aulas 12 a 13 - mecanismos de danos e an--lise de falhas em equipamentos

8/17/2019 AULAS 12 a 13 - Mecanismos de Danos e an--lise de Falhas Em Equipamentos

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Prof. MSc. Luiz Adeildo da Silva Júnior

Professor Assistente

Centro de Tecnologia e Geociências - Dearta!ento de "ngen#ariaMec$nica da%&P"

Mecanismos de Danos e Análise deFalhas em Equipamentos(ME581 - Tópicos Especiais em Tecnologia de Equipamentos 1)


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Mecanismos de Danos e Análise de

Falhas em Equipamentos(ME581 - Tópicos Especiais em Tecnologia de Equipamentos 1)

AULA 12


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• Prevenção de falhas:

• Tios de !anuten'(o )reditiva* reventiva e corretiva+• Cuidados na !ontage!• Planos de ,nse'(o e !anuten'(o

• Preserva'(o de euia!entos inativos )isola!ento* inertiza'(o* aueci!ento* aciona!ento+• "igências legais )/0-12* /0-13+


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"4%,PAM"/T5S ,/D%ST0,A,S )M"C6/,C5S " C500"LAT5S+ MA,S C5M%/S7

"ST8T,C5S7

- Vasos de pressão (acumuladores, separadores, torres, reatores, filtros, permutadores,aquecedores e resfriadores, esferas, geradores de vapor)

- Caldeiras (aquatubular e flamotubular)- ornos- !anques (atmosf"ricos e pressuri#ados, tetos fi$os ou flutuantes)- !ubulaç%es e &utos- 'istemas de Proteção Catdica e ndica (anodos ou corrente impressa)- V*lvulas (controle, bloqueio e proteção)- +quipamentos de ovimentação e +levação de Cargas (esteiras, pontes rolantes, guindastes)- !orres de esfriamento- +struturas tipo pipe-rac.s (met*lica ou concreto)

D,/6M,C5S7

- /ombas- Compressores- !urbinas- otores (el"tricos 0 combustão)

- +$austores, 1nsufladores e Ventiladores


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"9"MPL5S D" "4%,PAM"/T5S "ST8T,C5S7

V'2' + !3/3456+' /1C572 &+ !2+

+'+ 84PV94V34 P'V V94V34 &+ C2!24+


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!2+', C;13+' &+ !+!2 1?2 + 43!3!+


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22

C4&+1


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"9"MPL5S D" "4%,PAM"/T5S D,/6M,C5S7

C2P+''2 &+ 84P

+?3'!2 &+ 22

/2/ C+!=38

C2P+''2 &+ P32


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!3/1 1 C224+'

/2/ 4!+!1V


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C5MPL"9,DAD" D" %MA ,/STALA:;57

-4uantidade de euia!entos-Diversidade de euia!entos-Diversidade e tio de rodutos gerados-,dade e conserva'(o dos euia!entos e instala'


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>,DA T,L D5 "4%,PAM"/T5 " ,/STALA:@"S7

C%0>A DA BA/?",0A " C,CL5 D" >,DA7

- Confiabilidade " função da ta$a de falhas e quanto menor a confiabilidade maior o risco- 2 fim de vida do equipamento acontece quando h* perda de confiabilidade- s fases de vida indicam qual a melhor estrat"gia de manutenção e inspeção (corretiva,preditiva e preventiva)

taa defal#as

&ase de vida útil


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"9"MPL5S D" P05BL"MAS MA,S &0"4%"/T"S7

"M "4%,PAM"/T5S "ST8T,C5S7- &eformação el*stica e pl*stica e$cessivas- ratura fr*gil- &eformação a altas temperaturas (fluJncia)- adiga mecKnica (alto e bai$o ciclo) e fadiga t"rmica

- Corrosão atmosf"rica, corrosão sob tensão, corrosão-fadiga, corrosão-erosão, sob depsito- Vibração e$cessiva- quecimento e$cessivo locali#ado (falhas em isolamento, sobrecarga)- !rincas (principalmente de fadiga)

"M "4%,PAM"/T5S D,/6M,C5S7- Cavitação (bombas)- Vibração e$cessiva- Corrosão atmosf"rica, corrosão sob tensão, corrosão-fadiga, corrosão-erosão, sob depsito

- &esalinhamentos- &esgaste de partes mveis (rolamentos, ei$os, correias)- &esbalanceamento- +ntupimentos e engripamentos (perda de carga, quedas de pressão e va#ão)- quecimento e$cessivo locali#ado (por atrito, falhas em isolamento, sobrecarga)

- Problemas relacionados L instrumentação (sensores, indicadores de pressão e temperatura)


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M5/,T50A:;5 D" "4%,PAM"/T5S "ST8T,C5S7

T,P5S D" ,/SP":@"S P"0,D,CAS7

- 1nspeç%es e$ternas- 1nspeç%es internas (para equipamentos que permitem adentramento)B Para equipamentos

que não permitem adentramento pode-se utili#ar m"todo de inspeção intrusiva- !este hidrost*tico ou de estanqueidade (equipamentos que contenham fluidos)

"/SA,5S /;5-D"ST0%T,>5S7B 4Aquido PenetranteB PartAcula agn"ticaB +missão cMsticaB aio-? ou 8amagrafiaB 1dentificação de materiais (P1 ou !este por Ponto)B 3ltra-sonB P18 1nstrumentados (geom"tricos, inerciais)B Corrente Parasitas

B !ermografiaB VideoscopiaB 1nspeção VisualB edição de &ure#aB C

B 11'B +miss%es ugitivas


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M5/,T50A:;5 D" "4%,PAM"/T5S D,/6M,C5S7

T,P5S D" ,/SP":@"S P"0,D,CAS7

- 1nspeç%es e$ternas- 1nspeç%es internas

"/SA,5S /;5-D"ST0%T,>5S MA,S 0"AL,AD5S7

B 4Aquido Penetrante (verificação de trincas em ei$os e carcaças)B n*lise de Vibração (desbalanceamento, cavitação, desalinhamento)B +missão cMstica (desgaste de rolamentos, perda de carga por incrustraç%es)B aio-? ou 8amagrafia (verificação de trincas em ei$os)B !ermografia (verificar aquecimento por sobrecarga, atrito e$cessivo, falha isolamento)B Videoscopia (inspeção interna de partes não acessAveis mesmo com desmontagem)B 1nspeção VisualB linhamento (tico ou laser)

B /alanceamento (est*tico e dinKmico)B n*lise de Nleo (verificar desgaste e mau funcionamento)B !este de 1solamento +l"trico em motores


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Equipamentos Dinâmicos


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Equipamentos Dinâmicos

00/00/2012

Diversos:

Ventiladores;

Misturadores de tanques;Válvulas de Segurança e alívio;Pontes rolantes;Silos móveis;

Válvulas especiais;Motores elétricos;Entre outros.


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Máquinas de fluxo =>Analogia Coração

00/00/2012

Uma máquina de fluxo é análoga aocoração. Sua disponibilidade dependedos seguintes fatores:

• Sistema: veias e artérias rígidas, ouentupidas sobrecarregam o coração;

• Manutenção: deixar de fazer os examesperiódicos podem levar à falha

catastrófica repentina; uma intervençãomal feita pode ser um grande problema;

• Operação: trabalhar fora da faixaadequada com vida sedentária ou

esforço excessivo podem levar à falhaprematura e/ou catastrófica;

• Projeto: este Deus caprichou!• Construção e montagem: apesar do

bom projeto, não estamos livres de

problemas congênitos.


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"9"MPL5S D" "/SA,5S /;5-D"ST0%T,>5S "M "4%,PAM"/T5S "ST8T,C5S " D,/6M,C5S7

?

4!-'2 P

P1

&3+O

34!-'2 3!2!1O&2

!+281


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!+281

!+281

!+281

41;+!2 4'+


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/4C++!2 +'!9!1C2 V1&+2'C2P1

1'P+572 &1'!QC1 (2V)941'+ &+ V1/572


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&,/AL,DAD" DAS ,/T"0>"/:@"S71ntervenç%es de otina e grandes Paradas 2peracionais ob@etivam devolver Ls instalaç%es e equipamentosum nAvel de confiabilidade suficiente para operarem em segurança e produtividade por mais uma campanha(at" pr$ima intervenção programada)B


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"9"MPL5S D" CAS5S 5/D" ALG5 D"% "00AD57


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P0"S"0>A:;5 D" "4%,PAM"/T5S " ,/STALA:@"S 7

s aç%es abai$o podem ser reali#adas visando a preservação de equipamentos e instalaç%esdurante perAodo de estocagem ou de hibernação (perAodo de tempo da unidade inativa)B saç%es a serem tomadas vão depender das caracterAsticas dos equipamento ou instalaç%es edo meio0produto em contato com os mesmosB

,S5LAM"/T5

,/"0T,A:;5

P,/T%0A

L%B0,&,CA:;5

A4%"C,M"/T5

D"S%M,&,CA:;5

AC,5/AM"/T5


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AULA 13


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A/8L,S" D" &A?A " C5/&,AB,L,DAD"

2 processo de an*lise de falha " vital no dia-a-dia da manutenção, pois atrav"s dela "possAvel conhecer as causas raA#es das falhas e defeitos, trabalhar para a condição de quebra#ero e fornecer maior disponibilidade e confiabilidade dos ativosB

>uando a manutenção, atrav"s de seu pessoal ou em grupos multidisciplinares, utili#a asferramentas de an*lise de falhas, est* praticando a +ngenharia de anutençãoB

!oda falha necessariamente possui uma causa (origem) e uma solução, portanto nestametodologia são analisados todos os aspectos que influem no ativo, por e$emplo:

R 'erviços de manutenção anterioresSR ateriais utili#ados na manutençãoSR odo de operação do ativoSR ateriais utili#ados na produçãoS

R udanças no ambienteSR etcB


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metodologia elaborada pela +ngenharia de anutenção atrav"s de um Procedimento2peracional busca os seguintes benefAcios:

R n*lise e definição clara da falhaSR 3so da equipe para a solução das falhasSR 1dentificação das causas fundamentaisSR +laboração de planos de trabalho para bloqueio e correção das causas identificadasSR Verificação da efetividade dos planos de açãoS

R 3so de ferramentas au$iliares para solução e an*lise dos problemas tais como, 8r*ficos dePareto, /rainstorming, &iagrama de causa e efeito (1shi.aTa), entre outrosSR &efinição das medidas de prevenção contra o ressurgimento da causa e conseqUentementeda falhaSR Propiciar a melhoria contAnua dos Planos de anutençãoB

Para definição da necessidade de aplicação de an*lise de falhas, utili#a-se alguns parKmetros,entre eles:

R Criticidade do ativoSR iscos de segurançaSR iscos ambientaisSR 1ndisponibilidade dos ativosSR iscos a qualidade do produtoS

R eincidJncia da falhaB

5S5 S ;5


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&,L5S5&,AS D" MA/%T"/:;57

V*rias definiç%es podem ser encontradas na literatura, para a polAtica de anutenção

Produtiva !otal, conhecida nos meios onde se aplica pela sigla !P (!otal Productiveaintenance)B +ntre elas, tem-se que !P ":

+sforço elevado na implementação de uma cultura corporativa que busca a melhoria daeficiJncia dos sistemas produtivos, por meio da prevenção de todos os tipos de perdas,

atingindo assim o #ero acidente, #ero defeito e zero fal#as durante todo o ciclo de vida doseuia!entos, cobrindo todos os departamentos da empresa incluindo Produção,&esenvolvimento, ar.eting e dministração, requerendo o completo envolvimento desde aalta administração at" a frente de operação com as atividades de pequenos gruposB (1P,EWWE, pBD)

X&al#a zero ou ueEra zero das m*quinas ao lado do #ero defeito nos produtos e perda #erono processoY (Z1, DH[H, pref*cio)B

XCampanha que abrange a empresa inteira, com a participação de todo o corpo deempregados, para conseguir a utiliza'(o !=i!a dos euia!entos, utili#ando a filosofia dogerenciamento orientado para o equipamentoY (!Z;';1, DHH, pBG)B


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A An=lise de &al#a no conteto da ConfiaEilidade7

+ngenharia de anutenção atua na busca do desenvolvimento e implementação desoluç%es para manutenção, na logAstica correspondente, no desempenho da manutenção declasse mundial e no desenvolvimento de serviços globais e de satisfação do clienteB

+ngenharia de anutenção opera como engen#aria de !el#orias, atuando na melhoria

contAnua sustent*vel dos processos na empresa, trabalhando com metas, an*lise e coleta dedados, mostra de tendJncias, an*lise das melhorias, a@ustes em planos de manutençãocorretiva plane@ada, preventiva, preditiva e sensitiva, e em planos de melhorias e resultadosde monitoramentoB


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Manuten'(o Baseada na ConfiaEilidade )MBC+7

metodologia denominada Xanutenção /aseada na ConfiabilidadeY consiste em umaseqUJncia de estudos t"cnicos e operacionais, com o principal ob@etivo de podermosdefinir, de uma maneira estruturada e rastre*vel, a melhor estrat"gia das atividades demanutenção para todos os ativos relacionados com o processo produtivoB

a+ 5s !odos de fal#as7

manutenção " realmente gerenciada ao nAvel individual de cada modo de falhaB 2smodos de falha irão depender da situação especAfica para cada ativo analisadoB

E+ Defini'(o de fal#as7

XalhaY pode ser definida com a cessação da função requerida de um ativo ou aincapacidade de satisfa#er a um padrão de desempenho definidoB

c+ A defini'(o e a seFência do DoHnti!eI7

2 tempo de paralisação X&oTntimeY no conte$to da metodologia /C, significa o tempototal que o ativo estaria fora de serviço, em função de uma determinada falhaB


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2 ato de reunir-se no local da falha para sua an*lise imediata " chamado pelos @aponeses dePrincApio dos !rJs 8ens que significam ir ao local da ocorrJncia (8enba), observar o

equipamento (8enbutsu) e o fen\meno (8en@itsu)B essa reunião para an*lise da causa rai#da falha, devem estar presentes a anutenção, +ngenharia, Produção e quaisquer outraspessoas que possam contribuir para a an*liseB


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Manutenção

00/00/2012

Missão Anterior:Reestabelecer a condição original de operação de

equipamentos no menor prazo e no menor custo.

Missão Atual:Gerir os ativos de forma a maximizar a disponibilidade

das instalações, com o custo adequado erespeitando os aspectos de Segurança, Meio

Ambiente e Saúde.


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Manutenção Atual

00/00/2012

“A Manutenção existe para que não haja manutenção”.

Alan Kardec Pinto


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Estamos indo bem

00/00/2012

TMEF (Tempo Médio Entre Falhas):- Impactado pela qualidade da Engenharia de

Manutenção

- Impactado pela adequação do equipamento aoprocesso

- Impactado pelo zelo operacional

- Impactado pela confiabilidade das utilidades

IRSV (Índice de Resserviço):- Reflete diretamente a qualidade do serviço

prestado

E i d b


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Estamos indo bem

00/00/2012

TMPR (Tempo Médio Para Reparos):- Impactado pela qualidade do Planejamento de

Manutenção

- Impactado pelo cumprimento dos planos de

manutenção (preditiva e preventiva)- Impactado pelo cumprimento dos rodízios de

equipamentos

- Impactado pela estratégia de sobressalentes

PEQ (Perda por Equipamentos):- Impactado pelo cumprimento de planos

de manutenção

- Muito impactado pela qualidade darelação de equipamentos críticos.

E t t! i d M t ã


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Estrat!gias de Manutenção

00/00/2012

Manutenção Corretiva:Operar até a quebra do equipamento, realizando o

reparo após a indisponibilidade do mesmo.

Manutenção Preventiva:• Periódica: Realização de manutenção em períodos

de tempo pré-estabelecidos.

Manutenção Preditiva:• Preditiva: Realização de manutenção baseada na

condição dos equipamentos;

• Detectiva: Realização de atividades de identificaçãode falhas ocultas.

Manutenção Pró-Ativa:Busca a identificação das causas básicas promovendo aeliminação das mesmas através de implementação demelhorias no ativo.

"! i # diti %


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"!cnicas #rediti$as em %so

00/00/2012

Análise de vibração:Utilização de analisadores de vibração de acompanhamento e

diagnóstico de equipamentos dinâmicos.

A áli d &ib ã


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Análise de &ibração

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Equipamentos Alvo:

- Equipamentos rotativos: bombas, compressores, turbinas,

ventiladores, caixas de engrenagem, motores elétricos, etc.



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Modo de coleta de dados:Online: utilizados em equipamentos de maior criticidade.

Possuem sensores fixos instalados nos equipamentos queenviam informação para o software de análise da preditiva epara o sistema supervisório da operação na Casa deControle. Estes sistemas também podem gerar alarmes edesarmar o equipamento;

Offline: utilizados em todos os equipamentos sujeitos àmanutenção preditiva, inclusive naqueles monitoradosonline. O analista de vibração possui uma rota periódica na

qual ele avalia a vibração dos equipamentos.



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Ganhos:A análise de vibração permite identificar desvios do

comportamento vibratório da máquina antes que a falhaocorra.

Grande parte das vezes é possível impedir a falha. Como nocaso de pé manco, parafusos soltos, desalinhamento,desbalanceamento, desvios operacionais.

Outras vezes é possível retardar a progressão da falha, como nocaso de defeito inicial de rolamentos.

Nos casos onde o defeito já encontra-se instalado é possívelprever a evolução da falha, permitindo programar

antecipadamente a intervenção para reestabelecimento doequipamento.

Análise de 'leo


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Análise de 'leo

00/00/2012

Equipamentos com lubrificação forçada:O óleo de equipamentos de maior porte é enviado para análise emlaboratório, buscando identificar a degradação de suas propriedadeslubrificantes e identificação de indícios de desgastes do equipamento.

Equipamentos de pequeno porte:Os Equipamentos cuja lubrificação é realizada por banho, ou seja nãofaz parte do sistema de lubrificação por névoa, o óleo é analisado nolaboratório da própria refinaria buscando alteração de cor e presença de

água ou particulado que evidenciem o desgaste do equipamento e/ounecessidade de substituição do óleo.

Análise de óleo:

Utilização de analisadores deóleo no acompanhamento ediagnóstico de equipamentosdinâmicos.

(od)*io Analogia do Carro


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(od)*io + Analogia do Carro

00/00/2012

Rodízio de Equipamentos:• 2 equipamentos iguais, normalmente de

mesmas características e marcas:

• Se não for feito o rodízio, falhas ocultas

vão surgindo e acumulando. Depois demeses parado, é certo que haveráproblemas quando for necessário oequipamento.

• Se o equipamento principal estiverapresentando algum tipo de defeito, e odefeito do reserva for descoberto somenteneste momento, a Emergência estáconfigurada:

1. serviço mais caro;2. horas extras;

3. Quebra de programação;

4. Outros serviços deixam de ser feitos;

5. Efeito Cascata


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Um equipamento sujo, com vazamentos e improvisos édifícil de ter a disponibilidade garantida. A cultura de aceitar

a degradação dos equipamentos não deve ser permitida. Amanutenção e a operação são responsáveis pela culturaque construiremos e devem atuar de forma integrada paranão permitir que “sementes” de baixa qualidade seinstalem.

"eoria das ,anelas -uebradas


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"eoria das ,anelas -uebradas

00/00/2012

Cenário:

• 2 carro idênticos abandonados:• Bronx, New York

• Palo Alto, CA

• Bronx: vandalizado em poucas horas;

• Palo Alto: uma semana intacto;• Então foi quebrado um vidro

propositalmente do carro de Palo Alto;

• O carro foi, então, vandalizado.


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AULA 14

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