Apresentação Monitoramento de Manutenção Preditiva

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Instrutor / Professor Derval Ubirajara Leite Lima
Técnico em Eletromecânica CFT – 45658340578
Graduando em Tecnologias Educacionais
Área – Manutenção e Montagens Industriais
SENAI Unidade CIMATEC
Sistema FIEB | www.fieb.org.br
(71) 3462-9520 - Ramal 9545
 Cel (71) 99959-4067 
derval.lima@fieb.org.br
TÉCNICO EM MECÂNICA
U.C
Técnicas de Manutenção Preditiva
BOA NOITE
INICIAREMOS EM INSTANTES
Introdução e técnicas de diagnóstico de máquinas
No dia a dia das organizações, é muito comum se deparar com situações atípicas, que interferem na realização das atividades diárias podendo causar muita dor de cabeça, por impedir a realização correta de algo ou até impedir a organização de atingir suas metas e resultados esperados. É neste momento que o Técnico faz toda diferença, levando a expertise, e o conhecimento desenvolvidos nos Laboratórios do Senai para propor soluções de melhorias, em máquinas e equipamentos, seja em qualquer ramo da atividade industrial.
TÉCNICO EM MECÂNICA
Laboratório de Manutenção – Fonte: Próprio autor
TÉCNICO EM MECÂNICA
FERRAMENTAS DE DIAGNÓSTICO DE MÁQUINAS
Estratégias de manutenção na indústria
Na indústria atual existem basicamente 3 tipos de estratégias de manutenção:
 Corretiva (Produzir até quebrar) – Método tradicional onde a máquina produz até que um defeito ocorra e a forçe a parar para manutenção;
 Preventiva (Intervalos de tempo) – Paradas de manutenção ocorrem a intervalos regulares menores que o “tempo entre falhas” especificado para os componentes substituídos. Evita paradas inesperadas porém pode significar substituição de componentes antes do fim da vida útil;
 Preditiva (Baseada na condição) – Baseia-se no monitoramento de componentes da máquina buscando identificar variação de parâmetros de funcionamento que indiquem início e desenvolvimento de uma falha, efetuando a manutenção antes da quebra do componente.
Introdução e técnicas de diagnóstico de máquinas
Manutenção corretiva
Manutenção corretiva é a atividade de manutenção necessária para corrigir uma falha que já ocorreu.
Esta atividade consiste na reparação, restauro ou substituição de componentes para recolocar a máquina em funcionamento.
Em geral a parada não programada da máquina resulta em custos de pessoa, interrupção de linha e dependendo do momento em que ocorre pode resultar em altos custos.
Via de regra, quando uma manutenção corretiva se inicia não se sabe quando ela vai acabar, por isso é a mais onerosa das manutenções.
Introdução e técnicas de diagnóstico de máquinas
Manutenção preventiva
Manutenção preventiva é uma manutenção planejada no tempo que previne a ocorrência corretiva, o que implica na parada não planejada das máquinas. 
Os programas mais comuns de um plano de manutenção preventiva são: 
 Lubrificação
 Ajustes
 Troca de peças
 Recondicionamentos de máquinas para toda a planta industrial.
Devido a considerar intervalos de tempo corre-se o risco de trocar peças boas que ainda poderiam funcionar por mais algum tempo.
Introdução e técnicas de diagnóstico de máquinas
Manutenção preditiva
Manutenção preditiva apresenta vantagens de evitar a quebra prematura do componente e também permitir a maximização de sua vida útil.
Através do monitoramento e uso de alarmes pode-se antecipar a ocorrência da falha e efetuar a manutenção, evitando a ocorrência da falha.
Introdução e técnicas de diagnóstico de máquinas
Monitoramento de máquinas
As etapas de um monitoramento: 
1 - Avaliação do equipamento
2 – Definição do padrão de monitoramento
3 – Determinação da técnica de monitoramento
4 – Implementação da coleta de dados
5 – Criação de um banco de dados da máquina
6 – Implementar correções no plano de monitoramento
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Monitoramento de máquinas
Avaliação do equipamento:
 Identificar qual equipamento tem maior impacto na produção;
 Presença ou não de sistemas de auto-supervisão;
 Obtenção dos índices de MTBF (Mean Time Between Failures) e MTTR (Mean Time To Repair) dos componentes críticos da máquina;
 Identificar quais os pontos no equipamento são mais acessíveis para a montagem de sensores e transdutores;
 Buscar por dados históricos ou análises de risco dos equipamentos, por exemplo o FMEA da máquina.
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Introdução e técnicas de diagnóstico de máquinas
Monitoramento de máquinas
Definição do padrão de monitoramento:
Traçar o perfil da taxa de falhas no tempo dos componentes.
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	Perfil	Tipo	Monitoramento
		Aumento gradual	Aplicar monitoramento com nível de alarme baixo para identificar o momento de manutenção;
		Mortalidade infantil	Aplicar testes iniciais de stress (burn-in) e monitoramento durante a vida útil.
		Poucas falhas quando novo	Aplicar monitoramento durante toda a vida útil do equipamento
		Curva da banheira	Aplicar testes iniciais de stress (burn-in) e monitoramento durante a vida útil com nível de alarme baixo.
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Monitoramento de máquinas
Determinar a técnica de monitoramento:
Identificar qual parâmetro será monitorado e técnica a ser utilizada.
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	Métodos	Exemplo de equipamento a ser aplicado
	Análise de vibrações	Máquinas rotativas em geral: motores, redutores, compressores, bombas, ventiladores, rolamentos e engrenagens.
	Análise óleo	Redutores, circuitos hidráulicos e motores
	Termografia	Caixas de distribuição de energia, equipamentos de alta-tensão e componentes eletrônicos
	Ultra-som	Equipamentos pneumáticos e máquinas de fluxo
	Corrente elétrica	Motores elétricos
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Monitoramento de máquinas
Implementação da coleta de dados:
 Nesta etapa são efetuadas as coletas de dados do equipamento;
 Nas primeiras coletas de dados, quando ainda não se possui histórico da máquina é conveniente a utilização de mais sensores distribuídos pelo equipamento e diminuir o tempo entre retirada de amostras;
 No início do monitoramento podem ocorrer falhas inesperadas em função de componentes não monitorados ou que possuíam falhas de fabricação ou instalação.
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Monitoramento de máquinas
Criação do banco de dados da máquina:
Com base nos dados coletados na etapa anterior e nas etapas de
manutenção cumpridas, pode-se criar um histórico do monitoramento.
 Total de máquinas monitoradas;
 Condição dos equipamentos após o enquadramento nos seus respectivos alarmes (gráfico demonstrativo);
 Tipos de defeitos encontrados (gráfico demonstrativo);
 Resumo geral da condição de equipamento;
 Recomendações e observações de como eliminar os problemas encontrados.
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Introdução e técnicas de diagnóstico de máquinas
Monitoramento de máquinas
Implantar correções no plano de monitoramento:
Com base nas informações coletas é possível:
 Diminuir ou aumentar o tempo entre coletas de amostras;
 Alterar a técnica de análise dos dados;
 Identificar correções a serem efetuadas no equipamento;
 Utilização de outros tipos de sensores.
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Indicadores de estado das máquinas
Após a criação do primeiro banco de dados das máquinas, é necessário identificar quais indicadores apropriados para as medições periódicas. Tais indicadores devem possuir as seguintes características:
 Progredir com o defeito permitindo a definição de níveis de alarme;
 Ser pouco sensíveis, as mudanças de carga nos eixos, a perturbação por fontes externas, e as características dos sensores, etc;
 Se medidos em duas falhas iguais porém em locais diferentes devem permitir comparação dos valores antes e depois das falhas.
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Monitoramento Permanente x Intermitente
Necessidade de monitoramento permanente:
Máquinas críticas que possuem transdutores de vibração permanentes e continuamente monitoradas;
Equipamentos que podem sofrer mudanças rápidas nas condições de operação que podem preceder falhas graves;
Máquinas que não possuem equipamento reserva.
Vantagens:
Permite reação muito rápida a mudançasabruptas e permite proteger equipamentos de maior valor;
É a melhor forma de proteção para falhas não previsíveis.
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Monitoramento Permanente x Intermitente
Desvantagem do monitoramento permanente:
Custo elevado de equipamentos e pessoal – Este monitoramento é aplicado para máquinas críticas;
Onde os transdutores forem proxímetros estes tem que ser montados dentro da máquina no estágio de projeto, assim modificações em máquinas existentes algumas vezes são proibitivas;
O tempo de reação deve ser muito rápido, requerendo para tanto técnicas simples de monitoramento baseadas no acompanhamento do nível de vibração global e da fase.
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Monitoramento Permanente x Intermitente
Monitoramento intermitente:
Aplicado a processos mais estáveis, onde os períodos de coleta de dados possibilitam identificar mudanças nas características do processo e ativar alarmes de manutenção;
Reduz custo de implementação, equipamento e pessoal;
A desvantagem é não conseguir identificar mudanças rápidas dos parâmetros e falhas não previsíveis, para estes casos deve-se utilizar monitoramento permanente. 
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Monitoramento de máquinas
Dentro do ciclo do monitoramento apresentado, atualmente as duas grandes frentes de análise da condição de máquinas são:
 Análise de lubrificante – Consiste na 
avaliação do óleo lubrificante utilizado na máquina
em busca de partículas em suspensão e contaminantes;
 Análise de vibração – Consiste na avaliação dos níveis
 de vibração de componentes da máquina, também
 chamados de “assinatura de vibração”. 
O desenvolvimento das falhas altera o comportamento 
destes sinais e podem ser utilizados como indicativo 
da progressão da falha. 
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Análise de lubrificantes
A análise de óleo procura identificar as condições do lubrificante e identificar a presença de partículas em suspensão no lubrificante.
Existem basicamente duas técnicas de análise:
Ferrografia: Investigação microscópica dos fragmentos em suspensão para determinar o tipo e a localização das falhas;
Espectrografia: Amostras de lubrificantes passam por análise química para determinar a presença de materiais que possam ser resultado de abrasão entre os componentes.
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Análise de lubrificantes
A seleção da técnica para análise de pequenas partículas e componentes da amostra de óleo pode ser feita em função do tamanho da partícula em análise:
 A Ferrografia distingue o tamanho e forma da partícula mas possui restrição a pequenos tamanhos (< 2mm) e identificação dos componentes da amostra;
 A Espectrometria não distingue tamanho e forma, mas pode identificar partículas menores e quais são os componentes da amostra.
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Análise de lubrificantes
A espectrometria é uma técnica que se baseia na avaliação das freqüências luminosas emitidas pelos elementos de uma amostra de óleo quando entram em combustão (cada elemento químico possui a sua própria freqüência). 
Permite a identificação de substâncias metálicas (ferro, cobre, alumínio, etc.) e contaminações externas (ex: silício). 
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Análise de lubrificantes
A Ferrografia baseia-se na avaliação microscópica visual de partículas extraídas e depositadas em uma lâmina de microscópio chamada de ferrograma. 
Examinando forma, cor, detalhe das bordas, efeitos de um campo magnético e outros testes como tratamento térmico e adição de reagentes químicos, pode-se identificar o mecanismo de desgaste.
Essa tecnologia diferencia o tipo de material contido na amostra e determina o componente de desgaste a partir do qual ele foi gerado. 
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Análise de lubrificantes
O estado do óleo pode ser analisado de forma mais ampla para indicar outras anormalidades:
	INDICAÇÃO	CAUSA PROVÁVEL	AÇÃO SUGERIDA
	Espuma	Agitação excessiva ou passagem sob pressão através de uma restrição.	Verificar o sistema
	Emulsão
- Separa-se naturalmente ou por Centrifugação	Contaminação por água	Drenar a água
Trocar o óleo
	Escurecimento	Oxidação do óleo
Temperatura elevada
Produtos de combustão em contato com o óleo	Trocar o óleo
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Análise de vibração
Um corpo é dito estar vibrando quando ele descreve um movimento de oscilação em torno de uma posição de referência.
O número de vezes de movimento completo (Ciclos) efetuados no período de 1(um) segundo é chamado de freqüência e medido em hertz (Hz).
A análise de vibrações busca por indícios (mudanças) de amplitude e freqüências nos sinais coletados que são indícios de alteração no funcionamento do equipamento.
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Análise de vibração
A análise da vibração consiste em identificar freqüências específicas no espectro de freqüência dos sinais coletados das máquinas em funcionamento a fim de identificar antecipadamente falhas do sistema.
Um sinal no domínio do tempo não demonstra claramente quais as falhas de um equipamento. O processamento dos sinais e visualização no domínio da freqüência é necessário para melhor identificação das freqüências que pode, indicar uma falha do equipamento.
Sinal no domínio do tempo Sinal no domínio da freqüência
Introdução e técnicas de diagnóstico de máquinas
Análise de vibração
Vantagens da análise de vibrações:
 Os sinais coletados identificam prontamente a mudança da condição dos equipamentos; 
 É capaz de detectar avaria na sua fase inicial, quando ainda não gerou danos graves no equipamento;
 Pode (e deve) ser aplicado com a máquina em funcionamento;
 Na maioria dos casos permite identificar o componente que está gerando a vibração;
 Alguns equipamentos de coleta de dados (ex: coletores portáteis) e sensores tem tamanho pequeno e portanto facilidade para uso em campo;
 Permite monitoramento intermitente ou permanente.
Introdução e técnicas de diagnóstico de máquinas
Análise de vibração
Entre os modos de falha que podem ser identificados por análise de vibração estão:
• Defeitos de rolamento;
• Desbalanceamento e desalinhamento;
• Excentricidade;
• Interferência;
• Erosão localizada;
• Abrasão;
• Ressonância;
• Folgas;
Introdução e técnicas de diagnóstico de máquinas
Análise de vibração
As principais técnicas de análise de vibração utilizadas para o diagnóstico de máquinas são:
 Deslocamento, velocidade e aceleração global;
 Fator de crista (Crest factor);
 Análise no domínio do tempo;
 Análise espectral;
 Análise do Envelope;
 Curtose.
Estas técnicas serão detalhadas nos capítulos posteriores.
Introdução e técnicas de diagnóstico de máquinas
TÉCNICO EM MECÂNICA
O mercado de trabalho para a atuação deste profissional é muito amplo: Contempla indústrias como a metalomecânica, química, petroquímica, petrolífera, refrigeração, automotiva, agrícola, de alimentos e bebidas, química, de couro e calçados, entre outras, além de atuar em laboratórios de controle de qualidade e prestação de serviços, manutenção, assessoria e consultoria.
MERCADO DE TRABALHO
Oficina Mecânica Empresa – Fonte: Própria do autor
Laboratório Mecânica Senai – Fonte: Própria do autor
Laboratório Mecânica Senai – Fonte: Própria do autor
TÉCNICO EM MECÂNICA
Caracterizando a área: 
Algumas ações são implementadas durante o curso como visitas técnicas às empresas, oportunidade em que os alunos tem o contato direto com o pessoal da área de gestão de pessoas, pessoal de produção e principalmente o pessoal de manutenção.
VISITAS TÉCNICAS ÀS EMPRESAS PARA CONHECER A DINÂMICA DO CHÃO DE FÁBRICA
TÉCNICO EM MECÂNICA
TÉCNICO EM MECÂNICA
TÉCNICO EM MECÂNICA
APLICAÇÃO DA MANUTENÇÃO CORRETIVA, PREVENTIVAS E PREDITIVAS.
PROJETOS DESENVOLVIDOS NO SENAI
Alimentos
Refinarias de Petróleo
Indústrias Químicas
TÉCNICO EM MECÂNICA
Possibilidades de atuação do Técnico em Mecânica Especializados em TécnicasPreditivas:
 
O mercado é um dos mais versáteis e abrangentes com atuação forte nos segmentos de Manutenção Industrial, Fabricação, Açúcar e Álcool, Alimentos, Biodiesel, Cervejaria, Energia, Farmacêutico, Têxtil, Metalurgia, Mineração, Celulose e Papel, Petróleo e Gás, Saneamento, Química, Petroquímica e Vidro, Metal Mecânica, Montadoras de Automóveis.
TÉCNICO EM MECÂNICA
TÉCNICO EM MECÂNICA