Inspeção com boroscópio de motores alternativos grandes

Os motores alternativos de combustão interna grandes (RICEs) são muito usados em vários setores para gerar eletricidade ou acionar equipamentos mecânicos, como eixos de hélices e bombas. O princípio de funcionamento desses motores é o mesmo dos motores de combustão automotivos tradicionais, mas em uma escala muito maior. Aqui, discutiremos as técnicas de monitoramento da condição do RICE e os usos dos boroscópios, juntamente com as diretrizes de melhores práticas e dicas de solução de problemas para aproveitar ao máximo esses tipos de inspeções.

Figura 1 Motores alternativos de combustão interna

Para operar e realizar a manutenção de motores grandes de forma eficiente, é necessário entender a condição de seus componentes. É possível fazer isso usando várias técnicas de monitoramento de condições (CM). Cada técnica fornece um tipo de informação sobre o motor. A lista a seguir resume as técnicas de monitoramento de condições mais comuns usadas para inspeções de RICE:

• Instrumentação – monitoramento contínuo das leituras dos sensores do motor, como temperatura, pressão, vibração, composição dos gases de exaustão etc.
• Análise do óleo usado – coleta e análise laboratorial periódica de amostras de óleo, que podem revelar a degradação do óleo ou a presença de partículas que podem estar associadas à contaminação, desgaste ou danos.
• Inspeção com boroscópio (BSI) – inspeção visual das peças internas do motor com pouca ou nenhuma necessidade de desmontar as peças.
• Desmontagem – desmontagem de peças ou do motor inteiro para inspeção, retífica ou para substituir componentes.

A análise de instrumentação e de óleo usado são técnicas não invasivas, que não exigem interrupção da operação do RICE e são amplamente consideradas a primeira abordagem ao monitoramento de condições. No entanto, uma vez que essas técnicas são limitadas em relação às informações que podem obter, a inspeção com boroscópio regular pode ser necessária, seja como parte de uma estratégia de manutenção preventiva, seja como uma ferramenta na manutenção reativa. O foco de uma inspeção com boroscópio de um motor alternativo é a câmara de combustão, que também é chamada de cilindro. Os componentes ao redor da câmara de combustão são sujeitos a alta pressão e altas temperaturas e, portanto, precisam ser monitorados quanto a danos e desgaste. Além do cilindro, também é possível inspecionar outras peças do motor usando um boroscópio, como a camisa de água, as galerias e o cárter de óleo, turbocompressores, sistemas de resfriamento e circulação de ar, alternadores, entre outros.

Figura 2 Representação das câmaras de combustão (cilindros)

Tecnologia de boroscópio – Um longo legado

Os motores alternativos existem desde o início do século XX e uma das aplicações iniciais da tecnologia de boroscópio era inspecioná-los. O primeiro tipo de endoscópio industrial criado foi o boroscópio rígido, seguido dos fibroscópios flexíveis. Hoje, os videoscópios são a tecnologia mais moderna da inspeção com boroscópio, devido à sua versatilidade, facilidade de uso e à capacidade de capturar tanto imagens como vídeo. A Tabela 1 apresenta uma visão geral das características de cada um desses sistemas. Embora os boroscópios rígidos e os fibroscópios ainda sejam usados, este artigo focará nos videoscópios, devido à sua vasta aplicação.

Tabela 1 Comparação das principais características dos boroscópios rígidos, fibroscópios e videoscópios

Como visto na Tabela 1, os videoscópios têm vantagens técnicas consideráveis em comparação com os boroscópios rígidos e fibroscópios. Uma inspeção com boroscópio realizada usando um videoscópio será mais rápida (são necessários menos peças e ajustes para obter uma boa imagem) e também produzirá um melhor resultado para a elaboração de relatórios, pois as imagens e vídeos podem ser gravados facilmente.

No portfólio de inspeção visual remota (RVI) da Evident, os videoscópios recomendados para a inspeção do RICE são o IPLEX™ G Lite e o IPLEX GT. Ambos os videoscópios produzem imagens de alta qualidade, possibilitando a avaliação de componentes e a elaboração de relatórios adicionais.

Como obter a configuração certa

• Tubo de inserção de 6,6 pés de comprimento
• Sonda de 6 mm de diâmetro
• Duas pontas ópticas:
  • Uma ponta de foco distante voltada para a lateral (AT120S/FF) para uma visão geral inicial do cilindro
  • Uma ponta de foco próximo voltada para a frente (AT120D/NF) para uma inspeção detalhada

Figura 4 Tubo rígido e braço articulado

Introdução à inspeção de cilindros – Melhores práticas

Preparação do videoscópio

• Antes de inserir a sonda do videoscópio, verifique se está usando a ponta óptica correta para a inspeção e garanta que a ponta óptica e a extremidade distal estejam limpas.

Inserção da sonda no cilindro

• É recomendado usar o tubo rígido ao inserir a sonda através da porta de acesso (como mostrado na Figura 3). Isso ajuda a proteger a sonda, reduzindo o risco de contaminação do óleo e danos à sonda. O tubo rígido elimina a necessidade de segurar a sonda, melhorando a estabilidade da imagem e reduzindo a chance de bater nas superfícies internas do cilindro.
• Quando a sonda estiver no interior, para obter imagens com uma orientação repetível, gire a sonda até que a posição de 12 horas esteja na parte superior da imagem na tela.
• Muitas vezes, é possível determinar as direções do cilindro observando a coroa do pistão (parte superior do pistão), que terá características ou marcas específicas que dependem da direção.

Posicionamento do pistão

• A inspeção de cilindros deve ser realizada com o pistão na parte mais inferior do cilindro (parte inferior central). Isso possibilita que o inspetor visualize a maior parte das paredes do cilindro.
• Para posicionar um pistão na parte inferior, observe a tela do videoscópio enquanto aciona o motor manualmente até que o pistão esteja na posição correta.
• Para aumentar a eficiência da inspeção, você pode sequenciar a sua inspeção seguindo a sequência de disparo, uma vez que as posições de vários pistões são sincronizadas.
• Você pode usar o aplicativo IPLEX Image Share para visualizar a posição do pistão enquanto aciona o motor.

Inspeção

• Quando o pistão estiver posicionado corretamente, você pode prosseguir com a inspeção.
• Recomendamos realizar uma inspeção geral usando uma ponta óptica de visualização lateral (ângulo reto), com a qual você poderá obter uma visão geral das paredes do cilindro, do pistão, do compartimento de válvulas e das válvulas, como mostrado na Figura 4.
• Se precisar de mais detalhes, você pode trocar para uma ponta óptica voltada para a frente, o que possibilitará uma inspeção detalhada mais próxima do alvo.
• Para um gerenciamento mais fácil das suas imagens gravadas, salve as imagens de cada cilindro em uma pasta separada em seu dispositivo de armazenamento. Dessa forma, cada arquivo de imagem será nomeado de acordo com o nome da pasta e será mais fácil gerenciar os arquivos e preparar o seu relatório pós-inspeção.
• Grave imagens ou vídeo conforme necessário.

Remoção da sonda

• Após terminar a inspeção de um cilindro, destrave a articulação da sonda (procure o símbolo de cadeado na tela do videoscópio, a seção de dobra está acionada)
• Remova a sonda do cilindro.
• Mova o tubo rígido e o braço articulado para o próximo pistão a ser inspecionado.

Figura 5 Esquema mostrando como usar uma ponta óptica voltada para a lateral para obter uma visão geral do cilindro

Solução de problemas

Inspeção com boroscópio de motores alternativos grandes

Conclusões

Recursos adicionais

• Webinar "Inspeção com boroscópio de geradores a diesel e a gás"
• Webinar "Manutenção, cuidados e solução de problemas do videoscópio"
• Catálogo do IPLEX G Lite
• Catálogo do IPLEX GT