Entendendo os defeitos dos ventiladores

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Definição: O que são defeitos em ventiladores?

defeitos do ventilador São defeitos em ventiladores e sopradores industriais, incluindo danos nas pás (rachaduras, erosão, acúmulo de material), desequilíbrio A perda ou acúmulo de material, instabilidades aerodinâmicas (estol, oscilação), problemas estruturais (pás soltas, cubos trincados) e falhas em rolamentos/transmissão criam defeitos característicos. vibração padrões dominados por frequência de passagem da lâmina e seus harmônicos, juntamente com vibração de desequilíbrio de 1× e pulsações aerodinâmicas de baixa frequência.

Os ventiladores são onipresentes em instalações industriais (HVAC, resfriamento de processos, ar de combustão, movimentação de materiais), e suas falhas podem afetar a produção, a segurança (ventilação) e a eficiência energética. Compreender os defeitos específicos dos ventiladores e as técnicas de monitoramento permite uma manutenção eficaz e previne falhas catastróficas das pás.

Defeitos comuns em ventiladores

1. Danos e erosão da lâmina

Acúmulo de material

• Causa: Acúmulo de poeira, escamas ou material do processo nas lâminas.
• Efeito: Cria desequilíbrio de massa, alterando a aerodinâmica.
• Sintoma: Aumento da vibração em 1× ao longo do tempo
• Comum em: Ventiladores para movimentação de materiais, ventiladores de exaustão de processos
• Solução: Limpeza periódica, filtração a montante

Erosão e desgaste

• Causa: Partículas abrasivas desgastam as superfícies das lâminas
• Efeito: Perda de material causando desequilíbrio e degradação do desempenho.
• Padrão: Geralmente assimétrico (borda de ataque mais acentuada que a de fuga)
• Detecção: Aumento de 1× na vibração, desempenho reduzido

Corrosão

• Ataque químico ao material da lâmina
• Cria corrosão por pite e perda de material.
• Reduz a resistência da lâmina
• Pode causar rachaduras e falha da lâmina.

Rachaduras na lâmina

• Locais: Raiz da pá (fixação do cubo), borda de ataque, juntas de solda
• Causas: Fadiga, corrosão, impacto, vibração
• Sintomas: Alteração do padrão de vibração, possível componente 2×
• Perigo: Pode levar à separação completa das lâminas.

Lâminas faltando ou quebradas

• Desequilíbrio severo devido à configuração assimétrica das pás.
• Vibração muito alta (1×)
• padrão anormal de frequência de passagem da lâmina
• É necessário interromper imediatamente o funcionamento e realizar reparos.

2. Desequilíbrio

O problema mais comum de vibração do ventilador:

• Fontes: Acúmulo de material, erosão, tolerâncias de fabricação, danos nas lâminas
• Assinatura: 1× vibração síncrona
• Correção: Equilíbrio de campo frequentemente eficaz
• Recorrente: Pode ser necessário abordar a causa raiz (erosão, fontes de acúmulo)

3. Instabilidades aerodinâmicas

Parar

• Separação do fluxo de ar das superfícies das pás em condições fora do projeto.
• Fluxo aleatório e turbulento criando vibração de banda larga
• Eficiência e desempenho reduzidos
• Comum em baixas taxas de fluxo ou alta resistência de entrada.

Surto

• Inversão periódica do fluxo no sistema
• Frequência muito baixa (< 5 Hz) pulsações severas
• Pode danificar o ventilador e a tubulação de ar.
• Requer modificações no sistema para eliminar

4. Questões estruturais e mecânicas

• Lâminas soltas: Parafusos de fixação ou soldas falharam, múltiplos harmônicos
• Cubo rachado: A falha da estrutura do hub pode ser catastrófica.
• Eixo desgastado: Permite que a roda do ventilador se desloque, criando oscilação.
• Ressonância Habitacional: Carcaça do ventilador ou dutos ressoando na frequência de passagem de frequência (BPF) ou em harmônicos.

5. Problemas de transmissão e rolamentos

• Problemas na transmissão por correia (desgaste, desalinhamento, tensão)
• Falhas em rolamentos (comuns em ambientes sujos/quentes)
• Problemas de acoplamento (desalinhamento, desgaste)
• Defeitos no motor que afetam o funcionamento do ventilador

Características de vibração

Frequência de Passagem da Lâmina (BPF)

A frequência específica para cada tipo de ventilador:

• Cálculo: BPF = Número de pás × RPM / 60
• Exemplo: Ventilador de 12 pás a 1200 RPM → BPF = 240 Hz
• Amplitude normal: Depende do tipo de ventilador (ventiladores axiais têm desempenho superior aos centrífugos).
• BPF elevado: Danos nas lâminas, problemas de folga, problemas aerodinâmicos
• Harmônicos: 2×BPF e 3×BPF indicam problemas ou ressonâncias nas pás.

Desequilíbrio (1×)

• Componente de alta amplitude mais comum
• Aumenta com o acúmulo ou erosão.
• Corrigível por meio de balanceamento
• Pode ocorrer novamente se a causa raiz não for tratada.

Pulsações aerodinâmicas

• Parar: Aumento da banda larga, flutuações aleatórias
• Surto: pulsações severas de 1 a 5 Hz
• Turbulência: Banda larga de baixa frequência (10-100 Hz)

Considerações específicas para fãs

Tipos de ventiladores e padrões de defeito

Ventiladores centrífugos

• Desequilíbrio é o problema mais comum.
• BPF tipicamente de amplitude moderada
• Acúmulo de material em lâminas curvadas para trás é comum.
• Problemas de vedação e rolamentos causados por contaminação do processo

Ventiladores Axiais

• Amplitudes BPF mais altas são normais
• A folga da ponta da lâmina é crítica.
• Instabilidades aerodinâmicas mais comuns
• Fadiga das pás devido a cargas aerodinâmicas alternadas

Fãs de Draft Induzido (ID)

• Erosão severa causada por cinzas volantes e partículas.
• Altas temperaturas afetam os materiais
• Ambientes corrosivos
• É necessário reequilibrar frequentemente a estrutura.

Estratégia de Diagnóstico

Avaliação inicial

1. Meça a vibração geral nos rolamentos.
2. Realizar análise FFT para identificar as frequências dominantes.
3. Verifique 1× (desbalanceamento), BPF (problemas com as pás) e frequências dos rolamentos.
4. Avaliar o desempenho (vazão, pressão)
5. Inspeção visual, se acessível.

Identificação do Problema

• Alto 1×: Desequilíbrio → equilibrar ou limpar o ventilador
• Alto BPF: Danos nas lâminas, problemas de folga → inspecione as lâminas
• Banda larga: Cavitação ou estagnação → verificar ponto de operação
• Baixa frequência: Sobrecarga ou recirculação → modificação do sistema
• Frequências de rolamento: Desgaste dos rolamentos → substituir os rolamentos

Prevenção e Manutenção

Equilíbrio

• Rodas de ventilador de balanceamento de campo in situ
• Reequilibre após a limpeza ou reparo da lâmina.
• Use pesos de encaixe ou aparafusados para ajuste.
• Pesos de balanceamento de documentos para referência

Inspeção e limpeza

• Inspeção periódica para detecção de acúmulo de material, erosão e danos.
• Limpe as lâminas durante as interrupções de energia.
• Verifique a segurança da fixação da lâmina.
• Procure por rachaduras, especialmente nas raízes das folhas.

Práticas Operacionais

• Operar próximo ao ponto de projeto sempre que possível.
• Evite operação prolongada em condições extremas (fluxo muito alto ou muito baixo).
• Controlar as condições de entrada (minimizar a turbulência)
• Implementar revestimentos protetores para serviços erosivos/corrosivos.

Os defeitos em ventiladores combinam problemas mecânicos comuns a todos os equipamentos rotativos com questões aerodinâmicas específicas dos ventiladores. A assinatura da frequência de passagem das pás, combinada com técnicas padrão de análise de vibração, permite um monitoramento eficaz da condição do ventilador e orienta as decisões de manutenção dessas máquinas críticas de movimentação de ar em instalações industriais.

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