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INSTITUTO DE ESTUDOS SUPERIORES DA AMAZÔNIA CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE MANUTENÇÃO INDUSTRIAL
MARIO AUGUSTO ARAUJO SABAT BENEDITO XAVIER DO NASCIMENTO JUNIOR
IMPLANTAÇÃO DE UM PLANO DE MANUTENÇÃO E MELHORIAS NO PROJETO DE UM ELEVADOR DE CANECAS UTILIZANDO MCC
BELÉM – PA 2015
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INSTITUTO DE ESTUDOS SUPERIORES DA AMAZÔNIA CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE MANUTENÇÃO INDUSTRIAL
MARIO AUGUSTO ARAUJO SABAT BENEDITO XAVIER DO NASCIMENTO JUNIOR
IMPLANTAÇÃO DE UM PLANO DE MANUTENÇÃO E MELHORIAS NO PROJETO DE UM ELEVADOR DE CANECAS UTILIZANDO MCC Trabalho de Conclusão de Curso – TCC TCC apresentado ao curso de Especialização em Engenharia de Manutenção Industrial como requisito para a obtenção do título de Especialista em Engenharia de Manutenção Industrial.
Orientador: Prof. Msc Gilvandro de Oliveira Jorge
BELÉM - PA 2015
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INSTITUTO DE ESTUDOS SUPERIORES DA AMAZÔNIA CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE MANUTENÇÃO INDUSTRIAL
MARIO AUGUSTO ARAUJO SABAT BENEDITO XAVIER DO NASCIMENTO JUNIOR
IMPLANTAÇÃO DE UM PLANO DE MANUTENÇÃO E MELHORIAS NO PROJETO DE UM ELEVADOR DE CANECAS UTILIZANDO MCC Trabalho de Conclusão de Curso – TCC TCC apresentado ao curso de Especialização em Engenharia de Manutenção Industrial como requisito para a obtenção do título de Especialista em Engenharia de Manutenção Industrial.
Orientador: Prof. Msc Gilvandro de Oliveira Jorge
BELÉM - PA 2015
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INSTITUTO DE ESTUDOS SUPERIORES DA AMAZÔNIA CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE MANUTENÇÃO INDUSTRIAL
MARIO AUGUSTO ARAUJO SABAT BENEDITO XAVIER DO NASCIMENTO JUNIOR
IMPLANTAÇÃO DE UM PLANO DE MANUTENÇÃO E MELHORIAS NO PROJETO DE UM ELEVADOR DE CANECAS UTILIZANDO MCC
Este Projeto (TCC) foi julgado adequado para a obtenção do Título de Especialista em Engenharia da Manutenção Industrial, aprovada na sua forma f inal pelo Instituto de Estudos Superiores da Amazônia
Data: ___/___/___ Nota: __________ _________________________ ____________________________________ ______________________ ___________ Prof. Msc Gilvandro de Oliveira Jorge, Orientador – IESAM Avaliador – IESAM BELÉM – PA 2015
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AGRADECIMENTOS A Deus pela oportunidade da busca pelo conhecimento; A meus pais, em especial ao meu pai que sem saber despertou em mim desde criança o interesse pela área de manutenção, quando me levava para brincar em hangar de aviões; Aos meus professores pela dedicação incansável na transmissão do conhecimento; A minha companheira RÉGIA VÂNIA GUILLIOD FAGURY, que contribuiu para a realização deste trabalho; A todos os amigos que direta ou indiretamente contribuíram para poder concluir essa especialização. Mario Augusto Araújo Sabat
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RESUMO Os Elevadores de Canecas são equipamentos simples e com custo inicial e de manutenção relativamente baixos. São destinados ao transporte vertical de materiais a granel na indústria. Este trabalho tem como objetivo estudar as falhas
operacionais e de projeto de um Elevador de Canecas visando melhorar sua disponibilidade operacional. Inicialmente, foi avaliado através do histórico de manutenção, num período de 06 meses, os principais modos de falhas e através de Gráficos de Pareto, foram selecionadas as falhas mais relevantes, elegendo as que tinham maior influência na baixa disponibilidade do equipamento. Selecionado a falha de maior relevância, utilizamos o Método do Diagrama de Ishikawa como Análise de falha para descobrir a causa raiz. O grupo de causas raízes e contribuintes, identificadas no DIAGRAMA DE ISHIKAWA, foi tratado através do Método FMEA- Análise dos Modos de Falhas e seus Efeitos onde gerou um plano de manutenção para o equipamento em estudo. Este plano de manutenção visa atuar nos pontos críticos das falhas que mais geram baixa disponibilidade no Elevador de Canecas. As falhas de projeto foram identificadas com base em observações no campo, após diversas paradas operacionais ocorridas no período de janeiro a junho de 2014. Palavras chave: Elevador de canecas; Métodos; Equipamentos; Disponibilidade; Manutenção.
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ABSTRACT
The Bucket Elevators are simple equipments and initial cost and relatively low maintenance. They are intended for vertical transport of bulk materials in the industry. This work aims to study the operational and design of a bucket elevator failures to improve their operational availability. Initially, it was assessed by maintenance history, a period of 06 months, the main failure modes and through Pareto Charts, the most relevant flaws were selected, choosing those that had the greatest influence on low equipment availability. Selected failure most relevant, we use the method of Ishikawa Diagram as Failure analysis to discover the root cause. The group of root and contributing causes identified in ISHIKAWA DIAGRAM, was treated by the method FMEA- Analysis of Failure Modes and Effect which generated a maintenance plan for the equipment under study. This plan aims to act in the maintenance of critical failures that generate more low availability in the bucket
elevator
points.
Design flaws were identified based on field observations, after several stops operating during the period January to June 2014.
Key words: Bucket Elevators, Method; Equipment; Availability, Maintenance.
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LISTA DE FIGURAS
Figura 01 – Estratificação da quantidade de falhas
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Figura 02 – Pareto do numero de paradas
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Figura 03 – Pareto do tempo total para reparo por falha
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Figura 04 – Pareto do tempo médio para reparo (MTTR)
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Figura 05 – Diagrama de causa e efeito – Análise de falhas
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Figura 06 – Acúmulo de material no chute descarga
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Figura 07 – Forma geométrica das canecas
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Figura 08 – Sensor de nível e porta de inspeção
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Figura 09 – Desenho representativo da posição do canhão de ar
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Figura 10 – Modificação do chute de descarga
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Figura 11 – Desenho da nova geometria da caneca
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Figura 12 – Desenho da corrente redimensionada
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Figura 13 – Esquema do Elevador de Canecas
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Figura 14 – Fluxograma do Processo de Transporte
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Figura 15 – Fotos: Correias, Elevador e Galpão de estocagem de hidrato
30
Figura 16 – Foto das canecas modificadas
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Avaliação das prováveis causas
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Tabela 2 – FCA – Falha x Causas x Ações
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Tabela 3 – FMEA – Análise de modos de falha e seus efeitos
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Tabela 4 – Plano de Manutenção
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SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO
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2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
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2.1.ELEVADOR DE CANECA
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2.2 MANUTENÇÃO
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2.3CONFIABILIDADE
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2.4 MANTENABILIDADE
14
2.5 DISPONIBILIDADE
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2.6 PERFORMANCE
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2.7 OEE
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2.8 MTTR
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2.9 MTTF
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2.10 MTBF
16
2.11 FMEA
16
2.12 MCC
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3. METODOLOGIA
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4.RESULTADOS E ANÁLISE DOS RESULTADOS
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5.CONCLUSÃO
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6.REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICA
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1. INTRODUÇÃO Esse trabalho realiza um estudo sobre o equipamento denominado Elevador de Canecas, objetivando um aumento da disponibilidade operacional e a capacidade de projeto, utilizando as técnicas de Manutenção Centrada na Confiabilidade (MCC). Os elevadores de canecas são equipamentos mecânicos destinados para o transporte contínuo de materiais a granel sólido na posição vertical ou inclinado com ângulos de 30° em relação a vertical. O equipamento em estudo está em operação em uma refinaria de alumina, localizado no município de Barcarena no estado do Pará, e é responsável pelo transporte contínuo vertical do hidrato de alumina estocado em um galpão até a alimentação de quatro Calcinadores, que estão localizados a uma altura de 23,60 metros sendo o elevador de canecas o equipamento mais viável para fazer a alimentação dos mesmos. Este Elevador é alimentado por um transportador de correia e descarrega em outro transportador o qual abastece os referidos Calcinadores, este foi projetado para transportar 224 toneladas por hora (T/h), mas em virtude de problemas não está conseguindo manter uma produção mínima para manter a operação dos Calcinadores sem que seja necessária a redução de produção quando solicitado, visto que o mesmo tem uma função de suporte operacional dos Calcinadores nos casos de paradas programadas de manutenção ou de emergência, dos filtros de hidrato. O que se tem observado na operação do equipamento é uma baixa disponilbilidade e a capacidade de transporte de hidrato de alumina inferior ao especificado no projeto comprometendo assim a produção dos Calcinadores, em aproximadamente 8 %, equivalente a 260 T/h de produção de alumina. Foi desenvolvido um Plano de Manutenção voltado para priorização dos modos de falhas mais relevantes no Elevador de Canecas, utilizando as técnicas de manutenção centrada na confiabilidade – MCC. Os objetivos almejados a partir da utilização da técnica de MCC, é melhorar a disponibilidade operacional e a capacidade de projeto, garantindo 93% de disponibilidade com uma capacidade de 224 t/h para o equipamento Elevador de Canecas. Para isto desenvolvemos a Metodologia de Análise do Tipo e Efeito de Falha (FMEA); identificamos possíveis melhorias no projeto; e propomos implementação destas.
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2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 ELEVADORES DE CANECAS Os elevadores de canecas são equipamentos mecânicos destinados para o transporte contínuo de materiais a granel sólido na posição vertical ou inclinado com ângulos de 30° em relação a vertical. Segundo o manual técnico mercúrio (2ª edição), para movimentação de carga no plano vertical, os elevadores de canecas além de ocuparem um lugar de destaque, são os mais econômicos, essa economia vai desde o custo do equipamento como também de manutenção pois comparado com outros sistemas como os transportes pneumáticos. Os elevadores de caneca possuem duas correntes ou correia fechadas sobre dois tambores ou engrenagens dentadas onde nelas são fixadas canecas que têm a finalidade de transportar materiais a granel de forma contínua. (figura 13) Os elevadores de canecas são classificados em dois tipos: Contínuos e Centrífugos.
Elevadores contínuos: Caracterizam-se por apresentarem o espaçamento entre as canecas igual a altura de uma caneca, por sua baixa velocidade e também por na maioria das vezes, trabalharem em plano inclinado de 30° com a vertical, porém podem operar verticalmente. Este tipo de elevador foi projetado para a elevação de materiais abrasivos e de alta granulometria, mas são também empregados na elevação de materiais frágeis ou extremamente finos como cimento, cal, etc. Sua inclinação e baixa velocidade lhe proporcionam excelente rendimento devido à facilidade de alimentação total das canecas assim como descarga mais suave. Entre as canecas praticamente não há espaçamento e o seu formato além de proporcionar total carregamento, faz com que na descarga a flange inferior da caneca da frente sirva de calha de descarga do material elevado.
Elevadores centrífugos: este tipo de elevador tem as canecas espaçadas, cujo o espaçamento é superior a altura de uma caneca, operam na vertical e em velocidades maiores que os elevadores contínuos, a descarga do material elevado é feita pela ação de força centrífuga desenvolvida quando da passagem das canecas ao redor do tambor de acionamento. É indicado para elevação de materiais de livre
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vazão, tais como grãos areia, carvão triturado, produtos químicos secos, etc. O Equipamento em estudo neste trabalho opera na vertical e as canecas num total de 115, são montadas em um par de corrente de elos com passo de 9”, tracionados
por duas rodas dentadas no eixo motriz e duas rodas dentadas no eixo movido com distância entre centros de eixo de 27,6 metros.
2.2 MANUTENÇÃO Segundo Aurélio (1986), manutenção é definida como as medidas necessária para conservação ou permanência, de alguma coisa ou situação e ainda, tecnicamente falando ele diz ainda que são os cuidados técnicos indispensáveis ao funcionamento regular e permanente de motores e máquinas. Para Slack (2000) manutenção é o termo usado para abordar a forma pela qual as organizações tentam evitar as falhas ao cuidar de suas instalações físicas, podemos dizer que manutenção é um conjunto de ações e procedimentos que utilizem componentes, equipamentos e ferramentas adequados com o objetivo de viabilizar a continuidade dado sistemas e equipamentos, visando garantir a continuidade de sua função dentro de parâmetros de disponibilidade, de qualidade, de prazo, de custos e de vida útil adequados. Mirshawka e Olmedo (1993) afirmam que manutenção é o conjunto de ações e recursos aplicados aos ativos, a fim de se garantir a consecução de suas funções dentro dos parâmetros de disponibilidade, de qualidade, de prazos, de custos e de vida útil adequados.
Tipos de manutenção De maneira geral a manutenção está classificada em quatro tipos: – Manutenção Corretiva não Planejada e manutenção Corretiva Planejada ; – Manutenção Preventiva; – Manutenção Preditiva; – Manutenção Detectiva;
Manutenção Corretiva Esse tipo de manutenção é utilizada para corrigir defeitos, falhas e baixo
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desempenho do equipamento, tendo como objetivo corrigir ou dar condições para o equipamento desempenhar suas funções de projeto. A principal característica desse tipo de manutenção é que o conserto se inicia após a ocorrência da falha, dependendo da disponibilidade de mão de obra e material necessário para o conserto ((PEREIRA, 2011) Quando a manutenção corretiva é planejada, faz-se necessário gerenciar a parada do equipamento para se operacionalizar a manutenção, porem quando não se tem um controle geral das falhas e defeitos no equipamento a manutenção ocorre de maneira não planejada.
Manutenção Preventiva É um conjunto de ações em um determinado período de tempo ou espaço, que visa intervir no equipamento prevenindo defeitos ou falhas de acordo com um plano previamente elaborado.
Manutenção Preditiva Conhecida por Manutenção Sob Condição ou Manutenção com Base no Estado do Equipamento, pode ser definida como a atuação realizada com base em modificação de parâmetro de condição ou desempenho, cujo acompanhamento obedece a uma sistemática, tem como objetivo prevenir falhas nos equipamentos ou sistemas através de acompanhamento de parâmetros como vibração, temperatura, análise de óleo, o que facilita a operação contínua do equipamento pelo maior tempo possível. O objetivo da manutenção preditiva é de predizer as condições dos equipamentos, ela visa aumentar a disponibilidade do equipamento tendo visto
que todo o
acompanhamento ocorre com o equipamento em operação.
Manutenção Detectiva Objetiva detectar falhas ocultas ou não perceptível em sistema de proteção.
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2.3 CONFIABILIDADE Segundo a NBR 5462 (1994), “a Confiabilidade é a capacidade de um item desempenhar uma função requerida sob condições especificadas, durante um dado intervalo de tempo”
Patton (1994) e Xenos (1998) enfatizam que a confiabilidade é definida como a probabilidade que um equipamento irá desempenhar satisfatoriamente a sua função, durante um intervalo de tempo especificado e sob certas condições prédeterminadas. Então podemos dizer que confiabilidade é a probabilidade de um componente de um equipamento, um sistema ou uma planta industrial exercer suas funções a que foi projetado dentro de um período de tempo especificado e sob condições operacionais pré-determinadas sem falhas. Isso quer dizer que para períodos de tempo diferentes, o mesmo equipamento pode apresentar índices de Confiabilidade diferentes e em condições operacionais diferentes, consequentemente o mesmo componente, equipamento ou sistema pode apresentar índices diferentes.
2.4 MANTENABILIDADE A facilidade com que se efetuam reparos em componentes, equipamentos ou sistemas define a maior ou menor mantenabilidade. Este conceito esta associado não somente ao desenho de projeto do equipamento mas a fatores como facilidade de obter sobressalentes, segurança do colaborador na execução dos serviços, custo de componentes e com perdas de produção com equipamento parada para execução dos serviços e indisponibilidade do equipamento para reparos.
2.5 DISPONIBILIDADE A NBR 5462 (1994), ressalta que a Disponibilidade é a “Capacidade de um item estar em condições de executar uma certa função em um dado instante ou durante um intervalo de tempo determinado, levando-se em conta os aspectos combinados de sua confiabilidade, mantenabilidade e suporte de manutenção, supondo que os recursos externos requeridos estejam assegurados ”
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É a probabilidade de um componente, equipamento, ou sistema estar em condições operacionais num determinado instante.
2.6 PERFORMANCE O desempenho de um equipamento, planta ou sistema está relacionado com a quantidade real produzida em relação à quantidade teórica, independente da qualidade daquilo que foi produzido.
2.7 OEE – Eficiência Global do Equipamento É um índice que expressa a relação entre o tempo efetivo de produção e o tempo planejado para produção. É calculado pela multiplicação dos índices de Disponibilidade, Performance e Qualidade do equipamento ou sistema.
OEE = Disponibilidade X Performance X Qualidade Onde: Disponibilidade = tempo produzido/ tempo programado Performance = Produção real/ Produção teórica Qualidade = Quantidade boas/ Total produzido
2.8 MTTR (Mean Time To Repair) – Tempo Médio para Reparo É o tempo médio para reparo do equipamento. Este tempo inclui desde o momento que a produção entrega o equipamento para manutenção até o inicio de produção do mesmo; ou seja inclui todo o período necessário de preparação para intervenção propriamente dita do equipamento.
2.9 MTTF (Mean Time To Failure) - Tempo Médio para Falha É o tempo médio de operação do equipamento. É o tempo entre a conclusão de um reparo e o tempo de início de uma nova falha
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2.10 MTBF (Mean Time Between Failure) - Tempo Médio entre Falhas É o tempo médio de operação do equipamento mais o tempo médio para reparo.
MTBF = MTTF + MTTR 2.11 FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) – Análise de modos de falha e seus efeitos A metodologia de Análise do Tipo e Efeito de Falha, conhecida como FMEA (do inglês Failure Mode and Effect Analysis), é uma ferramenta que busca, em princípio, evitar, por meio da análise das falhas potenciais e propostas de ações de melhoria, que ocorram falhas no projeto do produto ou do processo. Para Fogliatto (1992), FMEA, é uma técnica sistemática para analisar os modos potenciais de falha de um componente, seus efeitos e suas causas. A FMEA fornece uma avaliação do risco da falha, permitindo aos engenheiros concentrar esforços nos componentes que apresentam maior risco de falha.
2.12 MCC - Manutenção Centrada na Confiabilidadade Manutenção centrada na confiabilidadade (MCC), é definida por Fogliatto, (1992) como um programa que reúne várias técnicas de engenharia para assegurar que os equipamentos de uma planta fabril continuem realizando as funções especificadas. É um processo usado para determinar o que precisa ser feito para assegurar que qualquer item físico continue a cumprir as funções desejadas no seu contexto operacional atual (GURSKI, 2002). Pereira (2011), cita que MCC é uma metodologia utilizada para assegurar que qualquer componente de um ativo ou um sistema operacional mantenham suas funções, sua condição de uso com segurança, qualidade, economia e ainda que seu desempenho não degrade o meio ambiente. A MCC teve início no final dos anos 60 como uma necessidade de certificação da linha de aeronaves Boeing 747 pela FAA (Federal Aviation Authority) (SIQUEIRA, 2005), e a partir dai vem sendo utilizada nos mais variados ramo da manutenção industrial, promovendo uma redução nos custos de manutenção e maior disponibilidade das plantas industriais.
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Para Molbray (1997), existem sete questões básicas que devem ser contempladas pelos programas de MCC. 1-Quais as funções e padrões de desempenho esperados para os equipamentos fabris? 2-De que modos os equipamentos podem falhar em cumprir suas funções? 3- O que causa cada falha funcional? 4-O que acontece quando cada falha ocorre? 5-De que forma cada falha interessa? 6-O que pode ser feito para impedir ou prevenir cada falha? 7-O que deve ser feito quando não pode ser estabelecida uma atividade pro-ativa pertinente? Ao definir as funções e padrão de desempenho identificamos as funções que ele deve cumprir e o padrão de desempenho que deve ser mantido durante sua vida útil. É importante identificar e analisar os modos de falha do equipamento, bem como os seus efeitos utilizando a metodologia FMEA (Failure Mode and Effects Analysis). Analisar as causas de cada falha funcional, inserindo ações que visão eliminar a causa raiz e não as suas consequências. É importante conhecer o efeito de cada falha tanto para o equipamento como para o ser humano e o meio ambiente. Conhecer de que modo uma falha acontece é importante par identificar a dimensão do efeito dessa falha. Pra prevenir ou impedir cada falha lançamos mão de ações pró-ativas de acordo com cada situação. Em falhas graves onde as ações pró-ativas não solucionam o problema é indicado criar caminhos de redundâncias ou alarmes que antecipem a falha potencial.
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3.METODOLOGIA Na realização deste trabalho foi utilizada a técnica de coleta e análise de dados seguindo as etapas a seguir. -Analise gráfica do histórico de manutenção do equipamento; -Analise e estudo dos parâmetros de projeto, identificado às falhas que impediram de atingir a capacidade nominal do equipamento; -Identificação das principais causas operacionais de falhas; As causas das falhas de projetos e operacionais foram identificadas através de inspeções realizadas no equipamento a cada falha que o equipamento apresentava. -Definição de ações de melhorias no projeto, operação, e manutenção, baseados nas análises realizadas nas principais causas de falhas. Essas ações de melhorias foram definidas através de um plano baseado nas observações e análise de campo por profissionais da área de operação e manutenção eletromecânica para a partir dessas observações ser definido um plano de manutenção envolvendo ações tais como modificação de projeto , reforma e troca de componentes redimensionados bem como a elaboração de um plano de manutenção baseado nos modos de falhas mais críticos.
HISTÓRICO DO EQUIPAMENTO O equipamento estudado foi um elevador de canecas, modelo 1008, e os levantamentos efetuados no histórico de manutenção do equipamento no período de janeiro a junho de 2014 geraram intervenções corretivas para corrigir falhas ocorridas, tais como: Quebra do parafuso de fixação das canecas, quebra de corrente, travamento das canecas e falhas no sensor de nível.
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4.RESULTADOS E ANÁLISE DOS RESULTADOS Foram feitos quatro gráficos, para análise das falhas ocorridas: A figura 01 mostra a estratificação da quantidade de falhas, a figura 02 o número de paradas no período em percentual, a figura 03 mostra o tempo total em horas que cada falha envolveu no período para ser reparado e a figura 04 o tempo médio em horas que cada falha consome para ser reparada.
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As falhas que ocorreram no equipamento foram: quebra dos parafusos de fixação das canecas, quebra das correntes, travamento das canecas, e falha no sensor de nível. Após essas análises gráficas observamos que apesar da quebra dos parafusos de fixação das canecas ter ocorrido em maior numero de vezes no período, a quebra da corrente demandou um tempo maior de reparo (MTTR – Tempo médio para reparo) influenciando em uma disponibilidade operacional do Elevador de canecas Após a identificação que a quebra das correntes é a falha mais comprometedora foi desenvolvido uma análise de falhas utilizando o diagrama de ISHIKAWA ou Diagrama de Causa e Efeito. O diagrama de Ishikawa, mostra que a causa raiz de todas as falhas de um
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equipamento, processo ou sistema está relacionados aos seis M, que são: Meio
ambiente, Mão de obra, Máquina, Método, Material e Medida, como vemos na figura 05. Figura 05 - diagrama de causa e efeito – análise de falhas Meio ambiente
material
Material da corrente incompatível com esforço
maquina Travamento das correntes Equipamento inadequado p/ transporte de hidrato
Ambiente corrosivo Sobrecarga no elevador Material metálico No hidrato
Formação de crosta pela umidade no material/processo
Equipamento mal dimensionado Corrente mal dimensionada
Medida
Mão de obra
Corrente mal dimensionada
Quebra da corrente
Falta de treinamento Para mecânicos Falta de um programa De treinamento
Material empedrado
Planos de manutenção Incompatíveis em frequência e serviços
Falta de Procedimentos operacionais
método
O diagrama fez o levantamento das prováveis causas que provocaram a quebra das correntes e a tabela 01 a seguir, mostra a avaliação dessas causas. Na tabela 02, relaciona todas as ações necessárias para eliminação das causas. Na tabela 03 – FMEA - relaciona os modos de falha mais críticos às causas que geraram estes modos de falha e os efeitos gerados quando ocorrer os modos. As ações necessárias para antecipar a não ocorrência dos modos de falha foram agrupados no Plano de manutenção do equipamento conforme tabela 04.
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Tabela 01 – avaliação das prováveis causas Escolha das Causas mais Prováveis Causa Avaliação Motivo S N X As quebras nos elos das correntes não 1. Ambiente corrosivo apresentam indícios de corrosão X Há empedramento de material no pé do 2. Formação de crosta pela elevador umidade no material/processo X Na revisão do projeto das correntes foi 3. Material da corrente detectado material dos pinos e placas incompatível com esforço incompatíveis à carga de trabalho especificado no projeto. X O elevador de canecas é o mais indicado p/ 4. Equipamento inadequado p/ esta aplicação. (Transporte de material a transporte de hidrato granel na vertical) X Sim. Foi detectado hidrato empedrado no 5. Sobrecarga no Elevador fundo do poço do elevador X Em todas as falhas não foi encontrado 5.1. Material metálico no hidrato material metálico estranho ao processo X Sim. Vide item 05 6. Travamento das correntes 6.1. Material empedrado X Sim. Vide item 05 Corrente mal dimensionada X A equipe conhece a rotina dessa manutenção 7. 8. Equipamento mal dimensionado X A preditiva identificou que havia vibração em todas as intervenções 8.1 Corrente mal dimensionada X Vide item 03 9. Falta de treinamento para X A equipe conhece a rotina dessa manutenção mecânicos 9.1. Falta de um programa de X Mecânicos passam por OJT. treinamento 10. Planos de manutenção X Equipamento é submetido a manutenção preventiva 16 Hrs por semana. incompatíveis em frequência e serviços
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Tabela 02 – FCA – Falha x Causas x Ações FCA FALHA
CAUSA(S) Formação de crosta pela umidade no hidrato. Material da corrente incompatível com esforço Sobrecarga no Elevador
AÇÃO(ÕES)
PRIORIDADE
STATUS
Melhorar a eficiência dos filtros de hidrato
9
Andamento
Rever projeto das correntes
9
Concluído
Ajustar proteção na gaveta do motor de acionamento
9
Concluído
9
Concluído
9
A programar
Incluir no texto das Ordens de QUEBRA manutenção o tensionamento das Travamento das correntes correntes periodicamente DA CORRENTE Modificar geometria dos chutes de alimentação e descarga Incluir no texto das ordens de manutenção a limpeza periódica do poço do elevador para retirada do Material empedrado material antigo Modificar poço do elevador, incluindo formato côncavo Corrente mal dimensionada
Rever projeto das correntes
9
Concluído
9
A programar
9
Concluído
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Tabela 03 – FMEA – Análise de modos de falha e seus efeitos ÁREA: CALCINAÇÃO SUBÁREA: GALPÃO DE ESTOCAGEM RESPONSÁVEL:MÁRIO SABÁT CLIENTE: OPERAÇÃO
F.M.E.A. - ANÁLISE DE MODOS DE FALHA E SEUS EFEITOS
FMEA DE MANTENÇÃO DESCRIÇÃO DO PROCESSO:
TRANSPORTE DE HIDRATO
DATA ELABORAÇÃO:
DATA ÚLTIMA REVISÃO:
TIME MULTIFUNCIONAL:
MARIO SABAT, HUGO COSTA, EXPEDITO GOMES
18/08/2014 PROCESSO
ITEM
FALHAS POSSÍVEIS
FUNÇÃO
MODO (TIPO DEFAL HA)
PREVISTO / ATUAL G R A V I D A D E
EFEITO
DESGASTEDAS PLACAS E PINOS DOS ELOS DAS CORRENTES
AUMENTO DA FOLGA NAS 10 CORRENTES
CAUSA
O C O R R Ê N C I A
ABRASIVIDADEDO HIDRATODEA LUMINA
10
AÇÕES PREVENTIVAS / CORRETIVAS
CONTROLE
D E T E Ç Ã O
R I S C O
PROVIDÊNCIAS DE MELHORIA
RESPONSÁVEL
NENHUM
3
300
INSPEÇÃO MENSAL DAS CORRENTES E PROGRAMAÇÃO PARA TENSIONAMENTO
EQUIPEDE MANUTENÇÃO MECÂNICA
INSPEÇÃO EMA NUTENÇÃO PARA SUBSTITUIÇÃO DE ELOS
1 0 FOLGA NA S CORRENTES 10
NENHUM
3
300
INSPEÇÃO EMA NUTENÇÃO SISTEMÁTICA
10
NENHUM
4
280
INSPEÇÃO MENSAL DAS CORRENTES E PROGRAMAÇÃO PARA REAPERTO
EQUIPEDE MANUTENÇÃO MECÂNICA
INSPEÇÃO MENSAL DAS CORRENTES, REAPERTO DAS CANECAS E SUBSTITUIÇÃODA S CANECASTRINCADAS
EQUIPEDE MANUTENÇÃO MECÂNICA
INSPEÇÃO EMA NUTENÇÃO MENSAL EREA PERTO E LIMPEZA DO SENSORDE NIVEL
EQUIPEDE MANUTENÇÃO ELÉTRICA
300
QUEBRA DA CORRENTE PA RA DA DO ELEV ADOR
PERDA DEDISPONIBILIDA DE
ELEVADORDECA NECAS
TRANSPORTAR 224T/H DE HIDRATO DE ALUMINA DO GALPÃO PARA OS CALCINADORES COM DISPONIBILIDADE OPERACIONAL DE93 %
FOLGA DOS PARAFUSOS DE FIXAÇÃO DAS CANECAS
7
QUEBRA DOS PARAFUSOS
TRAVAMENTO DAS CANECAS
QUEBRA DOS PERDA DEDISPONIBILIDADE 10 PARAFUSOS DEFIXAÇÃO DAS CANECAS TRINCA NASCANECAS
FALHA NO SENSORDENÍVEL
OBSTRUÇÃO NO CHUTE DE 10 ALIMENTAÇÃODO ELEVADOR
1 0
1 0
1 0
R I S C O
0 EQUIPEDE MANUTENÇÃO MECÂNICA
0
0
0
NENHUM
3
240
6
NENHUM
9
378
FOLGA DA BASEDO SENSOR
7
NENHUM
5
350
SUJEIRA NO SENSOR DE NIVEL
8
NENHUM
5
400
0
0
0
0
6
3
2
36
0
10
3
9
270
0
PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA MUITO REMOTA 1 MUITO PEQUENA 2
ALTA
4,5,6
PEQUENA
MODERADA
7,8 9,10
MODERADA ALTA
4,5,6 7,8
MUITO ALTA
9,10
1 2,3
D E T E Ç Ã O
8
ACUMULO DEMATERIAL 7 NO CHUTEDE ALIMENTAÇÃO
10
GRAVIDADE APENAS PERCEPTÍVEL POUCA IMPORTÂNCIA MODERADAMENTE GRAVE GRAVE EXTREMAMENTE GRAVE
VIBRAÇÃO
O C O R R Ê N C I A
0
NENHUM
3
DATA EXECUÇÃO
G R A V I D A D E
0
DESGASTEDEELOS E/OU 10 PINOS
PERDA DEDISPONIBILIDA DE 10
DATA PREVISTA
MELHORIA
3
PROBABILIDADE DE DETECÇÃO MUITO ALTA 1
RISCO
2,3 4,5,6
PEQUENA MUITO PEQUENA REMOTA
PARTICIPANTES
BAIXO MÉDIO
7,8 9
SETOR
1 a 50 51 a 100
ALTO
101 a 200
MUITO ALTO
201 a 1000
10
Tabela 04 – Plano de manutenção PLANO DE MANUTENÇÃO ATIVIDADE
ÁREA
ATIVIDADE EXISTENTE
AÇÃO
TEXTO DA OS
PERÍODO
ATIVO
ANEXO
INSPEÇÃO MENSAL E SUBSTITUIÇÃO DE ELOS DAS CORRENTES
MECÂNICA
NENHUM
CRIAR ATIVIDADE
***
MENSAL
ELEVADOR DE CANECAS
PASSO A PASSO DO SERVIÇO; LISTA DE FERRAMENTAS; LISTA DE SOBRESSALENTES;
INSPEÇÃO MENSAL E REAPERTO DOS PARAFUSOS DAS CANECAS
MECÂNICA
NENHUM
CRIAR ATIVIDADE
***
3 MESES
ELEVADOR DE CANECAS
PASSO A PASSO DO SERVIÇO
LIMPEZA QUINZENAL DO POÇO DO ELEVADOR PARA RETIRADA DO MATERIAL EMPEDRADO
SERVIÇOS INDUSTRIAIS
NENHUM
CRIAR ATIVIDADE
***
3 MESES
ELEVADOR DE CANECAS
PREPARATIVOS;
MANUTENCAO PREVENTIVA SEMESTRAL NO INVERSOR DE FREQUENCIA E GA VETA ELETRICA DO MOTOR DE BAIXA TENSÃO
ELÉTRICA
NENHUM
CRIAR ATIVIDADE
***
1 MÊS
ELEVADOR DE CANECAS
PLANO DE MANUTENÇÃO
MANUTENÇÃO PREVENTIVA NO INVERSOR E MOTOR E LIMPEZA NO SENSOR DE NIVEL
ELÉTRICA
ARP11333-58-003
REVISAR
ATENDE
6 MESES
ELEVADOR DE CANECAS
PLANO DE MANUTENÇÃO
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DEFEITOS DE PROJETO Em inspeções realizadas no equipamento foram observadas defeitos de projeto que provocaram redução na capacidade de transporte de hidrato. Esses defeitos ocorreram no chute de alimentação e de descarga, devido à geometria das canecas, e no dimensionamento das correntes.
CAUSAS DE DEFEITOS E FALHAS Nos parâmetros de projeto detectamos os principais defeitos e falhas, que comprometeram o desempenho do equipamento. Identificamos que no chute de alimentação e de descarga ocorreu agregação de hidrato devido à geometria dos mesmos e o alto teor de umidade do material, ocasionando uma redução da área da secção transversal de passagem do material. Em relação à geometria das canecas ocorreu uma diminuição de 50% na capacidade de transporte de hidrato, o que favoreceu o retorno de material para a parte inferior do equipamento. Em relação às correntes, foi observado um sub dimensionamento para a capacidade de carga de projeto. As fotos e os desenhos mostram os problemas detectados. Figura 06 – acúmulo de material no chute descarga
Foto 1
Foto 3
Foto 2
Foto 4
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Observamos que: Nas fotos 1 e 2 o acúmulo de material no chute de descarga do elevador , observando a área reduzida. Na foto 3 as canecas com capacidade de transporte reduzida em 50% devido a incrustação de hidrato. Na foto 4 a descarga da caneca superior sobre a região traseira da caneca seguinte e devido a incrustação o escoamento do hidrato é prejudicado. Em algumas partes das canecas ocorreu um acúmulo de material o que é indicado no desenho representativo, por setas na figura 07. Figura 07 - desenho representativo da forma geométrica das canecas e as setas indicam os pontos de incrustação do material.
Alguns itens detectados são considerados de risco para o equipamento e para a pessoa que opera o equipamento, como a ausência de sensor de nível no chute de descarga do elevador, e a ausência de sensor de segurança na janela de visita da parte superior. Figura 08 – sensor de nível e porta de inspeção Foto 5
Foto 6
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Nesta figura 8 vemos que: Na foto 5 ocorreu um transbordo do material devido a falta de sensor de nível e na foto 6 vemos a janela sem um sensor de segurança.
DEFINIÇÃO DE AÇÕES DE MELHORIAS NA OPERAÇÃO Objetivando a melhor disponibilidade do equipamento propomos algumas ações: 1-Instalação de canhão de ar no chute de alimentação para eliminar o acúmulo de material que reduz a área de escoamento de hidrato Figura 09 - desenho representativo da posição do canhão de ar
Posição do canhão de ar
2-Soldar a chapa com revestimento em TEFLON na parte interna do chute, proporcionando mudança na geometria evitando o acúmulo de material e posterior retorno dos mesmos pelas próprias canecas.
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Figura 10 - desenho representativo da modificação do chute de descarga CHAPA COM REVESTIME NTO EM TEFLON
3-Substituir as canecas atuais por outras com formato e material que favoreçam o escoamento do hidrato. Figura 11 - desenho representativo da nova geometria da caneca, vista l superior e lateral respectivamente.
4-Reativar o sensor de nível alto do chute de descarga. 5-Instalação de sensor na porta de visita no interior do elevador. 6-Redimensionamento da corrente de transporte, com substituição do material dos pinos e placas de SAE 1045 para SAE 4140. E aumento da dureza de placas externas e internas.
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Figura 12 - desenho da corrente redimensionada
Figura 13 – esquema do elevador de caneca
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Figura 14 – fluxograma do processo de transporte e manuseio de hidrato
Figura 15 – foto do conjunto correias, elevador e galpão de estocagem de hidrato
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Figura 16 – foto das canecas modificadas (fundo côncavo)
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5.CONCLUSÃO
A competitividade mais acirrada na indústria, tem exigido na Área de Manutenção Industrial, uma Gestão mais eficiente, com um acompanhamento da equipe de manutenção desde a especificação dos equipamentos quando da elaboração do projeto produtivo. No trabalho em questão, observamos que a quantidade de falhas de projeto, provenientes da má especificação na aquisição deste Elevador de Canecas, demonstra que não houve no inicio um acompanhamento da equipe de manutenção e processo. Por outro lado, o acompanhamento com maior frequência de índices de manutenção como MTTR, MTBF e OEE, são fundamentais para termos uma imagem real da Disponibilidade operacional que um equipamento ou Planta está oferecendo para um determinado sistema produtivo. O acompanhamento do número de falhas funcionais não é um indicador tão eficiente que retrata o real estado de um equipamento, faz-se necessário gerenciar o Tempo Médio Para Reparo (MTTR) e o total gasto em horas naquela falha funcional no período. No Elevador de Canecas em estudo, vimos que apesar da quebra dos parafusos de fixação das canecas ter ocorrido em maior número de vezes no período, a quebra da corrente, demandou um tempo maior para reparo no período, contribuindo para uma menor disponibilidade do equipamento. As ações e propostas identificadas neste trabalho, não foram implementadas na sua totalidade até o término deste trabalho, portanto, não foi possível apresentar valores reais dos resultados esperados.
