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MANUTENÇÃO MECÂNICA Modulo I - Introdução e Conceitos Básicos Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa PATO BRANCO. Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 2 SUMÁRIO CONTEÚDO, OBJETIVOS E FORMA DE AVALIAÇÃO............. 3 1 INTRODUÇÃO............................................................................. 4 1.1 ORIGEM DA MANUTENÇÃO....................................................... 4 1.2 NECESSIDADES DE MANUTENÇÃO......................................... 4 1.3 CONCEITO MANUTENÇÃO........................................................ 5 1.4 OBJETIVOS MANUTENÇÃO....................................................... 7 1.5 IMPORTÂNCIA DA MANUTENÇÃO............................................ 8 1.6 BENEFÍCIOS DA MANUTENÇÃO............................................... 9 1.7 INEFICIÊNCIA DA MANUTENÇÃO............................................. 9 1.8 MANUTENÇÃO VERSUS PRODUÇÃO....................................... 9 1.9 MANUTENÇÃO VERSUS QUALIDADE....................................... 10 1.10 MANUTENÇÃO VERSUS PRODUTIVIDADE.............................. 11 1.11 MANUTENABILIDADE................................................................. 11 1.12 CONFIABILIDADE........................................................................ 12 1.13 DISPONIBILIDADE....................................................................... 14 2 HISTÓRICO.................................................................................. 15 2.1 GERAÇÕES DA MANUTENÇÃO................................................. 17 2.2 CONSIDERAÇÕES SOBRE HISTÓRICO DA MANUTENÇÃO... 20 3 TIPOS DE MANUTENÇÃO.......................................................... 21 3.1 MANUTENÇÃO CORRETIVA...................................................... 21 3.2 MANUTENÇÃO PREVENTIVA.................................................... 22 3.3 MANUTENÇÃO PREDITIVA........................................................ 23 3.4 MANUTENÇÃO DETECTIVA....................................................... 25 3.5 ENGENHARIA DE MANUTENÇÃO............................................. 25 REFERÊNCIAS............................................................................ 26 Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 3 EMENTA: Tipos de Manutenção; aplicação dos conceitos de confiabilidade à manutenção; manutenção de componentes mecânicos; lubrificação; manutenção preditiva baseada em análises vibratórias das condições operacionais; gerência da manutenção; elaboração de um plano de manutenção. Conteúdo Disciplina: 1 - Tipos de Manutenção: Introdução a disciplina de manutenção mecânica e apresentação dos tipos de manutenção. 2 - Aplicação dos conceitos de confiabilidade à manutenção: Conceitos de manutenção e confiabilidade. Conceito de manutenabilidade. Disponibilidade. Fundamentos da análise da confiabilidade. 3 - Manutenção de componentes mecânicos: Conceitos e práticas recorrentes. 4 – Lubrificação: Lubrificantes, aditivos, graxas e lubrificantes sólidos. Lubrificação hidrodinâmica e limítrofe. Lubrificação de cabos e correntes. Lubrificação de motores elétricos e moto-redutores. Lubrificação de compressores. Lubrificação de bombas Lubrificação de máquinas operatrizes. Lubrificação de máquinas térmicas ou aquecidas. 5 – Manutenção preditiva baseada em análises vibratórias das condições operacionais: Aspectos da vibração oriunda da condição operacional. Métodos e processos de manutenção. Processos de mediação de parâmetros operacionais. 6 – Gerência da Manutenção: Administração e organização da manutenção. Padronização e documentação de procedimentos. Planejamento e análise de falhas. 7 – Elaboração de um plano de manutenção: Elaboração de um plano de lubrificação. Elaboração de um plano de manutenção mecânica. Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 4 1 INTRODUÇÃO 1.1 ORIGEM DA MANUTENÇÃO Segundo Câmara (2006), foi nos países europeus e norte-americanos onde a idéia da organização da manutenção iniciou, devido a maior antiguidade do seu parque industrial. A partir de então, todas as grandes e médias empresas na Europa e América do Norte dedicaram grande esforço ao treinamento do pessoal nas técnicas de organização e gerenciamento da manutenção. No Brasil, no início do seu desenvolvimento industrial, a baixa produtividade industrial, baixa taxa de utilização anual e os altos custos de operação e de produção, refletiam justamente um baixo nível ou até inexistência quase total de organização na manutenção. No entanto, com o passar dos anos e o amadurecimento industrial, fez-se sentir a pesada necessidade de reestruturação no nível e na filosofia da organização da manutenção, de modo que hoje, já temos um esforço maior nesse sentido, e podemos até dizer, que a manutenção ganha o seu destaque no processo produtivo, como não poderia deixar de ocorrer, em benefício próprio das empresas e indústrias. 1.2 NECESSIDADES DE MANUTENÇÃO Todo o equipamento ou bem está sujeito a um processo de deterioração, especialmente se estiver em atividade ou funcionamento, para o qual foi concebido. Para que a produtividade de uma instalação fabril, constituída por uma diversidade enorme de equipamentos ou bens, tenha resultados positivos, é necessário que todos eles sejam mantidos nas melhores condições de funcionamento. Assim, todo esse equipamento deverá sofrer, ao longo da sua vida útil de funcionamento, reparações, inspeções programadas, rotinas preventivas programadas e adequadas, substituição de peças e órgãos, mudanças de óleo, lubrificações, limpezas, pinturas, correções de defeitos resultantes quer do seu fabrico quer do trabalho que estiver a realizar. O conjunto de todas estas ações constitui aquilo a que se chama manutenção. A manutenção, reputada de tarefa secundária e dispendiosa, alvo de reduções fortes em tempo de crise ou em situações econômicas difíceis, passou, então, pelos Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 5 custos das suas intervenções, a ser considerada fator determinante na economia das empresas, capaz de alterar radicalmente os índices de produtividade, a livre concorrência e o aumento de produção por empregado. 1.3 CONCEITO MANUTENÇÃO O conceito de Manutenção de acordo com a norma NBR 5462/1994 é apresentado na figura 1. MAINTENANCE MANTENIMIENTO MANUTENÇÃO Conforme a NBR 5462/1994 Manutenção é a combinação de ações técnicas e administrativas, incluindo as de supervisão, destinadas a manter ou relocar um item em um estado no qual possa desempenhar uma função requerida. Figura 1 – Conceito de Manutenção conforme norma NBR 5462/1994. Outras definições para Manutenção podem apresentadas tais como: O conjunto de ações que permitem manter ou controlar o estado original de funcionamento de um equipamento ou bem. O conjunto das ações destinadas a garantir o bom funcionamento dos equipamentos, através de intervenções oportunas e corretas, com o objetivo de que esses mesmos equipamentos não avariem ou baixem de rendimento e, no caso de tal suceder, que a sua reparação seja efetiva e a um custo global controlado. Manutenção é a técnica de conservar os equipamentos e componentes em serviço durante o maior prazo possível e com o máximorendimento. Manutenção como sendo a parcela de uma organização, cuja função é fornecer recursos para que haja uma eficiente operação e produção, sem interrupções provenientes de quebra ou falhas de equipamentos do processo produtivo dessa organização. Como tal, a função da manutenção efetiva deve ser considerada como parte integral e indispensável da organização. Ao ser implantada uma organização e administração de um departamento de manutenção, esta deve ser estruturada de forma a preencher os requisitos de cada indústria individualmente com relação à técnica, tipos de fabricação, posição geográfica da fábrica e pessoal envolvido. Normalmente toda função básica de manutenção se resume ao seguinte: Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 6 Efetuar reparos, selecionar, treinar e qualificar pessoal para assumir responsabilidades de manutenção; Acompanhar projetos e montagens de instalações para posteriormente a manutenção poder otimizá-los; Manter, reparar e fazer revisão geral de equipamentos e ferramentas, deixando-os sempre em condições operacionais; Instalar e reparar equipamentos para atender necessidades da produção; Preparar lista de materiais sobressalentes necessários e programar sua conservação; Prever com antecedência suficiente a necessidade de material sobressalente; Separar o tratamento dado a equipamentos e sobressalentes nacionais dos estrangeiros, no que se refere a prever suas necessidades; Nacionalizar o maior número de sobressalentes ou equipamentos possíveis, dentro dos critérios de menor custo e ótima performance; Manter um sistema de controle de custos de manutenção para cada equipamento em que haja intervenção. Os desgastes dos equipamentos se devem a ações físicas e químicas, internas ou externas. Forças transmitidas, atrito e contaminantes se aliam na tarefa de acelerar o desgaste e encurtar a vida dos componentes mecânicos. Resumidamente, forças produzem fadiga e vibrações, atrito produz desgaste e contaminantes produzem abrasão e corrosão. Todos os efeitos adversos desses fatores acima listados podem ser eliminados ou minimizados, preservando-se os equipamentos e aumentando a vida útil dos componentes. Assim, o equipamento deverá estar sob controle, que implica em: Ação Acompanhamento Correção No equipamento que opera de forma regular (ações conhecidas) o acompanhamento de suas condições durante o tempo de uso é essencial para que sejam tomadas medidas que impeçam o desgaste prematuro e as falhas. Em primeiro lugar, a preservação do equipamento depende da lubrificação, pois os fatores mais destrutivos são o atrito, a abrasão e a corrosão. Máquina alguma trabalha de forma correta quando não há regularidade nas condições de lubrificação. Contaminantes nos lubrificantes e lubrificação incorreta tornam Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 7 imprevisíveis as expectativas de vida dos componentes mecânicos, porém na condição de lubrificação plena e correta, o desgaste se processa de forma normal e controlável, permitindo o acompanhamento da evolução do estado da máquina. 1.4 OBJETIVOS MANUTENÇÃO Os principais objetivos da Manutenção estão associados a: Obtenção de níveis produtivos elevados dos equipamentos ou bens. Manter os altos investimentos da empresa em instalações e equipamentos Além destes, outros fatores como a segurança, a qualidade, o custo da reparação e a disponibilidade devem ser fatores de análise importantes. 1.5 IMPORTÂNCIA DA MANUTENÇÃO A importância da função manutenção e a escolha consciente de seu modelo nem sempre são claras e levadas em consideração na análise das estratégias das organizações, e quando o são, acabam sendo descartadas por uma análise incorreta dos custos envolvidos. O fator custo da manutenção, quando analisado isoladamente, sem levar em consideração os benefícios que a manutenção trará, acaba inibindo as empresas a considerar em sua estratégia essa manutenção, relegando-a a uma posição secundária ou, mesmo, a ser vista como um mal necessário. A importância da manutenção está em dar confiabilidade aos equipamentos, melhorar a qualidade e até para diminuir desperdícios. O importante é ter em mente que a máquina não vai funcionar para sempre. E que a empresa pode ter um controle de quando a máquina vai parar de funcionar (Koyano, 2002). A figura 2 apresenta outras razões para a importância crescente da manutenção. Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 8 Figura 2 – Importância da Manutenção, adaptado de AEP, (2003). 1.6 BENEFÍCIOS DA MANUTENÇÃO Segundo Koyano (2002), a manutenção deve ser bem realizada, pois: Aumenta a confiabilidade, pois gera menos parada de máquinas; Melhora a qualidade, pois se as máquinas e equipamentos estão mal ajustados há probabilidade de ocorrer erros ou um desempenho inferior é maior e podem causar problemas de qualidade; Diminui os custos, pois equipamentos bem cuidados funcionam com maior eficiência; Aumenta a vida útil, pois cuidados simples, como limpeza e lubrificação, garantem a durabilidade da máquina, reduzem os pequenos problemas que podem causar desgaste ou deterioração; Melhora a segurança, pois máquinas e equipamentos bem mantidos têm menos chance de gerar possíveis riscos ao operário. 1.7 INEFICIÊNCIA DA MANUTENÇÃO Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 9 As conseqüências da ineficiência das ações de manutenção dos equipamentos ou bens geram custo devido: perdas de produtividade, originando maus rendimentos dos equipamentos; paradas mais freqüentes dos equipamentos; acidentes ou avarias graves; defeitos de fabricação dos produtos; perda de encomendas por má imagem comercial. 1.8 MANUTENÇÃO VERSUS PRODUÇÃO Nas instalações industriais, as paradas para manutenção constituem uma preocupação constante para a programação da produção. Se as paradas não forem previstas, ocorrem vários problemas, tais como: atrasos no cronograma de fabricação, indisponibilidade dos equipamentos, elevação dos custos. Uma instalação bem mantida, com baixas interrupções, acaba por trazer à empresa uma vantagem competitiva sobre seus concorrentes. É dentro desse enfoque que as empresas estão dedicando, cada vez mais a atenção sobre o assunto, procurando novas técnicas de manutenção, melhorando a qualidade das ações em relação aos equipamentos críticos e não - críticos de um sistema. Dentro dos conceitos modernos, já se adota o princípio de quebra zero, isto é, não se admite mais interrupção do processo produtivo em decorrência da parada de um equipamento, o que colocaria por terra os princípios do just-in-time que prevê um fluxo ininterrupto de materiais e serviços. 1.9 MANUTENÇÃO VERSUS QUALIDADE Quando a produção de peças é realizada por meio de máquinas e equipamentos, com qualquer nível de automação, a qualidade do produto final é determinada, entre outros fatores, pelo desempenho do equipamento ou máquina utilizada na fabricação. Tradicionalmente, manutenção e qualidade têm sido analisadas separadamente, portanto deve-se relacionar uma manutenção ineficaz com a necessidade maior de inspeções, porém issoeleva o custo do controle da qualidade (Marcorin & Lima, 2003). Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 10 A deterioração das condições ótimas do equipamento leva á desvios no processo e a queda de qualidade. Conforme Souris (1992), a busca pela qualidade do processo e do produto passa pela qualidade da manutenção, pois este fator influência nos demais fatores envolvidos no processo. A qualidade da função manutenção pode evitar a deterioração dos equipamentos, e em conseqüência à incapacidade do processo. Apenas uma manutenção realizada com qualidade pode garantir que o processo não perderá sua capacidade devido a problemas no equipamento. A manutenção é encarada como essencial também nos sistemas de gestão da qualidade, como a ISO 9000 (Pinto & Xavier, 2001). 1.10 MANUTENÇÃO VERSUS PRODUTIVIDADE A produtividade também depende do desempenho do equipamento. Pode ser ainda mais afetada quando a falta de manutenção ou a manutenção ineficaz causam aumento dos tempos de produção pela redução do desempenho, mesmo não havendo parada do equipamento, levando a empresa a buscar a origem da queda de produção em outros fatores, como ferramental, materiais e até operadores, elevando os custos operacionais. Pode-se dizer, portanto, que uma política inadequada de manutenção traz custos adicionais como horas extras necessárias para cumprir a produção, perdas de contrato e desgaste da imagem da empresa (Pinto & Xavier, 2001). 1.11 MANUTENABILIDADE O conceito de Manutenabilidade de acordo com a norma NBR 5462/1994 é apresentado na figura 3. MANUTENABILIDADE Conforme a NBR 5462/1994 Manutenabilidade é a probabilidade de uma dada ação de manutenção efetiva, para um item sob dadas condições de uso, Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 11 MANTENIBILIDAD MAINTAINABILITY poder ser efetuada dentro de um intervalo de tempo determinado, quando a manutenção é executada sob condições estabelecidas e usando procedimentos e recursos prescritos. Figura 3 – Conceito de Manutenabilidade conforme norma NBR 5462/1994. Pinto e Xavier (2001), apresentam a manutenabilidade como sendo o grau de facilidade de se executar os serviços de manutenção. Segundo Alvarez, (2001), mantenabilidade influencia na quantidade e necessidade de manutenção, no tempo médio de serviço e sua previsibilidade e assim na disponibilidade e regularidade operacional, custo, eficácia e qualidade de manutenção. Por isto, uma definição mais adequada aos conceitos e necessidades atuais deverá incluir características de projeto, logística, preparo da mão de obra, custo, ergonomia, segurança e ecologia. A manutenabilidade deve-se fazer presente constantemente no processo de projeto dos equipamentos ou instalações no geral, evitando ou no mínimo facilitando problemas de manutenção. Existem fatores que contribuem para que a mesma se desenvolva plenamente, e dessa forma contribua para a manutenabilidade do sistema. Intercambialidade – avalia a possibilidade de um item ser substituído por outro sem necessitar de novos ajustes. Acessibilidade – é a facilidade de acesso a partes dos equipamentos que necessitam de manutenção. Freqüência de Manutenção – é a determinação correta dos intervalos em que a manutenção e a inspeção devem ser executadas. 1.12 CONFIABILIDADE O conceito de Confiabilidade de acordo com a norma NBR 5462/1994 é apresentado na figura 4. Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 12 CONFIABILIDADE CONFIABILIDAD RELIABILITY Conforme a NBR 5462/1994 Confiabilidade é a capacidade de um item desempenhar uma função requerida sob condições especificadas, durante um dado intervalo de tempo. Figura 4 – Conceito de Confiabilidade conforme norma NBR 5462/1994. A confiabilidade de um produto ou sistema de produção está relacionada com o não aparecimento de falhas que o impeçam de realizar suas funções da forma para a qual foram projetados, sendo assim a confiabilidade tem por finalidade definir a margem de segurança e desempenho normal do equipamento ou da qualidade do produto em questão. Confiabilidade é a probabilidade de que um componente ou sistema funcionando dentro dos limites especificados de projeto, não falhe durante o período de tempo previsto para sua vida, dentro das condições de agressividade ao meio. A qualidade de um produto poderá ser afetada quando o sistema não é eficaz ou confiável, pois qualquer característica do meio de produção que sofra uma interferência pode acarretar, conforme o processo, em uma grande alteração do resultado final e este poderá não atender a qualidade exigida, assim como a eficiência de um sistema industrial. A necessidade de se ter um processo de produção ou o produto final que atenda as exigências de qualidade e confiabilidade requer investimentos seja na matéria prima, custos na operação ou manutenção dos sistemas. Os resultados com aplicação da confiabilidade serão positivos onde os lucros são comprovados na produção, com menor número de paradas, nos produtos com a qualidade garantida atendendo as normas ambientais dentre outras características benéficas. As condições operacionais ao qual o equipamento é submetido influenciam na confiabilidade do mesmo, pois se trabalhando acima de sua capacidade operacional pode afetar no tempo de vida útil estimado para o mesmo, bem como não atender sua confiabilidade a qual pode ser medida através do tempo médio entre falhas Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 13 Quando as exigências do desempenho de um equipamento vai além de sua capacidade nominal uma das conseqüências é o aparecimento de falhas, que podem representar: Interrupção da produção; Operação em regime instável; Queda na quantidade do produto final; Deterioração ou perda da qualidade do produto; Perda da função de comando ou proteção; A incapacidade deste de satisfazer a um padrão de desempenho previsto e esperado. Quanto maior o número de falhas menor é a confiabilidade deste item, e quanto maior a confiabilidade, melhores serão os resultados para o cliente ou o usuário. 1.13 DISPONIBILIDADE O conceito de Disponibilidade de acordo com a norma NBR 5462/1994 é apresentado na figura 5. DISPONIBILIDADE DISPONIBILIDAD AVAILABILITY Conforme a NBR 5462/1994 Disponibilidade é a capacidade de um item estar em condições de executar uma certa função em um dado instante ou durante um intervalo de tempo determinado. Figura 5 – Conceito de Disponibilidade conforme norma NBR 5462/1994. É o percentual de tempo que um equipamento fica a disposição para a operação, ou seja, para desempenhar sua atividade. O índice disponibilidade, quando bem trabalhado, é de suma importância para a gerência da manutenção, já que torna possível a análise de forma a selecionar os equipamentos conforme seu comportamento operacional. Segundo Marcorin & Lima (2003), a falta de políticas adequadas de manutenção, além da redução da capacidade do processo, acarreta paradas Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica –MM29MC 14 efetivas do equipamento, reduzindo a sua disponibilidade. A disponibilidade dos equipamentos depende da confiabilidade e da manutenibilidade. Apesar de os valores de confiabilidade e manutenibilidade dependerem da concepção de seu projeto, eles são afetados por outros fatores, como treinamento dos manutentores, disponibilidade de peças, limpeza e condição geral do equipamento. Uma política adequada de manutenção deve, então, manter a capacidade e a disponibilidade da máquina, evitando quebras e criando condições de uma intervenção corretiva rápida e eficaz, quando a falha ocorrer. A figura 6 apresenta a relação entre Disponibilidade, Confiabilidade e Manutenabilidade. Figura 6 – Relação de Disponibilidade com Confiabilidade e Manutenabilidade, adaptado de Dias 1996. 2 HISTÓRICO No decorrer da evolução da humanidade a manutenção apresentou diversas fases distintas, de acordo com o grau de desenvolvimento tecnológico e da Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 15 influência das máquinas e equipamentos na economia das nações. As fases de evolução podem ser divididas conforme descrição a seguir: 1ª Fase: Pré Revolução Industrial – Século XVIII: Nesta fase não existiam equipes dedicadas à atividade de manutenção. O próprio operador, que na maioria das vezes era o dono da máquina, também era o responsável pela sua construção e manutenção. A participação das máquinas na economia era relativamente pequena, portanto a parada não causava grandes problemas. Além disso, a complexidade das máquinas existentes era muito pequena, tornando o reparo relativamente simples. 2ª Fase: Primeiras Equipes – Século XIX: Nesta época surgem as grandes invenções que revolucionaram a vida da humanidade: eletricidade, máquinas a vapor e motores. A complexidade das máquinas começa a aumentar, exigindo conhecimentos especiais para a operação e consertos. Os equipamentos começam a influenciar a vida das pessoas exigindo maior agilidade no reparo. Para garantir o funcionamento começa a surgir à necessidade de pessoal especializado e a disponibilidade de recursos para execução da manutenção das máquinas. 3ª Fase: Corretiva – 1900 a 1920: A primeira guerra mundial demonstra a grande influência das máquinas no poder das nações. Com a necessidade de produção em grande escala são construídas as primeiras grandes indústrias. A parada da máquina necessita um reparo rápido para garantir o nível de produção. Dentro das indústrias são constituídas as equipes de manutenção corretiva. 4ª Fase: Preventiva – 1920 a 1950: A segunda guerra mundial impulsiona a indústria aeronáutica, que torna um fator decisivo para o conflito. Os aviões são máquinas que praticamente não admitem defeitos, surgindo o conceito de prevenção na manutenção. Nesta época surge à eletrônica e o primeiro computador. Alguns instrumentos começam a ser incorporados às máquinas auxiliando na operação e programação da manutenção. 5ª Fase: Racionalização – 1950 a 1970: A crise do petróleo, matéria prima fundamental para os processos industriais, gera grande impacto nos custos de produção. As indústrias já representam a principal atividade econômica, sendo o principal fator de classificação das nações. Os custos de manutenção precisam ser racionalizados. As indústrias começam a utilizar a Engenharia de Manutenção, que promove o desenvolvimento das primeiras técnicas aplicadas ao monitoramento das condições dos equipamentos. O conserto e a prevenção não são suficientes, a atuação da manutenção deve ser feita com economia. Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 16 6ª Fase: Produtiva Total – 1970 até hoje: A globalização aumenta a concorrência entre as indústrias. Novas técnicas de controle de qualidade geram produtos de elevado desempenho. As empresas que não acompanham o desenvolvimento tecnológico não conseguem sobreviver. A manutenção torna-se uma importante ferramenta para a melhoria da produtividade, através da análise da causa de falha dos equipamentos. As indústrias japonesas e americanas conseguem destaque na produtividade, utilizando ferramentas administrativas que integram a produção com a manutenção melhorando a qualidade dos produtos e reduzindo os custos de manutenção. 2.1 GERAÇÕES DA MANUTENÇÃO Outra forma de apresentar o histórico da manutenção e por meio de gerações. Desde os anos 30, a evolução da manutenção pode ser dividida em 3 gerações. 1º Geração: A primeira geração abrange o período antes da Segunda Guerra Mundial, quando a industria era pouco mecanizada, os equipamentos eram simples e, na sua grande maioria, super dimensionados. Aliada a tudo isto, devido à conjuntura econômica da época a questão da produtividade não era prioritária. Conseqüentemente, não era necessária uma manutenção sistematizada; apenas serviços de limpeza, lubrificação e reparo após a quebra, ou seja, a manutenção era, fundamentalmente, corretiva. 2º Geração: Esta Segunda geração vai desde a Segunda Guerra Mundial até os anos 60. As pressões do período da guerra aumentaram a demanda por todo tipo de produtos, ao mesmo tempo em que o contingente de mão- de- obra industrial diminui sensivelmente. Como conseqüência, neste período houve forte aumento de mecanização, bem como da complexidade das instalações industriais. Começa a evidenciar-se a necessidade de maior disponibilidade, bem como maior confiabilidade, tudo isto na busca da maior produtividade: a industria estava bastante dependente do bom funcionamento das máquinas. Isto levou a idéia de que falhas dos equipamentos poderiam e deveriam ser evitadas, o que resultou no conceito de manutenção preventiva. Na década de 60 esta manutenção consistia em intervenções nos equipamentos feitas em intervalos fixo. O custo da manutenção também começou as se elevar muito em comparação com outros custos operacionais. Esse fato fez Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 17 aumentar os sistemas de planejamento e controle da manutenção que, hoje, são parte integrante da manutenção moderna. Finalmente, a quantidade de capital investido em itens físicos juntamente com o nítido aumento do custo deste capital levaram as pessoas a buscar meios para aumentar a vida útil dos itens físicos. 3º Geração: A partir da década de 70 acelerou-se o processo de mudança nas industrias. A paralisação da produção que sempre diminuiu a capacidade de produção, aumentou os custos e afetou a qualidade dos produtos, eram uma preocupação generalizada. Na manufatura os efeitos e dos períodos de paralisação foram se agravando pela tendência mundial de utilizar sistemas just-in-time, onde os estoque reduzidos para produção em andamento significavam que pequenas pausas na produção / entrega naquele momento poderiam paralisar a fábrica. O crescimento da automação e da mecanização passou a indicar que a confiabilidade e disponibilidade tornaram-se pontos – chaves em setores tão distintos quanto saúde, processamento de dados, telecomunicações e gerenciamento de edificações. Cada vez mais, as falhas provocam serias conseqüências na segurança e no meio ambiente, em um momento que os padrões de exigências nessas áreas estão aumentando rapidamente. Em algumas partes do mundo, estamos chegando a um ponto em que ou as empresas devem satisfazer as expectativas de segurança e prevenção ambiental, ou poderão ser impedidas de funcionar.Na Terceira Geração reforçou-se o conceito de uma manutenção preditiva. A interação entre as fases de implantação de um sistema (projeto, fabricação, instalação e manutenção) e a disponibilidade/ confiabilidade torna-se mais evidente. Interação entre as fases: Da correta realização de cada fase, ou seja, projeto, fabricação, instalação e manutenção dependem a disponibilidade e a confiabilidade do sistema. Na fase de projeto, o levantamento de necessidades, inclusive o envolvimento dos usuários (Operação e Manutenção), além dos dados específicos para sua elaboração, nível de detalhamento, dentre outros, são de fundamental importância pois irão impactar diretamente nas demais fases, com conseqüências no desempenho e na economia. Como desempenho podemos citar que as questões ligadas a Lay-out, produtividade, qualidade do produto final e as economias se referem ao nível de custo – eficiência obtido. A escolha dos equipamentos deverá considerar a sua adequação ao projeto (correto dimensionamento), a capacidade inerente esperada (através de dados Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 18 técnicos, tempo médio entre falhas (TMEF)), qualidade, manutenabilidade, alem de custo eficiência. É importante considerar, também, a padronização com outros equipamentos do mesmo projeto e de equipamentos já existentes na instalação objetivando redução de estoque de sobressalentes e facilidades de manutenção. A fabricação deve ser devidamente acompanhada e incorporar os requisitos de modernidade e aumento da confiabilidade dos equipamentos, além das sugestões oriundas da prática da manutenção. Todos esses dados aliados ao histórico de desempenho de equipamentos semelhantes, dados estes subsidiados pelo grupo de Manutenção, compõem o valor histórico do equipamento, elemento importante para uma decisão em compras e futura política de peças de reposição. A fase de instalação deve prever cuidados com a qualidade da implantação do projeto e as técnicas utilizadas para esta finalidade. Quando a qualidade não é apurada, muitas vezes são inseridos pontos potenciais de falhas que se mantêm ocultos por vários períodos e vêm a se manifestar muitas vezes quando o sistema é fortemente solicitado, ou seja, quando o processo produtivo assim o exige e normalmente se necessita de maior confiabilidade. A fase de manutenção terá por objetivo garantir a função dos equipamentos, sistemas e instalações no decorrer de sua vida e a não - degeneração do desempenho. Nesta fase da existência, normalmente são detectadas as deficiências geradas no projeto, seleção de equipamentos e instalação. Da não interação entre as fases anteriores, percebe-se que a Manutenção encontrará dificuldades de desempenho das suas atividades, mesmo que se apliquem nela as mais modernas técnicas. A confiabilidade estará num patamar inferior ao inicialmente previsto 2.2 CONSIDERAÇÕES SOBRE HISTÓRICO DA MANUTENÇÃO Nas últimas décadas, as organizações vêm passando por transformações rápidas e profundas, impulsionadas pelo aumento da competitividade e pelo desenvolvimento tecnológico, levando as empresas a uma verdadeira revolução nos seus sistemas produtivos. Parte desta revolução está associada aos equipamentos de produção que vêm sendo submetidos a metas cada vez mais desafiadoras em termos de qualidade dos produtos, custos e produtividade, levando estes equipamentos a uma complexidade maior, implicando em grandes transformações Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 19 nos sistemas de manutenções e a um novo enfoque sobre a organização da manutenção. No estágio atual, Tavares (1999) defende a manutenção como um elemento tão importante no desempenho dos equipamentos quanto ao que vinha sendo praticado na operação. Conforme Pinto e Xavier (2001), nos últimos 20 anos a atividade de manutenção tem passado por mais mudanças do que qualquer outra. Estas alterações são conseqüências de: Aumento, bastante rápido, do número e diversidade dos itens físicos (instalações, equipamentos e edificações) que têm que ser mantidos. Projetos muitos complexos. Novas técnicas de manutenção. Novos enfoques sobre a organização da manutenção e suas responsabilidades. O profissional de Manutenção tem reagido rápido a estas mudanças ; esta nova postura inclui uma crescente conscientização de quanto uma falha de equipamento afeta a segurança e o meio ambiente, maior conscientização da relação entre manutenção e qualidade do produto, maior pressão para se conseguir alta disponibilidade da instalação, ao mesmo tempo em que se busca a redução de custos. Estas alterações estão exigindo novas atitudes e habilidades das pessoas da manutenção, desde gerentes, passando pelos engenheiros e supervisores, até chegar aos executantes. 3 TIPOS DE MANUTENÇÃO Atualmente são definidos cinco tipos de manutenção, os quais são os seguintes: corretiva, preventiva, preditiva detectiva e Engenharia de Manutenção. As considerações sobre cada um dos tipos são apresentadas a seguir: 3.1 MANUTENÇÃO CORRETIVA O conceito de manutenção corretiva de acordo com a norma NBR 5462/1994 é apresentado na figura 7. Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 20 MANUTENÇÃO CORRETIVA MANTENIMIENTO CORRECTIVO CORRECTIVE MAINTENANCE Conforme a NBR 5462/1994 Manutenção Corretiva é a Manutenção efetuada após a ocorrência de uma pane, destinada a recolocar um item em condições de executar uma função requerida. Figura 7 – Conceito de Manutenção Corretiva conforme norma NBR 5462/1994. Este método consiste em uma situação não planejada para a execução da manutenção. A intervenção somente irá ocorrer quando o equipamento perder a sua função. A manutenção corretiva também é conhecida como “Run To Failure” (RTF), que significa “operar até quebrar”. Nas instalações industriais a utilização racional deste método esta limitada a equipamentos em que a conseqüência da falha não seja significativa para o processo produtivo. Quando o uso da manutenção corretiva é praticada de forma inadequada em uma instalação pode-se ter as seguintes conseqüências: perda de produção, destruição catastrófica, planejamento ineficiente de mão de obra, excesso de peças em estoque, baixa disponibilidade dos equipamentos, riscos de segurança e queda da qualidade. É claro que se torna impossível eliminar completamente este tipo de manutenção, pois não se pode prever em muitos casos o momento exato em que se verificará um defeito que obrigará a uma manutenção corretiva de emergência. 3.2 MANUTENÇÃO PREVENTIVA O conceito de manutenção preventiva de acordo com a norma NBR 5462/1994 é apresentado na figura 8. Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 21 MANUTENÇÃO PREVENTIVA MANTENIMIENTO PREVENTIVO PREVENTIVE MAINTENANCE Conforme a NBR 5462/1994 Manutenção Preventiva é a Manutenção efetuada em intervalos predeterminados, ou de acordo com critérios prescritos, destinada a reduzir a probabilidade de falha ou a degradação do funcionamento de um item. Figura 8 – Conceito de Manutenção Preventiva conforme norma NBR 5462/1994. A Manutenção Preventiva consiste na aplicação de um programa regular de inspeção, ajustes,limpeza, lubrificação, troca de peças, calibração e reparo de componentes e equipamentos. Este método é conhecido como manutenção baseada no tempo, sendo aplicada sem considerar as condições do equipamento. A atuação periódica da inspeção e manutenção com intervalos pré- determinados pode reduzir os níveis de falhas em emergência e melhorar a disponibilidade dos equipamentos. Para a definição dos períodos de atuação pode ser utilizado o TMEF (Tempo Médio Entre Falhas). Porém, nem sempre é possível alcançar bons resultados com este critério, pois muitos componentes apresentam falhas aleatórias. A utilização da Manutenção Preventiva com ação periódica pode resultar em custos excessivos devido às paradas desnecessárias de equipamentos, gastos excessivos com componentes e riscos de danos no equipamento devido à montagem incorreta. 3.3 MANUTENÇÃO PREDITIVA O conceito de manutenção preditiva de acordo com a norma NBR 5462/1994 é apresentado na figura 9. Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 22 MANUTENÇÃO PREDITIVA MANTENIMIENTO PREDICTIVO PREDICTIVE MAINTENANCE Conforme a NBR 5462/1994 Manutenção Preditiva Manutenção que permite garantir uma qualidade de serviço desejada, com base na aplicação sistemática de técnicas de análise, utilizando-se meios de supervisão centralizado ou de amostragem, para reduzir ao mínimo a manutenção preventiva e diminuir a manutenção corretiva. Figura 9 – Conceito de Manutenção Preditiva conforme norma NBR 5462/1994. A Manutenção Preditiva é também conhecida como Manutenção Baseada na Condição, com a utilização de técnicas de inspeção é possível monitorar a evolução do estado do equipamento e atuar no momento mais adequado. A aplicação da Manutenção Preditiva é possível quando o componente apresenta um “sintoma” que pode caracterizar o seu processo de falha. Os principais fatores que determinam a falha dos componentes são: alteração do nível de vibração, calor, alteração de espessura, trinca e desgaste. Diversas tecnologias foram desenvolvidas para a avaliação do estado dos equipamentos. As principais são as seguintes: Análise de Vibração, Emissão Acústica, Análise do Óleo, Termografia, Ensaios Não Destrutivos, Medidas de Fluxo, Análise de Motores Elétricos, Detecção de Vazamento, Monitoramento da Corrosão, Análise Visual e de Ruído. A aplicação correta de um programa de Manutenção Preditiva pode trazer os seguintes benefícios: disponibilidade máxima das máquinas, planejamento efetivo da mão de obra, reposição de peças do estoque, segurança operacional, qualidade da manutenção e gerenciamento global dos recursos. A limitação do uso da Manutenção Preditiva está na disponibilidade de uma técnica efetiva de monitoramento e nos custo benefício da implantação deste método. A figura 10 apresenta as principais etapas para aplicação da manutenção preditiva. Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 23 Figura 10 – Principais etapas da Manutenção Preditiva. 3.4 MANUTENÇÃO DETECTIVA Manutenção detectiva é a atuação efetuada em sistemas de proteção buscando detectar FALHAS OCULTAS ou não-perceptíveis ao pessoal de operação e manutenção. A identificação de falhas ocultas é primordial para garantir a confiabilidade. Em sistemas complexos, essas ações só devem ser levadas a efeito por pessoal da área de manutenção, com treinamento e habilitação para tal, assessorado pelo pessoal de operação. É cada vez maior a utilização de computadores digitais em instrumentação e controle de processo nos mais diversos tipos de plantas industriais. São sistemas de aquisição de dados, controladores lógicos programáveis, sistemas digitais de controle distribuídos - SDCD, multi-loops com computador supervisório e outra infinidade de arquiteturas de controle somente possíveis com o advento de computadores de processo. A principal diferença é o nível de automatização. Na manutenção preditiva, faz-se necessário o diagnóstico a partir da medição de parâmetros; na manutenção detectiva, o diagnóstico é obtido de forma direta a partir do processamento das informações colhidas junto à planta. Há apenas que se considerar, a possibilidade de falha nos próprios sistemas de detecção de falhas, sendo esta possibilidade muito remota. De uma forma ou de outra, a redução dos níveis de paradas indesejadas por manutenções não programadas, fica extremamente reduzida. Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 24 3.5 ENGENHARIA DE MANUTENÇÃO Praticar engenharia de manutenção é deixar de ficar consertando continuadamente, para procurar as causas básicas, modificar situações permanentes de mau desempeno, deixar de conviver com problemas crônicos, melhorar padrões e sistemáticas, desenvolver a manutenabilidade, dar feedback ao projeto, interferir tecnicamente nas compras. A atuação da manutenção para melhorar o desempenho das máquinas tornou-se muito importante com o aumento da competitividade entre as empresas. Esta nova postura é fruto dos desafios que se apresentam no cenário de economia globalizada e altamente competitiva, onde as mudanças se sucedem em alta velocidade e a manutenção como uma das funções fundamentais do processo produtivo, precisa inteirar com o sistema de forma pró-ativa. A figura 11 apresenta resultado da pesquisa bianual da Associação Brasileira de Manutenção (ABRAMAN) a respeito dos tipos de manutenção empregados nas indústrias brasileiras. Figura 11 - Homens.hora apropriados em serviços de Manutenção em relação ao total de Homens.hora trabalhados, Adaptado de ABRAMAN, 2009. REFERÊNCIAS ABNT. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5462: Confiabilidade e mantenabilidade. Rio de Janeiro, 1994. ABRAMAN. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE MANUTENÇÃO. Documento Nacional. Resultados 2009. Disponível em: < http://www.abraman.org.br/docs/DN2009.ppt > Acesso em: 19 mar. 2009. Manutenção Mecânica. Módulo I – Prof. Dr. Sergio Luiz Ribas Pessa Engenharia Mecânica Manutenção Mecânica – MM29MC 25 AEP. ASSOCIAÇÃO EMPRESARIAL DE PORTUGUAL. Manual Pedagógico Pronaci – Manutenção. Leça da Palmeira: 2003. ALVAREZ, O. E. Método para análise de características de projeto para mantenabilidade – determinação de um índice de mantenabilidade em projeto de produtos/sistemas. 2001, 216f. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção) Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção (PPGEP) - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis. CAMARA, J. M. Manutenção elétrica industrial. Disponível em: < http://www.dee.ufrn.br/~joao/apostila/index1.htm > Acesso em: 03 out.. 2006. DIAS, A. Metodologia para análise da confiabilidade em freios pneumáticos automotivos. 1996, 199f. Tese (Doutorado em Engenharia de Mecânica) Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Mecânica - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Campinas. KOYANO, M. 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