Buscar

Aplicação da FMEA em Compressores SUNDYNE

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 3, do total de 18 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 6, do total de 18 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 9, do total de 18 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Prévia do material em texto

*Artigo Técnico submetido à Universidade Salvador, como parte dos requisitos necessários para a 
obtenção do diploma do curso de MBA em Gestão da Manutenção. Por motivos de sigilo em 
informações estratégicas da empresa, os dados dos compressores foram transformados para a 
aplicação da metodologia. 
** Engenheiro de Produção Mecânica pela UNIBAHIA, atua no setor de manutenção da 
PETROBRAS – Petróleo Brasileiro S.A: gersons5@hotmail.com. 
*** Mestre em Engenharia de Produção e Engenheiro Mecânico pela Universidade Federal da 
Bahia, atua há 34 anos na indústria mecânica e petroquímica: sergio.barreiro@pro.unifacs.com. 
 
APLICAÇÃO DE FMEA PARA SUBSIDIAR A MELHORIA DO MTBF DE 
COMPRESSORES SUNDYNE APLICADOS A PROCESSO MINOX* 
 
Gerson Pereira de Sales** 
Orientador: MSc. Sérgio R. C. Barreiro, *** 
 
RESUMO 
Este artigo apresenta a análise de confiabilidade em compressores de ar industrial 
utilizando a Análise de Modos e Efeitos de Falha (FMEA) como ferramenta de apoio. 
Foram realizadas, ao longo de 36 meses, coletas de dados de falha de dois 
compressores Sundyne, utilizados para a desaeração da água, no sistema de 
injeção de água em poços de petróleo. Após o estudo desses dados, foi proposta 
uma nova sistemática de análise de falhas, onde foi possível identificar em que fase 
da curva da banheira os equipamentos se encontram, bem como calcular o quanto 
se encontram disponíveis para a empresa. Além de priorizar os modos de falha pelo 
NPR (Número de Prioridade de Risco) do FMEA, o resultado dessas análises servirá 
para a definição de estratégias de manutenção para os equipamentos em análise e, 
consequentemente, aumento de seu MTBF. 
 
Palavras-chaves: Confiabilidade, análise de falhas, FMEA, MTBF. 
 
1 - INTRODUÇÃO 
As oportunidades de aumento de produtividade, qualidade e lucratividade nunca 
foram melhores tratando-se dos conceitos e métodos existentes na atualidade, 
inclusive aqueles referentes à manutenção de equipamentos. As empresas e 
indústrias dispõem de uma gama de técnicas que podem lhes dar muitas vantagens 
competitivas, em um ambiente cuja demanda por sistemas e produtos de melhor 
desempenho é cada vez maior (FOGLIATTO e RIBEIRO, 2009). 
A utilização de ferramentas como a análise de modos e efeitos de falhas (FMEA 
Failure Modes and Effects Analysis) ou a análise da árvore de falhas (FTA Fault Tree 
Analysis) permite identificar equipamentos e/ou processos que possuem maior risco 
de ocorrência de modos de falha durante a sua operação. 
2 
 
Assim, é possível eliminar ou minimizar todos os modos de falha que são 
considerados críticos ao sistema, ou ainda, criar uma sistemática de priorização de 
manutenção a custos baixos (LAFRAIA, 2001). 
 
1.1 - Objetivo 
Tendo em vista o tema abordado, o presente trabalho tem como objetivo geral 
propor uma sistemática de análise de falhas para verificar o desempenho de 
compressores Sundyne aplicados a processo MINOX. 
Como objetivos específicos pretende-se neste trabalho: (i) aplicar a ferramenta 
FMEA para analisar as falhas e identificar os principais modos de falha em 
compressores Sundyne aplicados a processo MINOX e (ii) calcular a confiabilidade 
de tais equipamentos, a fim de subsidiar um posterior estabelecimento de programas 
de manutenção. 
 
 
2 - REFERENCIAL TÉORICO 
 
2.1 - Confiabilidade de Equipamentos 
Para Lafraia (2001), a análise de confiabilidade é a avaliação probabilística de um 
sistema ou produto funcionar dentro de limites estabelecidos, não falhando durante 
determinado período de tempo em certas condições ambientais, visando 
proporcionar um bom desempenho funcional com baixo índice de falhas de um 
produto. Já a NBR 5462 (ABNT, 1994) define confiabilidade como sendo a 
capacidade de um item exercer uma função requerida sob condições especificadas 
durante certo período de tempo. 
Vários modelos matemáticos podem representar o comportamento até a falha de um 
equipamento ou sistema. Conhecendo-se a distribuição de probabilidade que mais 
se adequa aos tempos até a falha é possível estimar a probabilidade de 
sobrevivência de um item e determinar todas as medidas utilizadas para a análise de 
confiabilidade. 
A Figura 1 apresenta de forma resumida as principais distribuições aplicadas à 
confiabilidade, bem como suas principais expressões empregadas para modelar o 
comportamento da distribuição. 
 
3 
 
Figura 1 - Resumo das principais distribuições aplicadas à confiabilidade e suas medidas 
Fonte: Adaptado de Lafraia (2001); Fogliatto e Ribeiro (2009); Andrade (2011) 
 
 
As estimativas de confiabilidade em casos onde se tem diferentes modos de falha 
pode ser uma tarefa difícil. Os dados de falha são uma mistura de tempos até a falha 
que resultam de muitos modos de falha simultâneos e que recebem o nome de 
modos de falha concorrentes (competing failure mode). 
Para a modelagem conjunta destes diferentes modos de falha a distribuição de 
Weibull é a mais indicada, exatamente por ser flexível podendo se adequar às 
diferentes distribuições contidas na amostra dos dados. 
A versatilidade da distribuição de Weibull está relacionada basicamente com o valor 
de ϒ (parâmetro de forma). Quando ϒ<1, h(t) é decrescente, indicando a fase de 
mortalidade infantil na curva da banheira; já quando ϒ~1 h(t) tende a apresentar um 
comportamento constante, indicando a fase de maturidade. Neste caso, a 
distribuição de Weibull transforma-se na distribuição exponencial. Por fim, quando 
ϒ>1, h(t) tem uma tendência crescente, indicando a fase de desgaste. 
A literatura apresenta muitos estudos que confirmam a aplicabilidade da distribuição 
de Weibull na análise de confiabilidade em equipamentos complexos industriais. 
Verifica-se que a aplicação de tal método, pode indicar qual a estratégia de 
manutenção preventiva é a mais adequada para as máquinas estudadas e podendo 
então, calcular os intervalos ótimos de intervenção. 
Através da análise de confiabilidade são geradas informações que permitem a 
interpretação correta das falhas ocorridas, podendo-se sugerir melhorias em 
equipamentos existentes e futuros. Foi constatado ser uma ferramenta robusta e que 
fornece informações relevantes, tanto do ponto de vista técnico, o qual apresenta 
efetivamente o desempenho do equipamento quando nas condições de uso, quanto 
do ponto de vista gerencial, fornecendo os dados corretos para uma tomada de 
decisão mais adequada com relação ao planejamento das atividades de 
manutenção em parques fabris. 
 
4 
 
 
2.2 - Análise de Modos e Efeitos de Falhas – FMEA 
A Análise de Modos e Efeitos de Falhas, do original em inglês Failure Mode and 
Effects Analysis (FMEA), é uma técnica indutiva, estruturada e lógica que permite 
identificar potenciais falhas de um sistema, projeto e/ou processo, classificando-as 
conforme a criticidade obtida e tendo como objetivo eliminar ou minimizar os riscos 
associados a cada modo de falha verificado (LAFRAIA, 2001). 
A FMEA traduz, em uma sequência lógica e sistemática, a avaliação das formas 
possíveis pela qual um sistema ou processo está mais sujeito a falhas. Considera a 
severidade (S) das falhas, a frequência como as mesmas ocorrerem (O) e, como 
eventualmente poderiam ser detectadas (D). Assim, com base nestes três índices 
(severidade, ocorrência e detecção), é realizada uma priorização de quais modos de 
falha podem causar maior risco. O método utilizado para essa priorização é a 
multiplicação da pontuação obtida para os três índices e a partir desta multiplicação 
é calculado o RPN (Risk Priority Number) ou NPR (Número de Prioridade de Risco). 
Fogliatto e Ribeiro (2009) ressaltam que em caso de existência de dados 
quantitativos de manutenção, a Equação (1) reproduz, aproximadamente, os valores 
de ocorrência (O) a partir da taxa de falhas calculada. 
 
Ocorrência = (Taxa de falha/0,000001)0,20 Equação (1) 
 
2.3 - Confiabilidade e Probabilidade de Falha 
O conceitode confiabilidade é definido na NBR 5462 (1994) como a “capacidade de 
um item desempenhar uma função requerida sob condições especificadas, durante 
um dado intervalo de tempo”. Este termo está intimamente relacionado com o 
desempenho do equipamento. 
Outra definição confere um caráter estatístico à confiabilidade. Sendo assim, 
confiabilidade pode ser a probabilidade de um equipamento realizar uma função 
requerida, sob condições definidas de uso, durante uma campanha estabelecida. 
Matematicamente temos que: 
𝑅(𝑡) = 𝑒
−(
𝑡−𝑡0
𝛽
)𝛽
 
Onde: 
𝑅(𝑡) é a confiabilidade (reliability) expressa em função do tempo t; 
𝑡0 é a vida mínima ou confiabilidade intrínseca (tempo de operação a partir do qual o 
equipamento começa a apresentar falhas); 
𝛽 é o fator de forma (indica a forma da curva e a característica das falhas). 
5 
 
Como são complementares, a probabilidade de falha (PoF) é definida como: 
𝑃𝑜𝐹(𝑡) = 1 − 𝑒
−(
𝑡−𝑡0
𝛽
)𝛽
 
É importante lembrar que, sempre que se pensa em aumento de confiabilidade, 
geralmente este fato está atrelado a investimento de capital. “Confiabilidade será 
obtida através de mais material, ou seja, maior espessura ou dimensão, materiais 
melhores ou mais nobres ou mais caros, ou, por fim, pelo uso de equipamentos 
reservas para atuar como substitutos no caso de falha do equipamento principal”. 
Mesmo com o incremento no orçamento de aquisição de novos equipamentos para 
renovação do parque de ativos, Nascif (2015) defende que o custo global diminui. 
Grande parte desta redução está associada à redução significativa nos custos 
operacionais (vide Figura 2), que por sua vez é bastante influenciada pela renovação 
dos ativos, uma vez que equipamentos mais modernos necessitam de menos 
intervenções preventivas e corretivas. 
 
Figura 2 - Comparação entre custos. Nascif, 2015 
Fonte: Adaptado de Nascif (2015) 
 
 
6 
 
 
3. APLICAÇÃO PRÁTICA 
 
3.1 - Descrição da Empresa 
Este trabalho foi realizado em uma empresa do segmento de produção de petróleo e 
gás e que possui uma equipe de profissionais treinados e capacitados nas áreas de 
produção e manutenção. Seu processo produtivo conta com três principais sistemas: 
produção de óleo, produção de gás e injeção de água. As atividades de pesquisa 
neste estudo de caso foram então desenvolvidas no setor de injeção de água, mais 
especificamente, no compressor centrífugo (Sundyne) responsável pela remoção do 
nitrogênio contaminado com o oxigênio (removido da água do mar) do vaso de água 
desaerada. 
 
3.2 - Descrição do Sistema 
A ocorrência de vasos com hidrocarbonetos na coluna de plataformas (ver figura 3) 
semissubmersíveis (SS) pode ser considerada um sério problema, pois o espaço 
não recebeu os cuidados necessários para uma área classificada. 
Figura 3 - Plataforma tipo semissubmersível (SS) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: O autor 
O sistema Minox foi projetado para resolver o problema supracitado, com a 
substituição do gás natural por nitrogênio (gás não inflamável). 
Minox, marca registrada da empresa, é a composição das palavras “Minimum 
Oxigen” uma referência ao processo de desaeração. 
A tecnologia, desenvolvida em 1988 na Noruega teve sua primeira aplicação 
comercial em 1991. A empresa foi adquirida pelo grupo Greenland. 
 
7 
 
Informações gerais do sistema: 
O sistema foi fornecido em dois skids, sendo 
- Skid 1: um depurador de gás (“scrubber”); 
- Skid 2: 2 compressores, um pré-aquecedor, um reator, um resfriador de gás. 
Peso seco: 11.500 kg 
Peso em operação: 11.800 kg 
Vazão máxima de água considerada no dimensionamento: 25.000 m3/d 
Vazão de operação considerada no dimensionamento: 20.000 m3/d 
Vazão mínima de projeto: 9.960 m3/d 
Temperatura da água na desaeradora: 38C 
Pressão de operação: 100 kPa g 
Concentração de oxigênio na água captada: 8 ppm 
Concentração de oxigênio na água desaerada: * 
* É esperado o mesmo desempenho obtido na filosofia anterior com gás natural, 
cerca de 50 ppb com 20.000 m3/d de água. 
A única fonte potencial de poluição do sistema Minox seria o vazamento acidental de 
álcool, óleo lubrificante ou óleos preservativos. 
O sistema Minox é baseado no esgotamento (ou “stripping”) do oxigênio dissolvido 
na água do mar pelo contato com nitrogênio. O gás, com o oxigênio removido, é 
regenerado através de um processo de combustão catalítica patenteado, onde os 
produtos de combustão são dissolvidos na própria água de injeção. 
Em maior detalhe, a água do mar oriunda das bombas de água desaerada é posta 
em contato em contracorrente com o nitrogênio na torre desaeradora, preenchida 
com recheio randômico plástico para facilitar o contato íntimo entre as duas fases. 
O nitrogênio contaminado com o oxigênio (removido da água do mar) é tirado pelo 
topo da torre por um compressor centrífugo. Antes de entrar no compressor, no 
entanto, o nitrogênio passa por um depurador de gás (“scrubber”) para evitar o 
arraste de líquido para o compressor. 
Após a descarga do compressor o gás passa por um pré-aquecedor gás-gás antes 
de receber a adição de etanol e entrar no reator cheio com o catalisador onde o 
oxigênio é consumido, deixando na saída o nitrogênio praticamente isento de 
oxigênio. 
A reação de combustão do etanol, que consome o oxigênio, é exotérmica (libera 
calor) na proporção de 125 C por cada 1% em massa (em relação ao gás circulante) 
de oxigênio queimado. 
Para obtermos a temperatura adequada para combustão catalisada parte do 
nitrogênio purificado do reator é direcionada para o pré-aquecedor. 
8 
 
Finalmente todo o gás é resfriado para retornar a torre desaeradora. 
Um aquecedor elétrico foi colocado no reator para fornecer energia para a partida da 
unidade. Este também pode ser acionado quando a vazão de água for baixa (pouco 
oxigênio disponível para reação). 
Os produtos da reação de combustão do etanol são vapor d’água e dióxido de 
carbono. Estes produtos, são bastante solúveis na água do mar e portanto seguem 
na maior parte com água para injeção. Um pequeno residual permanece em 
circulação. 
Também uma pequena parte do nitrogênio será dissolvida na água de injeção de 
modo que é necessário um “make-up” para o sistema. Este make-up é feito através 
da injeção de ar de instrumento a montante do compressor. 
O álcool é constantemente injetado na corrente gasosa recirculante a montante do 
reator. 
Será usado o tanque existente de álcool para abastecer a bomba, com variação 
automática de vazão. 
 
3.3 - Definição do Equipamento 
O equipamento analisado é um compressor centrífugo de fabricação da Sundyne, 
Modelo: LMC-311F. Para este estudo foram escolhidos os dois equipamentos 
adquiridos pela empresa no início do ano de 2008. Foram coletados dados de falha 
correspondentes a um período de 36 meses de coleta de dados de manutenção, de 
janeiro de 2013 a dezembro de 2016. 
 
Figura 4 - Compressor Sundyne utilizado no processo MINOX 
 
Foto do compressor com o “hood” aberto 
 Figura em corte 
9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Foto do compressor após manutenção 
Fonte: O autor 
3.4 - Análise dos Modos de Falha 
A partir da coleta de dados foi possível fazer uma análise dos dados de manutenção, 
podendo-se constatar de que forma cada falha ocorria. Na Figura 5 estão 
apresentados os modos de falha incidentes nos dois equipamentos. 
 
Figura 5 - Gráfico de Pareto da quantidade de falhas dos equipamentos 
 
Fonte: O autor 
Considerando apenas o gráfico de Pareto como um critério decisivo para análise de 
confiabilidade e para a elaboração da melhor estratégia de manutenção, deve-se 
priorizar o modo de falha – falha da bomba de óleo, pois é a falha que aparece com 
maior frequência. 
Durante a coleta de dados realizou-se a FMEA, que avaliou detalhadamente cada 
modo de falha possível de ocorrência para os equipamentos em estudo. Para a 
4
3
1 1
44% 78%
89%
100%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0,0
0,5
1,01,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
Freqüência
Acumulado
10 
 
ÍTE
M
/FU
NÇ
ÃO
M
OD
O 
DE
 FA
LH
A
 PO
TE
NC
IA
L
EF
EIT
O
CA
US
A
M
EIO
S D
E D
ET
EC
ÇÃ
O
SE
VE
RID
AD
E 
OC
OR
RÊ
NC
IA
DE
TE
CÇ
ÃO
NP
R
AÇ
ÕE
S 
RE
CO
M
EN
DA
DA
S
COMPRESSOR 
SUNDYNE / 
SISTEMA 
MINOX
Falha do 
acoplamento
Falha pré 
matura dos 
componentes 
internos do 
compressor, 
com, 
consequente,
parada do 
mesmo
Quebra das 
lâminas do 
acoplamento
Manutenção 
preventiva 
(inspeção 
visual)
8 5 5 200
Seguir 
recomendação 
do fabricante.
Boletim de 
Engenharia de 
Campo - nº 
40.20.27
Distancia 
entre cubos 
do 
acoplamento 
(GAP) 
incorreta.
Manutenção 
preventiva 
(inspeção 
visual)
8 5 7 280
Seguir 
recomendação 
do fabricante.
Boletim de 
Engenharia de 
Campo - nº 
40.20.40
Componente 
dimensionado 
errado.
Inexistente 8 9 10 720
Realizar análise 
de vibração 
periodicamente.
COMPRESSOR 
SUNDYNE / 
SISTEMA 
MINOX
Falha do 
acoplamento
Falha pré 
matura dos 
componentes 
internos do 
compressor, 
com, 
consequente,
parada do 
mesmo
FMEA - ANÁLISE DOS MODODS E EFEITOS DE FALHA
realização da FMEA montou-se uma equipe de cinco pessoas: coordenador de 
manutenção (COMAN), supervisor de mecânica (SUMEC), técnico de manutenção, 
engenheiro de processo, técnico de operação. Um extrato da FMEA está 
apresentado de forma resumida na Figura 6. 
 
Figura 6 - FMEA resumida do equipamento em estudo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: O autor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.4 - Definição do Modo de Falha do Equipamento em Estudo 
Com o intuito de realizar uma análise que mais se aproxime da realidade do 
equipamento, verificou-se a quantidade de falhas por modo de falha e por 
equipamento que foram coletadas, considerando também o maior NPR encontrado 
na FMEA para cada modo de falha. 
 
Figura 7 – Quantidade de falhas por equipamento e por modos de falha 
considerando o NPR do FMEA 
 
MODO DE FALHA 
QUANTIDADE DE FALHAS POR COMPRESSOR 
COMP.1 COMP.2 TOTAL NPR 
Falha da bomba de óleo 3 1 4 80 
Falha do acoplamento 2 1 3 480 
Falha do rolamento sup. 1 0 1 720 
Outros 1 0 1 35 
TOTAL DE FALHAS 9 
Fonte: O autor 
11 
 
Com base na Figura 7 identificou-se que a falha do rolamento, que possui o maior 
NPR não possui uma quantidade suficiente de falhas para cada equipamento e nem 
na sua totalidade (apenas 1 falha ocorreu durante o período de coleta) dificultando a 
análise de confiabilidade. Já para a falha do acoplamento encontrou-se tanto um 
NPR alto quanto uma quantidade alta de falhas na sua totalidade (3 falhas). 
Desse modo, o foco desse estudo se dará para o modo de falha do acoplamento já 
que apresenta quantidade de falhas suficiente para análise de confiabilidade e 
possui alto NPR (risco igual a 480). Portanto, se buscará o comportamento das 
falhas para este modo de falha como um todo, ou seja, utilizando os dados dos dois 
equipamentos. 
 
3.5 - Análise de Confiabilidade 
Após a definição do modo de falha que será foco de estudo, foram também 
adotadas as seguintes premissas: 
• A distribuição que melhor se ajusta ao comportamento das três falhas 
coletadas para este modo de falha e dos dois equipamentos em estudo, é a 
distribuição de Weibull. 
• Taxa de falha constante para o cálculo da confiabilidade, para um ano de uso. 
Com base nas premissas supracitadas e nas informações contidas na tabela da 
Figura 8 foram realizados os cálculos da taxa de falhas, MTBF e confiabilidade, 
conforme demonstrado na Figura 9. 
 
Figura 8 – Informações para cálculos da taxa de falhas, MTBF e confiabilidade. 
Fonte: O autor 
 
Figura 9 – Taxa de falhas (ϒ), MTBF e confiabilidade(R). 
Fonte: O autor 
2
3
1095Tempo de Estudo (dias)
BASE DE CÁLCULOS
Número de Equipamentos
Número de Falhas
0,000057
8760
60,69%
VALORES ENCONTRADOS
Taxa de Falhas (ϒ)
MTBF (horas)
Confiabilidade (%)
12 
 
O valor encontrado de MTBF (8760 horas) não condiz com a expectativa de 
utilização, sem falhas, informada pelo fabricante (ver fig.10), bem como os valores 
típicos de MTBF para este tipo de equipamento, conforme mostrado na fig. 11. 
 
Figura 10 – Expectativa do fabricante, para funcionamento contínuo. 
 
Fonte: Adaptado de Sundyne_product 
 
 
13 
 
 
Fig.11 – Valores Típicos de MTBF_Equipamentos 
 
Fonte: Adaptado de SRC 
14 
 
Retomando a FMEA (Figura 6) encontra-se como causa de alta ocorrência da falha 
do acoplamento – o dimensionamento incorreto do componente (acoplamento). Esta 
pode ser considerada de origem aleatória já que ocorre devido a eventos casuais 
(como por exemplo: fator de segurança insuficiente ou cargas aleatórias (*) maiores 
que as esperadas) o que pode assim retratar a fase de vida útil destes 
equipamentos. 
(*) Corroborando com a hipótese de a falha ser oriunda de um evento casual e mais 
especificamente a cargas aleatórias, podemos citar situação identificada em uma 
das manutenções realizadas no equipamento, objeto deste estudo, a saber: 
Durante intervenção corretiva, ocorrida em 27.02.2015, foi observado que a 
especificação existente no cubo do acoplamento (Figura 12) não correspondia à 
especificação de projeto. O cubo do acoplamento apresenta o código TC 00150 que 
corresponde ao acoplamento FLEXIBOX_TSMC 150, enquanto que o especificado 
para as condições operacionais deste equipamento (Fig.13) é FLEXIBOX_TSMC 27. 
Outra coisa que nos chamou a atenção foi a deformação observada nas lâminas do 
acoplamento, característica de cargas aleatórias (GAP inadequado, 
desalinhamento). 
Figura12 – Cubo do acoplamento com a especificação TC 00150 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: O autor 
 
Deformação das lâminas 
15 
 
 
Figura 13 – Especificação do acoplamento correto para esta aplicação 
DADOS DE PLACA DO EQUIPAMENTO 
Potencia (KW) 105 
Fator de Serviço 1 
Rotação (rpm) 3600 
 
Acoplamento (Rating) = 
1000*1,25*105 
= 36,46 
3600 
Fonte: O autor 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Adaptado do Manual Técnico Internacional da FLEXIBOX 
Cabe ressaltar que o acoplamento ora utilizado (TSMC 150) tem valores de peso e 
momento de inércia, bem superiores ao especificado, pelo fabricante, para esta 
aplicação. Fato este que fortalece a hipótese, supracitada, de a falha ter origem 
aleatória já que ocorre devido a eventos casuais, retratando assim a fase de vida útil 
destes equipamentos. 
 
3.6 - Novo cálculo do NPR 
Foi realizado um novo cálculo do NPR da FMEA, onde foi substituído o índice de 
ocorrência conforme proposto por Fogliatto e Ribeiro (2009) (Equação 1) para a 
falha foco de estudo, considerando apenas a causa – Componente dimensionado 
errado, já que decorre de eventos aleatórios e concluiu-se pelas análises acima que 
os equipamentos estão na fase de vida útil da curva da banheira. 
Utilizando a taxa de falha do componente (acoplamento) para um tempo de 36 
meses, calculou-se o novo índice de ocorrência, e logo se definiu o novo NPR, 
conforme sequencia apresentada na Figura 14. 
 
16 
 
 
 
Figura 14 – Cálculo para novo índice de ocorrência do FMEA 
 
 
 
 
Fonte: O autor 
 
 
Percebe-se que o índice de ocorrência diminuiu consideravelmente com relação ao que foi 
discutido com a equipe para a realização da FMEA e apresentado na Figura 6. 
 
BASE DE CÁLCULOS 
Número de Equipamentos 2 
Número de Falhas 3 
Tempo de Estudo (dias) 1095 
Taxa de Falhas (ϒ) 0,000057 
Cálc. Ocorrência 
0,000057
0,000001
2,25
2
==
ÍTE
M
/FU
NÇ
ÃO
M
OD
O 
DE
 FA
LH
A
 PO
TE
NC
IA
L
EF
EIT
O
CA
US
A
M
EIO
S D
E D
ET
EC
ÇÃ
O
SE
VE
RID
AD
E 
OC
OR
RÊ
NC
IA
DE
TE
CÇ
ÃO
NP
R
AÇ
ÕE
S 
RE
CO
M
EN
DA
DA
S
COMPRESSOR 
SUNDYNE / 
SISTEMA 
MINOX
Falha do 
acoplamento
Falha pré 
matura dos 
componentes 
internos do 
compressor, 
com, 
consequente,
parada do 
mesmo
Quebra das 
lâminas do 
acoplamento
Manutenção 
preventiva 
(inspeção 
visual)
8 5 5 200Seguir 
recomendação 
do fabricante.
Boletim de 
Engenharia de 
Campo - nº 
40.20.27
Distancia 
entre cubos 
do 
acoplamento 
(GAP) 
incorreta.
Manutenção 
preventiva 
(inspeção 
visual)
8 5 7 280
Seguir 
recomendação 
do fabricante.
Boletim de 
Engenharia de 
Campo - nº 
40.20.40
Componente 
dimensionado 
errado.
Inexistente 8 2 10 160
Realizar análise 
de vibração 
periodicamente.
COMPRESSOR 
SUNDYNE / 
SISTEMA 
MINOX
Falha do 
acoplamento
Falha pré 
matura dos 
componentes 
internos do 
compressor, 
com, 
consequente,
parada do 
mesmo
FMEA - ANÁLISE DOS MODODS E EFEITOS DE FALHA
17 
 
Assim, substituindo este novo índice na FMEA, este modo de falha se tornaria o terceiro com 
maior prioridade nas ações de manutenção, e não mais o primeiro. 
Podemos também inferir que uma atuação sobre este modo de falha resultaria num 
aumento do MTBF bem como, na confiabilidade destes equipamentos, como demonstrado 
na Figura 15. 
 
Figura 15 – Cálculo para novo MTBF e Confiabilidade 
Fonte: O autor 
Obs.: para o cálculo acima foi considerada uma falha por equipamento, a cada 5 anos, como 
informação do fabricante. 
 
4 - CONCLUSÃO 
O presente artigo apresentou uma sistemática de análise de falhas, cujo objetivo é 
verificar o comportamento dos compressores Sundyne, utilizados para a desaeração 
da água, no sistema de injeção de água em poços de petróleo, com base na análise 
de confiabilidade. 
A realização da FMEA e o novo cálculo do NPR colaboraram para uma melhor 
estruturação, entendimento e controle das falhas existentes nos equipamentos. Com 
a FMEA foi possível identificar os modos de falha que ocorrem e que poderão vir a 
ocorrer, determinando-se qual dos modos de falha deve ser prioritário para as ações 
de manutenção. 
A aplicabilidade do presente estudo está sendo avaliada pelo corpo técnico da 
empresa e tudo que foi observado neste trabalho é passível de continuidade para 
aplicação. 
A análise das razões da não utilização do acoplamento especificado, bem como a 
adequação ao padrão do fabricante, um novo período de observação e um novo 
estudo do Modos de Falha são alguns pontos passíveis de continuidade desta 
investigação. 
COMP.1/2
2
2
1825
COMP.1/2
Taxa de Falhas (ϒ) 0,000023
MTBF (horas) 21900
83,93%Confiabilidade (%)
BASE DE CÁLCULOS
VALORES ENCONT.
Número de Equipamentos
Número de Falhas
Tempo de Estudo (dias)
18 
 
REFERÊNCIAS 
ABNT NBR 6022:2003 – Informação e documentação - Artigo em publicação 
periódica científica impressa – Apresentação, 5p. Rio de Janeiro. 2003. 
FOGLIATTO, F. S.; RIBEIRO, J. L. D. Confiabilidade e Manutenção Industrial. 1. 
Ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2009. 
LAFRAIA, J. R. B. Manual de Confiabilidade, Mantenabilidade e Disponibilidade. 
2. ed. Rio de Janeiro: Qualitymark: Petrobrás, 2001 
ABNT NBR 5462:1994 – Confiabilidade e Mantenabilidade – Terminologia, 37p. 
Rio de Janeiro. 1994. 
NASCIF, Júlio. Apostila: GP047 - Manutenção e Gestão de Ativos. Tecém, 2015. 
Disponível em: <http://www.tecem.com.br/wp-content/uploads/2017/01>. Acesso em: 
15.março.2017. 
SUNDYNE STANDART. PRODUCT<MODEL LOCATOR. 
Disponível em: <http://www.sundyne.com/Products/Model-Locator/LMC-311P-311F>. 
Acesso em: 10.abril.2017. 
SRC – ALION SYSTEM RELIABILITY CENTER. R & M Standards 
Disponível em: <https://src.alionscience.com/pdf/TypicalEquipmentMTBFValues.pdf> 
Acesso em: 30.maio.2017. 
 
http://www.tecem.com.br/wp-content/uploads/2017/01
http://www.sundyne.com/Products/Model-Locator/LMC-311P-311F

Outros materiais