desempenho do motor.
- Verificação de condição. Ao contrário do monitoramento de tendências, a verificação de condições depende da medição periódica dos ativos enquanto estiverem em execução. A manutenção então utiliza os dados para avaliar a condição atual do ativo. Verificar a qualidade do lubrificante de uma máquina utilizando um visor de óleo é um exemplo de verificação de condições.
Independentemente de como você usa os dados de monitoramento de condição, você pode programar suas ferramentas de análise de dados para gerar alertas ou notificações quando surgirem possíveis problemas. Os alertas acionarão a equipe ou o técnico de manutenção necessário para solucionar a falha.
As técnicas de monitoramento de condição são utilizadas mais comumente para manter equipamentos rotativos (por exemplo, caixas de velocidades, centrífugas, máquinas recíprocas etc.). Elas ajudam as organizações a otimizar as operações de manutenção, especialmente em setores como manufatura, geração de energia e transporte, em que máquinas e equipamentos são essenciais para as operações diárias.
Nesses setores, mesmo uma pequena avaria pode causar perdas financeiras significativas e quedas de produtividade. Por exemplo, em uma fábrica, uma máquina defeituosa pode levar a atrasos na produção, perda de prazos, falhas na conformidade regulatória e aumento de custos. No setor de transportes, um motor de aeronave com defeito pode levar a cancelamentos de voos, perda de receita e até preocupações com a segurança.
Em última análise, o monitoramento de condição pode ajudar as equipes de manutenção a adotar uma abordagem mais proativa para a manutenção, economizando dinheiro das empresas e maximizando a eficiência operacional.
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A implementação de um programa de monitoramento de condição é um processo relativamente simples que envolve três etapas principais.
A primeira etapa para implementar um programa de CM é coletar o máximo possível de dados de ativos. Isso deve incluir dados históricos (ou seja, histórico de manutenção) e qualquer documentação do fabricante e/ou agências reguladoras.
Os sensores são a força motriz por trás de qualquer programa de monitoramento de condição, portanto o primeiro passo para implementar um programa é instalar os sensores que coletarão os dados necessários. Diferentes ativos exigirão diferentes tipos de sensores e diferentes abordagens para instalação de sensores, portanto leve em consideração as necessidades de todos os seus ativos críticos.
Assim que você instalar todos os seus sensores de monitoramento de condição, eles começarão a coletar dados de integridade da máquina, como vibração e posição, velocidade do rotor, medições de temperatura e sensores de processos operacionais. Esses dados lhe permitirão estabelecer medições de referência para os ativos e decifrar o que é ou não normal para um equipamento.
Supondo que seu departamento de manutenção tenha instalado o software de monitoramento de condição da máquina, ele atribuirá coletores de dados de manutenção para monitorar e analisar continuamente os dados do sensor para avaliar a integridade dos ativos e prever possíveis falhas da máquina.
Sua organização e/ou equipe de manutenção podem empregar várias técnicas e ferramentas para implementar um programa de monitoramento de condição. As abordagens comuns incluem:
Monitoramento eletromagnético
O monitoramento eletromagnético mede as distorções de campo e as alterações de corrente de borda para localizar corrosão, rachaduras, fraqueza e outras falhas. O técnico aplica campos magnéticos às paredes e à tubulação da superfície do ativo para identificar falhas em materiais e características da superfície.
Termografia infravermelha
A termografia infravermelha é um tipo de teste não destrutivo que utiliza imagens térmicas para detectar superaquecimento e outros problemas relacionados à temperatura. Ela usa câmeras de imagem térmicas para capturar a radiação infravermelha emitida por um objeto/superfície e convertê-la em uma imagem visual (ou termograma). As organizações usam principalmente esse tipo de CBM para monitorar motores, inspecionar rolamentos e verificar os níveis de gás, lodo ou líquido.
Interferometria a laser
A interferometria a laser utiliza comprimentos de onda de luz gerados por laser para medir variações do deslocamento de onda da linha de base de um ativo. Usando um interferômetro, o técnico de manutenção mede padrões de interferência que indicam defeitos, como corrosão e cavidades, em materiais de superfície e subsuperfície.
Análise de óleo
A análise de óleo avalia as propriedades do óleo (por exemplo, viscosidade, acidez etc.) em um ativo para detectar contaminantes ou partículas de desgaste. Geralmente envolve a coleta de uma amostra de lubrificação de óleo do equipamento e o envio para um laboratório para análise. A análise de óleo pode ser útil para monitorar ativos como motores, caixas de velocidades e sistemas hidráulicos.
Monitoramento de vibração
O monitoramento de vibração (ou análise de vibração) usa sensores de vibração para medir as frequências de vibração em um ativo e detectar anormalidades que podem indicar um problema. Como os ativos rotativos (por exemplo, motores e bombas), por exemplo, tendem a vibrar mais intensamente e mais alto à medida que envelhecem, medir as mudanças na vibração pode ajudar a identificar desgaste e danos antes que o ativo falhe. Os dados de vibração podem ser usados para detectar uma ampla variedade de problemas, incluindo desalinhamento, desequilíbrio, desgaste ou falha, shafts dobrados e componentes soltos, entre outras falhas.
Teste de emissões acústicas
O teste de emissões acústicas é um tipo de análise de vibração, mas envolve o uso de sons de frequência muito mais alta para encontrar choques e rachaduras. Os padrões de som revelam a presença de ruídos incomuns ou vibrações que podem indicar um problema ou um detalhamento iminente. Essa técnica é particularmente útil para detectar falhas em equipamentos rotativos como motores, bombas e ventiladores.
Análise ultrassônica
A análise ultrassônica (também chamada de teste ultrassônico) usa ondas sonoras de alta frequência para detectar vazamentos, rachaduras ou defeitos em um pedaço de equipamento. Baseia-se em técnicas de coleta de dados de contato (transportadas pela estrutura) e sem contacto (transmitidas pelo ar) para determinar o desgaste de ativos. Os métodos de contato são normalmente usados para detectar problemas mecânicos, como problemas de lubrificação, danos de equipamentos e barras de rotor quebradas, que geram sons de alta frequência. Métodos sem contato podem detectar problemas, como vazamentos de pressão e vácuo em sistemas de gás comprimido, que tendem a gerar sons de baixa frequência.
Análise do circuito motor (MCA)
A análise do circuito motor, também conhecida como teste de motor, usa avaliações baseadas em tensão ou corrente para encontrar desequilíbrio elétrico e medir a degradação do isolamento, ambos os quais podem causar falha motora. A ACM é usada principalmente para monitorar motores elétricos.
Outros métodos, como inspeção visual e teste de desempenho, também podem ser usados para monitoramento da condição. Naturalmente, cada técnica tem seus pontos fortes e fracos, portanto a melhor opção para o seu departamento dependerá de seus recursos, equipamentos, ambiente e necessidades organizacionais.
O monitoramento de condição e a IIoT são dois conceitos estreitamente relacionados que, usados juntos, podem melhorar a eficiência e a confiabilidade dos sistemas de gerenciamento de manutenção.
O monitoramento de condição depende da coleta contínua de dados de sensores e outras fontes para evitar ou mitigar problemas. A Internet das Coisas Industrial, por outro lado, é uma rede de dispositivos e sensores de equipamentos interconectados que se comunicam uns com os outros e com a nuvem para coletar e compartilhar dados.
O uso do monitoramento de condição e da IIoT em conjunto permite um monitoramento mais abrangente e preciso, além de uma comunicação mais eficiente sobre tarefas e problemas de manutenção. Ele não apenas permite que os ativos inteligentes conectados à Internet se comuniquem e compartilhem dados de diagnóstico, possibilitando comparações instantâneas de sistemas e ativos, mas também ajuda as equipes a tomarem decisões mais informadas sobre toda a operação de produção. Além disso, a IIoT possibilita a coleta e a transmissão de dados e o monitoramento remoto de sistemas, o que pode ser particularmente útil para sistemas localizados em locais remotos ou perigosos.
Esses recursos fornecem aos departamentos de manutenção análises mais sofisticadas, permitem que utilizem dados de várias máquinas simultaneamente e os ajudam a automatizar processos que normalmente exigiriam técnicos de manutenção (e seus custos associados). Em última análise, os sistemas de monitoramento de condição e a IIoT possibilitam transformar a maneira como as organizações mantêm e monitoram os principais ativos, processos e sistemas, melhorando a confiabilidade, a eficiência e a segurança de sua operação de manutenção.
Um dos principais benefícios do monitoramento de condição é que ele permite que as equipes de manutenção implementem o gerenciamento de manutenção preventiva e o monitoramento da integridade da máquina. Ao identificar possíveis problemas antes que eles causem falha no equipamento, as equipes de manutenção podem programar as atividades de manutenção no momento mais conveniente, reduzindo o impacto na produção e minimizando o tempo de inatividade de paradas inesperadas.
O monitoramento de condição oferece várias outras vantagens em relação às abordagens de manutenção tradicionais, incluindo:
O monitoramento de condição fornece dados em tempo real sobre o desempenho de um sistema ou componente, que pode ser usado para otimizar o planejamento e o agendamento da manutenção. Isso ajuda a reduzir a frequência das atividades de manutenção, ao mesmo tempo em que garante que elas sejam executadas somente se necessário, com base no desempenho real do sistema.
Ao detectar e resolver problemas de forma preventiva, o monitoramento de condição ajuda a estender a vida útil dos equipamentos e componentes, reduzir a necessidade de substituições ou reparos dispendiosos e maximizar o ROI dos ativos.
O monitoramento de condição pode ajudar a identificar ineficiências em um sistema ou componente, como consumo excessivo de energia ou desgaste desnecessário. Ao abordar esses problemas, a eficiência operacional pode ser aprimorada, levando à redução de custos e à melhoria da produtividade.
O monitoramento de condição pode ajudar a identificar possíveis perigos de segurança, como componentes usados ou danificados, antes que causem danos aos funcionários ou equipamentos. Isso ajuda a melhorar a segurança geral e a reduzir o risco de acidentes e lesões.
Embora o monitoramento de condição possa realmente ajudar uma organização a simplificar seus sistemas de gerenciamento de manutenção (especialmente no caso do monitoramento de condição habilitado para IoT), ele tem desvantagens que as organizações devem considerar, incluindo:
A implementação de um programa de monitoramento de condição pode ser bastante cara, pois normalmente exige a instalação de sensores e outros equipamentos de monitoramento, bem como um investimento em software de análise de dados e pessoal para gerenciar o programa e o equipamento. O custo de executar um programa de monitoramento de condição pode ser proibitivo para algumas organizações, particularmente as menores.
O monitoramento de condição pode ser complexo, exigindo conhecimento especializado e experiência para configurar e gerenciar. Algumas organizações podem não ter pessoal treinado suficiente para executar o sistema de forma eficaz e, portanto podem precisar contratar pessoal especializado ou consultores externos. Além disso, os sistemas de monitoramento de condição dependem de sensores de alta tecnologia para realizar diagnósticos em ativos organizacionais. Instalações mais antigas sem infra-estrutura adequada podem necessitar de extensas adaptações.
Os sistemas de monitoramento de condição podem gerar uma grande quantidade de dados, o que pode ser avassalador para gerenciar e analisar. Pode ser difícil para as equipes de manutenção triagem de dados e identificação dos pontos e tendências de dados mais importantes.
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