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Aspectos Elétricos e Mecânicos de Segurança de Barragens

William Empson, PE, PMP Gerente Sênior de Risco do Programa de Segurança de Dique U.S. Army Corps of Engineers Centro de Gestão de Risco William.B.Empson@usace.army.mil Oficina de Segurança de Barragem Brasília, Brasil 20-24 Maio 2013 .

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Aspectos Elétricos e Mecânicos de Segurança de Barragens

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Presentation Transcript

  1. William Empson, PE, PMP GerenteSênior de Risco do Programa de Segurança de Dique U.S. Army Corps of Engineers Centro de Gestão de Risco William.B.Empson@usace.army.mil Oficina de Segurança de Barragem Brasília, Brasil 20-24 Maio2013 AspectosElétricos e Mecânicos de Segurança de Barragens

  2. Objetivos • Identificarcomponenteselétricos e mecânicosassociadosànavegação e barragens de controle de cheias • Reconheceráreasproblemáticas e deficiênciasencontradascomumente e discutir “o quebuscar” durante o período de inspeções • Descrevero procedimentosugeridopararealizar e documentarumainspeção de componenteselétricos e mecânicos

  3. Resumo • Importância de Inspeções • Preparação e Documentação de Inspeções • Tipos de comportas • Equipamentos de DistribuiçãoElétrica • Unidades de energiaemergencial • Maquináriosparaoperação de comportasouválvulas • Guindastesoudispositivos de içamento • Bombas de drenos

  4. Importância das Inspeções • As consequencias da falha • A operaçãocorreta da barragememsituação de emrergênciadepende da operaçãocorreta das obras de descarga e vertedouroscom comportas • Operaçãoindevida de equipamentoselétricos e mecânicospoderesultaremfalhas de barragens • Necessidade de inspeçõesperiódicas • Como algunsequipamentossãousados com poucafrequência, inspeçõesregularesasseguramqueosequipamentosfuncionemquandoelessãonecessários. Exemplo: guindastesemergenciaisparaanteparos (bulkheads)

  5. “Porque” ProblemaEnvelhecimento de Sistemas e EstruturasMecânicosElétricos Eclusa e Barragem25 FalhanaChaveLimitadora

  6. O quepodeacontecer? África do Sul, 2001

  7. Temos um probleminhaaqui

  8. Falha de válvulas

  9. Fundamentos de Inspeções • Planejamento: tome conhecimento do tipo de equipamentoenvolvido antes da inspeção. Revise planos de desenho e relatórios de inspeçõesanteriores. • Procedimentos de Inspeção: discutir o procedimento de inspeçãoquevocêrealizará. • Coordenar com membros da equipe de inspeção de outrasdisciplinas. • Operartodo o equipamentonamedida do possível. • Indentificão de Deficiências: nãohesiteemlevantarumaquestãooupreocupaçãoquevocêpossater com relação a um determinadocomponente • Converse com o pessoal do projeto • Documentação: registreosresultados

  10. Documentação • Decrevacondiçõesobservadas o melhorpossível • Tire fotografiaspararegistrosemrelatórios e registroshistóricos • Registrequalquerfatorquepossaapresentar um problema de segurança, manutençãoouoperações no futuro • Faça o registro da localizaçãoonde a deficiênciaocorreu • Façaalgumtipo de recomendaçãoou “ação”. • Ofereçaumasoluçãoconhecidaquandopossível • Maisinvestigaçõessãonecesssáriaspor….. • Continue a monitorar as condições

  11. Tipos de Comportas • Comportas de Manutenção • Comportas de Vertedouros • Comportas de Emergência • Comportas de Manutençãoou de Tampão • Comportas de BaixaVazãoouVálvulas de Bypass

  12. InspeçãoElétricaEquipamentos de Distribuição • Algumasquestõescomunsincluem: • Idade do equipamento. • Obsolescência; peçasdifíceis de achar • Umidade, Corrosão, Integridade dos envólucroscomprometida • Espaçoadequadoparatrabalhar; salaselétricasusadascomodepósitos

  13. Principal Item naSegurança de BarragensFonte de EnergiaEmergencial • GeradorReserva (inspecione e teste) • DijuntorAutomático de Transferência (ATS) • Dijuntor Manual de Transferência

  14. Características do Gerador • Dijuntor lateral emlinha (Line side breaker) • Painel de Controle • Baterias • Carregador de baterias • Radiador • Cano de escape • Silenciador (muffler) • Mangueiras de combustível • Escape (Exhaust louvers) • Protetorpararesistênciaaocalor do cano de escape

  15. Inspeção do Gerador • Teste o gerador sob carga • Verifique o óleo do motor, combustível e vazamento de fluidoanti-congelamento • Verifique motor quantoàtemperatura de operaçãoadequada, pressão do óleo, pressão do combustível, RPM

  16. Inspeção do Gerador • Inspecionesistema de exaustão (sinais de vazamentooucorrosão) • Verifique o tanque de combustívelquanto a vazamentos e ventilação • Inspecioneoscanosparasinais de corrosão e vazamento • Verifiqueoperações e entrada de ar de resfriamento e saídas de exaustão

  17. Componentesde DistribuiçãoElétrica • Equipamentos de Distribuição de Energia • Centros de Controle de Motores • Ligações de Dijuntores • Dijuntores de Transferência • Painéis de energia • Transformadores • Dispositivos de arranqueou outros controles • Fios e cabos de alimentação

  18. Centros de Controle de Motores (MCC) • Grande áreafechadaqueabrigaequipamentospadrãoparacontrole de motores • Dispositivos de Arranque • Transmissão • Dijuntoresprincipaise de alimentação • Transformadores • Medidores • Dijuntores de Transferência • Dispositivos de controle

  19. Equipamentos de Distribuição • Inspeção Visual • Observe as condiçõesgerais, idade, característicaselétricas • Integridade da casa • Qualquerevidência de umidade • Hardware faltando • Aterramento • Peças de reposiçãoaindaestãodisponíveis se necessário • Identificação de desconexão e circuitos • Espaço de trabalhoadequado

  20. Espaço de Trabalho • O espaço de trabalhoéadequado?

  21. Corrosão A piorcoisaquepodeacontecer a equipamentoselétricos

  22. Corrosão • Anotequaisquerequipamentoselétricosquetenhamsinais de humidadeentrando no armário

  23. Fios e cabos • Se cabosforemtocadosoumexidos, elesdevemestarsemenergia • Faça a inspeção visual de danosfísicos • Danosàcapasprotetoras, inchaço • Dobrasagudas • Emendas • Suportes de cabosenfraquecidosoucorroídos • Teste de Resistência do Isolamento (meggering)

  24. Bandejas de Cabos • Certificarque as bandejas de cabosnãoestejamsobrecarregadas • As bandejasdevemestarsemdetritos • Verifiquesuportes • Corrosão

  25. Inspeção de EquipamentoMecânico Itens a seremverificados • Maquinárioelétrico de içamento • Equipamentos com operaçãohidráulica • Equipamentosmonitoradosmanualmente

  26. ComportasTradicionais de VertedourosTipoSegmento/Radial e com algumaElevação Vertical OperadosporGuindastesElétricos Transmissão de carga Transmissãocom Cadeias e Roldanas

  27. NovasTecnologiasComportasemSegmentos com operaçãoHidráulica

  28. Comportas de Manutençãolocalizadasdentroda Torre de Controleou da Barragem • Trêstipos de sistema de içamento • Cabosoucadeias de içamento • Unidade de energiahidráulica e eixo de transmissão com cilindro • Manual de eixo de transmissãoelétricoativadoporparafuso

  29. Maquinário de Içamento Compartimento de Freios Painel de Controle Indicador de Posição da Comporta Conjunto de Dijuntor de Limite Torre de entrada de Grenada Lake, MS

  30. Máquina de IçamentoporCabos Caixa de engrenagens Controle de comportas Motor Torre de Entrada de Grenada Lake, MS

  31. Cabostrançados • Inspecioneoscabosquanto a desgasteexterno, dobras, corrosão, fiosquebradiçosdentro do cabo • Lubrificaçãoadequada • Observe a operação do içamentoparaver se o caboestásendobemenrolado no carretel

  32. Inspeção de Conjunto de Engrenagens e Freios • Remova a tampa de inspeção e verifique se hádentesquebradosoudesgastadosnasengrenagens • Remova a tampa do freio e verifique as pastilhas

  33. Resumo do MaquinárioOperadoporIçamento • O quedevemosobservar : • Padrõesinusitados de desgastenosdentes das engrenagens • Verificarmaquinárioquanto a porcas e chavessoltas, rolamentosdesgastados • Verificarcaixas de engrenagensquanto a tempreraturasexcessivosoubarulhosestranhosdurante a operação • Verificarcaixas de engrenagensquantoaoníveladequado do óleo de lubrificação • Verificarcaixas de engrenagensquanto a vazamentos de óleoemtorno de juntas e hastes de eixos • Verificarvibraçãonoseixosquantoàintegridade de acoplamento do eixo

  34. MáquinasOperadasporGruas • O quedeveserobservado : • Certifique-se de que escudos se segurançasejaminstalados • Verificar se hábarulhosestranhosvindos do motor • Verificaroperação dos freios, inspecionarpés • Operaçãoadequada do botão de limite • Inspecionarfiação no painel, contatos, compartimento, aquecedorfuncional, idade dos componentes • Assegurarfunções de controle a partir de localizaçõeslocais e remotas

  35. Maquinário com OperaçãoHidráulica • Usadopara: • Comportasverticais (Comportas de Manutenção, ComportasEmergenciais, Válvulas de baixavazão) Válvula de bypass de baixavazãoUnidade de energiahidráulica

  36. Maquinário com operaçãohidráulica • Principaiscomponentes CilindrosouMotoresHidráulicos MangueirasHidráulicas BombaHidráulica Válvulas de Controle FluidoHidráulico

  37. Coifa, Cilindroe Pistão da Comporta de Manutenção Unidade de EnergiaHidráulica Tipicameteduasbombaspararedundância

  38. Maquinário com operaçãohidráulica Itens a verificar: Vazamentoshidráulicos Válvulaspresas Bombasquevibramouficamquentes Motoreselétricos Pontuaçãoda haste do pistãohidráulico Nível do fluido no reservatório Águamisturada com fluidohidráulico

  39. CilindrosHidráulicos • VerificarAncoragem de cilindroshidráulicos • Verificarcondições das hastes dos cilindros • Inspecionar juntas das hastes dos pistõesquanto a vazamento de óleohidráulico

  40. Corrosão da Haste do Cilindro

  41. Corrosão da Haste do Cilindro

  42. Válvula de BaixaVazãoouVálvula By-pass Envolve um tubo de diâmetropequeno, normalmenteemtornode 91cm oumenor, e umaválvulaoucomportaparacontrolar a vazão. Muitasvezesusado com comportasadufa de entradaemváriosníveispara regular a qualidade da água

  43. TipoAlternativo de válvula de baixavazãoVálvula do TipoRing–Jet ouDifusora (Howell-Bunger) VálvulaDifusora VálvulaDifusora, tambémchamada de Válvula Howell-Bunger

  44. Barragem Berlin – vista geral de válvulasdifusoras.

  45. ComportasDeslizantesAtivadasporParafusos • Motoresativadosporparafusos • Haste, guias de hastes e acoplamentos • QuandoSensores de Torque sãoacionados, istopodeserdecorrente de problemasmecânicos no guia da haste ounacomporta

  46. Guindastes e Gruas • GuindastePórtico: torres de entrada e pontes de mantuenção • GruasparaTampões: barragens de navegação e reservatórios de controle de cheias • Guindastejib • Guindastesauxiliares: usadonormalmentenaponte de manutenção de umabarragem de navegação com comportas • Usadoparamanutenção e paratransporstarequipamentosàponte de manutenção

  47. Guindastes de Pórtico • Osguindastessãousadosaquiparaerguercomportas de crista quandonecessário

  48. Guindastes de Pórtico • Verificarmecanismo do braçoquantoàlubrificação, desgaste, funcionalidade • Motores, freiose contoles • Carretéise roldanasparacaptarvibraçãoexcessivaoubarulhosestranhos • Verificar se o cabotrançadoestábolbinandocorretamenteno carretel • Verificar o cabotrançadoquanto a desgaste, fiosquebrados, lubrificação • Examinarrodasemcarrinhos e trilhosquanto a desgaste e desalinhamento

  49. Torre de Entradaem Grenada Lake Gruasverticais GuindastesPórtico

  50. Torre de Entrada de Grenada Gancho do GuindastePórtico

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