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UNIVERSIDADE METODISTA DE PIRACICABA Faculdade de Engenharia, Arquitetura e Urbanismo CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA ÊNFASE EM MANUTENÇÃO SALOMÃO DE JESUS SANTANA RA: 087082-4 Orientador: Prof. Dr. Carlos Roberto Camello Lima RCM: UMA PROPOSTA DE APLICAÇÃO SANTA BÁRBARA D’OESTE Junho/2013 2 UNIVERSIDADE METODISTA DE PIRACICABA Faculdade de Engenharia, Arquitetura e Urbanismo CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA ÊNFASE EM MANUTENÇÃO SALOMÃO DE JESUS SANTANA RA: 087082-4 Orientador: Prof. Dr. Carlos Roberto Camello Lima RCM: UMA PROPOSTA DE APLICAÇÃO Trabalho de graduação apresentado à Faculdade de Engenharia, Arquitetura e Urbanismo da UNIMEP como um dos requisitos para obtenção do título de Engenheiro Mecânico - Ênfase em Manutenção. SANTA BÁRBARA D’OESTE Junho/2013 3 SUMÁRIO 1. Introdução ................................................................................................................5 1.1. Objetivo.............................................................................................................6 1.2. Resultados Esperados.......................................................................................7 1.3. Estrutura do trabalho.........................................................................................7 2. Introdução ao RCM – Manutenção Centrada na Confiabilidade..............................9 2.1. RCM: Processo de Implantação......................................................................10 2.1.1. Definição de Padrões de Desempenho................................................12 2.1.2. Falhas Funcionais.................................................................................12 2.1.3. Modos de Falha....................................................................................13 2.1.4. Efeitos de Falha....................................................................................13 2.1.5. Consequência da Falha........................................................................14 2.1.6. Manutenção Pró-ativa e Viabilidade Técnica........................................15 2.1.7. Tarefas Default......................................................................................15 2.2. Metodologia de Aplicação do RCM................................................................16 2.3. Resultados Obtidos pela Aplicação do RCM.................................................17 3. Sugestão de Aplicação: Máquina de Endireitamento, Corte e Dobra de Aços ....................................................................................................................................19 3.1. Planilhamento................................................................................................19 3.2. Rastreabilidade..............................................................................................19 3.3. Padronização de dobras...............................................................................20 3.4. Equipamentos Utilizados...............................................................................22 3.4.1. Estribadeira de Dobra Automática.....................................................22 3.4.2. Linha de Corte....................................................................................23 3.4.3. Dobras Auxiliares...............................................................................23 3.4.4. Estiradeiras.........................................................................................24 4. Aplicando o Processo RCM na Planta em Análise...............................................26 4.1. Determinação do Equipamento para Análise RCM.........................................27 5. Análise de Modos de Falha (FMEA) Aplicado ao Equipamento em Análise ....................................................................................................................................29 5.1. Planilha de Informação...................................................................................29 5.2. Diagrama de Decisão.....................................................................................41 5.3. Aplicando o Diagrama de Decisão.................................................................43 4 6. Resultados Vislumbrados com a Implantação do RCM.........................................49 7. Conclusão e Recomendações...............................................................................52 8. Referências............................................................................................................55 5 1. Introdução Durante os últimos anos, tem sido notado um aumento nas atividades relacionadas à urbanização, em especial na construção civil. Nestas atividades, o aço é um dos produtos centrais. Neste contexto, surge a necessidade de automatização dos sistemas de endireitamento, corte e dobra de aços utilizados neste processo, aumentando o número de máquinas e equipamentos envolvidos nesta atividade. Máquinas e equipamentos voltados ao processamento de aços para construção civil possuem alto custo e alta produtividade; estes, por muitas vezes, oferecem riscos de operação e contaminação do meio ambiente. Assim, torna-se plenamente conveniente a implantação de sistemas de manutenção e conservação destes equipamentos. Uma atenção especial deve ser voltada à lucratividade e segurança dos equipamentos envolvidos no processamento de aços para construção civil, além de ser fundamentalmente importante a disponibilização de fontes de pesquisas relacionadas e este tema. No atual cenário industrial, onde impera a globalização da economia, só sobreviverão as empresas que apresentarem as menores perdas de produção, maior proteção às pessoas, ao meio ambiente e à sociedade, de forma a se obter o maior retorno sobre os ativos com menores riscos. Assim, aliada à aquisição de bens ativos, deve ser considerada uma adequada política de manutenção voltada a atender as atuais exigências de mercado (KARDEK e LAFRAIA, 2002). Não se admite, portanto, que um equipamento pare de produzir de forma não planejada. Quando um equipamento para de funcionar de maneira não prevista, está-se diante de um fracasso do departamento de manutenção. Esta situação pode ser comparada a uma brigada de combate ao incêndio, onde sua principal atividade é agir rapidamente em uma emergência, e, a partir daí evitar novas ocorrências (KARDEK e LAFRAIA, 2002). Ainda considerando o atual mercado globalizado e competitivo, Smith (1993) aponta quatro T’s absolutamente essenciais para que os atuais empregadores 6 garantam a qualidade de seus serviços e a perpetuação da empresa em relação aos concorrentes. São estes: • Training (treinamento); • Tools (ferramentas); • Time (tempo); • Teams (times). Treinamento é essencial para preparar os empregados, ou operadores, a realizarem as tarefas corretamente. Boas ferramentas, ou ferramentas e máquinas bem cuidadas fornecem os meios através dos quais se atingem os resultados de excelência. Tempo sempre é necessário para que se certifique de que as tarefas foram corretamente efetuadas. Um time que trabalha harmoniosamente alcança resultados dentro dos prazos estabelecidos. Aplicando estes quatro T’s, a empresa está iniciandosuas operações nível de operação classe mundial. O não uso de um destes T’s implica na imediata colocação da empresa em uma posição não competitiva (SMITH, 1993). Segundo Smith (1993), os esforços em busca da competitividade não estão mais concentrados essencialmente no chão de fábrica, mas sim nos departamentos de suporte, realçando assim, a importância da Manutenção Centrada em Confiabilidade (RCM) no atual cenário industrial. 1.1. Objetivos O objetivo deste trabalho é propor a implantação do RCM em um equipamento crítico de uma indústria de corte e dobra de aços, para que se desenvolva posteriormente um plano de manutenção. Está agregada ao desenvolvimento do trabalho a possibilidade de vislumbrar os benefícios possíveis de serem atingidos ao se utilizar de tal técnica para o aumento da confiabilidade da planta. 7 1.2. Resultados Esperados Dentre os resultados esperados pela implantação do plano de manutenção desenvolvido através da implantação do RCM, destacam-se: • Redução de custos de manutenção; • Aumento da segurança nas operações dos equipamentos envolvidos; • Aumento da vida útil dos equipamentos envolvidos; • Conservação do meio ambiente. Além de resultados indiretos, mas com consequências benéficas imediatas, tais como: • Aumento de faturamento e lucro; • Otimização de Custos; • Redução de Lucros Cessantes. Estes tópicos em si, descrevem sucintamente os resultados usualmente atingidos pela implantação da Manutenção Centrada na Confiabilidade. 1.3 Estrutura do trabalho Este trabalho está estruturado em capítulos. O capítulo 1 trás a introdução, os objetivos e os resultados esperados pela implantação do plano de manutenção desenvolvido através da implantação do RCM. Uma reflexão sobre a importância do RCM no atual cenário industrial é apresentada neste capítulo. No capítulo 2 são apresentados os principais conceitos referentes ao RCM, assim, é apresentada uma introdução envolvendo a descrição desta filosofia, bem como os processos de implantação e metodologia de aplicação. O capítulo 3 apresenta uma proposta de aplicação em uma indústria de corte e dobra de aços, descrevendo o contexto operacional do ambiente proposto, os 8 equipamentos utilizados e as normas pertinentes aos serviços realizados no ambiente em questão. O capítulo 4 descreve a seleção do equipamento para a aplicação do RCM, considerando os fatores de maior relevância para as operações da planta em análise. No capítulo 5 são apresentados os trabalhos desenvolvidos em relação á Análise dos Modos de Falha (FMEA) e seus efeitos, apresentando as Planilhas de Informação e os diagramas de decisão. A importância desta ferramenta é realçada neste capítulo, bem como a metodologia de aplicação. Os resultados vislumbrados com a implantação do RCM são apresentados no capítulo 6, o qual vem descrevendo tanto os resultados tangíveis como os intangíveis. Os resultados são apresentados com base nas informações levantadas no desenvolvimento deste trabalho. Finalmente no capítulo 7 são apresentadas as conclusões obtidas a partir do desenvolvimento do trabalho bem como as recomendações a serem adotadas em futuras pesquisas relativas a este tema. 9 2. Introdução ao RCM - Manutenção Centrada em Confiabilidade O termo confiabilidade se refere a um atributo de um sistema, assim como sua potência ou capacidade. É um conceito bastante abstrato e se refere á probabilidade de que quando em operação sob condições ambientais estabelecidas, o sistema não apresentará falhas para um intervalo de tempo especificado (PIAZZA, 2000). Já a Manutenção Centrada em Confiabilidade, segundo Moubray (2000), é uma filosofia que, ao ser implementada, permite que um equipamento opere em suas condições ideais. Neste sentido, o gerenciamento da manutenção tem se desenvolvido mais do que qualquer outra disciplina nos últimos anos. Considerando a expectativa atual dos departamentos de manutenção, segundo Moubray (2000) a manutenção atual busca melhor qualidade dos produtos, ausência de danos ao meio ambiente, maior vida útil dos equipamentos, mais custo eficaz e principalmente maior confiabilidade dos equipamentos. No intuito de alcançar os resultados esperados pelas empresas, caracterizado pela competitividade, gerentes de manutenção estão adotando um esquema de trabalho baseado numa postura estratégica, a Manutenção Centrada na Confiabilidade, ou RCM (Reliability Centered Maintenence), segundo Moubray (2000) é a filosofia que fornece este esquema de trabalho. O RCM, classificado já na terceira geração da manutenção, segundo Moubray (2000), pode ser descrito como um processo usado para determinar o que deve ser feito para assegurar que um ativo físico continue a fazer o que os seus usuários querem que ele faça no seu contexto operacional presente. A partir do trabalho de Maran (2011), a Figura 1 ilustra o papel do RCM na questão da escolha da melhor estratégia de manutenção a ser adotada em uma planta em análise; toda a estrutura e procedimento de seleção de tarefas serão discutidas em capítulos posteriores. 10 Figura 1: Estratégias de manutenção Fonte: Maran (2011) 2.1. RCM: Processo de Implantação Nota-se um aumento expressivo de novos conceitos e técnicas de manutenção, centenas se desenvolveram nos últimos anos e continuam a surgir outras no decorrer dos anos. Assim, o principal desafio do pessoal da manutenção não é apenas aprender e dominar tais técnicas, mas sim, escolher as mais adequadas ao processo e aplicá-las de modo correto e coerente. Fazendo as escolhas certas, é possível aumentar o desempenho dos equipamentos, mas se o contrário ocorrer, perde-se tempo ou criam-se novos problemas. Desta forma, o RCM identifica um nível mínimo de tarefas verdadeiras e seguras que devem ser feitas para preservar a função de um ativo físico, assumindo um papel chave na formulação de estratégias de gerenciamento de ativos físicos. Segundo Moubray (2000), o processo RCM implica em sete perguntas sobre cada um dos itens sob revisão ou sob análise crítica, como apontadas a seguir: 11 • Quais são as funções e padrões de desempenho de um ativo no seu contexto presente de operação? • De que forma ele falha em cumprir suas funções? • O que causa cada falha funcional? • O que acontece quando ocorre cada falha? • De que forma cada falha importa? • O que pode ser feito para predizer ou prevenir cada falha? • O que deve ser feito se não for encontrada uma tarefa pró ativa apropriada? Portanto, o processo de implantação do RCM pode ser sintetizado em suas etapas mais importantes, as quais estão relacionadas com as atividades executadas em busca das soluções dos problemas levantados e identificados pelas sete questões básicas do RCM. Assim, o processo de aplicação, depende das definições de: Funções e Padrões de Desempenho, Falhas Funcionais, Modos de Falha, Efeitos de Falha, Consequências da Falha, Tarefas Pró-ativas e Tarefas Default (MOUBRAY, 2000). Smith (1993) aponta que o FMEA (Failure Modes and Effects Analysis) é reconhecido como a ferramenta fundamental aplicada à engenharia da confiabilidade. Segundo Palady (1997), o FMEA pode ser visto como ferramenta, procedimento ou diário. Como ferramenta, o FMEA é uma técnica de baixo custo e eficiente para prevenção de acidentes e identificação de soluções mais eficazes em termos de custo, a fim de prevenir esses problemas. Como procedimento, o FMEA oferece uma abordagem estruturada para avaliação, condução e atualização do desenvolvimentode projetos e processos em todas as disciplinas de uma organização. Como um diário, o FMEA inicia-se na concepção do projeto, processo ou serviço, e se mantém durante a vida de mercado do produto. Qualquer modificação durante esse período, que afete a qualidade ou a confiabilidade do produto, deve ser avaliada e documentada no FMEA. 12 Portanto, considerando as colocações de Palady (1997), a importância do FMEA no processo de implantação do RCM não pode ser subestimada, pois é uma ferramenta que vem ao encontro das implicações levantadas pelas sete questões básicas do RCM. 2.1.1. Definição de Funções e Padrões de Desempenho Função requerida é toda e qualquer atividade que um equipamento, componente ou sistema desempenha, sob o ponto de vista operacional, estas, podem ser definidas como primárias e secundárias (KARDEC e LAFRAIA, 2002). As funções primárias exprimem a razão pela qual o item existe, já as função secundárias são menos óbvias, mas ainda assim são essenciais para aumentar o valor agregado ao equipamento, suas falhas podem ter consequências tão sérias e podem consumir recursos de manutenção tanto quanto as funções primárias. Dentre exemplos de funções secundárias, pode-se considerar: Contenção, suporte, Aparência, higiene, dentre outras (KARDEC e LAFRAIA, 2002). Está estabelecido pela engenharia que a definição de função deve constituir de um verbo e um objeto, preferencialmente iniciando com um verbo, como exemplo: bombear água, transportar pessoas, etc. Esta função sempre está associada a um nível de desempenho definido pelo usuário, por exemplo: bombear água do tanque X ao tanque Y a não menos que 800 litros por minuto. Portanto, conclui-se que a definição de uma função deve constituir de um verbo, um objeto e um padrão de desempenho desejado (MOUBRAY, 2000). 2.1.2. Falhas Funcionais Segundo Moubray (2000), existe uma definição específica para falha e falha funcional. Falha é definida como a incapacidade de qualquer ativo de fazer o que seu usuário quer que ele faça. Já a falha funcional é definida como a incapacidade de qualquer ativo de cumprir uma função para um padrão de desempenho que é aceitável pelo usuário. 13 As falhas podem ser divididas em: falhas com interrupção da função requerida, causando parada não planejada do equipamento, e falhas com degeneração da função requerida, possibilitando a continuidade da operação do equipamento, mas comprometendo o resultado final da produção, seja na qualidade, perdas de produção, ou qualquer outro inconveniente e falhas ocultas, as quais não podem ser detectadas com o equipamento em condições normais de operação, sendo necessário um procedimento de inspeção e detecção para que esta falha apareça. É a que usualmente ocorre em sistemas de segurança, como exemplo, falhas nas válvulas de alívio de pressão (KARDEC e LAFRAIA, 2002). 2.1.3. Modos de Falha Conforme definido anteriormente, o termo falha por si só pode parecer bastante vago, sendo então recorrente o uso do termo falha funcional;, portanto, segundo Moubray (2000), um modo de falha pode ser definido como qualquer evento que possa causar uma falha funcional em um ativo. Como um ativo pode falhar por centenas de maneiras e uma planta pode falhar por milhares de razões, torna-se evidente a necessidade de se analisar cada um destes modos de falha, embora o processo possa ser lento e trabalhoso, este se justifica pela importância de ser o melhor caminho a ser trilhado em busca de uma manutenção pró-ativa, e não reativa, pois a manutenção pró- ativa trata os eventos antes que eles ocorram, facilitando a tarefa de se evitar que eles ocorram (MOUBRAY, 2000) 2.1.4. Efeitos da Falha O quarto passo no processo de revisão do RCM lista o que acontece quando ocorre cada modo de falha. Isto é conhecido como efeitos de falhas. Os efeitos de falhas descrevem o que acontece quando ocorre um modo de falha. 14 É importante considerar a necessidade de se incluir todas as informações necessárias no processo de análise dos efeitos da falha, tais como(MOUBRAY, 2000) : • que evidência (se alguma) que a falha tenha ocorrido; • de que modo (se algum) pode ameaçar a segurança do meio ambiente; • de que maneira (se alguma) afeta a produção ou manutenção; • que dano físico (se algum) é causado pela falha; • o que precisa ser feito para reparar a falha. O objetivo desta análise é estabelecer a manutenção pró-ativa necessária para manter o equipamento nas condições exigidas pelo usuário. 2.1.5. Consequências da Falha Ao se analisar as consequências da falha, tratam-se especificamente de como a empresa é afetada quando uma falha ocorrer. Algumas falhas afetam a produção a qualidade do produto ou o serviço de atendimento ao usuário, outras afetam a segurança ou o meio ambiente. Algumas aumentam os custos operacionais, como o consumo da energia elétrica, enquanto outras provocam impactos mais profundos, como em todas as áreas. Se estas consequências não forem previstas, em caso de ocorrência perde- se tempo e recursos que poderiam ser direcionados a outras atividades. Uma tarefa pró-ativa só deve ser feita se tratar com sucesso as consequências da falha e os meios de evitá-la, sendo então classificada como tecnicamente viável. Na impossibilidade de se encontrar uma tarefa pró-ativa adequada, uma ação default deve ser tomada (MOUBRAY, 2000). 15 2.1.6. Manutenção Pró-ativa e Viabilidade Técnica Uma tarefa pró-ativa se justifica se ela reduz a consequências das falas a ponto de justificar os custos diretos e indiretos de fazer a tarefa. Uma tarefa é tecnicamente viável se é fisicamente possível para a tarefa reduzir, ou permitir ação ser tomada para reduzir, as consequências do modo de falha associado para uma extensão que poderia ser aceitável para o proprietário ou usuário do ativo. Para uma decisão apurada sobre a viabilidade técnica, deve ser considerado: • a relação entre a idade do ativo em consideração com e como ele pode falhar; • o que acontece quando uma falha ocorrer. Idade e deterioração estão diretamente relacionadas ás falhas ocasionadas por desgastes, portanto devem ser criteriosamente consideradas na determinação da manutenção pró-ativa, em casos mais críticos o descarte programado deve ser considerado (MOUBRAY, 2000). 2.1.7. Tarefas Default O RCM reconhece três categorias principais de ações default: busca de falha, reprojeto e nenhuma manutenção programada (MOUBRAY, 2000). Quando uma tarefa pró ativa tecnicamente viável não for encontrada, a ação default deve ser tomada. A Figura 2 traz a localização das ações default na estrutura de decisões do RCM. 16 Figura 2 : Localização das ações default na estrutura de decisões do RCM (MOUBRAY, 2000). 2.2. Metodologia de Aplicação do RCM Segundo Moubray (2000), nem todos os ativos de uma planta devem ser submetidos ao processo RCM, uma análise criteriosa deve ser considerada. Portanto, uma consulta aos registros da planta previamente preparados ajuda a se especificar quais ativos serão submetidos ao processo de RCM. Kardec e Lafraia (2002) apontam que equipamentos iguais, mas com diferentes funções devem ter diferentes estratégias de manutenção, e que para aumentar a confiabilidade, as intervenções humanas desnecessárias devem ser evitadas. Assim, está evidente a importância de se intervir no equipamento apenas quando necessário. Outra evidência marcante para a importância criteriosa do tipo de manutenção aplicado em um equipamento reside no fato de que nos últimosanos houve uma mudança marcante de grandes manutenções 17 baseadas em horas de operação para manutenção baseadas na condição do equipamento, aumentando os períodos de operação de 100 a 500 por cento. Um planejamento meticuloso pode potencializar o sucesso de implantação. Este planejamento deve contemplar questões que definem quais ativos vão se beneficiar mais com o processo RCM e como eles irão se beneficiar, estimativas de recursos necessários, definição de auditores e executores da análise promovendo treinamento adequado e levantamento da definição clara do contexto operacional do ativo (MOUBRAY, 2000). Um grupo de revisão deve ser formado, com autonomia suficiente para responder as sete questões básicas do RCM, e um Facilitador deve manter o grupo focado no processo, uma vez que este é extenso e corre-se o risco de se perder o foco (MOUBRAY, 2000). 2.3. Resultados Obtidos Pela Aplicação do RCM Segundo Moubray (2000), se bem aplicado, o RCM pode alcançar os resultados definidos na expectativa de uma manutenção de terceira geração, tais como: • maior segurança e proteção ambiental; • desempenho operacional melhorado; • maior efetividade do custo de manutenção; • vida útil mais longa de itens dispendiosos; • um banco de dados de manutenção completo; • maior motivação das pessoas; • melhor trabalho em equipe. O RCM produz lucros rapidamente. Se forem corretamente focadas e corretamente aplicadas, as revisões RCM podem se pagar por si mesmas em questões de meses ou até mesmo de semanas. O resultado final é uma 18 manutenção organizada, com maior efetividade, mais harmoniosa e bem sucedida. Segundo Kardec e Lafraia (2002), a implantação do RCM evita que a engenharia ou a operação resolvam intervir sem que a causa-raiz do problema ou falha tenha sido levantada, tomando-se medidas paliativas onde apenas os sintomas são eliminados. Ao se identificar a causa-raiz, evita-se que o problema volte a ocorrer, evitando-se intervenções, consumo de recursos e aumentando a confiabilidade dos equipamentos. Outro benefício imediato proporcionado pelo RCM é a integração entre operação, manutenção e engenharia, pois as atividades, quando não há esta integração, são feitas de maneira fragmentadas, causando baixa confiabilidade, disponibilidade e altos custos de manutenção (KARDEC e LAFRAIA, 2002). 19 3. Sugestão de Aplicação: Máquina de Endireitamento, Corte e Dobra de Aços Uma planta de corte e dobra de aços para construção civil pode ser descrita de acordo com as considerações dos subitens abaixo relacionados. 3.1. Planilhamento O padrão do processo adotado pela indústria distribuidora de aços Arcelormittal (2012) determina que, depois de efetivada a compra, o cliente agenda a data de entrega, respeitando o prazo de no mínimo quatro dias úteis. É de responsabilidade do cliente fornecer todos os dados referentes ao produto solicitado, tais como: bitolas, número de dobras, peso, formato e dimensões. Os dados fornecidos pelo cliente são utilizados para se estabelecer a sequência do processo produtivo pelo departamento de planilhamento. As informações referentes ao processo, tais como, identificação da obra, cliente, peso, quantidade, entre outras informações pertinentes, são armazenadas em software específico. 3.2. Rastreabilidade Conforme estabelecido pela distribuidora Arcelormittal (2012), todas as informações processadas pelo departamento de planilhamento são compiladas e impressas em etiquetas de controle de produção, OS (Ordens de Serviço). Estas etiquetas são presas às peças para facilitar o processo de identificação e execução no decorrer da produção, bem como no processo de carregamento e descarregamento nos canteiros de obra. No descarregamento, é comum fazer uso do romaneio, um documento utilizado para facilitar o processo de identificação e conferência das peças no canteiro de obra. 20 3.3. Padronização das Dobras Segundo a ABNT NBR 7480 (2007) onde as exigências de dobramento para o aço CA25, CA50 e CA60, no laboratório de ensaio são as especificadas nas Tabelas 1 e 2. A Figura 3 traz o aspecto de alguns formatos, os mais comuns, obtidos a partir do processo de endireitamento, corte e dobra de aços para construção Civil. Como o aço utilizado pelo processo produtivo, ou seja, a matéria prima, com bitolas menores que 16 mm é fornecida em forma de fio-máquina, independente do número de dobras, todas as peças passam pelo processo de endireitamento. Já a matéria prima com bitola superior a 16 mm é fornecida pela usina siderúrgica em forma de vergalhões. Tabela 1: Padronização das exigências de dobramento fonte: NBR 7480 (2007, p.33) 21 Tabela 2: Especificação dos pinos de dobramento Fonte: NBR 6118 (2002, p.30). Figura 3: Aspecto das peças dobradas em equipamentos para corte e dobra de aço (ARCELORMITTAL, 2012) 22 3.4. Equipamentos utilizados Para os seu processo produtivo, na distribuidora Arcelormittal (2012) os equipamentos estão classificados em quatro grupos: • Estribadeira de dobra automática; • Linha de corte; • Dobras auxiliares; • Estiradeira. 3.4.1. Estribadeira de dobra automática Os modelos de equipamento disponíveis para esta categoria são vários. Merece destaque nesta categoria, os mais utilizados na distribuidora Arcelormittal (2012), para produção de pequenos estribos, os equipamentos do fabricante italiano MEP (Machine Electronic Piegatrici) modelo Format Simplex, em destaque na Figura 4. São equipamentos tecnologicamente avançados, dotados de CLP (Controladores Lógicos Programáveis) e atuadores hidráulicos com controles servoproporcionais. Figura 4: Aspecto de uma estribadeira de dobra automática (MEP, 2012) 23 3.4.2. Linha de corte Assim como para as estribadeiras, segundo a MEP (2012), os modelos de equipamento disponíveis para esta categoria são vários. Merece destaque nesta categoria, os mais utilizados na distribuidora Arcelormittal (2012), para produção de vergalhões em tamanhos personalizados (de 0,5 á 13 m), os equipamentos do fabricante italiano MEP (Machine Electronic Piegatrici) modelo Flexiplus, em destaque na Figura 5, juntamente com um equipamento de dobra auxiliar. Estes também são equipamentos tecnologicamente avançados, dotados de CLP (Controladores Lógicos Programáveis) e atuadores hidráulicos com controles servoproporcionais. 3.4.3. Dobras auxiliares São equipamentos que operam em conjunto com as linhas de corte, sua importância se reside no fato de trabalharem com maiores bitolas (capacidade de dobra de vergalhões de até 32 mm de diâmetro). Estes também são equipamentos tecnologicamente avançados, dotados de CLP (Controladores Lógicos Programáveis) e atuadores hidráulicos com controles servoproporcionais e atuadores eletromecânicos acionados por controladores de velocidade, tais como inversores de frequência e servomotores. 24 Figura 5: Flexiplus e CS-40, aspecto de uma linha de corte operando em conjunto com um equipamento de dobras auxiliares (MEP, 2012) 3.4.4. Estiradeira Para a distribuidora Arcelormittal (2012), estes equipamentos chegam a representar a maior parte da capacidade de produção na planta, cegando a 40% do total produzido em uma planta de produção. Segue o perfil tecnológico das outras categorias, sendo tecnologicamente avançados, dotados de CLP (Controladores Lógicos Programáveis) e atuadores hidráulicos com controles servoproporcionais e atuadores eletromecânicosacionados por controladores de velocidade, tais como inversores de frequência e servomotores. Existem vários modelos em operação. A Figura 6 mostra o aspecto de uma estiradeira WRR-16, fabricada pela fabricante de máquinas italiana Beta System, utilizada pela Arcelormittal. 25 Figura 6: WRR-16 endireitadeira (MEP, 2012). 26 4. Aplicando o processo RCM na Planta em Análise Para uma utilização otimizada dos recursos e de mão de obra disponíveis, é recomendável estabelecer antes de toda a tarefa que envolve a aplicação do processo RCM, quais são os ativos disponíveis na planta e quais serão os ativos a serem submetidos ao processo RCM, baseando-se em uma consulta aos registros da planta. Este procedimento garante o uso otimizado dos recursos, concentrando os esforços e recursos nas atividades realmente necessárias (MOUBRAY, 2000). A aplicação do RCM produz resultados significativos, no que diz respeito á qualidade da manutenção, no entanto, sua aplicação confere a necessidade de alto custo de mão de obra especializada e dispêndio de tempo, o que restringe sua aplicação apenas para equipamentos de grande importância ou grandes impactos nos quesitos meio ambiente, segurança e economia (MARAN, 2011). Após determinado quais equipamentos serão submetidos ao processo RCM, outro passo importante no processo RCM é o FMEA. Smith (1993) aponta que o FMEA é reconhecido como a mais fundamental ferramenta aplicada á engenharia da confiabilidade. Devido ao seu caráter prático e qualitativo, é a mais amplamente compreendida forma de análise de confiabilidade encontrada nas indústrias. Esta ferramenta aponta com detalhes as vulnerabilidades dos sistemas e a sua relação com a confiabilidade do processo e a qualidade do produto. Smith (1993) aponta ainda que o FMEA incorpora o processo voltado a identificar o modo de falha dos equipamentos, suas causas, e finalmente os efeitos resultantes dos modos de falha previamente identificados. Estes resultados são apresentados em detalhes e de maneira clara. Uma vez dotada destas informações, os gerentes estão preparados a determinar o que pode ser feito para se evitar os modos de falha identificados. Estas informações fornecem os recursos para se estabelecer um modelo bem estruturado de Manutenção Centrada na Confiabilidade. 27 4.1 Determinação dos equipamentos para análise RCM Uma rápida consulta no sistema de produção da planta em análise revela os maiores gargalos, permitindo então estabelecer critérios de prioridade na aplicação do RCM em busca de melhorias nos setores mais críticos. Neste sentido, equipamentos de alto volume de produção são prioridades na aplicação do RCM. A Tabela 3 traz o levantamento de criticidade, o qual estabeleceu a escolha do equipamento a ser o primeiro a passar pela análise do RCM. Tabela 3: Levantamento de criticidade os equipamentos da planta em estudo Levantamento de criticidade nome do equipamento capacidade (ton/turno) MTBF(horas) criticidade Concept 6 10:50 crítico CS 40 01 6 15:30 crítico CS 40 02 4 20:37 crítico Flexiplus 12 10:29 não crítico Focus 01 3 32:00:00 não crítico Focus 02 3 50:00:00 não crítico Focus 03 3 43:00:00 não crítico Focus 3 Fios 5 120:00:00 não crítico Format 01 4 06:00 não crítico Format 02 4 07:34 não crítico Format 04 4 22:47 não crítico Format 05 4 13:45 não crítico Format 06 4 26:22:00 não crítico Format o3 4 13:44 não crítico Mini Syntax 01 7 16:07 não crítico Mini Syntax 02 7 150:00:00 não crítico Mini Syntax 03 7 18:03 não crítico Mini Syntax 04 7 12:34 não crítico Mini Syntax 05 7 34:12:00 não crítico Mini Syntax 06 7 36:18:00 não crítico Mitronic 16 12:07 crítico Planet 20 01 15 34:36:00 crítico RD 20 10 128:00:00 não crítico Syntax Line 10 40:38:00 crítico 28 Neste caso, a escolha do equipamento Metronic 16 como sendo o equipamento prioritário para passar pela análise RCM pode ser justificada pelo seu alto volume de produção, alta taxa de falhas (baixo MTBF) além de não possuir redundância, ou seja, há apenas um equipamento disponível para sua específica característica de produção. Espera-se, assim, adotar uma política de manutenção concisa e efetiva no sentido de reduzir a taxa de falhas do equipamento em questão, ao menor custo possível, com a maior eficiência e resultados significativos para o faturamento da empresa. 29 5. Análise de Efeitos e Modos de Falha (FMEA) Aplicados no Equipamento em Análise Já escolhido o equipamento, dá-se início à aplicação do processo de análise RCM, para tal finalidade, utiliza-se a Planilha de Informação juntamente com o Diagrama de Decisões, dois importantes documentos na implantação da análise RCM. Para maior clareza, a Planilha de Informação do RCM, é apresentada em uma planilha codificada e organizada em ordem numérica e alfabética, conforme se observa a partir da planilha da Tabela 4.. Para facilitar a análise, o sistema foi subdividido e outros subsistemas: sistema hidráulico, sistema de arrefecimento, sistema elétrico, sistema de controle e sistema de endireitamento, facilitando assim a organização dos dados para estudo do equipamento em questão. 5.1. Planilhas de Informação A disposição da planilha de informação tornou a tarefa de análise simples e metódica, além de revelar a importância de se realizar a implantação do RCM em conjunto com profissionais dos mais variados departamentos da corporação, levantando assim, nas reuniões do RCM o máximo de informações pertinentes a análise. As colunas da planilha de informação estão organizadas de modo a responder quatro das sete questões básicas do processo RCM, ou seja: • quais são as funções e padrões de desempenho de um ativo no seu contexto presente de operação? • de que forma ele falha em cumprir suas funções? • o que causa cada falha funcional? • o que acontece quando ocorre cada falha? 30 A Tabela 4 tráz a planilha de informação que aborda os modos de falha que podem ser apresentados pelo subsistema no 1, ou seja, o sistema hidráulico do equipamento Metronic. Tabela 4: Planilha de informação do sistema hidráulico facilit.: data folha no:1 audit.: data de:2 ocorre a contaminação do ambiente, redução constante do nível de óleo , e o equipamento sofre acúmulo de contaminantes. falha nas conexões1 incapacidade de conter fluído hidráulico o equipamento opera sempre em velocidade de operação manual, a velocidade dos atuadores cai significativamente, causando erros de time out no sistema eletronico de controle e baixa produtividade falha na válvula de segurança 2 vazão insuficiente para o processo . C desgaste da bomba hidráulica a velocidade dos atuadores cai significativamente, causando erros de time out no sistema eletronico de controle e baixa produtividade 1 RCM Planilha de Informaçãoincapaz de canalizar fluido hidráulico A falha nos engates rápidos 1 sistema no: 1 Empresa: sub-sist.: sist. Hidraulico sistema: Metronic 16 sub-sistema no :01 o motor da bomba hidráulica apresenta alto consumo de corrente elétrica, o ruído do motor se torna mais forte e agudo, a pressão do sistema se mantém abaixo do mínimo quando consultado o manômetro do bloco principal. o motor da bomba hidráulica apresenta alto consumo de corrente elétrica, o ruído do motor se torna mais forte e agudo, a pressão do sistema se mantém no nível máximo quando consultado o manômetro do bloco principal. filtros danificados 2 função falha funcional modo de falha efeito da falha canalizar todo fluido hidráulico do reservatório através da bomba aos atuadores a uma pressão mínima de 180 bar e vazão mínima de 100 L/min. Com temperatura entre 60 e 80 oC 1 B A planilha da Tabela 5 traz informação que aborda os modos de falha que podem ser apresentados pelo subsistema no 1, ou seja, o sistema hidráulico do equipamento Metronic. 31 Tabela 5: Planilha de informação do sistema hidráulico folha no 2. facilit.: data folha no:2 audit.: data de:2 sistema no: 1 sub-sist.: sist. Hidraulico sub-sistema no :01 Empresa: ao abaixar a temperatura do óleo de 80 para 60 C, os ventiladores continuam atuando, fazendo com que o fluido hidráulico atinja temperaturas inferiores a 60 C, comprometendo o desempenho do sistema devido ao aumento da viscosidade do óleo, e alteração de sua prorpiedades físico químicas. A corrente elétrica do motor se eleva provocando o desarmamento do disjuntor motor de proteção e emitindo um alarme de sobrecarga no motor sensor de temperatura mínima danificado4 sensor de temperatura alta danificado ao atingir 80 oC, o ventilador para ventilação forçada não atua, permitindo que o fluido hidráulico atinja a temperatua crítica de 85 C, parando o equipamento atravéz do alarme de máxima temperatura emitido pelo CLP e IHM 3 Ao deixar de receber o fluxo de ar proveniente do ambiente, por ventilação forçada para a troca de calor com o fluido hidráulico, reduz-se a eficiência do trocador de calor provocando o aquecimento do fluido hidráulico. O sensor de temperatura emite um alarme de temperatura máxima ao atingir 85 oC de tem peratura,atravéz da IHM , e a máquina desativa o sistema hidráulico ventiladores danificados 2 o óleo, ao passar pelas tubulações do trocador de calor, deixa de receber o fluxo de ar proveniente do ambiente para a troca de calor com o fluido hidráulico, atravéz de ventilação forçada por ventiladores, reduzindo assim a eficiencia do trocador de calor provocando o aquecimento do fluido hidráulico. O sensor de temperatura emite um alarme de temperatura máxima ao atingir 85 oC de tem peratura,atravéz da IHM , e a máquina desativa o sistema hidráulico sujeira na colméia do trocador de calor 1 incapacidade de manter a temperatura estável . canalizar todo fluido hidráulico do reservatório através da bomba aos atuadores a uma pressão mínima de 180 bar e vazão mínima de 100 L/min. Com temperatura entre 60 e 80 oC 1 D RCM Planilha de Informação sistema: Metronic 16 As Tabelas 6 a 8 trazem as planilhas de informação que abordam os modos de falha que podem ser apresentados pelo subsistema no 2, ou seja, o sistema de arrefecimento do equipamento Metronic 16. 32 Tabela 6: Planilha de informação do sistema de arrefecimento facilit.: data folha no:1 audit.: data de: 3 o motor deixa de acionar a bomba de óleo, interrompendo o fluxo de óleo pela colméia do trocador de calor, aumentando gradativamente a temperatura do óleo durante o ciclo de trabalho do equipamento. A temperatura atinge o nível máximo após algumas horas de trabalho e a operação é bloqueada pelo sensor de temperatura máxima, emitindo um alarme de máxima temperatura de óleo através do CLP na IHM. É necessária 1 hora para troca do motor motor da bomba de óleo inoperante 1 ao deixar de a funcionar algum dos ventiladores, a troca de calor pelo trocador de calor torna-se insuficiente para manter o fluído hidráulico refrigerado, aumentando gradativamente a temperatura do óleo durante o ciclo de trabalho do equipamento. A temperatura atinge o nível máximo após algumas horas de trabalho e a operação é bloqueada pelo sensor de temperatura máxima, emitindo um alarme de máxima temperatura de óleo através do CLP na IHM. a troca do ventilador pode ser feita em 2 horas função falha funcional modo de falha efeito da falha RCM Planilha de Informação sistema: Metronic 16 sistema no: 1 sub-sist.: Arrefecimento sub-sistema no :02 Empresa: incapaz de refrigerar o óleo A manter a temperatura do fluido do circuito hidráulico dentro do limite máximo de 85 oC, atendendo aos padrões de segurança e legislações ambientais 1 2 ventiladores inoperantes 33 Tabela 7: Planilha de informação do sistema de arrefecimento. facilit.: data folha no:2 audit.: data de:3 4 a poeira ou a incrustação impedem a troca de calor entre óleo e ambiente, aumentando gradativamente a temperatura do óleo durante o ciclo de trabalho do equipamento. A temperatura atinge o nível máximo após algumas horas de trabalho e a operação é bloqueada pelo sensor de temperatura máxima, emitindo um alarme de máxima temperatura de óleo através do CLP na IHM.Tempo para a limpeza do trocador de calor : 4 horas acúmulo de poeira e incrustações no trocador de calor A bomba de óleo deixa de funcionar, interrompendo o fluxo de óleo pela colméia do trocador de calor, aumentando gradativamente a temperatura do óleo durante o ciclo de trabalho do equipamento. A temperatura atinge o nível máximo após algumas horas de trabalho e a operação é bloqueada pelo sensor de temperatura máxima, emitindo um alarme de máxima temperatura de óleo através do CLP na IHM.Tempo para a substituição da bomba : 4 horas bomba de óleo danificada 3 função falha funcional modo de falha efeito da falha RCM Planilha de Informação sistema: Metronic 16 sistema no: 1 sub-sist.: sist. de Arrefecimento sub-sistema no :02 Empresa: 1 incapaz de refrigerar o óleo A manter a temperatura do fluido do circuito hidráulico dentro do limite máximo de 85 oC, atendendo aos padrões de segurança e legislações ambientais 34 Tabela 8: Planilha de informação do sistema de arrefecimento facilit.: data folha no:3 audit.: data de: 3 juntas danificadas 3 ao perder a capacidade de vedação, as conexões permitem a passagem de óleo para o exterior ddo circuito hidráulico provocando contaminações no equipamento e no meio ambiente. O nível de óleo do reservatório baixa constantemente. A revisão e troca de conexões podem ser feitas em 3 horas conexões danificadas1 ao perder a capacidade de vedação, as mangueiras permitem a passagem de óleo para o exterior ddo circuito hidráulico provocando contaminações no equipamento e no meio ambiente. O nível de óleo do reservatório baixa constantemente. A revisão e troca de mangueiras podem ser feitas em 3 horas mangueiras danificadas 2 presença de contaminaçã o por vazamento de óleo nocircuito hidráulico B o filtro atinge a saturação interrompendo o fluxo de óleo pela colméia do trocador de calor, aumentando gradativamente a temperatura do óleo durante o ciclo de trabalho do equipamento. A temperatura atinge o nível máximo após algumas horas de trabalho e a operação é bloqueada pelo sensor de temperatura máxima, emitindo um alarme de máxima temperatura de óleo através do CLP na IHM. É necessária 1 hora para troca do filtro filtro de óleo obstruído 5 ao perder a capacidade de vedação, as juntas dos elementos do circuito hidráulico permitem a passagem de óleo para o exterior ddo circuito hidráulico provocando contaminações no equipamento e no meio ambiente. O nível de óleo do reservatório baixa constantemente. A revisão e troca dejuntas podem ser feitas em 2 horas RCM Planilha de Informação sistema: Metronic 16 sistema no: 1 sub-sist.: Arrefecimento sub-sistema no :03 Empresa: modo de falha efeito da falha incapaz de refrigerar o óleo A manter a temperatura do fluido do circuito hidráulico dentro do limite máximo de 85 oC, atendendo aos padrões de segurança e legislações ambientais 1 função falha funcional 35 As Tabelas 9 a 11trazem as planilhas de informação que abordam os modos de falha que podem ser apresentados pelo subsistema no 2, ou seja, o sistema de alimentação elétrica do equipamento Metronic 16, o qual foi escolhido para implantação do processo RCM. Tabela 9: Planilha de Informação do sistema de alimentação elétrica facilit.: data folha no:1 audit.: data de:3 A o fornecimento de energia para os circuitos de alimentação do equipamento é interrompido, impedindo o acionamento de qualquer parte dos subsistemas. O restabelecimento do fornecimento pelo acionamento dos disjuntores pode ser feito em 30 minutos falha nos dispositivos de proteção 1 o fornecimento de energia para os circuitos de alimentação do equipamento é interrompido, impedindo o acionamento de qualquer parte dos subsistemas. A substituição do transformador pode ser realizada em 3 horas falha no transforma dor 2 o fornecimento de energia para os circuitos de alimentação do equipamento é interrompido, impedindo o acionamento de qualquer parte dos subsistema, bem como de toda vizinhança. A concessionária de energia elétrica deve ser acionado para aquisição do prazo de restauração do fornecimento falha na concession ária 3 falta de energia elétrica função falha funcional modo de falha efeito da falha RCM Planilha de Informação sistema: Mitronic 16 sistema no: 1 sub-sist.: elétrico sub-sistema no :03 Empresa: 1 fornecer energia elétrica para os dispositivos elétricos e eletrônicos contidos no sistema de forma estabilizada e segura atendendo aos padrões estabelecidos pela norma NR-10 36 Tabela 10: Planilha de Informação do sistema de alimentação elétrica facilit.: data folha no:2 audit.: data de:3 o fornecimento de energia para os circuitos de alimentação do equipamento é interrompido, impedindo o acionamento de qualquer parte dos subsistema, bem como de toda vizinhança. A concessionária de energia elétrica deve ser acionado para aquisição do prazo de restauração do fornecimento falha na concession ária 4 falha nos dispositivos de proteção 1 o fornecimento de energia para os circuitos de alimentação do equipamento é interrompido, impedindo o acionamento de qualquer parte dos subsistemas. A substituição dos dispositivos de proteção pode ser feita em 2 horas RCM Planilha de Informação sistema: Metronic 16 sistema no: 1 sub-sist.: elétrico sub-sistema no :03 Empresa: 1 fornecer energia elétrica para os dispositivos elétricos e eletrônicos contidos no sistema de forma estabilizada e segura atendendo aos padrões estabelecidos pela norma NR-10 A falta de energia elétrica B função falha funcional modo de falha efeito da falha falat de fase o fornecimento de energia para os circuitos de alimentação do equipamento é interrompido, impedindo o acionamento de qualquer parte dos subsistemas. A substituição do transformador pode ser realizada em 3 horas falha no transforma dor 2 37 Tabela 11: Planilha de Informação do sistema de alimentação elétrica facilit.: data folha no:3 audit.: data de:3 a tensão elétrica no circuito de alimentação torna-se instável, podendo desativar a alimentação através dos dispositivos de proteção. Ocorre a queima e avarias nos circuitos eletrônicos mais sensíveis á variações de tensão. A concessionária de energia elétrica deve ser acionada e um protocolo éaberto para estabelecimento de prazo de regularização do sistema falha na concession ária 1 subtensão ou sobretensão no circuito de potência C D os dispositivos eletrônicos perdem a capacidade de energização, o operador do equipamento fica sujeito a choques elétricos, colocando em risco sua integridade física. Tempo para reparo: 4 horas avaria nas conexões elétricas 1 os dispositivos eletrônicos tornam-se inoperantes. O operador do equipamento fica sem proteção contra choques elétricos. Tempo para reparo: 2 horas avarias nos disjuntores residuais de corrente 2 falta de aterramento efeito da falha RCM Planilha de Informação sistema: Metronic 16 sistema no: 1 sub-sist.: elétrico 1 função falha funcional modo de falha sub-sistema no :03 Empresa: B falta de fase fornecer energia elétrica para os dispositivos elétricos e eletrônicos contidos no sistema de forma estabilizada e segura atendendo aos padrões estabelecidos pela norma NR-10 o fornecimento de energia para os circuitos de alimentação do equipamento é interrompido, impedindo o acionamento de qualquer parte dos subsistemas. A substituição dos cabos danificados pode ser realizado em 4 horas cabos danificados 3 38 As Tabelas 12 a 13trazem as planilhas de informação que abordam os modos de falha que podem ser apresentados pelo subsistema no 4, ou seja, o sistema de controle do equipamento Metronic 16. Tabela 12: Planilha de informação do sistema de arraste facilit.: data folha no:1 audit.: data de:2 1 1 estabelecer o cionamento dos atuadores através dos comandos manuais ou automático, realizando a leitura dos sensores eletrônicos de posição e segurança e exibindo o status do equipamento em tempo real falha na placa de saída ao acionar a movimentação dos roletes, não há presença de tensão no acionamento do inversor de frequência do motor de acionamento dos roletes, o fio máquina perde o alinhamento e a qualidade de produção diminui drasticamente. Tempo para trocar aplaca : 30 minutos B incapaz de movimentar os roletes ao acionar o corte, não há presença de tensão elétrica na solenóide da válvula correspondente, a pressão não é aplicada no cilindro hidráulico e o sistema de corte permanece inoperante, no modo manual ou automático. Tempo para substituição do conector: 1 hora 3 mal contato o conector da eletroválvu la de acionament o do corte incapaz de acionar o corte A 2 ao acionar o corte, no modo manual,não há presença de tensão elétrica no conector da válvula correspondente, a pressão não é aplicada no cilindro hidráulico e o sistema de corte permanece inoperante, no modo automático o sistema funciona bem. Tempo para substituição do Botão: 30 minutos falha no botão de acionament o ao acionar o corte, não há presença de tensão elétrica no conector da válvula correspondente, a pressão não é aplicada no cilindrohidráulico e o sistema de corte permanece inoperante, no modo manual ou automático. Tempo para substituição da placa: 30 minutos falha na placa de saída 1 função falha funcional modo de falha efeito da falha RCM Planilha de Informação sistema: Metronic 16 sistema no: 1 sub-sist.: Controle sub-sistema no :04 Empresa: 39 Tabela 13: Planilha de informação do sistema de arraste facilit.: data folha no:2 audit.: data de: 2 falha no relé de comutação manual- automático o processo de setup e calibração torna- se impossibilitado, o equipamento dispõe apenas de comandos automáticos. Tempo para troca do relé : 20 minutos D E o funcionamento do equipamento é interrompido, os sensores funcionam normalmente, porém não há indicação de leitura no IHM, ou na placa correspondente ás leituras. Tempo para substituição e configuração do módulo: 1 hora módulo de entradas e saídas danificado 1 não realiza operações automáticas F o equipamento responde a todos os comandos, porém o controle se torna impossível devido a falta de acompanhamento de status. Não há imagens exibidas no monitor. Tempo para substituição do monitor: 2 Horas monitor danificado 1 falta de imagem na IHM o funcionamento do equipamento é interrompido, os sensores funcionam normalmente, porém não há indicação de leitura no IHM, ou na placa correspondente ás leituras. Tempo para substituição e configuração da placa: 1 hora falaha na placa de entradas do CLP 1 incapaz de ler os sensores C 2 3 RCM Planilha de Informação sistema: Metronic 16 sub-sist.: controle função estabelecer o cionamento dos atuadores através dos comandos manuais ou automático, realizando a leitura dos sensores eletrônicos de posição e segurança e exibindo o status do equipamento em tempo real 1 incapaz de acionar movimentos manuais 1 falha no botão de acionament o ao acionar a movimentação dos roletes, não há presença de tensão no acionamento do inversor de frequência do motor de acionamento dos roletes, o fio máquina perde o alinhamento e a qualidade de produção diminui drasticamente. Tempo para trocaro botão : 30 minutos falha no inversor de frequência ao acionar a movimentação dos roletes, inversor de frequência do motor de acionamento dos roletes permanece inoperante, o fio máquina perde o alinhamento e a qualidade de produção diminui drasticamente. Tempo para trocar o inversor de frequência: 2 horas sistema no: 1 sub-sistema no :04 Empresa: falha funcional modo de falha efeito da falha B incapaz de movimentar os roletes 40 As Tabelas 14 e 15 trazem as planilhas de informação que abordam os modos de falha que podem ser apresentados pelo subsistema no 2, ou seja, o sistema de endireitamento do equipamento Metronic 16, o qual foi escolhido para implantação do processo RCM. Tabela 14: Planilha de informação do sistema de endireitamento facilit.: data folha no:1 audit.: data de:2 função falha funcional modo de falha efeito da falha RCM Planilha de Informação sistema: Metronic 16 sistema no: 1 sub-sist.: Endireitamento sub-sistema no :05 Empresa: 5 ao acionar o arraste no modo manual ou aautomático, o equipmento não responde o comando mantendo o rolo de arraste parado, retornando um alarme de "time out" quando acionado em modo automático. O tempo para reparo no servomotor é de 6 dias servomotor em condição de alarme 3 ao acionar o arraste no modo manual ou automático, o fio máquina avança com dificuldade, há uma diferença entre a velocidade linear do fio máquina e a velocidade linear na superfície do rolo de tração, pois, o desgaste acentuado nos canais do arraste provoca a redução do atrito necessário para a execussão da operação. O tempo para a troca do arraste é de 6 horas desgaste acentuado no rolo de tração 2 sensor de corte atuando ao detectar corte em posição de avanço,o arraste fica impedido de acionar na direção de avanço pelo CLP, sendo possível acionar apenas no modo reverso. Tempo para reparo: 20 minutos 4 desbobinar fio máquina de aço CA-60 de 8 a 16 mm de diâmetro numa velocidade de zero a 2 metros por segundo e manter as barras estiradas em perfeito alinhamento, atendendo aos requisitos de segurança previstos na NR - 12 1 incapaz de arrastar o fio máquina A ao acionar o arraste no modo manual, os rolos de tração permanecem parados, e não há retorno de alarmes na IHM, porém, no modo automático, a máquina realiza todas as operações referente ao acionamento do arraste, mantendo o rolo de tração parado e retornando um alarme de" time out" de arraste. O tempo para reaperto no redutor é de 2 horas folga no acoplament o do servomotor de arraste 1 desbobinad or com fio máquina enroscado o arraste encontra grande resistencia ao efetuar a operação, ocorre a patinação entre o fio e o rolo de arraste enroscos no desbobinador disparam alarme de fio enroscado, enroscos no pré endireitador não dispara alarme na IHM 41 Tabela 15: Planilha de informação do sistema de endireitamento. facilit.: data folha no:2 audit.: data de:2 ao acionar o arrste em modo manual ou automático, o arraste encontra grande resistência para executar a operação. Nota-se um sobreaquecimento nos roletes com rolamentos danificados e o rendimento do equipamento diminui. O tempo para troca dos rolamentos é de 3 horas rolamentos dos rolos de endireitam ento danificados 3 incapaz de arrastar o fio máquina em velocidade de trabalho B potenciom etro de controle de velocidade danificado o arraste opera em baixa velocidadde, tanto na operação manual como em automático, o tempo para substituição do potenciômetro é de 1 hora 1 o fio máquina se torna levemente deformado após o processo de endireitamento, os rolos de pressão e arrste se aquecem juntamente com o fio máquina, além de sobrecarregar o servomotor. O CLP emite um alarme de bloqueio mecânico. Tempo para reprogramação da pressão no arraste é de 30 minutos sobrepress ão nos rolos de arraste 2 efeito da falha RCM Planilha de Informação sistema: Metronic 16 sistema no: 1 sub-sist.: Endireitamento sub-sistema no :05 Empresa: desbobinar fio máquina de aço CA-60 de 8 a 16 mm de diâmetro numa velocidade de zero a 2 metros por segundo e manter as barras estiradas em perfeito alinhamento, atendendo aos requisitos de segurança previstos na NR - 12 1 função falha funcional modo de falha 5.2. Diagramas de Decisão A planilha de decisão é utilizada, para continuar com a análise do equipamento, respondendo as três ultimas questões básicas do RCM, ou seja: • de que forma cada falha importa? • o que pode ser feito para predizer ou prevenir cada falha? • o que deve ser feito se não for encontrada uma tarefa pró ativa apropriada? 42 Nesta etapa do processo de implantação do RCM, de acordo com a representação da F 7, pode ser observada a lógica de análise de escolhas de estratégias de manutenção, onde é possível definir sistematicamente a importância de uma falha, as estratégias e métodos de previsão e prevenção de falhas, bem como a tomada de decisão no caso de se não encontrar uma tarefa pró-ativa apropriada. Figura 7: Árvore lógica de análise para escolhas de estratégias para manutenção (MARAN,2011) As planilhas de decisão, apresentadas a seguir, foram montadas para responder estas questões à luz de cada um dos modos de falha listados na planilha de informação. Uma ilustração da planilha de decisão pode servisualizada na Tabela 16, seguida dos significados dos termos encontrados na referida planilha. 43 Tabela 16: Planilha de decisão Data: folha no: Data: de: H1 H2 H3 S1 S2 S3 O1 O2 O3 N1 N2 N3 RCM Planilha de decisão sistema: Subsistema: Sistema no Sub sistema no Fac.: Aud.: Tarefa Proposta Frequênci a Inicial Pode ser feita Por O H4 H5 S4 referência informaçã avaliação de consequência Ação Defoult F FF FM H S E F: está relacionada à planilha de informação; Função. FF: está relacionada à planilha de informação; Falha Funcional. FM: está relacionada à planilha de informação; Modo de Falha. H: está relacionada à detecção da falha S: está relacionada à segurança E: está relacionada às falhas que afetam o meio ambiente O: está relacionada à capabilidade operacional 5.3. Aplicando o Diagrama de Decisão A Tabela 17 mostra o Diagrama de decisão obtido a partir das informações geradas na planilha de informação do subsistema: Sistema Hidráulico, folha Número 1 e 2. Para cada Planilha de Informação, há um Diagrama de decisão correspondente, completando o ciclo de respostas para as sete questões básicas do RCM. 44 Tabela 17: Planilha de decisão, subsistema Hidráulico Data: folha 1 e 2 Data: de: 2 H1 H2 H3 S1 S2 S3 O1 O2 O3 N1 N2 N3 testar periodicamente os sensores de temperatura semestral mente Eletricista1 D N Y testar periodicamente os sensores de temperatura semestral mente Eletricista1 D 3 N Y verificar o estado de operação dos ventiladores periodicamente trimestral mente Y Auxiliar de Manutençã 1 D 2 Y N N Y Y verificar a atuação da válvula de segurança em simulando condições de o operações críticas anualment e Mecânico verificar o estado de limpeza do trocador de calor periodicamente semestral mente Mecânico N Y 1 D 1 N 1 C 2 N N N verificar periodicamente a pressão na saída da bomba hidráulica semestral mente Mecânico1 C 1 N Y verificar periodicamente o estado das conexões hidráulicas trimestral mente Mecânico1 B 1 Y N Y Y Frequência Inicial Pode ser feita Por verificar periodicamente o inicador de saturação de filtro bimestalm ente Auxiliar de Manutençã 1 A 2 N Y verificar periodicamente o estado dos engates rápidos trimestral mente Mecânico1 A 1 Y N Y Y Fac.: Aud.: Tarefa Proposta RCM Planilha de decisão sistema: Metronic 16 Subsistema: sub. Hidráulico Sistema n o 1 Sub sistema :1 O H4 H5 S4 referência informação avaliação de consequência Ação Defoult F FF H S EFM A Tabela 18mostra o Diagrama de decisão obtido a partir das informações geradas na planilha de informação do subsistema: Arrefecimento, folha Número 1, 2 e 3. 45 Tabela 18: Planilha de decisão, subsistema arrefecimento. Data: folha 1,2e3 Data: de: 3 H1 H2 H3 S1 S2 S3 O1 O2 O3 N1 N2 N3 inspecionar integridade de juntas periodicamente anualment e Mecânico1 B 3 Y N Y Y inspecionar as mangueiras hidráulicas periodicamente mensalme nte Auxiliar de Manutençã 1 B 2 Y N Y Y fazer a inspeção das conexões hidráulicas periodicamente mensalme nte Mecânico1 B 1 Y N Y Y verificar integridade do filtro e indicador de saturação semestral mente Y Mecânico1 A 5 N N N N Y 1 A 4 N limpeza periódica da colméia do trocador de calor anualment e Mecânico nenhuma manutenção programada1 A 3 Y N N Y N N N Frequência Inicial Pode ser feita Por verificar periodicamente o estado de operação dos ventiladores semestral mente Auxiliar de Manutençã o 1 A 2 N Y verificar periodicamente o funcionamento da bomba de óleo semestral mente Auxiliar de Manutençã o 1 A 1 N Y Fac.: Aud.: Tarefa Proposta RCM Planilha de decisão sistema: Metronic 16 Subsistema: arrefecimento Sistema n o 1 Sub sistema no 2 O H4 H5 S4 referência informação avaliação de consequência Ação Defoult F FF H S EFM A Tabela 19 tráz o Diagrama de decisão obtido a partir das informações geradas na planilha de informação do subsistema: Sistema Elétrico, folha Número 1, 2 e 3. 46 Tabela 19: Planilha de decisão, subsistema elétrico. Data: folha 1,2,e 3 Data: de: 3 H1 H2 H3 S1 S2 S3 O1 O2 O3 N1 N2 N3 teste periódico de resposta do disjuntor semestral mente eletricista1 D 2 N N N N Y inspeção periódica por termografia nas conexões elétricas semestral mente eletricista1 D 1 N Y nenhuma manutenção programada1 C 1 N N N N N N inspecionar cabos com megômetro periodicamente anualment e eletricista1 B 3 N N N N Y inspeção periódica por termografia no transformador anualment e eletricista1 B 2 N Y testes periódicos nos dispositivos de proteção anualment e eletricista1 B 1 N N N N Y nenhuma manutenção programada1 A 4 N N N N N N nenhuma manutenção programada1 A 3 N N N N N N Frequência Inicial Pode ser feita Por inspeção periódica por termografia no transformador semestral mente eletricista1 A 2 N Y testes periódicos nos dispositivos de proteção anualment e eletricista1 A 1 N N N N Y Fac.: Aud.: Tarefa Proposta RCM Planilha de decisão sistema: Metronic 16 Subsistema: Elétrico Sistema n 1 Sub sistema no3 O H4 H5 S4 referência informação avaliação de consequência Ação Defoult F FF H S EFM A Tabela 20 tráz o Diagrama de decisão obtido a partir das informações geradas na planilha de informação do subsistema: Sistema Controle, folha Número 1e 2. 47 Tabela 20: Diagrama de Decisão, subsistema: controle. Data: folha 1 e 2 Data: de: 2 H1 H2 H3 S1 S2 S3 O1 O2 O3 N1 N2 N3 1 C 1 N N N N N N nenhuma manutenção programada 1 F 1 N N N N N N nenhuma manutenção programada Y 1 E 1 Y N N Y N N N N N semestral mente técnico em eletrônica nenhuma manutenção programada inspeção periódica de integridade dos contatos anualment e eletricista 1 B 2 N 1 D 1 N inspeção periódica na integridade do inversor de frequência 1 B 3 Y N N Y Y N N N N N nenhuma manutenção programada N N N nenhuma manutenção programada 1 B 2 N N N nenhuma manutenção programada 1 B 1 N N N N N N reapertos periódicos nos parafusos de conectores semestral mente N N N eletricista1 A 3 N N Y 1 A 2 N nenhuma manutenção programada N N nenhuma manutenção programada A1 1 N N N N N N Frequência Inicial Pode ser feita Por RCM Planilha de decisão sistema: metronic 16 Subsistema: controle Sistema n o 1 Sub sistema n o 4 O H4 H5 S4 referência informação avaliação de consequência Ação Defoult F FF H S E Fac.: Aud.: Tarefa Proposta FM A Tabela 21traz o Diagrama de decisão obtido a partir das informações geradas na planilha de informação do subsistema: Endireitamento, folha Número 1e 2. 48 Tabela 21: Diagrama de decisão, subsistema: Endireitamento Data: folha 1 e 2 Data: de: 2 H1 H2 H3 S1 S2 S3 O1 O2 O3 N1 N2 N3 substituição periódica dos rolamentos semestral mente mecânico1 B 3 N Y verificação periódica da corrente de saída do servodrive do servomotor de arraste trimestral mente Y1 B 2 N eletricista A1 teste periódico de curva de resposta semanalme nte eletricista1 B 1 N Y nenhuma manutenção programada YNNY5 NNN N N nenhuma manutenção programada N N N nenhuma manutenção programada 1 A 3 N N N N N N 1 A 4 N Frequência Inicial Pode ser feita Por verificar desgaste do rolo de arraste periodicamente trimestral mente mecânico1 A 2 Y N N Y Y inspecioanar condições de aperto e integridade do acoplamento anualment e mecânico1 A 1 N N Y Fac.: Aud.: Tarefa Proposta RCM Planilha de decisão sistema: Metronic Subsistema:Endireitamento Sistema no 1 Sub sistema no 5 O H4 H5 S4 referência informação avaliação de consequência Ação DefoultF FF H S EFM 49 6. Resultados Vislumbrados com a Implantação do RCM Como se pode observar, a partir das informações obtidas pelo processo de elaboração dos dois principais documentos necessários para a implantação do RCM, é possível elaborar um plano de manutenção eficiente e conciso, a partir de uma abordagem sistemática. Conforme já mencionado em capítulos anteriores, dentre os resultados a serem alcançados pela implantação do plano de manutenção desenvolvido, destacam-se: • Redução de custos de manutenção; • Aumento da segurança nas operações dos equipamentos envolvidos; • Aumento da vida útil dos equipamentos envolvidos; • Conservação do meio ambiente. Além de resultados indiretos, mas com conseqüências benéficas imediatas, tais como: • Aumento de faturamento e lucro; • Otimização de Custos; • Redução de Lucros Cessantes. Estes benefícios podem ser atingidos graças á possibilidade de se evitar trabalhos e tarefas desnecessárias durante a realização e elaboração dos planos de manutenção, bem como pela possibilidade de se adotar uma postura estratégica em relação aos estoques de peças. A importância da estratégia e gerenciamento de estoques se revela principalmente no caso das falhas eletrônicas, as quais seguem um padrão aleatório de tempo de falhas e não permitem a aplicação de uma tarefa de manutenção baseada no tempo nem baseada na condição, exigindo assim que peças eletrônicas estejam em estoque ou condição de fácil aquisição durante a ocorrência de uma falha. 50 Segundo Moubray (2000), na obra em que serviu de base para este trabalho, o RCM pode alcançar os resultados definidos na expectativa de uma manutenção de terceira geração, tais como: • maior segurança e proteção ambiental: como se observa na proposta de programa elaborada, as falhas que trazem danos para o meio ambiente são sistematicamente previstas e evitadas. Na impossibilidade de determinar uma tarefa pró-ativa para eliminar a possibilidade de ocorrência da falha, uma estratégia é formulada no sentido de se minimizar os impactos. • desempenho operacional melhorado: neste caso é de extrema importância a participação do pessoal da operação no processo de implantação do RCM. • maior efetividade do custo de manutenção: uma das grandes contribuições para a maior efetividade do custo de manutenção advém do plano de manutenção elaborado de maneira sistemática e eficiente, eliminando tarefas desnecessárias e um melhor aproveitamento da mão de obra. • vida útil mais longa de itens dispendiosos: ao contrário das atividades de manutenção baseadas no tempo, a manutenção baseada em condições determinada pelo RCM resulta na utilização otimizada dos itens disponíveis em um sistema. • um banco de dados de manutenção completo: a planilha de informação, associada ao diagrama de decisão é uma poderosa ferramenta de consulta e estratégia de manutenção. • maior motivação das pessoas: o RCM incita o trabalho em equipe, e os rápidos resultados obtidos trazem satisfação pessoal e profissional. 51 O RCM produz lucros rapidamente. Se forem corretamente focadas e corretamente aplicadas, as revisões RCM podem se pagar por si mesmas em questões de meses ou até mesmo de semanas. O resultado final é uma manutenção organizada, com maior efetividade, mais harmoniosa e bem sucedida. Kardec e Lafraia (2002) apontam, ainda, que a implantação do RCM evita que a engenharia ou a operação resolvam intervir sem que a causa-raiz do problema ou falha tenha sido levantada, tomando-se medidas paliativas onde apenas os sintomas são eliminados. Ao se identificar a causa-raiz, evita-se que o problema volte a ocorrer, evitando-se intervenções, consumo de recursos e aumentando a confiabilidade dos equipamentos. Outro benefício imediato proporcionado pelo RCM é a integração entre operação, manutenção e engenharia, pois as atividades, quando não há esta integração, são feitas de maneira fragmentadas, causando baixa confiabilidade, disponibilidade e altos custo de manutenção (KARDEC e LAFRAIA, 2002). 52 7. Conclusões e Recomendações Através das Planilhas de Informação e dos Diagramas de Decisão apresentados, pode-se expandir a análise para tantos quantos subsistemas forem necessários, atingindo assim, uma maior confiabilidade do sistema em função das atividades de manutenção geradas a partir destes importantes documentos. Aí se tem a importância do trabalho em equipe durante a elaboração dos documentos e implantação do RCM. Diferentes ocupações profissionais proporcionam diferentes maneiras de visualizar um modo de falha, ou a maneira em que um equipamento venha a falhar. Ao se agrupar estes diferentes pontos de vista, um trabalho mais e abrangente é elaborado, atingindo melhores resultados após a implantação do RCM. Nota-se a ausência de abordagens de modos de falha relacionados à padronização das dobras, apresentadas no Capítulo 3, bem como modos de falha relacionados á qualidade do material produzido e prazos de entrega, os quais refletem diretamente no grau de satisfação dos clientes. A participação do pessoal de produção no time do RCM resulta na cobertura destes modos de falha durante o desenvolvimento e implantação do processo. As planilhas de informação apontaram um conjunto de aproximadamente 50 modos de falha, porém, este número pode chegar ás centenas, de acordo com a profundidade da abordagem, bem como da disposição e composição da equipe do RCM. A vantagem de se levantar um maior número de previsões de modos de falha reside no fato de que quanto maior o número de modos de falha identificados, maior será a confiabilidade do sistema após a implantação do RCM. Embora a literatura traga sugestões em que o FMEA pode ser desenvolvido por um único engenheiro, o RCM é fortemente recomendado a ser desenvolvido em equipe. Este trabalho, no entanto, não apresenta um caráter conclusivo em relação 53 ao assunto e aplicação abordada, por tratar-se de uma sugestão de implantação, muitos aprimoramentos ainda podem ser alcançados, neste segmento de aplicação. A Tabela 3, apresentada pelo pessoal da produção e processos, pode ser substituída por uma ferramenta aprimorada, uma sugestão é a Matriz GUT (Gravidade, Urgência e Tendência). A Matriz GUT, se mostra como uma ferramenta sistemática e eficiente na hora de se tomar decisões com o caráter apresentado no capítulo 4. O RCM se mostra uma importante ferramenta para a escolha da uma estratégia de manutenção. Aplicar o RCM em todos os equipamentos da planta não é uma atividade sensata, pois elevaria os custos e consumiria tempo e recursos de mão de obra. No entanto, quando aplicada ao equipamento correto, ou seja, o mais crítico, permite selecionar a estratégia de manutenção adequada para cada modo de falha, gerando lucros através da otimização da utilização dos recursos disponíveis. O método empregado para o desenvolvimento e aplicação da filosofia RCM no equipamento em questão pode ser expandido, permitindo ser aplicado em outras categorias de equipamentos disponíveis em plantas de produção de aços cortado e dobrado para construção civil. A partir das Planilhas de Decisão, nota-se que tarefas relativamente simples implicam na prevenção de falhas e evitam paradas desnecessárias, como no caso da limpezas dos trocadores de calor ou verificações periódicas das conexões hidráulicas. A partir do diagrama da Tabela 20, é possível observar que, para os CLP’s (Controladores Lógicos Programáveis), placas eletrônicas de controle
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