37 - tecnologias inovadoras para maximizar a vida econÔmica de correias transportadoras

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TECNOLOGIAS INOVADORAS PARA MAXIMIZAR A VIDA ECONÔMICA DE CORREIAS TRANSPORTADORAS. Ivan Montenegro de Menezes (1) Magnus de Lellis Almeida (2) Carlos Henrique Castro (3) Marcelo Menezes Cruz (4) RESUMO Um dos principais fatores condicionantes da eficácia gerencial na mineração é o tratamento estratégico dado à gestão dos ativos físicos, ponto onde se concentram possibilidades reais de ganhos. Este trabalho apresenta novas tecnologias desenvolvidas nas unidades industriais da CVRD em Itabira/MG, visando o aumento da vida útil de correias transportadoras, a eliminação de perdas e, consequentemente, a redução dos custos operacionais. Na análise das possibilidades de incremento da vida útil de correias, foram estudados os processos de degradação e modos de falhas inerentes, identificadas tecnologias aplicáveis, desenvolvidos novos métodos e estabelecidos critérios para determinação do momento ótimo de substituição, garantindo assim a otimização desejada. Os resultados obtidos apontam para uma redução significativa dos gastos, tornando notório o papel da Manutenção Industrial no desenvolvimento de novas abordagens voltadas para a gestão técnica e econômica dos ativos. (1) Engenheiro Mecânico pela UFMG, pós graduado em Gestão da Produção também pela UFMG. Engenheiro de Manutenção, Companhia Vale do Rio Doce. Sócio da ABRAMAN. (2) Engenheiro Mecânico pela PUC-MG, graduando em Direito pelo IES de João Monlevade/MG, com pós graduação MBA em Gestão Estratégica de Negócios pela USP. Engenheiro de Manutenção, Companhia Vale do Rio Doce. Sócio da ABRAMAN e membro da Comissão de Mineração/Regional MG. (3) Técnico Mecânico pelo CEFET-MG, graduando em Engenharia Mecânica pela PUC-MG. Supervisor Técnico de Manutenção, Companhia Vale do Rio Doce. Sócio da ABRAMAN. (4) Administrador de Empresas pela FUNCESI/MG, pós graduando em Engenharia de Manutenção pela PUC-MG, Técnico Mecânico e Técnico em Processamento de Dados pelo CNND Itabira/MG. Supervisor Técnico de Manutenção, Companhia Vale do Rio Doce. Não sócio da ABRAMAN.

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Page 1: 37 - TECNOLOGIAS INOVADORAS PARA MAXIMIZAR A VIDA ECONÔMICA DE CORREIAS TRANSPORTADORAS

TECNOLOGIAS INOVADORAS PARA MAXIMIZAR A VIDA ECONÔMICA DE CORREIAS TRANSPORTADORAS.

Ivan Montenegro de Menezes (1) Magnus de Lellis Almeida (2) Carlos Henrique Castro (3) Marcelo Menezes Cruz (4)

RESUMO

Um dos principais fatores condicionantes da eficácia gerencial na mineração é o tratamento estratégico dado à gestão dos ativos físicos, ponto onde se concentram possibilidades reais de ganhos. Este trabalho apresenta novas tecnologias desenvolvidas nas unidades industriais da CVRD em Itabira/MG, visando o aumento da vida útil de correias transportadoras, a eliminação de perdas e, consequentemente, a redução dos custos operacionais. Na análise das possibilidades de incremento da vida útil de correias, foram estudados os processos de degradação e modos de falhas inerentes, identificadas tecnologias aplicáveis, desenvolvidos novos métodos e estabelecidos critérios para determinação do momento ótimo de substituição, garantindo assim a otimização desejada. Os resultados obtidos apontam para uma redução significativa dos gastos, tornando notório o papel da Manutenção Industrial no desenvolvimento de novas abordagens voltadas para a gestão técnica e econômica dos ativos.

(1) Engenheiro Mecânico pela UFMG, pós graduado em Gestão da Produção também pela UFMG.

Engenheiro de Manutenção, Companhia Vale do Rio Doce. Sócio da ABRAMAN. (2) Engenheiro Mecânico pela PUC-MG, graduando em Direito pelo IES de João Monlevade/MG,

com pós graduação MBA em Gestão Estratégica de Negócios pela USP. Engenheiro de Manutenção, Companhia Vale do Rio Doce. Sócio da ABRAMAN e membro da Comissão de Mineração/Regional MG.

(3) Técnico Mecânico pelo CEFET-MG, graduando em Engenharia Mecânica pela PUC-MG.

Supervisor Técnico de Manutenção, Companhia Vale do Rio Doce. Sócio da ABRAMAN. (4) Administrador de Empresas pela FUNCESI/MG, pós graduando em Engenharia de Manutenção

pela PUC-MG, Técnico Mecânico e Técnico em Processamento de Dados pelo CNND – Itabira/MG. Supervisor Técnico de Manutenção, Companhia Vale do Rio Doce. Não sócio da ABRAMAN.

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1. INTRODUÇÃO Um transportador de correia é um equipamento relativamente simples, sendo normalmente projetado para realizar sua função mesmo nas condições mais adversas. Apesar disto, ele é composto por uma série de componentes que devem ser muito bem ajustados, de modo específico para cada transportador, o que o torna um equipamento único. Os custos envolvidos, não somente na aquisição mas principalmente na operação dos sistemas de transporte por correias, constituem-se num dos mais relevantes na indústria mineral. A despeito deste fato, as decisões relacionadas com trocas e com a própria gestão técnica dos transportadores são, via de regra, tomadas sem critérios bem estabelecidos, em geral são subjetivas. É comum encontrar-se sistemas compostos por dezenas de quilômetros de transportadores, sem que haja um procedimento ou uma política de manutenção bem estabelecida. Na CVRD estas questões ganharam conotação especial nos últimos anos, quando grupos de trabalho foram formados com o propósito específico de estudar e desenvolver alternativas para otimização de diferentes aplicações, padronização de atividades e redução de custos. Na campo específico de transportadores de correia, os trabalhos desenvolvidos incluem: - Monitoramento e controle de desgaste por ultra som; - Monitoramento e cálculo da resistência residual em função do desgaste; - Otimização dos pontos de transferência; - Aplicação de componentes e dispositivos mecânicos especiais; - Aperfeiçoamento em emendas a frio; - Parametrização especial da coleta e análise de vibrações em mancais. 2. CLASSIFICAÇÃO DOS DANOS

O primeiro ponto a ser considerado para o estabelecimento de uma estratégia de ação quanto à gestão de correias transportadoras, é a classificação dos possíveis danos que podem acontecer, ou seja, os modos de falha existentes. Estes danos envolvem não só a cobertura, mas também as bordas, emendas, carcaça e o próprio comportamento da correia. Os danos possíveis podem ser destacados conforme se segue: Cobertura desgaste natural; desgaste prematuro da cobertura superior; desgaste prematuro da cobertura inferior; arrancamento, corte e estrias da cobertura superior; estrias ou danos longitudinais na cobertura inferior;

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cobertura quebradiça ou endurecida; deslocamento da cobertura ou presença de bolhas; cortes longitudinais, paralelos às bordas da correia. Bordas desgaste excessivo das bordas; quebra das bordas. Carcaça deslocamento de lonas; separação das lonas; fadiga na região de folga entre rolos; ruptura longitudinal na caraça, sem avaria visível na cobertura; manchas esponjosas, com apodrecimento da carcaça; destacamento de cabos. Emenda ruptura da emenda; rasgo provocado por grampo; deslocamento interno. Correia deslizamento no tambor de acionamento; abaulamento central; alongamento excessivo. Dentre todos os tipos de danos possíveis, selecionamos aqueles que possuem maior incidência, ou cuja extensão do dano seja mais representativa quanto aos custos envolvidos. Desta maneira os danos são classificados conforme tabela 1 abaixo, as correias devem ser avaliadas permanentemente, e planos de ação específicos, desenvolvidos para eliminar ou atenuar as falhas.

CÓDIGO DESCRIÇÃO

DGi Desgaste irregular

RG Rasgo

ET Estreitamento

CT Corte

FA Defeito de fabricação

RP Rompimento

QM Queima Tabela 1 – Classificação quanto a danos

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3. POLÍTICA DE SUBSTITUIÇÃO

A política de substituição de correias adotada pela CVRD/Itabira, envolve os seguintes pontos: 1. Maximizar a vida útil da correia; garantir que a utilização se dê até o ponto de

maior desgaste possível. 2. Garantir as condições de segurança e a continuidade operacional do sistema,

levando em conta a classe de criticidade do transportador. 3. Minimizar os custos operacionais. A estratégia adotada pela CVRD envolve os três pontos mencionados: o uso máximo da correia, o risco para a continuidade operacional e por fim a redução dos custos operacionais. Cada transportador tem suas características próprias, e como tal, deve ter uma estratégia de manutenção apropriada. Os transportadores, como os demais equipamentos que compõe as instalações de tratamento de minério das minas de Itabira, seguem uma classificação de criticidade que representa seu impacto no sistema produtivo, seu grau de complexidade, além de aspectos relacionados às questões de segurança, qualidade e custos. 4. ÍNDICES DE DESEMPENHO

A expectativa de vida útil das correias de transportadores diferentes varia sensivelmente, de tal forma que seria impossível utilizar um valor absoluto para representar todas elas. Utilizamos, na CVRD, um valor relativo que exprime o grau de utilização da correia. Ele pode ser assim definido:

rop

op

tt

tVU

onde: VU = Índice de utilização, [0,1] top = Tempo de operação da seção substituída da correia tr = Tempo remanescente estimado Normalmente utilizamos o valor percentual VU(%), definido como percentual de vida útil da correia retirada. O tempo remanescente é estimado com base no histórico do transportador e na projeção feita quando da instalação da correia. Definimos também dois índices de desempenho globais: o primeiro deles é um índice operacional, relacionado com a vida útil; o segundo refere-se ao valor econômico das

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correias utilizadas. Estes índices aferem a efetividade da política de manutenção adotada. Nada mais são que médias dos índices de utilização ponderadas em relação ao comprimento total de correias aplicado e ao valor total das correias.

n

i

i

n

i

ii

o

L

VUL

D

1

1

n

i

i

n

i

ii

e

M

VUM

D

1

1

onde: Do = Índice de desempenho operacional, [0,1]

De = Índice de desempenho econômico, [0,1]

L = Comprimento em metros M = Valor de aquisição VU = Índice de utilização N = Número de correias substituídas 5. MONITORAMENTO DE ESPESSURAS DE CORREIAS TRANSPORTADORES

5.1 Objetivos A técnica de Ultra Som é largamente utilizada na CVRD para o monitoramento de espessura de correias transportadoras. A aplicação desta técnica possibilita: - Identificar o perfil de espessura da correia; - Acompanhar o desgaste; - Identificar as causas do desgaste prematuro; - Propor soluções para correção de anomalias; - Prever a data provável de troca; - Manter o estoque em níveis adequados. 5.2 Identificação do perfil de espessura da correia

Através do Ultra Som podemos descrever o perfil de espessura de uma correia transportadora, seja ela de lonas ou cabos de aço. A metodologia foi desenvolvida pela CVRD de forma a proporcionar os resultados de medição dentro de um intervalo de confiança adequado. O procedimento padrão envolve os passos seguintes, que são apresentados resumidamente:

Primeiramente utilizamos uma amostra da correia a ser monitorada como padrão para a calibração do aparelho. É recomendado que se faça esta calibração com cada amostra de correia, pois pode haver uma variação da medida devido à diferença de fabricantes.

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Após a calibração, passamos para a coleta dos dados de espessura na área. Esta

coleta é feita obedecendo rigorosamente os procedimentos de segurança da empresa, ou seja, com o equipamento parado e desenergizado.

As medida são tomadas da esquerda para a direita, obedecendo o sentido de

fluxo do material, a partir de 50mm da borda da correia, em intervalos de 60 mm.

Figura 1 - Distâncias para medição na correia

Após a coleta de dados, os mesmos são descarregados em planilhas elaboradas

especialmente para o controle do perfil de espessura de correias. Devem ser tomados os seguintes cuidados quando da coleta: A coleta não é realizada no tambor de retorno, pois é uma área de tensão que

pode mascarar a medida real da correia; Para que os dados sejam coletados sempre no mesmo lugar, fazemos marcas na

correia para identificar a área de coleta; Em correias que ficam expostas ao tempo é recomendado que se realize a coleta

na parte da manhã, quando os efeitos da dilatação são menores; Em correias muito longas, onde são realizadas trocas parciais, todas as seções

devem ser monitoradas separadamente. 5.3 Causas do desgaste prematuro

Determinado o perfil de espessura da correia, podemos identificar as causas de desgastes prematuros e propor soluções para que as anomalias possam ser eliminadas. Podemos identificar as seguintes causas prematuras de desgaste, entre outras: - Desgaste na área das saias laterais; - Desgaste irregular devido à alimentação; - Desgaste irregular devido ao desalinhamento; - Desgaste irregular devido à anomalias nos raspadores. As figuras 2 e 3 mostram o perfil de desgaste de uma correia e a fotografia respectiva.

50 mm 60 mm 60 mm 60 mm

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Figuras 2 e 3 – Perfil de correia com desgaste na região da saia lateral esquerda e foto da mesma.

5.4 Ações para correção de anomalias

Após a identificação da causa do desgaste prematuro, a equipe de preditiva emite Ordem de Serviço com a ação proposta para a correção. No exemplo anterior, o chute foi redesenhado e um novo modelo de saia lateral foi adotado para evitar o desgaste localizado.

Figura 4 – Chute cascata.

5.5 Previsibilidade de troca

O controle da espessura da correia torna possível uma maior previsibilidade das trocas de correias, permitindo uma programação mais precisa junto à área de suprimentos.

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Figura 5 - Gráfico de previsão de troca.

Esta técnica possibilita também a redução dos níveis de estoque e, com isso a diminuição do capital imobilizado nos almoxarifados. 6. METODOLOGIA PARA DEFINIÇÃO DO MOMENTO ÓTIMO DE SUBSTITUIÇÃO DE CORREIAS TRANSPORTADORAS

6.1 Desenvolvimento O monitoramento da correia através de Ultra Som é parte vital da estratégia de manutenção praticada atualmente pela CVRD, entretanto, ela por si só não é capaz de garantir que a correia seja utilizada ao máximo. Fez-se necessária a elaboração e implementação de um critério técnico para determinação do momento ótimo de substituição das correias transportadoras, já com sua cobertura em estágio avançado de desgaste. A metodologia desenvolvida pela CVRD consiste no monitoramento da resistência residual da correia à ruptura, em função do desgaste. Com a técnica de monitoramento e controle de desgaste por ultra som plenamente consolidada na CVRD, iniciamos a busca, tanto na literatura quanto junto aos fornecedores, de critérios destinados à avaliação do risco, que deve ser confrontado com o objetivo de maximizar a vida econômica do material. Diante do insucesso desta busca, partimos para o desenvolvimento desta metodologia, que revelou-se bastante consistente para garantir a otimização da vida útil de correias transportadoras. De fato, o único trabalho correlato envolve a avaliação de parâmetros de desgaste através de lógica fuzzy para determinação do risco, o que não deixa de conter alguma subjetividade, principalmente quando se trata de correias em estágio de desgaste acentuado.

Mês/Ano

Esp

essu

ra

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6.2 Formulação A técnica de monitoramento da resistência residual de correias transportadoras à ruptura, baseia-se em cálculos matemáticos que consideram as condições de projeto da correia, as cargas máximas à que a correia é submetida e a perda de resistência à ruptura devido ao desgaste (perda de seção) de lonas. As lonas são a parte da correia que condiciona a resistência aos esforços de tensão e, consequentemente, a resistência à ruptura. Portanto, este critério técnico é definido pela fórmula:

100xT

PRRRRR

m

dp

d

onde: RRd = Índice de Resistência Residual, em função do desgaste de lonas RRp = Resistência máxima à ruptura de projeto da correia (em Kgf) PRd = Perda de Resistência à ruptura devido desgaste de lonas (em Kgf) Tm = Tensão máxima atuante na correia instalada (em Kgf) 6.3 Etapas da técnica de monitoramento da resistência residual de correias transportadoras à ruptura, em função do desgaste Após a cobertura da correia ter sido consumida pelo desgaste, e as lonas terem sido atingidas, inicia-se o monitoramento da evolução do desgaste nas camadas de lonas, medindo a sua dimensão, conforme ilustração da figura 6.

Figura 6 – Ilustração de uma seção (vista de planta) de uma correia transportadora de 3 lonas, com desgaste em duas delas.

COBERTURA SUPERIOR

1ª LONA

2ª LONA

3ª LONA

Db

Da

Lt

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Da = Medida transversal do desgaste e ruptura parcial da 1ª lona Db = Medida transversal do desgaste e ruptura parcial da 2ª lona Lt = Largura da correia Com os dados de desgaste (ruptura parcial e perdas de seção das lonas) em mãos, passa-se para o cálculo do Índice de Resistência Residual da correia, utilizando a fórmula apresentada na seção anterior. 6.4 Tensões aplicadas Para aplicação da fórmula proposta, é preciso obter a tensão real aplicada à correia. O termo tensão, utilizado neste trabalho, refere-se à força atuante na correia. Utilizamos deste termo devido ao fato de ser este de uso corrente entre os profissionais do ramo. As tensões na correia são de dois tipos:

Tensões de operação;

Tensões de partida ou frenagem. As tensões de operação são caracterizadas quando a correia está transportando, em fluxo contínuo e à sua capacidade nominal, entre os pontos de carregamento e de descarga. Deve ser distinguido, portanto, da operação temporária ou de picos que podem ocorrer. Dependendo da complexidade e do perfil do transportador, o cálculo destas tensões pode exigir uma análise mais aprofundada, que foge ao objetivo deste trabalho. Sendo assim, nos limitaremos, por hora, a apresentar de forma resumida as tensões principais e sua origem. Portanto, consideremos a figura 7 abaixo:

Figura 7 – Tensões atuantes no transportador

Neste transportador podemos identificar as seguintes tensões:

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Te = Tensão efetiva T1 = Tensão máxima no tambor de acionamento T2 = Tensão mínima no tambor de acionamento T3 = Tensão no tambor de retorno TENSÃO EFETIVA (Te) A tensão efetiva (ou tensão periférica) é a tensão requerida no tambor de acionamento para impulsionar a carga do transportador, ou retê-Ia nos regenerativos, e vencer todas as resistências (como guias, raspadores, etc) ao movimento, conforme norma NBR 8205. Determina-se a Tensão Efetiva (Te) em função da carga e das condições de transporte. TENSÃO MÁXIMA (T1) A tensão T1 refere-se à máxima tensão à qual a correia será submetida durante a operação e é o valor determinante para a especificação da correia. No exemplo da figura 7, trata-se de um transportador ascendente com acionamento no tambor de cabeça, que é o caso da grande maioria dos transportadores em operação. Nesta situação, a tensão máxima ocorrerá no ponto de entrada da correia no tambor de acionamento. A tensão máxima de operação (T1) deve ser menor que a Tensão Admissível da correia. Determina-se a tensão T1 em função de Te e T2, pela relação: T1 = Te + T2 A tensão máxima de partida (T1partida) ou de frenagem (T1frenagem) deve ser menor que 1,5 x Tensão Admissível da correia. TENSÕES DE PARTIDA E FRENAGEM As tensões de partida e frenagem, apesar de não acobertadas pela NBR 8205, são de fundamental importância no dimensionamento dos transportadores, pois nessa situação, são geradas tensões adicionais responsáveis pela partida e frenagem da correia. Essas tensões serão as necessárias para acelerar a massa total do transportador, considerando rolos, tambores, acoplamentos, redutor, motor, etc. 6.5 Comprovação da teoria apresentada Para análise prática da teoria desenvolvida, foram realizados ensaios destrutivos comprovando a sua total viabilidade. A figura 8, apresenta fotos de corpos de prova de correias onde foram simulados desgastes e rupturas parciais (transversal) e vazada nas lonas (detalhes), e em seguida os corpo de provas foram submetidas a

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ensaios de tração, apresentando rupturas em conformidade com o previsto pela fórmula apresentada neste trabalho.

Figura 8 – Corpos de prova, ensaios de tração

7. MELHORIA DE EMENDAS A FRIO

A emenda é um ponto vulnerável que pode comprometer toda a correia. O processo de colagem utilizado pela CVRD até o ano 2000, seguia as recomendações dos fabricantes, utilizando-se duas demãos de adesivo. A freqüência de recolagem chegava a 40% do total de emendas realizadas. No início de 2001 a CVRD alterou os procedimentos de emendas a frio, a partir de testes realizados em conjunto com um dos fornecedores, sendo a principal mudança a aplicação de uma terceira demão de adesivo. As mudanças introduzidas tiveram a eficiência atestada em laboratório, sendo o aumento de resistência de adesão obtido da ordem de 35%, após 120 minutos da aplicação. Após a mudança dos procedimentos, o índice de recolagem caiu para 10% do total de emendas executadas. A tabela 2 abaixo traz os resultados dos ensaios de adesão para emendas a frio.

ENSAIOS DE ADESÃO

Identificação da

Amostra Resultados (kgf/cm) -média

após 120 minutos

AM-1 5,01

AM-2 3,24 Tabela 2 – Resultados dos ensaios de adesão

Amostras: AM -1 = Corpo de prova preparado com 03 demãos de adesivo. AM -2 = Corpo de prova preparado com 02 demãos de adesivo.

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A tabela 3 traz o número de emendas realizadas e o número de recolagens no período.

QUANTIDADE DE EMENDAS/RECOLAGENS EXECUTADAS Ano No. de emendas No. de recolagens

2000 50 20

2001 50 5 Tabela 3 – Número de emendas e recolagens

8. NOVO PADRÃO DE FORNECIMENTO Transportadores de correia constituem-se na espinha dorsal de quase toda operação de manuseio de materiais em larga escala. Para que funcionem de forma adequada, com máximo rendimento e custos adequados, é fundamental que seja dispensado um tratamento diferenciado aos seus sistemas e componentes, desde a fase de projeto. A otimização dos pontos de transferência e dos próprios transportadores levou a CVRD a estabelecer um novo padrão de projeto que incorpora as inovações introduzidas. Este padrão tem por objetivo básico a proteção da correia transportadora contra danos de qualquer natureza. Os itens principais são listados a seguir.

Base auto-alinhante bi-apoiada para rolo de retorno A base auto-alinhante convencional, apoiada no sistema de giro central, apresentava quebras constantes em função do travamento do sistema de giro e do empeno das travessas, colocando em risco a correia. A montagem de dois rolos nas extremidades da parte móvel da base eliminou de vez este problema.

Figuras 9 e 10 – Foto de correia danificada devido ao suporte auto-alinhante e desenho do novo suporte.

SINERGIA

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Revestimento de chutes São comuns as ocorrências de avarias em correias transportadoras em conseqüência do desprendimento de chapas de desgaste metálicas, utilizadas como revestimento de chutes de transferência. A CVRD desenvolveu e patenteou placas de borracha, confeccionadas a partir de pneus usados de caminhões fora de estrada, que eliminaram problemas desta natureza (Figura 11). Outros benefícios obtidos foram: redução substancial do peso, redução do ruído, redução considerável dos custos e ganhos ambientais pela destinação dos pneus usados.

Figura 11 – Chute revestido com placas de pneus.

Guias laterais Utilização de guias laterais com geometria arredondada, a fim de reduzir o atrito com o correia, proporcionando também ganhos na eficiência de vedação. Alinhadores de roldana Utilização de alinhadores de alta-performance que utilizam roldanas de poliuretano para limitação do deslocamento axial das correias, evitando com isso danos às bordas. Dispositivos de detecção de rasgos Utilização de dispositivos de proteção on-line para detecção de cortes evitando a propagação deste pela correia. 9. TÉCNICAS ESPECIAIS DE COLETA E ANÁLISE DE VIBRAÇÕES EM MANCAIS DE TRANSPORTADORES Os danos causados às correias pelo travamento de componentes rotativos são, geralmente, de grandes proporções. As técnicas de análise de vibrações disponíveis

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para mancais de transportadores eram, até então, deficientes por não considerarem particularidades inerentes à este tipo de aplicação. Diante da inexistência de qualquer referência ao assunto na literatura especializada, a CVRD desenvolveu, através dos seus técnicos de preditiva, uma nova abordagem para o monitoramento de vibrações em mancais de transportadores de correia. Este estudo permitiu uma maior confiabilidade das análises e diagnósticos de presença e evolução de defeitos nos rolamentos destes mancais. Nestes tipos de mancais, a maior incidência de defeitos está relacionada ao desgaste das pistas de rolamento no sentido da carga (desprendimento metálico de material das pistas e dos elementos rolantes). Nesta condição, a freqüência natural do rolamento não é excitada de forma representativa, pois não há presença de fissuras e trincas na superfície interna de rolagem. O aumento da folga proporciona, no espectro, o aparecimento da freqüência da pista externa do rolamento com seus harmônicos, mas este fato não é suficiente para quantificar o defeito. Assim, numa análise de envelope (FFT), por exemplo, não se verificam parâmetros de rampa de crescimento do sinal devido à baixa energia de excitação (choques). Isto faz com que esta técnica não se mostre viável para tais diagnósticos. Este fenômeno fica bem evidenciado no espectro de “percentual de bandas constantes” (CPB) que demonstra baixa energia na região de alta freqüência (Figura 12). Já no auto-espectro da figura 13 (espectro em velocidade na região de baixa), há uma evolução contínua dos níveis de defeito com o aparecimento da freqüência da pista externa bem como aumento do “carpete”, permitindo com isto um adequado diagnóstico de defeito de desgaste das pistas e elementos rolantes. Figuras 12 e 13 – Espectros de vibração.

Outro fator importante refere-se ao ponto de coleta dos dados de vibração. A teoria indica que as medições para análise de vibrações devem dar-se num ponto próximo à

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“zona de carga“, na posição radial (Figura 14). Mais uma vez encontramos deficiências no método tradicional, o que nos levou a desenvolver novos padrões de medição. A experiência demonstrou que, em mancais de rolamento de transportadores, os melhores sinais de captação de energia das vibrações não se apresentam em pontos radias e nem no sentido de carga, mas em pontos axiais e contrários ao sentido de carga (Figura 14).

Figura 14 – Pontos de coleta.

A figura 15 exemplifica esta questão, pode-se comparar o espectro medido no sentido axial lado oposto à carga (linha superior) com o espectro medido no sentido radial lado da carga (linha inferior). No primeiro a freqüência da pista externa e seus harmônicos estão bem mais nítidos, com a amplitude bem maior, e 3,06 mm/s na freqüência fundamental. Na segunda observa-se a freqüência da pista com 0,13 mm/s, e uma “discrepância” do sinal, o que pode gerar um diagnóstico equivocado.

Figura 15 - Espectro em velocidade, de 3Hz a 200 Hz, em RMS.

SENTIDO DA

CARGA

APLICADA PONTO DE COLETA

CONVENCIONAL

NOVO PONTO DE

COLETA

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10. RESULTADOS Os resultados obtidos até aqui apontam para um aumento da vida econômica das correias transportadoras da ordem de 40%, com a introdução das técnicas e metodologias apresentadas neste trabalho. O gráfico seguinte demonstra os índices de desempenho calculados de acordo com as fórmulas apresentadas na seção 4. A comparação do 1º semestre de 2002 com o mesmo período do ano anterior revela uma melhoria substancial, tanto do índice operacional quanto do econômico.

Os gráficos seguintes demonstram a relação percentual de trocas de correias por motivo, ou seja, trocas por desgaste regular e irregular. Pode-se constatar uma redução drástica das trocas por desgaste irregular e por outro lado o aumento das trocas por desgaste regular, que chegaram bem próximo de 70% do total de correias trocadas em 2002, em metros.

TROCAS DE CORREIAS POR MOTIVO

JAN A JUN 2001

Regulares

41,6%

Irregulares

58,4%

TROCAS DE CORREIAS POR MOTIVO

JAN A JUN 2002

Regulares

69,8%

Irregulares

30,2%

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CONCLUSÃO

Este trabalho procurou resumir uma série de iniciativas da Companhia Vale do Rio Doce, através de seus técnicos, relacionadas à otimização dos sistemas de transportadores de correia. Os resultados obtidos demonstram claramente que os esforços foram bem sucedidos, contribuindo, sem dúvida, para os resultados atingidos pela empresa. Em linhas gerais podemos destacar alguns pontos: É imprescindível que a empresa tenha a manutenção como função estratégica, e

que seja dispensada a devida atenção à engenharia de desenvolvimento, buscando sempre novas soluções e mudança de paradigmas que conduzam a novos patamares de desempenho.

Os itens de reposição dos transportadores de correia estão entre os mais

representativos na indústria mineral em termos de custos. Somente as minas da CVRD em Itabira possuem mais de 60 km de correias, o que revela o grau de importância destes equipamentos para o complexo produtivo.

Postergar a troca de uma correia é uma decisão delicada, sem que hajam

contrapartidas bem fundamentadas as perdas podem ser irrecuperáveis. É preciso ter o “pé no chão”.

As técnicas e metodologias desenvolvidas mostraram-se bastante eficazes para o

cumprimento do objetivo maior que é o aumento da vida econômica das correias transportadoras e a conseqüente redução dos custos operacionais.

AGRADECIMENTOS Gostaríamos de registrar nossos agradecimentos a todos aqueles que contribuíram para os trabalhos apresentados, em particular:

Ao Joel Elias Nunes, pela sugestão e contribuição na elaboração do critério técnico para determinação do momento ótimo de troca das correias;

Ao Ronaldo Eurípedes, pela sugestão e desenvolvimento das placas de revestimento confeccionadas a partir de pneus usados;

Ao Marcelo Magalhães, pelo contribuição para melhoria das emendas a frio;

Ao Joel Elias Nunes, Rodrigo Anjos, Ronildo Folgado e Gustavo Fonseca pela contribuição do trabalho de monitoramento de vibrações;

Ao grupo de CCQ Sinergia, pelo desenvolvimento do suporte bi-apoiado; E finalmente ao Grupo de Trabalho de correias transportadoras, pela coordenação geral das atividades.

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BIBLIOGRAFIA

GAVI, Jones. Manual de inspeção e manutenção de correias transportadoras. CVRD/GEOPS, Vitória, 2001. DESSAUNE, Márcio B. Transportadores de correia: noções básicas. Apostila de treinamento, 1998. JURDZIAK, L. The conveyor belt wear index and its application in belts replacement policy. Proceedings of the ninth international symposium on mine planning and equipment selection, A. A. Balkema, Rotterdam, 2000. Manual Técnico de Correias Transportadoras, Mercúrio. São Paulo, 1999. SWINDERMAN, R. T. et al. Foundations: conveyor transfer points design and construction. Martin Enginnering Company, 1991.