Estudo de caso sobre um evento de surge em um compressor centrífugo axial de um turbo soprador

• Autor(a) principal: Bueno, Lincoln Stephano Frade
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/33312
• topic: Análise da causa raiz da falha; Compressor axial; Evento de surge; Compressor centrífugo; Fenômeno de surge; Análise de risco; Root cause failure analysis; Axial compressor; Surge events

Os eventos de surge em compressores centrífugos axiais podem causar danos severos à integridade da máquina e devem ser evitados em qualquer circunstância. Embora a literatura contenha uma vasta quantidade de estudos sobre este tema, o conhecimento prático ainda é bastante limitado. Este trabalho visa elucidar, através de um estudo de caso, um evento de surge real, investigando todo o contexto do ocorrido com o intuito de ampliar o conhecimento prático e proporcionar um entendimento mais aprofundado das possíveis causas desses eventos. A investigação foi realizada utilizando as ferramentas fornecidas pela Análise de Causa Raiz de Falha (RCFA), buscando compreender detalhadamente o que levou o compressor a falhar e danificar-se. O estudo foi baseado em diversas metodologias, incluindo a análise da superfície de fratura, o estudo da frequência natural das palhetas do rotor, a revisão de dados operacionais e o exame do material de todos os componentes substituídos na última revisão geral do compressor. O resultado de todas as análises realizadas apontou que a causa mais provável para a falha foi o erro na fabricação das novas chapas de alavanca das palhetas do estator durante a revisão geral, onde havia folga excessiva no ponto de conexão das chapas com as palhetas do estator, resultando em desvios de até 19° com relação a angulação original de projeto para os estágios 5 e 11. Um desvio angular desta magnitude pode causar incidências de fluxo, separações e turbulências, que induziram o compressor a condições de surge. O estudo destaca a importância de implementar um programa rigoroso de manutenção preventiva, coleta precisa de dados operacionais e inspeção detalhada dos materiais e componentes para prevenir futuros eventos semelhantes. Recomenda-se que os equipamentos de controle sempre utilizem as tecnologias mais modernas, realização de testes de surge antes da máquina voltar à operação após revisões gerais e a adoção de uma lógica de controle das palhetas-guia para permitir a operação em modo manual. Além disso, é essencial evitar operar o compressor em velocidades que possam causar ressonância das frequências naturais das palhetas. A investigação detalhada da documentação técnica durante revisões gerais é crucial para assegurar que a substituição de componentes desgastados não comprometa a operação da máquina, promovendo um desempenho seguro e eficiente em aplicações industriais críticas. Essas medidas são fundamentais para garantir a integridade e a confiabilidade dos compressores centrífugos axiais, minimizando os riscos de falhas catastróficas e assegurando uma operação contínua e segura