Compreendendo a análise de ultrassom

1. Definição: O que é Análise de Ultrassom?

Análise de ultrassom (ou Ultrassom Aerotransportado/Estruturado) é uma tecnologia de monitoramento de condições que envolve a escuta de sons de alta frequência que estão bem além da faixa de audição humana. Os humanos normalmente conseguem ouvir sons de até 20 quilohertz (kHz). Os instrumentos de ultrassom são projetados para detectar sons na faixa de 20 kHz a 100 kHz.

Esses sons de alta frequência são gerados por atrito, turbulência e arcos elétricos. Um instrumento de ultrassom detecta esse som de alta frequência, traduz-o em um sinal sonoro que pode ser ouvido por meio de fones de ouvido e mede sua intensidade (amplitude), que é exibida em decibéis (dB). Isso permite que os inspetores "ouçam" problemas que, de outra forma, seriam completamente silenciosos.

2. Como funciona: Heteródino

A tecnologia central dentro de um instrumento de ultrassom é chamada heterodinação. Trata-se de um processo eletrônico que converte com precisão o sinal ultrassônico de frequência muito alta, inaudível, em um sinal de frequência mais baixa dentro da faixa audível, sem alterar as características originais do som. Isso significa que o som de "chiado" de um vazamento de ar comprimido ou o som de "estalo" de um arco elétrico soará como um chiado ou estalo nos fones de ouvido, tornando o diagnóstico altamente intuitivo.

3. Principais aplicações em manutenção

A análise por ultrassom é uma tecnologia versátil com diversas aplicações de alto valor:

a) Detecção de vazamentos

Esta é a aplicação mais comum e financeiramente vantajosa. O fluxo turbulento de um gás (como ar comprimido, vapor ou nitrogênio) escapando de um tubo ou vaso pressurizado gera uma quantidade significativa de ultrassom de banda larga.

• Procedimento: Um inspetor utiliza um aparelho de ultrassom portátil com sensor aéreo para escanear uma área. O instrumento é altamente direcional e, à medida que se aproxima de um vazamento, o sinal sonoro nos fones de ouvido fica mais alto e a leitura em dB no medidor aumenta.
• Benefícios: Encontrar e consertar vazamentos de ar comprimido pode economizar dezenas ou até centenas de milhares de dólares por ano em custos de energia desperdiçada para uma planta.

b) Inspeção Elétrica

Falhas elétricas como arco, rastreamento e corona em equipamentos elétricos de média e alta tensão produzem ultrassom.

• Procedimento: Um inspetor pode escanear com segurança gabinetes elétricos fechados pelo lado de fora. O ultrassom gerado por uma falha escapará pelas aberturas de ar nas vedações do gabinete.
• Benefícios: Isso proporciona um excelente método sem contato para detectar falhas elétricas graves antes que elas causem um arco elétrico, aumentando a segurança da planta. Também é uma ótima ferramenta de triagem para usar antes de abrir um painel para realizar termografia.

c) Inspeção Mecânica (Lubrificação Baseada na Condição)

O ultrassom também é altamente eficaz para avaliar a condição dos rolamentos e orientar as práticas de lubrificação.

• Procedimento: Um sensor ultrassônico de contato é colocado em uma caixa de rolamento.
• Interpretação:
  • Um rolamento saudável e bem lubrificado produzirá um som de "chiado" baixo e constante.
  • Um rolamento que precisa de lubrificação terá uma leitura de dB mais alta. Um técnico pode então aplicar graxa lentamente, parando assim que o nível de dB começar a cair, evitando assim o excesso de lubrificação.
  • Um rolamento com defeito (como uma lasca) produzirá um som repetitivo de "estalo" ou "estalo" quando os elementos rolantes atingem a falha. Isso fornece um alerta muito precoce de falha do rolamento.

4. Ultrassom vs. Análise de vibração

Para análise de rolamentos, ultrassom e vibração são complementares. O ultrassom costuma ser mais eficaz na detecção de falhas em estágio inicial (Estágio 1) e problemas de lubrificação. A análise de vibração é mais eficaz no diagnóstico da natureza exata de uma falha em estágio avançado (por exemplo, distinguindo uma falha na pista externa de uma falha na pista interna), uma vez que ela se torna visível no espectro de vibração.

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