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4. ESTUDO DAS FALHAS E NATUREZA DAS FALHAS MODOS DE FALHAS Passado: ✔A Observações 1) Nem todos os componentes apresentam sempre todas as falhas. 2) Não se deve confundir o término da vida útil, sob o ponto de vista da confiabilidade, com a obsolescência do componente, este sob o ponto de vista mercadológico. MODELOS DE FALHAS EM COMPONENTES T A X A D E F A L H A TEMPO Modelos de falhas em componentes ▪ A crescente complexidade dos componentes sugere a mudança da natureza das falhas; ▪ Os modos E e F se tornam mais predominantes à medida que os componentes ou equipamentos ficam mais complexos; ▪ A menos que algum modo de falha predominante dependente do tempo esteja presente, não há relação alguma entre a idade do equipamento e sua confiabilidade; ▪ É fato decorrente disso que algumas manutenções programadas podem aumentar a taxa de falhas através de falhas prematuras que não existiriam no sistema. MODOS DE FALHA TIPO A Curva da banheira ➢ 3 fases: • Mortalidade infantil • Vida útil • Desgaste/fim de vida útil ➢ Só é válida para componentes individuais Curva da Banheira Período de mortalidade infantil: As falhas podem ser devidas a: ➢ processos de fabricação, ➢ mão de obra desqualificada, ➢ instalação imprópria, ➢ materiais fora de especificação, ➢ amaciamento insuficiente, ➢ componentes não especificados, ➢ contaminação, ➢ componentes não testados, ➢ montagem errada, ➢ pré-teste insuficiente, etc. Curva da Banheira Segunda fase ou período de vida útil Caracteriza-se pela aleatoriedade das falhas. A origem das falhas podem ser de: ➢ interferência indevida tensão /resistência, ➢ fator de segurança insuficiente, ➢ carga aleatória maior que a esperada, ➢ resistência menor que o esperado, ➢ erro humano, ➢ fenômenos naturais imprevisíveis, ➢ aplicação indevida, ➢ abuso, ➢ sabotagem, ➢ falha não detectável pelo melhor programa de manutenção preventiva, ➢ causas inexplicáveis. Curva da Banheira Terceiro período ou período de fim de vida útil A taxa de falhas cresce continuamente. As causas desta falha deste período são: ➢ envelhecimento, ➢ desgaste/abrasão, ➢ fluência, ➢ degradação da resistência, ➢ vida de projeto muito curto, ➢ manutenção insuficiente/deficiente, ➢ corrosão, ➢ deterioração mecânica, elétrica, hidráulica ou química. Observações 1) Nem todos os componentes apresentam sempre todas as falhas. 2) Não se deve confundir o término da vida útil, sob o ponto de vista da confiabilidade, com a obsolescência do componente, este sob o ponto de vista mercadológico. SOFTWARE Componente mecânico Componente eletrônico MODO DE FALHA TIPO B TIPO B 1. Falhas relacionadas com a idade 2. Com exceção das falhas prematuras, a maioria dos componentes falham segundo uma distribuição normal, centralizada em torno do ponto médio. 3. As figuras 2 e 4 dizem a mesma coisa sob aspecto diferentes: 4 é mais “real” 4. Pergunta-se: As falhas estão diminuindo após o pico da curva na figura 2? TMEF X VIDA ÚTIL ✔Qfqewf ✔Qewfqwef ✔Qfqf MODO DE FALHAS TIPO E MODO DE FALHAS TIPO E MODO DE FALHAS TIPO E MODOS DE FALHAS TIPO E ✔Caracterizadas por falhas aleatórias ✔A probabilidade condicional de falha do componente em qualquer período é o mesmo. ✔Não é possível aumentar a taxa de falhas, então ✔Não se pode aplicar nenhuma manutenção baseada no tempo ✔Apesar de não se saber quando um item irá falhar, sabe-se o TMEF ( MTBF) dos itens, no qual é o tempo para que 63,2% dos itens falhem. MODOS DE FALHAS TIPO E ✔Comparando as confiabilidades: ✔Pode-se comparar o MTBF de 2 componentes com curva de falha modelo E, embora ambas as falhas sejam randômicas. ✔Assim, quanto maior o MTBF, tem-se a menor probabilidade de falha em um mesmo período. ✔Não se usa o TMEF para a determinação da vida útil, mas somente para comparação entre 2 componentes. MODOS DE FALHAS TIPO E ✔A parte 1 da figura não quer dizer que TODAS as falhas aleatórias que acontecem tem a mesma curva abordada ✔A grande quantidade de falhas do tipo E não são precedidas por qualquer aviso, ou, se há avisos, o período é muito curto para que possa usar essa curva. ✔Componentes eletrônicos e luz elétrica são exemplos de aplicação MODOS DE FALHAS TIPO E ATENÇÃO: ✔No modo de falha tipo E, nenhum tipo de manutenção preventiva, de condição, de restauração programada ou de descarte programado é tecnicamente viável para esses componentes. MODOS DE FALHAS TIPO C MODOS DE FALHAS TIPO C ✔Apresentam a probabilidade de falha crescente, porem em nenhum período pode-se detectar falhas por desgaste. ✔Uma possível causa para as falha do modo de falha tipo C é a FADIGA. ✔A falha por fadiga é causada por ciclos de tensão, mostrada na curva S-N (stress-número de ciclos) Curva S-N Curva S-N e Weibull MODOS DE FALHAS TIPO C ✔A amplitude média da tensão aplicada se comporta como uma distribuição normal (P) ✔Q mostra a distribuição da curva S-N ✔A combinação das duas curvas distorce a curva para a esquerda, cuja intensidade depende do formato da curva S-N MODOS DE FALHAS TIPO C ✔Na parte 2 da curva, tem-se sugere-se a distribuição de Weibull truncada, com parâmetro de forma (β) igual a 2, e parâmetro de deslocamento (δ) maior que zero. 1 2 MODOS DE FALHAS TIPO C ✔Na parte 3 da curva mostra-se os sobreviventes da curva anterior. ✔O período de ausência de falhas é também chamado de “ safe- life”. ✔A inclinação da curva é determinada pelo parâmetro de escala η. 3 4 SL η Modo de Falha F • Independente da idade • A taxa de falha cai com SOMENTE NO INÍCIO • Nela há uma fase chamada de mortalidade infantil • É a mais comum dos modos de falha Modo de Falha TIPO F EXEMPLO DE APLICAÇÃO DE MODOS DE FALHAS
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