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46O Setor Elétrico / Março de 2010
Apoio
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Manutenção preditiva Uma empresa vinha desenvolvendo de modo
satisfatório um programa de manutenção, porém, o
relatório final de produção indicava a possibilidade
deaperfeiçoamentosnoprocesso.Estudosposteriores
revelaramque,paraaperfeiçoaroprocessocomganhos
deprodução,erapreciso,entreoutrosprocedimentos,
incluir a manutenção preditiva no programa de
manutenção.
Apósmuitas reuniões entre dirigentes, gerentes,
encarregados, supervisores e operários, chegaram
ao consenso de que a empresa, para instalar um
programa de manutenção preditiva, precisaria,
antes de qualquer coisa, capacitar uma equipe em
manutenção preditiva e orientar todo o pessoal por
meiodetreinamentosespecíficos.
Conceito
Manutenção preditiva é aquela que indica as
condições reais de funcionamento das máquinas
com base em dados que informam o seu desgaste
ou processo de degradação.Trata-se damanutenção
quepredizotempodevidaútildoscomponentesdas
máquinas e equipamentos, e as condições para que
essetempodevidasejabemaproveitado.
Na Europa, amanutenção preditiva é conhecida
pelonomedemanutençãocondicionalenosEstados
Unidosrecebeonomedepreditivaouprevisional.
Objetivos
Osobjetivosdamanutençãopreditivasão:
•Determinar,antecipadamente,anecessidadedeser-
viçosdemanutençãoemumapeçaespecíficadeum
equipamento;
•Eliminardesmontagensdesnecessáriasparainspeção;
Por Igor Mateus de Araújo e João Maria Câmara*
Capítulo III
Manutenção preditiva e detectiva
•Aumentarotempodedisponibilidadedosequipamentos;
•Reduzirotrabalhodeemergêncianãoplanejado;
•Impediroaumentodosdanos;
•Aproveitaravidaútiltotaldoscomponentesedeum
equipamento;
•Aumentaro graudeconfiançanodesempenhode
umequipamentooulinhadeprodução;
•Determinarpreviamenteasinterrupçõesdefabrica-
ção para cuidar dos equipamentos que precisam de
manutenção.
Por meio desses objetivos, pode-se deduzir que
eles estão direcionados a uma finalidade maior e
importante: redução de custos de manutenção e
aumentodaprodutividade.
Execução
Paraserexecutada,amanutençãopreditivaexige
a utilização de aparelhos adequados, capazes de
registrarváriosfenômenos,taiscomo:
•vibraçõesdasmáquinas;
•pressão;
•temperatura;
•desempenho;
•aceleração.
Com base no conhecimento e na análise
dos fenômenos, torna-se possível indicar, com
antecedência, eventuais defeitos ou falhas nas
máquinasenosequipamentos.
Após a análise dos fenômenos, a manutenção
preditiva adota dois procedimentos para atacar os
problemas detectados: estabelece um diagnóstico e
efetuaumaanálisedetendências.
47O Setor Elétrico / Março de 2010
Apoio
Diagnóstico
Detectada a irregularidade, o responsável terá o encargo de
estabelecer–namedidadopossível–umdiagnósticoreferenteà
origemeàgravidadedodefeitoconstatado.Estediagnósticodeve
serfeitoantesdeseprogramaroreparo.
Análise da tendência da falha
Aanáliseconsisteemprevercomantecedênciaaavariaoua
quebra,pormeiodeaparelhosqueexercemvigilânciaconstante,
predizendoanecessidadedoreparo.
Graficamente,temos:
Figura 1 – Análise da tendência de falha
Figura 2 – O funcionamento da manutenção preditiva
Oesquemaaseguirresumeoquefoidiscutidoatéomomento.
Amanutençãopreditiva,geralmente,adotaváriosmétodosde
investigaçãoparapoderintervirnasmáquinasenosequipamentos.
Entre os vários métodos, destacam-se os seguintes: estudo das
vibrações;análisedosóleos;análisedoestadodas superfícies;e
análisesestruturaisdepeças.
48O Setor Elétrico / Março de 2010
Apoio
Manutenção elétrica industrial
Estudo das vibrações
Todas as máquinas em funcionamento produzem vibrações
que,aospoucos, levam-nasaumprocessodedeterioração.Essa
deterioraçãoécaracterizadaporumamodificaçãodadistribuição
deenergiavibratóriapeloconjuntodoselementosqueconstituema
máquina.Observandoaevoluçãodoníveldevibrações,épossível
obterinformaçõessobreoestadodamáquina.
Oprincípiodeanálisedasvibraçõesbaseia-sena ideiadeque
asestruturasdasmáquinasexcitadaspelosesforçosdinâmicos(ação
deforças)dãosinaisvibratórios,cujafrequênciaé igualàquelados
agentesqueexcitadores.Secaptadoresdevibraçõesforemcolocados
empontosdefinidosdamáquina,elescaptarãoasvibraçõesrecebidas
portodaaestrutura.Oregistrodasvibraçõesesuaanálisepermitem
identificaraorigemdosesforçospresentesemumamáquinaoperando.
Pormeiodamediçãoeanálisedasvibraçõesdeumamáquina
em serviçonormaldeprodução,detecta-se, comantecipação, a
presençadefalhasquedevemsercorrigidas:
•rolamentosdeteriorados;
•engrenagensdefeituosas;
•acoplamentosdesalinhados;
•rotoresdesbalanceados;
•vínculosdesajustados;
•eixosdeformados;
•lubrificaçãodeficiente;
•folgaexcessivaembuchas;
•faltaderigidez;
•problemasaerodinâmicos;
•problemashidráulicos;
•cavitação.
Oaparelhoempregadoparaaanálisedevibraçõeséconhecido
comoanalisadordevibrações.Nomercadoháváriosmodelosde
analisadoresdevibrações,dosmaissimplesaosmaiscomplexos;
dos portáteis até aqueles que são instalados definitivamente nas
máquinascomamissãodeexecutarmonitoraçãoconstante.
Abaixo,umafotodoequipamentodevibraçãoutilizadoporumaequipe
preditiva,comumoperadorusandoumanalisadordevibraçõesportátile,em
destaque,oaparelhoutilizadoparaanalisedevibração,oCSI2130:
Figura 3 – Equipamento de vibração portátil utilizado por uma equipe de manutenção preditiva
Figura 4 – Análise feita em campo
Figura 5 – Medição realizada por uma equipe preditiva com um termovisor
Análise de temperatura
É a técnica demedições térmicas para levantamento da
temperaturadeoperaçãodeequipamentos,buchas,conexões
e conectores, etc. As técnicas termográficas servem para
identificarpontosquenteseminstalaçõeselétricasedetecção
defalhasemisolamentostérmicos.
A termografia é a técnica de ler emedir – à distância –
a temperatura de operação de componentes responsáveis
pelas conexões de equipamentos elétricos. Suas principais
vantagens são a ausência da necessidade de contato como
objeto sobanáliseeanão interferênciacomaprodução, já
quenãodesligamosoequipamentosobinspeção.
A termovisão é a técnica de ver as imagens térmicas a
partirdacaptaçãodasradiaçõestérmicas,invisíveisnafaixa
doinfravermelho,constantementeemitidas,absorvidase
reemitidaspeloscorposeobjetos.
Otermogramaéoresultadodaaplicaçãodatermografia,
isto é, formar e reproduzir as imagens visíveis a partir da
captação das radiações térmicas emitidas pelas conexões.
Esta radiaçãovariadeacordocoma temperaturaeoestado
dasuperfícieemissora.
50O Setor Elétrico / Março de 2010
Apoio
Análise dos óleos
Osobjetivosdaanálisedosóleossãoeconomizarlubrificantes
esanarosdefeitos.Osmodernosequipamentospermitemanálises
exataserápidasdosóleosutilizadosemmáquinas.Épormeiodas
análisesqueoserviçodemanutençãopodedeterminaromomento
adequado para sua troca ou renovação, tanto em componentes
mecânicosquantohidráulicos.
Aeconomiaéobtidaregulando-seograudedegradaçãooude
contaminaçãodosóleos.Essaregulagempermiteaotimizaçãodos
intervalosdastrocas.
Aanálisedosóleospermite,também,identificarosprimeiros
sintomasdedesgastedeumcomponente.Aidentificaçãoéfeitaa
partirdoestudodaspartículassólidasqueficammisturadascomos
óleos.Taispartículassólidassãogeradaspeloatritodinâmicoentre
peçasemcontato.
Aanálisedosóleosé feitapormeiode técnicas laboratoriaisque
envolvem vidrarias, reagentes, instrumentos e equipamentos. Entre
os instrumentos e os equipamentos utilizados temos viscosímetros,
centrífugas, fotômetros de chama, peagômetros, espectrômetros,
microscópios,etc.Olaboratorista,usandotécnicasadequadas,determina
aspropriedadesdosóleoseograudecontaminantesnelespresentes.
Asprincipaispropriedadesdosóleosqueinteressamemuma
análisesão:
•índicedeviscosidade;
•índicedeacidez;
•índicedealcalinidade;
•pontodefulgor;
•pontodecongelamento.
Em termos de contaminação dos óleos, interessa saber a
quantidadeexistentede:
•resíduosdecarbono;
•partículasmetálicas;
•água.
Assim como no estudo das vibrações, a análise dos óleos é
muito importante na manutenção preditiva. É a análise que vai
dizerseoóleodeumamáquinaouequipamentoprecisaounão
sersubstituído,equandoissodeveráserfeito.
Análise do estado das superfícies
A análise das superfícies das peças sujeitas aos desgastes
provocados pelo atrito também é importante para controlar o
graudedeterioraçãodasmáquinasedosequipamentos.Aanálise
superficialabrange,alémdosimplesexamevisual–comousem
lupa–váriastécnicasanalíticas,taiscomo:
•endoscopia;
•holografia;
•estroboscopia;
•moldeeimpressão.
Análise estrutural
Aanáliseestruturaldepeçasquecompõemasmáquinaseos
equipamentostambéméimportanteparaamanutençãopreditiva.
É pormeio da análise estrutural que se detecta, por exemplo, a
existênciadefissuras, trincasebolhasnaspeçasdasmáquinase
dosequipamentos. Emuniões soldadas, aanáliseestrutural éde
extremaimportância.
Astécnicasutilizadasnaanáliseestruturalsão:
•interferometriaholográfica;
•ultrassonografia;
•radiografia(raiosX);
•gamagrafia(raiosgama);
•ecografia;
•magnetoscopia;
•correntesdeFoucault;
•infiltraçãocomlíquidospenetrantes.
Periodicidade dos controles
Acoletadedadoséefetuadaperiodicamenteporumtécnico
queutiliza sistemas portáteis demonitoramento.As informações
recolhidas são registradas em uma ficha, possibilitando ao
responsável pela manutenção preditiva tê-las em mãos para as
providênciascabíveis.
Aperiodicidadedoscontrolesédeterminadadeacordocomos
seguintesfatores:
•númerodemáquinasaseremcontroladas;
•númerodepontosdemediçãoestabelecidos;
•duraçãodautilizaçãodainstalação;
•caráter“estratégico”dasmáquinasinstaladas;
• meios materiais colocados à disposição para a execução dos
serviços.
Atabelaaseguirmostraumexemplodeumprogramabásico
devigilânciadeacordocomaexperiênciaeohistóricodeuma
determinadamáquina.
Manutenção elétrica industrial
Figura 6 – Análise feita com o termovisor em atividade
51O Setor Elétrico / Março de 2010
Apoio
Métodos utilizados
Mediçãodevibração
Mediçãodasfalhas
erolamentos
Análiseestroboscópica
Análisedosóleos
Termografia
Exameendoscópico
Equipamentos vigiados
Todasasmáquinasgiratóriasdepotência
médiaoumáximae/ouequipamentoscríticos:
•Motores;
•Redutores;
•Compressores;
•Bombas;
•Ventiladores.
Todososrolamentos
Todososlugaresemquesequiserestudar
ummovimento,controlaravelocidade
oumedirosplanos
•Redutoresecircuitoshidráulicos
•Motores
•Equipamentosdealtatensão
•Distribuiçãodebaixatensão
•Componenteseletrônicos
•Equipamentoscomcomponentesrefratários
•Cilindrosdecompressores
•Aletas
•Engrenagensdanificadas
Equipamentos necessários
Medidordevibração
Analisador
Sistemadevigilânciapermanente
Medidorespecialouanalisador
Estroboscópiodoanalisador
devibrações
Feitapelofabricante
Subcontratação
(terceirização)
Endoscopia+fotos
Periodicidade da verificação
3.000a1.500horas
500horas
Segundoanecessidade
Seismeses
12meses
Todososmeses
Programa básico de vigilância
52O Setor Elétrico / Março de 2010
Apoio
*IGOR MATEUS DE ARAÚJO é engenheiro eletricista, atua na área de
manutenção elétrica desde 2003 e é, atualmente, gestor da Unidade
de Manutenção de Subestações e Linhas de Transmissão da Companhia
Energética do Rio Grande do Norte (Cosern).
JOÃO MARIA CÂMARA é técnico em eletrotécnica, engenheiro
eletricista, engenheiro de segurança do trabalho e especialista em
instrumentação. Foi chefe do departamento de manutenção elétrica da
Indústria Têxtil Seridó, professor do departamento de engenharia elétrica
da Universidade Federal do Maranhão e, atualmente, é professor e chefe
do departamento de engenharia elétrica da Universidade Federal do Rio
Grande do Norte.
CONTINUA NA PRÓXIMA EDIÇÃOConfira todos os artigos deste fascículo em www.osetoreletrico.com.br
Dúvidas, sugestões e comentários podem ser encaminhados para o e-mail [email protected]
Manutenção elétrica industrial
Asvantagensdamanutençãopreditivasão:
•aumentodavidaútildoequipamento;
•controledosmateriais(peças,componentes,partes,etc.)emelhor
gerenciamento;
•diminuiçãodoscustosnosreparos;
•melhoriadaprodutividadedaempresa;
•diminuiçãodosestoquesdeprodução;
•limitaçãodaquantidadedepeçasdereposição;
•melhoriadasegurança;
•credibilidadedoserviçooferecido;
•motivaçãodopessoaldemanutenção;
•boaimagemdoserviçoapósavenda,assegurandoorenomedo
fornecedor.
Limites técnicos da manutenção preditiva
Aeficáciadamanutençãopreditivaestásubordinadaàeficáciae
àconfiabilidadedosparâmetrosdemedidaqueacaracterizam.
Manutenção detectiva Chamamos de manutenção detectiva quando falhas ocultas
ou não-perceptíveis ao pessoal de operação e manutenção são
detectadasporsistemasdeproteção.
Esse sistema de detecção é observado cada vez mais por
computadores digitais em instrumentação (sistemas digitais
de controle distribuídos – SDCD). É primordial para garantir a
confiabilidadeedeveserinterpretadoporpessoaltreinado.
Comparadocomamanutençãopreditiva,emqueénecessário
o diagnóstico a partir de parâmetros, na manutenção detectiva,
o diagnóstico é definido após o processamento das informações
colhidasnaplanta.