MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE APLICADA AO SISTEMA GERAL DE AR CONDICIONADO

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA FACULDADE DE ENGENHARIA CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA

EDILENO MIRANDA CORDOVIL PAULO CEZAR COSTA DA SILVA

MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE APLICADA AO SISTEMA GERAL DE AR CONDICIONADO DA CASA DE FORÇA II DA UHE TUCURUÍ

TUCURUÍ 2011

EDILENO MIRANDA CORDOVIL / 09133002518 PAULO CEZAR COSTA DA SILVA / 07133001718

MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE APLICADA AO SISTEMA GERAL DE AR CONDICIONADO DA CASA DE FORÇA II DA UHE TUCURUÍ

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao colegiado da Faculdade de Engenharia Mecânica do Instituto de Tecnologia da Universidade Federal do para obtenção de grau de Engenheiro Mecânico. Orientador: Prof. Msc. Jessé Luis Padilha Co-orientador: Eng. Pedro Igor Carvalho Moreira

TUCURUÍ 2011

EDILENO MIRANDA CORDOVIL / 09133002518 PAULO CEZAR COSTA DA SILVA / 07133001718

MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE APLICADA AO SISTEMA GERAL DE AR CONDICIONADO DA CASA DE FORÇA II DA UHE TUCURUÍ

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado para obtenção de grau de Engenheiro Mecânico pela Universidade Federal do Pará.

_____________________________________ Prof. Msc. Jessé Luis Padilha UFPA – Orientador, Presidente

___________________________________ Eng. Pedro Igor Carvalho Moreira Co-orientador Eletronorte

____________________________________ Eng. Denis Robson Alves Fernandes Eletronorte Julgado em ____ de _____________ de 2011. Conceito: _____________________________

TUCURUÍ 2011

"O homem erudito

é um descobridor de fatos que já existem - mas o homem sábio é um criador de valores que não existem e que ele faz existir.” (Albert

Einstein)

AGRADECIMENTOS – EDILENO MIRANDA CORDOVIL

•

Aos meus pais Edimar Cordovil e Leontina Miranda. À minha irmã Edilena Miranda. À minha esposa Renata Mendes e em especial à minha filha Ísis Mendes Miranda Cordovil por estarem sempre me apoiando nas mais diversas situações.

•

Aos meus amigos que estiveram comigo durante essa jornada acadêmica, em especial aos amigos Ângelo, Jhon, Ailton, Elenildo, Bruno, Jimmison, Daniel e Marcus.

•

Aos membros do Grupo Mini Baja-Tucuruí, por viverem um sonho juntamente comigo: Denis Rosa, Marcelo Brito, Robson Gonçalves, Paulo Cezar, Everton Estumano e Duan.

•

Aos Membros do Diretório Acadêmico que conjuntamente acreditaram na realização do movimento estudantil no Campus de Tucuruí: Iramar Castro, Elaine Neves, Anderson, Duan Pinto, Leonardo Siqueira, Emanuel Silva, Jéssica Sousa, Felipe Miranda, Jehnnye, Weslley, Fabíola Miranda e Cleonilce.

•

Ao professor e orientador Jessé Padilha por sua dedicação, amizade e companheirismo durante o decorrer do curso.

•

Ao engenheiro mecânico da Eletrobrás – Eletronorte e Co-orientador Pedro Igor Moreira por toda à ajuda, dedicação e amizade.

•

Aos professores que são exemplos de dignidade, postura e comprometimento dentro da universidade aos quais nada se pode queixasse: Dr. Eng. Petrônio Lima, Dr. Eng. Jorge Teófilo e Dr. Eng. Eduardo Braga.

•

Aos gerentes, de onde trabalho, que permitiram esta realização ao Sr. Antonio Augusto Bechara Pardauil, Sr. José Machado Picanço e o Sr. Denis Robson Alves Fernandes.

•

Aos amigos da empresa onde trabalho, que sempre compreenderam as dificuldades e me ajudaram nesta jornada, em especial: Gentil Filho, Geanilson Brito, Onildo Lopes

À minha família por todo o apoio, dedicação e incentivo que me fizeram continuar estudando e me dedicando, cada vez mais, para me tornar uma pessoa melhor. Em especial a minha filha, Ísis Mendes Miranda Cordovil, por ser a luz no meu caminho. Edileno Miranda Cordovil

AGRADECIMENTOS – PAULO CEZAR

A Deus, que me deu força e coragem para a conclusão deste trabalho.

A minha família, sobretudo meus pais, Paulo Cezar Alves da Silva e Irenise Costa da Silva, aos meus irmãos, Alberth e Cinthia e sobrinhos, Rayssa, Fabio e Laura. Aos meus professores e orientadores deste TCC, pela oportunidade, dedicação e compreensão. Mas como poderia deixar meus agradecimentos completos sendo que dificilmente conseguiria a fineza de me lembrar de todos que de alguma forma colaboraram com esta conquista. Tornar meus agradecimentos completo, seria uma missão muito difícil, na verdade poderia chamar de missão quase impossível, pois teria que agradecer desde a família Ctrl (C,V, X...) até a tia da cantina que me vendia lanches fiado. Na verdade percebo que não há necessidade de fazer citações pontuais, além das que já foram feitas, afinal de contas, por maior que sejam meus esforços, acabaria esquecendo de alguém importante. Desta forma, opto por enfatizar algumas pessoas, celebridades de destaque para mim que são os meus amigos, Davi Sato, Pedro Igor, Davi Moreira, Leonardo Medeiros, Felipe Alfaia, Teófilo Rennan, Danilo Braga, entre outros não tão presentes, mas não menos importantes, pois ao lado de minha família, meus amigos foram determinantes para que eu pudesse alcançar esse objetivo.

Dedico este trabalho primeiramente a minha família: Meu pai e minha mãe por terem me obrigado a estudar quando ainda criança, pois foi o que me deu a base e a estrutura necessária para alcançar este objetivo; aos meus Irmãos que sempre me incentivaram a buscar o sucesso e em conjunto com meus sobrinhos, me mostraram principalmente, o verdadeiro papel da família; ao meu finado cunhado Fábio Borges, que foi e ainda é um grande exemplo de pessoa para mim. Paulo Cezar Costa da Silva

RESUMO A construção deste estudo apresenta o resultado da aplicação da metodologia da Manutenção Centrada na Confiabilidade – MCC, aplicado ao Sistema Geral de Ar Condicionado da Casa de Força II da UHE-Tucuruí. Esta metodologia adota uma seqüência estruturada, composta de sete etapas determinantes para o sucesso de sua aplicação. A primeira etapa consiste na seleção do sistema e coleta de informações que objetiva identificar e documentar o sistema que será submetido à análise. Destaca-se a descrição textual do sistema, a definição do contexto operacional, a caracterização das fronteiras entre os subsistemas, o diagrama organizacional da hierarquia dos subsistemas, o diagrama funcional e o diagrama lógico funcional do sistema. A segunda etapa é a de Análise de Modos e Efeitos das Falhas, onde são identificadas todas as funções e seus modos de falhas. Destacam-se as funções desempenhadas, as falhas associadas a cada função, os modos como as falhas se originam, os efeitos provocados pelas falhas e a severidade de cada efeito. A terceira etapa da seleção de funções significantes que utiliza um processo estruturado para analisar cada função identifica, e determinar se a falha possui um efeito significante, levando em consideração os impactos nos aspectos pilares da MCC: Segurança, meio ambiente, operação e economia do processo. Na quarta etapa é verificada a Seleção de Atividades Aplicáveis, onde se determina as tarefas de manutenção que sejam tecnicamente aplicáveis, para prevenir ou corrigir cada modo de falha, ou amenizar suas conseqüências. A quinta etapa é a de Avaliação da Efetividade das Atividades, que se evidencia em um processo estruturado para determinar se a tarefa de manutenção preventiva é efetiva para reduzir, em um nível aceitável, as conseqüências da falha. Na sexta etapa ocorre a Seleção das Tarefas Aplicáveis e Efetivas, que utiliza um processo estruturado para determinar a melhor tarefa tendo como base o resultado do processo, os impactos operacionais, a segurança física e os impactos ambientais. Finalmente na sétima etapa ocorre a Definição da Periodicidade das Atividades, onde se estabelecem os métodos e critérios para definição da periodicidade de cada modo de falha. Serão elaboradas planilhas que nortearão a construção de um novo plano de manutenção que será documentado e proposto como possibilidade de adoção às funções desempenhadas pelo sistema e processos e ativos físicos da instalação. Palavras-Chave: Engenharia da Confiabilidade. Qualidade. Manutenção Centrada na Confiabilidade.

LISTA DE FIGURAS

Figura 01 – Mudanças na concepção das falhas de equipamentos Fonte: Moubray (2005) .... 20 Figura 02 – Evolução das técnicas de manutenção Fonte: Moubray (2005). ........................... 21 Figura 03 – Componentes de um Programa RCM Fonte: Pinto (2004). .................................. 22 Figura 04 – Ciclo teórico de refrigeração por compressão de vapor. Fonte: Dossat, 1980. ..... 32 Figura 05 – Diferenças entre o ciclo teórico e o real de refrigeração. Fonte: Dossat, 1980..... 33 Figura 06 – Self-contained com condensação a água. Fonte: Silva 2004. ............................... 34 Figura 07 – Sucção e descarga nas esperais Fonte: Concrid 2005. .......................................... 35 Figura 08 – Self Contained, Genius de 7,5 TR’s da marca TRANE®. Fonte o autor. ............ 41 Figura 09 – Layout do sistema de Ar Condicionado, Fonte: o autor........................................ 42 Figura 10 – Gabinete da Self, Fonte o autor. ............................................................................ 43 Figura 11 – Compressor Scroll. Fonte o autor.......................................................................... 44 Figura 12 – Condensador. Fonte o autor. ................................................................................. 44 Figura 13 – Válvula de expansão termostática. Fonte o autor.................................................. 44 Figura 14 – Evaporador. Fonte o autor. .................................................................................... 45 Figura 15 – Ventilador do Evaporador. Fonte o autor.............................................................. 45 Figura 16 – Pressostatos de alta e de baixa. Fonte o autor. ...................................................... 45 Figura 17 – Filtro secador. Fonte o autor. ................................................................................ 46 Figura 18 – Filtro de ar. Fonte o autor. ..................................................................................... 46 Figura 19 – Termostato. Fonte o autor. .................................................................................... 46 Figura 20 – Dutos de ar. Fonte o autor. .................................................................................... 47 Figura 21 – Exemplo do preenchimento da Planilha de Informações do estudo. Fonte o autor. .................................................................................................................................................. 47 Figura 22 – Diagrama de decisão: Fonte: Moubray (2000). .................................................... 48 Figura 23 – Exemplo do preenchimento da Planilha de Decisão do estudo. Fonte o autor. .... 49

LISTA DE TABELAS

Tabela 01 – Tarefas propostas no estudo.................................................................................. 50 Tabela 02 – Estratificação das funções levantadas no estudo. ................................................. 51 Tabela 03 – Estratificação das falhas funcionais levantadas no estudo. .................................. 52 Tabela 04 – Estratificação dos modos de falhas levantados no estudo. ................................... 52 Tabela 05 – Plano de Manutenção extraído a partir do estudo. ................................................ 55 Tabela 06 – Estratificação da tarefa de reprojeto justificado encontrada no estudo. ............... 56

SUMÁRIO CAPITULO 01 ......................................................................................................................... 14 1.

INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 14 1.1.

Justificativa............................................................................................................. 15

1.2.

Objetivos ................................................................................................................ 16

1.2.1.

Geral ................................................................................................................ 16

1.2.2.

Específico ........................................................................................................ 16

CAPITULO 02 ......................................................................................................................... 17 2.

FUNDAMENTAÇÕES TEÓRICAS DA MCC ........................................................... 17 2.1.

Princípios da MCC ................................................................................................. 17

2.2.

Contexto histórico da MCC.................................................................................... 17

2.2.1.

A Primeira geração ......................................................................................... 18

2.2.2.

A Segunda geração ......................................................................................... 18

2.2.3.

A Terceira geração .......................................................................................... 19

2.3.

Técnicas de manutenção......................................................................................... 22

2.3.1.

Manutenção corretiva ..................................................................................... 22

2.3.2.

Manutenção preventiva ................................................................................... 23

2.3.3.

Manutenção preditiva ..................................................................................... 23

CAPITULO 03 ......................................................................................................................... 25 3.

MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE E SEUS ATRIBUTOS .... 25 3.1.

A Metodologia RCM e a Norma SAE-JA 1011 ..................................................... 26

3.2.

Critérios mínimos para um processo MCC ............................................................ 26

3.3.

Análise de custos .................................................................................................... 29

3.3.1.

Conseqüências da falha ................................................................................... 29

CAPITULO 04 ......................................................................................................................... 31 4.

FUNDAMENTAÇÃO DO PROCESSO DE REFRIGERAÇÃO ................................ 31 4.1.

Ciclo teórico de refrigeração por compressão de vapor ......................................... 31

4.2.

Ciclo real de compressão de vapor ......................................................................... 33

4.3.

Self-contained......................................................................................................... 34

4.4.

Componentes do sistema de refrigeração ............................................................... 35

4.4.1.

Compressores .................................................................................................. 35

4.4.2.

Condensador resfriados a água ....................................................................... 36

4.4.3.

Evaporadores .................................................................................................. 36

4.4.4.

Dispositivo de Expansão ................................................................................. 37

4.4.5.

Ventiladores .................................................................................................... 37

4.4.6.

Bombas ........................................................................................................... 37

4.4.7.

Motores ........................................................................................................... 38

4.4.8.

Pressostatos ..................................................................................................... 38

4.4.9.

Termostatos ..................................................................................................... 38

4.4.10.

Filtros e secadores ....................................................................................... 38

4.4.11.

Fluidos refrigerantes .................................................................................... 39

CAPITULO 05 ......................................................................................................................... 40 5.

METODOLOGIA......................................................................................................... 40 5.1.

Etapas do processo de implantação MCC .............................................................. 40

5.2.

Definição do sistema e suas fronteiras dentro do contexto operacional ................ 40

5.3.

Planilha de informações ......................................................................................... 47

5.4.

Planilha de decisão ................................................................................................. 48

CAPITULO 06 ......................................................................................................................... 50 6.

resultados e discussões ................................................................................................. 50 6.1.

Análise das informações levantadas ....................................................................... 50

6.2.

Plano de manutenção .............................................................................................. 54

6.3.

Melhorias sugeridas................................................................................................ 56

CAPITULO 07 ......................................................................................................................... 57 7.

CONCLUSÃO .............................................................................................................. 57 7.1.

Considerações finais ............................................................................................... 57

7.2.

Outras considerações .............................................................................................. 57

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................................................. 59 ANEXOS .................................................................................................................................. 61 8.

ANEXOS – FMEA SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO ............................................... 61

CAPITULO 01

1. INTRODUÇÃO

Manutenção Centrada na Confiabilidade – MCC ou Reliability Centred Maintenance – RCM é um processo usado para determinar o que deve ser feito para assegurar que qualquer ativo físico continue a fazer o que seus usuários querem que ele faça no seu contexto operacional, seguindo uma estratégia efetiva de manutenção objetivada em evitar as conseqüências significativas da falha, aplicando uma metodologia que fornece um método estruturado para selecionar as atividades de manutenção, para qualquer processo produtivo. O método é formado por um conjunto de passos bem definidos, que precisam ser seguidos de uma forma seqüencial para responder as questões formuladas pala MCC e garantir os resultados desejados. Quando comparada a outras tecnologias, a MCC pode ser considerada ainda em estágio de disseminação nos diversos ramos industriais, cujo processo de evolução contínua a apontar para a absorção de métodos modernos de otimização estatística e pela incorporação de novas técnicas de monitoramento e diagnóstico. Este trabalho mostra a aplicação da Manutenção Centrada na Confiabilidade Aplicada ao Sistema Geral de Ar Condicionado da Casa de Força II. A aplicação do método resultará na construção de um novo Plano de Manutenção e no levantamento das oportunidades de Reprojeto (Melhorias) com vistas ao aumento da confiabilidade. Os resultados esperados da aplicação do novo Plano de Manutenção são: •

Aumento da Disponibilidade;

•

Aumento da Confiabilidade;

•

Redução do H.h aplicado no Plano;

•

Aumento da segurança das pessoas e equipamentos.

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1.1. Justificativa

No contexto em que está inserido o presente estudo, trataremos da aplicação da metodologia de gestão da manutenção, baseada na Manutenção Centrada em Confiabilidade. A MCC teve início na indústria aeronáutica nos EUA e hoje é aplica a muitos outros setores industriais, independentes das tecnologias e processos utilizados. A aplicação desta ferramenta está se tornando cada vez mais popular, refletindo na garantia do aumento da confiabilidade e da disponibilidade do sistema onde é aplicada, no conseqüente aumento da produtividade, na segurança operacional, ambiental e na redução dos custos da empresa, além de também de assegurar que novos ativos sejam colocados em serviço efetivo com rapidez, confiança e precisão (XENOS, 1998). Se os custos com a manutenção atualmente representam um dos principais custos operacionais das empresas, a minimização da indisponibilidade ou da ocorrência de falhas inesperadas que são capazes de reduzir a produção, aumentarem os custos operacionais e afetarem

a

qualidade

do

serviço

ao

cliente,

esta

problemática

trata-se

então,

indiscutivelmente, de uma questão de sobrevivência corporativa que vão para além dos custos, tornando-se um dos maiores desafios da gestão da manutenção contemporânea. Desta forma, ao aplicar a metodologia MCC para o Sistema Geral de Ar Condicionado da Casa de Força II, visa o aumento da disponibilidade e da confiabilidade, redução dos custos com a manutenção, além do aumento do conhecimento técnico dos envolvidos.

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1.2. Objetivos

1.2.1. Geral •

Realizar estudo quanto a aplicação da metodologia da Manutenção Centrada na Confiabilidade – MCC, aplicada ao Sistema Geral de Ar Condicionado da Casa de Força II da UHE-Tucuruí.

1.2.2. Específico •

Mapear o sistema identificando suas funções;

•

Identificas os modos de falhas propondo tarefas de resposta às falhas identificadas, e

•

Sugerir a implantação da metodologia visando o aumento da confiabilidade e disponibilidade do sistema.

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CAPITULO 02

2. FUNDAMENTAÇÕES TEÓRICAS DA MCC

2.1. Princípios da MCC

Conforme Siqueira (2005), A manutenção centrada em confiabilidade consiste em entender as principais fontes de falhas e antecipá-las. Na MCC analisa-se o contexto operacional e não somente o equipamento. Esta identifica a funcionalidade ou desempenho requerido pelo equipamento. No seu contexto operacional, identifica os modos de falha e as causas prováveis detalhando os efeitos e conseqüências. Permitindo avaliar a criticidade das falhas identificando conseqüências significantes na segurança, disponibilidade e custo, permitindo selecionar tarefas adequadas de manutenção direcionando-as aos modos de falha identificados. Segundo Pinto (2004), a MCC busca a melhor combinação entre ações baseadas em condições, ações baseadas em intervalos de tempo ou em ciclos, ou simplesmente ações corretivas. Estas estratégias de manutenção devem ser aplicadas de forma integrada, para permitir a otimização da eficiência e dos custos de manutenção do sistema avaliado. 2.2. Contexto histórico da MCC

Discursar sobre o aspecto histórico da manutenção é essencial para compreender o surgimento das diversas técnicas de manutenção dentro do contexto social, econômico e ambiental, antes, porém, é necessário definir manutenção. A manutenção contemporânea reage às novas expectativas que incluem a crescente ciência do quando uma falha de equipamento afeta a segurança e o meio ambiente, gerando uma maior conscientização da relação entre manutenção, qualidade do produto e maior pressão para se atingir alta disponibilidade da instalação, ao mesmo tempo em que se contêm os custos. Cardoso (2002), diz que a manutenção tem por função manter ou retornar os equipamentos às suas condições específicas de operação. Esta definição é crucial em sistemas 17

produtivos, nos quais máquinas paradas podem representar o não cumprimento do prazo de entrega das mercadorias, atraso na linha de produção ou produção defeituosa. Desde os anos 30, a evolução da manutenção pode ser definida através de três gerações Siqueira (2005). Rapidamente, o MCC está se tornando a pedra angular da Terceira Geração, mas esta só pode ser entendida à luz da Primeira e Segunda Geração. 2.2.1. A Primeira geração A Primeira Geração abrange o período que antecede a II Guerra Mundial. Neste momento, não existia abundância de mecanização industrial, portanto, não se levava em consideração os períodos de inatividade à espera de recuperação. Ou seja, a prevenção contra falhas de equipamentos era simples, pois muitos deles eram super dimensionados. Isso os tornava confiáveis e fáceis de consertar. Conseqüentemente, não era necessária manutenção sistemática, apenas serviços de limpeza, assistência e lubrificação. Também, a necessidade de pessoal especializado era menor. 2.2.2. A Segunda geração Após a 2ª Guerra Mundial o mundo sofreu mudanças significativas. Os anseios advindos do período da guerra elevaram a demanda por itens dos mais variados tipos onde, do outro lado, notava-se a redução significativa do contingente de mão-de-obra industrial. Diante deste cenário ocorreu um aumento considerável da mecanização. Por volta da década de 50, máquinas de todos os tipos tornaram-se mais abundantes e complexas, onde a indústria passa a depender cada vez mais destas. Com o aumento da dependência das maquinas, o tempo de inatividade destas tornou-se evidente. Com isso podese notar que as falhas dos equipamentos poderiam e deveriam ser evitadas surgindo assim o conceito da Manutenção Preventiva. Na década de 60, essa manutenção consistia basicamente de revisões gerais dos equipamentos que ocorriam em intervalos fixos de tempo. Com o passar do tempo pôde-se notar que o custo de manutenção passou a se elevar muito em relação aos custos operacionais. Esse fato fez aumentar os sistemas de planejamento e controle de manutenção. Tais sistemas ajudaram muito no controle de manutenção e, hoje, são parte integrante da prática de manutenção.

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Finalmente, a quantidade de capital investida em equipamento, juntamente com o nítido aumento do custo do capital levaram as pessoas a começar a buscar meios para aumentar a vida útil destes equipamentos. Reverter este quadro e alinhar a manutenção com a estratégia empresarial de qualidade, custos, riscos, globalização e retorno sobre o capital investido motivaram o surgimento da metodologia MCC na década de 70, chamada de Terceira Geração. A técnica da MCC, foco deste estudo, tem sua origem na indústria aeronáutica e outros ramos que envolvem questões de risco e elevada complexidade como a indústria bélica e usinas nucleares, Rausand (1998). 2.2.3. A Terceira geração Desde meados dos anos 70, o processo de alteração na indústria conquistou até um maior ímpeto. As alterações podem ser classificadas como novas expectativas, nova pesquisa e novas técnicas. Novas expectativas: Os períodos de inatividade sempre afetaram a capacidade produtiva dos itens físicos, pela redução da produção, aumento dos custos operacionais e menor qualidade do serviço ao cliente. Nas décadas de 60 e 70, esse fato já era uma preocupação constante nos setores de mineração, manufatura e transporte. Na manufatura, os efeitos dos períodos de inatividade foram se agravando pela tendência mundial de utilizar sistemas “just in time”, onde estoques reduzidos para a produção em andamento significavam que pequenas pausas na produção naquele momento provavelmente parariam a fábrica. Mais recentemente, o crescimento da mecanização e da automação passou a indicar que confiabilidade e disponibilidade tornaram-se pontos chaves em setores tão distintos quanto a saúde, processamento de dados, telecomunicações e gerenciamento de construções. Maior automação também significa que, falhas cada vez mais freqüentes, afetam nossa capacidade de manter padrões de qualidade satisfatórios. Isso se aplica tanto aos padrões do serviço quanto à qualidade do produto. Por exemplo, falhas em equipamentos podem afetar o controle climático em edifícios e a pontualidade das redes de transporte, bem como podem interferir na realização consistente de graus de tolerância especificados na manufatura. Cada vez mais, as falhas provocam sérias conseqüências na segurança e no meioambiente, em um momento em que estão aumentando os padrões nessas áreas. Em algumas 19

partes do mundo, estamos chegando a um ponto em que ou as empresas satisfazem as expectativas de segurança e de conservação ambiental, ou elas param de funcionar. Isso acrescenta uma ordem de grandeza à dependência que temos da integridade de nossos itens físicos. Ao mesmo tempo em que cresce a dependência aos itens físicos, também cresce a dependência ao custo. Para garantir o máximo retorno do investimento que eles representam, terá que ser mantido o funcionado eficientemente durante o período desejado. Finalmente, o próprio custo da manutenção ainda está aumentando, em termos absolutos e proporcionalmente à despesa total. Em algumas indústrias, ele é atualmente o segundo maior, senão o maior, elemento de custos operacionais. Conseqüentemente, em apenas trinta anos, ele saiu de uma quase inexistência para o topo da lista como uma das prioridades de controle de custos. Nova pesquisa: Muito além das maiores expectativas, a nova pesquisa está alterando muitas das crenças básicas sobre idade da falha. Em especial, torna-se evidente que há cada vez menos relação entre a idade operacional da maioria dos itens e a probabilidade de eles falharem. Entretanto, a pesquisa da Terceira Geração revelou que não apenas dois, porém seis padrões de falha ocorrem realmente na prática. A Figura 01 mostra como a concepção mais antiga de falha era simplesmente de que, à medida que os itens envelheciam, tinham mais probabilidade de falhar. Uma crescente conscientização de “mortalidade infantil” levou à crença generalizada da Segunda Geração na curva “da banheira”.

Figura 01 – Mudanças na concepção das falhas de equipamentos Fonte: Moubray (2005)

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Novas Técnicas: Tem havido um explosivo crescimento em novos conceitos e técnicas de manutenção. Desenvolveram-se centenas nos últimos quinze anos, e estão surgindo outros a cada semana. Os novos conceitos incluem: •

Ferramentas de suporte às decisões, tais como estudos sobre 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 muito maior na confiabilidade e na possibilidade de manutenção, e

•

Uma alteração no pensamento empresarial em relação a participação, no trabalho em equipe e flexibilidade.

A Figura 02 mostra como a ênfase clássica em revisões gerais e sistemas administrativos ampliaram-se para incluir muitos destes em vários campos diferentes.

Terceira Geração:

Evolução das técnicas de manutenção Segunda Geração:

Primeira Geração: • Concerto após avaria

• Revisões Gerais Programadas • Sistema de Planejamento e controle do trabalho • Computadores grandes e lentos

• Monitoramento das condições • Projeto visando a confiabilidade e facilidade de manutenção • Estudos sobre riscos • Computadores pequenos e rápidos • Sistemas especialistas • Versatilidade e trabalho em equipe • Modos de falha e análises de efeitos

Figura 02 – Evolução das técnicas de manutenção Fonte: Moubray (2005).

21

2.3. Técnicas de manutenção

As técnicas de manutenção estão estruturadas conforme a figura abaixo:

MANUTENÇÃO CENTRADA EM CONFIABILIDADE

REATIVA

• • • • •

PREVENTIVA

Pequenos itens. Componentes de baixa criticidade. Componentes de Baixa conseqüência para o Sistema. Componentes com baixa probabilidade de falha. Redundâncias.

• • •

Componentes sujeitos a desgaste. Consumíveis. Componentes com padrões de falha conhecidos.

PREDITIVA

• • •

Componentes com padrões de falha aleatórios. Componentes não sujeitos a desgaste. Risco de introdução de falha pela manutenção preventiva.

PROATIVA

• • •

RCFA Age exploration. FMEA.

Figura 03 – Componentes de um Programa RCM Fonte: Pinto (2004).

2.3.1. Manutenção corretiva Dá-se o nome de manutenção corretiva às atividades de intervenção apenas após a ocorrência da falha. É a mais elementar dentre as técnicas. Mesmo um sistema bem mantido e monitorado está suscetível a falhas não previstas. Nenhuma política de manutenção é capaz de englobar todas as variáveis que atuam sobre o sistema. Cita-se o exemplo de componentes projetados para vida infinita (abaixo do limite de fadiga), mas por um erro de instalação estão sobrecarregados e nenhuma atividade de manutenção periódica foi programada. A manutenção corretiva muita vezes é a única opção para certos tipos de componentes, exemplo comum, lâmpadas incandescentes, que simplesmente queimam sem evidência significativa. Certas falhas podem ser toleradas até um dado momento ou extensão antes da intervenção, criando o conceito de corretiva programada, Cardoso (2000). Neste caso, a falha afeta pouco a segurança e a operação do sistema, porém pode sobrecarregar outros

22

componentes ou subsistemas, devendo o reparo ser programado pela equipe de manutenção quando da parada para manutenção preventiva. Uma atitude complementar, além da minimização dos efeitos da falha e o rápido retorno às condições operacionais, é manter um histórico destas falhas e de suas causas, e procurar manter o sistema livre destas, em um processo de melhoria contínua, que tenderá a um sistema livre de falhas. 2.3.2. Manutenção preventiva Em Smith (2003) encontra-se uma definição clara: Manutenção Preventiva é a execução de tarefas de inspeção e/ou serviços que foram pré-planejadas para realização em datas específicas a fim de manter a capacidade funcional do equipamento ou sistema. Como sugerem Blischke (2003), a seleção dos componentes que serão submetidos à manutenção preventiva, depende de dois fatores: •

A taxa de falha dos componentes é crescente ou irá crescer antes da próxima intervenção preventiva;

•

O custo da manutenção corretiva é maior que o custo de uma manutenção preventiva (subentendem-se riscos devido à falha, inclusive);

No primeiro caso, se o sistema possui uma taxa de falha decrescente, a manutenção preventiva irá aumentar a taxa de falha para níveis anteriores a intervenção, portanto a um estado pior que o atual. Enquanto no segundo, prepondera para componentes nos quais a falha envolve questões de segurança ou perdas elevadas de produção. Assim o risco é muito grande para operação até o final de suas vidas úteis para estes componentes. Ao intervir no equipamento, há o risco de danificar outros componentes e conseqüentemente prolongar o tempo de parada. Erros humanos são inevitáveis, mesmo para uma equipe bem treinada. Deve-se assim dosar a freqüência de intervenção, para que esta não se torne intrusiva demais. 2.3.3. Manutenção preditiva O conceito da manutenção preditiva é postergar a substituição do componente até que ele esteja mostrando sinais de desgaste ou envelhecimento que comprometam seu desempenho, baseando-se na medição de parâmetros, Lyonnet (1991), tais como: 23

•

Ruído e vibração;

•

Temperatura;

•

Análise de partículas em fluidos, e

•

Emissão Acústica.

O valor destes parâmetros é acompanhado ao longo do tempo a partir do sinal capturado. Valores como média, desvio-padrão, amplitudes e freqüências do sinal são estimativas estatísticas para comparações. Manutenção preditiva é aplicável para componentes que possuem elevados custos de substituição e cujo estado pode ser diagnosticado por testes não destrutivos, Lyonnet (1991). Há questionamentos se os parâmetros medidos são suficientes para indicar uma possível falha, mesmo se esta exibir sintomas mensuráveis. O tratamento adequado e a interpretação do sinal capturado devem ser executados por uma equipe treinada para não dar margem a decisões erradas, que não estendam a vida útil do equipamento.

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CAPITULO 03

3. MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE E SEUS ATRIBUTOS

O objetivo da maioria das práticas de manutenções planejadas existentes é preservar a condição do equipamento. Até recentemente, isto era feito sem qualquer questionamento do porquê de certas ações para utilização dos recursos expedidos para manutenção planejada. MCC não é outra proposta para realização deste processo repetitivo. Seu conceito básico é realmente simples, podendo ser caracterizado como uma engenharia de senso comum. Existem quatro atributos que definem e caracterizam a MCC colocando-a distinta de qualquer processo de planejamento de manutenção planejada utilizada atualmente: 1º Atributo: Preserva a função do sistema – Na MCC o foco não é mais o equipamento e sim o sistema como um todo. Entenda-se função como: “finalidade para a qual um sistema foi desenhado ou projetado”, Filho (2000) ou “função consiste de um verbo, um objeto e um padrão desejável de desempenho”, Moubray (1997). 2º Atributo: Identificar os Modos de Falha – MF que podem provocar a perda das funções – “MF é a maneira pela qual a falha é observada”. Netherton, (2002), em seu artigo faz uma extensa análise das possíveis interpretações de modo de falha. “MF é qualquer evento que causa uma falha funcional.” Moubray (1997). 3º Atributo: Priorizar as funções necessárias (via modo de falhas) – Na prescrição da função do sistema, a MCC fornece uma proposta sistemática para decidir que prioridade deve ser feita com os recursos alocados. 4º Atributo: Selecionar somente tarefas de Manutenção Planejada aplicáveis e efetivas – Os atributos anteriores ajudam no desenvolvimento de um roteiro específico para responder o “onde” e o “porquê” das tarefas de manutenção e suas respectivas prioridades. Cada tarefa potencial deve ser então avaliada com relação: Aplicabilidade (prevenir ou mitigar uma falha, detectar o começo de uma falha ou descobrir falha oculta),

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Efetividade (justificar o gasto de recursos para fazê-la). Se por acaso a tarefa não consegue atender aos testes de aplicabilidade e efetividade então a decisão de operar até falhar deve ser tomada. Em suma, MCC é uma proposta lógica para manutenção preventiva que não é baseada em qualquer processo heurístico. 3.1. A Metodologia RCM e a Norma SAE-JA 1011

A Reliability-Centred Maintenance – RCM foi primeiro documentada no relatório escrito por F.S.Nowlan e H.F.Heap e publicado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos em 1978. Este processo serviu de base para vários documentos nos quais o processo de RCM tem sido desenvolvido e refinado ao longo do tempo. Muitos destes documentos mantêm os elementos do processo original, contudo ocorreu uma proliferação do uso do termo RCM e aparecimento de propostas que diferem significativamente da original, com seus proponentes chamando de RCM. Muitos destes processos falham em atingir os objetivos de Nowlan e Heap, de segurança e confiabilidade de seus equipamentos e deturpam a RCM. Devido a este fato, houve o crescimento de demanda internacional para padronização de um conjunto de critérios, para que um processo pudesse ser chamado de RCM. Então, em agosto de 1999 a Society Automotive Engineers – SAE dos Estados Unidos, publicou a SAE-JA 1011 intitulada “Evaluation Criteria for a Reliability-Centred Maintenance – RCM Processes”. Este documento descreve os critérios mínimos para que qualquer processo possa ser chamado de RCM, porém não define qualquer processo específico de RCM. 3.2. Critérios mínimos para um processo MCC

Alicerçados na Norma SAE-JA 1011 (1999) e em Gerenciamento da Manutenção, Moubray (2001), apresentam-se, a seguir, os critérios mínimos de um processo MCC: I - MCC: As sete questões básicas – O processo MCC implica em sete perguntas sobre os ativos ou sistemas sob análise, como se segue: a) Quais são as funções associadas e os padrões de desempenho associados do ativo no seu contexto operacional atual (funções)? 26

b) De que forma ele falha em cumprir suas funções (falhas funcionais)? c) O que causa cada falha funcional (modos de falha)? d) O que acontece quando ocorre cada falha (efeitos de falha)? e) De que forma cada falha tem importância (conseqüência das falhas)? f) O que pode ser feito para predizer ou prevenir cada falha (tarefas pró-ativas e tarefas preventivas)? g) O que deve ser feito se não for encontrada uma tarefa proativa adequada (ações default)? II - Funções e padrões de desempenho – O primeiro passo no processo MCC é definir as funções de cada ativo no contexto operacional junto com os padrões de desempenho desejados. Estas funções podem ser divididas em duas categorias: Funções primárias: são aquelas que resumem porque os ativos foram adquiridos em primeiro lugar. Elas cobrem questões como velocidade, quantidade, capacidade de transporte ou armazenagem, qualidade do produto e serviços ao cliente. Funções secundárias: são aquelas que reconhecem o que é esperado todo ativo fazer, mais que simplesmente preencher suas funções primárias. Elas cobrem as expectativas em áreas como: segurança, controle, conforto, proteção, contenção, integridade estrutural, economia, conformidade com os regulamentos ambientais e até a aparência do ativo. III - Falhas funcionais – As falhas conduzem à paralisação total ou parcial das funções requeridas para os ativos, obrigando à manutenção a adotar uma abordagem adequada para a gerência da falha. O processo MCC faz isso em dois níveis: •

Primeiramente, identificar quais circunstâncias resultam em um estado de falha.

•

Em segundo lugar, perguntar quais eventos podem levar o ativo a um estado de falha.

Estados de falha são conhecidos como falhas funcionais porque elas ocorrem quando um ativo está incapaz de preencher a função em um padrão de desempenho que é aceitável para o usuário. 27

IV - Modos de falha – Após a identificação de cada falha funcional, o próximo passo é identificar todos os eventos que são razoavelmente prováveis de causar cada estado de falha. Estes eventos são conhecidos como modo de falha. A maioria das listas de modos de falha incorpora falhas causadas por deterioração ou desgaste normal, devem incluir falhas causadas por erros humanos, falhas de projeto, assim como todas as prováveis causas que possam ser identificadas e tratadas apropriadamente. É importante a identificação da causa da falha de forma detalhada com a finalidade de se identificar a política mais adequada de seu gerenciamento. V - Efeitos da falha – O quarto passo no processo MCC implica em listar os efeitos da falha, os quais descrevem o que acontece quando ocorre cada modo de falha. Estas descrições devem incluir todas as informações necessárias para suportar a avaliação da conseqüência da falha, tais como: a) Qual a evidência (se existe alguma) de que ocorreu a falha? b) De que modo (se existe algum) ela é uma ameaça à segurança ou ao meio ambiente? c) De que modo (se existe algum) ela afeta a produção ou operação? d) Qual o dano físico (se existe algum) é causado pela falha? e) O que deve ser feito para restaurar a função do sistema após a falha? VI - Categorias de conseqüência de falha – O processo MCC classifica essas conseqüências em quatro grupos, como segue: Conseqüências de falhas ocultas – As falhas ocultas não têm impacto direto, mas expõem a empresa a falhas múltiplas com conseqüências sérias, freqüentemente catastróficas. Conseqüências sobre segurança e meio-ambiente – Uma falha tem conseqüência sobre a segurança se ela puder ferir ou matar alguém. Ela tem conseqüências sobre o meioambiente se vier a violar qualquer padrão ambiental, da empresa, regional ou federal. Conseqüências operacionais – Uma falha tem conseqüências operacionais se ela afeta a produção (quantidade, qualidade do produto, serviço ao cliente ou custos operacionais, além do custo direto do reparo).

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Conseqüências não-operacionais – Falhas evidentes que se enquadram nesta categoria não afetam a segurança nem a produção, portanto envolvem apenas o custo direto do reparo. VII - Técnicas de gerenciamento de falhas – As técnicas de gerenciamento de falhas são divididas em duas categorias: Tarefas pró-ativas: são tarefas empreendidas antes de uma falha ocorrer, de modo a prevenir o item de entrar em um estado de falha. Elas abrangem o que é tradicionalmente conhecido como manutenção preditiva e preventiva, embora a MCC use o termo restauração programada, descarte programado e manutenção sob condição. Tarefas default: são tarefas que tratam o estado de falha e são escolhidas quando não é possível identificar uma tarefa pró-ativa efetiva. Ações default incluem busca da falha, reprojeto e rodar até falhar. VIII - Programa dinâmico – Uma revisão periódica é necessária para que o programa de gerenciamento de ativos derivado da MCC assegure que os ativos continuem a preencher as expectativas funcionais correntes de proprietários e usuários. 3.3. Análise de custos

Segundo Moubray (2000), cada vez que uma falha ocorre, a empresa é afetada de algum jeito. Algumas falhas afetam a produção, a qualidade do produto ou serviços de atendimento ao usuário. Outras afetam a segurança ou o meio-ambiente, algumas aumentam os custos operacionais e outras ainda podem aparecer para não ter efeito nenhum se ocorrerem, mas podem expor a empresa ao risco de falhas mais sérias. 3.3.1. Conseqüências da falha Todo efeito econômico de qualquer modo de falha que tem conseqüências operacionais dependem de dois fatores: •

Quanto a falha custa cada vez que ocorre, em termos de seus efeitos sobre a capacidade operacional, mais o custo de reparo, e

•

Com que freqüência isto ocorre.

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Para modos de falha com conseqüências operacionais, a tarefa pró-ativa vale apena se, em um período de tempo, custar menos que os custos das conseqüências operacionais, mais o custo do reparo do que se está prevenindo. Contrariamente, se o custo efetivo da tarefa pró-ativa não pode ser encontrado, então não vale a pena fazer qualquer programa de manutenção para tentar antecipar ou prever o modo de falha em consideração. No entanto, se uma tarefa pró-ativa não puder ser encontrada e as conseqüências da falha forem ainda intoleráveis, é desejável mudar o projeto a fim de reduzir os custos totais. É razoável dizer que qualquer trabalho pró-ativo somente valha a pena ser feito se tratar com sucesso as conseqüências das falhas e os meios de evitá-la, Moubray (2000).

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CAPITULO 04

4. FUNDAMENTAÇÃO DO PROCESSO DE REFRIGERAÇÃO

J. P. Holman (1998) define que a transferência de calor é a ciência que trata da troca de energia entre corpos, como resultado de uma diferença de temperatura. Para Incropera / Dewitt / Bergman / Lavine (2007) a transferência de calor é definida como a energia térmica em transito devido a uma diferença de temperaturas no espaço. Estes conceitos se tornam a base para a compressão do funcionamento de um sistema de refrigeração. O princípio de funcionamento de refrigeração mecânica por meio de gases refrigerantes pode ser definido, de acordo com Ênnio Cruz da Costa (1982), como a expansão isentrópica do gás que proporciona o seu resfriamento. Este efeito de resfriamento é o ponto de partida do ciclo de refrigeração, que tem objetivo a retirada de calor de um meio ou de uma substância. Os componentes básicos que compõem este sistema são: compressores, trocadores de calor, tubos, dutos, controles, bombas, válvula de expansão e filtros. 4.1. Ciclo teórico de refrigeração por compressão de vapor

Um ciclo térmico real qualquer deveria ter como referencia o ciclo de CARNOT, por ser este o ciclo de maior rendimento térmico possível (ideal). Entretanto, dado as peculiaridades do ciclo de refrigeração por compressão de vapor, define-se outro ciclo que é chamado de ciclo teórico, no qual os processos são mais próximos aos do ciclo real e, portanto, torna-se mais fácil comparar o ciclo real com este ciclo. Este ciclo teórico ideal é aquele que terá melhor desempenho operando nas mesmas condições do ciclo real (Dossat, 1980. A Figura 04 mostra um esquema básico de um sistema de refrigeração por compressão mecânica de vapor com seus principais componentes, e o seu respectivo ciclo teórico construído pelas coordenadas pressão e entalpia (P-h). Os equipamentos esquematizados na representam, genericamente, qualquer dispositivo capaz de realizar os respectivos processos específicos indicados.

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Figura 04 – Ciclo teórico de refrigeração por compressão de vapor. Fonte: Dossat, 1980.

Os processos termodinâmicos que constituem constituem o ciclo teórico em seus respectivos equipamentos são: a) Processo 1→2 – Ocorre no compressor, sendo um processo adiabático reversível e, portanto, isentrópico, como mostra a Figura 07. O refrigerante entra no compressor à pressão do evaporador (Po) e com título igual a 1 (x =1). O refrigerante é então comprimido até atingir a pressão de condensação (Pc) e, ao sair do compressor está superaquecido à temperatura T2, que é maior que a temperatura de condensação (Tc). b) Processo 2→3 – Ocorre no condensador, ador, sendo um processo de retirada de calor do refrigerante para o meio à pressão constante. Neste processo o fluido frigorífico é resfriado da temperatura T2 até a temperatura de condensação Tc e, a seguir, condensado até se tornar líquido saturado na temperatura mperatura T3, que é igual à temperatura Tc. c) Processo 3→4 – Ocorre no dispositivo de expansão, sendo uma expansão a entalpia constante (processo isentálpico), desde a pressão Pc (líquido saturado, X = 0), até a pressão de vaporização (Po). Observe que o processo é irreversível e, portanto, a entropia do refrigerante na saída do dispositivo de expansão (s4) será maior que a entropia do refrigerante na sua entrada (s3). d) Processo 4→1 – Ocorre no evaporador, sendo um processo de transferência de calor a pressão essão constante (Po), conseqüentemente a temperatura constante (To), desde vapor úmido (estado 4), até atingir o estado de vapor saturado seco (X = 1). Observe que o calor transferido ao refrigerante no evaporador não modifica a temperatura do refrigerante, refrigerante mas somente muda sua qualidade (título e seu estado liquido + vapor ate vapor saturado). 32

4.2. Ciclo real de compressão de vapor

A principal diferença entre o ciclo real e o ciclo teórico são: queda de pressão nas linhas de descarga e de sucção assim como no condensador condensador e no evaporador. Estas perda de carga ∆Pd e ∆Ps estão ão mostradas na Figura 05). 05 Outra diferença é o sub-refriamento sub refriamento do refrigerante na saída do condensador, e o superaquecimento na sucção do compressor, sendo este também um processo importante que qu tem a finalidade de evitar a entrada de líquido no compressor. Outro processo importante é o processo de compressão, que no ciclo real é politrópico (s1 ≠ s2), e no processo teórico é isentrópico. Devido ao superaquecimento e ao processo politrópico de compressão compressão a temperatura de descarga do compressor (T2) pode ser muito elevada, tornando-se se um problema para os óleos lubrificantes usados nos compressores frigoríficos. Muitos outros problemas de ordem técnica, dependendo do sistema e sua aplicação, podem introduzir diferenças significativas.

Figura 05 – Diferenças entre o ciclo teórico e o real de refrigeração. refrigeração. Fonte: Dossat, 1980.

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4.3. Self-contained

É um dispositivo de expansão direta e possui a função de resfriar o ambiente com o próprio fluido refrigerante, ou seja, é o sistema onde o refrigerante contido na serpentina do evaporador resfria diretamente o ar. Os condicionadores de ar tipo self-contained self são destinados a usos domésticos ou comerciais e podem ser fornecidos com condensação a ar ou a água e atendem a uma ampla faixa de possibilidades de aplicação podendo ser encontrados com capacidades variando entre 5 e 30 TR. Estes tipos de condicionadores condicionadores de ar podem ser instalados diretamente no ambiente ou em casas de máquinas, podendo desta forma conter dutos de insuflamento. A utilização desse sistema possui diversas vantagens tais como: •

Em geral menor custo por TR.

•

Fabricação seriada com aprimoramentos técnicos constantes.

•

Garantia de desempenho por testes de fábrica.

•

Manutenção e reposição de peças mais eficientes e econômicas.

•

Maior rapidez de instalação.

•

Grande versatilidade para projetos, etc.

O condicionador de ar do tipo self-contained self (Figura 06) com condensação a água precisa de uma torre para resfriamento de água para o seu funcionamento. A água que sai do condensador aquecida é recalcada até a torre de arrefecimento por uma bomba, para liberar o calor retirado do fluido refrigerante refrigeran para o ar atmosférico.

Figura 06 – Self-contained com condensação a água. Fonte: Silva 2004.

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4.4. Componentes do sistema de refrigeração

4.4.1. Compressores O compressor é um dos principais componentes do sistema de refrigeração, sua função é aumentar a pressão do fluido refrigerante e promover a circulação desse fluido no sistema. Compressores scroll – O princípio de funcionamento do compressor Scroll é baseado num movimento orbital, apresentando como vantagens: •

Eficiência de 5 a 10 % maior que um compressor alternativo de igual capacidade;

•

Ausência de válvulas;

•

Menor quantidade de partes móveis em relação a um compressor alternativo;

•

Operação suave e silenciosa

•

Baixa variação de torque com conseqüente aumento da vida útil e redução de vibração;

Para realizar trabalho o compressor Scroll possui duas peças em forma de espiral (Figura 07), encaixadas face a face uma sobre a outra. A espiral superior é fixa e apresenta uma abertura para a saída do gás. A espiral inferior é móvel, acionada por um motor com eixo excêntrico. A sucção do gás ocorre na extremidade do conjunto de espirais e a descarga ocorre através da abertura da espiral fixa. A espiral superior possui selos que deslizam sobre a espiral inferior atuando de maneira semelhante aos anéis do pistão de um compressor alternativo, garantindo a vedação do gás entre as superfícies de contato das espirais.

Figura 07 – Sucção e descarga nas esperais Fonte: Concrid 2005.

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4.4.2. Condensador resfriados a água O fluido refrigerante ao ser admitido no condensador se encontra na no estado de gás quente a alta pressão, como em um sistema de refrigeração o objetivo é evaporar o refrigerante (para resfriar), o refrigerante deve ser condensado antes de retomar ao evaporador. Condensadores resfriados a água, quando limpos e corretamente dimensionados, operam de forma mais eficiente que os condensadores resfriados a ar, especialmente em períodos de elevada temperatura ambiente. Normalmente estes condensadores utilizam água proveniente de uma torre de resfriamento. A temperatura de condensação, por sua vez, deve ser fixada em um valor entre 5,0 °C e 8,0 °C maior que a temperatura da água que entra no condensador, isto é, da água que deixa a torre. Os condensadores Shell and Tube são constituídos de uma carcaça cilíndrica, na qual é instalada uma determinada quantidade de tubos horizontais e paralelos, conectados a duas placas dispostas em ambas as extremidades. A água de resfriamento circula por dentro dos tubos e o refrigerante escoa dentro da carcaça, em volta dos tubos. Os tubos são de cobre e os espelhos de aço. São de fácil limpeza (por varetamento) e manutenção. São fabricados para uma vasta gama de capacidades, sendo amplamente utilizados em pequenos e grandes sistemas de refrigeração. 4.4.3. Evaporadores O evaporador é um dos componentes principais de um sistema de refrigeração, e tem a finalidade de extrair calor do meio a ser resfriado, isto é, extrair calor do ar, água ou outras substâncias. É a parte do sistema de refrigeração onde o fluido refrigerante sofre uma mudança de estado, saindo da fase líquida para a fase gasosa. O evaporador com circulação forçada é atualmente o tipo de evaporador mais utilizado em câmaras frigoríficas, salas de processamento e túneis de congelamento, sendo constituídos, basicamente, por uma serpentina aletada e ventiladores, montados em um gabinete compacto.

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4.4.4. Dispositivo de Expansão Os dispositivos de expansão são importantes componentes para o funcionamento de sistemas de refrigeração. Tais dispositivos têm como principal função reduzir a pressão na entrada do evaporador e regular a vazão de refrigerante. Os dispositivos de expansão mais comumente utilizados são os tubos capilares e as válvulas de expansão termostática. Os tubos capilares consistem em tubos de pequeno diâmetro que atuam como uma restrição ao fluxo, diminuindo a pressão. Já as válvulas de expansão termostática controlam a vazão de refrigerante, por meio de um sensor localizado na linha de descarga do evaporador mantendo constante o grau de superaquecimento na saída do evaporador. Devido a eficiência e sua pronta adaptação a qualquer tipo de aplicação, as válvulas de expansão termostática (VET) são os dispositivos de expansão mais utilizados em sistemas refrigeração de expansão direta. Estas válvulas regulam o fluxo de refrigerante que chega ao evaporador de forma a manter certo grau de superaquecimento do vapor que deixa o mesmo. 4.4.5. Ventiladores Existem dois tipos fundamentais de ventiladores: axiais, nos quais o ar mantém a direção do eixo antes e após sua passagem pelo rotor, e centrífugos, nos quais o ar é descarregado na direção normal a direção de entrada. Os ventiladores axiais são apropriados para movimentar grandes volumes de ar com um aumento de pressão pequeno, seu uso se encontra mais difundido em instalações industriais. Os ventiladores centrífugos são constituídos por uma carcaça e um rotor, podendo ser de simples ou dupla aspiração. São particularmente adequados para fornecer pequenas vazões e pressões maiores que os ventiladores axiais. 4.4.6. Bombas Os sistemas de bombeamento para recirculação de água em torres de resfriamento consomem uma fração importante da potência requerida para o sistema de resfriamento. Quase sempre são empregadas bombas centrífugas, de um ou vários estágios, dependendo da vazão e altura manométrica requeridas. Em instalações importantes é comum a utilização de duas bombas, uma em serviço e outra de reserva. 37

4.4.7. Motores Os motores elétricos utilizados para acionar os ventiladores. A colocação do motor fora da chaminé da torre evita que o ar de resfriamento da carcaça tenha quantidade elevada de umidade, além de facilitar a manutenção. Os motores de duas velocidades são especialmente convenientes para o caso em que o período de operação se estenda ao longo de todo o ano. Com esse tipo de motores pode-se reduzir consideravelmente a potência consumida em períodos frios ou durante a noite. 4.4.8. Pressostatos Os pressostatos são interruptores elétricos comandados pela pressão. O ajuste da pressão se faz por meio de um parafuso. Em alguns modelos o diferencial de pressão, diferença entre pressão de desarme e rearme, é regulável. O rearme pode ser automático ou manual. Os pressostatos podem ser: •

Pressostatos de baixa pressão: - que desligam, quando a pressão de sucção se torna menor do que um determinado valor;

•

Pressostatos de alta pressão: - que desligam, quando a pressão de descarga se torna maior do que um determinado valor; Etc.

4.4.9. Termostatos Indicam variações de temperatura e fecham ou abrem os contatos elétricos. Os termostatos podem ser classificados de acordo com o elemento de medição de temperatura como bimetálico, de bulbo sensor de temperatura e de resistência elétrica. 4.4.10. Filtros e secadores Os filtros são empregados para eliminar partículas estranhas nas tubulações de sistemas refrigeração. São constituídos por um invólucro metálico, no interior do qual se encontra uma tela de malha fina feito de níquel ou bronze. Os filtros podem ser montados tanto na linha de sucção como na linha de líquido. Quando colocados na linha de sucção evitam que impurezas penetrem no compressor juntamente com o vapor de refrigerante. O 38

filtro na linha de líquido destina-se a evitar que impurezas fluam para o evaporador juntamente com o refrigerante líquido. Os filtros secadores são dispositivos destinados a eliminar a umidade que, apesar dos cuidados tomados antes e durante a carga, sempre está presente nas instalações de refrigeração, ocasionando diversos problemas. São constituídos por um corpo com elementos filtrantes, cheio de material altamente higroscópico (sílica gel). Os filtros secadores são colocados normalmente nas linhas de líquido. 4.4.11. Fluidos refrigerantes Fluido refrigerante é o fluido que absorve calor de uma substância do ambiente a ser resfriado. Não há um fluido refrigerante que reúna todas as propriedades desejáveis, de modo que, um refrigerante considerado bom para ser aplicado em determinado tipo de instalação frigorífica nem sempre é recomendado para ser utilizado em outra. O refrigerante recomendável é aquele que reúne o maior número possível qualidades para um determinado fim.

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CAPITULO 05

5. METODOLOGIA

5.1. Etapas do processo de implantação MCC

Na MCC, cada tarefa de um programa de Manutenção Programada – MP surge a partir da avaliação das conseqüências das falhas funcionais do sistema, seguindo da análise da relação entre cada tarefa e as características de confiabilidade dos modos de falha do equipamento para determinar se a tarefa é essencial do ponto de vista ambiental e segurança e desejável do ponto de vista do custo benefício. Para realizar este estudo se fez necessário passar pelas seguintes etapas: •

Definição do sistema (fronteiras/interfaces);

•

Funções e analises das falhas funcionais;

•

Análise dos modos de falhas e seus efeitos – FMEA;

•

Diagrama de decisão para seleção de tarefas de manutenção;

•

Formulação e implantação do plano de manutenção baseado MCC.

A implantação do MCC não termina com a formulação do plano de manutenção, é necessário se manter um banco de dados adequado para todas as informações, pois se trata de um processo continuo, onde o plano é periodicamente revisado em função dos dados de falhas e de reparos que devem ser continuamente coletados e analisados. 5.2. Definição do sistema e suas fronteiras dentro do contexto operacional

A definição do Sistema Geral de Ar Condicionado da Casa de Força II levou em conta a necessidade deste dentro do processo produtivo e sua significativa importância do ponto de vista funcional, devido sua acuidade dentro do contexto em que está inserido. Este sistema tem como principal função Insuflar o ar a uma vazão de 5.100 m³/h a uma temperatura entre 18° e 22°C na Unidade Local de Controle Principal – ULCP, funcionando com uma pressão de baixa entre 40 e 70 psi e pressão de alta entre 100 e 275 psi, de modo a 40

manter o ambiente em condições de temperatura adequada ao funcionamento dos equipamentos. Estão localizadas nas ULCP da usina hidrelétrica de Tucuruí, que possui 25 unidades geradoras, sendo 14 na casa de força força I e 11 na casa de força II. A cada duas unidades geradoras existe um sistema de ar condicionado sendo que para as unidades geradoras 21, 22 e 23 existe apenas um sistema de refrigeração. A falha ou ineficiência do sistema de Ar Condicionado provocaria o aumento da temperatura da sala da ULCP que por sua vez pode vir a interromper o funcionamento de pelo menos duas unidades geradoras, onde qualquer falha na geração causa o aumento do despacho das demais unidades geradoras, significando uma redução do índice índice de disponibilidade da usina podendo comprometer as paradas programadas de outras unidades. As manutenções programadas das unidades geradoras da casa de força II acontecem no período de estiagem que ocorre todos os anos normalmente a partir do mês de setembro set dependendo das condições pluviométricas da bacia dos rios Araguaia/Tocantins. Segundo informações colhidas por meio dos técnicos e operadores das ULCP, a carga térmica do ambiente a ser refrigerado é de 15 Toneladas de refrigeração – TR e o sistema de geral de Ar condicionado que supri essa demanda é composto por duas unidades de Ar Condicionado tipo Self Contained, Genius de 7,5 TR da marca TRANE® (Figura 08).

Figura 08 – Self Contained, Genius de 7,5 TR’s da marca TRANE®. TRANE®. Fonte o autor.

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Em condições normais, as duas unidades de Ar Condicionado que compõem o sistema trabalham concomitantemente, não havendo redundância. Com isso, a possibilidade de falha simultânea de seus componentes através do uso contínuo gera a incerteza da continuidade do funcionamento e redução de sua confiabilidade, podendo impactar diretamente na disponibilidade gerando prejuízos financeiros. Caso uma ou ambas as unidades de refrigeração falhem, ocorre uma sinalização de aumento de temperatura da ULCP na sala de comando, que alerta a equipe de operação que realiza uma inspeção e, quando confirmada a falha, aciona a equipe de manutenção para intervenção e correção desta. Para este estudo serão consideradas como falhas operacionais, aquelas que afetam diretamente a produção, portanto, as conseqüências das falhas operacionais encontradas, serão creditadas as Unidades Geradoras a qual cada ULCP está ligada e não ao Sistema Geral de Ar Condicionado. Será considerado como fronteira do sistema apenas as unidades Self e dutos de ar, excetuando-se as torres de arrefecimento da água do condensador, suas respectivas bombas e filtros, assim como todo o circuito elétrico, conforme mostrado no layout (Figura 09).

Figura 09 – Layout do sistema de Ar Condicionado, Fonte: o autor

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Serão analisados como itens que compõem a Self: •

Gabinete;

•

Compressor do tipo Scroll;

•

Condensador;

•

Válvula de expansão termostática;

•

Evaporador;

•

Ventilador centrifugo;

•

Pressostatos de baixa e de alta;

•

Filtro secador; secador

•

Filtro de ar;

•

Termostato;

•

Dutos de ar.

Desse modo faz-se se necessário evidenciar cada um desses componentes para um melhor entendimento (Figuras 10 a 20).

Figura 10 – Gabinete da Self, Fonte o autor.

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Figura 11 – Compressor Scroll. Fonte o autor.

Figura 12 – Condensador. Fonte o autor.

Figura 13 – Válvula de expansão termostática.. Fonte o autor.

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Figura 14 – Evaporador. Fonte o autor.

Figura 15 – Ventilador do Evaporador. Fonte o autor.

Figura 16 – Pressostatos de alta e de baixa. Fonte o autor.

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Figura 17 – Filtro secador. Fonte o autor.

Figura 18 – Filtro de ar. Fonte o autor.

Figura 19 – Termostato. Fonte o autor.

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Figura 20 – Dutos de ar. Fonte o autor.

5.3. Planilha de informações

Após eleito o sistema a segunda etapa do estudo MCC, foi a elaboração de uma planilha de informações onde foram registradas as Funções (primárias e secundárias) do sistema, as Falhas Funcionais, os Modos de Falha e os Efeitos das Falhas. Falhas. Para esta etapa do estudo foi elaborada uma planilha como o auxílio do Software Microsoft Excel para os estudos dos dados levantados, facilitando a reunião das informações e suas análises, a Figura 21 apresenta uma a estrutura da planilha.

Figura 21 – Exemplo do preenchimento da Planilha de Informações do estudo. estudo Fonte o autor.

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5.4. Planilha de decisão

A última etapa do processo da MCC é marcada pela confecção da planilha de decisão. Para isso foi necessário a utilização de uma ferramenta de auxílio na tomada de decisão. Neste estudo foi utilizado o diagrama de decisão (Figura 22) constante em Moubray (2000). Nela são classificados os tipos de manutenções previstas para cada modo de falha onde também são apontadas as tarefas propostas, o que deve ser feito em conjunto com representantes da área responsável pela tarefa (Figura 23).

Figura 22 – Diagrama de decisão: Fonte: Moubray (2000).

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Figura 23 – Exemplo do preenchimento da Planilha de Decisão do estudo. Fonte o autor.

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CAPITULO 06

6. RESULTADOS E DISCUSSÕES

6.1. Análise das informações levantadas

Depois de levantados os dados foi elaborada a planilha de decisão, de onde foram extraídos dados percentuais, em função do total de tarefas propostas de recuperação da falha:

Tabela 01 – Tarefas propostas no estudo.

Tarefa Proposta Nenhuma manutenção programada. Reprojeto justificado. Tarefa programada de descarte. Tarefa programada de localização de falha. Tarefa programada de recuperação. Tarefa sob condição. Não está no escopo deste estudo. Total Geral

Total 44 2 2 2 4 12 12 78

Percentual 56,41% 2,56% 2,56% 2,56% 5,13% 15,38% 15,38% 100,00%

Fonte: O autor.

O item Nenhuma manutenção programada, compreende o maior percentual das tarefas propostas encontradas, significando neste caso que é mais viável deixar que o equipamento trabalhe até falhar. O Reprojeto justificado mostra que de algum modo a falha em questão afeta a Segurança e/ou o Meio Ambiente, não havendo para tal uma tarefa claramente definida de prevenção à sua ocorrência. Contudo, faz-se necessário uma análise para a adoção de uma medida segura e preventiva. A Tarefa programada de descarte consiste no envio, em tempo pré-estabelecido, de uma equipe para realização de substituição do item em falha. A Tarefa programada de localização de falha consiste no envio, em tempo préestabelecido, de uma equipe com o intuito de realizar procedimento de inspeção para verificação a existência da falha. 50

A Tarefa programada de recuperação consiste no envio, em tempo pré-estabelecido, de uma equipe com o intuito de realizar a recuperação do item do ativo que encontra-se em um eminente estado de falha. A Tarefa sob condição consiste em checar as falhas em potencial de modo que a ação pode ser tomada para prevenir a falha funcional ou evitar suas conseqüências. O item Não está no escopo deste estudo refere-se aos modos de falha que não estão compreendidas neste estudo, como as torres de arrefecimento da água do condensador, suas respectivas bombas e filtros, assim como todo o circuito elétrico. O resumo das funções do sistema auxilia na busca contínua por melhorias transformando dados coletados em informações (Tabela 02) devendo ser utilizada na prática pela equipe de manutenção, podendo também auxiliar nas especificações técnicas para sistemas semelhantes.

Tabela 02 – Estratificação das funções levantadas no estudo.

FUNÇÃO – 09 FUNÇÕES LEVANTADAS INSUFLAR O AR A UMA VAZÃO DE 5100 m³/h A UMA TEMPERATURA ENTRE 18° E 22°C NA ULPC. FUNCIONANDO COM UMA PRESSÃO DE BAIXA ENTRE 40 psi E 70 psi E PRESSÃO DE ALTA ENTRE 100 psi E 275 psi. DESLIGAR QUANDO A PRESSÃO DO FLUIDO REFRIGERANTE ESTIVER ABAIXO DE 40 psi E ACIMA DE 70 psi. REGULAR O FLUXO DE REFRIGERANTE QUE CHEGA AO EVAPORADOR. ALARMAR SE A TEMPERATURA DA SALA DA ULCP FOR MAIOR OU IGUAL A 23 °C. CONTER TODO O ÓLEO NO INTERIOR DO SISTEMA. DIRECIONAR VAZAMENTOS DE ÓLEO PARA O SISTEMA DE CAPTAÇÃO E SEPARAÇÃO. CONTER TODO O FLUIDO REFRIGERANTE NO INTERIOR DO SISTEMA. MANTER A LIMPEZA E CONSERVAÇÃO DO GABINETE DA SELF. DIRECIONAR A ÁGUA CONDENSADA PARA DRENAGEM. Fonte: O autor.

Considerando que cada uma das funções estratificadas na tabela acima pode falhar, isto significa que cada ativo pode sofrer uma variedade de estados de falha. Desta forma, todos os estados de falha encontrados no estudo, tanto totais quanto parciais, associados à função de origem estão identificados na Tabela 03.

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Tabela 03 – Estratificação das falhas funcionais levantadas no estudo.

FALHA FUNCIONAL – 15 FALHAS FUNCIONAIS LEVANTADAS ALARMAR SE A TEMPERATURA DA SALA DA ULCP FOR MENOR QUE 23 °C. CIRCULAR O FLUIDO REFRIGERANTE COM UMA PRESSÃO INFERIOR A 40 psi NA ENTRADA DO COMPRESSOR. CIRCULAR O FLUIDO REFRIGERANTE COM UMA PRESSÃO SUPERIOR A 275 psi NA SAÍDA DO COMPRESSOR. DESLIGAR QUANDO A PRESSÃO DO FLUIDO REFRIGERANTE ESTIVER ACIMA DE 40 psi E ABAIXO DE 70 psi. MANTER A TEMPERATURA DO AR SUPERIOR A DA FAIXA DE TRABALHO NA ULPC. MANTER A VAZÃO DO AR A UMA VAZÃO INFERIOR A 5100 m³/h. NÃO ALARMAR SE A TEMPERATURA DA SALA DA ULCP FOR MAIOR OU IGUAL A 23 °C. NÃO DESLIGAR QUANDO A PRESSÃO DO FLUIDO REFRIGERANTE ESTIVER ABAIXO DE 40 psi E ACIMA DE 70 psi. NÃO INSUFLAR O AR A UMA VAZÃO DE 5100 m³/h A UMA TEMPERATURA ENTRE 18° E 22°C NA ULPC. FUNCIONANDO COM UMA PRESSÃO DE BAIXA ENTRE 40 psi E 70 psi E PRESSÃO DE ALTA ENTRE 100 psi E 275 psi. NÃO MANTER A LIMPEZA E CONSERVAÇÃO DO GABINETE DA SELF. NÃO REGULAR O FLUXO DE REFRIGERANTE QUE CHEGA AO EVAPORADOR. NÃO CONTER TODO O ÓLEO NO INTERIOR DO SISTEMA. NÃO CONTER TODO O FLUIDO REFRIGERANTE NO INTERIOR DO SISTEMA. NÃO DIRECIONAR A ÁGUA CONDENSADA PARA DRENAGEM. NÃO DIRECIONAR VAZAMENTOS DE ÓLEO PARA O SISTEMA DE CAPTAÇÃO E SEPARAÇÃO. Fonte: O autor.

Alguns modos de falhas podem causar mais de um tipo de falha funcional. O modo de falha é uma propriedade inerente a cada item, visto que cada um tem suas características particulares como função, sendo assim destacam-se na Tabela 04 os modos de falha funcionais e estruturais sem repetição.

Tabela 04 – Estratificação dos modos de falhas levantados no estudo.

MODO DE FALHA – 71 MODOS DE FALHA LEVANTADOS ÁGUA ENTRA NO CONDENSADOR EM ALTA TEMPERATURA. AUSÊNCIA DE TENSÃO NO COMPRESSOR. AUSÊNCIA DE TENSÃO NO MOTO-VENTILADOR BAIXO SUPRIMENTO DE ÁGUA VINDA DA TORRE DE ARREFECIMENTO, ELIMINANDO OU REDUZINDO A TROCA TERMICA NO CONDENSADOR. BOMBA D'ÁGUA INOPERANTE. CANALETA OBSTRUÍDA. COMPRESSOR FUNCIONANDO CONTINUAMENTE. 52

MODO DE FALHA – 71 MODOS DE FALHA LEVANTADOS COMPRESSOR OPERANDO EM CICLOS CURTOS. COMPRESSOR PARADO. CONDUTORES ELETRICOS DESCONECTADOS. CONECXÃO DE ENTRADA DO PRESSOSTATO DE BAIXA ENTUPIDA. CONTATORA DE ALIMENTAÇÃO NÃO ARMA. CONTROLE DE TEMPERATURA NA SALA DA ULCP DESCALIBRADO. CONTROLE DE TEMPERATURA NA SALA DA ULCP EM ESTADO DE FALHA. CORREIA DO MOTO-VENTILADOR QUEBRADA. DUTO DE VENTILAÇÃO ROMPIDO. ELEVAÇÃO DA TEMPERATURA DA ÁGUA NO CONDENSADOR. ENCRUSTRAÇÕES NAS ALETAS DO EVAPORADOR. ENCRUSTRAÇÕES NAS PAREDES DAS TUBULAÇÕES DO CONDENSADOR. ENTUPIMENTO NOS DUTOS DO CONDENSADOR. ESPIRAL FIXA DO COMPRESSOR DESGASTADA. ESPIRAL MOVEL DO COMPRESSOR TRAVADA. EXCESSO DE FLUIDO REFRIGERANTE REFRIGERANTE NO SISTEMA. FALHA NAS ESPIRAIS DO COMPRESSOR. FALHA NO PRESSOSTATO DE BAIXA. FALHA NO SENSOR DE TEMPERATURA DO COMPRESSOR. FILTRO DE TELA DO COMPRESSOR ENTUPIDO. FILTRO SECADOR OBSTRUÍDO. FLUXO ELEVADO DE ÁGUA NO DO CONDENSADOR. FLUXO REDUZIDO DE ÁGUA ATRAVÉZ DO CONDENSADOR. GABINETE COM PINTURA AVARIADA. GABINETE SEM IDENTIFICAÇÃO. INEFICIÊNCIA NA COMPRESSÃO DO FLUIDO REFRIGERANTE REFRIGERANTE. MANCAIS DO COMPRESSOR TRAVADO. OBSTRUÇÃO DOS CAPILARES DO EVAPORADOR. OBSTRUÇÃO DOS DUTOS DO CONDENSADOR. POLIA DO MOTO-VENTILADOR DESGASTADA. PRESENÇA DE UMIDADE NO FLUIDO REFRIGERANTE REFRIGERANTE. PRESSÃO ALTA DE FLUIDO REFRIGERANTE. PRESSÃO BAIXA DE FLUIDO REFRIGERANTE. PRESSOSTATO DE ALTA ATUADO INDEVIDAMENTE. PRESSOSTATO DE BAIXA ATUADO INDEVIDAMENTE. PRESSOSTATO DE BAIXA DESCALIBRADO. PROTEÇÃO INTERNA DO MOTOR ROMPIDA. PROTETOR TÉRMICO INTERNO DO COMPRESSOR NÃO FUNCIONA. RETENTOR MAGNÉTICO DO COMPRESSOR ROMPIDO. ROLAMENTO DO MOTO-VENTILADOR DANIFICADO. ROMPIMENTO NA TUBULAÇÃO DA BOMBA D'ÁGUA. ROTOR DO VENTILADOR TOCANDO NA CARCAÇA. ROTOR ELÉTRICO EM CURTO. 53

MODO DE FALHA – 71 MODOS DE FALHA LEVANTADOS SELO FLUTUANTE DO COMPRESSOR ROMPIDO. SUJEIRA NO FILTRO DE AR AMBIENTE. SUJEIRA NO FILTRO DE AR. SUJEIRA NOS DUTOS DO CONDENSADOR. VÁLVULA DE EXPANSÃO INEFICIENTE. VÁLVULA DE EXPANSÃO QUEBRADA. VAZAMENTO DE FLUIDO REFRIGERANTE DO SISTEMA. VAZAMENTO DE ÓLEO DO COMPRESSOR. AUSÊNCIA DE LUBRIFICAÇÃO NO COMPRESSOR. AUSÊNCIA OU INSUFICIÊNCIA DE FLUIDO REFRIGERANTE REFRIGERANTE. FALHA NA VÁLVULA DE RETENÇÃO DO COMPRESSOR. VÁLVULA DINÂMICA DE DESCARGA DO COMPRESSOR EMPERRADA. VÁLVULA DE ALIVIO DO COMPRESSOR TRAVADA. PARAFUSO DE AJUSTE DA MOLA DA VÁLVULA DE EXPANSÃO DESREGULADO. TERMOSTATO DA VÁLVULA DE EXPANSÃO EM ESTADO DE FALHA. VAZAMENTO DO REFRIGERANTE NA VÁLVULA DE EXPANSÃO. FILTRO DA VÁLVULA DE EXPANSÃO ENTUPIDO. CAPILAR DA VÁLVULA DE EXPANSÃO ENTUPIDO. DIAFRAGMA DA VÁLVULA DE EXPANSÃO ROMPIDO. VÁLVULA DE SERVIÇO DE ÓLEO DO COMPRESSOR COM VAZAMENTO. INSUFICIÊNCIA DE FLUIDO REFRIGERANTE REFRIGERANTE NO SISTEMA. Fonte: O autor.

6.2. Plano de manutenção

O plano de manutenção mostrado na Tabela 05 surge como consequência da análise feita na planilha de decisão que aborda os estudos de uma maneira rápida e eficiente, com forte adesão à metodologia MCC e com foco em obter os resultados operacionais desejados. Assim, ficam registrados os campos de interesse para a programação do mesmo.

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Tabela 05 – Plano de Manutenção extraído a partir do estudo.

FREQÜÊNCIA INICIAL

RESPONSÁVEL EQUIPAMENTO

01 mês

Mecânica

Compressor

06 meses

Mecânica

Condensador

Filtro de ar

01 ano

Mecânica

Evaporador

01 ano

Mecânica

Moto-Ventilador

05 anos

Mecânica

DESCRIÇÃO DA TAREFA REALIZAR PROCEDIMENTO DE INSPEÇÃO PARA AVALIAR SE HÁ VAZAMENTOS DE ÓLEO NO COMPRESSOR. VERIFICAR A NECESSIDADE REALIZAÇÃO DE PROCEDIMENTO DE LIMPEZA. VERIFICAR A NECESSIDADE REALIZAÇÃO DE PROCEDIMENTO DE LIMPEZA. VERIFICAR A NECESSIDADE REALIZAÇÃO DE PROCEDIMENTO DE LIMPEZA.

REALIZAR MEDIÇÃO DE VIBRAÇÃO NOS MANCAIS DO VENTILADOR. Sistema de VERIFICAR A refrigeração NECESSIDADE DE SE FAZER A REPOSIÇÃO DO FLUIDO REFRIGERANTE REFRIGERANTE. Filtro secador SUBSTITUIÇÃO DO FILTRO. Pressostato de alta VERIFICAR O AJUSTE PRESSOSTATO DE ALTA. Pressostato de baixa REALIZAR PROCEDIMENTO DE RECALIBRAGEM DO PRESSOSTATO DE BAIXA.

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Freqüência Inicial

Responsável

Equipamento

Descrição da Tarefa

05 anos

Mecânica

Pressostato de baixa

TESTAR A MALHA DO PRESSOSTATO DE BAIXA. VERIFICAR O AJUSTE PRESSOSTATO DE BAIXA. REALIZAR PROCEDIMENTO DE INSPEÇÃO VISUAL PARA VERIFICAÇÃO DA LIMPEZA DA SELF. REALIZAR PROCEDIMENTO DE INSPEÇÃO VISUAL PARA VERIFICAÇÃO DO ESTADO DA PINTURA DOS EQUIPAMENTOS. TESTAR A MALHA DO TERMOSTATO DE ALARME. VERIFICAR AJUSTE DO TERMOSTATO DE AMBIENTE.

Sistema de refrigeração

Termostato de ambiente

Fonte: O autor.

6.3. Melhorias sugeridas

Com a realização da análise dos modos de falha por meio do diagrama de decisão, foram identificadas duas tarefas de reprojeto justificado, que por se tratar de um vazamento de fluido refrigerante, oferecem risco a saúde do mantenedor e ao meio ambiente. Desta forma Tabela 06 faz uma sugestão de melhoria para esta situação. Tabela 06 – Estratificação da tarefa de reprojeto justificado encontrada no estudo.

TAREFA PROPOSTA Reprojeto justificado

RESPONSÁVEL EQUIPAMENTO Engenharia

Sistema de refrigeração

DESCRIÇÃO DA PROPOSTA BUSCAR ALTERNATIVA DE SUBSTITUIÇÃO POR OUTRO FLUIDO REFRIGERANTE INOFENSIVO A SAÚDE E AO MEIO AMBIENTE. 56

Fonte: O autor.

CAPITULO 07

7. CONCLUSÃO

7.1. Considerações finais

A possibilidade da implantação desta metodologia no sistema de Ar condicionado busca o alinhamento das diretrizes do sistema produtivo, com foco na minimização dos desperdícios e dos custos de manutenção, favorecendo a integração da manutenção com a produção e valorizando a capacidade profissional do homem da manutenção. É possível que o fator humano, algo presente e imprescindível durante a implantação do sistema, em princípio ofereça resistências, dificultando a implantação de algumas práticas. Por outro lado, o resultado da implantação da metodologia certamente trará resultados financeiros significativos com relação aos custos da manutenção do sistema e aumento da disponibilidade e confiabilidade do mesmo. 7.2. Outras considerações

Na etapa de análise do histórico de falhas do sistema, o estudo identificou uma possibilidade de melhoria no dimensionamento das unidades de resfriamento Self. Como já dito anteriormente, a carga térmica das ULCP é de 15 TR que é suprida através do funcionamento em conjunto de duas Self de 7,5 TR, o que torna o sistema inseguro e suscetível paradas não programadas. Desta forma é indicada a substituição das unidades existentes por duas outras Self de 15 TR cada, sendo que assim o sistema teria a capacidade de superar a falha de um de seus componentes através dos recursos redundantes, ou seja, um sistema redundante possui um segundo sistema idêntico ao primeiro que está imediatamente disponível quando ocorrer a falha do dispositivo primário. Com o resultado do estudo realizado, também foi possível extrair um plano de manutenção para aumentar a confiabilidade e disponibilidade do equipamento, (Tabela 05). 57

Foi baseado nas atividades propostas a partir das conclusões tiradas da Análise de Modos e Efeitos de Falhas e na experiência da equipe de manutenção da empresa em estudo. Como trabalho futuro, propõe-se ampliar a metodologia de MCC aos demais componentes do sistema de ar condicionado em estudo. Realizar estudos semelhantes a outros sistemas da planta produtiva, assim como as respectivas análises de custos, onde por fim, o plano seria então apresentado à empresa e proposto a sua execução e acompanhamento, a fim de analisar os benefícios alcançados. Após a análise dos resultados da implantação, fica a cargo da empresa a extensão da metodologia para todo o seu processo industrial, criando uma cultura de Manutenção Centrada em Confiabilidade.

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ANEXOS

8. ANEXOS – FMEA SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO

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