ISO 13373-1: Monitorização do estado e diagnóstico de máquinas — Monitorização do estado por vibração, Parte 1: Procedimentos gerais
ISO 13373-1 estabelece um procedimento sistemático e repetível para a realização de vibração medições e análises no âmbito de um monitoramento de condições programa. Trata-se do guia prático fundamental para os aspetos técnicos da medição: como escolher pontos e parâmetros de medição, como recolher os dados e como realizar uma primeira avaliação. O seu objetivo é garantir que os dados de vibração recolhidos sejam consistentes, fiáveis e adequados para detetar alterações no estado de uma máquina ao longo do tempo. Onde ISO 17359 define a estratégia global de um programa de monitorização; a norma ISO 13373-1 especifica os pormenores processuais relativos ao canal de vibração e formaliza as melhores práticas subjacentes coleta de dados baseada em rotas.
1. Âmbito e objetivos
Este capítulo introdutório define o objetivo da norma: estabelecer um conjunto de procedimentos genéricos, sistemáticos e repetíveis que abranjam todo o processo de monitorização do estado vibracional. O objetivo principal é garantir que os dados sejam recolhidos de forma consistente e fiável, de modo a que sejam adequados para a utilização a que se destinam — a deteção de alterações no comportamento dinâmico de uma máquina à medida que estas ocorrem. O documento foi concebido para servir de base processual para a criação de um novo programa ou para a auditoria de um programa já existente.
A mensagem subjacente é que o cumprimento destes procedimentos permite a uma organização criar uma base de dados de alta qualidade sobre o histórico de vibrações das máquinas. Esse histórico é o pré-requisito essencial para uma gestão eficaz deteção de falhas, análise de tendências e diagnóstico. A norma especifica claramente que a Parte 1 abrange a metodologia geral, enquanto as partes subsequentes — nomeadamente a ISO 13373-2 — apresentam as técnicas de diagnóstico mais detalhadas que permitem interpretar os dados após a sua recolha correta.
2. Medição e seleção de sensores
Este capítulo regula as decisões que constituem a base de qualquer medição. Exige uma abordagem estruturada na escolha dos pontos de medição, salientando que estes devem estar situados o mais próximo possível dos rolamentos da máquina, de modo a captar fielmente as forças transmitidas pelo rotor. Apresenta orientações detalhadas sobre a orientação da medição — horizontal, vertical e axial — para criar uma imagem tridimensional completa da forma como a máquina se move.
Uma parte significativa desta secção aborda a escolha dos sensores e as vantagens e desvantagens dos diferentes tipos de transdutores. A acelerômetro é considerada a opção mais comum devido à sua ampla gama de frequências e robustez, mas a norma também aborda transdutores de velocidade e sem contacto sondas de proximidade para aplicações específicas, como máquinas com rolamentos de película de fluido. É fundamental salientar que a qualidade dos dados depende diretamente da forma como o sensor é montado, recomendando vivamente a montagem permanente com parafusos para obter os resultados mais repetíveis e remetendo para as orientações detalhadas de montagem em ISO 5348.
3. Parâmetros de medição
Esta é, sem dúvida, a secção mais técnica, pois determina as configurações no interior do coletor de dados que determinam a qualidade e a utilidade dos dados espectrais e de forma de onda. Oferece uma metodologia para selecionar essas configurações em função da máquina específica e das falhas que se pretende monitorizar:
- Gama de frequências (Fmáximo): a frequência máxima da medição deve ser suficientemente elevada para captar os sinais de interesse — os tons de alta frequência de defeitos de rolamento ou malha de engrenagens — mas não tão alto que comprometa a nitidez com ruído desnecessário.
- Resolução: o número de linhas no FFT espectro. É necessária uma resolução suficiente para separar componentes muito próximos uns dos outros, o que é fundamental para distinguir o faixas laterais em torno de uma frequência de engrenagem ou distinguir velocidades de funcionamento quase idênticas numa máquina com vários eixos.
- Média: A média do sinal melhora a relação sinal-ruído e proporciona uma medição mais estável e repetível. A norma descreve as diferentes formas — média RMS e pico de retenção entre elas — e quando cada uma é adequada.
- Janelamento: isso explica por que razão um função de janela such as a Janela de Hanning deve ser aplicado aos dados temporais antes da FFT, a fim de minimizar o erro conhecido como vazamento espectral.
Choosing Fmáximo e o número de linhas, em conjunto, determina a amplitude de frequência de cada intervalo espectral, pelo que é melhor definir estas duas configurações em conjunto; um Calculadora de resolução FFT torna essa escolha explícita antes de uma rota ser configurada.
4. Procedimentos de aquisição de dados
Este capítulo passa da configuração à execução, fornecendo um procedimento rigoroso para o próprio ato de recolha. A preocupação central é a comparabilidade: cada medição deve ser diretamente comparável com todas as medições passadas e futuras no mesmo ponto. A norma coloca, portanto, grande ênfase na documentação das condições de funcionamento da máquina no momento do teste — velocidade de rotação, carga, temperatura e quaisquer outras variáveis de processo relevantes. Este contexto é importante porque uma alteração nas condições de funcionamento pode alterar significativamente a assinatura de vibração de uma máquina e, sem isso, uma alteração benigna poderia ser interpretada erroneamente como uma avaria em desenvolvimento. O capítulo fornece também uma lista de verificação para confirmar a integridade da cadeia de medição antes do registo: confirmar se o sensor está devidamente montado, se o cabo está em bom estado e se as definições do coletor estão corretas.
5. Análise e avaliação de dados
Uma vez que se disponha de dados de alta qualidade, este capítulo enquadra a sua interpretação, formalizando a abordagem dupla introduzida pela primeira vez em normas como ISO 20816-1 (a norma que substitui a ISO 10816-1):
- Comparação de limites absolutos: o valor de banda larga medido é comparado com valores predefinidos severidade gráficos — por exemplo, as zonas do ISO 20816 série — para classificar a máquina como Boa, Satisfatória ou Insatisfatória.
- Análise de tendências: o método mais eficaz, representando graficamente os valores ao longo do tempo para estabelecer uma tendência estável linha de base e, em seguida, estar atento a desvios significativos em relação a ela. A norma salienta que a deteção de um mudar é muitas vezes mais importante do que o número absoluto.
Fornece a metodologia para definir limites de alarme baseados em dados: um Alerta pode aumentar quando a vibração duplicar (um aumento de 100 % em relação ao valor de referência) e um Viagem quando se quintuplica (um aumento de 400 %), mesmo que os valores absolutos continuem dentro de um intervalo, de resto, aceitável. Esta lógica baseada na variação deteta anomalias que um limite fixo, por si só, só detectaria muito mais tarde.
6. Identificação básica de avarias
O capítulo final constitui uma introdução ao processo de diagnóstico. Enquanto a Parte 1 se concentra na aquisição e deteção, esta secção faz a transição para o diagnóstico, explicando o princípio fundamental de que diferentes falhas mecânicas e elétricas geram padrões únicos e reconhecíveis nos dados de vibração. Apresenta a prática de correlacionar frequências específicas no Espetro FFT com as suas fontes físicas na máquina. Um pico dominante exatamente à velocidade de execução (1X) indica normalmente desequilíbrio; um pico acentuado no nível 2X costuma indicar desalinhamento; e os picos de alta frequência não síncronos estão frequentemente associados a defeitos de rolamento. É esta base que um analista necessita antes de abordar a análise mais aprofundada das causas profundas, abrangida pelas normas mais avançadas da série ISO 13373.
7. Aplicação do procedimento na prática
Na prática, seguir a norma ISO 13373-1 significa dispor de um instrumento capaz de adquirir espectros de acordo com os parâmetros da norma e de registar as condições de funcionamento em cada leitura. Um analisador portátil de dois canais, como o Balanset-1A mede os níveis de banda larga e os espectros FFT exigidos pela norma, capta a amplitude síncrona 1X e fase que distinguem o desequilíbrio do desalinhamento e permitem ao técnico registar a velocidade e a carga em cada ponto, para que as comparações posteriores se mantenham válidas. Quando a análise na Secção 5 confirma uma falha de desequilíbrio, a mesma ferramenta executa o equilibragem no local correção no local, mantendo o ciclo de deteção e correção num único local.
8. Conceitos fundamentais a reter
- Consistência e repetibilidade: O tema central da norma — um programa de monitorização não tem qualquer valor se os seus dados forem recolhidos de forma inconsistente, e a norma ISO 13373-1 estabelece as regras que garantem essa consistência.
- Qualidade dos dados: A norma aborda os fatores que determinam a qualidade, sobretudo a montagem do transdutor e a escolha correta dos parâmetros de medição, tais como a gama de frequências e a resolução.
- Base para um programa, não para um manual de diagnóstico: não explica como identificar todas as avarias específicas; é o primeiro passo essencial que explica como collect os dados que os sistemas de diagnóstico — abrangidos pelas normas ISO 13373-2 e -3 — irão posteriormente interpretar.
O texto oficial completo foi publicado pela ISO como norma de referência 21831 e pode ser adquirido na loja da ISO. O resumo acima resume a sua lógica processual; as organizações que necessitem de todos os pormenores normativos, dos critérios de competência exatos e de todas as especificações técnicas devem adquirir a própria norma.
