FMECA

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA ACADEMIA MRS ESPECIALIZAÇÃO EM TRANSPORTE DE CARGA FERROVIÁRIO

MARCÍLIO EUSTÁQUIO DE OLIVEIRA ROCHA

APLICAÇÃO DE FMECA EM SUBSISTEMAS FERROVIÁRIOS

Rio de Janeiro 2006

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INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA

MARCÍLIO EUSTÁQUIO DE OLIVEIRA ROCHA

APLICAÇÃO DE FMECA EM SUBSISTEMAS FERROVIÁRIOS

Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Transporte Ferroviário de Carga Orientador: Prof. Marcelo Sucena - D. C. Tutor: Carlos Magno Cascelli Schwenck

Rio de Janeiro 2006

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INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA

MARCÍLIO EUSTÁQUIO DE OLIVEIRA ROCHA

APLICAÇÃO DE FMECA EM SUBSISTEMAS FERROVIÁRIOS

Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Transporte Ferroviário de Carga Orientador: Prof. Marcelo Sucena - D. C. Tutor: Carlos Magno Cascelli Schwenck

Rio de Janeiro 2006

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INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA MARCÍLIO EUSTÁQUIO DE OLIVEIRA ROCHA

APLICAÇÃO DE FMECA EM SUBSISTEMAS FERROVIÁRIOS Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Transporte de Carga Ferroviário do Instituto Militar de Engenharia. Orientador: Prof. Marcelo Sucena - D. C. Tutor: Carlos Magno Cascelli Schwenck. Aprovada em 23 de agosto de 2006 pela seguinte Banca Examinadora:  _______________________________________________________________  Prof. Marcelo Sucena - D. C.  _______________________________________________________________  Carlos Magno Cascelli Schwenck – da MRS  _______________________________________________________________  Profa Maria Cristina de Fogliatti Sinay – do IME

 _______________________________________________________________  Profa Vânia Gouveia Barcelos Campos – do IME Rio de Janeiro 2006

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AGRADECIMENTOS A Deus pela saúde e oportunidades sempre presentes em minha vida. A minha mãe D. Bida pelo exemplo de vida. Aos meus irmãos Maurício e Maísa e ao meu cunhado Max pelo apoio nos momentos necessários. A minha noiva Natielle pelo incentivo e entendimento nos momentos de ausência devido a dedicação a este trabalho. A MRS Logísitica pela oportunidade. Ao César Brant, Carlos Magno e Hostalácio pelo convite de participação no curso de especialização em Transporte Ferroviário de Carga pelo Instituto Militar de Engenharia. Ao orientador Marcelo Sucena e tutor Carlos Magno pelo apoio no desenvolvimento do trabalho. Ao Hostalácio, Marcus Vinicius, Sérgio, Jair Cancela e Flávio pela paciência e essenciais informações para o desenvolvimento deste trabalho.

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SUMÁRIO

AGRADECIMENTOS ............................................................................................. 4 SUMÁRIO............................................................................................................... 5 LISTA DE ILUSTRAÇÕES ..................................................................................... 9 LISTA DE TABELAS ............................................................................................ 10 RESUMO.............................................................................................................. 11 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................ 12 1.1. GRUPO DE ATIVOS FERROVIÁRIOS..................................................... 12 1.2. INTRODUÇÃO AO SISTEMA LOCOMOTIVAS........................................ 12 1.2.1. GERAL ............................................................................................... 12 1.2.2. PRINCIPAIS COMPONENTES .......................................................... 13 1.2.3. SUBSISTEMAS.................................................................................. 14 1.2.3.1. SUBSISTEMA DE ALIMENTAÇÃO DE COMBUSTÍVEL ............ 14 1.2.3.2. SUBSISTEMA DE ADMISSÃO DE AR........................................ 15 1.2.3.3. SUBSISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO ............................................ 16 1.2.3.4. SUBSISTEMA DE REFRIGERAÇÃO .......................................... 18 1.2.3.5. SUBSISTEMA DE TRUQUES ..................................................... 19 1.2.3.6. SUBSISTEMA ELÉTRICO........................................................... 20 1.2.3.7. SUBSISTEMA PNEUMÁTICO..................................................... 22 1.3. DEFEITOS E REBOQUES DE LOCOMOTIVAS NA MRS LOGÍSTICA ... 23 1.4. CARACTERIZAÇÃO DE COMPONENTES CRÍTICOS DE LOCOMOTIVAS .......................................................................................................................... 26 1.5. ESTRUTURA DO TRABALHO ................................................................. 29 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA............................................................................ 31 2.1. INTRODUÇÃO À MANUTENÇÃO............................................................ 31 2.2. MCC – MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE (RCM – RELIABILITY CENTRED MAINTENANCE) ...................................................... 33 2.3. ANÁLISE DO MODO, DO EFEITO E DA CRITICIDADE DAS FALHAS (FMECA - FAILURE MODES, EFFECT AND CRITICALITY ANALYSIS)........ 34

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2.3.1. INTRODUÇÃO ................................................................................... 34 2.3.2. SEQÜÊNCIA DE ATIVIDADES PARA ELABORAÇÃO DA FMECA .. 36 2.3.2.1. DEFINIR A EQUIPE RESPONSÁVEL PELA EXECUÇÃO DA FMECA ...................................................................................................... 37 2.3.2.2. DEFINIR OS ITENS DO SISTEMA QUE SERÃO CONSIDERADOS...................................................................................... 37 2.3.2.3. PREPARAÇÃO PRÉVIA E COLETA DE DADOS ....................... 37 2.3.2.4. ANÁLISE PRELIMINAR DOS ITENS CONSIDERADOS ............ 38 2.3.2.5. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE FALHA E SEUS EFEITOS . 38 2.3.2.6. IDENTIFICAÇÃO DAS CAUSAS DAS FALHAS.......................... 38 2.3.2.7. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE DETECÇÃO DE FALHAS .. 38 2.3.2.8. DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES DE CRITICIDADE.................. 39 2.3.2.9. ANÁLISE DAS RECOMENDAÇÕES........................................... 39 2.3.2.10. REVISÃO DOS PROCEDIMENTOS ......................................... 39 2.3.2.11. PREENCHER OS FORMULÁRIO DE FMECA.......................... 39 2.3.3. FORMULÁRIO DE FMECA................................................................ 40 3. PROPOSTA DE APLICAÇÃO DA FMECA DE PROCESSOS EM SUBSISTEMAS FERROVIÁRIOS........................................................................ 43 3.1. EQUIPE RESPONSÁVEL PELA FMECA ................................................. 43 3.2. DEFINIR OS ITENS DO SISTEMA QUE SERÃO CONSIDERADOS....... 45 3.3. PREPARAÇÃO PRÉVIA E COLETA DE DADOS .................................... 47 3.4. ANÁLISE PRELIMINAR DOS ITENS CONSIDERADOS.......................... 48 3.5. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE FALHA E SEUS EFEITOS .............. 49 3.6. IDENTIFICAÇÃO DAS CAUSAS DAS FALHAS....................................... 51 3.7. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE DETECÇÃO DE FALHAS ............... 52 3.8. DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES DE CRITICIDADE............................... 52 3.8.1. TAXA DE SEVERIDADE DE UM MODO DE FALHA......................... 53 3.8.2. TAXA DE FREQÜÊNCIA DA OCORRÊNCIA DE UM MODO DE FALHA........................................................................................................... 53 3.8.3. TAXA DE DETECÇÃO DE UM MODO DE FALHA ............................ 54 3.8.4. RPN (RISK PRIORITY NUMBER )...................................................... 55 3.9. ANÁLISE DAS RECOMENDAÇÕES........................................................ 55

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3.10. REVISÃO DOS PROCEDIMENTOS....................................................... 56 3.11. PREENCHIMENTO DOS FORMULÁRIOS DE FMECA ......................... 56 3.12. REFLEXÃO SOBRE O PROCESSO ...................................................... 57 4. APLICAÇÃO DA FMECA DE PROCESSO NO SUPERALIMENTADOR GE C30/C36 16 CILINDROS...................................................................................... 58 4.1. EQUIPE RESPONSÁVEL PELA FMECA ................................................. 58 4.2. ITENS DO SISTEMA QUE SERÃO CONSIDERADOS NA FMECA......... 58 4.2.1. CONHECENDO O SISTEMA ............................................................. 59 4.2.1.1. SUBCONJUNTOS DO SUPERALIMENTADOR.......................... 59 4.3. PREPARAÇÃO PRÉVIA E COLETA DE DADOS .................................... 60 4.3.1. PEÇAS QUE COMPÕEM O SUPERALIMENTADOR E SUA FUNÇÃO ...................................................................................................................... 61 4.3.1.1. CONJUNTO DA CAIXA DA TURBINA ........................................ 61 4.3.1.2. CONJUNTO DA ENTRADA DA TURBINA .................................. 61 4.3.1.3. CONJUNTO DA CARCAÇA DO COMPRESSOR ....................... 61 4.3.1.4. CONJUNTO DO ROTOR............................................................. 62 4.3.2. METAS DE DESEMPENHO DAS PEÇAS QUE COMPÕEM O SUPERALIMENTADOR ................................................................................ 62 4.3.2.1. CONJUNTO DA CAIXA DA TURBINA ........................................ 62 4.3.2.2. CONJUNTO DA ENTRADA DA TURBINA .................................. 64 4.3.2.3. CONJUNTO DA CARCAÇA DO COMPRESSOR ....................... 65 4.3.2.4. CONJUNTO DO ROTOR............................................................. 66 4.3.2.5. TORQUES................................................................................... 67 4.3.3. INTERFACES DO SUPERALIMENTADOR COM OUTROS SISTEMAS DA LOCOMOTIVA ..................................................................... 68 4.4. ANÁLISE PRELIMINAR DOS ITENS CONSIDERADOS.......................... 69 4.4.1. COMPILAÇÃO DAS FALHAS DO BANCO DE DADOS DE CONTROLE DE MANUTENÇÃO DO SUPERALIMENTADOR .................... 70 4.4.2. COMPILAÇÃO DAS FALHAS DOS RELATOS DE ANOMALIA DO SUPERALIMENTADOR ................................................................................ 70 4.4.3. ÁRVORE FUNCIONAL DO COMPONENTE ..................................... 71

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4.4.4. FLUXOGRAMA FUNCIONAL FUNCIONAL DO COMPONENTE SUPERALIMENTADOR ................................................................................ 72 4.4.5. FLUXOGRAMA DE MANUTENÇÃO DO COMPONENTE SUPERALIMENTADOR ................................................................................ 73 4.4.6. AÇÕES QUE NÃO SERÃO CONSIDERADAS COMO COMO FONTE DE INADEQUAÇÃO DAS METAS DE DESEMPENHO...................................... DESEMPENHO...................................... 73 4.5. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE FALHA E SEUS EFEITOS .............. 73 4.6. IDENTIFICAÇÃO DAS CAUSAS DAS FALHAS FALHAS....................................... ....................................... 74 4.7. IDENT IDENTIFICA IFICAÇÃO ÇÃO DOS MODOS MODOS DE DETECÇÃ DETECÇÃO O DE FALHAS FALHAS ...... ........... ......... .... 74 4.8. DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES DE CRITICIDADE CRITICIDADE............................... ............................... 74 4.9. ANÁLISE DAS RECOMENDAÇÕES RECOMENDAÇÕES........................................................ ........................................................ 78 4.10. REVISÃO DOS PROCEDIMENTOS....................................................... 78 4.11. PREENCHIMENTO DOS FORMULÁRIOS DE FMECA ......................... 78 5. RECOMENDAÇÕES E CONCLUSÕES.......................................................... 79 5.1. RECOMENDAÇÕES ................................................................................ 79 5.2. CONCLUSÕES......................................................................................... 80 LISTA DE REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................... 81 ANEXO 1 - EXEMPLO DE RELATO DE ANOMALIA............................................ 82 ANEXO 2 - FLUXOGRAMA DE MANUTENÇÃO DO SUPERALIMENTADOR..... S UPERALIMENTADOR.....83 83 ANEXO 3 - FORMULÁRIO DE FMECA DO SUPERALIMENTADOR S UPERALIMENTADOR C30/36...... 85

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LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 – Desenho esquemático de uma locomotiva com respectivos  componentes principais. KITAMURA (2005) ................................................. 13 Figura 2 – Desenho esquemático do sistema de alimentação de combustível. KITAMURA (2005) ........................................................................................ 15 Figura 3 – Subsistema de admissão de ar. KITAMURA (2005) ...... ............ ............ ........... ......... .... 16 Figura 4 – Desenho esquemático do sistema de lubrificação. KITAMURA (2005) 17 Figura 5 – Subsistema de refrigeração. KITAMURA (2005) ...... ............ ............ ............ ........... ......... .... 19 Figura 6 – Desenho esquemático do sistema de truques. KITAMURA (2005) .. .... .... 20 Figura 7 - Gráfico com Número de Reboques Reboques nas Locmotivas da MRS X Meses  (julho de 2005 a setembro de 2006, atualizado em março de 2006). ... ...... ...... ....... 23 Figura 8 - Gráfico com Número de Defeitos nas nas Locmotivas da MRS X Meses  (julho de 2005 a setembro de 2006, atualizado em março de 2006). ... ...... ...... ....... 24 Figura 9 – Trem Hora Parado Devido a Falhas e Falta de Locomotivas X Meses  (abril de 2005 a março de 2006, atualizado em março de 2006). ...... ............ ........... ..... 26 Figura 10 – Gráficos com padrões de falhas propostos pelas três gerações de  estudo da manutenção. MOUBRAY (2000) .................................................. 32 Figura 11 – Fluxograma com as atividades para elaboração de uma FMEA. HELMAN e ANDREY (1995) ......................................................................... 36 Figura 12 – Estrutura da superintendência produção industrial. ..... ........... ............ ........... ......... .... 44 Figura 13 - Árvore de hierarquização dos subconjuntos do superalimentador e  seus componentes. ....................................................................................... 71 Figura 14 – Diagrama esquemático demonstrando relações entre subconjuntos do  superalimentador e outros sistemas da locomotiva. ...... ............ ........... ........... ............ ............ .......... 72

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Componentes de  locomotivas  locomotivas mais  mais críticos críticos segundo o critério adotado. .............................. ............... .............................. .............................. ............................. .............................. .............................. ............................. ............................. .............. 28

Tabela 2 – Estrutura básica de um formulário de FMECA.

............................. ............... ........................ .......... 40

Tabela 3 – Exemplo de base de dados de falhas do componente  Superalimentador GE. ................ ............................... ............................. ............................. .............................. .............................. ................... .... 49 ......... ...... 50 Tabela 4 – Modelo para lista de verificações de modos e efeitos de falhas. .....

Tabela 5 – Modelo de lista de verificação com modo, causas e efeitos das falhas. .............................. ............... .............................. .............................. ............................. .............................. .............................. ............................. ............................. .............. 51

Tabela 6- Modelo de lista de verificação com modo, causas e efeitos das falhas e  modos de detecção. .............. ............................ .............................. .............................. ............................. ............................. ........................ .......... 52 Tabela 7– Padrão de formulário de FMECA a ser utilizado.

............................... ............... ...................... ...... 57

Tabela 8 – Modos de Falha extraídos do programa Access de controle da  manutenção do componente superalimentador. ............... .............................. .............................. ................... .... 70 Tabela 9 – Modos de Falhas extraídos dos relatos de anomalia de componentes  ............................ ............................. .............................. .............................. ............................. ............................. .............. 71 superalimentador. ............. Tabela 10 – Lista de verificação com os modos, efeitos, causas, modos de  .............................. ............................. ........................... ............ 75 detecção e índice de criticidade das falhas. ................ Tabela 10 (Continuação) – Lista de verificação com os modos, efeitos, causas, modos de detecção e índice de criticidade critic idade das falhas. .............. ............................ ........................ .......... 76 Tabela 10 (Continuação) – Lista de verificação com os modos, efeitos, causas, modos de detecção e índice de criticidade critic idade das falhas. .............. ............................ ........................ .......... 77

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RESUMO

As ferrovias possuem três grupos principais de ativos: via permanente, eletro-eletrônica e material rodante (locomotivas e vagões). Com o aumento progressivo da demanda de transporte de carga junto às ferrovias e a manutenção da extensão quilométrica da malha ferroviária, é essencial que estes ativos tenham o máximo de confiabilidade possível. Isto por que falhas em qualquer dos grupos de ativos podem ser um fator primordial para o não atendimento da demanda crescente de transporte. Verificado isto, este trabalho selecionou dentro do grupo material rodante, os ativos locomotivas, para proposição de implantação de uma ferramenta da metodologia RCM ( Reliability  Centered Maintenance  – Manutenção Centrada em Confiabilidade) de manutenção. Para a implantação desta ferramenta foi identificado o componente crítico da locomotiva, de acordo com critérios pré estabelecidos que consideraram volume e custo de recuperação. O componente selecionado foi o superalimentador de locomotivas modelo GE C30 e C36. A ferramenta escolhida foi a FMECA (Failure Modes, Effects and Criticality Analysis  - Análise dos Modos, dos Efeitos e da Criticidade das Falhas). Com estas definições foi desenvolvida uma metodologia para execução de FMECA para componentes de locomotivas. Tal metodologia foi usada na implementação da FMECA para o componente superalimentador de locomotivas modelo GE C30 e C36. De posse da FMECA deste componente foi proposta uma sistemática para execução da FMECA para os demais componentes de locomotiva e também uma metodologia para uso dos dados presentes na FMECA para análise de falhas do componente e melhoria continua do processo de manutenção.

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1. INTRODUÇÃO

1.1. GRUPO DE ATIVOS FERROVIÁRIOS

Na ferrovia podem-se definir alguns grandes grupos de ativos que são fundamentais para que a operação ferroviária ocorra de maneira plena: via permanente, eletro-eletrônica e material rodante (locomotivas e vagões). Portanto, a manutenção dos ativos inseridos nestes grupos deve garantir que eles estejam disponíveis para utilização durante o maior tempo possível, ou seja, deve-se garantir que eles falhem o menor número de vezes, sendo zero a quantidade alvo. Este trabalho tratará da manutenção das locomotivas pertencentes ao grupo de ativos Material Rodante. 1.2. INTRODUÇÃO AO SISTEMA LOCOMOTIVAS 1.2.1. GERAL Na ferrovia, as locomotivas são responsáveis por tracionar os trens, rebocando vagões no caso de ferrovias de carga e carros, no caso de ferrovias de passageiros. Segundo BRINA (1988), O termo tracionar significa a maneira pela qual a locomotiva obtém o esforço mecânico necessário para o deslocamento dos trens. Normalmente a tração das locomotivas é elétrica, ou seja, são usados motores elétricos para obter o esforço mecânico necessário ao deslocamento dos trens. A variação entre estas locomotivas ocorre devido à fonte de alimentação destes motores elétricos. Quando tais motores são alimentados primariamente por uma fonte externa elétrica, tem-se a tração puramente elétrica. Tal sistema de tração é muito utilizado no Brasil no transporte de passageiros (metrôs e trens urbanos). Outra forma de tração muito utilizada nas ferrovias de carga no Brasil é a Diesel-Elétrica, em que a fonte energética primária dos motores é um gerador elétrico instalado na própria locomotiva e acoplado a um motor diesel.

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Este trabalho irá focar locomotivas com tração diesel-elétrica, considerando que a maioria da frota da MRS Logística é composta por locomotivas deste tipo. 1.2.2. PRINCIPAIS COMPONENTES

Como todo sistema, as locomotivas são formadas por subsistemas e por componentes. Nesta seção serão apresentados os componentes genéricos de locomotivas diesel-elétricas. Na seção 1.2.3 serão detalhadas as suas características operacionais principais e apresentadas as definições e funções destes componentes. A Figura 1 mostra o desenho esquemático de uma locomotiva com seus respectivos componentes principais.

Figura 1 – Desenho esquemático de uma locomotiva com respectivos componentes principais. KITAMURA (2005)

1 - Conexões para Unidade Múltipla (Jumper ) 2 – Reservatórios de Areia 3 – Toalete 4 – Faróis e Caixas de Números 5 – Painel de Comando 6 – Compartimento Elétrico Superior 7 – Bebedouro 8 – Compartimento de Controle do Motor Diesel 9 – Filtros Inerciais da Galeria 10 – Soprador 11 – Painel Retificador 12 – Gerador Auxiliar 13 – Excitatriz 14 – Gerador de Tração CA 15 – Governador de Controle 16 – Componentes do Sistema de Combustível 13

17 – Motor Diesel 18 – Resfriador de ar 19 – Superalimentador 20 – Tanque de Expansão 21 – Resfriador de Óleo Lubrificante 22 – Filtro de Óleo Lubrificante 23 – Filtros Inerciais do Motor Diesel 24 – Filtros de Ar do Motor Diesel 25 – Compressor de Ar 26 – Resistores de Freio Dinâmico 27 – Ventiladores dos Radiadores 28 – Radiadores 29 – Reservatórios Principais de Ar 30 – Tanque de Combustível 31 – Alternador de Eixo 32 – Compartimento Elétrico Inferior

1.2.3. SUBSISTEMAS 1.2.3.1. SUBSISTEMA DE ALIMENTAÇÃO DE COMBUSTÍVEL

Este subsistema é responsável pela alimentação de combustível ao motor diesel das locomotivas. A seguir serão detalhados os seus componentes e suas respectivas funções básicas. ¯ ¯

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Tanque de Combustível: responsável pelo armazenamento de combustível; Tubulações e Mangueiras: responsáveis pela circulação do combustível entre os componentes do subsistema; Bomba de Sucção: responsável pela sucção de combustível do reservatório e pelo seu bombeamento sob pressão, a fim de suprir o motor diesel; Filtros: retêm as impurezas contidas no combustível; Válvula de Alívio: protege o sistema de sobrecargas de pressão devido às restrições; Coletores de combustível do motor diesel: reservatórios intermediários de onde as mangueiras coletam o combustível para alimentar os conjuntos de força, tanto do lado esquerdo quanto do lado direito do motor diesel; Válvula Reguladora: responsável por manter a pressão de combustível nos coletores, no nível necessário; Coletor de Drenagem: reservatório intermediário que recebe o excesso de combustível dos bicos injetores.

Um desenho esquemático do Subsistema de Alimentação de Combustível é mostrado na Figura 2 .

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Figura 2 – Desenho esquemático do sistema de alimentação de combustível. KITAMURA (2005)

1.2.3.2. SUBSISTEMA DE ADMISSÃO DE AR

Este subsistema é responsável pela alimentação de ar ao motor diesel das locomotivas. A seguir serão descritos os componentes deste subsistema e suas respectivas funções básicas. ¯

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Superalimentador: responsável por aspirar o ar externo que será fornecido ao motor diesel, por intermédio da câmara de ar sem impurezas, devendo ainda pressurizá-lo e enviá-lo aos resfriadores de ar. Tal componente é acionado pelos gases de exaustão do motor diesel; Tubulações e Mangueiras: responsáveis pela circulação do ar entre os componentes do subsistema; Filtros: retêm as impurezas contidas no ar; Resfriadores de ar: responsáveis por resfriar o ar que foi aquecido durante o processo de compressão no superalimentador;

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Coletores de ar: responsáveis por conduzir o ar aos cilindros do motor diesel; Coletores de exaustão: responsáveis por recolher os gases da exaustão e enviá-los ao superalimentador para acionamento do mesmo. Após acionarem o superalimentador os gases da exaustão são enviados para a atmosfera; Chave de Vácuo: dispositivo de segurança que faz o motor funcionar em marcha lenta quando existir o entupimento dos filtros.

Um desenho esquemático do Subsistema de Admissão de Ar é mostrado na Figura 3  .

Figura 3 – Subsistema de admissão de ar. KITAMURA (2005)

1.2.3.3. SUBSISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO

Este subsistema é responsável pela lubrificação, utilizando óleo lubrificante, dos componentes da locomotiva. A seguir serão descritos os componentes deste subsistema e suas respectivas funções básicas.

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Cárter do Motor Diesel: reservatório do óleo lubrificante; Bomba de Sucção: responsável pela sucção do óleo lubrificante do cárter e pelo envio desse para o subsistema sob pressão a fim de lubrificar os componentes necessários; Filtros: responsáveis por reter as impurezas do óleo lubrificante; Resfriador de Óleo: após ter sido aspirado pela bomba, o óleo lubrificante é encaminhado a este componente a fim de ser resfriado. Este componente é um trocador de calor a base de água; Tubulações e Mangueiras: responsáveis pela circulação do óleo lubrificante entre os componentes do subsistema; Válvula de Alívio: responsável por evitar sobrecargas de pressão no subsistema; Dispositivo de Segurança de Baixa Pressão de Óleo Lubrificante: responsável por desligar o motor caso a pressão de óleo lubrificante seja reduzida abaixo de um valor mínimo. Um desenho esquemático do Sistema de Lubrificação é mostrado na

Figura 4 .

Figura 4 – Desenho esquemático do sistema de lubrificação. KITAMURA (2005)

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1.2.3.4. SUBSISTEMA DE REFRIGERAÇÃO

Este subsistema é responsável pela refrigeração, utilizando água, de componentes da locomotiva. A seguir serão descritos os componentes deste subsistema e suas respectivas funções. ¯ ¯

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Tanque de Expansão: reservatório de água da locomotiva; Bomba de Sucção: responsável pela sucção da água do tanque de expansão e pela circulação dessa pelo subsistema, a fim de refrigerar alguns componentes, tais como cilindros do motor diesel, superalimentador, etc. Ela é acionada pelo motor diesel; Tubulações e Mangueiras: responsáveis pela circulação da água de refrigeração entre os componentes do subsistema; Coletores de Entrada d' água: responsáveis por distribuir a água de refrigeração entre os cilindros do motor diesel; Coletor de Descarga d' água: a água, após resfriar os cilindros do motor diesel, é recolhida no coletor de descarga; Caixa de Junção: responsável por receber a água que resfriou os componentes necessários. Desta caixa a água é enviada para o tanque de expansão ou para os radiadores; Válvula de Controle de Fluxo: de acordo com a temperatura, é responsável por enviar a água para o tanque de expansão ou para os radiadores; Radiadores: são trocadores de calor responsáveis pelo resfriamento de água utilizando ar soprado pelos ventiladores. Um desenho esquemático do subsistema de refrigeração é mostrado na

Figura 5.

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Figura 5 – Subsistema de refrigeração. KITAMURA (2005)

1.2.3.5. SUBSISTEMA DE TRUQUES

Este subsistema é responsável por receber o peso da locomotiva e distribuí-lo entre os eixos e rodas de tração. A seguir serão descritos os componentes deste subsistema e suas respectivas funções básicas. ¯

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Estrutura do Truque: é composta por duas laterais fundidas, unidas por duas travessas transversais também fundidas. A interligação entre a plataforma e a estrutura do truque se dá por intermédio da travessa flutuante ( Bolster ); Prato Pião: prato central localizado na travessa flutuante que liga o truque ao pião da locomotiva; Coxins de Borracha e Aço: fazem a interligação entre a travessa flutuante e a estrutura do truque e têm o objetivo de absorverem os impactos provenientes da plataforma;

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Batentes: limitam o movimento relativo entre truque e travessa flutuante, evitando que as peças sejam excessivamente solicitadas ao cisalhamento; Conjunto de Molas Helicoidais: transfere o peso da locomotiva da estrutura para os eixos; Pedestais das Laterais do Truque: limitam o movimento relativo dos eixos ao truque; Mancais de suspensão e Transversal da Estrutura do Truque: apoiam os motores de tração; Timonerias de Freio: conjunto de alavancas que multiplica a força proveniente do cilindro de freio que será aplicadas às rodas por intermédio das sapatas. Um desenho esquemático do subsistema de truques é mostrado na

Figura 6 .

Figura 6 – Desenho esquemático do sistema de truques. KITAMURA (2005)

1.2.3.6. SUBSISTEMA ELÉTRICO

Este subsistema pode ser dividido em duas partes: subsistema elétrico de baixa potência e subsistema elétrico de alta potência. O subsistema elétrico de baixa potência é responsável pelo controle automático da locomotiva e por suprir de energia elétrica os circuitos de iluminação e os acessórios da mesma. A seguir são descritos alguns componentes deste subsistema e suas respectivas funções básicas.

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Conjunto de Baterias: responsável por suprir de energia elétrica o circuito de baixa potência ao dar partida no motor da locomotiva. Tensão de 74 Volts, corrente contínua; Gerador Auxiliar: é um gerador elétrico acionado pelo motor diesel, a partir de engrenagens. Sua função é recarregar o conjunto de baterias e suprir o subsistema elétrico de baixa potência. Relés e Contatores: são componentes que possuem contatos que são fechados ou abertos a partir de um sinal elétrico. São utilizados para realizar as lógicas no controle automático da locomotiva, acionando ou desligando componentes elétricos; Painéis Eletrônicos: responsáveis por processar os sinais elétricos de baixa potência recebidos de diversos pontos da locomotiva e por gerar outros sinais elétricos para acionamento de componentes deste subsistema; Controlador Mestre: é o conjunto de alavancas que o maquinista utiliza para operar a locomotiva. Existem três alavancas com as seguintes funções: 





Alavanca 1: define o sentido de deslocamento da locomotiva; Alavanca 2: define o ponto de aceleração do motor diesel da locomotiva (8 pontos de aceleração); Alavanca 3: define o modo de atuação do sistema de frenagem dinâmica da locomotiva (possibilidades: neutro, preparação e área de atuação).

O subsistema elétrico de alta potência é responsável por gerar energia elétrica por meio do gerador a fim de suprir os motores elétricos que tracionam a locomotiva. A seguir são descritos alguns componentes deste subsistema e suas respectivas funções básicas. ¯

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Gerador Elétrico: responsável por receber energia mecânica gerada pelo motor diesel através de acoplamento por eixos e por transformá-la em energia elétrica. Gerador Excitatriz: é um gerador elétrico acionado pelo motor diesel, a partir de engrenagens. Sua função é suprir de energia elétrica o circuito de excitação do campo do gerador elétrico.

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Painel Retificador: existe em locomotivas cujo gerador elétrico fornece energia elétrica em corrente alternada. É responsável por transformar a corrente elétrica alternada em contínua; Chave Reversora: seu posicionamento define o sentido de deslocamento da locomotiva; Chave BKT: seu posicionamento define se a locomotiva está tracionando ou se está em frenagem dinâmica; Motor de Tração: é um motor elétrico que é suprido de energia elétrica pelo gerador e cuja função é transformar essa energia elétrica em mecânica que é transferida às rodas da locomotiva por intermédio de acoplamento por engrenagem.

1.2.3.7. SUBSISTEMA PNEUMÁTICO

Esse subsistema é responsável por gerar ar comprimido, armazená-lo e distribuí-lo pelos componentes pneumáticos, tanto das locomotivas quanto dos vagões em uma composição ferroviária. A seguir são descritos alguns componentes deste subsistema e suas respectivas funções básicas. ¯

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Compressor: responsável por captar ar da atmosfera e comprimi-lo até se atingir a pressão necessária nos reservatórios de ar comprimido. É acionado pelo motor diesel por intermédio de um eixo de acoplamento; Reservatórios de Ar Comprimido: responsáveis por armazenar o ar comprimido gerado pelo compressor; Tubulações e Mangueiras: responsáveis por conduzir o ar comprimido entre os componentes do subsistema; Válvulas Pneumáticas: responsáveis por controlar o fluxo de ar comprimido entre os componentes do subsistema; Cilindro de Freio: é responsável por executar o movimento das sapatas que origina o acionamento do freio ferroviário. É acionado por ar comprimido;

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Buzina: componente pneumático que emite sinal sonoro e é utilizado pelo maquinista para que as pessoas que estiverem próximas à circulação da composição a vejam e tome os devidos cuidados.

1.3. DEFEITOS E REBOQUES DE LOCOMOTIVAS NA MRS LOGÍSTICA

Conforme foi dito na seção 1.1, dentro do grupo de ativos Material Rodante, estão as locomotivas. Foi dito também que a quantidade de falhas alvo, para garantir a boa fluência da operação ferroviária, é zero. Porém este alvo não é atingido atualmente pela MRS Logística, o que causa diversos transtornos para a operação ferroviária. A Figura 7  mostra a evolução mensal de “reboques” nas locomotivas da MRS Logística.

Figura 7 - Gráfico com Número de Reboques nas Locmotivas da MRS X Meses (julho de 2005 a  setembro de 2006, atualizado em março de 2006).

A Figura Logística.

8  mostra

a evolução mensal de “defeitos” nas locomotivas da MRS

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Figura 8 - Gráfico com Número de Defeitos nas Locmotivas da MRS X Meses (julho de 2005 a  setembro de 2006, atualizado em março de 2006).

Apresentado na Figura 7  e na Figura 8  os quantitativos de reboques e defeitos nas locomotivas da MRS Logística, se faz necessário definir os conceitos deste termos. Reboques são falhas ocorridas nas locomotivas que as impedem de tracionar, ou seja, quando ocorre um reboque é necessário retirar a locomotiva imediatamente da composição ferroviária e substituí-la por outra. Evidentemente, este é o pior tipo de falha que pode ocorrer em uma locomotiva durante sua operação em um trem. Defeitos são falhas ocorridas nas locomotivas que não as impedem de tracionar, ou seja, ao ser detectado o defeito, a locomotiva continua na composição ferroviária. Isto por que nos defeitos a locomotiva continua tendo capacidade de tração, ela passa apenas a ter um determinado sistema fora de funcionamento. Por exemplo: uma locomotiva ao tracionar um trem na primeira posição sofre um defeito no sistema de frenagem dinâmica. Tal locomotiva pode ser manobrada para a segunda posição da composição ferroviária e continuar tracionando o trem. Quando existir a disponibilidade de uma locomotiva para substituí-la, ela é enviada à oficina para recuperação deste sistema.

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Estes quantitativos de reboques e defeitos em locomotivas da MRS Logística causam diversos problemas para a operação ferroviária, que são contabilizados segundo um item de controle denominado THP, Trem Hora Parado. Tal item de controle é utilizado pelas gerências de operação ferroviária da MRS Logística para medir o tempo o qual a composição ferroviária ficou parada devido a algum tipo de problema (falhas em locomotivas, falha em vagões, falha na via permanente, falha na eletro-eletrônica, etc). Será mostrado na Figura 9  o número de Trens Hora Parado devido a falhas nas locomotivas, a fim de se ter uma idéia do impacto dos defeitos e reboques na operação fe rroviária. A Figura 9  mostra a quantidade de Trem Hora Parado devido a três tipos de ocorrência no tráfego: Ag. Defeito de Loco (601) – trem está parado aguardando solução quanto a falha de locomotiva, Ag. Falta de Loco (602) – trem está parado aguardando locomotiva para completar a composição e Defeito Loco Trem a Frente (605) – trem está parado aguardando solução de falha de locomotiva de trem nos próximos quilômetros de linha férrea, o que impede sua passagem. Estas ocorrências são aquelas geradas por falhas nas locomotivas e podem ser correlacionas com a Figura 7  e a Figura 8 . Os 65 reboques e os 443 defeitos de locomotivas em fevereiro estão diretamente relacionados às aproximadamente 635 Horas de Trem Parado neste mesmo mês devido a problemas em locomotivas.

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Figura 9 – Trem Hora Parado Devido a Falhas e Falta de Locomotivas X Meses (abril de 2005 a  março de 2006, atualizado em março de 2006).

Este trabalho visa o estudo da metodologia FMEA – Failure Modes and Effect  Analysis e a proposição de implantação desta metodologia para análise de falhas de componentes de locomotivas recuperados pela Oficina de Manutenção Pesada de Locomotivas do Horto Florestal. O objetivo da proposição de implantação desta metodologia para a análise de falhas de componentes é a redução do número de defeitos e reboques de locomotivas, mostrados na Figura 7  e Figura 8 , com conseqüente redução do item de controle da operação ferroviária THP, mostrado na Figura 9 .

1.4. CARACTERIZAÇÃO DE COMPONENTES CRÍTICOS DE LOCOMOTIVAS

Na seção 1.2.3 foram apresentados os subsistemas de uma locomotiva, seus principais componentes e suas respectivas funções. Conforme dito na seção anterior se deseja estudar a metodologia FMEA – Failure Modes and Effect  Analysis  e propor a implantação da mesma para análise de falha destes

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componentes. Como este trabalho se trata de uma abordagem inicial desta metodologia na manutenção de componentes de locomotivas na Oficina de Recuperação de Componentes do Horto Florestal, é necessário focar a implantação em um tipo de componente. É interessante então que o componente escolhido para implementação desta metodologia seja crítico na manutenção de locomotivas da MRS. Para se julgar este grau de criticidade dos componentes, foi desenvolvida uma metodologia a fim de elencar o componente mais crítico que será abordado no trabalho em questão. Nos parágrafos seguintes será explicada a metodologia. Além de se considerar um componente crítico na implementação da ferramenta FMEA, propõe-se usar uma variação deste ferramenta denominada FMECA na qual os modos de falha também são tratados de acordo com sua criticidade. Basicamente foram escolhidos dois parâmetros para caracterizar o grau de criticidade dos componentes de locomotivas: volume de componentes recuperado e PMP (Preço Médio Ponderado). O volume recuperado é um indicativo da confiabilidade dos componentes, pois se um componente tem um defeito, ele precisa ser retirado da locomotiva e enviado para recuperação. O segundo parâmetro é o Preço Médio Ponderado, ou seja, o valor monetário despendido na manutenção do componente. Este parâmetro é um indicativo de criticidade pois o controle orçamentário em empresas privadas tem sido uma preocupação grande atualmente. A proposta do índice de criticidade para se elencar o componente que será objeto de estudo neste trabalho é a multiplicação dos parâmetros mencionados anteriormente. Feito isto o componente mais crítico será aquele que, após as devidas análises, apresentar o maior índice. A Tabela 1 mostra os componentes de locomotivas mais críticos, considerando o critério descrito no parágrafo anterior.

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Código

Descrição

Total Recuperado 2005/06 Total Recuperado Relativo

R566125010 MOTOR DIESEL SD-40 R576125015 MOTOR DIESEL C30/36 16CIL. R560101026 ALTERNADOR MOD. AR10-A7A R578720010 SUPER GE C30 12 CIL. R568901009 TURBO ALIMENTADOR R578720011 SUPER GE C30/C36 16CIL. R574315006 GERADOR TRAÇÃO U23C 5GT586E1 R562020007 COMPRESSOR SD40-2 R566140023 VENTILADOR DINÃMICO SD40 R566125007 MOTOR DE TRAÇÃO GM SD40-2 R578720008 SUPERALIMENTADOR U23-CA R576825042 PAINEL RETIFICADOR 17FM464C3 R570176045 SOPRADOR MT.3300 R570178004 ALTERNADOR DE TRAÇÃO GE C30 (GTA11) R576125004 MOTOR DIESEL 3300 7FDL12D22 R566140003 MOTOR ARRANQUE SD40 R576140022 MOTOR DE TRAÇÃO AF15 (U23CA) R572020005 COMPRESSOR (SÉRIE 3300) R576125010 MOTOR DE TRAÇÃO U20 5GE761CA12 R576140023 MOTOR DE TRAÇÃO E8A (U23C) R571220004 CONJUNTO DE FORÇA CROMADO R572110003 CONJUNTO DE FORÇA MELONITE

23 5 43 7 47 39 46 28 88 195 45 73 35 21 2 151 143 43 52 186 558 166

0,44 0,12 0,83 0,37 0,90 0,61 0,54 0,74 1,69 0,86 0,40 1,18 0,31 0,28 0,03 1,45 0,27 0,24 0,29 0,37 0,73 0,07

PMP

$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $

79.935,91 268.107,61 36.984,94 50.167,76 19.323,82 26.150,81 22.892,52 14.745,60 5.546,49 9.113,56 12.915,04 3.923,13 14.885,46 13.989,32 125.666,34 2.111,15 10.634,54 10.685,80 7.248,09 5.149,78 1.592,54 7.232,84

Criticidade

35.356,27 31.917,57 30.583,70 18.482,86 17.465,76 15.935,65 12.388,89 10.865,18 9.386,37 7.794,49 5.143,16 4.619,17 4.610,54 3.865,47 3.590,47 3.065,23 2.913,29 2.524,67 2.093,89 1.923,41 1.157,08 485,70

Tabela 1 – Componentes de locomotivas mais críticos segundo o critério adotado.

Na Tabela 1, é mostrado na primeira coluna, o código do componente no sistema ERP da MRS (BaaN). A segunda coluna da esquerda para a direita mostra a descrição do componente, enquanto a terceira coluna, no mesmo sentido, mostra a quantidade destes componentes recuperada nas oficinas do Horto Florestal nos anos de 2005 e 2006 (até o mês de março). Como a quantidade existente destes componentes varia de acordo com o tipo de locomotiva que os utilizam, foi necessário fazer uma proporção entre a quantidade recuperada e a quantidade existente dos mesmos, a fim de se comparar os componentes críticos de uma maneira mais igualitária. Para tal, foi feito o seguinte cálculo: a relação entre o Total Recuperado 2005/06 (terceira coluna da Tabela 1) e a quantidade existente nas locomotivas. Este cálculo é apresentado na coluna 4, (Total Recuperado Relativo). Na coluna 5 é mostrado o PMP, Preço Médio Ponderado, praticado na recuperação dos componentes. Na sexta coluna apresenta-se o índice de criticidade descrito anteriormente, ou seja, o produto do Total Recuperado Relativo pelo PMP. Os dados da Tabela 1 foram classificados em ordem decrescente do índice de criticidade adotado, ou seja, a primeira linha desta tabela apresenta o componente mais crítico. Entretanto, faz-se necessário tecer algumas análises antes de se afirmar sobre o nível de criticidade. O primeiro componente, MOTOR DIESEL SD-40, não pode ser considerado o mais crítico, pois o volume de

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recuperação apresentado na coluna 3 (23) se deve ao programa de manutenção preventiva da MRS do ano de 2005. Foram feitas 23 Revisões de 4 anos (R4) em locomotivas da frota GM-SD40/2. Nestas revisões necessariamente os motores diesel têm que ser recuperados. O segundo componente, MOTOR DIESEL C30/36 16CIL., também não pode ser considerado o mais crítico pois, dos 05 motores, 03 foram recuperados devido ao projeto de manutenção preventiva da MRS em 2006 (Revisões de 4 anos) quando necessariamente têm que ser recuperados. O terceiro componente, ALTERNADOR MOD. AR10-A7A, também não pode ser considerado o mais crítico, pois, dos 43 componentes recuperados no período estipulado, 23 foram devido ao programa de manutenção preventiva da MRS em 2005 (23 Revisões de 4 anos em locomotivas GM-SD40/2 e /3) quando necessariamente este componente precisa ser recuperado. O quinto componente, TURBO ALIMENTADOR, também não pode ser considerado o mais crítico pelo mesmo motivo do componente anterior, ou seja, a recuperação de 23 destes componentes foi devido ao programa de manutenção preventiva da MRS nas frotas GM-SD40/2 e /3. O quarto componente, SUPER GE C30 12 CIL., pode ser considerado o mais crítico baseando-se nos critérios estabelecidos, porém verifica-se que o índice de criticidade dele é muito próximo ao índice de criticidade do sexto componente, SUPER GE C30/C36 16CIL. (18.482,86 e 15.935,65). Porém o total de itens recuperados é muito maior para o SUPER GE C30/C36 16CIL. (39) do que para o SUPER GE C30 12 CIL. (7). Sendo assim, o componente mais crítico é o sinalizado na sexta linha da Tabela 1, (SUPER GE C30/C36 16CIL.), que será o componente alvo para a aplicação da metodologia FMECA – Failure Modes, Effects and Criticality Analysis.

1.5. ESTRUTURA DO TRABALHO

Este trabalho será divido em cinco capítulos, dos quais o primeiro será uma introdução aos principais grupos de ativos de uma ferrovia, dando ênfase às locomotivas, objeto de estudo. Neste mesmo capítulo será mostrado o número de

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falhas que ocorrem atualmente em locomotivas da MRS Logística e sua conseqüência para a operação ferroviária. Serão apresentados também o objetivo deste trabalho e o componente de locomotiva para o qual será desenvolvida a metodologia FMECA – Failure Modes, Effects and Criticality Analysis. No capítulo dois será feita uma introdução às técnicas RCM - Reliability  Centered Maintenance, FMEA – Failure Modes and Effect Analysis e FMECA –  Failure Modes, Effects and Criticality Analysis que serão utilizadas neste trabalho. No capítulo três será proposta a utilização da FMECA na recuperação de componentes de locomotivas nas oficinas do Horto Florestal. No capítulo quatro será descrita uma proposta de trabalho para iniciar a implantação da metodologia FMECA nas oficinas de recuperação de componentes de locomotivas no Horto Florestal a partir do um componente crítico superalimentador C30/36. No quinto e último capítulo serão apresentadas as conclusões e recomendações do trabalho.

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2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1. INTRODUÇÃO À MANUTENÇÃO

Para se iniciar a explanação sobre manutenção é interessante definir-se este termo. Segundo MOUBRAY (2000), o objetivo da manutenção é assegurar que os ativos físicos continuem a fazer o que os seus usuários querem que ele faça. . O aumento da quantidade e diversidade de itens físicos (instalações, equipamentos e construções) e também da complexidade dos projetos destes itens no decorrer dos anos teve como conseqüência uma série de evoluções na maneira como a manutenção é planejada e executada. Estas evoluções podem ser resumidas no tempo como três gerações, sendo que atualmente está-se vivendo a fase da terceira geração. Para se entender melhor estes conceitos serão descritos nos próximos parágrafos as principais características destas gerações. A Primeira Geração abrange a manutenção no período até a II Guerra Mundial. Como nesta época as indústrias não eram muito mecanizadas, os períodos de paralisação devido a falhas não eram importantes. Estas características tinham como conseqüência a não necessidade de manutenção sistemática nos equipamentos que eram muito simples. Logo o conserto acontecia após o defeito ter ocorrido. A Segunda Geração inicia com a II Guerra Mundial. O aumento da demanda por produtos industrializados e a escassez de mão-de-obra culminaram na necessidade de aumento da mecanização nas indústrias. Com isto as falhas nos equipamentos passaram a ser substanciais, sendo necessário agora preveni-las. Com isto nasce o conceito da manutenção preventiva, que se baseia na manutenção periódica dos equipamentos a fim de evitar as falhas.

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A Terceira Geração inicia em meados dos anos setenta, quando a indústria começa a incorporar mudanças cada vez maiores em seus processos produtivos. O aumento da mecanização e o advento da automação levam as indústrias a terem necessidade cada vez maior de confiabilidade e de disponibilidade nos seus ativos. Com isto existe a necessidade demonstrada pela Segunda Geração quanto a manutenção preventiva. Porém esta manutenção incorre em altos custos para as indústrias, o que as levou a desenvolver novas pesquisas a fim de reduzir os custos com manutenção. Tais pesquisas da Terceira Geração demonstraram que, ao contrário do que era proposto pelas gerações anteriores, os padrões existentes de falha nos equipamentos são seis e não um. A Figura 10  mostra alguns gráficos com padrões de falhas propostos pelas três gerações. A Primeira Geração acreditava que o componente iniciava sua vida com uma taxa de falhas constante e que após o tempo de vida útil o componente tinha esta taxa de falhas aumentada. Já a Segunda Geração acreditava que existia um período no início da vida do componente denominado Mortalidade Infantil no qual a taxa de falhas iniciava alta e iria reduzindo até chegar em um valor constante que seria o da vida útil. Após o tempo da vida útil a taxa de falhas do componente aumentaria devido ao desgaste. Já a Terceira Geração propõe seis tipos distintos de padrões de falhas que são combinações das etapas propostas pela Segunda Geração.

Figura 10 – Gráficos com padrões de falhas propostos pelas três gerações de estudo da  manutenção. MOUBRAY (2000)

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Com isto, na Terceira Geração, propôs-se que de acordo com o padrão de falhas que o componente apresenta, o processo de manutenção preventiva pode não adiantar de nada, pois no tempo estipulado como vida útil o componente pode ainda estar com taxa de falhas constate sem a necessidade de intervenção naquele momento. Ou seja, é necessário verificar a condição do equipamento para se determinar a necessidade ou não de intervenção quanto a manutenção. Para operacionalizar isto, surgiram diversas técnicas e conceitos novos de manutenção. “Segundo MOUBRAY (2000): Algumas destas técnicas são: ferramentas de suporte às decisões, tais como estudos de riscos, modos de falha e análise dos efeitos e sistemas especialistas; novas técnicas de manutenção, tais como monitoração de condições; projeto de equipamento com ênfase na confiabilidade e na manutenibilidade; uma forte mudança no pensamento empresarial em relação à participação, trabalho em equipe e flexibilidade; etc “. Para tratar este desafios que foram apresentados à manutenção industrial pela terceira geração, foi proposta pela indústria aeronáutica um processo de tomada de decisões denominado Manutenção Centrada em Confiabilidade (Reliability Centred Maintenance - RCM). Na próxima seção será apresentada uma introdução ao processo RCM. 2.2. MCC – MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE (RCM – RELIABILITY CENTRED MAINTENANCE)

“Segundo SEIXAS (2002,a), Manutenção Centrada em Confiabilidade é um método para desenvolver e selecionar projetos alternativos de manutenção, baseados em critérios econômicos, de segurança e operacionais. RCM utiliza uma perspectiva do sistema para análise das funções do sistema, das falhas das funções e da prevenção dessas falhas. “ “De acordo com MOUBRAY (2000), este processo implica em sete perguntas sobre cada um dos itens em revisão: ¯

Quais são as funções e padrões de desempenho de um ativo no seu contexto presente de operação?

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¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯

De que forma ele falha em cumprir suas funções? Que causa cada falha funcional? Que acontece quando ocorre cada falha? De que forma cada falha importa? Que pode ser feito para predizer ou prevenir cada falha? Que deve ser feito se não for encontrada uma tarefa pró-ativa?”

Para se desenvolver o processo RCM e para se responder as questões listadas acima, existem diversas ferramentas tais como: FTA – Fault Tree  Analysis  (Análise da Árvore de Falhas), FMEA – Failure Modes and Effect  Analysis  (Análise dos Modos e Efeitos de Falhas) e FMECA – Failure Modes, Effects and Criticality Analysis  (Análise dos Modos, dos Efeitos e da Criticidade das Falhas). Neste trabalho será utilizada a ferramenta FMECA para aplicação do processo RCM na manutenção do componente de locomotiva SUPER GE C30/C36 16CIL. Para tanto, na próxima seção será apresentada uma introdução a esta ferramenta.

2.3. ANÁLISE DO MODO, DO EFEITO E DA CRITICIDADE DAS FALHAS (FMECA - FAILURE MODES, EFFECT AND CRITICALITY ANALYSIS ) 2.3.1. INTRODUÇÃO

“De acordo com HELMAN e A NDREY (1995), a FMEA é um método de análise de projetos (de produtos ou processos, industriais e/ou administrativos) usado para identificar todos os possíveis modos potenciais de falha e determinar o efeito de cada um sobre o desempenho do sistema (produto ou processo), mediante um raciocínio basicamente dedutivo.” “Segundo SEIXAS (2002,b), a FMECA consiste de uma metodologia para examinar todos os modos de falha de um sistema (produto, processo e serviço), o efeito potencial da falha sobre o desempenho e segurança do sistema e a severidade desse efeito.” “Segundo SEIXAS (2002,b), a diferença entre FMEA e FMECA é que a primeira é uma técnica qualitativa utilizada na avaliação de um projeto, enquanto a segunda é composta do FMEA e da Análise Crítica (CA). A Análise Crítica é basicamente um método quantitativo o qual é usado para classificar os

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modos e efeitos de falhas críticas levando em consideração sua probabilidade de ocorrência.” Existem quatro tipos de FMECA: ¯

¯

¯

¯

FMECA de Sistema – usada para analisar sistemas e subsistemas em seus conceitos iniciais e na fase de projeto. A FMECA de sistema é focada nos modos de falhas potenciais entre as funções do sistema causados por deficiências deste sistema. Incluem-se as interações entre o sistema e seus componentes. FMECA de Projeto – usada para analisar produtos antes que eles sejam liberados para início de produção. A FMECA de Projeto é focada em modos de falhas causados por deficiências do projeto. FMECA de Processo – usada para analisar processos em produção. A FMECA de Processo é focada nos modos de falha causada por deficiências no processo de produção. FMECA de Serviço – usada para analisar serviços antes que eles atinjam o cliente. A FMECA de Serviço é focada em modos de falhas causados por sistemas ou processos deficientes.

Neste trabalho será utilizada a FMECA de Processo na detecção e bloqueio de modos de falhas no componente de locomotiva SUPER GE C30/C36 16CIL., sendo este um componente com processo de manutenção já em operação. Uma vez completa a FMECA deste componente, ter-se-á uma referência para desenvolvimento desta mesma metodologia para detecção e bloqueio de causas de falhas em outros componentes de locomotivas. Na FMECA raciocina-se de “baixo para cima”, ou seja, procura-se determinar os modos de falha dos componentes básicos do sistema, as suas causas e de que maneira eles afetam os níveis superiores do sistema. Os resultados da FMECA são registrados em um formulário padronizado.

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“Segundo HELMAN e ANDREY (1995), as perguntas básicas que devem ser respondidas em uma análise FMEA são: ¯ ¯ ¯ ¯ ¯

Que tipos de falhas são observadas? Que partes do sistema são afetadas? Quais são os efeitos da falha sobre o sistema? Qual é a importância da falha? Como prevenir estas falhas?”

2.3.2. SEQÜÊNCIA DE ATIVIDADES PARA ELABORAÇÃO DA FMECA

Nesta seção será apresentada uma seqüência de atividades necessárias para a implantação da metodologia FMECA. A Figura 11 mostra um fluxograma com esta seqüência de atividades. 1 - DEFINIR A EQUIPE RESPONSÁVEL PELA EXECUÇÃO

2 - DEFINIR OS ITENS DO SISTEMA QUE SERÃO CONSIDERADOS

3 - PREPARAÇÃO PRÉVIA: COLETA DE DADOS

4 - ANÁLISE PRELIMINAR

5 - IDENTIFICAÇÃO DOS TIPOS DE FALHA E SEUS EFEITOS

6 - IDENTIFICAÇÃO DAS CAUSAS DAS FALHAS

7 - IDENTIFICAÇÃO DOS CONTROLES ATUAIS

8 - ANÁLISES DAS FALHAS PARA DETERMINAÇÃO DE ÍNDICES

9 - ANÁLISE DAS RECOMENDAÇÕES

10 - REVISÃO DOS PROCEDIMENTOS

11 - PREENCHIMENTO DOS FORMULÁRIOS DA FMEA

12 - REFLEXÃO SOBRE O PROCESSO

Figura 11 – Fluxograma com as atividades para elaboração de uma FMEA. HELMAN e ANDREY  (1995)

Os próximos tópicos detalharão cada etapa no fluxograma exposto na 11.

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Figura 

2.3.2.1. DEFINIR A EQUIPE RESPONSÁVEL PELA EXECUÇÃO DA FMECA Primeiramente, faz-se necessário escolher um responsável pela coordenação do trabalho de execução da FMECA. É necessário que seja montada uma equipe multidisciplinar e multihierárquica , ou seja, deve-se envolver os diversos setores da empresa que têm alguma relação com o produto ou processo que será alvo da FMECA. 2.3.2.2. DEFINIR OS ITENS DO SISTEMA QUE SERÃO CONSIDERADOS Para a seleção dos componentes do produto ou etapas do processo que serão foco da FMECA em desenvolvimento, devem-se fazer alguns questionamentos tais como: Qual o grau de conhecimento da equipe quanto aos itens? Qual o nível de falha destes itens? qual o grau de criticidade? Uma vez definidos os itens que serão considerados na FMECA, deve-se definir itens de controle. É necessário também estabelecer para cada item a sua função e as respectivas metas de desempenho. 2.3.2.3. PREPARAÇÃO PRÉVIA E COLETA DE DADOS Nesta etapa do processo é necessário reunir todas as informações disponíveis quanto o produto ou processo em análise, tais como: esquemas prévios de projetos, desenhos técnicos, planos de fabricação, padrões técnicos de operação, manuais de serviços e peças, normas técnicas relacionadas, procedimentos de ensaios e inspeção, FMECA anteriores, registros e relatórios de falhas, etc.

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2.3.2.4. ANÁLISE PRELIMINAR DOS ITENS CONSIDERADOS Nesta etapa é necessário fazer uma análise dos dados coletados na etapa anterior. Alguns exemplos destas análises são: compilação da base de dados de falhas anteriores (em caso de produtos ou processos já estabelecidos), entendimento do funcionamento do produto ou projeto em estudo (fluxogramas de operação, diagramas funcionais, etc), elaborar o diagrama de blocos de confiabilidade do item em análise, estudar as metas de desempenho do item e determinar quais as condições de uso e operação não serão consideradas por serem externas ao sistema, etc. 2.3.2.5. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE FALHA E SEUS EFEITOS Com base na análise dos dados feita na etapa anterior, devem-se identificar os modos de falhas que podem ocorrer neste item (tipos de falhas) e quais os efeitos causados por estes modos de falha. Com este levantamento feito, é interessante elaborar algumas listas de verificação relacionando os modos de falha com os respectivos efeitos. 2.3.2.6. IDENTIFICAÇÃO DAS CAUSAS DAS FALHAS Com base na lista de verificação feita na etapa anterior, levantar as causas mais prováveis dos modos de falha com base nos dados levantados, na experiência do grupo, em testes e simulações, etc. Nesta etapa é preciso elaborar outra lista de verificação, desta vez contendo as possíveis causas para cada falha apresentada na lista de verificação da etapa anterior. Junto a isto, é necessário também elaborar uma lista de providências que permitam detectar as causas das falhas antes que elas ocorram. 2.3.2.7. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE DETECÇÃO DE FALHAS Nesta etapa é necessário verificar quais falhas podem ser detectadas antes da ocorrência e como fazer isto, classificando o grau de dificuldade em se implementar as ações para tal detecção. Com estas informações se faz uma lista

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de verificação com as falhas e seus respectivos modos de detecção, destacando o grau de dificuldade para detecção.

2.3.2.8. DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES DE CRITICIDADE Nesta etapa, para cada falha, é necessário estabelecer os índices de ocorrência, de gravidade, de detecção e de criticidade. Após isto, deve-se montar novamente a lista de verificação relacionando para cada falha suas causas, os efeitos e os índices de criticidade. 2.3.2.9. ANÁLISE DAS RECOMENDAÇÕES Nesta etapa é necessário listar as contramedidas que devam ser tomadas para evitar que as falhas listadas ocorram. Segundo HELMAN e ANDREY (1995), as contramedidas podem servir para: reduzir a probabilidade de ocorrência de uma falha, reduzir a gravidade de um modo de falha e incrementar a probabilidade de detecção. 2.3.2.10. REVISÃO DOS PROCEDIMENTOS Nesta etapa deve-se rever todas as atividades executadas até o momento. Se existirem outras falhas possíveis, faz-se necessário inseri-las nas listas de verificação. Organizar a lista de verificação por ordem decrescente do índice de criticidade, priorizando a execução das contramedidas para as falhas mais críticas (índice de criticidade maior). 2.3.2.11. PREENCHER OS FORMULÁRIO DE FMECA Nesta etapa, com base nos dados coletados e desenvolvidos nas etapas anteriores (listas de verificação), é necessário preencher os formulários de FMECA e colocar em prática as contramedidas relacionadas a cada falha do item em estudo.

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[d1] Comentário: Substituir o “índice de risco” por “índice de criticidade”, coerente com o seu título.

2.3.3. FORMULÁRIO DE FMECA

O preenchimento do formulário FMECA não é o desenvolvimento da ferramenta em si para o estudo das falhas, é uma importante maneira de se concentrar e resumir os dados obtidos na análise. A Tabela 2  mostra a estrutura básica de um formulário FMECA. A seguir será descrito o que cada um dos campos significa. FMEA DE PRODUTO PRODUTO: DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: ITEM

NOME DO COMPONENTE

FUNÇÃO DO COMPONENTE

CARCAÇA DO EIXO SUPORTAR O TRASEIRO CONJUNTO DO EIXO

APLICAÇÃO: CLIENTE: FALHAS POSSÍVEIS MODO

EFEITOS

FRATURA PERDA DOS FREIOS

ÁREAS ENVOLVIDAS:

DATA ELABORAÇÃO:

ATUAL AÇÃO CORRETIVA CONTROLES RECOMEND ÍNDICES TOMADA ATUAIS AÇÕES O G D R NENHUM REALIZAR TESTES DE ALTERAÇÃO ESPESSURA 3 10 10 300 DURABILID DO INADEQUADA ADE NA PROJETO CARCAÇA CAUSAS

1

RESULTADO ÍNDICES REVISTOS RESPONSÁ VEL O G D R

1

10

10

100 SR. SOUZA

1

10

1

10

NENHUM PERDA DE CONTROLE MATERIAL DO INADEQUADO VEÍCULO

1 10 10 100

VERIFICAR VERIFICADO ESPECIFICA E ÇÃO DE APROVADO MATERIAL

RODRIGUE S

Tabela 2 – Estrutura básica de um formulário de FMECA.

Primeiramente informa-se, na primeira linha da Tabela 2 , se a FMECA é de projeto ou de produto. Na segunda e na terceira linhas desta mesma tabela são mostrados os dados gerais da FMECA a fim de facilitar a identificação posterior do trabalho realizado. Alguns destes dados são: descrição do produto, data de elaboração, data de revisões, etc. O campo “Item” é um número que indica a seqüência na qual foi feita a FMECA para os componentes do produto. O campo “Descrição do Componente” é uma identificação clara e concisa do subcomponente. O campo “Função do Componente” é uma descrição sucinta da função que o subcomponente deve desempenhar. As falhas dos subcomponentes são inadequações da função devido a uma redução do nível esperado de desempenho. O nível de desempenho esperado pode ser determinado a partir de

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normas técnicas, especificações estabelecidas anteriormente à análise, especificações de contrato, parâmetros de confiabilidade, parâmetros operacionais, etc. O campo “Modo” apresenta os modos (tipos) de falhas do subcomponente. Os modos de falha são eventos que levam o subcomponente à não desenvolver total ou parcialmente sua função devido à redução dos níveis de desempenho. Neste campo devem ser descritas todas as maneiras pelas quais o subcomponente em análise pode deixar de desempenhar sua função. Segundo HELMAN e ANDREY (1995), alguns modos de falhas gerais são: aberto, desbalanceado, poroso, encurtado, excêntrico, rugoso, deformado, mal montado, trincado, desalinhado, omitido e medidas em excesso. O campo “Efeitos” exibe os efeitos dos modos de falhas citados no parágrafo anterior. Os efeitos das falhas são as formas como os modos afetam o desempenho do sistema, do ponto de vista do cliente. De acordo com HELMAN e ANDREY (1995), alguns efeitos típicos em máquinas são: esforço de operação excessivo, vazamento de ar, funcionamento ruidoso, desgaste prematuro, consumo excessivo, baixa resistência, vapores tóxicos e escasso rendimento. O campo “Causas” mostra as causas dos modos de falhas. As causas das falhas são os eventos que geram os modos de falha. É necessário descrever de maneira concisa o fator que originou a falha. Segundo HELMAN e ANDREY (1995), algumas causas típicas de modos de falhas são: erro de montagem, torque em excesso, peças danificadas, aquecimento excessivo, etc. O campo “Controles Atuais” mostra as medidas de controle existentes no processo de produção do produto que objetivam prevenir as falhas devido àquele modo e também detectar as falhas durante o processo a fim de que não cheguem ao cliente. De acordo com HELMAN e ANDREY (1995), alguns exemplos de controles são: sistemas padronizados de verificação de projeto, confrontação com normas técnicas, técnicas de inspeção e ensaios e procedimentos de controle estatísticos do processo.

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O campo “Índices” possui quatro subdivisões: “O” – ocorrência, “G” – gravidade, “D” – detecção e “R” – risco. O Índice de Ocorrências é preenchido com um valor que estime as probabilidades de ocorrência de uma causa de falha que resultará em uma falha do produto. Para se estimar valores quanto ao índice de ocorrências é interessante se basear em dados estatísticos, relatórios de falhas, dados de fornecedores, literatura técnica, históricos de manutenção, gráficos de controle, etc. O Índice de Gravidade é preenchido com um valor que reflete a gravidade do efeito da falha sobre o cliente. Uma falha poderá ter tantos índices de gravidade quanto forem os seus defeitos. O Índice de Detecção é preenchido com um valor que avalia a probabilidade da falha ser detectada antes que o produto seja entregue ao cliente. O Índice de Risco é o produto dos três índices descritos anteriormente. Este índice é utilizado para priorizar o tratamento das falhas. O campo “Ações Corretivas Recomendadas” apresenta as ações que devem ser iniciadas para bloquear as causas das falhas. O campo “Ações Corretivas Adotadas” apresenta as ações realmente aplicadas para inibir i nibir o acontecimento da falha.

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3. PROPOSTA DE APLICAÇÃO DA FMECA DE PROCESSOS EM SUBSISTEMAS FERROVIÁRIOS

A proposta deste trabalho é a aplicação da ferramenta FMECA na manutenção de subsistemas ferroviários, sendo que os subsistemas considerados são os componentes de locomotivas. Para tanto será feita uma proposta de implantação da ferramenta FMECA na manutenção destes componentes a partir do fluxograma mostrado na Figura 11 .

3.1. EQUIPE RESPONSÁVEL PELA FMECA

O primeiro passo para a formação da equipe responsável pela FMECA é a definição do coordenador deste trabalho. É sugerido que o responsável pela coordenação da implantação da FMECA seja um engenheiro da área de manutenção de componentes de locomotivas. Como está sendo proposta uma metodologia de implantação desta ferramenta nas oficinas de manutenção de componentes da MRS, é interessante conhecer a estrutura da empresa e os seus cargos a fim de se entender qual o perfil das pessoas que se está propondo participar da equipe de implantação da FMECA. Atualmente a MRS trabalha em uma estrutura orientada por processos: Atendimento ao Cliente, Geração de Demanda, Suprimentos de Meios, Direcionamento Estratégico e Disponibilização de Ativos. Dentro do processo Disponibilização de Ativos existem quatro superintendências: Gestão de Ativos, Material Rodante, Malha Ferroviária e Produção Industrial. As oficinas de manutenção de componentes de locomotivas pertencem pertencem à superintendência Produção Industrial. A Figura 12  mostra um organograma da superintendência Produção Industrial, onde se terá uma melhor idéia dos cargos que serão propostos a integrar a equipe de implantação da FMECA.

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SUPERINTÊNDENCIA PRODUÇÃO INDUSTRIAL

GERÊNCIAMANUTENÇÃO PESADA DE LOCOMOTIVAS ENGENHARIA DE PORCESSOS (ESPECIALISTAS FERROVIÁRIOS) SUPERVISÃO REVISÃO PESADA DE LOCOMOTIVAS

GERÊNCIAMANUTENÇÃO PESADA DE VAGÕES ENGENHARIA DE PORCESSOS (ESPECIALISTAS FERROVIÁRIOS) SUPERVISÃO REVISÃO PESADA DE VAGÕES

GERÊNCIA DE SUPORTE ADMINISTRATIVO

PLANEJAMENTO E CONTROLE DA PRODUÇÃO

GSA

SUPERVISÃO RECUPERAÇÃO DE COMPONENTES MECÂNICOS

SUPERVISÃO RECUPERAÇÃO DE RODEIROS E FREIOS

ALMOXARIFADOS

TÉCNICOS, LÍDERES E MANTENEDORES

TÉCNICOS, LÍDERES E MANTENEDORES

LOGÍSTICA

SUPERVISÃO RECUPERAÇÃO DE COMPONENTES ELÉTRICOS

SUPERVISÃO RECUPERAÇÃO DE FUNDIDOS

MAKE OR BUY

TÉCNICOS, LÍDERES E MANTENEDORES

TÉCNICOS, LÍDERES E MANTENEDORES

Figura 12 – Estrutura da superintendência produção industrial.

Propõe-se então que a equipe a executar a FMECA seja composta pelas pessoas que ocupam os cargos listados abaixo. ¯

¯

Setor responsável pela manutenção do componente da locomotiva: Especialista Ferroviário, Supervisor, Técnico em Manutenção, Líder e Mantenedor. Setor responsável pela montagem do componente na locomotiva: Especialista Ferroviário, Técnico em Manutenção, Líder e Mantenedor.

“Conforme descrito por HELMAN e ANDREY (1995) a equipe responsável pela execução da FMECA deve ser multidisciplinar e multihierárquica, citando o exemplo de uma equipe constituída por: engenheiros de projeto, processo, materiais, confiabilidade, pessoas da área de marketing,etc.“ Nesta proposta existe uma equipe multihierárquica, conforme pode ser verificado no organograma da Figura 12 , onde verifica-se que os cargos propostos têm esta característica. Quanto à multidisciplinaridade, esta é atendida parcialmente. O envolvimento de pessoas do setor responsável pela montagem dos componentes na locomotiva é uma maneira de tornar a equipe multidisciplinar. Porém para ser completamente multidisciplinar, existe a necessidade de se envolver outras áreas que têm interface direta com a

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manutenção destes componentes: o setor de compras, que está incluído no processo Suprimentos de Meios e o setor de operação ferroviária, que está incluído no processo Atendimento ao Cliente. Porém na fase inicial de implantação desta ferramenta, isto se torna muito dificultado, pois no primeiro caso se envolve no processo de compras da empresa e no segundo caso se envolve com a operação de um número muito grande de maquinistas. Logo, a proposta inicial é focar a execução desta ferramenta nas questões técnicas do processo de manutenção de componentes de locomotivas, segregando os possíveis modos de falha causados por estas áreas para que sejam posteriormente tratados pelas mesmas.

3.2. DEFINIR OS ITENS DO SISTEMA QUE SERÃO CONSIDERADOS

Nesta etapa do fluxograma de execução da ferramenta é necessário se conhecer melhor o componente o qual se está fazendo a FMECA e o processo de manutenção atual do mesmo, a fim de se definir os itens do componente que serão considerados. A fim de se conhecer melhor o funcionamento do componente na locomotiva e sua construção mecânica e/ou elétrica se propõe a utilização dos manuais de instruções de manutenção do modelo de locomotiva em questão. Por exemplo, se a FMECA desenvolvida é de uma bomba de injeção de combustível do sistema Bendix da GE, poderá ser utilizado o manual GEK-80069B-S correspondente a instruções de manutenção de locomotivas diesel-elétricas do fabricante GE do modelo Super 7 que utilizam este componente. O número específico do manual de instruções de manutenção e construção mecânica/elétrica deste componente é o GEK-18175-S. Nestes manuais, na parte em que se fala sobre o funcionamento do componente, é possível retirar informações de interface dele com outros sistemas da locomotiva. Ou seja, é possível se verificar quais outros componentes são

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interligados ao que se está estudando, quais tipos de fluídos circulam pelo componente (óleo, água, combustível, ar, gases de exaustão, etc) . É possível também obter informações de qual a performance desejável deste componente (no exemplo da bomba de injeção de combustível, qual o valor da vazão e pressão que a bomba deve injetar o combustível). Nestes manuais, na parte em que se fala sobre a construção mecânica e/ou elétrica do componente, é possível conhecer os subsistemas do mesmo, suas funções e subcomponentes. Com base nestas informações é possível entender o funcionamento global do componente a partir da união de seus subsistemas. Com base nas informações descritas nos parágrafos anteriores que podem ser colhidas nos manuais das locomotivas, faz-se necessário estabelecer as funções de cada peça do componente de locomotiva em questão. Estabelecer também, com base nos mesmos manuais, as respectivas metas de desempenho destas peças. Seguindo o exemplo dado nos parágrafos anteriores, a meta de desempenho para a peça de contato entre a bomba injetora Bendix e o tucho de acionamento é o desgaste mecânico máximo de 0,0015”. Outro levantamento importante de dados nesta etapa é quanto ao histórico de falhas existente do componente em questão. Para tais levantamentos sugere-se a utilização dos bancos de dados em Access que existem para controle de alguns itens no setor de manutenção de componentes da MRS. Os itens que possuem este controle são: Conjunto de Força de Motor Diesel, Soprador, Superalimentador de Locomotivas GE e GM, Motor Elétrico de Tração, Gerador Elétrico de Tração e Gerador Elétrico Auxiliar. De posse disto é possível portanto verificar os itens de maior incidência de falha no componente e consequentemente definir quais destes itens serão analisados na implementação da FMECA.

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3.3. PREPARAÇÃO PRÉVIA E COLETA DE DADOS

Nesta etapa do fluxograma de execução da FMECA é necessário reunir todas as informações possíveis sobre o componente em questão. As informações serão buscadas nos seguintes documentos: manuais de instruções de manutenção do modelo de locomotiva que utiliza este componente, procedimento do processo de manutenção do componente, procedimento do processo de montagem do componente na locomotiva (quando existir), procedimento de manutenção do modelo de locomotiva que utiliza o componente em questão a fim de verificar as intervenções que ele sofre nas oficinas de manutenção leve, banco de dados com os registros das falhas anteriores (quando existirem), histórico dos últimos anos com as Ordens de Produção deste componente contendo os materiais aplicados, diagramas esquemáticos elétricos do modelo de locomotiva em questão (quando necessário) e relatos de anomalia existentes. É importante dizer que o relato de anomalia é um documento existente na MRS onde se indica uma falha prematura do componente, o corpo técnico da oficina responsável pela manutenção do mesmo analisa a causa da falha, responde à oficina que gerou tal relato e faz um plano de ação para a não reincidência da falha. Com estas informações em mãos, é necessário dividir o componente em subsistemas e descrever as peças que os compõem (considerando os itens da seção anterior que foram denominados como parte integrante da implementação da FMECA). É necessário também descrever as funções e metas de desempenho de cada uma destas peças e subsistemas e as interfaces do componente com outros sistemas ou componentes da locomotiva. Feito isto, faz-se necessário registrar todas estas informações em um relatório para posterior utilização.

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3.4. ANÁLISE PRELIMINAR DOS ITENS CONSIDERADOS

Nesta etapa do fluxograma de implementação da FMECA é necessário fazer uma compilação das falhas já conhecidas. No caso de manutenção de componentes de locomotivas têm-se duas opções quanto a histórico de falhas: banco de dados de controle de manutenção de componentes e relato de anomalia (documento descrito na seção anterior). A compilação destes dados gerará uma lista de alguns modos de falhas já registrados, que serão utilizados nos passos seguintes do processo de implementação da ferramenta. Nesta etapa também é necessário se desenhar os fluxogramas do processo de manutenção do componente, de acordo com os procedimentos reunidos na seção anterior. Desenhar também o fluxograma funcional do componente, relacionado seus subsistemas e os sistemas da locomotiva os quais ele interage (de acordo com os dados reunidos no passo da seção anterior). Outro diagrama que deve ser elaborado nesta etapa é a árvore funcional do componente, que apresenta a hierarquização dos subsistemas e peças. Verifique também quais elementos ou condições de uso e operação não serão considerados como fonte de inadequação das metas de desempenho dos subsistemas e peças do componente. Exemplos: má operação do maquinista, falta de qualidade em fluídos refrigeradores e/ou lubrificantes, funcionamento em condições ambientais inadequadas (temperatura elevada, agressão por água, agressão devido a corpos estranhos), etc.

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3.5. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE FALHA E SEUS EFEITOS

Nesta etapa do fluxograma de implementação da FMECA faz-se necessário agrupar os tipos de falhas verificados nos dados coletados na seção anterior, identificando os efeitos correspondentes a cada tipo de falha. Na primeira fonte citada, ou seja, o banco de dados de controle de manutenção de componentes, necessita-se separar as falhas por tipo a partir da análise do campo descrição de cada registro. A Tabela 3  mostra um exemplo de base de dados de falhas do componente superalimentador de locomotivas do fabricante GE. NR_SP

MODELO DATA RECEBIMENTO CODIGO

DESCRICAO CARCACA DE GAS ANEL DE CORTE SEM AVARIA CARACOL SEM AVARIA CONJUNTO DO ROTOR RODA TURBINA C/ PIQUES CONJUNTO DO ROTOR RODA COMPRESSORA SEM AVARIA MANCAIS LADO TURBINA GASTO

3394 3394

U23-C U23-C

15-mai-03 RCG003 15-mai-03 RCL003

3394

U23-C

15-mai-03 RCR007

3394 3394

U23-C U23-C

15-mai-03 RCR011 15-mai-03 RMA001

3394 3394 3394 E8102121 E8102121

U23-C U23-C U23-C U23-CA U23-CA

15-mai-03 RMA004 15-mai-03 RMO002 15-mai-03 RCA003 09-mai-03 R SL004 09-mai-03 RCA002

E8102121 E8102121

U23-CA U23-CA

09-mai-03 RCG001 09-mai-03 RCL003

E8102121

U23-CA

09-mai-03 RCR007

E8102121

U23-CA

09-mai-03 RCR009

E8102121 E8102121 E8102121 E8102121

U23-CA U23-CA U23-CA U23-CA

09-mai-03 RCR013 09-mai-03 R MA002 09-mai-03 RCA001 09-mai-03 R MO005

MANCAIS LADO COMPRESSOR GASTO VAZAMENTO DE OLEO SELOS COM VAZAMENTOS SELO LADO COMPRESSOR RASPADO CORPO E STRANHO CARCACA DE GAS ANEL DE CORTE C/  PEQUENOS PIQUES CARACOL SEM AVARIA CONJUNTO DO ROTOR RODA TURBINA C/ PIQUES CONJUNTO DO ROTOR RODA COMPRESSORA FRATURADA CONJUNTO DO ROTOR EIXO COM GRIMPAMENTO MANCAIS LADO TURBINA GRIMPADO DESBALANCEAMENTO CORPO ESTRANHO LADO TURBINA

E8102121 E8102121 E8102121 E8102121

U23-CA U23-CA U23-CA U23-CA

09-mai-03 R MA004 20-ago-02 R MO005 20-ago-02 RMO010 09-mai-03 RSL001

MANCAIS LADO COMPRESSOR GASTO CORPO ESTRANHO LADO TURBINA EXAME SELO LADO TURBINA RASPADO

Tabela 3 – Exemplo de base de dados de falhas do componente Superalimentador GE.

Na Tabela 3  verifica-se o campo “descrição” onde é possível extrair informações do tipo de falha que é cada registro (cada linha da tabela). Com base neste campo é possível compilar as informações e agrupar os registros em grupos de falhas, sendo o passo seguinte a identificação dos efeitos de cada uma destes tipos de falhas. Já na segunda fonte citada, os relatos de anomalia, necessita-se separar as falhas por tipo a partir da análise do campo que deverá ser preenchido pela oficina que analisou a anomalia. Um exemplo de um relato de anomalia pode ser

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visto no Anexo 1. Neste exemplo o sintoma pelo qual o superalimentador de uma locomotiva fabricada pela GE foi a presença de ruído estranho no funcionamento e engripamento. Com os tipos de falhas em mãos, necessita-se listar os efeitos que elas causam no funcionamento do componente. Isto deve ser feito com a equipe de implantação da FMECA reunida, a partir de um Brainstorming . Ainda com o grupo reunido, após se ter identificado os modos de falha já existentes e seus efeitos, é necessário também verificar a existência de mais modos de falhas do componente de locomotiva em estudo, que não foram identificados nem na base de dados de falhas nem nos relatos de anomalias. Ao identificá-los, é necessário também levantar seus efeitos. Feito isto, deve-se centralizar estas informações em uma lista de verificações, que conterá os modos de falha do componente da locomotiva em estudo com os respectivos efeitos. A Tabela 4  mostra o modelo a ser utilizado para esta lista de verificações. Lista de Verificação - Modos e Efeitos de Falhas Componente: Item

Modo de Falha

DATA: XX/XX/XX

Efeito da Falha

Tabela 4 – Modelo para lista de verificações de modos e efeitos de falhas.

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3.6. IDENTIFICAÇÃO DAS CAUSAS DAS FALHAS Nesta etapa do fluxograma de implementação da FMECA é necessário identificar as causas das falhas presentes na lista de verificação elaborada na seção anterior. Para se fazer isto é necessário reunir o grupo de implantação da ferramenta que foi definido na seção 3.1. A idéia é com o grupo reunido elaborar um Brainstorming, uma das ferramentas da qualidade total . “ De acordo com AGUIAR (2002), O Brainstorming  é uma ferramenta da qualidade usada para descobrir as causas de um problema utilizando o conhecimento das pessoas sobre o assunto em estudo, encaminhando o raciocínio delas com o objetivo de descobrir tais causas de anomalias no processo.” De posse da lista elaborada na seção anterior e das causas das falhas identificadas nesta seção, elabore uma nova lista de verificação contendo todas estas informações. A Tabela 5  mostra o modelo a ser utilizado para esta lista de verificações. Lista de Verificação - Modos, Causas e Efeitos de Falhas Componente: Item

Modo de Falha

Causa da Falha

DATA: XX/XX/XX

Efeito da Falha

Tabela 5 – Modelo de lista de verificação com modo, causas e efeitos das falhas.

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3.7. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE DETECÇÃO DE FALHAS

Lista de Verificação - Modos, Causas e Efeitos de Falhas e Modo de Detecção Componente: Item

Modo de Falha

Causa da Falha

Efeito da Falha

DATA: XX/XX/XX

Modo de Detecção

Tabela 6- Modelo de lista de verificação com modo, causas e efeitos das falhas e modos de  detecção.

Nesta etapa do fluxograma de implementação da FMECA é necessário identificar como as falhas identificadas nas seções anteriores poderiam ser detectadas. Faz-se necessário reunir o grupo de implantação da ferramenta e identifique a maneira de se detectar estas falhas a partir da ferramenta Brainstorming . Identificada tais modos de detecção, é necessário gerar uma lista de verificação que apresente o modo de falha, a causa da falha, o efeito da falha e seu modo de detecção. A Tabela 6  mostra o modelo a ser utilizado para esta lista de verificações.

3.8. DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES DE CRITICIDADE

A fim de se classificar o grau de criticidade dos modos de falhas, serão utilizados três índices: taxa de severidade, taxa de freqüência de ocorrência e taxa de detecção. Nas próximas seções serão descritos cada um destes índices e qual serão os valores adotados para se analisar os modos de falha. Será

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apresentado na seção 3.8.4 um outro índice, que em função dos três anteriores, representará o grau de criticidade para o modo de falha sob análise.

3.8.1. TAXA DE SEVERIDADE DE UM MODO DE FALHA De acordo com SEIXAS (2002,b), o índice de severidade refere-se a seriedade do efeito ou impacto de um modo particular de falha. Para se medir tal seriedade se propõe a utilização do seguinte índice: ¯

¯

¯

¯

¯

Negligente: medida pelo valor 1. O modo de falha não tem efeito sobre o sistema. O maquinista não irá notar a falha presente no componente da locomotiva. Baixa: medida pelos valores 2 e 3. O modo de falha somente tem um leve efeito sobre o sistema. O maquinista irá notar uma leve deterioração no desempenho da locomotiva. Moderada: medida pelos valores 4 , 5 e 6. O modo de falha irá causar insatisfação do maquinista quanto ao funcionamento da locomotiva. Causará uma ação preventiva. Alta: medida pelos valores 7 e 8. O modo de falha irá causar grande insatisfação do maquinista, tornando algum sistema da locomotiva inoperante. Neste caso não há violação de normas de segurança, ambientais, etc. Gerará um defeito. Muito Alta: medida pelos valores 9 e 10. O modo de falha irá causar grande insatisfação do maquinista, tornando algum sistema da locomotiva inoperante. Também afetará a função segurança do sistema. Gerará um reboque.

3.8.2. TAXA DE FREQÜÊNCIA DA OCORRÊNCIA DE UM MODO DE FALHA Este índice indica a freqüência da ocorrência de cada modo de falha, dado que uma função ou um componente físico dentro do sistema tem uma certa

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probabilidade de falhar de diversos modos. Para se medir esta taxa de ocorrência se propõe a utilização do seguinte índice: ¯

¯

¯

¯

¯

Remota (falhas são improváveis): medida pelo valor 1. Freqüência de ocorrência da falha: < 1 em 10 6 . Baixa (relativamente poucas falhas): medida pelos valores 2 e 3. Freqüência de ocorrência da falha: respectivamente < que 1 em 20.000 e 4.000. Moderada (falhas ocasionais): medida pelos valores 4, 5 e 6. Freqüência de ocorrência da falha: respectivamente < que 1 em 1.000, 400 e 80. Alta (falhas repetitivas): medida pelos valores 7 e 8. Freqüência de ocorrência da falha: respectivamente < que 1 em 40 e 20. Muito Alta (falhas quase inevitáveis): medida pelos valores 9 e 10. Freqüência de ocorrência da falha: respectivamente < que 1 em 8 e 2.

3.8.3. TAXA DE DETECÇÃO DE UM MODO DE FALHA Como este trabalho está focado no processo de manutenção de componentes de locomotivas, este índice refere-se a probabilidade de que um conjunto de controles deste processo tenha condições de detectar e isolar uma falha antes que esta fique aparente ao cliente (maquinista). Para se medir esta taxa de detecção se propõe a utilização do seguinte índice: ¯

¯

¯

¯

Muito Alta: medida pelos valores 1 e 2. Procedimentos de controle do processo de manutenção em uso irão detectar certamente o modo potencial de falha. Alta: medida pelos valores 3 e 4. Controle do processo de manutenção em uso tem boa chance de detectar um modo potencial de falha. Moderada: medida pelos valores 5 e 6.Controle do processo de manutenção em uso pode detectar um modo potencial de falha. Baixa: medida pelos valores 7 e 8.Controle do processo de manutenção em uso provavelmente não irá detectar um modo potencial de falha.

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¯

¯

Muito Baixa: medida pelo valore 9.Controle do processo de manutenção em uso tem uma probabilidade muito baixa de detectar um modo potencial de falha. Certeza Absoluta de Não Detecção: medida pelo valor 10. Controle do processo de manutenção em uso não irá detectar um modo potencial de falha.

3.8.1. RPN (RISK PRIORITY NUMBER )

O índice RPN será utilizado para se medir o grau de criticidade do modo de falha em estudo. Este índice é função da taxa de ocorrência do modo de falha, sua severidade e da probabilidade de detecção do mesmo. Ou seja, é função dos três índices listados nas subseções anteriores. A fórmula de cálculo do RPN que será usada neste trabalho é mostrada abaixo. RPN = Taxa de Severidade x Taxa de Freqüência x Taxa de Detecção

3.9. ANÁLISE DAS RECOMENDAÇÕES

Nesta etapa do fluxograma de implementação da FMECA é necessário elaborar listas com recomendações, ou seja, para cada modo de falha quais são as providências (contramedidas) que devem ser tomadas para evitá-la. Propõe-se fazer uma lista contendo todos os modos de falha e seus respectivos índices RPN. Classifique estes modos de falha de maneira decrescente com base no índice RPN. Tal lista mostrará quais modos de falha são mais críticos, ou seja, em quais modos de falha deverão se concentrar inicialmente os esforços gerenciais. Nesta etapa, propõe-se que para os modos de falha descritos como críticos, seja verificada, nos procedimentos operacionais de manutenção do componente,

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a existência de contramedidas para se evitar a ocorrência dos mesmos. Caso não haja estas contramedidas nos procedimentos, será necessário então desenvolvêlas e inseri-las nos mesmos. Todos os esforços deverão ser orientados, preferencialmente no sentido de diminuir a ocorrência das falhas (prevenir defeitos), mais do que detectá-las.

3.10. REVISÃO DOS PROCEDIMENTOS

Nesta fase de implementação da FMECA faz-se necessário rever os dados coletados e trabalhados até a presente etapa. Deve-se então verificar se os índices RPN utilizados para os modos de falha estão adequados e rever as listas de verificação elaboradas com atenção quanto a repetições, dados concisos, padrões de documentação utilizada, etc.

3.11. PREENCHIMENTO DOS FORMULÁRIOS DE FMECA

As listas de verificação desenvolvidas nas etapas descritas anteriormente possuem todos os dados necessários para o preenchimento do formulário de FMECA. Nesta fase de implementação da FMECA é necessário então se definir o formulário padrão que será utilizado. A Tabela 7  mostra o padrão de formulário de FMECA a ser utilizado. A descrição de o que significa cada um dos campos do formulário da Tabela 7  é similar ao mostrado na seção 2.3.3.

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FMEA DE PROCESSO COMPONENTE: DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: ITEM

NOME DO FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE SUBCOMPONENTE

CÓDIGO: OFICINA CLIENTE: FALHAS POSSÍVEIS MODO

EFEITOS

CAUSAS

ELABORADOR: ATUAL AÇÃO CORRETIVA CONTROLES RECOMEND ÍNDICES TOMADA ATUAIS AÇÕES O G D R

DATA ELABORAÇÃO: FOLHA: / RESULTADO ÍNDICES REVISTOS RESPONSÁ VEL O G D R

Tabela 7– Padrão de formulário de FMECA a ser utilizado.

3.12. REFLEXÃO SOBRE O PROCESSO

Na etapa final de implementação da FMECA é necessário fazer uma análise crítica quanto a processo de trabalho desenvolvido. É necessário verificar se as atividades desenvolvidas e os resultados alcançados foram adequados e proceder as modificações necessárias para as próximas análises.

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4. APLICAÇÃO DA FMECA DE PROCESSO NO SUPERALIMENTADOR GE C30/C36 16 CILINDROS

A proposta deste trabalho é aplicar a FMECA de Processo na manutenção do componente SUPER GE C30/C36 16CIL. Para tanto será seguido o fluxograma mostrado na Figura 11. 4.1. EQUIPE RESPONSÁVEL PELA FMECA O responsável pela coordenação do des envolvimento dos trabalhos de execução da FMECA deve ser um engenheiro da área de manutenção do superalimentador. A equipe que participará do desenvolvimento da FMECA necessita conter: ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯

Especialistas Ferroviário da área de manutenção de componentes mecânicos; Supervisor da área de manutenção de componentes mecânicos; Técnico da área de manutenção de componentes mecânicos; Líder da área de manutenção de componentes mecânicos; Mantenedor mecânico que trabalha na manutenção do superalimentador; Representantes das oficinas que montam o superalimentador nas locomotivas, tais como: engenheiro, técnico e mantenedor mecânico.

4.2. ITENS DO SISTEMA QUE SERÃO CONSIDERADOS NA FMECA

Nesta etapa do desenvolvimento da FMECA de Processo é necessário definir quais os itens do sistema em estudo serão focados no desenvolvimento da ferramenta. Portanto será necessário conhecer os componentes do item SUPER GE C30/C36 16CIL. Na próxima seção serão apresentados estes itens.

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4.2.1. CONHECENDO O SISTEMA

O item SUPER GE C30/C36 16CIL. tem por objetivo comprimir o ar por ação centrífuga (ventilador) impulsionado pela energia dos gases de escape do motor diesel antes de ser descartado para a atmosfera. O ar comprimido produzido pelo superalimentador tem as seguintes funções: 1. O ar de combustão comprimido contém mais oxigênio por unidade de volume do que o ar aspirado naturalmente. A compressão do ar aumenta a eficiência do motor diesel, já que em cada ciclo de trabalho o motor pode queimar mais combustível. O resultado disto é maior potência produzida por um mesmo motor. 2. Durante a última etapa do tempo de escape e início do tempo de admissão, há um período no qual tanto as válvulas de admissão quanto as de escape ficam abertas. Durante este período o ar comprimido que entra na câmara de combustão expulsa os gases originados na queima, esfriando o pistão e demais partes do conjunto. A temperatura dos gases de escape também diminuem pela ação do ar da admissão.

4.2.1.1. SUBCONJUNTOS DO SUPERALIMENTADOR Abaixo serão descritos os subconjuntos do superalimentador com seus respectivos componentes. ¯

Conjunto da Caixa da Turbina: consiste da carcaça, mancais e selos. A caixa tem quatro pés para montagem no motor diesel. Todos os outros subconjuntos do superalimentador se fixam no conjunto da caixa da turbina ou são montados sobre ele.

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¯

¯

¯

¯

Conjunto do Rotor: consiste do conjunto do disco da turbina, conjunto da roda do compressor, eixo, prisioneiro, colar de encosto, capa, chaveta e porca. O rotor gira nos mancais da carcaça da turbina. Conjunto da Entrada da Turbina: consiste do flange da entrada da turbina, o anel do bocal, o retentor do anel do bocal, o deflector da turbina e o nariz. Este conjunto é montado na extremidade - turbina da carcaça. Conjunto da Carcaça do Compressor: consiste da carcaça, da entrada de ar e do difusor. Este conjunto é preso à carcaça da turbina. Sistema de Selo a Ar: este sistema usa uma pequena parte do ar pressurizado pela roda compressora, dirigindo este ar para o lado externo de ambos os selos. Este ar pressurizado age como uma barreira, minimizando as perdas de óleo lubrificante através de cada selo. O ar dos selos executa duas funções: proporciona refrigeração no disco da turbina e produz uma força na face do disco da turbina, que contrabalança parcialmente as forças produzidas pelos gases de escape nas lâminas da turbina e o empuxo produzido pelo compressor. Isto reduz a carga no mancal de encosto da extremidade turbina.

4.3. PREPARAÇÃO PRÉVIA E COLETA DE DADOS

Nesta etapa do fluxograma de desenvolvimento da FMECA é necessário levantar-se todos as informações sobre o componente em estudo a fim de se descrever as peças que o compõem, suas funções e metas de desempenho. É necessário também levantar as interfaces que o componente tem com outros sistemas. Para se desenvolver esta etapa do fluxograma de execução da FMECA do componente superalimentador foram utilizados as seguintes fontes de dados: manual de instrução de manutenção e procedimento de recuperação deste componente.

60

4.3.1. PEÇAS QUE COMPÕEM O SUPERALIMENTADOR E SUA FUNÇÃO Na seção anterior o componente já havia sido dividido em subsistemas. Nesta etapa os subsistemas foram explodidos em seus subcomponentes. As seções seguintes mostram os subcomponentes e suas respectivas funções.

4.3.1.1. CONJUNTO DA CAIXA DA TURBINA ¯ ¯ ¯ ¯

Mancais: suportar o conjunto rotor. Selos: conter o óleo de lubrificação. Carcaça Principal: estrutura básica de todos os subconjuntos. Parafusos e porcas: fixação de componentes.

4.3.1.2. CONJUNTO DA ENTRADA DA TURBINA ¯ ¯ ¯ ¯ ¯

Flange da Entrada da Turbina : estrutura básica de todos os subconjuntos. Anel de Corte: direcionador dos gases de escape para a turbina. Nariz (Bojo): direcionador dos gases de escape para o anel de corte. Deflector da Turbina: equalizador da entrada de gases. Parafusos, porcas e chavetas: fixação dos componentes.

4.3.1.3. CONJUNTO DA CARCAÇA DO COMPRESSOR ¯ ¯ ¯

¯ ¯

Carcaça (caracol): direcionar a passagem do ar. Entrada de Ar (bocal): entrada do ar atmosférico. Difusor: direcionador para aumentar a velocidade do ar para obter maior pressão antes de entregá-lo à carcaça do compressor. Sensor: medir rotação do rotor. Parafusos e porcas: fixação de componentes.

61

4.3.1.4. CONJUNTO DO ROTOR ¯

¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯

Disco da Turbina: receber energia mecânica dos gases de escape e transformar em energia cinética do conjunto do rotor (rotação). Roda Compressora: comprimir o ar a partir da rotação do conjunto rotor. Eixo: transmissão do conjunto da roda da turbina e da roda compressora. Prisioneiro (estojo): fixar a roda compressora ao disco de turbina. Colar de Encosto: espaçador do eixo para a roda compressora. Capa (peça nariz): direcionador do ar para a roda compressora. Chaveta: fixar a roda compressora ao eixo. Porca: fixar a roda compressora ao prisioneiro.

4.3.2. METAS DE DESEMPENHO DAS PEÇAS QUE COMPÕEM O SUPERALIMENTADOR

Nesta seção serão apresentadas as metas de desempenho dos subcomponentes do superalimentador em estudo. Entenda-se aqui metas de desempenho como os parâmetros que os subcomponentes devem apresentar para que o superalimentador funcione de maneira adequada. 4.3.2.1. CONJUNTO DA CAIXA DA TURBINA Mancais ¯

¯

¯

Diâmetro Interno do Mancal – Medida do subcomponente novo: de 2,124” à 2,125”. Diâmetro Externo para Encaixe na Carcaça – Medida do subcomponente novo: de 2,9385” à 2,939”. Folga de Operação (deve existir na montagem entre os mancais e a carcaça) – Medida do subcomponente novo: de 0,0025” à 0,0070”.

62

Carcaça ¯ ¯ ¯ ¯

¯ ¯

A carcaça não deve apresentar trincas. As roscas de fixação devem estar em bom estado. Comprimento Axial entre as Faces da Montagem – de 7,679” à 7,682”. Diâmetro do Alojamento dos Mancais – Medida do subcomponente novo: de 2,9375” à 2,938”. Limite superior: 2,9382”. A janela de inspeção não pode apresentar vazamentos. Os canais de passagem de água pela carcaça para resfriamento do superalimentador não pode apresentar vazamentos.

Selo da Turbina ¯

¯

¯

Diâmetro Interno (modelo novo) – Medida do subcomponente novo: de 4,437” à 4,438”. Limite superior: 4,442”. Diâmetro Interno (modelo antigo) – Medida do subcomponente novo: de 4,812” à 4,813”. Limite superior: 4,817”. Folga de Funcionamento – Medida do subcomponente novo: de 0,0035” à 0,0045”. Limite superior: 0,006”.

Selo lado Compressor ¯

¯

Diâmetro Interno – Medida do subcomponente novo: de 3,125” à 3,126”. Limite superior: 3,130”. Folga Radial de funcionamento para Colar – Medida do subcomponente novo: de 0,0035” à 0,0045”. Limite superior: 0,006”.

63

4.3.2.2. CONJUNTO DA ENTRADA DA TURBINA Flange da Entrada da Turbina ¯ ¯

O flange não deve apresentar trincas. As roscas de fixação devem estar em bom estado.

Anel do Bocal (Anel de Corte) ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯

Distância entre as palhetas – de 0,340” à 0,341”. Número de palhetas – 39 O anel do bocal não deve estar empenado. Folga de montagem no flange – até 0,015” Área de vazão total – 26,0 pol. 2 As palhetas não devem apresentar desgastes por agressão de corpo estranho.

Nariz (Bojo) ¯

O bojo não deve apresentar trincas.

Retentor do Anel do Bocal ¯ ¯

O retentor não deve apresentar trincas. O retentor não deve estar empenado.

Deflector da Turbina ¯ ¯ ¯

O deflector não deve estar empenado. O deflector não deve estar ovalizado. O diâmetro interno do deflector deve garantir folga radial da roda quente para o deflector de: Medida do subcomponente novo: de 0,022” à 0,036”. Limite superior: 0,036”.

64

¯

Folga Radial Roda Turbina – 0,045” à 0,048”.

4.3.2.3. CONJUNTO DA CARCAÇA DO COMPRESSOR Carcaça ¯ ¯

A carcaça não deve apresentar trincas. As roscas e estojos de fixação devem estar em boas condições.

Difusor ¯ ¯ ¯ ¯ ¯

Altura da palhetas – de 0,648” à 0,652”. Abertura da garganta – de 1,213” à 1,233”. Abertura média da garganta – 1,240”. Número de palhetas: 17. As palhetas não devem apresentar desgaste devido a agressão de corpo estranho.

Entrada de Ar (Bocal) ¯

Folga radial entre roda fria e entrada de ar (bocal) –de 0,025” à 0,040”.

Sensor ¯

O sensor deve garantir a correta medição do número de rotações do eixo do superalimentador a partir dos imãs presentes na capa do conjunto do rotor.

65

4.3.2.4. CONJUNTO DO ROTOR Eixo ¯

¯ ¯

¯

Diâmetro da Manga de Eixo para Mancal – Medida do subcomponente novo: de 2,1188” à 2,1193”. Tolerância inferior: 2,1186”. Diâmetro da Manga de Eixo para Colar – de 1,7492” à 1,7495”. Diâmetro do alojamento da bucha da roda fria – Medida do subcomponente novo: de 1,7489” à 1,7492”. Tolerância superior: 1,7495”. Folga axial do rotor - Medida do subcomponente novo: de 0,012” à 0,021”. Tolerância superior: 0,024”.

Conjunto do Disco da Turbina ¯ ¯ ¯ ¯

¯

Diâmetro Externo da Roda da Turbina – limite inferior de 16”. As travas das palhetas devem estar em boas condições. As palhetas não devem ter trincas. O labirinto não pode estar desgastado mecanicamente devido a ter raspado em outra peça. Folga do disco da turbina ao selo – Medida do subcomponente novo: de 0,020” à 0,049”. Tolerância inferior: 0,017”.

Conjunto da Roda do Compressor ¯

¯ ¯ ¯

¯

O diâmetro da bucha deve garantir a existência de interferência na montagem com o eixo. Folga facial entre paleta e bocal – de 0,050” à 0,064”. A roda fria não pode ter trincas. A roda fria não pode estar desgastada mecanicamente por contato com outras peças. As palhetas não podem estar desgastadas por agressão de corpo estranho.

66

Colar de Encosto ¯ ¯

Deve ter interferência com o eixo. Deve estar com a polaridade dos imãs corretas (para acionamento do sensor de rotação).

Chaveta ¯

Garantir interferência com o eixo.

Porca ¯

Deve ter um torque de 100 lbs*pé.

4.3.2.5. TORQUES ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯

¯ ¯

Parafuso da Tampa de inspeção da carcaça principal – de 20 à 25 lbs*pé. Parafuso do Flange de limpeza da carcaça principal – de 105 à 115 lbs*pé. Parafuso do Selo da Turbina – de 5 à 8 lbs*pé. Parafuso do Selo lado Compressor – de 5 à 8 lbs*pé. Torque no Estojo no Disco de Turbina – 60 lbs*pé. Parafuso e Porca do Deflector do Anel de Corte – de 12 à 16 lbs*pé. Parafuso de Instalação da Carcaça de Gases – de 35 à 40 lbs*pé. Parafuso da Roda da Turbina – 60 lbs*pé. Parafuso de Instalação Intermediária – 80 lbs*pé. Parafuso de Instalação do Difusor – 6 à 9 lbs*pé. Parafuso de Instalação da Carcaça de Entrada de Ar – 40 à 50 lbs*pé. Porca de Fixação do Caracol – 30 à 35 lbs*pé. Parafuso e Porca do Retentor do Anel de Corte – Inicial: de 25 à 30 lbs*pé e Final: de 16 à 20 lbs*pé. Porca do Estojo do Rotor – Inicial: 100 lbs*pé e Final: 80 lbs*pé. Parafuso de fixação da chaveta na carcaça principal – 20 à 25 lbs*pé.

67

4.3.3. INTERFACES DO SUPERALIMENTADOR COM OUTROS SISTEMAS DA LOCOMOTIVA

¯

¯

¯

Sistema de Lubrificação: O óleo lubrificante é retirado do sistema principal de distribuição de óleo do motor diesel, na parte dianteira da tampa da extremidade livre. Tal óleo é conduzido ao superalimentador através de uma tubulação e entra neste componente em um ponto de conexão próximo ao topo da carcaça da turbina. Este ponto tem interseção com outros furos no interior do superalimentador, os quais conduzem óleo para lubrificação e refrigeração dos mancais. Após lubrificar e refrigerar os mancais, o óleo flui por gravidade através de passagens dentro da carcaça, segue por um tubo de drenagem para a tampa da extremidade livre e volta ao cárter do motor diesel. Um sistema suplementar utiliza uma bomba de transferência para aspirar óleo lubrificante após ter passado pelo mancal do extremo da turbina e é utilizado para selar o ar através do selo do extremo da turbina. A mistura de ar e óleo é levada à bomba de transferência como resultado da baixa pressão criada na bomba. Esta mistura flui então através de um tubo de descarga de volta ao sistema de lubrificação da locomotiva. O objetivo deste sistema é controlar a perda de óleo através do selo, removendo o excesso de óleo desta. Gases de Escape: Os gases de escape ao saírem dos cilindros, são conduzidos pelos coletores de exaustão ao superalimentador. Os gases passam pelo anel do bocal, que acelera e encaminha-os para as lâminas da turbina, que utiliza a energia contida nestes para girar o rotor. Após girar o rotor da turbina os gases de escape passam pela carcaça da turbina e saem para a atmosfera pela chaminé.

Ar da Admissão do Motor Diesel: Após ser aspirado da atmosfera e filtrado (telas, purificadores inercias e filtros), o ar segue para o compressor do superalimentador. O compressor comprime este ar e descarrega-o em alta velocidade para o difusor. O difusor, por sua vez, converte a alta velocidade

68

em uma pressão maior, antes de entregá-lo à carcaça do compressor. A função da carcaça do compressor é aumentar a pressão e enviar o ar comprimido às duas saídas da carcaça. Este ar sai do superalimentador e é encaminhado aos resfriadores intermediários para resfriamento e conseqüente aumento da densidade. Após passar por estes componentes o ar é enviado aos cilindros para a combustão. ¯

Água de Resfriamento: Nos dois pés de montagem traseiros do superalimentador, existem dois furos pelos quais passam a água para refrigeração do equipamento. A água circula através de passagens internas na carcaça da turbina. Depois de refrigerar a carcaça da turbina, a água sai por dois furos na parte traseira do topo da carcaça da turbina, voltando ao sistema de refrigeração da locomotiva.

4.4. ANÁLISE PRELIMINAR DOS ITENS CONSIDERADOS

Como foi dito na seção 3.4, nesta etapa do fluxograma de execução da FMECA é necessário fazer uma compilação das falhas já conhecidas, desenhar a árvore funcional do componente, seu fluxograma de manutenção, seu fluxograma funcional mostrando a interface com outros componentes da locomotiva e quais elementos ou condições de uso e operação não serão considerados como fonte de inadequação das metas de desempenho dos subsistemas e peças do componente. Estas subetapas são descritas nas seções seguintes.

69

4.4.1. COMPILAÇÃO DAS FALHAS DO BANCO DE DADOS DE CONTROLE DE MANUTENÇÃO DO SUPERALIMENTADOR

Foram extraídos do sistema Access de controle da manutenção deste componente as avarias já detectadas no mesmo. Tais informações foram condensadas e estão apresentadas na Tabela 8. 4.4.2. COMPILAÇÃO DAS FALHAS DOS RELATOS DE ANOMALIA DO SUPERALIMENTADOR

Foram extraídos dos relatos de anomalia deste componente as avarias já detectadas no mesmo. Tais informações foram condensadas e estão apresentadas na Tabela 9. SUBSISTEMA

MODO DE FALHA ANEL DE CORTE C/ PEQUENOS PIQUES CONJUNTO DA ANEL DE CORTE DANIFICADO ENTRADA DA DEFLECTOR DANIFICADO TURBINA DEFLECTOR RASPADO FLANGE TRINCADO CONJUNTO DO ROTOR EIXO TRAVADO EIXO FRATURADO RODA COMPRESSORA C/ PERFIL RASPADO RODA COMPRESSORA FRATURADA CONJUNTO DO RODA TURBINA C/ ESTOJO FRATURADO ROTOR RODA TURBINA C/ FACE TRASEIRA RASPADA RODA TURBINA C/ PALHETA FRATURADAS RODA TURBINA C/ PIQUES RODA TURBINA LABIRINTO RASPADO QUEBRA DE PALHETA DA RODA QUENTE MANCAIS LADO COMPRESSOR GASTO MANCAIS LADO COMPRESSOR GRIMPADO CONJUNTO DA MANCAIS LADO TURBINA GASTO MANCAIS LADO TURBINA GRIMPADO CAIXA DA TURBINA E SELO LADO COMPRESSOR FRATURADO SELO LADO COMPRESSOR RASPADO COMPRESSOR SELO LADO TURBINA FRATURADO SELO LADO TURBINA RASPADO SELOS COM VAZAMENTOS CARCACA INTERMEDIARIA LABIRINTO DANIFICADO DESBALANCEAMENTO EXCESSO DE CARBONIZACAO OUTROS FRATURADO GRIMPADO RASPADO TRAVADO VAZAMENTO DE OLEO

Tabela 8 – Modos de Falha extraídos do programa Access de controle da manutenção do  componente superalimentador.

70

SUBSISTEMA MODO DE FALHA DEFLECTOR FRATURADO CONJUNTO DA ENTRADA DA DEFLECTOR DE GASES TRINCADO DEFORMAÇÃO DO ANEL DEFLECTOR TURBINA DEFORMAÇÃO DO DEFLECTOR DE GASES CARCAÇA DE GASES TRINCADA JUNTA ENTRE CARCAÇAS INTERMEDIÁRIA E DE GASES CONJUNTO DA DESFRAGMENTADA POR APLICAÇÃO COM SILICONE CAIXA DA DEFORMAÇÃO DA CARCAÇA DE GASES TURBINA CARCAÇA PRINCIPAL TRINCADA NOS CANAIS DE LUBRIFICAÇÃO SELOS DESGASTADOS CANAL DE ENTRADA DE ÓLEO LUBRIFICANTE COM VAZAMENTO FRATURA DO FLANGE DO EIXO DO CONJUNTO DO ROTOR CONJUNTO DO EIXO DO ROTOR GRIMPADO DESGASTE NO COLAR ROTOR ESTOJO DO ROTOR FRATURADO EIXO DO ROTOR FRATURADO PARAFUSOS DE FIXAÇÃO DE COMPONENTES QUEBRADO OUTROS SUPERALIMENTADOR GRIMPADO SUPERALIMENTADOR TRAVADO

Tabela 9 – Modos de Falhas extraídos dos relatos de anomalia de componentes superalimentador.

4.4.3. ÁRVORE FUNCIONAL DO COMPONENTE

De acordo com os dados da seção 4.3.1 foi feita a árvore funcional do componente superalimentador que é mostrada na Figura 13 , onde existe a hierarquização dos subsistemas e seus subcomponentes. TURBOALIMENTADOR

CONJUNTO DA CAIXA DA TURBINA

CONJUNTO DA CARCAÇA DO COMPRESSOR

CONJUNTO DA ENTRADA DA TURBINA

MANCAIS

FLANGE DA E NTRADA DA TURBINA

CARCAÇA

ANEL DO BOCAL

SELOS

NARIZ

CONJUNTO DO ROTOR

CARCAÇA

ENTRADA DE AR

CONJUNTO DO DISCO DA TURBINA CONJUNTO DA RODA DO COMPRESSOR

EIXO DIFUSOR

PARAFUSOS DO SELO DA TURBINA

RETENTOR DO ANEL DO BOCAL

PARAFUSO INSTALAÇÃO DIFUSOR

PARAFUSOS INSTALAÇÃO CARCAÇA DE GASES

DEFLECTOR DA TURBINA

PORCA FIXAÇÃO CARACOL

PARAFUSO E PORCA DEFLECTOR ANEL DE CORTE

PARAFUSO INSTALAÇÃO CARCAÇA

PARAFUSO E PORCA RETENTOR ANEL DE CORTE

PRISIONEIRO

COLAR DE ENCOSTO

CAPA

CHAVETA

PORCA

Figura 13 - Árvore de hierarquização dos subconjuntos do superalimentador e seus componentes.

71

4.4.4. FLUXOGRAMA FUNCIONAL DO COMPONENTE SUPERALIMENTADOR

Com base nas informações descritas na seção 4.3.3 foi feito um diagrama funcional que correlaciona os subconjuntos do superalimentador e suas interfaces com outros sistemas da locomotiva, que é mostrado na Figura 14 . As linhas de cor vermelha indicam o fluxo do ar de exaustão através dos subconjuntos do superalimentador. As linhas de cor azul claro mostram o fluxo do ar aspirado da atmosfera que é posteriormente comprimido e enviado ao m otor diesel. As linhas de cor marrom mostram o fluxo de óleo combustível pelos subconjuntos do superalimentador, enquanto as linhas de cor azul escuro mostram o fluxo da água utilizada para refrigeração deste componente. Água (Intercessão Montagem com Motor Diesel)

Óleo Lubrificante (TampaExtremidade Livre do Motor Diesel)

Gases de Exaustão ( Motor Diesel) Ar ( Atmosfera)

Conjunto de Entrada da Turbina

Conjunto Disco Turbina Conjunto Roda Compressor Rotor

Carcaça Mancais Selos Caixa da Turbina

Sistema Suplementar Lubrificação

Gases de Exaustão ( Tubulações de Exaustão )

Carcaça Entrada de Ar Difusor Conjunto Carcaça Compressor Ar Comprimido ( Motor Diesel) TURBOALIMENTADOR

Água (Sistema de Refrigeração)

Óleo Lubrificante (Cárter)

Figura 14 – Diagrama esquemático demonstrando relações entre subconjuntos do  superalimentador e outros sistemas da locomotiva.

72

4.4.5. FLUXOGRAMA DE MANUTENÇÃO DO COMPONENTE SUPERALIMENTADOR

O fluxograma de recuperação do superalimentador com base no seu procedimento é mostrado no ANEXO 2.

4.4.6. AÇÕES QUE NÃO SERÃO CONSIDERADAS COMO FONTE DE INADEQUAÇÃO DAS METAS DE DESEMPENHO

Nesta seção serão apresentadas as ações sobre o componente superalimentador que não serão consideradas como fonte de inadequação das metas de desempenho das peças deste componente. Estas ações são: montagem incorreta do componente na locomotiva, falha devido a mal funcionamento de outros componentes da locomotiva que interagem diretamente com o superalimentador (ex.: bicos injetores desregulados que geram gases de exaustão em temperatura superior a de operação normal do superalimentador, causando-lhe falha), falta de manutenção intermediária nas oficinas de manutenção leve de locomotivas, má operação da locomotiva por parte do maquinista, má qualidade de fluídos refrigeradores e/ou lubrificantes e agressão por corpo estranho.

4.5. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE FALHA E SEUS EFEITOS Nas seções 4.4.1 e 4.4.2 foram mostrados os modos de falha retirados das bases de dados existentes da manutenção do componente superalimentador. Nesta etapa do fluxograma de implementação da FMECA é necessário além deste modos de falhas já reunidos, identificar os outros possíveis. É preciso

73

também, estando com todos os modos de falha mapeados, identificar os seus efeitos no funcionamento do superalimentador. Para a identificação dos demais modos de falha e de seus efeitos foi reunido o grupo de implantação da FMEA e feito um Brainstorming . O resultado deste é mostrado na lista de verificações da Tabela 10.

4.6. IDENTIFICAÇÃO DAS CAUSAS DAS FALHAS

Na seção anterior foram identificados os modos e efeitos de falha resultantes a partir do brainstorming feito com a equipe de execução da FMECA. Nesta etapa do fluxograma de implementação da FMECA é necessário identificar as causas de cada um dos modos de falha. Para se identificar estas causas, foi utilizada a mesma ferramenta da seção anterior, o brainstorming . O resultado é mostrado na lista de verificações da Tabela 10.

4.7. IDENTIFICAÇÃO DOS MODOS DE DETECÇÃO DE FALHAS

Nas seções anteriores foram identificados os modos, efeitos e causas das falhas, resultantes do brainstorming feito com a equipe de execução da FMECA. Nesta etapa do fluxograma de implementação da FMECA é necessário identificar os modos de detecção de cada um dos modos de falha identificados. Para se identificar estes modos de detecção foi utilizada a mesma ferramenta das seções anteriores, o brainstorming . O resultado é mostrado na lista de verificações da Tabela 10.

4.8. DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES DE CRITICIDADE Para os modos de falha listados na seção 4.5 foram definidos os três índices de criticidade listados na seção 3.8 e calculado o RPN (Risk Priority  Number). A definição destes índices de criticidade foi feita através da ferramenta

74

Brainstorming , a partir dos parâmetros utilizados na seção 3.8. O resultado é mostrado na Tabela 10.

Lista de Verificação - Modos, Efeitos, Causas, Modos de Detecção e Índices de Criticidade de Falhas Componente: SUPERALIMENTADOR C30 / C36 16 CIL. Item Modo de Falha Causa da Falha

1

2

3

4

5

6

Efeito da Falha

Modo de Detecção

Sever.

DATA: 04/08/06

Índices de Criticidade Ocor. Detec. RPN

Desgaste do mancal

Garantir Balanceamento (treinamento e calibração da máquina), Garantir Limpeza dos Orifícios de Desbalanceamento, Corpo Lubrificação, Garantir que na Estranho, Material Montagem do Componente não Inadequado, Fadiga do Expelindo óleo, Exista Nenhum Tipo de Corpo Material, Falha no Grimpamento. Estranho (panos limpos e que não Processo de Instalação /  solte fiapos), Certificado de Qualificação, Falha de Recebimento do Material, Lubrificação. Substituição do Componente por Manutenção Preventiva, Garantir a Correta Execução do Procedimento de Qualificação Dimensional.

10

6

3

180

Carcaça principal deformada

Desbalanceamento, Fadiga do material, Grimpamento por Falta de Lubrificação, Seguidas Instalações e Desinstalações no Processo de Manutenção Preventiva.

Teste de Trinca nos Alojamentos, Garantir Qualificação Dimensional, Teste de Estanqueidade, Inspeção Visual.

10

7

1

70

Garantir Balanceamento (treinamento e calibração da máquina), Garantir Execução do Desbalanceamento, Plano de Manutenção Preventiva do Carbonização, Material Sistema de Injeção, Certificado de Inadequado, Falha no Expelindo óleo. recebimento do material ou Processo de Instalação /  Inspeção no Recebimento e Qualificação. Garantir a Correta Execução do Procedimento de Qualificação Dimensional.

6

7

1

42

Troca do Componente por Manutenção Preventiva, Inspeção com Teste de Trinca, Garantir Execução do Plano de Manutenção Preventiva do Sistema de Injeção, Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento.

8

7

4

224

Troca do Componente por Manutenção Preventiva, Inspeção Desbalanceamen com Teste de Trinca, to, baixa Garantir Execução do Plano de produção de ar Manutenção Preventiva do Sistema comprimido, de Injeção, grimpamento. Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento.

10

7

4

280

Substituição por Parafusos Novos na Manutenção Preventiva ou Qualificação por Inspeção Visual ou Fadiga do material, Torque por Teste de Trinca, Aplicar o Excessivo, Material Grimpamento por Torque Correto (procedimento), Inadequado, Tipo do corpo estranho. Conferir Correto Tipo de Parafuso Parafuso Inadequado. para a Aplicação (tipo e comprimento de rosca, grau de dureza, etc.)

10

6

3

180

Desgaste dos selos

Deformação do flange

Trinca do fla nge

Quebra de parafuso

Fadiga do Material, Exposição a Alta Temperatura e Material Inadequado.

Fadiga do Material, Exposição a Alta Temperatura e Material Inadequado.

Grimpamento, vazamento de água e óleo.

Expelindo óleo.

Tabela 10 – Lista de verificação com os modos, efeitos, causas, modos de detecção e índice de  criticidade das falhas.

75

Lista de Verificação - Modos, Efeitos, Causas, Modos de Detecção e Índices de Criticidade de Falhas Componente: SUPERALIMENTADOR C30 / C36 16 CIL. Item Modo de Falha Causa da Falha 7

Deformação e trinca do anel de corte.

8

Trinca do bojo

9

Trinca da aba de fixação do retentor do anel do bocal.

Efeito da Falha Modo de Detecção Desbalanceamen Fadiga do Material, Manutenção Preventiva, Inspeção to, baixa Exposição a Alta com Teste de Trinca, produção de ar Temperatura e Material Garantir Execução do Plano de comprimido e Inadequado. Manutenção Preventiva do Sistema grimpamento. Fadiga do Material, Baixa produção Inspeção Visual. Exposição a Alta de ar Fadiga do Material, Baixa produção Inspeção Visual. Exposição a Alta de ar

Sever.

DATA: 04/08/06

Índices de Criticidade Ocor. Detec. RPN

9

7

4

252

8

5

1

40

8

6

1

48

9

8

4

288

10

4

1

40

8

5

3

120

8

5

3

120

8

5

3

120

Teste de Trinca, Inspeção Visual, Garantir Execução da Qualificação Fadiga do Material, Corpo Dimensional Conforme Estranho, Exposição a Alta Desbalanceamen Procedimento, Balanceamento do Temperatura, Material to seguido de Rotor, Certificado de recebimento Inadequado e Estiramento grimpamento. do material ou Inspeção no Devido a Alta Recebimento, Garantir Execução do Temperatura. Plano de Manutenção Preventiva do Sistema de Injeção.

10

8

2

160

Roda quente raspada no 16 diâmetro

Estiramento Devido a Alta Desbalanceamen Temperatura, Desbalanceamento e to seguido de Falha no Processo de grimpamento. Instalação / Qualificação.

Idem

10

7

3

210

17 Roda quente raspada na face

Carbonização (perda da Desbalanceamen folga axial) e Desgaste to seguido de Facial (rampa) do Mancal grimpamento. Lado Turbina.

Idem

10

7

3

210

Fadiga do Material, Carbonização, Desgaste Desbalanceamen Quebra de trava de palheta da do Mancal Lado Turbina, 18 to seguido de roda quente Exposição a Alta grimpamento. Temperatura e desbalanceamento.

Idem

10

7

2

140

10

Deformação do deflector da turbina.

11

Deformação do bocal de entrada de ar

12 Desgaste do difusor

13 Trinca no difusor

14 Deformação do difusor

15

Quebra de palheta da roda quente

Troca do Componente por Manutenção Preventiva, Inspeção Desbalanceamen com Teste de Trinca, Fadiga do Material, to, baixa Garantir Execução do Plano de Exposição a Alta produção de ar Manutenção Preventiva do Sistema Temperatura e Material comprimido e de Injeção, Inadequado. grimpamento. Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento. Falta de Folga na Desgaste da roda Garantir procedimentos de medição Montagem. compressora da folga na montagem. Fadiga do material e Teste de Trinca e Garantir Seguidas Instalações e Baixa produção Execução da Qualificação Desinstalações no de ar Dimensional Conforme Processo de Manutenção comprimido. Procedimento. Preventiva Fadiga do material e Teste de Trinca e Garantir Seguidas Instalações e Baixa produção Execução da Qualificação Desinstalações no de ar Dimensional Conforme Processo de Manutenção comprimido. Procedimento. Preventiva Fadiga do material e Seguidas Instalações e Baixa produção Desinstalações no de ar Processo de Manutenção comprimido. Preventiva

Teste de Trinca e Garantir Execução da Qualificação Dimensional Conforme Procedimento.

Tabela 11 (Continuação) – Lista de verificação com os modos, efeitos, causas, modos de  detecção e índice de criticidade das falhas.

76

Lista de Verificação - Modos, Efeitos, Causas, Modos de Detecção e Índices de Criticidade de Falhas Componente: SUPERALIMENTADOR C30 / C36 16 CIL. Item Modo de Falha Causa da Falha

19 Roda quente trincada

Efeito da Falha

Fadiga do material, Material Inadequado, Desbalanceamen Carbonização, Exposição to seguido de a Alta Temperatura e grimpamento. Desbalanceamento.

20 Rosca do estojo espanada

Torque Excessivo e Material Inadequado.

Grimpamento.

21 Estojo quebrado

Fadiga do Material e Material Inadequado.

Grimpamento.

22 Estir amento do estojo

Torque Excessivo e Material Inadequado.

Grimpamento.

23

Quebra de palheta da roda compressora

24 Roda compressora raspada

Corpo Estranho, Fadiga do Material e Material Grimpamento. Inadequado. Desbalanceamento, Corpo Estranho, Dimensional de Palheta Inadequado e Falha no Processo de Instalação / Qualificação.

Seguidas Instalações e Folga existente na bucha da Desinstalações no roda compressora para o eixo. Processo de Manutenção Preventiva Seguidas Instalações e Desinstalações no Perda de interferência do eixo Processo de Manutenção 26 para a roda quente Preventiva, Desgaste pelo Funcionamento, Fadiga do Material. Seguidas Instalações e Desinstalações no Perda de dimensional do eixo Processo de Manutenção 27 para mancal Preventiva, Desgaste pelo Funcionamento, Fadiga do Material. 25

28 Eixo trin cado

29

Colar desgastado no diâmetro Desgaste no Contato com externo para retentor o selo.

Colar desgastado na face para 30 o eixo

31

Fadiga do Material.

Desgaste na cunha de montagem da peça nariz

DATA: 04/08/06

Índices de Criticidade Ocor. Detec. RPN

Modo de Detecção

Sever.

Idem

10

6

1

60

10

6

1

60

10

6

2

120

10

5

1

50

10

7

2

140

Aplicar Torque Segundo Procedimento e Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento Inspeção Visual, Teste de Trinca e Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento Aplicar Torque Segundo Procedimento e Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento Garantir Balanceamento, Garantir Manutenção Preventiva do Sistema de Filtragem do Ar, Garantir Execução da Qualificação Dimensional Conforme Procedimento.

Grimpamento.

Garantir Manutenção Preventiva do Sistema de Filtragem do Ar

10

6

2

120

Grimpamento.

Garantir Execução da Qualificação Dimensional Conforme Procedimento

10

8

1

80

10

6

1

60

10

8

1

80

10

5

1

50

Grimpamento.

Grimpamento.

Grimpamento.

Garantir Execução da Qualificação Dimensional Conforme Procedimento, Teste de Trinca e Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento Garantir Execução da Qualificação Dimensional Conforme Procedimento, Teste de Trinca e Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento Garantir Execução da Qualificação Dimensional Conforme Procedimento, Teste de Trinca e Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento

Vazamento de óleo.

Inspeção Visual quanto a Desgaste nos Pontos de Contato com o Selo.

8

6

1

48

Diminuição da folga axial podendo chegar a grimpamento.

Inspeção Visual e Garantir Execução da Qualificação Dimensional Conforme Procedimento (ponto de contato com o eixo).

8

6

1

48

Seguidas Instalações e Falsa Desinstalações no interferência para Processo de Manutenção o eixo. Preventiva

Inspeção visual da interferência correta após a montagem.

5

6

1

30

Desgaste no funcionamento.

Tabela 12 (Continuação) – Lista de verificação com os modos, efeitos, causas, modos de  detecção e índice de criticidade das falhas.

77

4.9. ANÁLISE DAS RECOMENDAÇÕES

Como este trabalho é o desenvolvimento de uma primeira versão da FMECA para o componente Superalimentador de locomotivas C30 / C36 de 16 cilindros, esta etapa do fluxograma de execução deste ferramenta não se aplica, pois ainda não há dados históricos para se fazer uma análise crítica dos controles atuais no processo de manutenção deste componente.

4.10. REVISÃO DOS PROCEDIMENTOS

Nesta etapa de execução da FMECA foram revistos os dados coletados e trabalhados e a lista de verificação gerada, sendo que foi garantido a concisão destes. Analisou-se os índices RPN de cada modo de falha, verificando-se que eles estão adequados.

4.11. PREENCHIMENTO DOS FORMULÁRIOS DE FMECA Com base na lista de verificações gerada na seção 4.8, o formulário de FMECA, resultado deste trabalho, podê ser preenchido conforme o padrão apresentado na seção 3.11. No preenchimento do formulário de FMECA para este componente foi citado em algumas circunstâncias o procedimento de manutenção quanto ao controle dimensional e de torque dos subcomponentes. Estes parâmetros foram mostrados na seção 4.3. O formulário resultante da FMECA do superalimentador é apresentado no ANEXO 3.

78

5. RECOMENDAÇÕES E CONCLUSÕES

5.1. RECOMENDAÇÕES

De posse do formulário de FMECA do componente superalimentador preenchido tem-se mapeado todos os possíveis modos de falha, seus efeitos no funcionamento do componente, suas causas e a maneira pela qual é possível detectar tal modo de falha antes que ele ocorra. Tem-se também o RPN ( Risk  Priority Number ) inicial dos modos de falha, que indica o grau de criticidade de cada um deles. Tem-se além disso a árvore funcional do componente e sua interface com os demais componentes. Recomenda-se que estes dados sejam utilizados na análise de falhas do componente de uma maneira sistematizada. Para isto é necessário que a equipe de desmontagem do componente conheça o formulário de FMECA do mesmo. Ao desmontá-lo a equipe precisa identificar qual o subcomponente do superalimentador falhou, qual foi o modo de falha encontrado e qual o efeito foi ocasionado por este modo de falha. Estes dados devem ser preenchidos em uma ficha de recebimento do componente a recuperar, a partir de códigos de cada modos de falha dos subcomponentes. Esta ficha deve gerar os dados para alimentar um banco que controlará todos as desmontagens do componente. A partir deste banco de dados será possível verificar quais os subcomponentes e modos de falhas estão mais críticos, com o levantamento estatístico do RPN (Risk Priority Number). Será possível também fazer melhorias no processo de manutenção dos subcomponentes em questão, agindo nos modos de detecção destas falhas a fim de evitar a ocorrência das causas que geraram os modos de falha, reduzindo portanto o RPN e a criticidade deste subcomponente. Isto pode ser feito a partir da utilização do campo “Ação Corretiva” presente no formulário de FMECA do superalimentador apresentado no ANEXO 3. Tendo sido feita a análise de quais modos de falha estão mais críticos

79

devido ao valor do RPN, devem ser geradas para estes modos de falha ações que devem ser preenchidas no campo “Recomendações”. A execução destas ações deve ser monitorada e aquelas realmente feitas devem ser preenchidas no campo “Tomada”. Uma vez completa a execução da ação corretiva, os índices de criticidade: Severidade, Ocorrência, Detecção e RPN devem ser novamente calculados a fim de se verificar que a ação corretiva foi eficiente, tendo reduzido o RPN dos modos de falha estudados. Sendo feita a implementação das fichas de controle de desmontagem do superalimentador e o sistema para controle do banco de dados, recomenda-se que seja feito um programa estruturado de execução de FMECA para os demais componentes de locomotiva, priorizando os mais críticos de acordo com o índice de criticidade apresentado no capítulo 1. Chama-se de programa estruturado de execução de FMECA dos demais componentes um trabalho com data de início, cronograma definido para execução das etapas e data de término. Além disto é necessário elencar as pessoas responsáveis pela execução da FMECA de cada um dos componentes de locomotivas restantes.

5.2. CONCLUSÕES

Visto que foi possível desenvolver a FMECA para o componente superalimentador de locomotivas e tendo sido feita as recomendações necessárias para o início da utilização desta metodologia na análise de falhas deste componente, conclui-se que o primeiro objetivo do trabalho foi alcançado. Já o segundo objetivo deste trabalho, redução de defeitos e reboques de locomotivas da MRS devido ao processo de manutenção no Horto Florestal, será atingido com a implantação da recomendação de análise de falhas feita na seção anterior. Com base no banco de dados gerado nas desmontagens dos componentes e de sua análise, será possível atuar nas etapas do processo de manutenção que estão gerando mais falhas (modos de detecção de falhas).

80

LISTA DE REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AGUIAR, S. Integração das Ferramentas da Qualidade ao PDCA e ao Programa Seis Sigma. Editora de Desenvolvimento Gerencial. Belo Horizonte. 2002. BRINA, H. L. 2 Estradas de Ferro. 2ª Edição. 1988. HELMAN, H. e ANDREY, P. R. P. Análise de Falhas: Aplicação dos Métodos de FMEA e FTA. Fundação Christiano Ottoni. Belo Horizonte. 1995. KITAMURA, F. Treinamento sobre Locomotiva Diesel-Elétrica GE/GM. Teach Treinamentos Especiais. Juiz de Fora. 2005. MOUBRAY, J. RCMII – Manutenção Centrada em Confiabilidade. Edição Brasileira. Aladon Ltda. Lutterworth. Inglaterra. 2000. PAIVA, J. T. Curso de Elétrica e Eletrônica de Locomotivas. Teach Treinamentos Especiais. Juiz de Fora. 2005. SEIXAS, E. DE S. Manutenção Centrada na Confiabilidade. Meio Magnético Editado por Qualytek Ltda. Rio de Janeiro. 2002. SEIXAS, E. DE S. Modos de Falha e Análise dos Efeitos. Meio Magnético Editado por Qualytek Ltda. Rio de Janeiro. 2002. STAMATIS, D. H. Failure Mode and Effect Analysis – FMEA from Theory to Execution. ASQ Quality Press. Milwaukee. Wisconsin. 1995.

81

ANEXO 1 – EXEMPLO DE RELATO DE ANOMALIA FORMULÁRIO RELATO DE ANOMALIA EM COMPONENTES A SER PREENCHIDO PELA OFICINA QUE RETIROU O COMPONENTE COM ANOMALIA DATA DA RETIRADA

LOCAL

NOME LOCOMOTIVA

3826

MODELO

TEMPO DE RETENÇÃO DA LOCOMOTIVA

TEMPO REBOCADA

MODELO

SERIE

10.04.06

TIPO DE COMPONENTE

C36 7

SUPER ALIMENTADOR

E8285219

DATA INSTALAÇÃO

FABRICANTE

08.04.06

A SER PREENCHIDO PELA OFICINA QUE RETIROU O COMPONENTE COM ANOMALIA SUPER APRESENTOU INICIALMENTE RUIDO ESTRANHO E GRIMPAMENTO. OBS.: FORAM VERIFICADOS TODOS OS ITENS REFERENTES À LUBRIFICAÇÃO NA LOCOMOTIVA NENHUMA ANORMALIDADE FOI CONSTATADO.

OBS.

ÚLTIMAS MOVIMENTAÇÕES DO COMPONENTE (A SER PREENCHIDO PELO CORPO TÉCNICO) DATA DA ANÁLISE

LOCAL

NOME DATA DA RETIRADA

DATA DE INSTALAÇÃO

LOCOMOTIVA

HOUVE SINTOMA ANTES DA FALHA ?

KM RODADO

CAUSA DA RETIRADA

SIM

NÃO

TEMPO TOTAL DE RETENÇÃO

DATA DA RETIRADA

DATA DE INSTALAÇÃO

LOCOMOTIVA

HOUVE SINTOMA ANTES DA FALHA ?

KM RODADO

CAUSA DA RETIRADA

SIM

NÃO

TEMPO TOTAL DE RETENÇÃO

A SER PREENCHIDO PELA OFICINA DO HORTO FLORESTAL COMENTÁRIOS SOBRE AS CAUSAS DAS FALHAS Antes da desmontagem não foi observado nenhum sinal de óleo no exterior do turbo, após a desmontagem dos componentes também não é possível ver sinal de óleo. Detectamos após a desmontagem que os mancais foram embuchados pois o alojamento dos mesmos na carcaça é sobremedida; no lado da turbina observamos que o mancal deslocou em relação a bucha obstruindo o furo de lubificação do mesmo, e no lado soprador o mancal girou junto com o eixo o tempo de funcionamento não permitindo a passagem do óleo lubrificante e desgastando o diâmetro de forma que possamos ver a veracidade disto. É importante salientar que os fatos citados anteriormente são as causas da avaria partindo do fato de que não fautou lubrificação no turbo de acordo com o relato dos mecânicos que trabalharam na locomotiva.

1 2 AÇÕES EMERGENCIAIS PROPOSTAS O QUE?

QUEM?

QUANDO?

COMO?

Codificação e compra de micrômetro interno

F lá vi o / Lu ci an o

1 2/ 5/ 20 06

Solicitar codificação e de micrômetro interno próprio para medição do diâmetro interno dos mancais após embuchamento e após montagem

Acompanhar folga entre mancal e eixo

Mantenedor

no momento da montagem

Usando micrômetro apropriado para medição do diâmetro interno do mancal, mantendo a folga de acordo com solicitação do manual de instrução

82

ANEXO 2 – FLUXOGRAMA DE MANUTENÇÃO DO SUPERALIMENTADOR

83

84

ANEXO 3 – FORMULÁRIO DE FMECA DO SUPERALIMENTADOR C30/36 FMECA DE PROCESSO CÓDIGO: COMPONENTE: Superalimentador C30/36 16 Cil. DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: CL e P1-7

ITEM

1

NOME DO FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE SUBCOMPONENTE

Mancal

ELABORADOR: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha

FALHAS POSSÍVEIS MODO

EFEITOS

ATUAL CONTROLES ATUAIS

CAUSAS

Balanceamento do 10 5 rotor

1

50

Expelindo óleo, Corpo Estranho grimpamento.

Não utilização de panos que soltem fiapos. 10 8 Utilizar panos limpos na manutenção.

6

480

10 4

4

160

10 6

2

120

10 8

2

160

10 5

4

200

Trincas nos Balanceamento do alojamentos Grimpamento Desbalanceamento 10 7 rotor dos mancais

1

70

Certificado de recebimento do Expelindo óleo, Material Inadequado material ou Inspeção no grimpamento. Recebimento Suportar o conjunto Desgaste do rotor. mancal Substituição do Expelindo Componente por óleo, Fadiga do Material Manutenção grimpamento. Preventiva

Expelindo Falha no Processo óleo, de Lubrificação grimpamento.

Carcaça Principal

G O

Expelindo óleo, Desbalanceamento grimpamento.

Falha no Processo Expelindo de Instalação /  óleo, Qualificação grimpamento. Dimensional na Manutenção

2

AÇÃO CORRETIVA RECOM ENDAÇ TOMADA D RPN ÕES

ÍNDICES

Execução do Procedimento de Qualificação Dimensional

Limpeza dos orifícios de lubrificação do componente.

Trincas nos Fadiga do Material alojamentos Grimpamento da Carcaça dos mancais

Substituição do Componente por Manutenção Preventiva

10 7

1

70

Trincas nos Superaquecimento alojamentos Grimpamento devido a dos mancais grimpamento

Garantir processo de lubrificação do 10 7 mancal

1

70

10 7

1

70

Seguidas Desgaste Instalações e dos Desinstalações no Estrutura básica de Grimpamento alojamentos Processo de todos os dos mancais Manutenção subsistemas Preventiva

Execução do Procedimento de Qualificação Dimensional

Trinca nos Vazamento de Fadiga do Material canais de água e óleo, da Carcaça refrigeração grimpamento

Teste de estanqueidade.

10 7

1

70

Quebra da carcaça

Vazamento de Fadiga do Material água e óleo, da Carcaça. grimpamento

Inspeção Visual

10 7

1

70

Quebra da carcaça

Vazamento de água e óleo, Corpo Estranho grimpamento

Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva

10 7

1

70

85

DATA ELABORAÇÃO: 05/08/2006 FOLHA: / RESULTADO ÍNDICES REVISTOS G

O

D

RPN

RESPON SÁVEL

FMECA DE PROCESSO CÓDIGO: COMPONENTE: Superalimentador C30/36 16 Cil. DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: CL e P1-7

ITEM

3

NOME DO FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE SUBCOMPONENTE

Selos

ELABORADOR: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha

FALHAS POSSÍVEIS MODO

EFEITOS

ATUAL CONTROLES ATUAIS

CAUSAS

Balanceamento do 6 rotor

7

1

42

Desgaste Expelindo óleo Carbonização dos selos

Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva

6

7

1

42

6

7

1

42

6

7

1

42

Conter o óleo de lubrificação

Falha no Processo de Instalação /  Desgaste Expelindo óleo Qualificação dos selos Dimensional na Manutenção

Parafusos / Porcas /  Chavetas

G O

Desgaste Expelindo óleo Desbalanceamento dos selos

Desgaste Material dos Selos Expelindo óleo dos selos Inadequado

4

AÇÃO CORRETIVA RECOM ENDAÇ TOMADA D RPN ÕES

ÍNDICES

Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento Execução do Procedimento de Qualificação Dimensional

Quebra do Parafuso

Grimpamento Fadiga do Material por corpo do parafuso estranho

Substituição do Componente por Manutenção Preventiva

10 6

3

180

Quebra do Parafuso

Grimpamento por corpo Torque excessivo estranho

Execução do Procedimento de aplicação de torque

10 6

3

180

10 6

3

180

3

180

Fixação de componentes Quebra do Parafuso

Quebra do Parafuso

Certificado de recebimento do Grimpamento Utilização de material ou por corpo parafuso com Inspeção no estranho material inadequado Recebimento

Conferir utilização de correto modelo Grimpamento Utilização de modelo de parafuso por corpo inadequado de 10 6 estranho parafuso

86

DATA ELABORAÇÃO: 05/08/2006 FOLHA: / RESULTADO ÍNDICES REVISTOS G

O

D

RPN

RESPON SÁVEL

FMECA DE PROCESSO CÓDIGO: COMPONENTE: Superalimentador C30/36 16 Cil. DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: CL e P1-7

ITEM

5

NOME DO FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE SUBCOMPONENTE

ELABORADOR: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha

FALHAS POSSÍVEIS MODO

EFEITOS

ATUAL CONTROLES ATUAIS

CAUSAS

Inspeção/Teste de Trina. Substituição do Componente 8 por Manutenção Preventiva, se necessário.

7

4

224

Baixa produção de Exposição do Deformação ar comprimido, componente a altas do flange seguido de temperaturas grimpamento

Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva

8

7

4

224

8

7

4

224

Inspeção/Teste de Trina. Substituição do Componente 10 7 por Manutenção Preventiva, se necessário.

4

280

Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva

10 7

4

280

10 7

4

280

grimpamento

6

Anel do Bocal (Anel de Corte)

G O

Baixa produção de Deformação Fadiga do material ar comprimido, do flange do flange seguido de grimpamento

Baixa produção de Utilização de flange Deformação ar comprimido, de material Estrutura básica de do flange seguido de inadequado Flange da entrada da todos os grimpamento turbina subcomponentes deste subsistema Baixa produção de Trinca do Fadiga do material ar comprimido, flange do flange seguido de

Direcionador dos gases de escape para a turbina

AÇÃO CORRETIVA RECOM ENDAÇ TOMADA D RPN ÕES

ÍNDICES

Trinca do flange

Baixa produção de Exposição do ar comprimido, componente a altas seguido de temperaturas grimpamento

Trinca do flange

Baixa produção de Utilização de flange ar comprimido, de material seguido de inadequado grimpamento

Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento

Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento

Baixa produção de Deformação Fadiga do material ar comprimido, do anel do anel seguido de grimpamento

Inspeção/Teste de Trinca. Substituição do 8 Componente por Manutenção Preventiva, se

7

4

224

Baixa produção de Exposição do Deformação ar comprimido, componente a altas do anel seguido de temperaturas grimpamento

Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva

8

7

4

224

8

7

4

224

Baixa produção de Deformação Utilização de anel de ar comprimido, do anel material inadequado seguido de grimpamento

Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento

Trinca do anel

Baixa produção de Fadiga do material ar comprimido, do anel seguido de grimpamento

Inspeção/Teste de Trinca. Substituição do 10 7 Componente por Manutenção Preventiva, se

4

280

Trinca do anel

Baixa produção de Exposição do ar comprimido, componente a altas seguido de temperaturas grimpamento

Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva

10 7

4

280

Trinca do anel

Baixa produção de Utilização de anel de ar comprimido, material inadequado seguido de grimpamento

Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento

10 7

4

280

87

DATA ELABORAÇÃO: 05/08/2006 FOLHA: / RESULTADO ÍNDICES REVISTOS G

O

D

RPN

RESPON SÁVEL

FMECA DE PROCESSO CÓDIGO: COMPONENTE: Superalimentador C30/36 16 Cil. DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: CL e P1-7

ITEM

7

NOME DO FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE SUBCOMPONENTE

Nariz (Bojo)

Direcionador dos gases de escape para o anel de corte

ELABORADOR: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha

FALHAS POSSÍVEIS MODO

EFEITOS

ATUAL CONTROLES ATUAIS

CAUSAS

G O

AÇÃO CORRETIVA RECOM ENDAÇ TOMADA D RPN ÕES

ÍNDICES

Trinca no bojo

Baixa Fadiga do material produção de do bojo ar comprimido

Inspeção Visual

8

5

1

40

Trinca no bojo

Baixa Exposição do produção de componente a altas ar comprimido temperaturas

Inspeção Visual

8

5

1

40

Trinca no bojo

Baixa Utilização do bojo de produção de material inadequado ar comprimido

8

5

1

40

Trinca da aba de fixação

Baixa Fadiga do material produção de do retentor ar comprimido

8

6

1

48

Trinca da aba de fixação

Baixa Exposição do produção de componente a altas ar comprimido temperaturas

8

6

1

48

Trinca da aba de fixação

Baixa Utilização do retentor produção de de material ar comprimido inadequado

8

6

1

48

Inspeção Visual

Inspeção Visual

Inspeção Visual 8

Retentor do anel do Reter vazamento de bocal gases

Inspeção Visual

9

Deflector da turbina

Equalizador da entrada de gases

Baixa produção de Deformação Fadiga do material ar comprimido, do deflector do deflector seguido de grimpamento

Inspeção visual e dimensional segundo procedimento. Substituição se necessário.

8

8

4

256

Baixa produção de Exposição do Deformação ar comprimido, componente a altas do deflector seguido de temperaturas grimpamento

Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva

8

8

4

256

10 8

4

320

10 4

1

40

Certificado de Baixa recebimento do produção de Utilização do Deformação material ou ar comprimido, deflector de material do deflector Inspeção no seguido de inadequado Recebimento grimpamento

10

Entrada de ar (bocal)

Entrada do ar atmosférico

Desgaste da roda compressora Bocal Falta de folga na > deformado montagem desbalanceam ento -> grimpamento

Execução do Procedimento de montagem com folga adequada

88

DATA ELABORAÇÃO: 05/08/2006 FOLHA: / RESULTADO ÍNDICES REVISTOS G

O

D

RPN

RESPON SÁVEL

FMECA DE PROCESSO CÓDIGO: COMPONENTE: Superalimentador C30/36 16 Cil. DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: CL e P1-7

ITEM

NOME DO FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE SUBCOMPONENTE

FALHAS POSSÍVEIS MODO

EFEITOS

Baixa Difusor produção de desgastado ar comprimido (turbulência)

Difusor trincado

11

Difusor

ELABORADOR: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha ATUAL CONTROLES ATUAIS

CAUSAS Seguidas Instalações e Desinstalações no Processo de Manutenção Preventiva

Baixa produção de Fadiga do Material ar comprimido (turbulência)

Direcionador para aumentar a Baixa velocidade do ar Difusor produção de para obter maior Material Inadequado deformado ar comprimido pressão antes de (turbulência) entregá-lo à carcaça do compressor Baixa Difusor produção de Fadiga do Material deformado ar comprimido (turbulência) Baixa Difusor produção de Material Inadequado deformado ar comprimido (turbulência)

Execução do Procedimento controle dimensional

G O

AÇÃO CORRETIVA RECOM ENDAÇ TOMADA D RPN ÕES

8

5

3

120

8

5

3

120

8

5

3

120

8

5

3

120

8

5

3

120

ÍNDICES

Inspeção Visual e Teste de Trinca

Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento Inspeção Visual e Teste de Trinca

Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento

89

DATA ELABORAÇÃO: 05/08/2006 FOLHA: / RESULTADO ÍNDICES REVISTOS G

O

D

RPN

RESPON SÁVEL

FMECA DE PROCESSO CÓDIGO: COMPONENTE: Superalimentador C30/36 16 Cil. DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: CL e P1-7

ITEM

NOME DO FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE SUBCOMPONENTE

ELABORADOR: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha

FALHAS POSSÍVEIS MODO

EFEITOS

ATUAL CONTROLES ATUAIS

CAUSAS

Desbalancea Quebra de mento seguido Fadiga do Material Palheta de grimpamento

Inspeção Visual e Teste de Trinca. Substituição se 10 8 necessário

2

160

Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva

10 8

2

160

Desbalancea Quebra de mento seguido Palheta de grimpamento

Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva

10 8

2

160

10 8

2

160

10 7

3

210

10 7

3

210

Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva

10 7

3

210

Manutenção Disco da Preventica do turbina Carbonização (perda Grimpamento Sistema de raspado na de folga axial) Injeção da face Locomotiva

10 7

3

210

10 7

3

210

2

140

2

140

2

140

2

140

Exposição do componente a altas temperaturas (estiramento)

Disco da turbina Grimpamento Desbalanceamento raspado no diâmetro Falha no Processo Disco da de Instalação /  turbina Grimpamento Qualificação raspado no Dimensional na diâmetro Manutenção

D is co da tu rbi na

G O

Desbalancea Quebra de mento seguido Corpo Estranho Palheta de grimpamento

Desbalancea Quebra de mento seguido Material Inadequado Palheta de grimpamento

12

AÇÃO CORRETIVA RECOM ENDAÇ TOMADA D RPN ÕES

ÍNDICES

Receber energia mecânica dos gases Disco da Exposição do de escape e turbina componente a altas transformar em Grimpamento raspado no temperaturas energia cinética do diâmetro (estiramento) conjunto do rotor (rotação)

Disco da desgaste facial turbina Grimpamento (rampa) do mancal raspado na lado turbina face Quebra de trava de palheta do disco de turbina

Grimpamento Fadiga do Material

Quebra de trava de palheta do disco de turbina

Carbonização /  Grimpamento Exposição a alta temperatura

Quebra de trava de palheta do disco de turbina Quebra de trava de palheta do disco de turbina

Certificado de recebimento do material ou Inspeção no Recebimento Garantir balancemaneto

Execução do Procedimento controle dimensional

Execução do Procedimento controle dimensional

Inspeção Visual e Teste de Trinca. Substituição se 10 7 necessário

Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva

10 7

Controles esoecificados no Desgaste do mancal compoente mancal Grimpamento 10 7 lado turbina Garantir balancemaneto Grimpamento Desbalanceamento

90

10 7

DATA ELABORAÇÃO: 05/08/2006 FOLHA: / RESULTADO ÍNDICES REVISTOS G

O

D

RPN

RESPON SÁVEL

FMECA DE PROCESSO CÓDIGO: COMPONENTE: Superalimentador C30/36 16 Cil. DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: CL e P1-7

ITEM

NOME DO FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE SUBCOMPONENTE

FALHAS POSSÍVEIS MODO Quebra de trava de palheta do disco de turbina

12

D is co d a T ur bi na

Receber energia mecânica dos gases de escape e transformar em energia cinética do conjunto do rotor (rotação)

Certificado de recebimento do material ou Grimpamento Material Inadequado Inspeção no Recebimento

Disco da turbina trincada

Grimpamento

Rosca do estojo espanada

Estojo

ATUAL CONTROLES ATUAIS

CAUSAS

Grimpamento Fadiga do Material

Rosca do estojo espanada

13

EFEITOS

Disco da turbina trincada

Disco da turbina trincada

Fixar a roda compressora ao disco de turbina

ELABORADOR: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha

Exposição do componente a altas temperaturas /  carbonização

Manutenção Preventica do Sistema de Injeção da Locomotiva

Execução do Procedimento de aplicação de torque

Certificado de recebimento do material ou Grimpamento Material Inadequado Inspeção no Recebimento

2

140

1

60

10 6

1

60

10 6

1

60

10 6

1

60

10 6

1

60

2

120

10 6

2

120

10 5

1

50

Inspeção Visual e Teste de Trinca. Substituição se 10 6 necessário

Estojo quebrado

Grimpamento Fadiga do Material

Estojo quebrado

Certificado de recebimento do material ou Grimpamento Material Inadequado Inspeção no Recebimento

Estiramento Grimpamento Torque excessivo do Estojo

10 7

Inspeção Visual e Teste de Trinca. Substituição se 10 6 necessário

Certificado de recebimento do material ou Grimpamento Material Inadequado Inspeção no Recebimento

Grimpamento Torque excessivo

G O

AÇÃO CORRETIVA RECOM ENDAÇ TOMADA D RPN ÕES

ÍNDICES

Execução do Procedimento de aplicação de torque

91

DATA ELABORAÇÃO: 05/08/2006 FOLHA: / RESULTADO ÍNDICES REVISTOS G

O

D

RPN

RESPON SÁVEL

FMECA DE PROCESSO CÓDIGO: COMPONENTE: Superalimentador C30/36 16 Cil. DATA DA ÚLTIMA REVISÃO: OFICINA CLIENTE: CL e P1-7

ITEM

NOME DO FUNÇÃO DO SUBCOMPONENTE SUBCOMPONENTE

ELABORADOR: Marcílio Eustáquio de Oliveira Rocha

FALHAS POSSÍVEIS

G O

AÇÃO CORRETIVA RECOM ENDAÇ TOMADA D RPN ÕES

10 7

2

140

10 7

2

140

10 7

2

140

10 6

2

120

10 8

1

80

10 6

1

60

10 8

1

80

Eixo trincado Grimpamento Fadiga do Material

10 5

1

50

Certificado de recebimento do material ou Eixo trincado Grimpamento Material Inadequado Inspeção no Recebimento

10 5

1

50

MODO

EFEITOS

ATUAL CONTROLES ATUAIS

CAUSAS

Roda compressor Grimpamento Desbalanceamento a raspada

14

Roda Compressora

Comprimir o ar a partir da rotação do conjunto rotor

Execução do Procedimento Roda Dimensional controle compressor Grimpamento incorreto da palheta dimensional a raspada Procedimento de manutenção preventiva dos filtros de ar

Palheta da roda Grimpamento Corpo estranho compressor a quebrada Seguidas Folga da Instalações e bucha da Desinstalações no roda Grimpamento Processo de compressor Manutenção a para o eixo Preventiva Seguidas Perda da Instalações e interferência Desinstalações no do eixo para Grimpamento Processo de disco da Manutenção turbina Preventiva

15

Eixo

Garantir balancemaneto

Procedimento de manutenção preventiva dos filtros de ar

Roda compressor Grimpamento Corpo estranho a raspada

Seguidas Perda de Instalações e dimensional Desinstalações no Grimpamento Transmissão do do eixo para Processo de conjunto da roda da mancal Manutenção turbina e da roda Preventiva compressora

ÍNDICES

Execução do Procedimento controle dimensional Execução do Procedimento controle dimensional

Execução do Procedimento controle dimensional Inspeção Visual e Teste de Trinca.

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DATA ELABORAÇÃO: 05/08/2006 FOLHA: / RESULTADO ÍNDICES REVISTOS G

O

D

RPN

RESPON SÁVEL