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Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Curso de Engenharia Mecânica

Coordenação de Estágio

Relatório Final de Estágio – Engenharia Mecânica

Relatório das atividades desenvolvidas

Banca: Davi Fusão

Jhon Jairo Ramirez Behainne

Felipe Barreto Campelo Cruz

Realizado por:

Rodrigo de Geus Kruppa

982881

Ponta Grossa, 20 de junho de 2012

- O Termo de Aprovação assinado encontra-se na Coordenação do Curso -

TERMO DE APROVAÇÃO

do

ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO

por


A Defesa Final desse Estágio Curricular Obrigatório foi realizada em 29 de junho

de 2012 como requisito parcial para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia

Mecânica. O candidato foi arguido pela Banca Examinadora composta pelos

professores abaixo assinados. Após deliberação, a Banca Examinadora considerou o

estágio aprovado.

____________________________________

Prof. Dr. Eng. Davi Fusão Prof. Orientador

____________________________________ Prof. Dr. Eng. Felipe Barreto Campelo Cruz

Coordenador de Estágios do Curso de Engenharia Mecânica

____________________________________

Prof. Dr. Jhon Jairo Ramirez Behainne Membro Titular

____________________________________ Prof. Dr. Thiago Antonini Alves

Coordenador do Curso de Engenharia Mecânica UTFPR/Campus Ponta Grossa

Ministério da Educação

Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Ponta Grossa

Coordenação de Engenharia Mecânica

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Esquema das etapas de produção de papel ................................................................... 11

Figura 2 - Esquema de redução de rotação em turbogerador ........................................................ 12

Figura 3- Rotor da turbina ............................................................................................................. 13

Figura 4 - Detalhe das palhetas do rotor ........................................................................................ 13

Figura 5 - Trinca originada no pite e sua propagação ................................................................... 15

Figura 6 - Casa de máquinas.......................................................................................................... 17

Figura 7 - Salto Curucaca .............................................................................................................. 18

Figura 8 - Purgador do tipo bóia .................................................................................................... 19

Aluno: Rodrigo de Geus Kruppa Supervisor: Haltevir Pryzbeuka do Vale Coordenador: Davi Fusão

Sumário

1. Identificação .................................................................................................................. 4

2. Responsabilidade pelas Informações ............................................................................ 6

3. Introdução...................................................................................................................... 8

4. Descrição da Empresa ................................................................................................... 9

5. Descrição das Atividades Desenvolvidas no Estágio .................................................. 10

6. Dificuldades Encontradas ............................................................................................ 21

7. Áreas de Identificação com o Curso ........................................................................... 22

8. Resultados ................................................................................................................... 23

9. Conclusão .................................................................................................................... 24

4


1. Identificação

Neste tópico, serão apresentados os dados referentes ao aluno, à empresa, ao supervisor de

estágio e ao estágio.

DADOS DO ALUNO

Nome: Rodrigo de Geus Kruppa;

Registro acadêmico: 982881;

E-mail: [email protected] / [email protected];

Telefone: (42) 3621-4111;

Curso: Engenharia Mecânica;

Ano / Semestre de início do curso: 2008 / 1º;

DADOS DA EMPRESA

Nome: Santa Maria Cia. de Papel e Celulose;

Ramo de atividade: Papel;

Localização: BR-277 – Km 364. Caixa Postal 3022. Guarapuava – Paraná;

Telefone: (42) 3621-4000;

Página na internet: www.santamaria.ind.br;

5


DADOS DO SUPERVISOR DO ESTÁGIO

Nome: Haltevir Pryzbeuka do Vale;

Cargo: Coordenador de Manutenção Mecânica;

E-mail: [email protected];

Telefone: (42) 3621-4108;

DADOS DO ESTÁGIO

Setor: Manutenção Mecânica;

Matrícula: 18421;

Início das atividades: 16/01/2012;

Carga horária semanal: 40 horas;

Duração prevista: 6 meses;

Término das atividades: 29/06/2012;

6


2. Responsabilidade pelas Informações

Seguem os termos de responsabilidades do aluno e do supervisor, referente ao relatório das

atividades desenvolvidas no período de 16/01/2012 a 29/06/2012;

TERMO DE RESPONSABILIDADE DO ALUNO

Eu, Rodrigo de Geus Kruppa, assumo a responsabilidade pela veracidade das informações

contidas neste relatório de estágio, apresentado como requisito parcial para obtenção de grau no

curso de Engenharia Mecânica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Ponta

Grossa.

____________________________________


7


TERMO DE RESPONSABILIDADE DO SUPERVISOR

Eu, Haltevir Pryzbeuka do Vale, declaro ser verdadeiras as informações contidas neste

relatório de estágio, apresentado por Rodrigo de Geus Kruppa como requisito parcial para

obtenção de grau no curso de Engenharia Mecânica da Universidade Tecnológica Federal do

Paraná, Campus Ponta Grossa.

____________________________________

Haltevir Pryzbeuka do Vale

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3. Introdução

De acordo com o plano de estágio, o objetivo do estágio foi o auxílio na descrição técnica

de equipamentos e dispositivos, auxiliar no desenvolvimento de peças mecânicas e na montagem

de produtos, auxiliar na leitura e interpretação de desenhos técnicos e demais atividades

relacionadas ao curso.

Além do cumprimento das atividades previstas no plano de estágio, este estágio obrigatório

teve como objetivo o desenvolvimento do aluno ingressando-o no mercado de trabalho e

iniciando-o na carreira profissional. Foi possível ao aluno o acompanhamento dos trabalhos de

manutenção da organização, iniciando-se na descoberta da falha, passando pelo planejamento até

a execução, seguida do acompanhamento do trabalho realizado.

9


4. Descrição da Empresa

A Santa Maria Cia. de Papel e Celulose situada em Guarapuava, na região centro-oeste do

estado do Paraná, destaca-se como um importante grupo empresarial atuante nos segmentos de

papel, madeira, reflorestamento e energia.

Iniciou suas atividades em 1962 atuando no setor madeireiro. Posteriormente, na década de

70, iniciou as atividades no segmento de papel, colocando em funcionamento a primeira máquina

de papel em 1974, juntamente com uma usina hidrelétrica para suprir a necessidade de energia

requisitada pelo processo produtivo.

Ao final de 1982, a produção de papel foi ampliada através da segunda máquina de papel.

Com o objetivo de diversificar as atividades, foram adquiridas máquinas de produção de

formulários contínuos. Paralelamente, foi investido na construção de uma serraria e

beneficiamento de madeiras, atendendo o mercado externo.

Atualmente, a Santa Maria é respeitada em todo o Brasil e exterior pela fabricação de

papéis com qualidade superior, bem como a produção de papéis especiais, atendendo a

necessidade do cliente.

Consta em seu portfólio a produção de papel para impressão, tipos off-set e off-set laser,

papéis para escrever e papéis para embalagens.

No segmento de reflorestamento, a Reflorestadora São Manoel, detém uma vasta área de

reflorestamento de pinus em toda a região, produzindo toras com padrão de qualidade,

desenvolvimento sustentável e respeito ao meio ambiente.

O grupo possui uma divisão agrícola, denominada MLCV, que conta com a produção de

soja, milho e trigo, respeitada pela sua capacidade produtiva.

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5. Descrição das Atividades Desenvolvidas no Estágio

Nesta seção, serão descritas as atividades desenvolvidas. Cada atividade corresponde a um

sub-item.

APRENDIZADO SOBRE O PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL

A primeira atividade realizada foi acompanhar os coordenadores de produção de cada

máquina de papel na demonstração do processo de produção de papel, descrito a seguir.

A matéria-prima básica para fabricação do papel é a celulose. Esta matéria-prima é recebida

na indústria em placas contidas em fardos de 250 kg e é misturada com água em equipamentos

denominados desagregadores, com capacidade de cerca de 25 m3, que promovem a mistura e

desagregam as placas, formando uma massa celulósica.

Posteriormente, através do processo de refinação, a massa é cisalhada entre discos com

espaçamento bem pequeno, onde as fibras são quebradas.

O processo seguinte consiste na depuração, onde através de separadores centrífugos e

peneiras vibratórias, são retiradas impurezas e elementos estranhos. Nesta etapa, a massa está

pronta para ser bombeada para a máquina de papel.

A folha é formada na mesa plana, onde a caixa de entrada distribui a massa sobre uma tela

formadora. A quantidade de massa distribuída sobre a folha é que determina a gramatura do

papel. A tela percorre a mesa plana, onde gradativamente, é retirada a água através de caixas de

vácuo.

Na seção de prensagem, a folha formada é prensada sobre feltros que absorvem parte da

água da folha, que posteriormente, por vácuo, faz-se a retirada da água presente no feltro.

A secagem corresponde ao processo em que a folha passa através de cilindros os quais são

alimentados internamente com vapor saturado. Desta forma, a água presente no papel é

evaporada.

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A calandragem é o processo utilizado para regularização da espessura e da rugosidade do

papel.

Por fim, o papel é enrolado na enroladeira, onde se tira grandes bobinas de papel

denominado rolo-mãe, com aproximadamente, 3 toneladas. O processo final consiste no corte do

rolo-mãe em bobinas menores na rebobinadeira, de acordo com a especificação do cliente.

A Figura 1 apresenta, esquematicamente, algumas das etapas principais de fabricação de

papel.

Figura 1 - Esquema das etapas de produção de papel

Fonte: http://www.norskeskog.com

REVISÃO NO TURBOGERADOR

Turbogerador é um equipamento pelo qual é possível a geração de energia elétrica através

da energia cinética proveniente de uma turbina a vapor. A unidade foi instalada na fábrica em

2006 e possui capacidade de geração de energia de 6,4 MW.

A turbina possui 6 estágios e recebe vapor superaquecido com 42 kgf/cm2 de pressão e

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temperatura de 400 ºC. Por se tratar de uma unidade de cogeração, todo o vapor utilizado na

geração de energia é enviado para o processo de produção de papel. Para isso, a turbina é do tipo

contrapressão, onde a pressão de saída é de 5,6 kgf/cm2.

A turbina opera a, aproximadamente, 6000 rpm, acoplada a um redutor para redução da

rotação para 1800 rpm, sendo esta a rotação nominal do gerador. A Figura ilustra

esquematicamente um sistema de turbogeração acoplado por um redutor.

Figura 2 - Esquema de redução de rotação em turbogerador

Fonte: http://enadepucrs.uni5.net

Uma vez que a turbina nunca foi aberta para manutenção, foi aproveitado a parada do

conjunto, devido à uma falha no gerador, para revisar o conjunto da turbina.

Durante a revisão, foram verificados as folgas nos mancais, anéis de vedação de óleo,

buchas de labirinto, bomba de óleo e filtros de óleo.

Foram desmontados a tampa da carcaça, retirado o rotor e os diafragmas, sendo enviados

para a fábrica do equipamento para revisão e ajuste dimensional. A Figura apresenta o rotor de 6

estágios da turbina, durante a desmontagem.

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Figura 3- Rotor da turbina

Pela Figura 4 visualiza-se as palhetas do rotor com mais detalhes.

Figura 4 - Detalhe das palhetas do rotor

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Todo o trabalho de revisão foi acompanhado, de forma a manter o controle dos serviços que

se faziam necessários, bem como garantir as condições e equipamentos necessários para a

desmontagem.

Esta atividade foi de grande valia no sentido de conhecer profundamente os componentes

deste equipamento que foi estudado com grande afinco durante o curso, nas disciplinas de

máquinas de fluxo e geração de vapor.

INVESTIGAÇÃO DE FALHA EM TUBULAÇÃO

Periodicamente, é necessário a substituição da tela formadora, devido esta apresentar

desgastes. Uma vez que a tela não possui emendas, é necessário deslocar a mesa plana para que

se possa vestir a tela formadora sobre a mesa.

Para isto, há uma unidade hidráulica que realiza a operação de deslocamento da mesa.

Porém, durante a operação, a tubulação se rompeu, causando atrasos na produção.

Foi realizado uma investigação da falha da tubulação, junto ao laboratório de Ensaios de

Materiais na UTFPR, na qual, através da metalografia, constatou-se a presença de corrosão por

pites, uma vez que a tubulação de aço inoxidável é suscetível a este tipo de corrosão, causada por

cloro.

Através dos pites, originaram-se trincas que se propagaram através da espessura,

fragilizando todo o material causando a falha como pode ser visualizado pela Figura .

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Figura 5 - Trinca originada no pite e sua propagação

Foi sugerido algumas alternativas para que este evento não ocorra novamente, dentre elas a

aplicação de aço inoxidável com molibdênio o qual possui resistência superior à corrosão por

pites.

DIMINUIÇÃO DE ROLAMENTOS EM ESTOQUE

A Santa Maria possui um almoxarifado de manutenção, o qual conta com uma estrutura

organizada de estoque de materiais. Todos os materiais possuem controle de entrada e saída

através de um sistema informatizado e integrado com toda a planta. Neste almoxarifado existe um

recinto climatizado no qual ficam armazenados os rolamentos.

Devido ao elevado valor agregado e baixíssima rotatividade dos rolamentos grandes, aqui

considerados com 150 mm ou mais de diâmetro interno, houve a necessidade de reduzir o

estoque destes rolamentos.

Para isto, foi realizado o levantamento dos rolamentos grandes utilizados em máquinas e

proposto para que estes sejam retirados do estoque.

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Este trabalho foi possível devido a empresa contar com a manutenção preditiva, a qual

realiza análise de vibrações em grande parte da planta. Uma vez que rolamentos grandes

dificilmente sofrem falhas catastróficas é possível detectar quando inicia a falha neste rolamento,

sendo possível predizer qual será a durabilidade do rolamento em operação, permitindo assim,

requisitar o rolamento com o fornecedor.

INSTRUÇÕES DE TRABALHO

Instrução de trabalho é um documento que contém a descrição correta para realização de

uma atividade. Desta forma, é possível seguir um padrão de manutenção no equipamento,

garantindo que as ações necessárias para o bom funcionamento do mesmo sejam seguidas.

Foi utilizado como metodologia para inspecionar os cilindros secadores, responsáveis pela

secagem do papel, uma instrução de trabalho, a qual contempla as atividades que se fazem

necessárias para a correta inspeção do cilindro.

O cilindro é um vaso de pressão que recebe vapor saturado da caldeira, troca calor latente

com as paredes do cilindro e retorna para a caldeira como condensado. Para extrair o condensado

do interior do cilindro, é necessário um sifão estacionário ou rotativo, que através de uma união

rotativa, permita a retirada do condensado por vácuo ou diferencial de pressão.

Devido a dificuldade de inspeção contínua no sistema de extração do condensado, optou-se

por padronizar a inspeção através de uma instrução de trabalho, garantindo que todos os

componentes do conjunto sejam inspecionados corretamente, minimizando a ocorrência de

falhas.

Foram realizadas instrução de trabalho de inspeção dos cilindros secadores de ambas as

máquinas, bem como, padronizado o procedimento para revisão nas uniões rotativas.

VISITA A USINA HIDRELÉTRICA SALTO CURUCACA

A Santa Maria conta com 2 usinas hidrelétricas de pequeno porte, que suprem demanda

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energética da planta quando estão em capacidade máxima. Houve a oportunidade de

acompanhamento da Pequena Central Hidrelétrica Salto Curucaca, situada em Guarapuava, no rio

Jordão, cerca de 60 quilômetros do centro da cidade.

Esta unidade possui três turbinas tipo Francis com eixos na horizontal, e juntas possuem

capacidade de gerar 7 MW. As turbinas operam com altura manométrica de 55 m.c.a. e vazão de

7 m3/s cada uma. A Figura 6 mostra a casa de máquinas da usina.

Figura 6 - Casa de máquinas

A usina conta com uma barragem para acúmulo de água. Porém, a usina está

estrategicamente posicionada para aproveitar a energia potencial da água proveniente de uma

queda d’água natural, visualizada pela Figura .

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Figura 7 - Salto Curucaca

PROBLEMA EM PURGADOR

O purgador é um equipamento mecânico que tem como função retirar o condensado de uma

linha de vapor. Na linha de condensado do cilindro monolúcido, cilindro com 3,5 metros de

diâmetro que propicia elevado brilho no papel, há um purgador de bóia que não permitia a

passagem completa do condensado da linha, acumulando condensado no interior do cilindro

aumentando-se a carga do motor de acionamento, sendo-se necessário abrir uma válvula de dreno

para que o condensado escoe, porém, seu destino era o efluente e não a caldeira.

Foram feitas avaliações e testes na linha em com vários tipos de papel em máquina, pois

cada tipo e gramatura requer uma condição de secagem.

Através da curva do purgador, foi constatado que a purgador não foi dimensionado

corretamente para valores elevados de vazão de condensado, num determinado diferencial de

pressão. Há diversos orifícios de abertura que permitem a passagem de condensado, e o orifício

de abertura instalado não permite a vazão de condensado requerida. Desta forma, foi solicitado ao

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fabricante que realizasse a avaliação do purgador e adeque à necessidade. A Figura ilustra o

purgador utilizado.

Figura 8 - Purgador do tipo bóia

Fonte: www.bermo.com.br

ACOMPANHAMENTO DA MANUTENÇÃO PREDITIVA

A Santa Maria possui a manutenção preditiva, que tem o objetivo de detectar possíveis

falhas antes que estas venham a ocorrer. Este setor conta com dois inspetores, um para cada

máquina de papel, que tem por função realizar análise de vibração numa lista de equipamentos,

programados para avaliação de acordo com o roteiro semanal.

A equipe possui um aparelho do tipo analisador de frequências onde os dados dos

equipamentos da rota semanal são carregados e são realizados as leituras do nível de vibração do

equipamento. As leituras são armazenadas e assim é possível verificar o histórico do

equipamento.

As freqüências de vibração dos mancais de cada equipamento são analisadas num software

onde podem ser detectados vários defeitos em rolamento, tais como: falha na pista interna,

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externa, gaiola e elemento rolante. É possível verificar também o desbalanceamento,

desalinhamento e folga de acoplamentos, polias, engrenagens, etc.

O analisador de frequências permite realizar balanceamento em campo. Foi acompanhado o

balanceamento do rotor de um ventilador, pois foi detectado vibração com pico na frequência de

rotação.

Para realizar o balanceamento foi necessário o acelerômetro e um tacômetro, de modo a

indicar a massa de desbalanceamento e o ângulo de fase desta massa. O balanceamento foi

realizado colocando-se uma massa de mesma magnitude da massa desbalanceada, porém a 180º

dela, solucionando o problema.

LEVANTAMENTO DOS PONTOS DE LUBRIFICAÇÃO

Foi realizado um levantamento parcial dos pontos de lubrificação dos equipamentos e

componentes de cada máquina de papel. Cada ponto de lubrificação foi localizado na área e

descrito o equipamento que contém este ponto, a localização do ponto de lubrificação no

equipamento e o tipo de lubrificante.

Por exemplo, a bomba cujo TAG (etiqueta) é 350ABC-0025 (genérico) possui 2 pontos de

lubrificação por graxa, sendo um ponto na graxeira no LA (Lado Acoplado ou Acionamento) e

outro no LOA (Lado Oposto ao Acoplamento ou Acionamento).

Foi realizado o levantamento de 1500 pontos de lubrificação nas duas máquinas de papel,

sendo estes em rolos, bombas, mancais de cilindros, dentre outros.

CONTATO COM FORNECEDORES

Para desenvolvimento das atividades, foi necessário o contato constante com fornecedores e

prestadores de serviços. Foram solicitados cotações, orçamentos e propostas de serviços, de modo

a selecionar a melhor opção que atenda a necessidade da Santa Maria.

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6. Dificuldades Encontradas

Algumas dificuldades, em tomadas de decisão, devido à relativa insegurança, pois esta é a

primeira experiência profissional na indústria.

Várias tarefas requereram elevada responsabilidade, as quais dependiam de organização,

planejamento e foco no objetivo, dependendo de ferramentas e informações que não estavam

prontamente disponíveis, sendo necessário busca-las.

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7. Áreas de Identificação com o Curso

De um modo geral, as disciplinas como desenho técnico, máquinas de fluxo, geração de

vapor, elementos de máquinas, mecânica dos fluidos, soldagem, materiais de construção

mecânica, mecânica dos sólidos C, vibrações, gestão da manutenção e gestão da qualidade foram

utilizadas conceitualmente. Não foram desenvolvidos trabalhos específicos com alto grau de

aprofundamento.

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8. Resultados

Este estágio teve como resultado o crescimento profissional e pessoal, possibilitando a

aplicação dos conhecimentos adquiridos durante o curso e a possibilidade de obter conhecimento

sobre o processo produtivo do papel, como funciona a manutenção na prática e entender como

uma metodologia pode influenciar os resultados na indústria.

Com relação ao crescimento pessoal, devido ao convívio com todas as equipes, percebe-se

o quão importante é a comunicação e o trabalho em equipe, objetivando-se um resultado em

comum. O espírito de equipe dos colaboradores fez com que houvesse uma ajuda mútua,

permitindo assim o aprendizado.

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9. Conclusão

A Santa Maria possui uma equipe que promove o espírito de equipe e possibilita um

excelente aproveitamento do conhecimento de cada colaborador.

Conclui-se deste relatório que as atividades desenvolvidas contemplam o plano de estágio e

com os trabalhos realizados foi possível o engrandecimento profissional e inclusive pessoal,

ampliando a visão técnica e produtiva com crescimento do relacionamento pessoal.

modelo de relatório - gerec.ct.utfpr.edu.br · identificação neste tópico, serão apresentados...

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