SOFTWEAR MONITORAÇÃO DE MANUTENÇÃO

Centro de Profissionalização e Educação Técnica

SOFTWEAR MONITORAÇÃO DE MANUTENÇÃO

DARLAN JORDAO DE OLIVEIRA

Resumo

Explanação sobre conceitos de manutenção e desenvolvimento de um software para gerenciamento de manutenção pro-ativa, baseado no elipse E3 e medição em campo de corrente e temperatura de motores elétricos.

Palavras-chave: pro-ativa, temperatura, medição.

Abstract

Development of a software for proactive maintenance management, based on the E3 ellipse and measurement in the field of current and temperature of electric motors.

Keywords: proactive, temperature

Introdução

A manutenção proativa é o conjunto de técnicas estratégicas de manutenção que são executadas para impedir a ocorrência de uma falha, e por isso a manutenção proativa é executada antes mesmo da possibilidade de detecção e/ou ocorrência de uma falha.

Para facilitar o histórico de equipamentos e seu acompanhamento temos a apresentação de um software desenvolvido durante o curso e e com conhecimento explanado durante o mesmo.  

O termo manutenção se refere ao procedimento em que um determinado bem recebe tratamento a fim de que com o passar do tempo, seu uso ou mudança de circunstância exterior não o afete. Existem vários campos em que o termo pode ser aplicado, seja para bens físicos como virtuais. Assim, é possível referir-se à manutenção de uma casa, de uma obra de arte, de um veiculo, de um programa ou conjunto de programas, de um sistema, etc. A manutenção costuma ser realizada por especialistas no assunto.

A manutenção é importante especialmente na produção de bens e serviços. Assim, todos os elementos necessários como parte de um processo de produção econômica são testados com regularidade para chegar a uma conclusão sobre sua manutenção. Por exemplo, uma máquina que é necessária em uma fábrica e que sua produção depende dela, possui certamente um operador ou uma equipe exclusiva que vele por seu bom funcionamento e que realize a manutenção necessária.

Pode haver uma distinção entre os vários tipos de manutenção a fim de dar um panorama geral sobre as possibilidades que podem acontecer. Assim, podemos referir a manutenção à conservação, isto é, um conjunto de atividades orientadas a reverter o prejuízo causado pelo seu uso; a manutenção preventiva, que tenta evitar que existam problemas e deficiências no futuro; a manutenção corretiva, que executa tarefas que tendem a reparar os defeitos e problemas ocasionados ao bem em questão; e finalmente, a manutenção vinculada à atualização de alguma característica do equipamento (é típico de diversos tipos de software este tipo de procedimento).

Em áreas criticas onde os equipamentos devem estar sempre operados existem protocolos e um alto grau de sofisticação em relação às tarefas de manutenção. Isto acontece principalmente porque uma falha qualquer pode resultar em consideráveis perdas econômicas, e assim é preferível assumir os custos. Para ajudar com o cumprimento dos objetivos pode utilizar também um software especializado que ajude os técnicos a cumprir com suas tarefas no que diz respeito a sua conservação. 


definições de manutenção

A manutenção tem se desenhado como fator fundamental para a continuidade de um processo fabril, hoje temos vários tipos de manutenção que são usualmente aplicadas no mercado. Sendo a manutenção responsável de 3% a 8% dos custos de uma planta diretamente (salários e materiais) e podendo chegar a 15% se contarmos paradas e má qualidade ocasionados pela má gestão. 

 Diferentes Tipos de Manutenção

Devido aos vários tipos de manutenção, algumas pessoas tem a dificuldade de especificar qual a ideal para cada equipamento. Não podemos pensar em somente uma forma de manter o equipamento e sim tentar mesclar os tipos de manutenção de forma a encontrar a relação ideal de custo e benefício para cada máquina.

Assim, para um motor em particular, nós podemos aplicar a lubrificação (manutenção preventiva periódica) e se for um equipamento muito importante em que a produção dependa dele, podemos gastar um pouco mais e monitorar a vibração e a temperatura (manutenção preditiva ou baseada nas condições). Nós podemos também planejar uma parada anual para este motor e nesta ocasião, fazer todas as revisões e reparos necessários (manutenção de parada e manutenção corretiva). Por outro lado, caso este motor não for importante para a produção, como por exemplo o motor do exaustor que quando quebra, causa somente o desconforto de menor ventilação no ambiente, a equipe pode simplesmente deixar ele operar até quebrar (manutenção de quebra).

No final das contas, você pode perceber que a mistura mais adequada dos tipos de manutenção será ditada por razões rigorosas relacionadas com o custo das perdas de produção que podem ocorrer em uma parada, o custo deste reparo e o impacto no ambiente, na segurança e na qualidade de um produto ou um serviço, entre outros. Veja que são vários os fatores que podem interferir e realmente deve-se ter uma análise detalhada caso a caso. 

Corretiva.

A manutenção corretiva é a manutenção feita para correção de um problema, geralmente efetuada após a ocorrência de uma falha, e têm como objetivo reestabelecer as condições normais de operação. Então a manutenção corretiva é uma reação à ocorrência de uma falha. Geralmente as corretivas são uma luta contra o tempo, onde a falha deu origem a um efeito ruim, ou seja, os danos já foram causados. Depois que uma falha ocorre, a manutenção se torna refém da própria falha.

Esse tipo de manutenção é o mais antigo e existe desde antes da Segunda Guerra Mundial, quando a indústria não era mecanizada e os reparos eram realizados somente quando existiam quebras.

Como o próprio nome diz, a manutenção corretiva atua nos equipamentos para corrigir falhas, quebras ou defeitos, realizando intervenções que façam com que as máquinas retornem à operação normal.

Ao contrário do que muitos dizem, não necessariamente as intervenções corretivas são procedimentos de emergência, pois elas podem também ser realizadas para corrigir e restaurar o desempenho dos equipamentos.

A manutenção corretiva pode ser divida em dois tipos distintos.

Manutenção Corretiva não Planejada: correção de uma falha aleatória em que não existe tempo para agendamento e preparação do serviço de reparo a ser realizado. É representada por correções de quebras que mantêm máquinas fora de operação. São caras, demandam tempo e levam a perdas de produção ou serviços.

Manutenção Corretiva Planejada: realizada quando é detectada a perda de performance das máquinas, existe tempo para programar e planejar a intervenção. Ela é mais barata que as tarefas não planejadas, mas gera perdas pela queda de desempenho dos equipamentos. É aconselhado que seja realizada o quanto antes para evitar que falhas ocorram.

A Manutenção Corretiva não possui vantagens, pois ela visa somente corrigir falhas e retornar os equipamentos ao seu pleno funcionamento.

Preventiva.

A manutenção preventiva ocorre quando é feita de forma a prevenir um futuro problema, ou falha. Chamamos de preventiva as ações de manutenção realizadas de forma periódica, com o objetivo de evitar a ocorrência de uma falha. Estipulando um tempo de vida pré definido a cada equipamento.

Esse tipo de manutenção é muito conhecido e amplamente utilizado. A manutenção preventiva tem como objetivo evitar quebras e o aparecimento de falhas em máquinas e componentes.

As tarefas preventivas são realizadas de forma periódica, sendo cumpridas antes que surjam avarias e falhas ocorram, garantindo que as máquinas mantenham seu funcionamento eficaz e de forma confiável.

Todos os procedimentos preventivos são programados e devem ser realizados de forma periódica, seguindo um intervalo previamente determinado.

Geralmente, as intervenções preventivas são realizadas de acordo com o uso da máquina, levando em consideração fatores como horas de uso, quilometragem, ciclos de operação e outros.

Por ser uma manutenção totalmente planejada, os supervisores não são surpreendidos. Isso evita quedas de rendimento, paradas para reparos e, principalmente, diminui os custos da manutenção.

É muito importante saber que essa alternativa não diminui as trocas de componentes em um determinado equipamento, mas permite que a vida útil dele seja maximizada. Dentre as principais vantagens da manutenção preventiva, pode-se destacar:

>redução do envelhecimento e degradação dos equipamentos;

>aumento da vida útil;

>diminuição das paradas e tarefas corretivas;

>redução dos riscos e acidentes;

>Redução dos custos da manutenção.

A manutenção preditiva ocorre quando é feita de forma a prever ou predizer a necessidade de uma intervenção ou manutenção, se antecipando aos problemas por meio de análises técnicas profundas e embasamento estatístico, para agir pontualmente de forma técnica e perita.

 Preditiva

 

Manutenção Preditiva é o mais moderno dos três. A manutenção preditiva é definida pelas atuações que são feitas nas máquinas de acordo com alterações em parâmetros de controle .

Ela é conhecida na Engenharia de Manutenção como um método que tem a finalidade de indicar, por meio de softwares e equipamentos, as condições de funcionamento e desempenho de uma máquina em tempo real.

Em outras palavras, a manutenção preditiva proporciona o monitoramento do aparelho em questão. Ela é aplicada para o acompanhamento de diversas condições, como as elétricas, as mecânicas, as hidráulicas e as pneumáticas.

Por meio desse controle de parâmetros e métricas é possível que os responsáveis pela manutenção monitorem a degradação dos equipamentos. Tudo isso evitará que ocorram perdas para a empresa.

Esse tipo de manutenção carece de alguns investimentos — em sensores, softwares e computadores, por exemplo. Somente com uso da tecnologia pode-se monitorar os parâmetros das máquinas, pois a manutenção preditiva pode ser feita de forma remota.

Ou seja, ela dispensa que os equipamentos sejam inspecionados fisicamente. E assim, não são necessárias paradas e desmontagens, por exemplo. Dentre as principais vantagens da manutenção preditiva, pode-se destacar:


possibilidade de previsão das intervenções nas máquinas;

eliminação das inspeções físicas e desmontagem de equipamentos;

redução das intervenções corretivas;

redução de custos;

garantia de confiabilidade do equipamento;

aumento da vida útil;

determinação de causas raízes.

Proativa

A manutenção proativa age antecipadamente para evitar que falhas potenciais não ocorram, analisando o histórico de tendência para uma futura intervenção antes da sua quebra e muito próximo ao final de sua vida útil, mas sem deixar ocasionar problemas ao processo de produção.

software controle

Os softwares para gestão de manutenção reduz o tempo de inatividade de equipamentos e ativos. Ele permite que as empresas gerenciem com facilidade as tarefas de manutenção preditiva, preventiva e corretiva. O sistema rastreia o histórico e as tendências dos equipamentos, através de recursos de prevenção e análise de falhas. Ele reduz o tempo gasto na execução das tarefas, gerencia a agenda de técnicos, peças, suprimentos, ferramentas e fornecedores, otimizando todos os programas de manutenção.

Software para monitoração de motores

Projeto para monitoração de motores onde serão cadastrados os motores e acompanhados sua evolução de temperatura e corrente.

Tela cadastro de motor

Figura 1 — TELA CADASTRO MOTOR
TELA CADASTRO MOTORO autor (2021)

Cadastro de:

-> TAG, identificação individual de cada motor;

-> AMP, corrente nominal do motor;

-> RPM, rotação nominal do motor;

-> TEMP MAX LOA, temperatura máxima do lado oposto ao acoplado;

-> TEMP MAX LA, temperatura máxima do lado acoplado;

->FLANGE, tipo de flange;

->CARCAÇA, tipo de carcaça;


->EIXO, diâmetro do eixo;


->POSICAO, posição na fabrica;


->APLICAÇÃO, aplicação na posição;

->GRAVAR, grava dados;

->IMPRIMIR, imprime dados do motor;

->ATUALIZAR, atualiza dados dos motores.

Tela lançamento medição motores

Nesta tela será lançados os dados para acompanhamento de corrente, temperatura e vibração dos motores. 

Figura 2 — Tela lançamento mediçao motores
Tela lançamento mediçao motoresO autor (2021)



Cadastro de:

-> TAG, identificação individual de cada motor;

-> AMP A., corrente fase A;

-> AMP B., corrente fase B;

-> AMP C., corrente fase C;

-> C LOA, temperatura do lado oposto ao acoplado;

-> C LO, temperatura do lado acoplado;

->mm/s LA, medição de aceleração em mm/s do lado acoplado;

->mm/s LOA, medição de aceleração em mm/s do lado oposto ao acoplado;

->OBS, anotação caso haja algo de errado no motor;

->EIXO, diâmetro do eixo;

->GRAVAR DADOS, grava dados lançados;

ANALIZE DE DADOS

Para a continuidade do trabalho na empresa será elaborado para cada tamanho de motor seu nível máximo de aceitação dos paramentos medidos.

Figura 3 — NIVEL DE QUEBRA
NIVEL DE QUEBRAMartins

FALHAS
ANÁLISE DE FALHAS

A análise de falhas é uma ação planejada que visa prevenir e avaliar não conformidades em processos. Portanto, a grosso modo, ela busca identificar a possibilidade de que algo aconteça fora do planejado, reconhecer o que seria esse desvio e levantar insights para tratá-lo. O objetivo é mitigar ao máximo esses problemas.

Podemos citar como exemplo o FMEA (do inglês “Failure Mode and Effects Analysis”), que estabelece alguns critérios para realizar essa análise. Muitas vezes com base em falhas já ocorridas, sua aplicação visa impedir a recorrência de situações indesejadas. Para que isso seja feito com eficiência, alguns passos devem ser seguidos.

ETAPAS DA ANÁLISE DE FALHAS

Para começar, uma falha já identificada é descrita em detalhes. Verifica-se o que falhou, onde e quando isso ocorreu, qual foi a criticidade do problema etc. Na segunda etapa, são elaboradas as hipóteses para a causa do problema. Já na terceira, é hora de testá-las para que seja apontada a mais provável entre as levantadas.

Em sequência, a fase quatro é momento de averiguar se há mecanismos para impedir a ocorrência da falha. Na quinta etapa, são avaliados:

índices de recorrência;

severidade;

detecção;

risco.

A seguir, é hora de propor ações corretivas e preventivas. Para finalizar, é preciso implementar um processo de monitoramento. Essa última etapa é fundamental para garantir que as ações estabelecidas tenham sucesso.

Para começar, o índice de recorrências tende a cair progressivamente. Na indústria, a quebra de equipamentos gera prejuízos enormes, que também podem ser evitados ou, pelo menos, reduzidos com essa ação estratégica. Dessa forma, a equipe de manutenção passa a ser capaz de trabalhar com mais planejamento.

Em vez de atuar sempre de forma corretiva, interrompendo a produção, os técnicos conseguem agendar ações preventivas e verificar questões levantadas nas análises. Consequentemente, o ritmo de produção se mantém mais fluido.

Por fim, o principal benefício é, sem dúvidas, a redução de custos que essa medida traz. Quanto mais eficiente for a análise, melhor o desempenho da empresa como um todo. Então, o retorno sobre o investimento (ROI) em equipamentos tende a subir, o que dá mais competitividade à organização.

Essa metodologia é usada para verificar a causa e os efeitos de uma falha específica. Ela consiste em perguntar “por quê”, e a resposta forma a base para a próxima pergunta.

DIAGRAMA DE ISHIKAWA / ESPINHA DE PEIXE

Também conhecido como “Espinha de Peixe”, o diagrama é uma ferramenta gráfica que serve para identificar possíveis causas origens e quais variações específicas no processo representa a maior fonte de variabilidade na saída.

Um diagrama de Ishikawa completo é composto por uma espinha central e ramos que parecem com o esqueleto de um peixe. Dessa forma, as ramificações categorizam as causas, sejam por função do processo ou sequência. Por sua vez, as causas potenciais são listadas e testadas para validação com o uso de evidências ou outra ferramenta analítica em cada categoria.

ÁRVORE LÓGICA DAS FALHAS

Trata-se de um processo para identificar as raízes físicas, humanas e latentes de um defeito. Primeiro declara-se o problema com a descrição do erro. Fazer isso com precisão das falhas funcionais é fundamental para o êxito da construção da árvore lógica.

Falhas funcionais são aquelas que a máquina deixa de desempenhar a sua função no processo de produção. Por exemplo: uma bomba hidráulica deixa de bombear determinado fluído com a vazão requerida pelo projeto.

Com o mapeamento dessas falhas, desenha-se uma árvore lógica de acordo com os acontecimentos correlatos às mesmas.

DIAGRAMA DE PARETO

Também chamado de Análise de Pareto, essa é uma metodologia usada no intuito de quantificar e discutir as causas de um evento com o seu consequente efeito.

O objetivo é conflitar as causas de falhas com o número de paradas de uma máquina. Ou seja, com ela é possível enxergar quais são as causas que mais impactam na confiabilidade e disponibilidade do equipamento.

Por fim, o diagrama é uma representação gráfica dos desafios da gestão de processos em ordem de classificação do mais ao menos frequente, e demonstra a regularidade dos tipos de defeitos. Assim, você tem a oportunidade de decidir qual é o evento prioritário para ser solucionado.

Os problemas das vibrações mecânicas em equipamentos industriais


As vibrações mecânicas são comuns nos equipamentos industriais. Mas, justamente, por ser algo inerente a certos sistemas, como os motores, nem sempre recebem a atenção devida. Avaliar frequentemente esse indicador ajuda a equipe de manutenção a identificar possíveis anomalias e realizar os reparos o quanto antes.

Nas manutenções preditivas, a análise das vibrações mecânicas é um dos pontos principais. É preciso medir, equipamento por equipamento, em busca de mudanças nas taxas de variação das forças dinâmicas. Dependendo dos resultados, é possível saber o que a máquina está indicando: eixos empenados, problemas nas engrenagens, desalinhamentos, folgas, irregularidades na lubrificação e, também, falhas em polias e rolamentos.

Mais adiante você entenderá como é feito esse estudo, mas, por ora, é necessário falar sobre os riscos de negligenciar esse parâmetro. Continue a leitura!

Os problemas causados pelas vibrações mecânicas

Elas são consideradas um problema “fantasma” nas indústrias. Isso porque, sem a análise preditiva das vibrações mecânicas, fica difícil detectar alguma alteração. E, quando os sinais emitidos são negligenciados, podem resultar em sérios danos para os ativos. Inclusive, a quebra e colapso total, ocasionando a parada das atividades.

Para se ter uma ideia do efeito cascata provocado, uma vibração atípica pode levar ao desalinhamento dos eixos que, fora do seu padrão de operação, ocasionam o aumento da carga dinâmica nos mancais. Como consequência, há o favorecimento do desgaste prematuro dessas peças e uma redução significativa na vida útil do equipamento.

É claro que nem todos os ativos que apresentam vibrações anormais estão condenados à quebra. Mas, mesmo que o problema não chegue a esse ponto, ainda assim os prejuízos são muitos. Afrouxamento de parafusos, ruídos, aumento da temperatura nos acoplamentos e falhas nas vedações, que podem levar a vazamentos de óleo, são mais alguns exemplos.

Entretanto, quem lida diretamente com as máquinas também pode sofrer com as vibrações irregulares. Elas podem resultar em um estresse operacional maior, causar lesões por esforço repetitivo e ser responsáveis por mais fadiga durante o trabalho. Esses fatores contribuem para uma chance de acidentes muito maior.

O que fazer para evitar os problemas causados pelas vibrações

A única forma de evitar essas complicações é por meio da manutenção preditiva. Ela se refere ao acompanhamento constante das condições dos equipamentos, e se baseia em parâmetros como as vibrações mecânicas, temperatura e qualidade do óleo. Essa é uma forma de complementar as rotinas preventivas, mas sem a interrupção dos processos. A grande vantagem desse modelo é poder encontrar os problemas antes mesmo da parada das máquinas nas datas programadas, podendo resolvê-los assim que detectados.

A manutenção preditiva ganhou muito mais eficiência com a chegada da Indústria 4.0. Agora, é possível obter dados que, antes, jamais seriam coletados. As vibrações mecânicas são um ótimo exemplo. O uso de sensores e conversores de sinais elétricos permite aos profissionais monitorar o comportamento individual das peças, sem a intervenção humana e com muito mais precisão.

No caso das vibrações, os responsáveis pela medição podem se valer de diversos equipamentos. Os aparelhos utilizados transformam a vibração em sinais elétricos e, assim, conseguem identificar qual a peça com maior trepidação e presumir a sua ligação com uma eventual falha. Isso porque cada componente emite uma determinada frequência, o que torna possível reconhecê-lo.

Saiba quais os equipamentos disponíveis para a análise de vibração

Para mensurar esse parâmetro, é preciso, antes de mais nada, a instalação de sensores nos equipamentos destinados ao acompanhamento. Na mineração, por exemplo, eles são comumente instalados nas esteiras transportadoras, onde são colocados de forma a monitorar mancais e rolamentos. Esses sistemas irão coletar os sinais elétricos (resultantes do nível da vibração) e enviar para os aparelhos de registro. Após, devem ser avaliados por um técnico capaz de identificar as alterações de frequência.

Para esse trabalho, existem três tipos de sensores bastante comuns na indústria.

Analisador de frequência: essa opção é válida quando a área que se deseja monitorar não está ao alcance do medidor. Esse aparelho converte as vibrações em sinais periódicos, transitórios ou randômicos.

Medidor de vibração de nível global sem filtro: avalia a frequência de forma global, ou seja, as trepidações vindas de todas as partes da máquina.

Medidor de vibração com análise de frequência com filtro: possibilita a delimitação de inspeção a determinados componentes.

É preciso ressaltar que não dá para acabar com as vibrações. De todo modo, muitas ações podem ser instituídas para que elas causem o menor dano possível. Esses parâmetros devem ser acompanhados de perto, assim como a análise dos lubrificantes e temperatura de operação das máquinas. Instituindo rotinas preditivas, aliadas a um plano de manutenção preventiva, certamente, a confiabilidade e a disponibilidade dos equipamentos serão bem maiores.









Conclusão

O curso de Técnico em Eletrotécnica me proporcionou uma aprimorarão muito grande, no tocante de energia elétrica, seja na sua essência como teor ia como também na pratica, tanto nas aulas em laboratório quando em campo, no período do estagio.

Percebemos ao final do curso o quanto é importante sabermos o significado de tantos componentes e suas formas de funcionamento.

Trabalhamos em uma área com muitos riscos, sejam eles devido a lugares altos e arriscados que temos que estar, mais principalmente o manuseio de algo tão importante e perigoso que é a eletricidade, campo esse de atuação que não nos permite erros ou duvidas.

Com todo o aprendizado que tivemos durante o curso podemos desenvolver uma pequena parcela de um software de supervisão de motores elétricos onde podermos auxiliar  fabrica ater uma produção mais constante sem paradas indesejadas.

Referências

. Disponível em: http://practicalmaintenance.net/. Acesso em: 15 jul. 2021.

. Disponível em: http://www.cmmspro.com/types-of-maintenance.asp. Acesso em: 25 abr. 2021.

. Disponível em: http://www.mantenimientopetroquimica.com/. Acesso em: 26 abr. 2021.

. Disponível em: https://www.citisystems.com.br/tipos-manutencao-industria/. Acesso em: 28 abr. 2021.

. Disponível em: https://www.foccoerp.com.br/gestao-industrial/analise-de-falhas/. Acesso em: 27 abr. 2021.

MartinsMauro Lucio . Aplicação da Preditiva on-line Como Ferramenta para o Aumento da Disponibilidade e Confiabilidade dos Equipamentos Rotativos em uma Empresado Ramo Petrolífero. Disponível em: http://www.abraman.org.br/newsletters/29cbmga/TT/TT%20246.pdf. Acesso em: 12 mar. 2021.

Mettzer. O melhor editor para trabalhos acadêmicos já feito no mundo. Mettzer. Florianópolis, 2016. Disponível em: http://www.mettzer.com/. Acesso em: 21 ago. 2016.

SUZUKIT. TPM in Process Industries. 1. ed. mava iork: Productivity Press, 1994.

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