Apresentação Falhas

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MANUTENÇÃO
FALHAS
CONCEITOS / INTRODUÇÃO
- Todos os tipos de máquinas desgastam-se naturalmente ao longo do que é chamada "vida útil“;
- A máquina nunca quebra totalmente de uma só vez, mas pára de trabalhar quando alguma parte vital de seu conjunto se danifica;
A parte vital pode estar no interior da máquina, no mecanismo de transmissão, no comando ou nos controles, estar no exterior, em partes rodantes ou em acessórios;
Este fenômeno é inevitável, de modo que nunca ocorre de uma máquina se recuperar, passando a operar como nova após ter apresentado uma falha operacional.
 Os mecanismos de desgaste ou deterioração que atuam sobre um componente podem ser de natureza mecânica, elétrica, térmica, química ou operacional; 
 O efeito acumulativo dos mecanismos de desgaste se manifesta pela falha ou quebra do equipamento;
 Define-se como "falha ou quebra" a perda da função básica de um componente ou peça, com interrupção (falha funcional) ou degeneração da mesma (falha potencial).
- A prevenção de quebras só pode ser efetivada após a constatação de que um determinado mecanismo de desgaste está ocorrendo;
 Esse fato só se torna evidente aos nossos sentidos nos estágios finais do mesmo, ou seja, quando a falha já ocorreu.
- Por esse motivo são utilizadas técnicas de análise de falhas que irão revelar a natureza do desgaste ou degeneração, objetivando evitar a repetição dessas ocorrências, minimizando os custos e os danos.
TIPOS DE FALHAS
- Antes de detectar e corrigir uma falha, muitas vezes, antes mesmo que ela aconteça, é preciso saber identificar o que é realmente considerado falha e qual seu grau de intensidade:
• Falha: quando um componente não executa uma determinada tarefa conforme o esperado;
• Falha primária: o componente que falhou e, consequentemente, causou as falhas secundárias. Um exemplo disso seria uma falha do rolamento que, se negligenciada, resultará na falha secundária;
 
• Falha secundária: falha causada por outras falhas primárias e que poderiam ser evitadas se as primárias fossem sanadas a tempo;
• Concentrações de carga de estresse: quando uma determinada não pode suportar uma alta carga de esforço, normalmente é o ponto de partida de algumas avarias, deformações e defeitos nos componentes.
MODOS DE FALHA
- Os profissionais e engenheiros especializados em realizar as análises de causa de falhas podem utilizar diferentes formas e sistemas para detectar as avarias, entretanto a maneira mais prática para os gestores e engenheiros de manutenção e confiabilidade é classificar as falhas por sobrecarga, fadiga, corrosão influenciada fadiga, corrosão e desgaste.
Sobrecarga: a aplicação de uma única carga faz com que a peça se deforme ou se “frature” quando a carga é aplicada;
Fadiga: cargas flutuantes no decorrer de um período de tempo relativamente prolongado provocam este tipo de falha e, normalmente, deixa sinais de fadiga no metal;
Fadiga influenciada por corrosão: a corrosão reduz substancialmente a resistência à fadiga da maioria dos metais e, eventualmente, provoca falha em cargas relativamente leves;
Corrosão: o desgaste da peça é o resultado da ação elétrica da corrosão, causando uma perda de material;
Desgaste: o próprio uso inadequado da ferramenta, componente ou equipamento pode acarretar um desgaste precoce nas peças.
- Para interpretar uma falha com precisão, o analista tem que coletar todos os fatos pertinentes e, em seguida, decidir o que lhes causou seguindo os passos a seguir:
_ Decidir qual tipo de análise aplicar;
_ Saber o que aconteceu durante o processo de uso do equipamento ou componente;
_ Fazer investigação preliminar;
_ Coletar dados;
_ Determinar o que e como fracassou;
_ Examinar a analisar a falha primária;
_ Determinar o tipo de falha e o que a causou;
_ Identificar as causas da falha.
CAUSAS DAS FALHAS
A origem dos danos pode ser assim agrupada:
• Erros de especificação ou de projeto: A máquina ou alguns de seus componentes não correspondem às necessidades de serviço. Os problemas se envolvem nos fatores:
	- Dimensões;
	- Rotações;
	- Marchas;
	- Materiais;
	- Tratamentos térmicos;
	- Ajustes;
	- Acabamentos superficiais;
	- Desenhos errados.
• Falhas de fabricação - A máquina, com componentes falhos, não foi montada corretamente. Consequência disso:
	- Aparecimento de trincas;
	- Inclusões;
	- Concentração de tensões;
	- Contatos imperfeitos;
	- Folgas exageradas ou insuficientes;
	- Empeno ou exposição de peças a tensões não previstas no projeto.
• Instalação imprópria - Trata-se de desalinhamento dos eixos entre o motor e a máquina acionada. Os desalinhamentos surgem devido a:
	
	- Fundação (local de assentamento da máquina) sujeita a vibrações;	
	- Sobrecargas;
	- Trincas;
	- Corrosão.
• Manutenção imprópria - Trata-se da perda de ajustes e da eficiência da máquina em razão dos seguintes fatores:
	- Sujeira;
	- Falta momentânea ou constante de lubrificação;
	- Lubrificação imprópria;
	- Superaquecimento (excesso ou insuficiência da viscosidade do lubrificante);
	- Falta de reapertos;
	- Falhas de controle de vibrações.
• Operação imprópria - Trata-se de sobrecarga, choques e vibrações que acabam rompendo o componente mais fraco da máquina.
	
Esse rompimento, geralmente, provoca danos em outros componentes ou peças da máquina;
As falhas são inevitáveis quando aparecem por causa do trabalho executado pela máquina;
Neste caso, manutenção restringe-se à observação do progresso do dano para que se possa substituir a peça no momento mais adequado.
CARACTERÍSTICAS DAS FALHAS
- Os danos e defeitos de peças, geralmente, residem nos chamados intensificadores de tensão, e estes são causados por erro de projeto ou especificações;
- Se os intensificadores de tensão residem no erro de projeto, a forma da peça é o ponto crítico a ser examinado, porém, se os intensificadores de tensão residem nas especificações, estas são as que influirão na estrutura interna das peças;
- O erro mais freqüente na forma da peça é a ocorrência de cantos vivos; 
- Com cantos vivos, as linhas de tensão podem se romper facilmente.
Linhas de tensão em peças com cantos vivos 
FTA - ANÁLISE DA ÁRVORE DAS FALHAS
- A crescente necessidade de melhorar a qualidade de produtos e a satisfação dos clientes tem popularizado vários métodos e técnicas que visam melhorar a confiabilidade de produtos e processos;
- Uma destas técnicas é a Análise da Árvore de Falhas (FTA - Fault Tree Analysis), que visa melhorar a confiabilidade de produtos e processos através da análise sistemática de possíveis falhas e suas conseqüências, orientando na adoção de medidas corretivas ou preventivas. 
- O processo de construção da árvore tem início com a percepção ou previsão de uma falha, que a seguir é decomposto e detalhado até eventos mais simples.
- A análise da árvore de falhas é uma técnica top-down, pois parte de eventos gerais que são desdobrados em eventos mais específicos.
Diagrama FTA aplicado à uma falha em um motor de elétrico. 
O evento inicial, que pode ser uma falha observada ou prevista, é chamado de evento de topo.
Limite de resolução do diagrama
- É possível adicionar ao diagrama elementos lógicos, tais como ‘e’ e ‘ou’, para melhor caracterizar os relacionamentos entre as falhas;
- Dessa forma é possível utilizar o diagrama para estimar a probabilidade de um falha acontecer a partir de eventos mais específicos.
Árvore de superaquecimento em um motor elétrico utilizando elementos lógicos:
FMEA – ANÁLISE DE MODOS E EFEITOS DE FALHAS
- Outra técnica que visa melhorar a confiabilidade de produtos e processos é a Análise de Modos e Efeitos de Falhas (FMEA - Failure Mode and Effect Analysis);
- É uma ferramenta que busca, em princípio, evitar, por meio da análise das falhas potenciais e propostas de ações de melhoria, que ocorram falhas no projeto
do produto ou do processo;
- Com a sua utilização, diminui-se as chances do produto ou processo falhar, aumentando sua confiabilidade.
- A metodologia FMEA é utilizada para diminuir as falhas de produtos e processos existentes e para diminuir a probabilidade de falha em processos administrativos;
- Tem sido empregada também em aplicações específicas tais como análises de fontes de risco em engenharia de segurança e na indústria de alimentos;
- A norma QS 9000 especifica o FMEA como um dos documentos necessários para um fornecedor submeter uma peça/produto à aprovação da montadora.
Tipos de FMEA
- Esta metodologia pode ser aplicada tanto no desenvolvimento do projeto do produto como do processo;
- As etapas e a maneira de realização da análise são as mesmas, ambas diferenciando-se somente quanto ao objetivo;
- As análises FMEA´s são classificadas em:
	• FMEA DE PROTUDO;
	• FMEA DE PROCESSO;
	
	 • FMEA DE PROCEDIMENTO (menos comum).
FMEA DE PRODUTO: 
São consideradas as falhas que poderão ocorrer com o produto dentro das especificações do projeto;
O objetivo desta análise é evitar falhas no produto ou no processo decorrentes do projeto;
É comumente denominada também de FMEA de projeto.
FMEA DE PROCESSO: 
O objetivo desta análise é evitar falhas do processo, tendo como base as não conformidades do produto com as especificações do projeto;
FMEA DE PROCEDIMENTOS
Analisa-se as falhas potenciais de cada etapa do processo com o mesmo objetivo que as análises anteriores, ou seja, diminuir os riscos de falha.
Aplicação da FMEA
- Diminuição da probabilidade da ocorrência de falhas em projetos de novos produtos ou processos;
- Diminuição da probabilidade de falhas potenciais (ou seja, que ainda não tenham ocorrido) em produtos/processos já em operação;
- Aumento da confiabilidade de produtos ou processos já em operação por meio da análise das falhas que já ocorreram;
- Diminuição dos riscos de erros e aumento da qualidade em procedimentos administrativos.
 Planejamento
- Esta fase é realizada pelo responsável pela aplicação da metodologia e compreende:
•	Descrição dos objetivos e abrangência da análise: 
Se identifica-se qual(ais) produto(s)/processo(s) será(ão) analisado(s);
•	Formação dos grupos de trabalho: 
Define-se os integrantes do grupo, que deve ser preferencialmente pequeno (entre 4 a 6 pessoas) e multidisciplinar (contando com pessoas de diversas áreas como qualidade, desenvolvimento e produção);
•	Planejamento das reuniões:
As reuniões devem ser agendadas com antecedência e com o consentimento de todos os participantes para evitar paralisações;
• Preparação da documentação.
Preenchimento do formulário FMEA de acordo com o quadro:
Avaliação dos Riscos
- Nesta fase são definidos pelo grupo os índices de severidade (S), ocorrência (O) e detecção (D) para cada causa de falha, de acordo com critérios previamente definidos; 
- Depois são calculados os coeficientes de prioridade de risco (R), por meio da multiplicação dos outros três índices. 
- Quando o grupo estiver avaliando um índice, os demais não podem ser levados em conta, ou seja, a avaliação de cada índice é independente;
- No caso de FMEA de processo pode-se utilizar os índices de capacidade da máquina, (Cpk) para se determinar o índice de ocorrência.
 Melhoria
- Nesta fase, lista-se todas as ações que podem ser realizadas para diminuir os riscos. Estas medidas podem ser:
•	De prevenção total ao tipo de falha;
•	De prevenção total de uma causa de falha;
•	Que dificultam a ocorrência de falhas;
•	Que limitem o efeito do tipo de falha;
•	Que aumentam a probabilidade de detecção do tipo ou da causa de falha.
 Importância
 A metodologia FMEA é importante porque pode proporcionar para a empresa:
1 - Uma forma sistemática de se catalogar informações sobre as falhas dos produtos/processos;
2 - Melhor conhecimento dos problemas nos produtos/processos;
3 - Ações de melhoria no projeto do produto/processo, baseado em dados e devidamente monitoradas (melhoria contínua);
4 - Diminuição de custos por meio da prevenção de ocorrência de falhas;
5 - O benefício de incorporar dentro da organização a atitude de prevenção de falhas, a atitude de cooperação e trabalho em equipe e a preocupação com a satisfação dos clientes;
 COMPARAÇÃO ENTRE FTA E FMEA
REFERÊNCIAS
www.numa.org.br/conhecimentos/conhecimentos_port/pag_conhec/FTA.htm
www.numa.org.br/conhecimentos/conhecimentos_port/pag_conhec/FMEAv2.html
www.manutencaoesuprimentos.com.br/conteudo/2004-tipos-de-falhas-em-manutencao/
www.mecatronicaatual.com.br/artigos/1428-engenharia-de-manuteno-anlise-de-falhas
www.essel.com.br/cursos/material/01/Manutencao/13manu.pdf