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Campo Grande 2017 RODRIGO FERREIRA A EVOLUÇÃO DA MANUTENÇÃO PREDITIVA EM COMPRESSORES VOLUMÉTRICOS: UMA REVISÃO

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Campo Grande 2017

RODRIGO FERREIRA

A EVOLUÇÃO DA MANUTENÇÃO PREDITIVA EM COMPRESSORES VOLUMÉTRICOS: UMA REVISÃO

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Campo Grande 2017

A EVOLUÇÃO DA MANUTENÇÃO PREDITIVA EM COMPRESSORES VOLUMÉTRICOS: UMA REVISÃO

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Centro Universitário Anhanguera de Campo Grande, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia Mecânica.

Orientadora: Roberta Yamashita

RODRIGO FERREIRA

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RODRIGO FERREIRA

A EVOLUÇÃO DA MANUTENÇÃO PREDITIVA EM COMPRESSORES

VOLUMÉTRICOS: UMA REVISÃO

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Centro Universitário Anhanguera de Campo Grande, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia Mecânica.

BANCA EXAMINADORA

Prof. (ª). Me. Breno Dutra de QEIROZ

Prof. (ª). Me. Luiz Fernando Souza Borges

Prof. (ª). Me. Valéria Sun Hwa Mazucato

Campo Grande, 08 de dezembro de 2017.

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À Deus dedico meu louvor maior,

pois tem sido tudo em minha vida. Se hoje

estou aqui, a concluir este trabalho, tudo

devo a ele, que nas horas mais difíceis

dessa caminhada ele esteve ao meu lado,

me tirou as pedras do caminho para que eu

não tropeçasse e me carregou no colo

quando o cansaço me consumia. Obrigado

pai pela minha vida!

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AGRADECIMENTOS

Aos meus Maiores inspiradores Maurílio Vicente Ferreira e Altair Perondi, que

sempre se esforçaram para que eu pudesse construir um futuro, dedicaram imenso

empenho na busca da minha profissionalização, afim de que alcançasse os meus

ideais.

A minha companheira Daiany, que pela dedicação e paciência nos momentos de

maiores dificuldades, espero, que se assim Deus nos conceder, poder partilharmos

muitos momentos felizes como este.

A minha mãe Joana Dar’c e ao meu pai Firmo Couto, que nesta caminhada me

possibilitaram e me mostraram o caminho assertivo a seguir, me subsidiaram a ater

de conceitos como o caráter que levarei para o futuro de meus filhos.

A todos os meus professores que para mim foram meus mestres do curso de

engenharia, pela inestimável sabedoria, cujos valorosos ensinamentos tornaram

possível a concretização deste trabalho.

A toda minha família, amigos e colegas que partilharam deste sonho e

colaboraram para que eu pudesse superar obstáculos. O meu eterno agradecimento.

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FERREIRA, Rodrigo. A Evolução da Manutenção Preditiva em Compressores Volumétricos: Uma Revisão: Ano de Realização 2017. 43 folhas. Trabalho de Conclusão de Curso Bacharelado em Engenharia Mecânica – Centro Universitário Anhanguera, Campo Grande MS, 2017.

RESUMO

A presente pesquisa visou demonstrar a evolução da manutenção preditiva em compressores volumétricos em face do grande processo que a indústria tecnológica demandou durante as décadas. Evidenciou a ascensão da manutenção preditiva em relação a década de 1930, apontando a razões que perfizeram indústrias buscarem novas funções estratégicas de manutenção, sendo abordado a reais necessidades do meio industrial. Com a carência de profissionais e técnicas que atendesse a demanda desenfreada da industrialização, a indústria se viu diante do desafio de buscar novas tecnologias de aperfeiçoamento, com a instituição procedimentos modelagens de manutenção que atendesse um mercado que exigiu produtividade e eficiência nos processos mecanizados. No brasil a grande propulsão da industrialização se teve em meados de 1930 a 1945, na qual os investimentos em infraestruturas das fábricas ganharam novos moldes, fazendo com que a manutenção aos equipamentos mecanizados como compressores despendesse de maiores rendimentos mecânicos. Tornou-se então evidente a necessidade de mudança cultural de paradigma nos pilares de manutenção que são desempenhados em operação de equipamentos mecanizados. Esta revisão apontou as diferentes modalidades de manutenção em equipamentos rotativos na qual a ênfase foi se tratar da melhores práticas, metodologias de multiparâmetros, técnicas de planejamentos e controle de manutenção com objetivo de demonstrar através da evolução tecnológica que a ciências e estudos físicos dentro da área da engenharia esteve sempre presente, para que hoje diante de um mercado exigente de produtividade nos processos industriais a manutenção preditiva teve papel principal de promover confiabilidade, disponibilidade e manutenabilidade em máquinas de ciclos periódicos.

Palavras-chave: Manutenção; Compressores; Preditiva; Confiabilidade;

Disponibilidade.

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FERREIRA, Rodrigo. The Evolution of Predictive Maintenance in Volumetric Compressors: A Review: Ano de Realização 2017. 43 folhas. Trabalho de Conclusão de Curso Bacharelado em Engenharia Mecânica – Centro Universitário Anhanguera, Campo Grande MS, 2017.

ABSTRACT

The present research aimed to demonstrate the evolution of predictive maintenance in volumetric compressors in the face of the great process that the technological industry demanded during the decades. It evidenced the rise of predictive maintenance in relation to the 1930s, pointing to reasons that led industries to seek new strategic maintenance functions, being addressed to the real needs of the industrial environment. With the lack of professionals and techniques that met the unrestrained demand of industrialization, the industry was faced with the challenge of seeking new technologies for improvement, with the institution modeling procedures of maintenance that served a market that demanded productivity and efficiency in the mechanized processes. In Brazil the great propulsion of industrialization took place in the middle of 1930 to 1945, in which the investments in infrastructures of the factories gained new molds, making the maintenance to the equipment mechanized as compressors to spend of greater mechanical yields. It became clear that there is a need for cultural paradigm shift in the maintenance pillars that are performed in the operation of mechanized equipment. This review pointed to the different maintenance modalities in rotary equipment in which the emphasis was on best practices, multiparameter methodologies, planning techniques and maintenance control with the objective of demonstrating through the technological evolution that the sciences and physical studies within the area of engineering has always been present, so that today before a demanding market of productivity in industrial processes the predictive maintenance had a main role of promoting reliability, availability and maintenance in machines of periodic cycles.

Key-words: Maintenance; Compressors; Predictive; Reliability; Availability.

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LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 – Mudança de Paradigma na Manutenção ............................................... 17

Figura 2 – Evolução da manutenção com o passar dos Anos ................................ 19

Figura 3 – Dos tipos de Compressores .................................................................. 29

Figura 4 – Das simbologias dos compressores ..................................................... 30

Figura 5 – Diagrama de Seleção compressores .................................................... 31

Figura 6 – Fatores de bloqueio para a Qualidade .................................................. 39

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LISTA DE QUADROS

Quadro 1 – Técnicas Preditivas separadas por classes de Equipamentos rotativos

................................................................................................................................ 35

Quadro 2 – Técnicas Preditivas separadas por classes de Equipamentos

estacionários .............................................................................................................36

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LISTA DE LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

ABRAMAM Associação Brasileira de Manutenção e de Gestão de Ativos

NBR Norma Brasileira Regulamentadora

PCM Planejamento e Controle da Manutenção

MCC Manutenção Centrada na Confiabilidade

Atm Pressão Atmosférica

Bar Unidade de Pressão

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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO ............................................................................................. 11

1 ADVENTO HISTÓRICO DE CONFIABLIDADE E CONCEITOS DE

METODOLOGIA EM MANUTENÇÃO PREDITIVA ................................................ 14

1.1 CONFIABILIDADE E SEUS CONCEITOS BÁSICOS ......................... 14

1.2 O PROGRESSO NAS TÉCNICAS DE MANUTENÇÃO EM FACE DA

DISPONIBILIDADE E CONFIABILIDADE ............................................................... 17

1.3 BREVE HISTÓRICO DE COMPRESSORES ..................................... 20

2 AS INFERÊNCIAS E CONCEITUAÇÃO DE FENÔMENO FÍSICOS EM

DETRIMENTO COM CONFIABILIDADE DE COMPRESSORES ............................ 22

2.1 AS OPERAÇÕES DA MANUTENÇÃO PERANTE NECESSIDADES DE

UM PROCESSO PRODUTIVO ............................................................................... 22

2.2 INFLUÊNCIAS DOS CONCEITOS TEÓRICOS EM FACES DA

MANUTENÇÃO PREDITIVA ................................................................................... 24

2.3 A APLICAÇÃO E IMPORTÂNCIA DO CONCEITO DO AR

COMPRIMIDO EM FACE DOS COMPRESSORES ................................................ 27

2.3.1 DOS MODELOS DE COMPRESSORES .......................................... 29

3 ASCENÇÃO EM TECNOLOGIAS E NOVAS PERFORMANCES ...... 33

3.1 QUANTO AOS PLANOS DE MANUTENÇÕES PREVENTIVA E

PREDITIVAS ........................................................................................................... 33

3.2 TÉCNICAS DE MANUTENÇÕES PREVENTIVA E PREDITIVAS QUE

INFEREM A DISPONIBILIDADE DO FUNCIONAMENTOS DOS COMPRESSORES

................................................................................................................................. 33

3.3 ESTRATÉGIAS PARA DEFINIÇÃO DE MANUTENÇÃO PREDITIVA EM

COMPRESSORES ................................................................................................. 37

CONSIDERAÇÕES FINAIS.............................................................................41

REFERÊNCIAS...............................................................................................43

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INTRODUÇÃO

A manutenção preditiva é uma técnica estratégica que tem sido a solução em

produtividade no mercado empresarial nos últimos anos, com posicionamento mais

efetivo e especializado, essa metodologia se mostra imprescindível para os tempos

em que necessitamos de medidas tecnológicas de alta precisão, eficazes ao ponto de

transformar visão e transcender a inferência de grandes empresários, no que tange a

influência de aumentar investimentos aos departamentos de grandes indústrias.

Atualmente o Brasil tem passado por uma reciclagem tecnológica, na qual a

predição tem como objetivo principal o meio de criação matricial de faixas de

frequências e de geometrias atinentes ao pleno funcionamento de equipamentos

mecanizados. Com uma razão detalhada dependente da indução, incluindo

mecanismos aperfeiçoados de precisão ao logo dos anos, e sobre esse pressuposto

passa a dar-lhe expressão ao ciclo, esse processo criativo que tem a ideia de dar ao

curso o fim de levantar o prognóstico correto e ação necessária de manutenção.

O conceito de multiparâmetros, tende a formar os procedimentos adequados,

adoções de princípios e condições necessárias as aplicações e inclusão de

metodologias aplicáveis na área de engenharia de manutenção industrial, tornando

cada vez mais eficazes as manutenções preditivas. Com a exploração das técnicas

atinentes a atingir uma melhor performance e um alto controle da produtividade, os

métodos científicos obtiveram uma amplitude ao longo da evolução industrial, tendo

como princípio sistematizar procedimentos padronizados de forma a manifestar

sucessos de forma propulsora e visível economicamente, refletindo a satisfação de

fazer investimentos nessas práticas.

Com o objetivo de substituir métodos corretivos e de falhas mecânicas, foram

moldados procedimentos nos estados subjetivos, científico físico e através das obras

clássicas, formando estados objetivos, definindo ações técnicas precisas as causas

dos eventos, imprimindo de forma a nortear a uma taxa de variação de estados

microscópicos das dimensões que constituem a investigação dos problemas

mecânicos. Os componentes integrantes de compressores volumétricos sofrem

movimentos periódicos, nas quais se encaixa uma gama de progressão em estudos

sobre as propriedades físicas, propriedades térmicas da matéria, dinâmica do

movimento de rotação, a ótica geométrica do material, assim como a sua resistência

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mecânica. Todas essas interpretações podem construir uma ótica microscópica da

importância da manutenção preditiva.

Perante esses apontamentos, o trabalho propõe como objetivo geral

compreender prognósticos de manutenção, metodologias para monitoramento de

compressores alternativos e rotativos, utilizando conceitos de multiparâmetros,

permitindo diagnósticos precisos, controlando assim variáveis mecânicas, tornando

os equipamentos mais eficientes e com maior desempenho e confiabilidade.

Outrossim esta revisão bibliográfica tem como propósito, demonstrar sob o

mesmo ponto de vista geral através da literatura, parâmetros mínimos de operações

importantes para assegurar confiabilidade no funcionamento de compressores

volumétricos, caracterizar fenômenos físicos que atue isoladamente ou em conjunto,

em compressores, a fim de predizer o tempo de vida útil dos componentes e peças

dos equipamentos, tendo como consequência perdas de eficiência, desempenho e

riscos a integridade do equipamento e conceituar a evolução dos métodos utilizados

e os equipamentos necessários que aumentaram a eficácia e confiabilidade em

manutenção preventiva.

Este trabalho foi desenvolvido através de uma pesquisa bibliográfica, com base

em artigos científicos e acadêmicos, livros e literaturas, autores consagrados na área

da engenharia e de áreas específicas do objetivo escolhido, monografias acadêmicas

e pesquisas em biblioteca virtual.

Pretende-se expor as principais técnicas e apresentar prognósticos de

manutenção, metodologias para monitoramento de compressores alternativos e

rotativos, utilizando conceitos de multiparâmetros, permitindo diagnósticos precisos,

controlando assim variáveis mecânicas, tornando os equipamentos mais eficientes e

com maior desempenho e maior confiabilidade.

Apresentar neste trabalho definições básicas para a compreensão de que uma

manutenção preditiva deve indicar conjunções reais de desempenho de compressores

volumétricos e que indicam o seu real desgaste ou processo de deterioração e

predizer o tempo de vida útil dos componentes das máquinas e equipamentos, para

que o tempo de vida útil seja bem aproveitado.

O propósito é analisar as metodologias e tecnologias no ramo da manutenção

preditiva, inferindo que, quanto mais corretamente caracterizada estiverem os

fenômenos físicos, mais econômico fica a manutenção, aumentando assim a

produtividade e desempenho dos equipamentos e minimizando custo energético.

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Ressalta-se que tem sido atualmente fonte de muitos estudos, as alternativas

para baixar os custos da energia elétrica consumida desses equipamentos, o que

reflete diretamente com a sustentabilidade.

Desta maneira, será possível demonstrar que um programa efetivo de

manutenção preditiva, resulta em benfeitorias nas questões energéticas, econômicas

e de sustentabilidade.

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1 ADVENTO HISTÓRICO DE CONFIABLIDADE E CONCEITOS DE

METODOLOGIA EM MANUTENÇÃO PREDITIVA

1.1 CONFIABILIDADE E SEUS CONCEITOS BÁSICOS

No cenário atual onde há muitas mudanças tecnológicas, as indústrias estão

buscando novos métodos de aperfeiçoamento técnico e gestão em suas

manutenções, para se manterem mais produtivas em um mercado cada vez mais

competitivo e ao mesmo tempo buscando qualidade e baixo custo.

Tendo que buscar a qualidade de produção e mantendo uma maior

produtividade, os equipamentos e máquinas mecanizadas e automatizadas estão

sendo o foco de várias indústrias para garantir maiores e melhores produções com

baixo custo. Tanto as máquinas ou processos industriais devem atender a solicitações

de produções desejadas, se as mesmas obtiverem as a intervenções de manutenções

corretas.

Conforme ressaltado por Xenos (2004, p. 46):

Nossa sociedade tem despendido dos produtos e serviços gerados por

processos cada vez mais mecanizados e automatizados. Este fenômeno pode ser observado em praticamente todos os ramos de atividades, em que o trabalho humano tem sido gradualmente substituído pelo trabalho das máquinas. A produção mecanizada tem garantido maior produtividade e competitividade, permitindo produzir melhores produtos, em grandes volumes e custos reduzidos.

Com o efeito, de uma melhor produtividade, a manutenção em equipamentos

industriais deve ser ordenada de tal forma que os equipamentos só passam ter

paradas de formas programadas. E que a inadequada manutenção possa implicar em

perdas de clientes, além de afetar a qualidade do produto final, no comércio atual o

mantenimento em insumos é o método estratégico, devendo ser eficientes em termos

de disponibilidade, confiabilidade, custo e qualidade (KARDEC; NASCIF, 2009).

De acordo com Flogliatto e Ribeiro (2009, p.5):

Os conceitos de confiabilidade e qualidade são frequentemente confundidos

entre si. A principal diferença entre esses dois conceitos é que a confiabilidade incorpora a passagem do tempo; o mesmo não ocorre com a qualidade, que consiste em uma descrição de um item.

Os conceitos de qualidade e confiabilidade se inter-relacionam no projeto de manufatura de produtos e em sua posterior utilização. A definição de qualidade pode ser dividida em duas partes. Primeiro, qualidade está associada a capacidade de projetar produtos que se incorporem características e atributos otimizados para atender a necessidades dos usuários; algumas características podem ser qualitativas, relacionadas a

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aspectos estéticos, por exemplo, ao passo que outras são especificadas como características quantitativas de desempenho.

“A confiabilidade é a probabilidade de um item desempenhar uma função

requerida sob condições definidas de uso durante um intervalo de um determinado

tempo estabelecido. ” (KARDEC; NASCIF,2009, p.105).

“Dessa forma os principais conceitos associados à confiabilidade se destacam,

qualidade, disponibilidade, mantenabilidade, segurança e confiança. ” (FLOGLIATTO

E RIBEIRO, 2009, p.6,7).

Em um conjunto de metodologias aplicáveis para o bom desenvolvimento a que

mais se destaca é a análise possibilista do risco/falha de um produto ou sistema que

determina a perspectiva essencial da chamada ANÁLISE DE CONFIABILIDADE

(LAFRAIA, 2001).

Com o intuito de definir os termos, a Associação Brasileira de Normas Técnicas

(ABNT), dispõe:

Confiabilidade é a capacidade de um item desempenhar uma função

requerida sob condições especificadas, durante um dado intervalo de tempo.

Manutenabilidade é a capacidade de um item ser mantido ou recolocado em condições de executar suas funções requeridas, sob condições de uso especificadas, quando a manutenção é executada sob condições determinadas e mediante procedimentos e meios prescritos (NBR 5462, 1994, p.3, grifo nosso).

A preservação vantajosa pode ser conceituada como o mais correto emprego

de diversas técnicas de manutenção, tencionado a aperfeiçoar as condições

econômicas da produtividade, assegurando o mais adequado aproveitamento do

rendimento dos equipamentos como compressores volumétricos e equipamentos que

discorrem de desgaste mecânicos devido suas funcionalidades (XENOS, 2004).

Nesse contexto, a referida Norma Brasileira Regulamentadora (NBR), preceitua

que a manutenção controlada/manutenção preditiva é a:

Manutenção que permite garantir uma qualidade de serviço desejada, com base na aplicação sistemática de técnicas de análise, utilizando-se de meios de supervisão centralizados ou de amostragens, para reduzir ao mínimo a manutenção preventiva e diminuir a manutenção corretiva (NBR 5462, 1994, p. 7).

O crescimento da automação e da mecanização passou a indicar que

confiabilidade e disponibilidade se tornaram pontos-chave em setores tão distintos

quanto saúde, processamento de dados, telecomunicações e gerenciamento de

edificações. Maior automação também significa que falhas cada vez mais frequentes

afetam nossa capacidade de manter padrões de qualidades estabelecidos, isso se

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aplica tanto aos padrões do serviço quanto à qualidade do produto (KARDEC;

NASCIF, 2009).

Em face da gestão da confiabilidade Flogliatto e Ribeiro (2009, p.8):

Um programa integrado de confiabilidade compreende o estabelecimento de práticas e procedimentos para gerir a confiabilidade nas seguintes fases da vida de um produto: (i) projeto e desenvolvimento, (ii) manufatura e instalações, (iii) operação e manutenção e (iv) descarte, quando encerra a vida operacional do produto. A gestão da confiabilidade demanda a existência de um programa de confiabilidade e definição das tarefas e elementos desses programas. Um programa de confiabilidade define a estrutura organizacional, responsabilidades, procedimentos, processos e recursos utilizados na gestão da confiabilidade.

A evolução das técnicas de manutenção tem origem no período da Segunda

Guerra Mundial. Naquela época a maioria dos equipamentos eram simples e muito

deles eram super mensurados apontando simplicidade de reparo, não se

considerando qualquer relevância prevenção das falhas, uma vez que uma vez que a

estratégia de manutenção era considerada um restauro após a defeito. No Brasil, com

a verdadeira abertura dos portos na década de 1990, a indústria pátria, apresentou

necessidade em procurar em sua totalidade melhor qualidade em seus serviços e

produtos, associada a um custo produtivo capaz de proporcionar disputa do produto

nacional (VIANA, 2013, p. 2).

Com o crescimento de equipamentos mecanizados a manutenção admite

transformações, Kardec e Nascif (2009, p.28):

A primeira mudança ocorre quando se passa da preventiva para a preditiva, ou seja, quando no lugar de se parar o equipamento baseado apenas no tempo, ele é mantido operando até um limite preestabecido com base em parâmetros que podem ser acompanhados (vibração, temperatura etc.) compatibilizando a necessidade de intervenção com a produção. A segunda mudança ocorre quando se passa a adotar a engenharia de manutenção, ou seja, não basta ter uma boa manutenção do equipamento/sistema, mas sim, ter equipamentos/sistemas que tenham a disponibilidade de que a empresa necessita parra atender o mercado, atender o CLIENTE, razão de ser da existência da empresa e da manutenção.

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Figura 1 – Mudança de Paradigma na Manutenção

Fonte: Kardec e Nascif (2009, p. 29).

No caso da figura acima temos exemplos sobre a evolução de manutenção em

razão das melhores técnicas inseridas, com isso nota-se um aperfeiçoamento

contínuo de resultados positivos trilhados pela otimização de manutenções aplicadas,

motivado pelas melhores performances e resultados de produtividades (KARDEC;

NASCIF, 2009).

1.2 O PROGRESSO NAS TÉCNICAS DE MANUTENÇÃO EM FACE DA

DISPONIBILIDADE E CONFIABILIDADE

Com o surgimento da revolução industrial no final do século XVIII, a

comunidade humana começou a ampliar a capacidade de produção de bens de

consumo, a manutenção industrial desponta com as necessidades de melhores

técnicas mediantes pressões e dificuldades encontradas pelas exigências de se ter

melhores disponibilidades dos equipamentos no setor industrial, para se obter maiores

produtividades.

Segundo Kardec e Nascif (2009, p. 140):

Se definirmos que Manutenção é a garantia de que os itens físicos continuem a cumprir as funções desejadas, a Manutenção Centrada na Confiabilidade é um processo usado para determinar os requisitos de manutenção de qualquer item físico no seu contexto operacional. Manutenção Centrada na

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Confiabilidade (em inglês Reliability Centered Maintenance – RCM) é uma metodologia que estuda um equipamento ou um sistema em detalhes, analisa como ele pode falhar e define a melhor forma de fazer a manutenção de modo a prevenir a falha ou minimizar as perdas decorrentes falhas.

No contexto de manutenção abordados até aqui podemos notar que durante

décadas tivemos a primeira geração na qual sua manutenção era pautada no conserta

quando há a quebra do equipamento, tivemos a segunda geração que já possível

notar um salto em tarefas de manutenção devidos a implantação de planejamento e

controles da manutenção e nessa geração houve um grande fator de implantação de

grandes computadores no entanto lentos, já nas décadas de 80 e 90 houve a terceira

geração, que a manutenção expandiu de forma otimizar o processo mecanizado no

qual a manutenção foi realizada por novos ritmos, ou seja manutenção pautada em

monitoração de condições de trabalhos de equipamentos, com isso foi se desenhando

uma manutenção com interesse em confiabilidade e manutenabilidade, na análise de

riscos, os sistemas de monitoramento diferentes da segunda geração que eram

robustos e lentos, nessa época passou a ser compactos e rápidos com interfaces de

multitarefas através de sistemas inteligentes (MOUBRAY, 1997, p.3).

A fundamentação da manutenção industrial nos permite desenvolver uma

percepção para análise crítica da qualidade com bases em metodologias avançadas

para os equipamentos mecanizados como compressores volumétricos, como

manutenção centrada na confiabilidade, permite desenvolver o pensamento enxuto

com a visão de antecipar a problemas mecânicos e a cultura da prevenção de falhas

mecânicas (KARDEC; NASCIF, 2009, p.61).

De acordo com Viana (2013, p. 4):

O impacto do Planejamento e Controle da Manutenção para a saúde de uma

empresa é primordial, pois seria impossível um atleta competir com chances de vitória, se o seu organismo estivesse desabilitado. A manutenção industrial cuida dos intramuros de uma companhia e o PCM a organiza e a melhora; se este for eficiente, a companhia terá saúde financeira para existir e colocar seus produtos no mercado, com qualidade superior e preço competitivo.

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Figura 2 – Evolução da manutenção com o passar dos Anos

Fonte: Kardec e Nascif (2009, p. 5)

A figura acima retrata o decurso do passar dos séculos, de maneira que,

durante a esta transformação foi possível, visualizar as mudanças de paradigmas

relacionados a manutenção. Com a necessidade desenfreada de obter maiores

produtividades nos equipamentos, muitos estudos analíticos e análises científicas

perfizeram a criação de modelos organizacionais e estratégicos que foram aplicados

e relacionados ao homem e ao equipamento, desta forma é possível notar que

características técnicas implementadas no ato de realizar as manutenções e atuação

do operador de forma planejada a seguir um cronograma de realizações de

manutenções em tempos corretos, minimizando as falhas prematuras que havia nos

equipamentos, dispôs de atenção do ponto de vista de que houve um desempenho

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maior nas operações dos equipamentos, tornando cada vez mais uma consolidação

da disponibilidade, da confiabilidade e da manutenibilidade (KARDEC; NASCIF,

2009).

1.3 BREVE HISTÓRICO DE COMPRESSORES

Acerca de três mil anos A.C., quando o homem iniciou os trabalhos com metais

houve se a necessidade de atingir temperaturas elevadas, superiores a 1000°C, para

isso foi fundamental implementar alta combustão. Nessa época havia a utilização por

egípcios tubos rústicos de cerâmica para intensificar as chamas. Com o surgimento

do fole manual introduzido por volta de 1500 A.C., compressores esses rudimentares,

manuseados manualmente, pelos pés, por animais ou por meios de rodas d’água. Em

1762 John Smeaton introduziu um invento que se tratava de um equipamento dotado

de cilindros e pistão de ferro fundido iniciando uns dos primeiros processos de

mecanização de compressores acionados por meios rudimentares de roda d’água

(VIANA et al., 2012, p. 237).

Os compressores ao logo da história evoluiu acompanhando as máquinas a

vapores, seguidamente de motores de combustão interna, época que os

compressores alternativos dominaram. Depois disso, na época das duas grandes

guerras mundiais, houve-se o surgimento dos primeiros compressores dinâmicos. Nos

dias de hoje devido a desenfreada mudança tecnológica o aperfeiçoamento e a

difusão dos compressores rotativos de parafuso tiveram um grande avanço (VIANA et

al., 2012, p. 238).

De acordo com Viana et al., (2012, p. 239)

Os ventiladores e os compressores são enquadrados como máquinas de

fluxos geradoras de escoamento compressível. Elas poder ser contínuas como os turbos compressores ou intermitentes como as máquinas de pistões. Os ventiladores são equipamentos cujo objetivo é apenas promover o escoamento de um gás. As elevações de pressão são da ordem de 0,1 atm., o suficiente para vencer as perdas de carga do sistema de distribuição. Os compressores são utilizados para proporcionar maiores elevações de pressão, que podem variar desde cerca de 1,0 até milhares de atm.

Diante do exposto no capítulo, a indústria ao longo dos anos tratou de

aperfeiçoamentos técnicos para se obter maiores produtividades, aplicando técnicas

de manutenção, se viu a necessidade de metodologias atinentes ao pleno

desenvolvimento de equipamentos mecanizados. Notou-se que embora o homem não

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obtinha conhecimentos teóricos na prática de manutenção, houve-se uma evolução

nos processos manuais de manufaturas devido as várias falhas nos equipamentos da

época. Com olhares mais críticos os mantenedores destes equipamentos se viram

sob pressões e de necessidades de criação e implantação de métodos para

manutenção para que as fábricas no mínimo tivessem condições de sobrevivência no

contexto da época (VIANA, 2013, p. 3).

Em vista disso, no capítulo seguinte, será exposto os conceitos teóricos do

meio físico acerca do reconhecimento e importância de técnicas manutenção

preditiva.

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2 AS INFERÊNCIAS E CONCEITUAÇÃO DE FENÔMENO FÍSICOS EM

DETRIMENTO COM CONFIABILIDADE DE COMPRESSORES

2.1 AS OPERAÇÕES DA MANUTENÇÃO PERANTE NECESSIDADES DE UM

PROCESSO PRODUTIVO

Com o avanço tecnológico, de aparelhos e instrumentos eletrônicos que

auxiliam com exatidão as falhas existentes nos componentes de equipamentos e

máquinas, a manutenção preditiva ganha espaço no mercado com os mais

sofisticados equipamentos de monitoração de vibrações, temperaturas e ruídos, estes

equipamentos garante uma análise mais refinada de problemas em equipamentos

mecanizados e determinando até o tempo em que os mesmos devem funcionar antes

de serem substituídos.

Neste contexto além das técnicas de manutenção já fazerem parte do processo

produtivo, há a necessidade de conhecimento teórico didático quanto as leis

fundamentais da física que se fazem inestimavelmente necessário para entender qual

é a real técnica de análise a ser aplicada afim de prognosticar os problemas ou falhas

corretivas que não são bem vindas ao meio de produção, além do mais, se ater do

bancos de dados gerados como acervos de manutenção, histórico do equipamento

através de relatórios e fichas técnicas, onde todos estes são coletados das referentes

máquinas ou equipamentos mecanizados. Estes documentos devem ser realizados

de formas precisas e organizadas afim de analisar e prever quando acontecerão as

falhas.

De acordo com Lafraia (2001, apud OLIVEIRA, 1991, p.15)

A confiabilidade é uma característica historicamente buscada por projetistas

e construtores de todos os tipos de sistemas. O que há de novo na segunda metade do século XX é o movimento para quantificar a Confiabilidade. É um movimento similar, e provavelmente tão importante quanto o movimento de séculos atrás para quantificar as propriedades dos materiais. Popularmente, conceitos como confiança no equipamento, durabilidade, presteza em operar sem falhas são relacionadas a ideia de confiabilidade. Matematicamente, porém, confiabilidade é definida, como: PROBABILIDADE, de que um componente ou sistema cumpra sua função com SUCESSO, por período de TEMPO previsto sob condições de OPERAÇÃO especificada.

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A manutenção preditiva é manutenção baseada na condição, nas quais alguns

parâmetros são monitorados e identificado alguma avaria se toma a decisão de

realizar alguma intervenção no equipamento. Análise de vibração é uma manutenção

muito importante para equipamentos dinâmicos, análise termográficas muito utilizadas

para painéis elétricos, transformadores, caldeiras e fornos que permite verificar qual o

componente está se deteriorando, medição de espessura que permite avaliar uma

quanto um material está em condições críticas, se haverá a necessidade de trocar

algum trecho de tubulação, análise metalográficas de óleos lubrificantes, verifica-se

muitas vezes as partículas de desgastes do metais ou de outras partes dos

componentes dinâmicos. A tecnologia e a instrumentação frequentemente utilizada

para implementar um programa de manutenção preditiva são caras, portanto há a

necessidade de se avaliar o custo de implantação, se compensa e se aumentara a

produtividade em face dessa implantação (NEUPOMUCENO, 1989).

Segundo Kardec e Nascif (2009, p. 235 e 236):

Variáveis como temperatura, vibração, ruído e folgas já são acompanhadas

há muitos anos pelo pessoal da manutenção, independentemente da existência de instrumentos. Quem ainda não viu um oficial, supervisor ou engenheiro “auscultar” um equipamento via capacete, caneta esferográfica ou através de estetoscópio? Ou alguém colocar a palma da mão sobre a caixa de um mancal e diagnosticar em seguida: “Está bom” ou “A temperatura está muito alta”. Folga entre duas peças - por exemplo eixo-furo é “sentida” estar boa ou excessiva pelo tato. Também pelo tato os lubrificadores reconhecem se o óleo está “grosso” ou “fino”, na realidade o seu “viscosímetro de dedo” está comparando aquele óleo com o óleo novo. O ruído e o tato podem nos indicar a existência de peças frouxas.

Esses procedimentos fazem parte da monitoração da condição do equipamento, e serão tanto mais confiáveis quanto mais experientes forem os profissionais de manutenção. Mesmo que a experiência propicie uma identificação razoável nesse tipo de verificação, ela não deve ser adotada com base para decisão por ser extremamente subjetiva. Cada pessoa terá uma opinião.

A implantação de um programa de manutenção aplicado a realização de

manutenção preditiva com o objetivo de especificar a não tão só a aplicabilidade do

equipamento mais também o grau de importância que este equipamento mecanizado

deve satisfazer os critérios de avaliação motivado pela significância do equipamento

tem no chão de fábrica. Nesta face a manutenção preditiva além de se ater a

significância dos compressores volumétricos, infere as ações que devem ser

coletadas e analisadas com suporte de métodos, estudos científicos e físicos, toda a

energia empregada ao equipamento é metodologicamente avaliada para que se possa

atuar de forma eficaz afim de predizer quaisquer falhas mecânicas nesses

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equipamentos rotativos. Outrossim a PCM se posiciona como atividade operacional

que visa coordenar de formas eficientes todos os recursos envolvidos na manutenção

preditiva de forma a estabelecer as suas principais demandas, mantendo o perfeito

funcionamento e operação do maquinário afim de buscar sempre melhorias nos

processos (VIANA, 2013).

Conforme Flogliatto e Ribeiro (2009, p.121), um conceito nos moldes físicos

tem sua importância por que:

Os modelos físicos descrevem o efeito da aceleração de um fator de estresse sobre a taxa de falha das unidades em teste, tomando como base o efeito do estresse sobre propriedades químicas e físicas das unidades. Os modelos físicos permitem determinar o valor da aceleração nos tempos até a falha de unidades resultantes da exposição a um determinado nível de estresse mais alto do que o de projeto. Coletando-se dados em condições aceleradas e conhecendo-se seu fator de aceleração relativamente às condições normais de operação das unidades utilizando-se de distribuições de probabilidade adequadas. As relações entre tempos até a falha em condições normais e aceleradas expressas pelos modelos físicos mais conhecidos são do tipo não linear (ou seja, aumento no nível de estresse resulta em redução não linear nos tempos até a falha).

De acordo com Viana et al., (2013, p. 239):

O compressor volumétrico, ou deslocamento positivo, opera com redução de

volume. O processo é intermitente e podem ser identificadas diversas etapas que formam um ciclo contínuo. Inicialmente o ar é admitido no interior de um espaço então fechado. Depois disso, esse espaço sofre uma redução de volume, por consequência, um aumento de pressão. Finalmente o espaço é aberto e o ar comprimido é liberado.

2.2 INFLUÊNCIAS DOS CONCEITOS TEÓRICOS EM FACES DA MANUTENÇÃO

PREDITIVA

Como o objetivo das análises preditivas de falhas é determinar a taxa de falhas

e o tempo médio entre falhas de equipamentos e máquinas rotativas, normalmente

para se obter estes dados devemos ter um breve conhecimento dos fenômenos físicos

que se dão por quaisquer transformações que a matéria sofre independentemente se

sua composição foi ou não alterada, como mudança do estado físico, mudança do

tamanho ou formato, mudança na solubilidade, conduções de calor ou temperatura.

Podemos citar por exemplo, que geralmente, as falhas acontecem quando as cargas

atuantes num determinado equipamento ou estruturas excedem a resistência dos

materiais a qual as mesmas são constituídas.

Em seu sentido mais amplo, confiabilidade está associada à operação bem-

sucedida de um produto ou sistema, na ausência de quebras ou falhas. E

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análises de engenharia, todavia, é necessária uma definição quantitativa de confiabilidade, em termos de probabilidade. Tal definição, proposta por Leemis (1995), é apresentada a seguir;

A confiabilidade de um item corresponde à sua probabilidade de desempenhar adequadamente o seu propósito especificado, por um determinado período de tempo e sob condições ambientais predeterminadas (FOGLIATO; RIBEIRO, 2009, p.1-2, grifo nosso).

Logo, o fundamental propósito de diagnósticos de vida útil de resquício de uma

parte móvel ou fixa de um equipamento é unicamente predizer a vida útil residual,

reproduzida em algarismo, tal prognóstico, poderá ser por período de trabalho,

número de movimentos cíclicos ou outro critério que pendera do instrumento ou

suporte (NEUPOMUCENO, 1989).

Dada a relevância do exposto, segundo Flogliatto e Ribeiro (2009, p.4):

Na década de 1970, o estudo da confiabilidade esteve centrado na análise de risco associados a construção e operação de usinas nucleares. A partir daí aplicações da confiabilidade nas mais diversas áreas se consolidaram. Algumas dessas áreas de aplicação a engenharia de produção, foram elencadas por Rausand e Hyland (2003), sendo listadas como análises de riscos e segurança, qualidade, otimização da manutenção, proteção ambiental, e projeto de produtos.

Ações padronizadas para manutenção é a maneira mais importante de

destacar a confiabilidade e manutenabilidade de um dado equipamento, estas ações

são tomadas a fim de uma prevenção de sua degradação e a ocorrência de falhas

durante a vida útil de equipamentos, em consequência mostrou-se necessário a

diminuição a possibilidade de ações corretivas não planejadas em equipamentos

devido ao aumento de demanda dos produtos (Xenos, 2004, p. 184).

Os sistemas de análises utilizados para avaliar os resultados obtidos dão

origem a uma técnica denominada avaliação da vida útil estrutural do componente. Tal técnica constitui uma classe de análise que mostra cada dia mais importante no meio industrial desenvolvido tecnicamente. Em última análise o processo permite verificar qual o tempo que um dado componente contendo uma descontinuidade pode operar em seu estado real sem risco de uma falha inesperada. Esta técnica tornou-se uma metodologia bastante efetiva por que permite predizer qual a vida restante de um dado componente em base a informação do momento. Tais informações incluem não somente dados quantitativos obtidos por ensaios não destrutivos, mas complementados por informações referentes ao material, tensões e condições ambientais. O sistema de análise é utilizado largamente, mas, na maioria dos casos, é um processo complexo e comumente implica em códigos de um computador em larga escala (NEPOMUCENO, 1989, p.792-793, grifo do autor).

Após o término da Primeira Guerra Mundial a concepção de confiabilidade

conquistou um conceito tecnológico, quando foi utilizado para representar estudos

correlacionados feitos em aviões com um, dois ou quatro motores. Naquele contexto

a confiabilidade era medida como número de acidentes por hora de voo. Outro

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acontecimento de notável relevância para o avanço na área da confiabilidade foi a

corrida para ser a primeira nação a enviar uma missão tripulada à lua, tendo em vista

os riscos humanos envolvidos (FOGLIATTO; RIBEIRO, 2009, p. 3).

Com o advento da economia e devido ao crescimento industrial a: “[...] análise

da vida útil residual de um componente é simplesmente predizer a vida útil residual,

traduzida em número. Tal número poderá ser em tempo de operação, número de

ciclo ou outro parâmetro que dependerá do equipamento ou estrutura. ”

(NEPOMUCENO,1989, p. 794, grifo do autor).

Assim sendo, as indústrias com essas técnicas podem estimar um nível de

tempo e vida útil do componente ou equipamento de maneira a acompanhar o

progresso de uma falha.

Com o intuito de referenciar considerações técnicas Lafraia (2001, p. 288):

Os equipamentos industriais, inevitavelmente, contêm defeitos e, com o

desenvolvimento acentuado da tecnologia de inspeção, a habilidade de detecção de defeitos aumenta continuamente. Além disso, equipamentos industriais podem estar sujeitos a complexos sistemas de tensão associados a picos/ciclos de pressão e temperatura, sendo que alguns equipamentos são projetados baseados em propriedades dependentes de tempos, como a fluência. Adicionalmente, uma ampla variedade de produtos e ambientes corrosivos estão presentes nestes equipamentos que podem provocar causas específicas de danos em materiais, tais como: fadiga, fluência, corrosão, corrosão sob tensão, fragilização pelo hidrogênio em várias formas etc.

O reconhecimento de que estes equipamentos não são isentos de defeitos conduz, inexoravelmente, aos estudos da interação entre propriedades dos materiais, tensões atenuantes reais (ao invés das tensões de projetos) e dos defeitos existentes, para que se possa executar uma análise de vida residual ou mesmo uma análise adequada ao fim que a se destina.

Com a adoção de novas técnicas de aperfeiçoamento, a fim de atender as mais

diversificadas áreas de manutenção e de otimização da frequência de manutenções

preventivas e corretivas é oportuno frisar, Nepomuceno (1989, p.806-807):

Por tais motivos insistimos que a Manutenção Preditiva exige, em primeiro lugar, pessoal devidamente qualificado e com conhecimento daquilo que irão fazer, com treinamento prático associado a conhecimentos ligados aos procedimentos que devem ser seguidos. O pessoal deve ter conhecimento da importância e influência de cada parâmetro e como interpretar as variações de cada um deles, sabendo exatamente o significado de cada variação. Assim sendo, deve ser iniciado um treinamento prático, iniciando-se com verificações e monitoramento de anomalias relativamente simples (rolamentos, balanceamento, desalinhamento, etc.), passando para casos mais complexos até atingir a monitoração integral com diagnósticos precisos e bastantes evoluídos. Com tal procedimento, será possível a qualquer instalação possuir, dentro de período relativamente curto, equipes habilitadas e treinadas, conseguindo manter a instalação operando sem praticamente problemas de paradas inesperadas.

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Para adoção de qualquer método de análise preditiva em equipamentos

rotativos industriais automatizados ou não, sempre se deve atentar-se as normas

regulamentadoras atualizadas a fim de se ter uma análise refinada do estudo, de cada

área de atuação dentro da indústria, principalmente em tratando-se de assuntos

ambientais ligados aos contextos de matérias geradas pelos processos mecânicos de

equipamentos como por exemplos compressores volumétricos.

2.3 A APLICAÇÃO E IMPORTÂNCIA DO CONCEITO DO AR COMPRIMIDO EM

FACE DOS COMPRESSORES

No ambiente temos 21% de oxigênio, 78% de nitrogênio, 1% de gases como

argônio e dióxido de carbono e uma série de traço de outros gases que juntos formam

o ao ar, devido sua baixa densidade gases como o ar podem ser comprimidos, ao

contrário dos líquidos, a compressão obrigam as moléculas de ar ficarem juntas,

aumentando a densidade, a pressão do ar pode ser expressa em bar.

A primeira forma de comprimir o ar é por deslocamento, isto significa juntar uma

quantidade de ar e reduzir seu volume, como uma bomba de bicicleta ou um

compressor pistão, o volume de ar pode ser reduzido por outras formas também, por

meios de parafusos rotativos graduando-se e aumentando os espaços entre eles, ou

por dois tipos de parafusos ou roscas. Um segundo modo de comprimir o ar é por

compressão dinâmica, o ar é submetido a uma rotação rápida e acelerada, a energia

então é transformada em pressão, conforme o ar fica mais lento por expansão.

O ar comprimido é um recurso útil em praticamente em todos os processos de

fabricação, ele pode produzir movimento e energia necessário para as principais

ferramentas e máquinas dentro de um processo produtivo, também é uma fonte de

energia em muitos canteiros de obra, bem como em locais remotos com plataformas

petrolíferas e navio, ele aciona bloqueio e abertura de portas de trem. Quando o ar faz

parte de um processo de produção a força ativa é o ar, ele é capaz de transformar

toneladas de pó, material granulado e grãos, a alta pressão é indicada para ambientes

limpos e áreas de produção crítica. O ar comprimido também é um componente

valioso, na fermentação, combustão, liquefação e refrigeração, é também muito

utilizado para tratamento de gás ou para separação de ar, como os gases que formam

o ar não se misturam quimicamente o mesmo pode ser separado em oxigênio,

nitrogênio e argônio. A compressão também fornece oxigênio para purificação da

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água e modelação de plástico por sopro, ela ajuda na respiração de pacientes e

fornece ferramentas precisas para ambientes hospitalares.

Na verdade, o ar comprimido tem papel em inúmeros produtos e serviços que

desfrutamos todos os dias, ou seja, ar tem capacidade de transformar objetos tudo

isso devido a máquinas mecanizadas ditas como compressores.

De acordo com Viana et al. (2012, p. 238):

O ar comprimido é uma forma de transporte de energia de enorme utilidade

e com inúmeras aplicações. Em muitos campos chega a competir com a eletricidade e, em alguns casos particulares, somente ele pode ser usado. Por exemplo, no interior das minas, onde podem existir gases explosivos, ou em trabalhos subaquáticos, onde existe o risco de descargas elétricas. Nas indústrias, o ar comprimido é muito empregado nas máquinas operatrizes, em motores pneumáticos, equipamentos de movimentação e transporte de materiais, ferramentas manuais, em sistemas de comando, controle, regulagem, instrumentação e na automação de processos. O ar comprimido também é usado nas instalações dos aeroportos, portos, hospitais, obras civis, nas minerações, postos de combustível, nos equipamentos de climatização e em diversos outros locais.

Para Viana et al. (2012, p 239):

Os compressores seguem dois princípios construtivos básicos: o volumétrico e o dinâmico. O compressor volumétrico, ou deslocamento positivo, opera com a redução de volume. O processo é intermitente e podem ser identificadas diversas etapas que formam um ciclo contínuo. Inicialmente o ar é admitido no interior de um espaço, que então é fechado. Depois disso, esse espaço sofre uma redução de volume e, por consequência, um aumento da pressão. Finalmente o espaço é aberto e o ar comprimido é liberado. Nos compressores dinâmicos, ou turbocompressores, a elevação de pressão é feita de forma bem diferente. Essa máquina é constituída basicamente de duas partes. Um rotor, peça rotativa munida de pás que transfere para um fluxo de ar a energia mecânica de uma fonte externa aumentando a sua velocidade e a sua temperatura. Depois esse fluxo de ar passa por um difusor, que é conjunto de pás fixas que converte uma parte da energia cinética em aumento de entalpia e elevando a pressão.

A partir destes princípios dada a importância para estes equipamentos

mecanizados, verifica-se então a necessidade de promover as ferramentas de

manutenção, atinentes ao processo de manutenção e empregar os conceitos teóricos

dada a importância do equipamento e para um crescimento mercadológicos industrial.

Neste preceito e diante do desenvolvimento histórico dessas máquinas, tange adotar

procedimentos adequados as mais variadas modelagens desses equipamentos.

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2.3.1 DOS MODELOS DE COMPRESSORES

No contexto industrial devido às grandes exigências de maiores produtividades

as indústrias estão em constantes desenvolvimentos para melhores performances

para os compressores dentre estes é possível verificar a diversidade de máquinas

com as devidas características ao qual meio que que se necessita.Com a necessidade

a indústria durante o processo evolutivo, estudou maneiras de amplificar as variadas

modelagens afim de agregar o para o mercado produtivo equipamentos eficientes as

características exigidas.

Três são os principais tipos conceptivos alicerçaram durante a história dos

compressores para uso industrial.

Figura 3 - Dos tipos de Compressores

Fonte: Compressores: Guia Básico (2009, p. 55).

A figura acima retrata em forma de organograma, os tipos de compressores

existentes dentro do mercado industrial, sendo que cada tipo de compressor tem sua

especificidade quanto a sua utilização, isso devido a performance que o meio

necessita, por exemplo, hora pode-se trabalhar com grandes vazões e baixas

pressões, por outro momento podem-se trabalhar com grandes pressões e baixas

vazões e por faixas que intermediam pressões e vazões. Devido alguns processos

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industriais ser mais precisos os compressores volumétricos rotativos têm uma grande

vantagem que se possibilita trabalhos manuais e automatizados com a rede de ar

comprimido de forma mais estabilizada (COMPRESSORES: GUIA BÁSICO,2009, p.

55).

Figura 4 – Das simbologias dos compressores.

Fonte: Compressores: Guia Básico (2009, p. 43).

A figura acima retrata as simbologias dos compressores volumétricos nas quais

retratam as faixas de vazões e pressões do mesmo. Estes compressores necessitam

de atenção da manutenção no que tange a lubrificação de suas partes móveis como

componentes e peças. Cada tipo de compressor tem sua característica própria devido

sua aplicabilidade, cada equipamento operador necessita de correta aplicação de

lubrificação, haja vista que a lubrificação dos componentes não se retém a penas a

óleo e sim podem ocorrer lubrificações com diferentes produtos como grafite ou

produtos isentos de petróleo.

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Os compressores volumétricos são munidos de várias partes móveis, em sua

gama a manutenção destas máquinas não se atem a lubrificação de peças, mas opera

com intuito de realizar ajustes em peças, tubulações hidráulicas, realiza as

verificações de anormalidades em ruídos, vibrações mecânicas e aumento de

temperaturas em seus mancais além de tem como fundamental ponto de atenção no

que se diz respeito a pressões, volumes produzidos a determinadas taxas de tempos.

Com os tipos de compressores existentes definidos na figura acima, temos uma

classificação quanto as suas faixas de operações tanto em Pressões dadas e bar,

quanto suas Vazões em grandezas em Nm³/h, como segue figura abaixo, isso fará

com que a indústria faça a escolha correta do equipamento correto para o seu

processo produtivo:

Figura 5 - Diagrama de seleção do compressor

Fonte: Compressores: Guia Básico (2009, p. 62).

A figura acima informa alguns critérios para a correta escolha dos

compressores desta forma auxilia para melhor atender à necessidade do trabalho a

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ser executado. Muito importante ressaltar que para melhor avaliação deve-se levar

em consideração os seguintes fatores: Pressões, Vazões de Ar fornecidas,

Refrigeração, Acionamento, Regulagem e Localização de Montagem, haja vista que

a altitude local também é um fator muito decisivo na escolha do equipamento, esses

fatores não tão só comprometem a performance do compressor como, dentro de um

plano de manutenção produtiva acarreta em paradas indesejadas, falhas pelo mau

dimensionamento atribuindo um custo muito maior no produto final

(COMPRESSORES: GUIA BÁSICO,2009, p. 63 a 70).

Uma das principais funções da manutenção preditiva em face dos

compressores volumétrico é garantir a disponibilidade do equipamento permitindo

obter parâmetros informações onde tais dados serão utilizados para um

dimensionamento adequado da intervenção, um dos primeiros passos e entender o

funcionamento dos compressores e verificar quais as técnicas a ser empregadas e

estabelecendo quais técnicas a serem empregadas.

Em face de um conceito estratégico, as técnicas preditivas em equipamentos

mecanizados tendem a três pilares que podem ser explorados para melhor

intervenção no equipamento com base no estado real que o mesmo se encontra,

diante do exposto os pontos importantes dentro destas técnicas preditivas são,

acompanhamento ou monitoração subjetiva, objetiva e contínua (Kardec e Nascif,

2009, p. 235).

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3 ASCENÇÃO EM TECNOLOGIAS E NOVAS PERFORMANCES

3.1 QUANTO AOS PLANOS DE MANUTENÇÕES PREVENTIVA E PREDITIVAS

Importante salientar que a manutenção em equipamentos mecanizados, evolui

de forma a fazer com que equipamentos como compressores, de fundamental

importância para o processo industrial obtenha performance afim de atender não tão

só a atuação de seus peças e componentes das máquinas, mas também que

garantam a integridade física de seus mantenedores.

Segundo Viana (2013, p. 87), os planos de manutenção são:

Os planos de manutenção são um conjunto de informações necessárias, para

orientação perfeita da atividade de manutenção preventiva. Os mesmos representam, na prática, o detalhamento da estratégia de manutenção assumida por uma empresa. A sua disposição no tempo e espaço, e a qualidade das suas instruções determinam o tratamento dado pelo organismo mantenedor para com sua ação preventiva.

De acordo com Flogliatto e Ribeiro (2009, p. 241):

Os tipos de manutenção envolvem, basicamente, a manutenção corretiva, a

manutenção preventiva e a manutenção preditiva. A manutenção preditiva (que pode utilizar sensoriamento remoto, análise de vibrações, termografia e outras técnicas), quando viável, deve ser escolhida, pois ela permite reparo e substituições de peças sejam feitos exatamente quando necessários. Se não for possível de métodos preditivos, a segunda opção é a manutenção preventiva, que estabelece reparos e substituição a intervalos regulares. A manutenção corretiva, por sua vez, é feita depois da ocorrência da falha. Normalmente envolve maiores tempos de reparo (pois a atividade não foi planejada) e maiores custos, associados a horas mobilizadas, paradas de linha, perdas de produção e perda de qualidade. As formas básicas de organização de manutenção e são centralizadas e descentralizadas.

Desta maneira as manutenções centradas em confiabilidade devem atender

técnicas que possibilitem o real dinamismo do equipamento, para que não seja

realizado paradas planejadas prematuras, inferindo diretamente no processo fim de

produção.

3.2 TÉCNICAS DE MANUTENÇÕES PREVENTIVA E PREDITIVAS QUE INFEREM

A DISPONIBILIDADE DO FUNCIONAMENTOS DOS COMPRESSORES

Em uma linha de produção uma máquina quebrada representa prejuízo e perda

de produtividade, as máquinas em uma linha de produção não avisam quando irão

quebrar mas dão sinais, manter compressores funcionando em perfeitas condições é

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o objetivo de qualquer manutenção, a manutenção preditiva é uma das maneiras, é

um tipo de manutenção que tem por objetivo prever o tipo de defeito os compressores

podem apresentar, se a manutenção preditiva for eficiente se reduz as paradas de

emergência e elimina a necessidade de desmontar o equipamento para descobrir qual

é o defeito, além disso se reduz os custo de manutenção além de aumentar a

produtividade dos compressores. Na pratica a manutenção preditiva nos possibilita

interpretar os sinais que as próprias máquinas dão, neste meio é acompanhado a

evolução dos sinais que os equipamentos ao longo da operação nos fornecem, por

exemplo fazer medições das vibrações, temperaturas do desempenho e de outros

fatores. Com todas as informações coletadas é possível prever com antecedência os

defeitos ou problemas que vão acontecer nos equipamentos.

Outrossim pode-se a partir de dados coletados perfazem-se diagnósticos, que

em manutenção preditiva significa tentar descobrir qual a origem e qual a gravidade

do problema, em face deste diagnóstico é passível a realização da análise de

tendência de falhas, que prevê o defeito antes que ele aconteça, evitando reparos

desnecessários acarretando em maiores produtividades.

Para Alan Kardec & Júlio Nascif corroborar e insta transcender o entendimento:

A manutenção preditiva é a primeira grande quebra de paradigma na manutenção e tanto mais se intensifica quanto mais o conhecimento tecnológico desenvolve equipamentos que permitam avaliação confiável das instalações e sistemas operacionais em funcionamento.

Seu objetivo é prevenir falhas nos equipamentos ou sistemas através de acompanhamento de parâmetros diversos, permitindo a operação contínua do equipamento pelo maior tempo possível. Na realidade, o termo associado à Manutenção Preditiva é o de predizer as condições dos equipamentos. Ou seja, a Manutenção Preditiva privilegia a disponibilidade à medida que promove a intervenção nos equipamentos ou sistemas, pois as medições e verificações são efetuadas com o equipamento produzindo (KARDEC E NASCIF, 2009, p. 45, grifo do autor).

De acordo com Viana (2013, p. 12):

Existem quatro técnicas preditivas, bastantes usadas nas indústrias nacionais que optaram por um programa desta envergadura; são elas: Ensaio por Ultrassom; Análise de Vibrações Mecânicas; Análise de óleos Lubrificantes e Termografia.

Neste campo tais tipos de análises técnicas de manutenção preditiva, tende a

determinar a necessidade correta de intervenção dos equipamentos mecanizados,

fazendo que que quaisquer peças ou componentes dos compressores performem de

tal modo a utilizar ao máximo sua vida útil. As técnicas preditivas como exame

ultrassônico, atribui indispensavelmente para indústria como metodologia de

qualidade e funcionalidade, apesar desta técnica ter seu início na década de 1929, o

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cenário industrial inferiu que estes caracterizassem defeitos sem agredir a integridade

da peça ou componente analisado ou seja método não destrutivo (VIANA, 2013, p.

12).

Na atualidade estão acessíveis várias metodologias de manutenção preditiva

em equipamentos mecanizados como no caso dos compressores volumétricos, estas

técnicas descrevem de maneira eficaz a abordagem correta nestes tipos e máquinas,

atinentes a predizer características, multiparâmetros e as mais adequadas

ferramentas e instrumentos de medição para cada tipo de monitoração objetiva

fundamental e específica a características analisada, ligado a confiabilidade e pleno

desenvolvimento dos equipamentos como segue no quadro abaixo (KARDEC e

NASCIF 2009, p. 237 e 238, grifo nosso).

Quadro 1: Técnicas Preditivas separadas por classes de Equipamentos rotativos

MECÂNICA – EQUIPAMENTOS ROTATIVOS

Bombas Centrífugas e Rotativa, Motores Elétricos e Geradores,

Compressores, Ventiladores, Redutores e Multiplicadores, Turbinas a

Vapor, Turbinas a Gás

Condição Análise Instrumentos

Lubrificação

Qualidade do

Óleo

• Análise espectográfica

• Ferrografia

• Viscosidade

• Cromatografia gasosa

• Espectográfo

• Espectômetro de absorção atômica

• Cromatografia gasoso

• Ferrógrafo de leitura direta

• Viscosímetro

Condição Análise Instrumentos

Forças

Vibração

Deformação

Tensão

Ruído

• Análise de Vibração

• Verificação do balanceamento

• Verificação do alinhamento dos eixos

• Verificação de ruído

• Tensão de linhas

• Medidor, coletor e analisador de vibração

• Analisador de tempo real

• Lâmpada estreboscópica

• Alinhador mecânico

• Alinhador a laser

• Shok pulse meter

• Estetoscópio

• Dinamômetro

• Células de carga

• Verificador de tensão em correias

• Balanceadora

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Condição Análise Instrumentos

Calor

Temperatura

• Temperatura em Mancais

• Temperatura de Carcaças

• Termômetro de contato

• Fitas indicadoras de

temperatura

• Lápis ou giz indicador

de temperatura

• Termômetros

infravermelhos

• Termógrafos

Fonte: KARDEC e NASCIF (2013).

Quadro 2: Técnicas Preditivas separadas por classes de Equipamentos estacionários

MECÂNICA – EQUIPAMENTOS ESTACIONÁRIOS

Vasos, Torres, Permutadores, Válvulas, Caldeiras, Tubulação,

Isolamento, Estruturas

Condição Análise Instrumentos

Espessura

Integridade

Corrosão

Erosão

Abrasão

Pitting

Trincas

Desgastes

• Medição de espessuras

• Detecção de trincas

• Detecção de dupla laminação

• Defeitos de solda

• Medição de espessura em películas de tinta

• Medidor de espessura ultrassônico

• Ultrassom

• Líquido penetrante

• Emissão acústica

• Raio X e α

• Magna Flux

• Zyglo (Líquido penetrante fluorescente)

• Medidor de espessura de tinta

• Gama Scan

• Cupons de perda de peso

Condição Análise Instrumentos

Forças

Fadiga

Deformação

Impacto

Ruído

Vibrações

• Análise de vibrações

• Células de carga

• Teste de pressão

• Teste hidrostático

• Teste de vácuo

• Detecção de trincas

• Analisador de vibração

• Straing-gages

• Conjunto de testes hidrostáticos de campo

• Estetoscópio

Condição Análise Instrumentos

Calor • Condução de calor • Termômetro de contato

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Temperatura

• Perda de calor

• Integridade de isolamento

• Vazamentos em purgadores

• Fitas indicadoras de

temperaturas

• Lápis ou giz indicador

de temperatura

• Termômetros

infravermelhos

• Pirômetros

• Termógrafos

• Tinta termossensível

Fonte: KARDEC e NASCIF (2013).

Os quadros 1 e 2 acima nos permite uma visão ampla das técnicas e

metodologias de multiparâmetros, além dos métodos de análise e as ferramentas

corretas a ser aplicada a cada área levando em consideração os fatores físicos, que

implicam no funcionamento dos compressores, apesar de apresentarem modelagem

rotativas estes equipamentos tem em suas componentes estruturas integradas que

geram manutenção preditiva e por se tratarem de equipamentos rotativos

estacionários, abrangem uma grande gama da engenharia mecânica.

3.3 ESTRATÉGIAS PARA DEFINIÇÃO DE MANUTENÇÃO PREDITIVA EM

COMPRESSORES

As ações preditivas como acompanhamento das condições das máquinas de

produção de ar são essenciais para garantir uma maior produtividade atingindo a

melhor performance do equipamento, mas interligado a esta metodologia estão as

estratégias como um bom plano de manutenção produtiva total.

Neste raciocínio, Herbert Ricardo Garcia Viana complementa que:

A determinação de que estratégia de manutenção, a serem aplicadas no processo produtivo, e seus subprocessos, é a base política de manutenção. Claro que o termo política de manutenção envolve um leque bem maior de variáveis do que apenas a escolha da forma de se fazer intervenções em máquinas. As ferramentas organizacionais que tronaram possível o perfeito exercício da manutenção, as técnicas de planejamentos, o perfil formativo do militante da área, os índices de qualidade e o sistema de gerenciamento formam as bases da estruturação da manutenção industrial em uma empresa (VIANA, 2013, p. 17).

No que tange os conceitos de manutenção como estratégias de fomentar os

plenos desenvolvimentos dos equipamentos os seguintes fatores dentro do meio

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industrial devem ser caracterizados para se obter um fluxo ao desenvolvimento,

fatores estes como: Recomendações do Fabricante, Segurança do Trabalho e

Meio Ambiente, Características do Equipamento e Fator Econômico (VIANA,

2013, p. 17 e 18, grifo nosso).

Ademais, João Ricardo Barusso Lafraia, complementa que após ter sido levado

em consideração os fatores acima, é admissível determinar um plano de manutenção

coerente, efetivo a serviço do efeito do problema ou falha de qualquer equipamento,

estabelecendo métodos que sejam aplicáveis determinando eficientes custos de

manutenção, tais eles como; detectar, monitorar, restaurar, substituir, inspecionar,

mudar o projeto (LAFARAIA, 2001 p. 265).

Nesse passo é de todo oportuno destacar um sentido ao fluxo acima que o

papel da manutenção no sistema de qualidade no entendimento de Kardec e Nascif

(2009, p. 163):

O sistema de qualidade de uma organização é formado por vários subsistemas que se interligam através de relações extremamente fortes e independentes. Nesse contexto, a Manutenção tem papel preponderante. Como a sua missão é garantir a disponibilidade da função dos equipamentos e instalações, de modo a atender um programa de produção ou de um serviço com preservação do meio ambiente, confiabilidade, segurança e custos adequados, cabe a Manutenção fazer a coordenação dos diversos subsistemas fornecedores, aí incluídos a engenharia e o suprimento de materiais, entre outros, de modo que o cliente interno principal, que é a operação, tenha a instalação de acordo com as necessidades da organização para atingir suas metas empresariais (grifo do autor).

Quando inferimos sobre um fluxo de qualidade pode-se entender que a

dinâmica do processo produtivo tende, atender sem ausência a polivalência com

participação de pessoas ao processo contribuindo para sua melhoria, com a

profissionalizações de ações gerenciais, com a mudança cultural de paradigma para

um processo de sucesso, como ilustrado abaixo.

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Figura 6 – Fatores de bloqueio para a Qualidade.

Fonte: Kardec e Nascif (2009, p. 168).

A figura acima retrata que apesar de haver um conhecimento teórico sobre

qualidade, a colocação das ações em práticas tende a elevar o comprometimento de

todas as pessoas junto ao fluxo do processo, isso faz com que haja um salto efetivo

num processo que que passa de improdutivo para produtivo, com adoções de novas

técnicas eleva a obtenção de melhores resultados com menor consumo de energia

capacitando as empresas serem mais produtivas (KARDEC e NASCIF, 2009, p. 168

e 169).

Ocorre que no decorrer dos anos houve muitos avanços tecnológicos para

aplicabilidade de planejamento e programação da manutenção como destaca (Viana,

2013, p. 161):

Na atualidade se torna cada vez mais difícil a um Planejamento de Controle da Manutenção trabalhar sem o auxílio de um software, diante do volume de informações a serem processadas; os controles manuais e as planilhas

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eletrônica são ineficazes, acarretando atrasos e pobreza da qualidade dos dados fornecidos para tomada de decisão gerencial. Esta tendência do mercado é comprovada quando verificamos que cerca de 89% das empresas consultadas pela ABRAMAM, utilizam (softwares) de manutenção, ou seja, já não há mais espaço para controles limitados e registros arcaicos como o cartão de tempo, instruções de manutenção em matrizes impressas, etc.

A reforçar o exposto acima, insta registrar o entendimento de Alan Kardec e

Júlio Nascif, que preleciona:

Melhores práticas são aquelas que se têm mostrado superiores em resultados; selecionados por processos sistemático e julgados como, boas ou de sucesso demonstrado. Benchmarking pode ser definido como um processo de identificação, conhecimento e adaptações de práticas e processos excelentes de organizações, de qualquer lugar do mundo, para ajudar uma organização a melhorar sua performance. JÁ Benchmark é uma medida, uma referência, um nível de performance, reconhecido como padrão de excelência para um negócio específico (KARDEC e NASCIF, 2009, p. 125).

Compreende-se então que para obter um o objetivo, como maiores

produtividades e melhores performances em equipamentos mecanizados deve-se

primeiramente haver investimentos em treinamentos e capacitação de pessoas que

monitoram, cuidam e realizam a manutenabilidade destes equipamentos. Neste

processo poderão haver vários níveis de habilitação, introdução de novos métodos e

ou instrumentos que sejam incorporados aos procedimentos praticados de modo que

retratem uma atmosfera de eficiência global no sistema de manutenção gerida.

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CONSIDERAÇÕES FINAIS

A utilização de equipamentos mecanizados como máquinas operatrizes de

fluxos compressível está presente na história da humanidade, desde o princípio,

advinda das necessidades das pequenas e grandes industrias para o auxílio de

tarefas, trabalhos e processos cotidianos. Ao longo dos anos, com o processo

desenfreado da industrialização ocorrida na Europa, o Brasil passou a se posicionar

e ganhar um forte impulso na década de 1930 e 1945, onde o mercado pressionou as

industrias a ter maiores produtividades nos processos mecanizados, norteando as

indústrias para mudanças de paradigmas com objetivo central de ter em seus

processos maior confiabilidade, menos manutenabilidade e maior disponibilidade dos

compressores volumétricos.

Nas indústrias brasileiras, o trabalho de equipamentos mecanizados em face

das manutenções dos mesmos de forma geral se resumia em quebra e conserta. Dada

a importância de aumentar a qualidade, produtividade e lucratividade dos produtos

finais, novos olhares surgiram para a manutenção dos equipamentos. Considerando

o exposto, as manutenções nestes equipamentos tiveram grande desenvolvimento no

que tange estudos científicos, testes analíticos físicos das propriedades térmicas da

matéria das maquinas operatrizes, com objetivos de substituir métodos corretivos das

falhas mecânicas.

Fundamentado neste contexto o progresso e desenvolvimento da manutenção

nos compressores volumétricos passou de manutenção conserta após a falha, ou

seja, manutenção corretiva para manutenção de prevenção, na qual dado tempo de

determinadas horas de trabalho dos equipamentos realizava-se a manutenção

preventiva. Partindo desse princípio a manutenção nestas máquinas tiveram um

grande impacto na economicidade do processo. Diante de tal situação notou-se a

necessidade de que os processos mecânicos destes equipamentos deveriam atender

a confiabilidade e maiores disponibilidades destas máquinas.

Com a implantação de novos métodos e técnicas multidisciplinares com

multiparâmetros na área da manutenção, mediantes a estudos científicos de

máquinas operatrizes dentro do processo industrial, foi introduzida uma nova

modalidade de manutenção, baseada na função de predizer, não tão só a vida útil dos

equipamentos mecanizados, mas destacar de forma precisa o prognóstico de cada

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componente composto nos compressores, isto é, modalidade esta conhecida como

manutenção preditiva.

A efetivação dos objetivos de tonar os equipamentos ou conjunto de peças

mecânicas mais capazes de atender melhores desempenhos e performances para os

mais diferenciados ramos industriais perfomando a contento, diante dos grandes

requisitos de produtividade industrial, só passou a ser praticado quando estudos de

fenômenos físicos, analises de vibrações e analises termodinâmicas conseguiram

vencer a distância entre conceitos teóricos e sua pertinente aplicação.

Esta revisão bibliográfica traçou os caminhos trilhados durante o passar dos

anos em face das necessidades requeridas pelas industrias no que tange aos

equipamentos mecanizados como compressores volumétricos.

Procedimentos rudimentares perderam espaços durante a evolução

tecnológica do país, funções estratégicas e normatizações de manutenção ampliaram

as visões de grandes empreendedores, no que tange a segurança operacional nos

equipamentos e das pessoas que realizam ao mantenimento das máquinas

operatrizes, além da preservação ambiental e a lucratividade obtida devida a

empregabilidade de novas técnicas no setor de manutenção.

No que concerne a evolução da manutenção preditiva, este trabalho acadêmico

pontuou de forma a tratar dos conhecimentos científicos da área de engenharia

mecânica industrial, como implantação de ferramentas gráficas computacionais,

preceituou a técnicas de avaliação em face da condição dos equipamentos rotativos,

em suma posicionou todas as ferramentas necessárias para análises preditivas com

o objetivo de ater uma manutenção produtiva total.

Com a implementação de técnicas preditivas e conscientização das equipes de

manutenção preventivas e preditivas, das novas metodologias de manutenção, devida

a vasta aplicabilidade de compressores volumétricos, dada a importância da qual este

equipamento tem, dentro dos processos mecânicos e produtivos industriais, nas quais

as indústrias e sociedades necessitam, a engenharia da manutenção ampliou os

estudos nas áreas de análises preditivas com estudos microscópicos de resistência

química e física, afim de aumentar a performance dos equipamentos mecanizados,

nesta mudança cultural de paradigma estudos pertinentes ao pleno desempenho e

desenvolvimento de peças e componentes destes equipamentos perfizeram a maiores

autonomias e disponibilidade traduzido em alta lucratividade nos processos.

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REFERÊNCIAS

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HABERMANN, Josiane Conceição Albertini. As normas da ABNT em trabalhos acadêmicos: tcc, dissertação e tese: métodos práticos e ilustrações com exemplos de elementos pré-textuais e pós-textuais. São Paulo: Globus, 2009.

KARDEC, Alan; NASCIF, Júlio. Manutenção: função estratégica. 3. ed. Rio de Janeiro: Qualitymark, 2009.

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VIANA, Herbert Ricardo Garcia. PCM, planejamento e controle de manutenção. 1. ed. Rio de Janeiro: Qualitymark, 2013.

VIANA, Augusto Nelson Carvalho et al. Eficiência Energética: Fundamentos e Aplicações. 1. ed. São Paulo: Contraste Brasil, 2012.

XENOS, Harilaus Georgius d’ Philippos. Gerenciando a manutenção produtiva. Nova Lima: INDG Tecnologia e Serviços, 2004.