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Indaial – 2019 Práticas de Manutenção Mecânica Prof. Marcelo Henrique Soar 1a Edição Copyright © UNIASSELVI 2019 Elaboração: Prof. Marcelo Henrique Soar Revisão, Diagramação e Produção: Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri UNIASSELVI – Indaial. Impresso por: SO676p Soar, Marcelo Henrique Práticas de manutenção mecânica. / Marcelo Henrique Soar. – Indaial: UNIASSELVI, 2019. 202 p.; il. ISBN 978-85-515-0367-6 1. Manutenção mecânica. – Brasil. II. Centro Universitário Leonardo Da Vinci. CDD 620 III aPresentação Caro acadêmico, você está iniciando o curso de Práticas de Manutenção Mecânica, no qual aprenderá as principais coisas que deve saber quanto ao assunto de manutenção, com um foco especial na realização da prática com ferramentas e equipamentos que você pode encontrar em situações de fábrica. Este livro irá tratar desde os conceitos básicos que você deve entender para ter noções de manutenção, assim como as ferramentas e cuidados preliminares que você deve tomar na realização da prática, estudando, finalmente, os casos da manutenção para uma variedade de equipamentos industriais, explorando como são tratados de forma a obter a maior vida útil deles. Na primeira unidade, você irá estudar a importância que a manutenção possui na indústria moderna, as formas com que ela é aplicada, as principais etapas do seu planejamento, como é determinado o custo de realizar a manutenção, os cuidados básicos de segurança que devem ser tomados, as orientações para montagem e desmontagem de equipamentos e as principais ferramentas que são utilizadas nestes trabalhos. Na segunda unidade, você verá como é realizada a análise de falhas nas peças industriais que sofreram quebra, como é realizado o processo de soldagem de manutenção, assim como etapas de manutenção para peças específicas, como mancais, eixos, polias, engrenagens, entre outros. A terceira unidade é a última deste livro, na qual você estudará os processos de manutenção e como são utilizados para uma variedade de sistemas específicos, como sistemas de vedação, sistemas hidráulicos, sistemas pneumáticos, sistemas lubrificados, sistemas eletrônicos, assim como o tópico de análise de vibrações em máquinas e o caso da manutenção em equipamentos que possuem elementos químicos operando. Este livro foi desenvolvido para você que usa o método de estudo EAD (Ensino a Distância), encorajando não apenas o estudo, mas a prática, os exercícios, e a busca por materiais complementares. Faça proveito de todas estas oportunidades e enriqueça a sua experiência. Bons estudos! Prof. Marcelo Henrique Soar IV Você já me conhece das outras disciplinas? Não? É calouro? Enfim, tanto para você que está chegando agora à UNIASSELVI quanto para você que já é veterano, há novidades em nosso material. Na Educação a Distância, o livro impresso, entregue a todos os acadêmicos desde 2005, é o material base da disciplina. A partir de 2017, nossos livros estão de visual novo, com um formato mais prático, que cabe na bolsa e facilita a leitura. O conteúdo continua na íntegra, mas a estrutura interna foi aperfeiçoada com nova diagramação no texto, aproveitando ao máximo o espaço da página, o que também contribui para diminuir a extração de árvores para produção de folhas de papel, por exemplo. Assim, a UNIASSELVI, preocupando-se com o impacto de nossas ações sobre o ambiente, apresenta também este livro no formato digital. Assim, você, acadêmico, tem a possibilidade de estudá-lo com versatilidade nas telas do celular, tablet ou computador. Eu mesmo, UNI, ganhei um novo layout, você me verá frequentemente e surgirei para apresentar dicas de vídeos e outras fontes de conhecimento que complementam o assunto em questão. Todos esses ajustes foram pensados a partir de relatos que recebemos nas pesquisas institucionais sobre os materiais impressos, para que você, nossa maior prioridade, possa continuar seus estudos com um material de qualidade. Aproveito o momento para convidá-lo para um bate-papo sobre o Exame Nacional de Desempenho de Estudantes – ENADE. Bons estudos! NOTA Olá acadêmico! Para melhorar a qualidade dos materiais ofertados a você e dinamizar ainda mais os seus estudos, a Uniasselvi disponibiliza materiais que possuem o código QR Code, que é um código que permite que você acesse um conteúdo interativo relacionado ao tema que você está estudando. Para utilizar essa ferramenta, acesse as lojas de aplicativos e baixe um leitor de QR Code. Depois, é só aproveitar mais essa facilidade para aprimorar seus estudos! UNI V VI VII UNIDADE 1 – CONCEITOS BÁSICOS DE PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO .......................... 1 TÓPICO 1 – MANUTENÇÃO E SUA IMPORTÂNCIA .................................................................. 3 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 3 2 OBJETIVOS DA MANUTENÇÃO .................................................................................................... 3 3 APLICAÇÕES ........................................................................................................................................ 5 RESUMO DO TÓPICO 1........................................................................................................................ 9 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 10 TÓPICO 2 – FORMAS DE MANUTENÇÃO ..................................................................................... 11 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 11 2 CLASSIFICAÇÃO DA MANUTENÇÃO ........................................................................................ 11 2.1 MANUTENÇÃO CORRETIVA .................................................................................................. 12 2.2 MANUTENÇÃO PREVENTIVA ................................................................................................ 14 2.3 MANUTENÇÃO PREDITIVA .................................................................................................... 16 3 MANUTENÇÃO DETECTIVA ......................................................................................................... 20 4 MANUTENÇÃO PRODUTIVA TOTAL ......................................................................................... 21 5 DISCUSSÕES QUANTO ÀS FORMAS DE MANUTENÇÃO .................................................... 23 RESUMO DO TÓPICO 2........................................................................................................................ 25 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 26 TÓPICO 3 – PLANEJAMENTO E CUSTOS DE MANUTENÇÃO ................................................ 29 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 29 2 PROCESSOS DE MANUTENÇÃO ................................................................................................... 29 3 PLANO DE OPERAÇÕES ................................................................................................................... 30 4 MÉTODO CPM ..................................................................................................................................... 33 5 ANÁLISE DE CUSTOS ....................................................................................................................... 35 RESUMO DO TÓPICO 3........................................................................................................................ 38 AUTOATIVIDADE................................................................................................................................. 39 TÓPICO 4 – SEGURANÇA E CUIDADOS PRÉVIOS ..................................................................... 41 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 41 2 CUIDADOS DE SEGURANÇA ......................................................................................................... 41 3 TÉCNICAS DE DESMONTAGEM ................................................................................................... 44 4 MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS MECÂNICOS .................................................................... 47 LEITURA COMPLEMENTAR ............................................................................................................... 50 RESUMO DO TÓPICO 4........................................................................................................................ 51 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 52 TÓPICO 5 – FERRAMENTAS DE MANUTENÇÃO ........................................................................ 55 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 55 2 CHAVES DE APERTO E DESAPERTO ............................................................................................ 55 3 ALICATES .............................................................................................................................................. 63 4 TORQUÍMETRO .................................................................................................................................. 64 suMário VIII RESUMO DO TÓPICO 5........................................................................................................................ 66 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 67 UNIDADE 2 – MANUTENÇÃO DE PEÇAS MECÂNICAS ........................................................... 69 TÓPICO 1 – ANÁLISE DE FALHAS .................................................................................................... 71 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 71 2 FONTES DE FALHAS .......................................................................................................................... 71 3 ANÁLISE DE FALHAS ........................................................................................................................ 72 4 FALHAS POR CONCENTRAÇÃO DE TENSÕES......................................................................... 73 5 ANÁLISE DE FALHAS EM DIVERSOS COMPONENTES MECÂNICOS .............................. 75 RESUMO DO TÓPICO 1........................................................................................................................ 79 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 80 TÓPICO 2 – SOLDAGEM DE MANUTENÇÃO ............................................................................... 83 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 83 2 CARACTERÍSTICAS ........................................................................................................................... 83 3 TIPOS DE FALHAS ............................................................................................................................. 85 4 ELEMENTOS DE LIGA ...................................................................................................................... 87 5 TÉCNICAS DE SOLDAGEM ............................................................................................................ 88 RESUMO DO TÓPICO 2........................................................................................................................ 91 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 92 TÓPICO 3 – MANCAIS .......................................................................................................................... 93 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 93 2 MANCAIS DE ROLAMENTO .......................................................................................................... 93 2.1 FALHAS EM ROLAMENTOS ....................................................................................................... 97 3 MANCAIS DE DESLIZAMENTO .................................................................................................... 100 RESUMO DO TÓPICO 3........................................................................................................................ 102 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 103 TÓPICO 4 – EIXOS E CORRENTES .................................................................................................... 105 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 105 2 EIXOS ...................................................................................................................................................... 105 3 CORRENTES ......................................................................................................................................... 108 RESUMO DO TÓPICO 4........................................................................................................................ 111 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 112 TÓPICO 5 – POLIAS E CORREIAS ..................................................................................................... 113 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 113 2 POLIAS ................................................................................................................................................... 113 4 FORMAS DE DANOS NAS CORREIAS ......................................................................................... 117 RESUMO DO TÓPICO 5........................................................................................................................ 118 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 119 TÓPICO 6 – ENGRENAGENS E VARIADORES DE VELOCIDADE .......................................... 121 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 121 2 TIPOS DE VARIADORES DE VELOCIDADE ............................................................................... 121 3 MANUTENÇÃO DE VARIADORES DE VELOCIDADE ............................................................ 124 4 FALHAS EM ENGRENAGENS ......................................................................................................... 125 LEITURA COMPLEMENTAR ............................................................................................................... 128 RESUMO DO TÓPICO 6........................................................................................................................132 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 133 IX UNIDADE 3 – MANUTENÇÃO DE SISTEMAS ESPECÍFICOS ................................................... 135 TÓPICO 1 – SISTEMAS DE VEDAÇÃO ............................................................................................ 137 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 137 2 CONCEITO DE VEDAÇÃO ............................................................................................................... 137 3 TIPOS DE ELEMENTOS DE VEDAÇÃO ........................................................................................ 138 4 MANUTENÇÃO DE ELEMENTOS DE VEDAÇÃO ..................................................................... 144 RESUMO DO TÓPICO 1........................................................................................................................ 147 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 148 TÓPICO 2 – SISTEMAS HIDRÁULICOS .......................................................................................... 149 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 149 2 PRINCÍPIOS .......................................................................................................................................... 149 3 CIRCUITO DE TRABALHO HIDRÁULICO .................................................................................. 151 4 BOMBAS ................................................................................................................................................ 153 5 ÓLEO HIDRÁULICO........................................................................................................................... 156 6 ATUADORES HIDRÁULICOS .......................................................................................................... 157 7 VÁLVULAS HIDRÁULICAS ............................................................................................................. 158 RESUMO DO TÓPICO 2........................................................................................................................ 161 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 162 TÓPICO 3 – SISTEMAS PNEUMÁTICOS ......................................................................................... 163 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 163 2 COMPRESSORES ................................................................................................................................. 164 3 REDES DE AR COMPRIMIDO ........................................................................................................ 168 4 ATUADORES PNEUMÁTICOS ........................................................................................................ 170 5 VÁLVULAS PNEUMÁTICAS ............................................................................................................ 171 RESUMO DO TÓPICO 3........................................................................................................................ 173 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 174 TÓPICO 4 – LUBRIFICAÇÃO DE SISTEMAS .................................................................................. 175 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 175 2 TIPOS DE LUBRIFICANTES ............................................................................................................. 175 3 APLICAÇÃO DE LUBRIFICANTES ................................................................................................ 178 4 CONTROLE DA APLICAÇÃO DE LUBRIFICANTES ................................................................ 181 5 MANUSEIO E ARMAZENAMENTO DE LUBRIFICANTES ...................................................... 183 RESUMO DO TÓPICO 4........................................................................................................................ 185 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 186 TÓPICO 5 – ANÁLISE DE VIBRAÇÕES ............................................................................................ 187 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 187 2 VIBRAÇÕES MECÂNICAS ............................................................................................................... 187 3 APLICAÇÕES ........................................................................................................................................ 189 4 ANÁLISE ESPECTRAL ........................................................................................................................ 189 5 EQUIPAMENTOS ................................................................................................................................. 194 LEITURA COMPLEMENTAR ............................................................................................................... 197 RESUMO DO TÓPICO 5........................................................................................................................ 198 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 199 REFERÊNCIAS ......................................................................................................................................... 200 X 1 UNIDADE 1 CONCEITOS BÁSICOS DE PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM PLANO DE ESTUDOS A partir do estudo desta unidade, você deverá ser capaz de: • familiarizar-se com os conceitos básicos de manutenção industrial; • detalhar as formas de manutenção com seus respectivos benefícios; • realizar o plano de manutenção, analisando os custos envolvidos; • descrever os procedimentos de segurança na manutenção e os cuidados que devem ser tomados; • determinar as ferramentas de manutenção mecânica apropriadas para cada situação. Esta unidade está dividida em cinco tópicos. No decorrer da unidade você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo apresentado. TÓPICO 1 – MANUTENÇÃO E SUA IMPORTÂNCIA TÓPICO 2 – FORMAS DE MANUTENÇÃO TÓPICO 3 – PLANEJAMENTO E CUSTOS DE MANUTENÇÃO TÓPICO 4 – SEGURANÇA E CUIDA DOS PRÉVIOS TÓPICO 5 – FERRAMENTAS DE MANUTENÇÃO 2 3 TÓPICO 1 UNIDADE 1 MANUTENÇÃO E SUA IMPORTÂNCIA 1 INTRODUÇÃO Caro acadêmico, você está prestes a começar um novo passo em seus estudos e provavelmente está se perguntando: qual é a importância de aprender práticas da manutenção? O processo de manutenção foi necessário na área industrial desde o próprio surgimento da indústria, pois desde que a humanidade começou a produzir produtos existiram falhas na produção. A grande competitividade existente na indústria moderna fez que a qualidade dos produtos e serviços prestados seja de fortíssima importância, de forma a garantir a competitividade da empresa e a satisfação do cliente. O processo de manutenção é essencial na garantia da qualidade de um produto, já que todas as partes envolvidas em um processo industrial tendem a sofrer alguma forma de desgaste ao longo do tempo. A função do processode manutenção é criar um planejamento que permita que você se prepare de forma a evitar que este desgaste cause danos no seu processo de produção. Neste tópico, você aprenderá, em detalhes, os principais objetivos da manutenção industrial e da sua influência na indústria moderna, assim como as consequências da ausência de uma manutenção apropriada. 2 OBJETIVOS DA MANUTENÇÃO Na criação de qualquer produto na indústria, existem alvos que devem ser alcançados de forma a garantir a satisfação do cliente e permitir o sucesso da empresa. Estes alvos podem ser da forma de quantidade de produto, especificações de qualidade, ou mesmo a vida útil esperada do mesmo. O processo de manutenção industrial tem, como principal objetivo a redução dos custos da empresa através de um número de fatores, entre os quais (TELECURSO 2000, 2014): UNIDADE 1 | CONCEITOS BÁSICOS DE PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO 4 • Reduzir interrupções no processo. • Evitar atrasos nas entregas. • Redução de perdas financeiras. • Diminuição dos custos de produção. • Impedir o surgimento de erros de fabricação. • Minimizar as queixas por parte dos clientes. • Prevenir a perda de mercado devido à insatisfação dos consumidores. Estes objetivos são atingidos através de uma variedade de processos, que visam manter o sistema de produção em funcionamento conservando, alterando, restaurando e substituindo os equipamentos e prevenindo erros. Os objetivos da manutenção industrial, de uma forma mais específica, podem ser descritos como manter os equipamentos e as máquinas em condições de bom funcionamento e a prevenção de possíveis falhas. Idealmente, a manutenção perfeita seria aquela que permite que o equipamento opere com sua máxima produção o maior tempo possível, enquanto que ao mesmo tempo possui o menor custo possível. Os termos relacionados a manutenção são definidos de forma precisa pela ABNT na norma NBR 5462, com a definição oficial de manutenção sendo conforme a citação encontrada a seguir: “Combinação de todas as ações técnicas e administrativas, incluindo as de supervisão, destinadas a manter ou recolocar um item em um estado no qual possa desempenhar uma função requerida” (ABNT, 1994, p. 6). A redução de custos que um sistema de manutenção eficiente pode proporcionar é enorme. Um sistema de manutenção preditiva pode reduzir custos para empresas de 10% a 40%. Estima-se que este número pode chegar a uma economia de até 630 bilhões de dólares no ano de 2025 (MANYIKA, J. et al., 2015). ESTUDOS FU TUROS Você irá estudar mais sobre o conceito de manutenção preditiva, assim como outras formas de manutenção, no Tópico 2, a seguir. Por enquanto, basta saber que é uma forma de manutenção mais sofisticada. TÓPICO 1 | MANUTENÇÃO E SUA IMPORTÂNCIA 5 Outro fator importante, que justifica a manutenção, são os acidentes de trabalho que podem vir a ocorrer quando um equipamento falha devido à manutenção inadequada, podendo resultar em ferimentos graves para os indivíduos envolvidos. 3 APLICAÇÕES Praticamente qualquer setor da indústria realiza manutenções em seus equipamentos de forma com que estes produzam maior confiabilidade ao longo de sua vida útil. O ato e manutenção de qualidade diminuem o número de falhas de um sistema; observe, por exemplo, a Tabela 1, em que é mostrado o número de falhas de sistemas elétricos com relação à qualidade de manutenção aplicada a eles. Estes dados foram obtidos por uma pesquisa realizada pela IEEE (Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos) (ONTARIO HYDRO, 1997). Como você pode ver na Tabela 1, os sistemas que receberam manutenção de excelente qualidade sofreram um número percentual muito menor de falhas que poderiam ser evitadas (aproximadamente 11,6%), enquanto que sistemas com baixa qualidade de manutenção sofreram muitas falhas que eram evitáveis (aproximadamente 32,8%). TABELA 1 – FALHAS EM EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS PARA DIFERENTES GRAUS DE MANUTENÇÃO REALIZADA Número de falhas versus qualidade da manutenção para todas as classes de equipamentos combinadas Número de falhas Qualidade de manutenção Todas as causas Manutenção inadequada Porcentagem de falhas devido a manutenção inadequada Excelente 311 36 11,6 % Boa 853 154 18,1 % Fraca 67 22 32,8 % Total 1231 212 17,2 % FONTE: Ontario Hydro (1997, p. 4) Estes resultados servem para evidenciar a importância associada a um processo de manutenção de qualidade. Os processos com manutenção fraca tendem a apresentar maior número de falhas, gerando, consequentemente, quebras, atraso nas entregas, insatisfação dos clientes e perda de mercado. UNIDADE 1 | CONCEITOS BÁSICOS DE PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO 6 FIGURA 1 – TORNO VERTICAL EM UMA BASE DA FORÇA AÉREA AMERICANA FONTE: <http://bit.ly/2Z9qVAd>. Acesso em: 7 maio 2019. A manutenção de casas e estruturas também possui grande relevância no nosso dia a dia. O custo médio de manutenção por ano é de aproximadamente 2% do custo de uma casa similar nova. Este exemplo é interessante, pois pode ser observado como o custo de manutenção pode aumentar ao longo do tempo, conforme o objeto envelhece. Para casas com mais de 40 anos, o custo de manutenção tende a aumentar, podendo ultrapassar 3%, enquanto que para casas com menos de 15 anos é comum possuir um custo abaixo de 1% ao ano (MARTEINSSON; JÓNSSON, 1999). Você pode observar, na Figura 2, um exemplo importantíssimo de manutenção, que é a manutenção de aeronaves, onde defeitos e manutenção inadequada podem, muitas vezes, serem fatais aos usuários, pois os acidentes de aeronaves contêm um alto risco de morte, sendo necessário a realização de uma manutenção frequente e cuidadosa. Observe na Figura 1 um exemplo de caso em que a manutenção gerou grandes resultados positivos, onde você pode ver um torno vertical em uma base da força aérea americana que foi mantido em operação por um tempo de mais de 50 anos. Esta grande longevidade do torno é em parte devido à manutenção preventiva periódica, realizada a cada 180 dias. TÓPICO 1 | MANUTENÇÃO E SUA IMPORTÂNCIA 7 FIGURA 2 - MANUTENÇÃO DO HELICÓPTERO MH-60R SEAHAWK FONTE: <http://bit.ly/2HhwEK6>. Acesso em: 8 maio 2019. UNIDADE 1 | CONCEITOS BÁSICOS DE PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO 8 ESTUDOS FU TUROS Para ampliar o seu entendimento da importância da manutenção no âmbito industrial, sugere-se a leitura do texto elaborado por Francisco de Castro Mello Neto, Mayara Lima Peres e Idelcio Alexandre Palheta Cardoso, A Importância da manutenção para o negócio, que discute o valor da manutenção no cenário industrial e suas aplicações no Brasil. A importância da manutenção para o negócio Com o passar do tempo, o desenvolvimento de produtos e serviços de uma forma em geral tornou-se um fator diferencial e trouxe consigo a produção em massa, que por sua vez passou a exigir mais de máquinas e equipamentos, mudando a figura da manutenção que outrora fora vista como desperdício. A prova mais fiel deste fato, é que algum tempo depois, o papel de destaque dentro das empresas que era ocupado exclusivamente pela manufatura, passou a ser dividido entre a operação e manutenção, influenciando nas estratégias e prioridades da organização. A transposição desta barreira fez com que oportunidades surgissem desde então, pois a busca incessante pelo aumento da produtividade e consequentemente lucro, direcionou ao desenvolvimento e aplicação de métodos e práticas de manutenção mais modernas, ou simplesmente fez com que algumas ações nesse sentido fossem iniciadas. Uma série de problemas andam lado a lado com as organizações que não possuem essa área ou ainda ela não está bem definida, segue abaixo, uma lista resumida de problemas oriundos do cotidiano das equipes de manutenção em algumas organizações: • Falta de visão estratégica do negócio. • Falta de política de manutenção para organização como um todo. • Falta de manutenção preventiva. • Falta de plano de manutenção. • Falta de cronograma para execução de manutenção. •Manutenção proativa inexistente ou insuficiente. • Problemas repetidos frequentemente. • Atividades de manutenção mal planejadas ou errôneas. • Falta de otimização das paradas do processo produtivo. • Desperdício de verba com manutenções desnecessárias. • Falta de histórico de equipamentos. • Falta de acompanhamento no projeto e na introdução de novos equipamentos no processo; • Uso ineficiente ou inexistente das técnicas de manutenção preditiva. • Falta de comprometimento a médio e longo prazos. Para que o objetivo das empresas, que é produzir sempre que solicitado, seja alcançado, precisa-se estabelecer um nível de manutenção de seus ativos, podendo ser um dos objetivos estabelecer o que é chamado de WCM (World Class Maintenance) – Manutenção de Classe Mundial –, mas, para tanto, torna-se necessária a implementação de políticas de manutenção ou a melhoria dos processos de manutenção adotados pela empresa, não de forma parcial e sim integral, garantindo com que as decisões sobre os rumos da manutenção sejam repassados a todo o corpo técnico, devendo-se disseminar estas informações. Uma das características da implementação de políticas de manutenção é que o foco dos serviços tende a tornar-se exclusivamente preventivo, fazendo com que a equipe técnica possa ser direcionada para prevenção, melhoria dos processos e para a redução de custos. FONTE: NETO, F.C.; PERES, M.L.; CARDOSO, I.A. A importância da manutenção para o negócio, ENEGEP, 2011. Disponível em: <http://bit.ly/2HhwJgS>. Acesso em: 20 maio 2019. 9 Neste tópico, você aprendeu que: • A manutenção é definida como o conjunto de ações de forma a manter um equipamento em boas condições de operabilidade. • A manutenção reduz custos para a empresa, incluindo custos de interrupção, atrasos, custos de produção, erros de fabricação e perdas de mercado devido à insatisfação dos clientes com a empresa. • Uma manutenção de alta qualidade costuma gerar um número percentual de falhas menor, assim gerando economia de dinheiro. • O custo de manutenção de um dado equipamento pode aumentar com o passar da vida do mesmo. • A ausência da manutenção pode ser perigosa devido à possibilidade de acidentes de trabalho ou da quebra de veículos em movimento. RESUMO DO TÓPICO 1 10 1 A manutenção é um processo que busca manter o equipamento de uma empresa em bom estado de funcionamento, o que irá aumentar o nível de sucesso da empresa através da diminuição dos custos, e proporcionar um subsequente aumento do rendimento desta empresa. Dentro deste contexto, cite três formas em que a manutenção industrial permite a diminuição de custos para a empresa. 2 Os processos de manutenção possuem aplicação ampla em todos os segmentos da indústria, sendo de grande interesse para empresas devido à redução de custos que esses podem proporcionar. Sobre este assunto, classifique as sentenças em V para as verdadeiras e F para as falsas. ( ) O processo de manutenção é um processo exclusivamente moderno. ( ) Os custos de manutenção podem aumentar com o envelhecimento do equipamento. ( ) Uma boa manutenção pode diminuir o número de falhas do equipamento. ( ) A manutenção é realizada pouco na indústria elétrica. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) V – F – F – V. b) ( ) F – F – V – V. c) ( ) V – F – V – F. d) ( ) F – V – V – F. 3 Um exemplo de manutenção encontrado no dia a dia é a dos automóveis, cujo bom funcionamento é essencial para garantir o transporte do indivíduo assim como a segurança na viagem. Estes automóveis são compostos por muitas peças que podem ser verificadas e alteradas pelo proprietário ou em várias oficinas por todo o país. Com base nestas informações, analise as sentenças a seguir, determinando se constituem exemplo de manutenção ou não: I- Troca regular do óleo do carro. II- Instalação de um aerofólio. III- Verificação na oficina ao perceber um ruído. IV- Rebaixamento da suspensão. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) As sentenças I e III estão corretas. c) ( ) As sentenças III e IV estão corretas. d) ( ) Apenas a sentença III está correta. AUTOATIVIDADE 11 TÓPICO 2 FORMAS DE MANUTENÇÃO UNIDADE 1 1 INTRODUÇÃO Já havendo estudado a definição de manutenção e sua importância e aplicações na indústria, você provavelmente está se perguntando: quando e como que é realizada esta manutenção? A manutenção pode ser realizada de diversas formas, as quais podem depender do equipamento em questão, da disponibilidade de fundos, do tipo de falha e da capacidade de detectar problemas antes de que estes aconteçam. Neste tópico, você irá aprender sobre as principais formas de manutenção utilizadas na indústria, incluindo os conceitos de manutenção corretiva, preventiva e preditiva, e as situações em que estas podem ser aplicadas, assim como as vantagens e desvantagens de cada uma delas. 2 CLASSIFICAÇÃO DA MANUTENÇÃO A distinção mais simples entre diferentes formas de manutenção é se esta foi planejada ou não planejada. A planejada visa prever problemas antes que aconteçam, enquanto que a não planejada ocorre em reação a um problema que surge no equipamento. De uma forma mais específica, os processos de manutenção são geralmente classificados em três formas principais, a saber: • Manutenção corretiva. • Manutenção preventiva. • Manutenção preditiva. UNIDADE 1 | CONCEITOS BÁSICOS DE PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO 12 2.1 MANUTENÇÃO CORRETIVA A manutenção corretiva é uma forma de manutenção não planejada, que surge como uma reação para um problema que surgiu no equipamento quando estava em operação, e deve-se consertar os defeitos no equipamento durante um tempo em que a máquina estaria normalmente em operação. Existe também uma forma similar de manutenção não planejada, chamada de manutenção de ocasião, em que reparos são realizados sobre equipamentos que apresentaram defeitos, mas apenas em tempos em que é normal a máquina estar parada. Esta manutenção reacionária é a forma mais comum utilizada na indústria, com o equipamento não sendo reparado, nem verificado regularmente, apenas consertado ou trocado conforme a ocasião (ONTARIO HYDRO, 1997). Esta técnica tem a vantagem de menor planejamento requerido, não necessitando custo inicial de planejar uma manutenção antes de surgir um problema, por outro lado não é o método mais eficiente ao longo prazo devido ao elevado custo de reparo das máquinas e do tempo de perda de produção. Uma das principais características da manutenção corretiva é que esta deve ser imediata quando há surgimento de problemas. Se ocorreu uma falha no equipamento, deve-se consertá-lo assim que possível (TELECURSO 2000, 2014). Esta forma possui uma grande desvantagem quanto ao fato de que sua frequência e tamanho são imprevisíveis, sendo difícil para a empresa organizar as equipes de manutenção que devem existir para tratar destes problemas. Se a empresa tiver períodos com muitas falhas e períodos com poucas falhas, as equipes de manutenção podem ficar alternadamente com muito trabalho ou sem trabalho nenhum. É comum que estas equipes trabalhem em outras áreas no tempo livre, mas muitas vezes acabam gerando prejuízos e atrasos em outras áreas, pois a equipe tem que parar o que está fazendo para tratar de uma emergência quando uma máquina falha. Então, sempre é bom minimizar a necessidade de manutenção corretiva, já que as falhas que levam à parada do equipamento geram perda na produção, atrasos nas entregas e podem causar acidentes que geram riscos aos operadores e ao meio ambiente, além de possuírem um custo de reparo considerável. TÓPICO 2 | FORMAS DE MANUTENÇÃO 13 Você deve perceber que, mesmo que os maiores cuidados sejam tomados, falhas ocorrerão eventualmente, então a manutenção corretiva é inevitável, sendo importante que haja sempre uma equipe de manutenção qualificada para realizá-la. ATENCAO Na Figura 3 você pode observar um especialista realizandomanutenção em um separador sólido-líquido de um veículo espacial. Um dos dois separadores existentes na aeronave sofreu uma falha devido a uma acumulação de água no mesmo, que provavelmente ocorreu durante um dos testes realizados, necessitando reparo. Em um veículo isolado como um destes, a manutenção dos componentes é extremamente importante, pois não é possível, muitas vezes, obter ajuda externa. FIGURA 3 – ESPECIALISTA REALIZANDO MANUTENÇÃO CORRETIVA EM UM SEPARADOR SÓLIDO-LÍQUIDO FONTE: <https://go.nasa.gov/2HsILEj>. Acesso em: 11 maio 2019. UNIDADE 1 | CONCEITOS BÁSICOS DE PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO 14 2.2 MANUTENÇÃO PREVENTIVA Em algumas situações, o sistema com o qual você está trabalhando já é bem conhecido, e os engenheiros sabem, por experiência, que certos componentes tendem a dar problema com frequência. Nestas situações vale a pena realizar trocas de componentes problemáticas de acordo com uma agenda, evitando que o equipamento falhe e necessite de uma manutenção corretiva. Esta forma de manutenção baseada em reparos realizados periodicamente é chamada de manutenção preventiva. Estas operações buscam manter a máquina em estado de funcionamento constante, evitando interrupções e consequentemente a perda na produção. Um exemplo comum de manutenção preventiva é a troca de óleo em carros (Figura 4), que deve ser realizada com uma certa frequência, baseada no uso do carro. Neste caso é comum utilizar a quilometragem do automóvel para prever quando é necessário realizar esta forma de manutenção. FIGURA 4 – EXEMPLO DE MANUTENÇÃO PREVENTIVA – TROCA DE ÓLEO EM AUTOMÓVEIS FONTE:<http://bit.ly/30hzHt1>. Acesso em: 11 maio 2019. A manutenção preventiva tem seu plano centrado no cronograma de manutenção. Todos os equipamentos, peças e processos de uma empresa devem possuir um plano que indique quando devem ser repostas por novas. No caso do automóvel este plano era baseado na quilometragem. TÓPICO 2 | FORMAS DE MANUTENÇÃO 15 Outros quesitos que costumam ser utilizados para o agendamento de uma manutenção preventiva podem ser as horas de funcionamento que um equipamento prestou, ou mesmo o tempo em função do calendário. O valor de tempo do intervalo entre manutenções pode ser obtido de várias formas, sendo, algumas vezes, informado pelo fabricante, realizando experimento ou comparando com equipamentos similares. Em casos em que o intervalo a ser usado não é conhecido, muitas vezes convém utilizar um valor bastante conservador, já que mesmo uma troca de peças frequente e cara acaba saindo mais barato do que a perda de capital direto e indireto que resulta da quebra do equipamento. Se o intervalo escolhido for muito grande é possível que ocorra falha antes da manutenção que havia sido planejada. Neste caso, se diz que o intervalo está inadequado, e a manutenção preventiva acaba não ocorrendo, pois está realizando manutenção corretiva antes da data planejada para a outra. As principais vantagens do uso da manutenção preventiva são a sua simplicidade no processo de manutenção, um bom custo comparado à manutenção corretiva e baixos riscos de acidentes. Este método permite que o planejamento das funções exercidas pelas equipes responsáveis pela manutenção seja mais consistente, permitindo que o seu trabalho seja eficiente por consequência. As desvantagens da manutenção preventiva são, em maioria, devido à atuação sobre um equipamento que está funcionando perfeitamente bem, podendo adicionar erros devido a falhas humanas, contaminações e danificação durante o desligamento e reativação da máquina, entre outros. A Figura 5 contém um exemplo de manutenção preventiva no cenário industrial. Você pode observar na figura um aprendiz de técnico apertando os parafusos das rodas de uma empilhadeira, um processo que deve ser realizado com certa frequência, pois estes parafusos tendem a relaxar com o passar do tempo, gerando o risco de a roda sofrer vibrações ou até se soltar. UNIDADE 1 | CONCEITOS BÁSICOS DE PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO 16 FIGURA 5 – MANUTENÇÃO PREVENTIVA EM UMA EMPILHADEIRA FONTE: <http://bit.ly/2Ph8XYu>. Acesso em: 12 maio 2019. É importante planejar a manutenção preventiva de forma a minimizar as paradas no fluxo de produção. Sempre que possível, evita-se parar uma máquina em momentos em que irá gerar paradas em outros processos. ATENCAO 2.3 MANUTENÇÃO PREDITIVA Como você já aprendeu, as principais desvantagens da manutenção preventiva é que esta interfere em uma peça ou máquina que está em bom funcionamento. De forma a tratar este problema, surgiu a ideia da manutenção preditiva. Na manutenção preditiva, o planejamento que ocorre não é baseado na reposição de peças e equipamentos, mas na inspeção deles, verificando a presença ou ausência de falhas e se é necessário trocar alguma peça ou realizar algum reparo no equipamento. TÓPICO 2 | FORMAS DE MANUTENÇÃO 17 Pode-se dizer que a manutenção preditiva é aquela que busca evitar a manutenção preventiva e, ao mesmo tempo, escapar da manutenção corretiva. Este método evita a parada da produção antes que seja necessário, obtendo o máximo de rendimento do processo de produção que é mantido em operação normal pelo maior tempo possível. Utilizando a manutenção preditiva, os intervalos entre as paradas de máquina são maiores, e adicionalmente existem menores custos de reposição ao longo do tempo, já que é necessário um menor número de reposições. Estas medições podem ser realizadas sobre um número de variáveis, como pressão, temperatura, análises de vibrações, análises químicas, análises de superfícies, análises estruturais ou mesmo o nível de desempenho exibido pela máquina. Cabendo ao engenheiro determinar qual o ponto crítico que deve ser observado para detectar defeitos com antecedência. Uma das maiores dificuldades que limitam a manutenção preditiva é a determinação de quando devem ser realizados os reparos. Através de medições realizadas sobre o equipamento, você deve determinar se estes estão ou não dentro dos limites aceitáveis. Um exemplo disto é a temperatura em transformadores de calor, como visto na Figura 6. Estes transformadores aquecem bastante durante a operação e suas partes sofrem degradação devido a isto, especialmente o material isolante que protege o fio internamente, portanto, é importante monitorar a temperatura interna do transformador. Este problema apresenta mais dificuldade do que é incialmente aparente, pois a temperatura interna pode variar bastante com a estação, sendo muito mais elevado durante o verão e mais baixa durante o inverno, assim como a demanda elétrica exigida do transformador que pode variar durante o dia. Por causa disto, simplesmente monitorar a temperatura não dá informações suficientes sobre o estado do transformador. Neste caso, é comum o monitoramento da composição do óleo dentro do transformador. Quando a isolação sofre degradação, está solta componentes químicos que se misturam com o óleo, o que permite que uma equipe responsável pela manutenção verifique o estado do transformador e planeje a troca do isolamento de acordo com a necessidade. UNIDADE 1 | CONCEITOS BÁSICOS DE PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO 18 FIGURA 6 – TRANSFORMADOR ELÉTRICO DE DISTRIBUIÇÃO FONTE: <http://bit.ly/2KSiH6i>. Acesso em: 12 maio 2019. Em muitos casos as fontes de falha das máquinas podem ser difíceis de monitorar, ou de estabelecer limites de aceitação, o que torna a manutenção preditiva inviável. Outra desvantagem da manutenção preditiva é o custo da realização das inspeções regulares, que requerem medições, muitas vezes, por equipamentos caros e mão de obra qualificada para utilizá-los, o que demanda treinamento. Tudo isto acarreta um maior custo inicial no projeto comparado com as outras formas de manutenção que você estudou até este ponto. A Figura 7 mostra um exemplo de manutenção preditiva, onde um maquinista está examinando um acionamento de ventilador, por uma câmera de fibraótica, atrás de sinais de corrosão de forma a determinar se é necessário a realização de reparos ou a reposição do equipamento. TÓPICO 2 | FORMAS DE MANUTENÇÃO 19 FIGURA 7 – INSPEÇÃO DE UM ACIONAMENTO DE VENTILADOR FONTE: <http://bit.ly/30fXY2E>. Acesso em: 12 maio 2019. O monitoramento frequente de um fator crítico ao longo do tempo permite que você estabeleça uma tendência do desenvolvimento da falha do equipamento, como no Gráfico 1. Como você pode observar, realizam-se medições regulares sobre as variáveis críticas que podem indicar falhas; isto é, a seção azul do Gráfico 1. Quando se detecta que está começando a ocorrer variação e tendendo a falha, aumenta-se a frequência de medições para melhor controlar a manutenção do equipamento; isto pode ser visto no final da seção azul do Gráfico 1. A partir do histórico de medições, é possível estimar o desenvolvimento futuro das falhas no equipamento, que é indicado pela região verde no Gráfico 1. Eventualmente esta curva irá ultrapassar o limite aceitável para o equipamento, linha tracejada vermelha, onde ocorrerá a falha. A manutenção do equipamento deverá ser realizada na região amarela, que indica o tempo do presente até o momento que a falha foi prevista. Preferencialmente, não se deve deixar os reparos sobre o equipamento para o último momento, pois é sempre possível que as falhas se propaguem mais rápido que o normal perto do limite de falha. UNIDADE 1 | CONCEITOS BÁSICOS DE PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO 20 GRÁFICO 1 – MEDIÇÕES REALIZADAS E TENDÊNCIA DE FALHA NA MANUTENÇÃO PREDITIVA DE UM EQUIPAMENTO FONTE: O autor A manutenção preditiva pode ser realizada não apenas com inspeções regulares, mas de forma contínua, através do uso de aparelhos que monitoram o equipamento de forma constante, um processo que se tornou mais viável com o avanço da tecnologia, permitindo que dezenas de equipamentos sejam monitorados em uma única tela de computador. 3 MANUTENÇÃO DETECTIVA Em certas situações é importante impedir falha catastrófica do sistema de forma a evitar danos maiores ou até perda de vidas. Nestes casos utiliza-se um sistema de manutenção chamada de manutenção detectiva. Na manutenção detectiva, o sistema é monitorado constantemente por um sensor que possui limites programados quanto a valores permissíveis de vibrações, temperaturas, corrente elétrica etc. Caso a medição do sistema ultrapasse o valor limite, o sistema é automaticamente parado. Como exemplo deste tipo de manutenção, podemos citar os disjuntores elétricos, que você pode observar na Figura 8, que interrompem a circulação de energia elétrica caso a corrente ultrapasse um certo limite, o que poderia causar TÓPICO 2 | FORMAS DE MANUTENÇÃO 21 queima de equipamentos. Outro exemplo que pode ser considerado são os airbags dos automóveis, que tem uma função importante em proteger a vida das pessoas dentro do carro em caso de colisão. FIGURA 8 – DISJUNTOR ELÉTRICO FONTE: <http://bit.ly/2MqI2Y1>. Acesso em: 13 maio 2019. 4 MANUTENÇÃO PRODUTIVA TOTAL A manutenção produtiva total (Total Productive Maintenance – TPM) é um método desenvolvido no Japão na década de 1970, que é baseado na ideia de que cada funcionário seja responsável pelas máquinas com que trabalham. Na manutenção produtiva total, buscam-se realizar ambas manutenções preventivas e preditivas sobre as máquinas envolvidas no processo, que serão realizadas por cada funcionário da empresa. A manutenção produtiva total é um sistema baseado em cinco “pilares”: UNIDADE 1 | CONCEITOS BÁSICOS DE PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO 22 • Eficiência: aumentar a eficiência dos equipamentos. • Auto reparo: um sistema de manutenção pelos operadores que se auto sustenta. • Planejamento: um plano de manutenção detalhado. • Treinamento: operadores bem treinados. • Ciclo de vida: uma gerencia do equipamento que aumenta à sua vida (TELECURSO 2000, 2014, s.p.). O sistema de manutenção produtiva total identifica as seis principais perdas que existem nas empresas, e através do seu sistema, busca minimiza-las. Estas perdas são: • Perdas devido à quebra de máquinas e peças. • Perdas no tempo gasto realizando reparos de manutenção. • Perdas devido a máquinas paradas (perda de produção). • Perdas por diminuição da velocidade de produção. • Perdas devido a defeitos nas peças produzidas. • Perdas por diminuições no rendimento das máquinas (TELECURSO 2000, 2014). DICAS Para um melhor entendimento dos conceitos de manutenção produtiva total, sugere-se a leitura do texto da monografia de Wady Abrahão Cury Netto (2008), que realizou um estudo das aplicações da TPM nas empresas Natura e V & M, que se beneficiaram através da utilização deste método que é muito popular entre as empresas: Desenvolvida no início da década de 60 e expandida pelo mundo na década de 70, a Manutenção Produtiva Total ou TPM é a aplicação da qualidade total (TQM) na manutenção. O uso da metodologia no Brasil foi iniciado na década de 80, e hoje as principais plantas industriais do país utilizam TPM. A importância do tema para a Engenharia de Produção é observada de acordo com classificação da Associação Brasileira de Engenharia de Produção (ABEPRO) para as atribuições do engenheiro de produção que cita a gestão da manutenção e a confiabilidade de máquinas, equipamentos e produtos como funções deste profissional. A escolha do tema proposto foi motivada pela experiência adquirida nas atividades desenvolvidas no estágio realizado em uma empresa do setor automobilístico, com aplicação da Manutenção Produtiva Total. [...] O objetivo do trabalho é demonstrar a importância da manutenção e, em especial, da metodologia Manutenção Produtiva Total na indústria. Para contextualizar o tema, apresenta se uma análise comparativa dos resultados de implantação em empresas que adotam a Manutenção Produtiva Total a partir da concepção teórica do tema. TÓPICO 2 | FORMAS DE MANUTENÇÃO 23 [...] A crescente competitividade das indústrias exige que se procure constantemente a maior eficiência do sistema produtivo. A Manutenção Produtiva Total surgiu dessa necessidade. Da busca da diminuição de desperdícios foi criada a TPM, a princípio um sistema de manutenção que visava eliminar as perdas dos equipamentos e aumentar sua eficiência global. A ideia central da TPM está no pilar Manutenção Autônoma que, através dos passos contidos nesse pilar, desperta no operador a relação de cuidado que este deve ter com seu equipamento de trabalho. Sua importância é demonstrada no Quadro 1, numa analogia feita por MONCHY (1987) entre a manutenção da saúde dos equipamentos e a manutenção da saúde das pessoas (CURY NETTO, 2008, p. 11-12). Como resultado, Cury Netto constatou que as duas empresas utilizam a TPM de modo ligeiramente diferente, com a Natura enfocando em todo os níveis da empresa, enquanto que a V&M foca a TPM em uma parte dela e realiza maior análise de falhas dos equipamentos. Este trabalho mostra que, mesmo para a mesma classe de manutenção, existem diversos modos na qual esta pode ser realizada. Leia na íntegra acessando: http:// bit.ly/2P6hLk8 5 DISCUSSÕES QUANTO ÀS FORMAS DE MANUTENÇÃO Em resumo, as principais formas de manutenção podem ser organizadas conforme você pode ver na Figura 9, onde podem ser observados não apenas as formas de manutenção que você estudou até este ponto, mas também uma descrição básica das características de cada uma delas. Observe que costuma existir uma relação inversa entre o custo inicial e o custo de falha para as formas de manutenção: aquelas que possuírem maior investimento inicial sobre seu planejamento terão um menor número de acidentes e menos gastos em reparos. Por outro lado, aquelas com menor investimento inicial terão um maior número de acidentes e peças defeituosas que irão gerar prejuízo posterior para a empresa. Note que como existe algum tipo de custo surgindo para ambas as direções, não existe uma única opção correta para a realização damanutenção. A escolha da forma de manutenção apropriada cabe ao engenheiro que irá planejar os processos industriais para a empresa. Esta deve ser escolhida de forma que se obtenha um balanço, não permitindo que nenhum custo fique demasiadamente grande. Por exemplo, não vale a pena realizar inspeções utilizando máquinas de monitoramento constante, que são custosas, ou microscópios de alta precisão, quando se trata de equipamentos e peças que são muito baratos e facilmente trocados, e que não causam muito prejuízo quando quebram. Um exemplo UNIDADE 1 | CONCEITOS BÁSICOS DE PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO 24 comum desta situação são itens simples que a maioria das pessoas possui em casa: canetas que quebram facilmente ou pilhas que não possuem uma bateria limitada, que são mais baratos de trocar quando quebram do que realizar uma manutenção mais complicada. Por outro lado, para equipamentos caros e que podem ter resultados catastróficos quando sofrem falhas, o monitoramento da condição vale o custo a ser aplicado. Um exemplo comum é o de automóveis, os quais devem ser realizados verificações regulares com base na sua quilometragem. Um exemplo mais aplicado a indústria é o de aeronaves, que recebem inspeções bastante frequentes para garantir seu bom estado de funcionamento. FIGURA 9 – FORMAS DE MANUTENÇÃO FONTE: O autor 25 RESUMO DO TÓPICO 2 Neste tópico, você aprendeu que: • A manutenção pode ser categorizada em várias formas, podendo ser planejada e não planejada. • A manutenção corretiva é uma forma de manutenção não planejada onde apenas se age quando ocorre a falha do equipamento. • A manutenção de ocasião é similar a manutenção corretiva, mas ocorre em situações onde o equipamento normalmente estaria parado. • A manutenção preventiva é uma forma de manutenção planejada que consiste em serviços regulares programados de reparo ou reposição de peças, o que mantém o equipamento em bom estado. • A manutenção preditiva é uma forma de manutenção planejada que consiste em inspeções regulares programadas que buscam detectar quando ocorre surgimento de falha no equipamento e as medidas que devem ser tomadas para repará-lo. • A manutenção detectiva é um sistema automático que interrompe o funcionamento do equipamento quando detecta falha iminente de forma a evitar quebras ou acidentes. • A manutenção produtiva total é uma forma de manutenção planejada que combina as manutenções preventiva e preditiva sob a responsabilidade do operador de cada equipamento da empresa. • As várias formas de manutenção tendem a apresentar uma relação inversa de custo de investimento inicial e custo de quebra. 26 1 Três das formas de manutenção mais comuns realizadas pelas empresas sobre os seus equipamentos e peças são os de manutenção corretiva, manutenção preventiva e manutenção preditiva. Sobre este assunto, classifique as sentenças em V para as verdadeiras e F para as falsas. ( ) A manutenção preditiva utiliza inspeções programadas. ( ) A manutenção corretiva é uma forma de manutenção planejada. ( ) A manutenção preventiva pode ser baseada no tempo de operação da máquina. ( ) Na manutenção preventiva é essencial a realização de medições. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) F – F – V – V. b) ( ) V – F – V – F. c) ( ) V – V – F – F. d) ( ) F – V – F – V. 2 Os processos de manutenção buscam melhorar a eficiência do processo produtivo de uma empresa atacando os defeitos e falhas na produção e nos equipamentos, podendo ser realizados de várias formas. Um exemplo de manutenção é a broca utilizada para perfuração de usinagem. Explique como cada forma de manutenção estudada neste capítulo poderia ser aplicada nesta broca. 3 Existem várias formas que a manutenção de equipamentos pode exibir. Estas formas de manutenção possuem diferentes características, assim como suas próprias vantagens e desvantagens, sendo importante que você seja capaz de identificá-las. Relacione as colunas com o tipo de manutenção de acordo com o código a seguir. (1) Manutenção corretiva. (2) Manutenção preventiva. (3) Manutenção preditiva. (4) Manutenção detectiva. (5) Manutenção de ocasião. ( ) Um torno que opera no período da tarde, quebrou e recebe reparos de noite. ( ) A verificação regular de uma engrenagem, que vem a mostrar trincas e é trocada. AUTOATIVIDADE 27 ( ) Um mancal de rolamento quebra durante a operação e é imediatamente trocado. ( ) Um filtro de ar condicionado é trocado a cada três meses. ( ) Um computador é automaticamente desligado ao serem detectadas temperaturas internas excedendo o limite. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) 5 – 3 – 1 – 2 – 4. b) ( ) 5 – 4 – 1 – 2 – 3. c) ( ) 3 – 4 – 2 – 1 – 5. d) ( ) 2 – 3 – 5 – 1 – 4. 28 29 TÓPICO 3 PLANEJAMENTO E CUSTOS DE MANUTENÇÃO UNIDADE 1 1 INTRODUÇÃO Você já estudou a importância de realizar manutenção, assim como as formas que pode tomar, resta determinar como será realizada a manutenção, iniciando pelo primeiro passo: o planejamento. Um bom planejamento do processo de manutenção facilita o trabalho dos operários da empresa, assim como economiza tempo e dinheiro e diminui a probabilidade de possíveis acidentes e falhas de equipamento, assim é importante determinar o plano de manutenção desde o início. A existência de custos associados ao processo é inevitável, mas é possível planejar de uma forma balanceada que mantém os custos de manutenção em uma média aceitável sendo ao mesmo tempo eficiente. Neste tópico, você estudará os principais procedimentos de manutenção e como podem ser organizados de forma a otimizar o tempo e eficiência de manutenção, assim como os conceitos do custo de manutenção e os principais pontos que o afetam. 2 PROCESSOS DE MANUTENÇÃO As atividades realizadas pelo processo de manutenção podem ser divididas em três formas principais (U.S. DEPARTMENT OF THE INTERIOR BUREAU OF RECLAMATION, 2009): • Manutenções de rotina: são as atividades realizadas com o equipamento em funcionamento, geralmente fazendo parte dos processos de manutenção preventiva ou preditiva. São planejadas em cronograma de acordo com o tempo ou quantidade de utilização de um equipamento. 30 UNIDADE 1 | CONCEITOS BÁSICOS DE PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO • Testes de manutenção: são as atividades que consistem na realização de testes utilizando equipamentos específicos, de forma a detectar possíveis problemas. Estas atividades são planejadas em cronogramas de acordo com o tempo ou quantidade de utilização de um equipamento, geralmente quando o equipamento está desligado. • Testes de diagnóstico: são as atividades que consistem na realização de testes utilizando equipamentos específicos, realizadas em resposta a alguma irregularidade que tenha ocorrido na máquina. Estas atividades não são planejadas em cronograma, ocorrendo imprevisivelmente. Entre estas três categorias de atividades, as duas primeiras aparecem com frequência durante a criação do plano de manutenção, mas a equipe de manutenção deve estar preparada para a realização da terceira em situações em que pode ocorrer. 3 PLANO DE OPERAÇÕES Os processos de manutenção a serem realizados são muitos, sendo necessário criar uma sequência planejada para sua realização. Esta sequência deve listar todos os serviços que precisam ser executados, o pessoal que deve prestar este serviço, o tempo de trabalho requerido e a dependência entre serviços, que muitas vezes devem ser realizados em uma sequência específica. Existem várias maneiras de organizar esta sequência de operações. Uma delas é o uso de diagramas de espinha de peixe, como você pode observar na Figura 10. Este diagrama é simplesmente um modo compacto de escrever a sequência de ações de manutenção que devem ser realizadas. Note que este diagrama não informa nada sobre a dependência entre operações; por exemplo: a verificação das engrenagens deve logicamente vir após sua remoção, masa troca de polias e aplicação de lubrificante não necessariamente precisam ser realizadas nesta ordem para que a manutenção funcione. TÓPICO 3 | PLANEJAMENTO E CUSTOS DE MANUTENÇÃO 31 FIGURA 10 – DIAGRAMA ESPINHA DE PEIXE FONTE: O autor Outro fator que não é incluso neste diagrama é o planejamento do tempo estimado para cada operação. Um método que pode ser utilizado para cobrir algumas destas fraquezas é utilizar o chamado diagrama de barras, também conhecido como diagrama de Gantt. O diagrama de Gantt é um método que busca programar as operações de manutenção, de forma a tornar clara as dependências entre as tarefas e o tempo requerido de manutenção para cada uma delas. Primeiramente constrói-se uma tabela, conforme exemplo a seguir. 32 UNIDADE 1 | CONCEITOS BÁSICOS DE PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO TABELA 2 – LISTAGEM DE TAREFAS DE MANUTENÇÃO FONTE: O autor FIGURA 11 – DIAGRAMA DE GANTT FONTE: O autor A partir de uma tabela de operações, como a Tabela 2, pode-se criar o diagrama de Gantt, conforme o exemplo na Figura 11. Observe que sempre que se finaliza uma tarefa, iniciam-se todas as tarefas que dependiam desta simultaneamente, de forma a economizar tempo realizando operações simultâneas. Tarefa Detalhamento Dependência Duração (horas) A Desligar equipamento 1 B Remover parafusos A 1 C Remover engrenagens B 2 D Verificar engrenagens C 5 E Trocar polias B 3 F Reaplicar lubrificantes D e E 1 G Limpar filtros E 2 TÓPICO 3 | PLANEJAMENTO E CUSTOS DE MANUTENÇÃO 33 Note que, no diagrama de Gantt, as dependências não são mais indicadas diretamente, estas estão apenas implícitas no cronograma. O diagrama também possui outros fatores que não são mostrados, por exemplo, quais são as tarefas mais importantes dentre as listadas, ou quais os custos de cada tarefa. O método CPM (do inglês Critical Path Method, ou método do caminho crítico) foi criado para solucionar este problema. 4 MÉTODO CPM O método CPM é um método criado com a intenção de minimizar o tempo das paradas e é composto por três formas de gráfico principais (TELECURSO 2000, 2014): • Diagramas de flechas. • Atividades fantasma. • Nós. O diagrama de flechas é um diagrama onde cada processo na sequência de operações é representada por uma flecha. Quando a ponta de uma flecha conecta com a cauda de outra flecha significa que existe uma dependência entre operações. Você pode observar um exemplo de diagrama de flechas na Figura 12. Na Figura 12 (a) você pode ver a dependência de processos como demonstrada no exemplo da Tabela 2, onde os processos C e apenas se iniciam após terminado o processo B. Na Figura 12 (b), você observa outro caso que é de um processo sendo dependente de múltiplos outros processos, com o processo F só podendo ser iniciado após terminados os processos D e F. Note que a Figura 12 (b) só é uma descrição válida do exemplo da Tabela 2 se ignorarmos os outros processos, afinal o processo G também depende do processo E, mas se colocarmos ele na Figura 12 (b) saindo da ponta da seta E ficaria parecendo que G depende de ambos D e E, o que não é verdade, pois G depende apenas de E. 34 UNIDADE 1 | CONCEITOS BÁSICOS DE PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO FIGURA 12 – DIAGRAMA DE FLECHAS. FONTE: O autor Para resolver este problema você pode utilizar as chamadas atividades fantasmas, que podem ser vistas na Figura 12 (c), ilustradas por uma flecha pontilhada. Estas atividades fantasmas indicam uma dependência entre dois processos, mas não são atividades reais, portanto, não consumem tempo ou recursos, apenas existem para auxiliar a organização do planejamento. Nesta figura, a atividade F depende das atividades D e E, e a atividade G depende apenas da atividade E, o que está de acordo com o exemplo da Tabela 2 que você já foi estudado anteriormente. Por último, existem os nós, também chamados de eventos. Estes são círculos desenhados no início e final das setas do processo que demarcam pontos da sequência de operações. Eles não indicam nenhuma operação que deve ser realizada, apenas servem de indicadores do progresso de manutenção. Na Figura 13, você pode observar um exemplo de nós ou eventos. Nesta figura, você pode ver como ficaria a sequência de operações da Tabela 2 se fosse construída em um diagrama de flechas com nós. TÓPICO 3 | PLANEJAMENTO E CUSTOS DE MANUTENÇÃO 35 FIGURA 13 – NÓS OU EVENTOS FONTE: O autor É, muitas vezes, interessante para o engenheiro ao realizar o planejamento da manutenção incluir os tempos de duração estimados de cada etapa do processo de manutenção no diagrama de flechas, como foi feito na Figura 13. Através disto é possível observar todos os caminhos que levam do início da sequência de operações (nó 1) até o final (nó 7). Existem três caminhos possíveis: • A – B – C – D – F. Duração total: 10 horas. • A – B – E – G. Duração total: 7 horas. • A – B – E – Fantasma – F. Duração total: 6 horas. Perceba que o primeiro destes caminhos tem duração maior do que os outros; este é chamado de caminho crítico, pois determina a duração total da sequência de operações. Se o engenheiro responsável pela manutenção deseja melhorar o processo, ele deve melhorar as operações que fazem parte do caminho crítico. Também pode-se determinar através disto quanto certos processos podem atrasar sem atrasar o tempo total da manutenção, basta olhar as tarefas que não fazem parte do caminho crítico. No caso anterior, as tarefas E e G no caminho dois podem atrasar um total de três horas sem atrasar o cronograma. 5 ANÁLISE DE CUSTOS No mercado competitivo atual, é importante que o produto sendo produzido por uma empresa seja não apenas dentro das especificações, mas também possua um custo competitivo comparado com os preços das concorrentes. Os custos envolvidos no processo de manutenção acabam entrado no custo final do produto e tem parte em determinar o custo de venda no mercado. Os custos de manutenção podem ser divididos em dois grupos: custos diretos e custos indiretos. 36 UNIDADE 1 | CONCEITOS BÁSICOS DE PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO Os custos diretos de manutenção constituem o que a empresa paga diretamente, que é o custo da mão de obra, os custos das partes de reposição e dos materiais de reparo, assim como custos de serviços de terceiros. Já os custos indiretos representam custos de dinheiro perdido devido a problemas, como o tempo de parada da produção, seja por quebra ou reparos planejados, o que gera uma perda na produção da empresa. Como já mencionado no tópico anterior, existe uma relação inversa entre os custos de falha e o custo da realização do processo de manutenção, gerando uma curva de custo total em formato de U, como você pode ver no Gráfico 2. Devido a este formato o ponto de custo mínimo para a empresa encontra- se em algum lugar no meio da curva, e não em nenhum dos dois extremos. Cabe aos responsáveis pelo planejamento da manutenção determinar qual o custo para manutenção preventiva e preditiva que é permissível, não acarretando mais despesas do que gastaria com as falhas realizando manutenção corretiva. Os custos diretos e indiretos de manutenção têm uma relação semelhante, pois representam os custos de prevenir o problema e os custos de corrigir o problema após a falha, respectivamente. GRÁFICO 2 – BALANÇO DOS CUSTOS RELACIONADOS AO PROCESSO DE MANUTENÇÃO INDUSTRIAL FONTE: O autor TÓPICO 3 | PLANEJAMENTO E CUSTOS DE MANUTENÇÃO 37 Uma medida importante neste cálculo é a chamada disponibilidade do equipamento, que é dada pela Equação 1. A disponibilidade indica o percentual do tempo que o equipamento fica em operação. Uma disponibilidade menor indica tempo perdido, o que representa um custo indireto do processo. Equação 1 Como a disponibilidade é uma medida que diminui com o número de falhas, pode-se dizer que uma disponibilidade maior é comum na manutenção preventiva e preditiva, e que o custo de disponibilidade tem uma relação oposta com o custo destas manutenções.Note que a disponibilidade, conforme escrito na Equação 1, será sempre um número menor ou igual a 1. Como a maioria das máquinas passa a maior parte do seu tempo em operação, mas praticamente nenhuma passa 100% do tempo operando, portanto, você pode esperar que a disponibilidade seja geralmente um número entre 0,9 e 1,0. ATENCAO ( ) ( ) ( ) Tempo de Operação TODisponibilidade Tempo de Operação TO Tempo de Parada TP = + 38 RESUMO DO TÓPICO 3 Neste tópico, você aprendeu que: • Os processos de manutenção dividem-se em três principais: manutenções de rotina, testes de manutenção e testes de diagnóstico. • O planejamento das operações manutenção pode ser realizando utilizando várias ferramentas, incluindo o diagrama de Gantt e o diagrama de flechas. • O método do caminho crítico utiliza o diagrama de flechas para encontrar o tempo previsto total das operações de manutenção, dando informações sobre os atrasos permissíveis e potenciais de melhora do processo. • Os custos de manutenção são divididos em dois grupos: custos diretos e indiretos, que estão relacionados aos pagamentos e às perdas de produção da empresa respectivamente. • Os custos direto e indireto possuem uma relação inversa, com o balanço entre estes custos sendo encontrado em um ponto médio. 39 1 A análise dos processos de manutenção utilizando ferramentas como o diagrama de Gantt e o diagrama de flechas permite ao engenheiro balancear os recursos e tempo disponível de forma a otimizar o processo. Desenhe o diagrama de Gantt e o diagrama de flechas da sequência de operações mostrada na tabela a seguir. AUTOATIVIDADE TABELA – SEQUÊNCIA DE OPERAÇÕES DE UMA EMPRESA FONTE: O autor 2 Um dos principais objetivos de um bom planejamento de manutenção é a diminuição dos custos do projeto, que podem tomar várias formas durante os vários processos de manutenção, podendo ser diretos ou indiretos. Sobre este assunto, classifique as sentenças em V para as verdadeiras e F para as falsas. ( ) O preço de um componente a ser reposto é um exemplo de custo direto. ( ) A contratação de serviços de terceiros é uma forma de custo indireto. ( ) Os custos diretos e indiretos costumam possuir uma relação inversa. ( ) O custos indiretos costumam ser maiores na manutenção preditiva. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) V – F – V – F. b) ( ) V – V – F – F. c) ( ) F – V – F – V. d) ( ) F – F – V – V. 3 Existem várias formas de se organizar o planejamento de operações de manutenção de uma empresa, como o diagrama de Gantt ou o diagrama de flechas, que podem ser utilizados como ferramentas para auxiliar a otimização do plano de manutenção. Sobre este assunto, classifique as sentenças em V para as verdadeiras e F para as falsas. Tarefa Dependência Duração (horas) A 2 B A 1 C B 4 D A 1 E C e D 3 40 ( ) No diagrama de Gantt é possível observar as dependências entre os processos. ( ) O diagrama de flechas pode ser utilizado para encontrar o caminho crítico. ( ) O diagrama de espinha de peixe não permite visualizar o tempo estimado de cada tarefa. ( ) O diagrama de flechas possui atividades fantasma quando duas atividades dependem de uma. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) F – V – V – F. b) ( ) F – V – V – F. c) ( ) F – V – V – F. d) ( ) F – V – V – F. 41 TÓPICO 4 SEGURANÇA E CUIDADOS PRÉVIOS UNIDADE 1 1 INTRODUÇÃO Todo ano ocorrem acidentes de trabalho no Brasil que chegam a mais de 300.000, que podem ter consequências de pequenos ferimentos até acidentes fatais (BRASIL, 2017). O número de acidentes fatais no Brasil chegou a 17 mil desde o ano de 2012 (MINISTÉRIO PÚBLICO DO TRABALHO, 2019). Falta de cuidados no manuseio de equipamento é perigoso não apenas para os usuários, mas também pode danificar o equipamento manuseado, causando perda de tempo e custos para a empresa que necessitará realizar manutenção corretiva. Neste tópico, você aprenderá os cuidados de segurança que devem ser tomados ao realizar manutenção em equipamentos industriais, assim como técnicas de montagem e desmontagem utilizadas durante a manutenção de forma a evitar acidentes. 2 CUIDADOS DE SEGURANÇA O primeiro passo para garantir a segurança do operador é a verificação de que a desmontagem e realização de operações sobre a máquina é realmente necessária. Muitas máquinas industriais são projetadas para um funcionamento de longo tempo, e realizar operações que são desnecessárias é um risco para o operador e para a máquina que deve ser evitado sempre que possível. Por segundo, é importante realizar a análise da máquina e determinar a causa da falha antes da desmontagem sempre que possível. Muitas vezes a causa do problema não é evidente olhando apenas para os componentes individuais. A desmontagem completa raramente é necessária, e muitas vezes é uma perda de tempo, valendo concentrar-se apenas nos componentes afetados. A máquina necessita de manutenção e as partes devem ser trocadas ou reparadas Existem atividades que podem ser realizadas para garantir a segurança do usuário, entre as quais podem ser listadas: 42 UNIDADE 1 | CONCEITOS BÁSICOS DE PRÁTICAS DE MANUTENÇÃO • Desligamento completo da máquina da fonte de energia a qual está conectada e qualquer outros equipamentos elétricos que se encontram próximos, o que é feito de forma a evitar choques elétricos. • A consulta do manual técnico do equipamento, que deve possuir o detalhamento do processo de montagem e desmontagem e às vezes pode conter observações e recomendações do fabricante. • Remover acessórios da máquina e partes que exercem apenas a função de proteção externa. Estas partes obstruem o trabalho do mantenedor e por isso devem ser removidas. • Limpeza de sujeira e contaminantes da máquina, que podem incluir barro, graxas, areias entre outros. Esta limpeza pode ser realizada com a utilização de pincéis, desengraxantes, entre outros. • Drenagem de fluidos, como lubrificantes, de forma a evitar o risco de derramamento deste sobre o chão. • Levar a fiação elétrica removida para o setor responsável pela sua manutenção para verificação. • Remoção de equipamentos como mangueiras, alavancas, manípulos e similares. • Colocação de calços sobre peças que podem se soltar de forma a evitar que esta se mova causando acidentes. • No caso de que o operário realizando manutenção necessita deixar a máquina só, ele deve posicionar uma placa indicando que a máquina está em manutenção para evitar que outros funcionários tentem utilizar ou mexer com ela. Outra opção é utilizar uma trava que impede o equipamento de ser ligado (BECHTOLD, 2010). NOTA O mantenedor é o engenheiro ou técnico responsável por realizar a operação de manutenção. É o funcionário que realiza as tarefas de manutenção descritas acima. Dependendo da aplicação que for utilizada, pode ser necessário o uso de equipamentos especiais. Um exemplo são os óculos de segurança, que você pode observar na Figura 14. Estes óculos são importantes em situações em que você trabalhe com solda, que emite muitas fagulhas, ou equipamentos que lancem projeteis pequenos a altas velocidades que podem danificar os olhos se forem atingidos, como usinagem de materiais. TÓPICO 4 | SEGURANÇA E CUIDADOS PRÉVIOS 43 FIGURA 14 – ÓCULOS DE SEGURANÇA FONTE: <http://bit.ly/31TORVX>. Acesso em: 17 maio 2019. Alguns outros exemplos de processos que requerem óculos de segurança são processos que liberam radiação ultravioleta ou que possuem um alto risco de respingo de substâncias químicas. Seguidas todas as recomendações, você pode seguir com o processo de manutenção, que possui dois pontos gerais comuns nas maiorias dos equipamentos que precisam receber cuidados: a desmontagem do equipamento e a remontagem após concluída a manutenção. Quando você necessita tratar de equipamentos elétricos, em especial, é sempre bom tomar alguns cuidados adicionais, entre eles (ONTARIO HYDRO, 1997): • A presença de isolação e aterramento bem definidos
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