Imagine um equipamento essencial transformando-se em uma pilha cara de sucata em segundos devido a minúsculas vibrações do eixo, forçando as linhas de produção a parar enquanto as perdas se acumulam a cada minuto. Isso não é um exagero, mas um risco real enfrentado por compressores centrífugos de engrenagem integral (compressores IGC) quando não possuem sistemas adequados de monitoramento e proteção.

Equipamentos Essenciais em Todas as Indústrias

Os compressores IGC servem como equipamentos indispensáveis na produção industrial, com aplicações que abrangem petróleo, processamento químico, gás natural, alimentos e bebidas, automotivo, farmacêutico, papel, cimento, aço e fabricação de vidro. Com base nos cenários de aplicação e padrões de projeto, os compressores IGC se enquadram em duas categorias principais:

• Compressores de Processo API 617:Projetados para manusear ar e vários gases de processo, apresentando designs complexos para uma ampla gama de aplicações.
• Compressores de Ar Centrífugos de Engrenagem Integral Embalados API 672:Projetados especificamente para compressão de ar, essas unidades compactas incorporam compressores, mecanismos de acionamento, sistemas de controle e equipamentos auxiliares em pacotes integrados montados em patins.

Vantagens Distintas dos Compressores IGC

O design exclusivo de engrenagem integral dos compressores IGC utiliza uma grande engrenagem de acionamento (engrenagem principal) com várias engrenagens pinhão acionando os eixos do impulsor do compressor em velocidades variadas, otimizando o desempenho de cada impulsor. As principais vantagens incluem:

• Capacidade de fornecer ar isento de óleo Classe 0 para requisitos rigorosos de qualidade do ar
• Pegada compacta em comparação com compressores de capacidade equivalente
• Design de acoplamento único simplificado, reduzindo as necessidades de manutenção e os pontos de falha
• Menos requisitos de impulsor para pressões de descarga equivalentes
• Implementação eficiente de resfriamento entre estágios entre os estágios de compressão
• Ciclos de fabricação 10-15% mais curtos e reduções de custos de 15-30% em comparação com designs alternativos

Desafios de Monitoramento em Operação de Alta Velocidade

As altas velocidades de rotação dos pinhões do compressor IGC criam uma tolerância mínima a falhas. Os problemas se agravam rapidamente, muitas vezes resultando em falhas catastróficas. O monitoramento e a proteção contínuos, portanto, tornam-se necessidades operacionais, em vez de proteções opcionais.

Monitoramento da Vibração do Eixo: A Primeira Linha de Defesa

Desde a introdução dos sensores de corrente de Foucault (probes de proximidade) para monitoramento de vibração na década de 1960, os compressores IGC foram dos primeiros a adotá-los. Esses sensores permitem a observação direta do movimento do eixo, facilitando a detecção precoce de problemas. Pioneiros da indústria como Joy® Compressors inicialmente padronizaram esses sensores com sistemas de monitoramento contínuo, seguidos por fabricantes como Borsig, Worthington, Elliott (agora FS-Elliott) e Clark.

Soluções Abrangentes de Monitoramento

Sistemas avançados de monitoramento atendem aos requisitos específicos de diferentes tipos de compressores IGC, garantindo a operação confiável por meio de abordagens personalizadas:

1. Sistemas de Monitoramento Baseados em Transmissor (Aplicações API 672)

Para compressores de ar embalados em conformidade com a API 672, os sistemas de monitoramento baseados em transmissor oferecem:

• Saída de sinal de 4-20mA para integração perfeita do sistema de controle
• Incorporação simplificada em arquiteturas de controle existentes
• Operação econômica sem sistemas de monitoramento autônomos

Tipos de Transmissor:

• Transmissores de vibração radial para monitoramento da amplitude da vibração do eixo
• Transmissores de posição axial para monitoramento do mancal de encosto
• Transmissores de velocidade para medição da velocidade de rotação

Soluções para Diâmetro de Eixo Pequeno:Sensores especializados abordam os desafios de medição nas seções traseiras do compressor, onde os pequenos diâmetros do pinhão e do eixo do impulsor complicam as aplicações tradicionais de sensores de corrente de Foucault.

Supressão de Picos Não Periódicos:Algoritmos integrados filtram distúrbios elétricos transitórios de raios, disjuntores, picos de energia ou comunicações de rádio para evitar falsos alarmes.

Configuração Padrão API 672:Embora exija monitoramento de vibração radial X-Y por impulsor, o padrão não exige medição de posição axial. No entanto, a adição de sondas de encosto fornece proteção crítica contra contato rotor-estator devido ao movimento axial mínimo.

2. Sistemas de Monitoramento Padrão API 670 (Aplicações API 617)

Para compressores de processo API 617, os sistemas em conformidade com a API 670 oferecem monitoramento aprimorado por meio de matrizes de sensores abrangentes. Os principais diferenciais incluem:

• Operação independente dos sistemas de controle da máquina de acordo com os requisitos da API 670
• Capacidades de diagnóstico por meio de gatilhos de fase suplementares
• Recomendações de retrofit para configurações ideais de sensores

O Condicionador de Sinal Inteligente 5580 de canal duplo exemplifica a proteção econômica da máquina para aplicações que não exigem a complexidade do sistema baseado em rack, apresentando alarmes integrados e funções de relé.