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Análise de falha (TCC - Artigo científico)

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RANIELLI ANTÔNIO DE BASTIANI 
 
 
 
 
 
 
IDENTIFICAÇÃO DA FALHA DE FRATURA EM UMA CORRENTE DO TIPO LEAF 
LH1246 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao 
Colegiado do Curso de Engenharia de Produção 
Mecânica da Universidade do Oeste de Santa 
Catarina como requisito parcial à obtenção do grau 
de Engenheiro de Produção Mecânica. 
 
 
 
 
 
BANCA EXAMINADORA 
 
 
Prof. Msc. Sérgio Luiz Marquezi 
Universidade do Oeste de Santa Catarina – UNOESC 
 
Prof. Msc. Adriana Biasi Vanin 
Universidade do Oeste de Santa Catarina - UNOESC 
 
Prof. Msc. Leandro Fabris Possamai 
Universidade do Oeste de Santa Catarina – UNOESC
1 
 
IDENTIFICAÇÃO DA FALHA DE FRATURA EM UMA CORRENTE DO TIPO 
LEAF LH1246 
Ranielli Antônio De Bastiani¹ 
Sérgio Luiz Marquezi² 
RESUMO 
O presente trabalho foi desenvolvido dentro de uma empresa do ramo agroindustrial. Foi 
identificada uma situação problema dentro do setor de estocagem desta empresa, onde 
ocorreram oito falhas consecutivas em correntes do tipo leaf LH1246, utilizadas pelo sistema 
de elevação principal das oito empilhadeiras usadas no processo. Estas falhas além de 
trazerem prejuízos econômicos para a empresa podem colocar a segurança dos colaboradores 
em perigo, portanto o foco deste trabalho concentra-se na identificação destas falhas, para se 
possível, levantar suas causas e posteriormente propor soluções que venham a sanar o 
problema. Para isso foi realizado um levantamento do desgaste nas correntes, tendo também 
seu material analisado de maneira macro e microscopicamente, realizando ainda ensaios para 
obter algumas propriedades mecânicas do componente. Por meio dos estudos realizados foi 
possível constatar que a falha nas correntes ocorreu devido a fadiga associada à corrosão e 
que as correntes deveriam ter sido substituídas de maneira preventiva por apresentarem um 
elevado nível de desgaste, indicando a possibilidade de que o controle de desgaste das 
mesmas não é realizado de maneira adequada dentro da empresa, foi identificado também que 
o lubrificante utilizado não é o mais indicado para este tipo de componente mecânico. 
Palavras chave: Correntes leaf LH1246; Identificação de falha; Corrosão. 
 
1 INTRODUÇÃO 
Todas as máquinas e equipamentos são projetados para desempenhar suas funções 
corretamente, para isso, todos os seus componentes devem estar em perfeito estado. O ciclo 
de vida dos componentes de uma máquina pode variar conforme cada projeto e cada 
aplicação, aliado ao projeto entram os conceitos de manutenção preventiva, que buscam 
avaliar o estado dos componentes e realizar a troca dos mesmos quando necessário para evitar 
assim a falha da máquina. Porém, mesmo tomando essas medidas preventivas ainda assim 
existe uma possibilidade de que o processo não ocorra como especificado em projeto, quando 
isso ocorre se faz necessária uma análise da falha para identificar os motivos que a 
acarretaram, para posteriormente tomar medidas que evitem que isso volte a acontecer. 
1 Acadêmico do curso de Engenharia de Produção Mecânica da Unoesc; rani_dbastiani@hotmail.com 
2 Professor orientador do curso de Engenharia de Produção Mecânica da Unoesc; 
sergio.marquezi@unoesc.edu.br 
2 
 
Em uma empresa da área de agroindústria, dentro do setor de estocagem, ocorreram 
oito falhas prematuras e consecutivas na corrente principal do sistema de elevação das 
empilhadeiras utilizadas no processo. As empilhadeiras são locadas de uma empresa 
terceirizada que fornece também o serviço de manutenção das mesmas, todavia, os gastos 
com componentes de reposição ficam a cargo da empresa contratante. A empresa locadora, a 
qual realiza a manutenção nas empilhadeiras, relatou também que nenhuma das correntes, 
citadas anteriormente, apresentou indicativo que justificasse a troca das mesmas. 
Devido à falta de indícios que justifiquem as falhas, visando também a não interrupção 
do processo no setor de estocagem e a segurança dos colaboradores que trabalham no local, 
faz-se necessária uma análise das falhas para identificar os motivos que provocaram as 
quebras. Após a identificação dos motivos medidas devem ser tomadas para que este tipo de 
situação não volte a ocorrer, provendo assim mais segurança e produtividade para o setor em 
questão. 
Portanto, o foco desse trabalho está em conhecer a falha, abrangendo a verificação dos 
métodos de controle de desgaste, análise das propriedades mecânicas do material das 
correntes, análise macroscópica e microscópica da falha, para se possível, identificar quais os 
agentes causadores da mesma e, assim, propor medidas que venham a impedir a repetição 
deste problema. 
 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
2.1 FALHA 
Para Callister e Rethwisch (2013), a falha em materiais de engenharia é, na maioria 
das vezes, um evento indesejável, porém apesar do atual nível de conhecimento sobre 
materiais é difícil afirmar que um projeto está livre de falhas. Seleção e fabricação inadequada 
de materiais e peças, erro de projeto ou utilização indevida de componentes e erros ou faltas 
no processo de manutenção estão entre as mais comuns causas de falha. Quando uma falha 
acontece se faz necessária uma investigação de suas causas para então tomar as medidas 
necessárias visando à prevenção de futuros incidentes. 
 
2.1.1 Fratura Dúctil e Fratura Frágil 
De acordo com Callister e Rethwisch (2013), fratura é definida pela separação de um 
corpo em duas ou mais partes decorrente de tensão estática, fadiga ou fluência, estando este 
corpo em temperaturas significativamente mais baixas do que a temperatura de fusão do 
material. Podendo ainda a fratura ocorrer por diferentes tipos de solicitações mecânicas como 
3 
 
tração, compressão, cisalhamento, torção ou solicitações combinadas. Existem dois tipos de 
fratura para materiais metálicos, fratura dúctil e fratura frágil. A diferença encontra-se 
basicamente na capacidade do material em se deformar plasticamente absorvendo energia 
durante esta deformação. Materiais dúcteis apresentam grades deformações e absorção de 
energia antes da fratura, enquanto materiais frágeis, por sua vez, apresentam pouca ou 
nenhuma deformação plástica e baixa absorção de energia antes da fratura. 
Toda fratura passa por duas etapas, formação e propagação de trincas devido à 
imposição de uma tensão. O tipo de fratura está intimamente ligado com a maneira em que a 
trinca se propaga. Em uma fratura dúctil, a trinca se propaga lentamente e o material apresenta 
grande deformação plástica próximo a ela, além disso, essas trincas são estáveis, ou seja, elas 
não tendem a continuar se propagando a menos que a intensidade da tensão aplicada sobre o 
material aumente. Em contra partida, para uma fratura frágil, a trinca se propaga de maneira 
acelerada, apresentando pouca deformação plástica, podem ainda ser consideradas instáveis, 
pois uma vez iniciada a trinca, ela continua a se propagar mesmo que a intensidade da tensão 
aplicada sobre o material não aumente (CALLISTER; RETHWISCH, 2013). 
De acordo com Callister e Rethwisch (2013), na superfície de uma fratura frágil em 
materiais metálicos, podem-se observar algumas linhas denominadas “marcas de sargento” 
em formato de “V” apontando para o ponto de partida da trinca, em outros casos encontram-
se nervuras seguindo um padrão em formato de leque, partindo do ponto de início da trinca. 
Estas “marcas de sargento” são de grande importância para a análise de falhas, pois permitem 
identificar qual foi o ponto de início da trinca. 
 
2.1.2 Fratura por Fadiga 
Callister e Rethwisch (2013) afirmam que, todo o corpo submetido a ação de tensões 
dinâmicas e variáveisestá suscetível a falhar em virtude de fadiga. Este tipo de falha é 
denominado como fadiga devido a sua ocorrência se dar após longos ciclos de operação sob 
tensões variáveis no material. De maneira peculiar, a falha neste tipo de situação pode ocorrer 
com um grau de tensão consideravelmente menor do que a tensão máxima admitida ou 
mesmo do que a tensão de escoamento do material, se comparado a cargas estáticas. É 
estimado que cerca de 90% das falhas em materiais metálicos seja devido à fadiga, tornando-
se assim a maior causa individual de falhas em metais. Elementos de máquina são 
componentes que normalmente estão submetidos a tais condições. 
4 
 
A falha por fadiga é sempre de natureza frágil, mesmo que ocorra em materiais 
dúcteis, apresentando pouquíssima ou então nenhuma deformação plástica. A ruptura sucede 
em decorrência da formação e propagação de trincas (CALLISTER; RETHWISCH, 2013). 
Callister e Rethwisch (2013), caracterizam a falha por fadiga em três etapas, que são: 
iniciação da trinca, onde em um ponto do material é formada uma pequena trinca; propagação 
da trinca, nesta etapa a trinca aumenta lentamente devido aos ciclos de tensão aplicados no 
material; e por fim a falha final, que ocorre de maneira repentina após a trinca ter atingido um 
tamanho crítico. O ponto de início da trinca, neste tipo de ruptura, é normalmente um ponto 
de concentração de tensões localizado na superfície do material que pode ter sido gerado por 
fatores como riscos de usinagem, rasgo de chaveta, furos, ângulos vivos, pontos de corrosão, 
entre outros. 
Para Callister e Rethwisch (2013), a região de uma superfície que fraturou devido à 
fadiga, normalmente apresenta marcas chamadas de “marcas de praia” e “estrias”. Essas 
marcas apontam a posição da extremidade da trinca em conformidade com o avanço que esta 
apresentou antes da ruptura e apresentam-se como nervuras concêntricas que se expandem 
para longe dos sítios de iniciação da trinca, geralmente em padrões circulares ou 
semicirculares. As marcas de praia podem ser observadas a olho nu, enquanto as estrias 
possuem dimensões microscópicas e, portanto, só podem ser observadas com o auxílio de 
microscópios. 
Callister e Rethwisch (2013), afirmam que se pode concluir a causa de uma falha por 
meio da análise da superfície da ruptura. Ressaltam ainda que a presença de marcas de praia 
ou de estrias, ou ainda de ambas, confirma que a causa da falha foi fadiga, todavia a ausência 
dessas marcas não elimina esta possibilidade. 
Fatores ambientais também podem influenciar no comportamento de materiais em 
fadiga. Quando se trabalha em ambientes com temperaturas elevadas ou muito baixas e 
principalmente quando ocorre uma grande variação nesta temperatura ocorre a expansão ou 
contração do material, se houver restrição a estes movimentos, serão geradas no material 
tensões térmicas, que pode também ocasionar o início de uma trinca (CALLISTER; 
RETHWISCH, 2013). 
Ainda, de acordo com Callister e Rethwisch (2013), há também a possibilidade da 
falha ocorrer devido a ação simultânea de tensões variáveis e ataque químico, caracterizando 
fadiga associada à corrosão, quando, por exemplo, o material reagir com o meio em que está 
inserido gerando pontos de corrosão, chamados também de pites, por sua vez os pites de 
5 
 
corrosão se tornarão pontos de concentração de tensões e portanto, locais propícios para a 
nucleação de trincas. 
 
2.2 CORRENTES 
Correntes são elementos de máquina flexíveis que são utilizados para transmissão de 
potências ou forças através de distâncias relativamente grandes. São componentes que se 
caracterizam por não apresentarem deslizamento e nem estiramento, além de ser um elemento 
de máquina com grande vida útil. As correntes são classificadas por sua geometria e 
dimensões (SHIGLEY, 1984). As correntes analisadas neste trabalho são do tipo leaf, do 
inglês “folha”, são regulamentadas pela norma internacional ISO 4347, definindo este nome 
devido ao formato de seus elos, ou placas, e são ainda subdivididas conforme suas dimensões 
de passo, placa e também pela quantidade de placas, de acordo com essas subdivisões as 
correntes utilizadas no sistema principal de elevação das empilhadeiras da empresa são 
denominadas correntes leaf LH 1246, onde a sigla LH indica que a corrente é derivada da 
norma ISO 606 A, os dois primeiros dígitos correspondem ao valor do passo multiplicado por 
1/16 de polegadas e os dois últimos dígitos correspondem ao número de placas existentes nos 
passos externos e internos , respectivamente. 
Para Shigley (1984), as correntes estão sujeitas a desgaste tanto nos pinos quanto nos 
elos devido ao atrito existente entre as partes, ocasionando assim, um alongamento do seu 
comprimento original. Os principais fatores que levam ao fim da vida útil de uma corrente, ou 
mesmo a falha da mesma, são o elevado nível de desgaste nos pinos e elos e também a fadiga. 
A lubrificação nas correntes é altamente recomendada a fim de se obter uma vida útil longa e 
livre de problemas, reduzindo o atrito e protegendo contra a oxidação. A lubrificação deve ser 
feita por respingamento e por banho parcial no lubrificante, recomenda-se óleo mineral leve 
ou médio, sem aditivos, óleos pesados e graxas possuem uma viscosidade elevada, o que 
dificulta a penetração do lubrificante nas pequenas folgas existentes nas correntes. 
A manutenção nas correntes do tipo leaf consiste em preventiva, que visa evitar a 
ocorrência de falhas por meio de manutenções planejadas em intervalos de tempo 
predeterminados, e também manutenção preditiva, que consiste no monitoramento da 
máquina observando alterações de condição ou desempenho, ou seja, atentar aos sinais que 
precedem a falha e intervir antes do seu acontecimento (KARDEC; NASCIF, 2015). 
 
 
 
6 
 
2.3 AÇOS 
De acordo com Chiaverini (2008), aços são ligas compostas principalmente por ferro e 
carbono, com teores de carbono variando próximo aos limites de 0,008% até 2,14%, podendo 
ainda conter elementos de liga adicionados propositalmente com a finalidade de se atingir 
certas propriedades mecânicas, sendo estes denominados aços liga, ou contendo apenas 
elementos residuais oriundos do processo de fabricação, recebendo o nome de aço carbono. 
Ligas com porcentagem de carbono inferiores a 0,008% são consideradas ferro puro, já ligas 
com porcentagens de carbono superiores a 2,14% são consideradas ferro fundido. 
 
2.3.1 Estrutura Cristalina e Microestrutura dos Aços 
Segundo Callister e Rethwisch (2013), os materiais podem ser classificados de acordo 
com a regularidade pela qual seus átomos se arranjam uns em relação aos outros. Um material 
é considerado cristalino quando seus átomos estão posicionados em um padrão periódico de 
longo alcance, cada átomo ligando-se com seus vizinhos mais próximos em um arranjo 
tridimensional uniforme. Todos os metais formam estruturas cristalinas. 
As propriedades mecânicas dos materiais estão intimamente ligadas com sua estrutura 
cristalina e também com sua composição química. Apesar de existir um vasto número de 
estruturas cristalinas diferentes com complexidades variadas, nos metais são comumente 
encontradas três tipos de estruturas, que são: cúbica de corpo centrado (CCC), cúbica de face 
centrada (CFC) e hexagonal compacta (HC), todas consideradas de baixa complexidade 
(CALLISTER; RETHWISCH, 2013). 
De acordo com Silva e Mei (2010), quando aquecido o ferro puro apresenta mudanças 
em sua estrutura cristalina antes de atingir o ponto de fusão, variando sua forma de ferrita, ou 
ferro α, para austenita, ou ferro γ e posteriormente para ferrita δ. Este processo sofre algumas 
alterações à medida que é adicionadoo carbono como elemento de liga, ligando-se com o 
ferro formando um carboneto de ferro de alta dureza denominado cementita (Fe3C). Todo esse 
processo é conhecido e pode ser observado no diagrama de fases ferro-carbono. 
Para Silva e Mei (2010), a martensita é uma fase importante no diagrama ferro-
carbono, sendo uma solução sólida supersaturada de carbono em ferro, apresentando estrutura 
cristalina do tipo tetragonal de corpo centrado (TCC), que é uma forma distorcida da estrutura 
cristalina cúbica de corpo centrado (CCC). A martensita é uma fase metaestável obtida por 
meio do resfriamento brusco da austenita γ, sendo alcançada apenas pelo tratamento térmico 
de tempera, a alteração da estrutura ocorre de maneira muito acelerada, normalmente 
permanecendo quantidades significativas de austenita retida no material. A martensita aparece 
7 
 
em formas de ripas em aços com menores teores de carbono e em formas de agulhas em aços 
com teores de carbono mais elevados, agrega valores elevados de dureza e fragilidade às 
ligas. 
De acordo com Callister e Rethwisch (2013), a formação da microestrutura de uma 
liga metálica depende de alguns fatores, os principais são a porcentagem de carbono presente 
na liga e a velocidade de resfriamento após o aquecimento acima da temperatura crítica de 
727ºC. Quando uma liga é eutetoide, ou seja, apresenta cerca de 0,76% de carbono, durante o 
resfriamento, ao passar pela temperatura crítica, toda a austenita γ se transformará em ferrita α 
e cementita simultaneamente, formando camadas alternadas ou lamelas das duas fases, 
recebendo o nome de perlita. Portanto a perlita possui um valor equilibrado de ferro α e Fe3C, 
possuindo dessa forma uma harmonia entre as propriedades de ductilidade, existente na ferrita 
α e dureza, existente na cementita. Quando este processo ocorre em ligas hipoeutetoides, que 
são ligas com teores de carbono inferiores a 0,76%, além da formação da perlita há também a 
formação de ferrita α sem a presença de cementita, esta por sua vez, recebendo o nome de 
ferrita proeutetoide. De maneira contrária, em ligas hipereutetoides, ligas com teores de 
carbono acima de 0,76%, juntamente com a formação da perlita existe a formação de 
cementita sem a presença de ferro α, sendo denominada como cementita proeutetoide. É 
importante ressaltar que a quantidade de cada fase presente na microestrutura irá variar de 
acordo com a porcentagem de carbono na liga. 
 
2.3 CORROSÃO 
Para Gentil (2012), corrosão pode ser definida como deterioração de um material, 
devido a ações químicas ou eletroquímicas entre o material e o meio em que ele está inserido, 
podendo haver ou não relação com esforços mecânicos. A corrosão é comum em materiais 
metálicos, sendo um processo espontâneo que causa transformações no material, podendo 
acarretar em desgaste, variações químicas e estruturais, dessa forma alterando sua 
durabilidade e desempenho, tornando-se assim um fenômeno prejudicial e indesejável. 
Segundo Gentil (2012), os metais são geralmente encontrados na natureza em forma 
de compostos, como óxidos e sulfetos metálicos, que são relativamente estáveis, para que se 
possam obter suas formas refinadas, faz-se necessário uma grande quantidade de energia. 
Portanto as ligas metálicas possuem um nível energético muito superior aos compostos que 
lhes deram origem, desta maneira, a reação entre os metais e os fluidos do meio, como por 
exemplo, água e oxigênio, tende a ser espontânea, transformando as ligas novamente em 
compostos. 
8 
 
Os processos de corrosão são reações químicas ou eletroquímicas heterogêneas que se 
dão na superfície de separação entre o metal e o meio corrosivo. Neste processo o metal sofre 
oxidação, cedendo elétrons para um agente oxidante presente no meio. Existem tipos 
diferentes de corrosão, que podem ser classificados de acordo com sua aparência ou forma de 
ataque (GENTIL, 2012). Neste trabalho, será abordada apenas corrosão do tipo pite, devido à 
sua relevância no estudo da falha em questão. 
Para Galvele (1978) apud Picon et al. (2010), a presença de certos ânions agressivos 
no ambiente tem relação direta com a formação de pites de corrosão. Dentre os ânions, o íon 
cloreto apresenta maior agressividade, além disso, é encontrado abundantemente na natureza. 
A corrosão por pites ocorre em pequenas áreas localizadas na superfície do metal, 
formando cavidades que apresentam fundo em forma angulosa e profundidade geralmente 
maior que seu diâmetro (GENTIL, 2012). Os pites penetram a partir da superfície, de maneira 
perpendicular para o interior do material, em uma direção praticamente uniforme, este tipo de 
corrosão apresenta uma redução muito pequena de material em cada pite, porém é comum que 
exista uma grande concentração de pites próximos uns dos outros, gerando assim uma perda 
considerável de material podendo acarretar na falha do componente metálico (CALLISTER; 
RETHWISCH, 2013). 
Para Callister e Rethwisch (2013), a oxidação ocorre no interior do próprio pite, com 
uma redução complementar na superfície do metal. Defeitos superficiais como arranhões ou 
pequenas variações na composição química podem ser fatores iniciadores de pites, desta 
maneira, componentes com superfícies polidas apresentam maior resistência contra este tipo 
de corrosão. 
O Esquema 2 mostra um metal M sofrendo corrosão do tipo pite, devido a uma 
solução de cloreto de sódio aerada. Nas regiões vizinhas ao pite, ocorre redução do oxigênio, 
enquanto dentro do pite ocorre dissolução do metal de maneira acelerada, produzindo assim 
um excesso de cargas positivas nesta região, ocasionando a migração de íons de cloreto para 
reestabelecer a eletroneutralidade, formando-se assim, uma alta concentração de cloretos 
metálicos no fundo do pite e também de íons de hidrogênio resultantes da reação de hidrólise. 
Tanto o íon hidrogênio quanto o cloreto impulsionam a dissolução da maioria dos metais e 
ligas, produzindo assim condições que são tanto estimulantes quanto necessárias para a 
continuação do pite (FONTANA, 1987). 
 
 
 
 
 
9 
 
Esquema 2 – Corrosão por pite. 
 
Fonte: Fontana (1987). 
 
2.5 ENSAIOS DOS MATERIAIS 
De acordo com Garcia e Spim (1999), a realização de ensaios mecânicos é de extrema 
importância para a aquisição de informações técnicas a respeito dos materiais, limite de 
escoamento, limite de resistência à tração, dureza e microestrutura do material são, entre 
outros fatores, dados muito importantes principalmente quando se refere à análise de um 
componente ou material, estes valores são descobertos por meio de ensaios. 
O ensaio de tração consiste na aplicação de carga de tração uniaxial crescente em um 
corpo de prova específico até sua ruptura. Este é amplamente utilizado devido às informações 
que ele proporciona sobre o material, nele é mensurado o alongamento sofrido pelo material 
em função da carga aplicada (GARCIA; SPIM, 1999). O ensaio de tração em correntes do 
tipo leaf obedece aos parâmetros estipulados na norma ISO 4347, que define dimensões do 
corpo de prova, como o corpo de prova deve ser preso à máquina, de que maneira o teste deve 
ser realizado e também qual a carga que cada tipo de corrente deverá suportar. 
Segundo Garcia e Spim (1999), ensaio de dureza consiste na aplicação de pressão em 
uma ponta de penetração contra o material. São utilizados penetradores construídos de 
materiais conhecidos e com medidas padrão, o penetrador é pressionado contra o material 
com uma carga conhecida, causando deformação plástica na peça a ser ensaiada, a área e a 
profundidade da marca deixada pelo penetrador são medidas e comparadas com valores 
numéricos que correspondem à dureza dos materiais.Para Colpaert (2008), metalografia é um termo bastante abrangente que consiste na 
avaliação visual de uma peça ou amostra metálica, seja feita com ou sem o auxílio de 
10 
 
microscópios, tanto para observação da macroestrutura como da microestrutura ou ainda a 
estrutura cristalina do material. A metalografia pode ser dividida em vários conceitos de 
acordo com o tipo de análise e o equipamento necessário para realizá-la. Os processos 
metalográficos mais comumente utilizados são a macrografia e a microscopia ótica que 
demonstram a macro e microestrutura do material, respectivamente. 
Segundo Colpaert (2008), a macrografia avalia a superfície de um material, podendo 
ser em tamanho real ou com ampliações por meio de equipamentos como lupas ou 
microscópios. Mediante este procedimento é possível observar a macroestrutura do material, é 
amplamente empregado na análise de falha, pois pode demonstrar aspectos da fratura, 
ajudando assim a determinar sua causa. 
Colpaert (2008) define microscopia ótica como um exame do aspecto de uma amostra 
metálica, segundo uma seção plana devidamente polida e, em geral, atacada por um reativo 
apropriado. Possuindo a finalidade de visualizar a microestrutura dos metais, é a técnica mais 
usada para este fim, utilizando o auxílio de um microscópio e luz visível que incide sobre a 
amostra e é refletida até o observador. 
 
3 MATERIAIS E MÉTODOS 
Diante da situação problema apresentada, foi solicitado à empresa amostras das 
correntes leaf LH 1246 que romperam, porém devido a um problema interno de comunicação 
e organização com o setor de manutenção de empilhadeiras, que é terceirizado, os pinos que 
sofreram as fraturas foram descartados e as amostras de corrente que foram cedidas para a 
realização deste trabalho já não possuíam mais os pinos que falharam, o que dificultou o 
trabalho de análise, além disso dentre as oito falhas que ocorreram apenas duas correntes 
foram armazenadas e disponibilizadas para este estudo, ou seja, há também um fator de 
limitação quanto ao número de amostras das correntes. 
O manual das empilhadeiras contém o plano de manutenção preventiva para as 
mesmas, que deve ser executado a cada quinhentas horas de uso, onde está incluso a 
verificação do desgaste e lubrificação das correntes do sistema principal de elevação, além de 
instruções para os outros componentes das empilhadeiras. Segundo relatório da empresa que 
presta o serviço de manutenção, o plano de manutenção das máquinas é seguido e nenhuma 
corrente apresentou sinas de necessidade de troca. 
O primeiro passo realizado foi a medição do comprimento das duas correntes que 
foram fornecidas, refletindo assim o nível de desgaste existente nos pinos e nos elos. As 
medições foram realizadas de acordo com o manual da máquina, que especifica que as 
11 
 
medidas devem ser tomadas com as correntes esticadas, porém não tensionadas e que a 
medida deve ser executada em um intervalo de vinte passos da corrente. As amostras foram 
mensuradas de maneira subsequente por toda sua extensão. Ainda de acordo com o manual, a 
corrente nova deve possuir 381 milímetros de comprimento entre vinte passos, sendo o 
comprimento de um passo de 19,05 milímetros e o alongamento máximo permitido é de 
aproximadamente 2%, o que reflete em um comprimento máximo de aproximadamente 389 
milímetros para os mesmos vinte passos. 
Após as medições de comprimento as correntes foram separadas em amostras 
menores, com comprimento de cinco passos como especifica a norma ISO 4347 para o ensaio 
de tração das correntes do tipo leaf. Para deixar as amostras com comprimento adequado 
lixou-se a cabeça do pino e o mesmo foi retirado cuidadosamente para fora da corrente. Todas 
as amostras foram lavadas com querosene e secadas com ar comprimido, para que o 
lubrificante ainda presente nas mesmas fosse retirado. O manuseio das amostras foi realizado 
com cuidado a fim de não gerar nenhum tipo de dano ou impacto que viesse a comprometer as 
mesmas. 
Com as amostras limpas, elas foram identificadas e o comprimento de cada uma foi 
medido, mesurando também a altura das placas, ou elos, de cada uma, com o intuito de 
verificar se este fator teve alguma influência na falha e também se existe uma relação do 
desgaste na altura das placas com o alongamento longitudinal das amostras. O manual 
especifica que a altura nominal das placas é de 17,8 milímetros podendo chegar a um valor 
mínimo de 16,9 milímetros. 
Também foi preparada uma quantidade de material como amostra para se realizar 
ensaio de dureza Rockwell e também análise metalográfica, buscando assim reunir o máximo 
de informações possíveis com relação ao material das correntes. 
Por fim, as amostras foram submetidas ao ensaio de tração conforme as especificações 
da norma ISO 4347, que foram indicadas no capítulo 2, item 2.5 deste trabalho, com o intuido 
de verificar se as correntes mesmo desgastadas ainda atendem aos requisitos da norma. 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
A empresa que realiza manutenção nas empilhadeiras apresentou um relatório 
afirmando que o valor máximo de comprimento encontrado nas manutenções preventivas, 
realizadas anteriormente a falha, foi de aproximadamente 384 mm, não apresentando assim 
necessidade de troca. 
12 
 
Para a verificação do alongamento, as medições de comprimento das correntes foram 
realizadas conforme indicado no item 3 deste trabalho e são mostradas nas tabelas 1 e 2. As 
amostras de corrente A e B apresentavam um comprimento total de aproximadamente 2 
metros e 4,3 metros, respectivamente. 
Tabela 1 – Comprimento entre vinte passos da corrente A. 
Tabela de alongamento corrente A 
Comprimento entre 20 
passos (mm) Porcentagem de alongamento (%) 
Comp. 1 389 2,0997 
Comp. 2 388,2 1,8898 
Comp. 3 388,4 1,9423 
Comp. 4 388 1,8373 
Comp. 5 384,4 0,8924 
Média 387,6 1,7323 
Fonte os autores. 
 
Tabela 2 – Comprimento entre vinte passos da corrente B. 
Tabela de alongamento corrente B 
Comprimento entre 20 passos 
(mm) Porcentagem de alongamento (%) 
Comp. 1 388,7 2,0210 
Comp. 2 391,8 2,8346 
Comp. 3 388,7 2,0210 
Comp. 4 385,7 1,2336 
Comp. 5 391 2,6247 
Comp. 6 393 3,1496 
Comp. 7 391 2,6247 
Comp. 8 389,4 2,2047 
Comp. 9 389 2,0997 
Comp. 10 387,8 1,7848 
Comp. 11 388,5 1,9685 
Média: 389,5091 2,2334 
Fonte os autores. 
 
Analisando os dados apresentados nas tabelas, pôde-se observar de primeira mão que 
não é suficiente realizar uma única medição, já que as correntes apresentaram comprimentos 
diferentes ao longo de sua extensão. 
Os valores encontrados para a corrente A ficaram em média, dentro do valor permitido 
para operação da corrente, porém mesmo que em apenas um determinado intervalo de sua 
extensão, esta amostra apresentou o comprimento de 389 mm, o que torna sua troca 
necessária. Deve-se levar em consideração também que os demais valores mensurados 
ficaram próximos ao máximo valor permitido, fato este que chama a atenção para uma troca 
eminente do componente. 
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Observando a segunda tabela, nota-se que os valores de comprimento estão bastante 
elevados por toda sua extensão, diferente do primeiro caso, esta não possui apenas um valor 
acima do permitido, no entanto vários, o que resulta em uma média de alongamento acima do 
limite máximo. Com base nestes dados pode-se afirmar que as duas correntes deveriam ter 
sido trocadas devido possuírem um elevado nível de desgaste. 
Para as análises subsequentes, as correntes foram divididas em amostras menores para 
a realização do teste de tração, conforme explicado no item 3 deste trabalho. As correntes 
aparentavam possuir todos os pinos em perfeito estado, todavia durantea desmontagem das 
mesmas, observou-se que havia pinos quebrados em meio as correntes, que apenas 
permaneciam em seus locais corretos devido a estrutura da corrente em si, estes pinos foram 
analisados posteriormente. 
As amostras menores das correntes A e B, foram lavadas com querosene e 
identificadas. Com as amostras limpas pôde-se observar a superfície do material com maior 
precisão e foi identificado uma grande quantidade de pites de corrosão existentes tanto nos 
elos quanto nos pinos, porém concentrando-se em sua maior quantidade nos pinos e em 
regiões específicas onde se localiza a folga entre um elo e outro sobre o pino, como pode ser 
observado nas Fotografias 1, 2 e 3 é visível também o elevado desgaste presente nos pinos, 
como mostra a Fotografia 4. 
Fotografia 1 – Pites nos elos. 
. 
Fonte os autores. 
Fotografia 2 – Pites nos pinos. 
 
 Fonte os autores. 
Fotografia 3 – Pites na folga entre os elos. 
 
Fonte os autores. 
Fotografia 4 – Desgaste no pino. 
 
Fonte os autores. 
Pites 
Pites 
Pites Desgaste 
14 
 
Foram preparadas 12 amostras de cada corrente com comprimento de 5 passos cada 
uma, o comprimento das amostras e a altura das placas foram mensurados para verificar se 
existe alguma relação entre o desgaste no sentido longitudinal da corrente e o desgaste nas 
placas oriundo do atrito com as roldanas. O menor valor encontrado para a altura das placas 
foi de 17,52 mm, o que indica que este não é um fator relevante para a falha em questão. 
Verificou-se também que não existe uma medida padrão para a fabricação dos elos, ou 
o limite de tolerância é elevado, certas placas apresentavam desgaste visível porém medida 
acima do especificado pelo manual, enquanto outras não apresentavam desgaste visível, mas 
possuíam espessuras menores, todavia como já mencionado, nenhuma amostra apresentou 
espessura sequer próximo dos valores do limite mínimo. Portanto não foi possível traçar uma 
relação entre o desgaste longitudinal da corrente e o desgaste nas extremidades das placas, 
então este fator foi desconsiderado. 
Buscando mais informações sobre o material das correntes, foi realizado ensaio de 
dureza Rockwell tanto nas placas como nos pinos, a média dos ensaio realizados nas placas 
foi de 45 HRC enquanto que os pinos apresentaram em média uma dureza de 55 HRC, logo 
podemos observar que são materiais relativamente duros. 
Como os relatos de falha indicam que foi o pino que fraturou e também como é no 
pino que se apresenta o maior desgaste, nos ensaios subsequentes deu-se um destaque maior à 
análise do pino, buscando ainda reunir mais informações sobre a microestrutura e também a 
composição química do material, foi realizado microscopia ótica em amostras de pino, após 
foi realizado tratamento térmico de recozimento nas amostras e realizou-se novamente a 
microscopia ótica, as microestruturas observadas são demonstradas nas Fotografias 5, 6 e 7. 
Fotografia 5 – Microscopia ótica pino ampliado 100 vezes, 
ataque nital 4%. 
 
Fonte os autores. 
Fotografia 6 – Microscopia ótica pino ampliado 400 vezes, 
ataque nital 4%. 
 
Fonte os autores. 
15 
 
Por meio das Fotografias 5 e 6 é possível identificar que o material é temperado e 
apresenta microestrutura com matriz perlítica, apresentando também martensita grosseira. 
Fotografia 7 – Microscopia ótica pino recozido ampliando 100 vezes, ataque nital 4%. 
 
Fonte os autores. 
 
A Fotografia 7 apresenta a microestrutura do pino recozido, podendo-se observar a 
presença de perlita e um pouco de ferrita proeutetoide, indicando que é uma liga de aço 
hipoeutética contendo médio teor de carbono. As condições de dureza e microestrutura 
encontradas no material estão coerentes com o tipo de carga aplicada e com as condições de 
trabalho da corrente. 
Para os pinos que foram encontrados já quebrados em meio a corrente foi realizado 
macrografia, em busca de determinar a causa da falha, as fotografias 8 e 9 demonstram a 
macroestrutura da falha de dois dos pinos. 
A macrografia para a análise de falhas deve ser realizada em um curto período de 
tempo após a falha, sendo ideal que a superfície da fratura não sofra nenhum tipo de alteração, 
quanto mais tempo a fratura ficar exposta a agentes externos, torna-se cada vez mais difícil se 
observar as marcas que indicam as causas da falha. É impossível determinar a quanto tempo 
os pinos quebrados ficaram em meio a corrente, isso foi um fator que prejudicou a análise, 
tornado mais difícil a visualização das marcas existentes na superfície da fratura. 
16 
 
Fotografia 8 – Macrografia de falha do pino, ampliado 2 
vezes sem ataque. 
 
Fonte os autores. 
Fotografia 9 – Macrografia de falha do pino, ampliado 2 
vezes sem ataque. 
 
Fonte os autores. 
As Fotografias 8 e 9 mostram as marcas de sargento na superfície da fratura, 
apontando para os pites de corrosão, evidenciando assim que o início da trinca se deu nos 
pites, as marcas de praia presentes no material indicam que a trinca se propagou por fadiga até 
atingir um limite máximo, onde ouve a fratura final. 
Outro ponto que deve ser levado em consideração é o lubrificante utilizado no sistema, 
o manual da máquina indica o lubrificante Klüberoil 4 UH1 N ou similares, que é um óleo 
sintético, apresentando viscosidade cinemática de aproximadamente 68 mm²/s em temperatura 
de 40°C. Entretanto é utilizado o lubrificante Wurth HHS 2000, sendo este uma graxa líquida 
sintética, apresentando viscosidade cinemática de aproximadamente 146 mm²/s em 
temperatura de 40°C. Os dois lubrificantes suportam a faixa de temperatura à qual a corrente 
está exposta em seu regime de trabalho, todavia eles apresentam valores diferentes de 
viscosidade cinemática. Fluidos lubrificantes que apresentam viscosidades mais elevadas 
suportam uma carga maior de operação, entretanto isso dificulta sua penetração em folgas 
menores que possam existir entre os componentes. 
Quanto aos testes de tração realizados nas amostras de corrente, os mesmos não 
puderam ser concluídos devido ao rompimento do pino do suporte que prende a amostra na 
máquina de tração ao invés da própria amostra. As duas amostras que apresentavam maior 
nível de desgaste foram submetidas a este ensaio, porém, nos dois casos, a amostra não 
rompeu e sim, o pino fabricado para prender a amostra na máquina. Todavia as duas amostras 
suportaram uma carga estática maior do que a especificada pela norma ISO 4347. 
 
 
 
Marcas 
de praia 
Pites 
Marcas de 
sargento 
Marcas 
de praia 
17 
 
CONCLUSÃO 
 
Diante da situação problema apresentada e com base nos dados encontrados, 
mostrados no capítulo 4 deste trabalho, é possível perceber que as duas amostras de correntes 
cedidas para este estudo, deveriam ter sido substituídas de maneira preventiva devido 
apresentarem um elevado nível de desgaste, evitando assim a falha destes componentes. 
Como a troca não ocorreu e a última medição do alongamento destas correntes, realizada pelo 
setor de manutenção, não identificou a necessidade de troca, é possível que a medição do 
alongamento esteja sendo efetuada de maneira incorreta dentro da empresa. 
Observando as Tabelas 1 e 2 apresentadas no capítulo 4, percebemos que não é 
suficiente realizar uma única medição na corrente, sendo necessário medir vários pontos para 
se ter certeza de que a mesma não apresenta um desgaste elevado em regiões pontuais. 
Devido a discrepância de valores de comprimento das correntes encontrados pelo setor de 
manutenção com relação aos encontrados neste trabalho, justifica-se uma verificação do 
método utilizado pelos mantenedores para a mensuração do alongamento das correntes. O 
nível dedesgaste encontrado na altura das placas foi baixo, não influenciando assim na falha. 
Analisando mais profundamente os pinos, a microscopia ótica revelou que o material 
dos pinos é uma liga de aço hipoeutetoide com médio teor de carbono e temperado, possuindo 
microestrutura com matriz perlítica e apresentando também martensita grosseira, fato este que 
condiz com os valores de dureza encontrados nas amostras e é adequando para o regime de 
trabalho para qual o componente foi projetado. Não é possível perceber falhas no material ou 
presença indesejada de elementos de liga, indicando que o material utilizado para a fabricação 
das correntes é adequado. 
Em relação a lubrificação das correntes, nota-se que o lubrificante utilizado não é o 
mesmo indicado pelo fabricante da máquina e possui características diferentes como uma 
maior viscosidade cinemática, o que pode dificultar o envolvimento total da corrente pela 
película protetora de lubrificante, desta maneira deixando certos pontos expostos ao meio 
externo, facilitando assim a formação de pites de corrosão. 
Quanto aos testes de tração, apesar dos mesmos não terem atingido o resultado final, 
mostram que mesmo as amostras com elevados níveis de desgaste ainda atendem às 
especificações da norma ISO 4347 quanto a força estática suportada. 
Analisando os pinos que já estavam quebrados em meio a corrente, a macrografia 
realizada nos mesmos mostra marcas de sargento e marcas de praia, indicando assim que a 
trinca se iniciou nos pites de corrosão e se propagou por fadiga até a ruptura do pino. A trica 
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se propagou por uma grande região na sessão transversal do pino, o que evidencia que a carga 
aplicada sobre o mesmo não era elevada, descartando assim a hipótese de sobrecarga. 
Os dados encontrados indicam fortemente que os pinos analisados na macrografia 
falharam devido à corrosão associada à fadiga, onde os pites de corrosão agiram como pontos 
concentradores de tensão propiciando a formação da trinca, que por sua vez se propagou 
lentamente em virtude das cargas dinâmicas às quais o componente foi submetido. Em razão 
da similaridade entre os relatos das falhas que ocorreram na empresa e dos pinos que estavam 
quebrados em meio a corrente e também justamente por serem do mesmo componente, supõe-
se que a causa da falha tenha sido a mesma para ambos os casos. Porém, para uma conclusão 
mais precisa se faz necessária uma análise mais profunda com equipamentos como o 
microscópio de varredura eletrônica. 
Diante destes fatos é recomendado que os mecânicos responsáveis pela manutenção 
nas empilhadeiras passem por treinamentos voltados para o controle de desgaste das 
correntes, abordando métodos padrões para a medição do seu comprimento, enfatizando a 
necessidade de se realizar mais que uma medição e em locais diferentes na mesma corrente, 
explicando também a maneira correta de se utilizar o equipamento de medição. 
Indica-se também a utilização do lubrificante recomendado no manual da máquina 
para garantir que o mesmo penetre em todos os pontos da corrente, amenizando assim os 
problemas com pites de corrosão. Quando as correntes forem novamente lubrificadas, as 
mesmas devem ser lavadas para retirar partículas abrasivas que podem estar presentes no 
lubrificante a ser trocado. Recomendável também, que ocorra um controle visual da 
quantidade de pites presente na corrente, se a troca do lubrificante e o treinamento não 
eliminarem o problema, mais estudos deverão ser realizados em relação a estas questões. 
 
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19 
 
 
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