APOSTILA DE MANUTENÇÃO MECÂNICA II

Curso Tcnico em MecnicaMdulo II Mecnico de Manuteno

MANUTENO MECNICA II

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SUMARIO1 - ANLISE DE FALHAS 1.1 - INTRODUO 1.2 - CAUSAS FUNDAMENTAIS DAS FALHAS 1.3 - CONCLUSES 2 - FERRAMENTAS PARA ANLISE DE FALHAS 2.1 - ESTRATIFICAO 2.2 - FOLHA DE VERIFICAO 2.3 - DIAGRAMA DE CAUSA E EFEITO 2.4 - HISTOGRAMA 2.5 - DIAGRAMA DE DISPERSO 2.6 - BRAINSTORMING 2.7 FTA - RVORE DE ANLISE DE FALHAS 2.8 FMEA - ANLISE DOS MODOS E EFEITOS DE FALHAS 3 - MANUTENO DE COMPONENTES MECNICOS 3.1 - DICAS PARA UMA BOA MANUTENO 3.2 - FILOSOFIA DE MANUTENO DE MQUINAS DE INDSTRIA DE PROCESSO 3.3 - TCNICAS DE DESMONTAGEM DE ELEMENTOS MECNICOS 3.4 - MONTAGEM DE CONJUNTOS MECNICOS 3.5 - RECUPERAO DE ELEMENTOS MECNICOS 4 - BOMBAS 4.1 - INTRODUO 4.2 - FORMAS DE ACIONAMENTO 4.3 - CLASSIFICAO DAS BOMBAS 4.4 - CLASSIFICAO DAS BOMBAS CENTRFUGAS EM FUNO DE CONFIGURAO MECNICA 5 - ALINHAMENTO DE MQUINAS ROTATIVAS 5.1 - INTRODUO 5.2 - TIPOS DE DESALINHAMENTOS 5.3 - MTODOS DE ALINHAMENTO 5.4 - ALINHAMENTO 6 ANEXOS 02 02 02 10 10 10 11 13 14 16 17 17 18 20 20 21 22 26 28 36 36 37 37 39 62 62 62 62 63 71

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1 - ANLISE DE FALHAS

1.1 - INTRODUO Indstrias de processo utilizam muitas mquinas e equipamentos. Essas mquinas e equipamentos so fundamentais para o desenrolar dos acontecimentos que culminam com uma produo bem-sucedida. Falhas dessas instalaes podem ter as mais variveis conseqncias. Em alguns casos, o prejuzo resultante no passa do custo de manuteno do equipamento, em outros pode chegar a comprometer a lucratividade da empresa devido a perdas de produo, acidentes e agresses ambiental. A manuteno puramente corretiva no mais suficiente no atual mercado competitivo, sendo necessrio um grande e continuado esforo para aumento da confiabilidade e reduo dos custos de manuteno de todos os equipamentos. Um sistema moderno de gerenciamento dos equipamentos de uma indstria deve conter elementos que permitam a otimizao do resultado global da indstria. Isto compreende a otimizao de projetos e especificaes de compra, testes de recebimento, padres de armazenamento e instalaes e procedimentos de operao e manuteno. A situao mais comum para os especialistas em manuteno e confiabilidade de mquinas ter que lidar com problemas de instalaes existentes. O objetivo desse trabalho capacitar os alunos da CEDTEC com relao s discusses e decises com relao s tomadas de deciso buscando sempre a manuteno e confiabilidade dos equipamentos mecnicos e maximizar a confiabilidade e minimizar o custo de manuteno das mquinas de uma instalao existente.

1.2 Causas Fundamentais das falhas Diz-se que um componente de um equipamento falhou quando ele no mais capaz de executar sua funo com segurana. O conceito de falha s aplicvel se o defeito ocorrer dentro do perodo de vida til do componente. Esta vida til deve ser definida como critrios de projeto e associada a um modo de falha especfico. Ento, dizemos que o modo de falha de rolamentos que caracteriza o fim da vida til fadiga superficial, e dos selos mecnicos o desgaste da regio da sede destinada a este fim e assim por diante. Defeitos oriundos de outros modos devem sempre ser tratados como anormalidades. Alguns componentes so projetados pra ter vida til indefinida como por exemplo, eixos, parafusos, sendo um defeito de um deles sempre uma falha. A anlise desta falha deve determinar que os fatores que impedira de que todas as fases da vida do equipamento fossem cumpridas com sucesso, obtendo explicao para os eventos passados at um ponto em seja possvel tomar uma medida que bloquear a repetio do problema. Esses eventos passados, que se constituem nas causas primeiras dos defeitos, so chamados de causas bsicas, ou causas razes, em contraposio s causas imediatas, que so somente os eventos com um nexo causal imediato falha.

1.2.1 Falhas de Projeto So falhas oriundas da existncia de detalhes de projeto sujeitos a problemas. Esses defeitos nascem com o desenho do equipamento. Como exemplos tm: Educao Profissional

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a) Entalhes mecnicos - So deficincias de projeto que podem ser evitadas com facilidade. Uma pea sujeita a esforos cclicos pode estar sujeita a fraturas por fadiga se houver algum entalhe com raio pequeno na regio com tenses de trao. Exemplo: Rebaixos em eixos vo causar concentraes de tenses na regio do rebaixo, o que pode proporcionar fraturas por fadiga. b) Mudanas de projeto s vezes so feitas sem a anlise devida e acabam levando uma pea ou mquina que funcionava adequadamente a apresentar problemas. Exemplo: Instalao de rolamento com pr-carga no lugar de uma folga vai obrigar o rolamento a trabalhar sujeito a cargas externas somadas aos esforos oriundos da interferncia interna. Esses esforos podem reduzir a vida til do rolamento caso no tenham sido previstos no projeto. Outro exemplo comum em indstrias de processo a instalao de selos mecnicos em bombas que foram projetadas para funcionamento com gaxetas. A gaxeta proporciona um apoio adicional ao eixo, que aumenta sua rigidez e introduz um certo amortecimento. Essas caractersticas so perdidas com o selo mecnico, no sendo incomum um aumento da vibrao da mquina, o que pode levar a uma confiabilidade reduzida.

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c) Critrio de projeto inadequado Fatores no previstos podem levar uma pea a falhar, como,por exemplo, corroso ou interao indevida entre partes da mquina. A utilizao de critrios de projeto inadequados uma fonte freqente de defeitos, pois o equipamento simplesmente no foi projetado para operar resistindo s solicitaes no previstas. Critrios de projeto inadequado so especialmente freqentes no caso de equipamentos que so especificados e projetados para servios especficos, como o caso da maioria dos equipamentos encontrados nas indstrias de processo. Esses equipamentos costumam ser nicos, o que limita a possibilidade de testes em condies reais de funcionamento e aumenta a probabilidade da ocorrncia de solicitaes no previstas. Equipamentos projetados e fabricados para servios comuns, ou seja, mquinas de uso geral, esto menos sujeitos a estes problemas. Esse problema pode ser mais bem entendido examinando-se as diferenas entre um compressor de ar e um gs de processo. As solicitaes criadas pelos fluidos sero mais bem conhecidas no compressor de ar, por razes bvias, o que permite um projeto mais simples e com fatores de segurana menores. A figura seguinte ilustra uma solicitao no prevista no projeto de um compressor de gs, no caso a deposio de material oriundo da polimerizao de alguns componentes do gs comprimido.

Por no ter sido projetado para trabalhar com gs que deposita slidos nas suas superfcies internas o compressor ter uma reduzida confiabilidade.

1.2.2 Falhas na Seleo do Material Embora o material o material para construo das peas das mquinas seja escolhido na fase projeto, esse caso citado separadamente da situao onde temos um defeito em virtude desenho do equipamento. Falhas na seleo do material de construo de um equipamento so falhas relacionadas com incompatibilidade das propriedades do material com as necessidades servio. Alguns exemplos so como segue: de do as do

a) Normalmente, um material estrutural especificado com base na resistncia trao. Se for utilizado um material de alta resistncia trao, a tenacidade pode ser baixa, o que pode levar a ocorrncia de trincas se isso no for considerado no projeto do equipamento.

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b) Critrio para seleo de materiais Para cada mecanismo de falha, existe um critrio para seleo do material timo. Quando mais de um mecanismo de falha est presente, um compromisso pode ser necessrio. Exemplo: solicitao cclica em ambiente corrosivo pode gerar dificuldades na seleo do material, uma vez que a corroso reduz grandemente a resistncia fadiga dos metais. c) Solicitaes no previstas podem levar um componente a sofrer falhas. Exemplo: Os primeiros carros a lcool eram, simplesmente, carros projetados para trabalhar e que sofreram uma adaptao parcial. A maior corrosividade do lcool no foi reconhecida pelos projetistas. Em decorrncia, alguns componentes do sistema de combusto sofreram corroso. As falhas causadas por uma seleo inadequada de materiais de construo so aquelas evitveis pela simples modificao do material da pea. A figura abaixo ilustra esta situao, mostrando anis raspadores de leo da haste de um compressor alternativo de grande porte, cujo mecanismo de falha era oxidao da borracha por superaquecimento. Esse sobre aquecimento era causado pelo excesso de presso de contato entre o raspador e a haste do pisto, que por sua vez era conseqncia da excessiva dureza do material do anel. A substituio do anel, por outro material mais macio, no caso especfico, viton, reduziu a presso de contato e eliminou a excessiva gerao de calor, aumentando grandemente a vida til da pea mantendo a funo original.

1.2.3 Imperfeies do Material Muitas falhas tm incio em imperfeies do material. Defeitos internos e externos reduzem a resistncia mecnica das peas, servem como caminhos preferenciais para propagao de trincas ou proporcionam locais para incio de corroso localizada. As imperfeies no material esto intimamente ligadas falhas de processamento durante a fabricao da matria-prima para a construo dos componentes.

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Exemplo de imperfeies relacionadas ao processo de fabricao: a) Peas fundidas Incluses, gotas frias, vazios, porosidade. b) Forjados Dobras, emendas, contrao. c) Laminados Dupla laminao, decoeso lamelar. O projeto das peas deve considerar a possibilidade da ocorrncia dos problemas caractersticos de cada processo de fabricao, sendo o formato da pea e as inspees de fabricao adequadas ao processo. Um bom exemplo de imperfeio do material que originou uma falha em servio est ilustrada na figura acima, onde podemos ver uma ferramenta para cunhagem cujo material possui segregaes prximas linha de centro. Essas segregaes fizeram com que a dureza do material ficasse muita elevada prximo ao centro da pea. Essa dureza elevada originou um entalhe metalrgico que proporcionou a nucleao de uma trinca por fadiga, o que provavelmente no aconteceria se no houvesse segregao.

1.2.4 Deficincia de Fabricao Entendemos falhas de fabricao como sendo as falhas no processamento do material durante a fabricao dos componentes ou dos equipamentos. Nem sempre simples diferenciar falhas de material, como descrito anteriormente, de falhas ocorridas durante a fabricao do equipamento. A sua distino pode ser importante para definir a ao corretiva adequada. Educao Profissional

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Alguns exemplos so: a) Conformao a frio produz altas tenses residuais que podem comprometer o comportamento da pea quando sujeita a carregamentos cclicos. b) Usinagem com freqncia gera concentradores de tenses em entalhes, marcaes para identificao das peas por endentao ou por eletroeroso so fontes potenciais de falhas se feitas em regies altamente tensionadas.

c) Tratamento trmico inadequado acontece numa grande variedade de formas, sejam eles porsobreaquecimento, introduo de gradientes de temperaturas muito grandes, usos de temperaturas inadequadas para tmpera e revenido. Descarbonizao superficial pode ocorrer, levando a reduo da resistncia fadiga e deformao.

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d) Decapagem cida e deposio eletroltica so reconhecidas como uma fonte de hidrognio e da subseqente fragilizao por hidrognio em aos de alta resistncia. Esse tipo de processo deve ser cuidadosamente controlado, inclundo-se uma etapa de aquecimento para facilitar o escape do hidrognio.

1.2.5 Erros de Montagem/Instalao Erros de montagem/instalao so eventos freqentes, muitas vezes ligados a erros humanos.

Encontramos esse problema em qualquer tipo de peas, sendo clssicos os exemplos relacionados montagem de rolamentos (impactos, sujeira), no ajuste das folgas de peas mveis, em parafusos frouxos, mancais e eixos montados desalinhados, tubulaes que exercem esforos excessivos nos bocais do equipamento etc. Esse tipo de erro pode ser normalmente evitado com elaborao de bons procedimentos, treinamentos e auditorias.

Condies de Operao ou Manuteno Inadequadas A operao do equipamento em condies severas de velocidade, carga, temperatura e ataque qumico ou sem monitorao, inspeo de manuteno, contribui grandemente para falhas em servio. Tem especial importncia a operao de equipamentos rotativos em condies diferentes daquelas para as quais ele foi projetado. Essa ocorrncia bastante comum na indstria de processo e so causas de uma significativa parcela das falhas de mquinas. a) Partida do equipamento especialmente crtica, pois ele sujeito a condies no existentes durante a operao normal, incluindo mudanas rpidas de condies de operao , grandes gradientes de temperatura e outras condies anormais. b) Parada de um equipamento tambm um evento crtico, pois ele fica exposto s mudanas citadas acima e est sujeito s condies de preservao durante o perodo de inatividade.

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c) Manuteno inadequada uma grande causa de falhas de equipamentos. Os procedimentos de manuteno devem ser revistos sempre que houver uma falha, para avaliar a contribuio desse item. d) Erros de operao podem sempre acontecer, seja pela inexistncia/inadequao de procedimentos, falta de treinamento ou por negligncia. necessria constante avaliao dos procedimentos de operao e auditorias das prticas reais. A foto seguinte mostra um acoplamento de engrenagem utilizado em uma ponte rolante de processo. O estado dos dentes que exibem um desgaste acentuado e corroso mostra que o acoplamento trabalhou sem uma lubrificao adequada. A existncia de procedimentos de lubrificao inadequada uma deficincia freqente encontrada nos sistemas de manuteno na indstria.

A fotografia a seguir ilustra um rotor de um turbo-expansor que foi operado em temperatura acima da de projeto. Um pequeno aumento de temperatura causa uma grande reduo na vida das palhetas em virtude da existncia de fluncia.

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1.3 Concluso. A anlise de uma falha de equipamento mecnico deve consistir em percorrer a histria do equipamento ou componente em sentido inverso at atingir um ponto onde ser possvel implementar aes preventivas que evitaro a sua repetio. Essa busca do ponto ideal , s vezes, dificultada pela impossibilidade de ao nas causas bsicas por estarem elas fora do alcance do analista. Isso pode ser ilustrado por um problema cuja causa bsica seja de remoo impossvel por razes tcnicas ou econmicas. A tarefa do analista de falhas procurar, com auxlio das tcnicas de anlise de falhas, uma ao que permita bloquear com eficcia a repetio do problema observado. Um alerta a respeito de modificaes de projetos: Muitas vezes, vamos concluir que uma das causas bsicas da falha uma deficincia de projeto do equipamento, da instalao, ou de procedimentos de operao e manuteno. No entanto, a variedade e complexidade dos fatores envolvidos no projeto, operao e manuteno de uma mquina recomendam que no seja feito alteraes a menos que: a) Voc realmente saiba o que est fazendo, ou seja, entenda todas as conseqncias da modificao introduzida. b) Voc obtenha o parecer escrito de um profissional da rea em questo. Deve ser feita uma anlise de risco antes da execuo de qualquer modificao relacionada ao projeto, operao e manuteno dos equipamentos de uma indstria de processo. Essa mesma recomendao vlida para qualquer modificao de procedimentos de manuteno e operao. Nenhum procedimento de manuteno ou de operao deve ser alterado sem uma cuidadosa avaliao das conseqncias da mudana.

2 - FERRAMENTAS PARA ANLISE DE FALHAS2.1 ESTRATIFICAO Estratificao, uma das sete ferramentas da qualidade, consiste na diviso de um grupo em diversos subgrupos com base em fatores apropriados, os quais so conhecidos como fatores de estratificao. As principais causas de variao que atuam nos processos produtivos constituem possveis fatores de estratificao de um conjunto de dados. Em outras palavras, os fatores equipamentos, insumos pessoas, mtodos, medidas e condies ambientais so fatores naturais para a estratificao de dados. Alguns exemplos de fatores de estratificao bastante utilizados so turno, tempo (dia, semana, ms) operador, lote de matria prima e mquina (tipo, fabricante). Devemos estratificar as informaes sobre vrios pontos de vista, tais como: Tempo: Os resultados relacionados ao problema so diferentes de manh, tarde, noite? Local: Os resultados so diferentes na diferentes linhas de produo da indstria ou nas diferentes regies do pas onde o produto comercializado? Tipo: So obtidos diferentes resultados dependendo do fornecedor da matria prima utilizada? Sintoma: Os resultados diferem em funo dos diferentes defeitos que podem ocorrer? Educao Profissional

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Indivduo: Diferentes operadores esto associados a resultados distintos?

Os fatores equipamentos, insumos, pessoas, mtodos, medidas e condies ambientais so categorias naturais para estratificao dos dados.

A estratificao consiste no agrupamento da informao (dados) sob vrios pontos de vista, de modo a

2.2 FOLHA DE VERIFICAO A folha de verificao a ferramenta da qualidade utilizada para facilitar e organizar o processo de registro de dados, de forma a contribuir para otimizar a posterior anlise de dados obtidos. Uma folha de verificao bem elaborada o ponto de partida de todo o procedimento de transformao de opinies em fatos e dados. Uma folha de verificao um formulrio no qual os itens a serem examinados j esto impressos, com objetivo de facilitar a coleta e o registro dos dados. Portanto, os principais objetivos da construo de uma folha de verificao so: Facilitar a coleta de dados, Organizar os dados durante a coleta, eliminando a necessidade de rearranjo manual posterior. O tipo de folha de verificao a ser utilizado depende do objetivo da coleta de dados. Normalmente a folha de verificao construda aps a definio das categorias para estratificao dos dados. Alguns tipos de folha de verificao mais empregados so: 1. Folha de verificao para a distribuio de um item de controle de um processo produtivo. 2. Folha de verificao para classificar. 3. Folha de verificao para localizao de defeitos. 4. Folha de verificao para identificao de causas de defeitos. Veja abaixo um exemplo de uma folha de verificao para classificao de produtos defeituosos.

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Produto: Lente Estgio de fabricao: Inspeo Tipo de defeito: Arranho, trinca, revestimento inadequado, muito grossa, muito fina, no acabada. Total inspecionado: 700 Data: 03/01/2004 Seo: PROLENTES Inspetor: HANS SCHEFIELD Observao: 1 semanaArranho Defeito Subtotal Trinca Revestimento Muito grossa ou muito No acabada Outros Total Total rejeitado Grfico de Pareto Contagem 12 36 50 11 5 3 117 90

O Grfico de Pareto um grfico de barras verticais que dispes a informao de forma a tornar evidente e visual a priorizao de temas. A informao assim disposta tambm permite o estabelecimento de metas numricas viveis de serem alcanadas.

O grfico de Pareto dispe a informao de modo a tornar evidente e visual a priorizao de problemas e projetos.O princpio de Pareto estabelece que os problemas relacionados qualidade (percentual de itens defeituosos, nmero de reclamaes de clientes, modos de falhas de mquinas, perdas de produo, gastos com reparos de produtos dentro do prazo de garantia, ocorrncias de acidentes de trabalho, atraso na entrega de produtos, entre outros), os quais se traduzem sob forma de perdas, podem ser classificados em duas categorias: os poucos vitais e os muitos triviais. Os Poucos vitais representam um pequeno nmero de problemas mas, que no entanto resultam em grandes perdas para a empresa. J os muitos triviais so uma extensa lista de problemas, mas que apesar de seu grande nmero, convertem-se em perdas pouco significativas. Em outras palavras, o princpio de Pareto estabelece que se forem identificados, por exemplo, cinqenta problemas relacionados qualidade, a soluo de apenas cinco ou seis destes problemas j poder representar uma reduo de 80 ou 90% das perdas que a empresa vem sofrendo devido ocorrncia de todos os problemas existentes. O princpio de Pareto tambm estabelece que um problema pode ser atribudo a um pequeno nmero de causas. Logo, se forem identificadas as poucas causas vitais dos poucos problemas vitais enfrentados pela empresa, ser possvel eliminar quase todas as perdas por meio de um pequeno nmero de aes. Ou seja, em um primeiro momento devemos concentrar nossa ateno sobre os poucos vitais deixando de lado os muitos triviais, para que os problemas possam ser resolvidos da forma mais eficiente possvel. O princpio de Pareto foi inicialmente estabelecido por M. J. Juram, que adaptou aos problemas da qualidade a teoria para modelar a distribuio de renda desenvolvida Educao Profissional

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pelo socilogo e economista italiano Vilfredo Pareto (1843 1923). Pareto mostrou, em 1897, que a distribuio de renda muito desigual, com a maior parte da riqueza pertencendo a muitas poucas pessoas. Juram foi o primeiro a notar que esta mesma idia se aplicava aos problemas da qualidade a distribuio dos problemas e de suas causas desigual portanto, as melhorias mais significativas podero ser obtidas se nossa ateno for concentrada, primeiramente, na direo dos poucos problemas vitais e logo a seguir na direo das poucas causas vitais destes problemas.

O grfico de Pareto dispe a informao de forma a permitir a concentrao de esforos para melhoria nas reas onde os maiores ganhos podem ser obtidos.O grfico de Pareto um grfico de barras no qual as barras so ordenadas a partir da mais alta at a mais baixa e traada uma curva que mostra as percentagens acumuladas de cada barra.

Grfico de Pareto para os defeitos de lentes140 120 100 Quantidade 80 60 40 20 0Revestimento inadequado Trinca Arranho Fina ou Grossa No acabada Outros

140 120 100 80 60 40 20 0

2.3 DIAGRAMA DE CAUSA E EFEITO Freqentemente, o resultado de interesse do processo constitui um problema a ser solucionado e ento o diagrama de causa e efeito utilizado para sumarizar e apresentar as possveis causas do problema considerado, atuando como um guia para identificao da causa fundamental deste problema e para a determinao das medidas corretivas que devero ser adotadas. A figura apresenta uma estrutura de um diagrama de causa e efeito. Como a sua forma lembra um esqueleto de um peixe, o diagrama tambm conhecido como Diagrama de Espinha de Peixe. Uma Educao Profissional

Percentual Acumulada

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terceira denominao para este diagrama Diagrama de Ishikawa, em homenagem ao professor Kaoru Ishikawa, que construiu o primeiro diagrama de causa e efeito para explicar a alguns engenheiros de uma indstria japonesa como vrios fatores de um processo estavam interrelacionados. tambm chamado de 6M porque as causas mais comumente utilizadas comeam com a letra M. Pode ser conhecido tambm como diagrama de fatores de produo.

O Diagrama de Causa e Efeito uma ferramenta utilizada para apresentar a relao entre o resultado de um processo (efeito) e os fatores (causas) do processo que, por razes tcnicas, possam afetar o resultado considerado.

2.4 HISTOGRAMA As caractersticas da qualidade associadas a todos os produtos resultantes de processos de produo e de servios apresentam variabilidade. No entanto, se o processo estiver sobre controle estatstico, ou seja, se estiver estvel, apesar dos valores individuais assumidos pelas caractersticas da qualidade variarem de um para outro, eles seguiro um padro, o qual conhecido como distribuio. A figura ilustra o conceito de distribuio e sua relao com a estabilidade do processo. Educao Profissional

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importante ressaltar que a distribuio representa o padro de variao de todos os resultados que podem ser gerados por um processo sob controle e portanto ela representa o padro de variao de uma populao. Por este motivo, em Estatstica os conceitos de populao so intercambiveis.

Distribuio um modelo estatstico para o padro de ocorrncia dos valores de uma determinada populao.Com o objetivo de conhecer as caractersticas da distribuio associada a alguma populao de interesse, retiramos uma amostra desta populao e medimos, para os elementos da amostra, os valores assumidos pela varivel considerada. Est claro que quanto maior for valor da amostra, maior ser a quantidade de informao obtida sobre a distribuio, mas, ao mesmo tempo, maior ser a dificuldade de percepo das caractersticas gerais desta distribuio a partir da grande massa de dados que ser gerada. Portanto, uma ferramenta que nos permita resumir as informaes contidas em um grande nmero de dados sero muito teis neste contexto. O histograma um grfico capaz de cumprir este objetivo.

Histograma simtrico ou em forma de sino

O histograma um grfico de barras no qual o eixo horizontal, subdividido em vrios pequenos intervalos, apresenta os valores assumidos por uma varivel de interesse. Para cada um destes intervalos construda uma barra vertical, cuja rea deve ser proporcional ao nmero de observaes na amostra cujos valores pertencem ao intervalo correspondente.Quando todos os intervalos nos quais o eixo horizontal dividido tm o mesmo tamanho, o que representa a situao mais comum, para construir o histograma basta fazer a altura de cada barra proporcional ao nmero de observaes na amostra que assumem valores no intervalo correspondente.

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2.5 DIAGRAMA DE DISPERSO O diagrama de disperso um grfico utilizado para a visualizao do tipo de relacionamento existente entre duas variveis. O entendimento dos tipos de relaes existentes entre as variveis associadas a um processo contribui para aumentar a eficincia dos mtodos de controle do processo, para facilitar a deteco de possveis problemas e para o planejamento das aes de melhoria a serem adotadas. O diagrama de disperso uma ferramenta muito simples que permite o estudo de algumas destas relaes, e por este motivo ele amplamente utilizado. A expresso tipo de relao existente entre duas variveis significa qual a alterao devemos esperar em uma das variveis como conseqncia de alteraes sofridas pela outra varivel. Poderemos estar interessados, por exemplo, em saber como o rendimento de uma aplicao financeira ir variar em funo de mudanas sofridas pela variao do dlar. Em outra situao, o objetivo poder ser controlar a resistncia trao de peas de ao produzidas por uma indstria siderrgica. Como o ensaio realizado para medir a resistncia a trao destrutivo, desejvel substituir a medida de dureza, a qual pode ser avaliada por meio de ensaio no destrutivo, mais rpido e mais simples que o ensaio de trao. Para que esta substituio possa ser realizada, ser necessrio conhecer a relao existente entre a resistncia e a dureza. O diagrama de disperso muito til em estudos deste tipo. Um possvel aspecto de um diagrama de disperso apresentado na figura. Observe que neste grfico, os pontos representados formam um padro de agrupamento, o qual indica que o aumento na varivel 1 implica um aumento na varivel 2.

As duas variveis apresentadas em um diagrama de disperso podem ser: Uma causa e um efeito de um processo. Por exemplo: o tempo da corrente eltrica em um condutor (causa) e o aumento da temperatura (efeito), no processo de transmisso de energia eltrica.

VARIVEL 2

y

VARIVEL 1

x

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2.6 BRAINSTORMING O brainstorming constitui um procedimento que visa estimular a criatividade, separando a gerao de idias da sua avaliao e organizao. A tcnica tem como objetivo produzir uma lista extensa de idias que possam ajudar no desenvolvimento do tema, por meio da gerao de idias sem nenhum tipo de censura ou crtica. O brainstorming recomendado para: gerao de um grande nmero de idias; explorao de alternativas melhores; identificao de oportunidades detectadas por aqueles que esto mais prximos da atividade.

As aplicaes mais comuns se referem busca de (DELLARETTI, 1996): problemas, por meio da anlise de reas problemticas; fatos que levem definio de um problema; idias que auxiliem a soluo de problemas; critrios para avaliao de solues de problemas; aceitao pelo desenvolvimento participativo de um plano de ao e sua implementao.

Um brainstorming pode ser constitudo das seguintes etapas: preparao - consiste na: seleo de participantes que possam contribuir para o tema desenvolvido; e na circulao do enunciado, da forma mais geral possvel, evitando canalizar as respostas; conduo da sesso: envolve a apresentao das regras que conduziro a reunio; treinamento, por meio de exerccios simples, de modo a testar a absoro das regras; apresentao do problema, que deve ficar sempre visvel para todos; gerao de idias, segundo uma seqncia ou de forma espontnea; e registro das idias; registro final: anlise dos dados quanto pertinncia do tema, eliminado idias alheias ao mesmo.

2.7 FTA - RVORE DE ANLISE DE FALHAS A FTA (rvore de Anlise de Falhas) parte de um modo de falha, denominado evento de topo, buscando as possveis causas diretas da ocorrncia do evento. A rvore de falha um modelo grfico que permite mostrar, de maneira simples, o encadeamento dos diferentes eventos que podem dar origem ao evento de topo. No deve se confundir a FTA com o Diagrama em rvore. A FTA uma anlise dedutiva detalhada. Usualmente requer considervel volume de informaes sobre o sistema. uma representao grfica, associada a uma falha particular do sistema (efeito), chamada evento de topo, e as falhas bsicas (causas), denominadas de eventos primrios. Por este motivo considerada uma ferramenta de anlise top down (de cima para baixo), diferindo da FMEA basicamente em trs aspectos:

finalidade: a FTA estuda os resultados negativos (eventos de topo), consideradossuficientemente srios para demandar uma anlise posterior, enquanto a FMEA tenta avaliar a confiabilidade de cada subprocesso;

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procedimento: o ponto de partida da FTA uma lista dos modos de falhas para as quais se deseja dar uma soluo. A FMEA comea com a identificao dos componentes e, para cada um deles, identifica possveis modos de falha, efeitos e possveis causas; visualizao: a FTA permite a anlise conjunta de diversas causas que conduziro ocorrncia do evento de topo, proporcionando uma maior viso do comportamento operacional do sistema. A FMEA analisa cada causa de um modo de falha e o seu efeito, separadamente. As etapas para realizao de uma FTA consistem em: definir o evento de topo: o evento de topo um estado do sistema considerado anormal. A sua definio pode ser formulada em funo de relatos de falhas ocorridas no campo; falhas potenciais, principalmente aquelas relacionadas com a segurana dos usurios; entender o sistema: a anlise da rvore de falhas exige o conhecimento da estrutura do sistema, bem como seu esquema de funcionamento; construir a rvore de falhas: uma das etapas da FTA considera todo o conhecimento sobre o sistema, representando a inter-relao entre as partes que possam acarretar o evento de topo;

avaliar a rvore de falhas: tem como objetivo fornecer uma expresso para o clculo daprobabilidade de ocorrncia do evento de topo; implementar aes corretivas: a avaliao auxilia a equipe na identificao de partes do sistema, cuja baixa confiabilidade estaria afetando a confiabilidade do sistema como um todo, aumentando a probabilidade de ocorrncia do evento de topo.

2.8 FMEA - ANLISE DOS MODOS E EFEITOS DE FALHAS A Anlise dos Modos e Efeitos de Falhas (FMEA) pode ser utilizada para examinar vrias fontes de problema em potencial para um sistema. Existem dois tipos de FMEA: de produto (denominada geralmente FMEA de projeto) e de processo. Na FMEA de produto, identifica-se cada componente do sistema e os possveis modos de falha associados, bem como seus efeitos no sistema em questo e no produto como um todo. A FMEA de processo utilizada para analisar projetos de processo. Segundo FREITAS e COLOSIMO (1997), o objetivo de uma FMEA consiste em identificar todos os modos de falhas dentro de um projeto do produto e do projeto, de tal forma que elas possam ser eliminadas o mais breve possvel. Portanto, a FMEA pode ser iniciada to logo se disponha de informaes sobre o projeto do produto e do processo.

A FMEA apresenta as seguintes caractersticas: pode ser implementada tanto em um produto quanto em um processo; tem como ponto de partida a definio da funo do componente ou etapa do processo; relaciona os tipos de falhas, os efeitos, as causas do tipo de falha, os riscos de ocorrncia e os mecanismos de preveno; uma ferramenta bottom up (de cima para baixo), por comear a anlise do projeto a partir dos componentes ou cada etapa do processo. O uso consistente da FMEA pode permitir a identificao de problemas que no haviam sido antecipados e, conseqentemente, ao estabelecimento de prioridades para a correo. As tabelas empregadas na FMEA geralmente contm informaes sobre: Educao Profissional

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nome do componente ou processo: identifica o componente e o processo de forma clara e sucinta; funo: descreve de forma concisa o que o componente ou etapa do processo deve desempenhar; tipo (modo) de falha: descrio da maneira para a qual o item pode falhar. Deve ser expressa em termos fsicos e no em termos do que o cliente observa; efeito da falha: conseqncia da ocorrncia de um tipo de falha. Pode ser local (no afeta outros componentes ou processo) e global (afeta outros componentes ou processos). Um modo de falha pode apresentar mais de um defeito; causa da falha: descrio simples das causas que podem dar origem ao tipo de falha considerado;

controles atuais: medidas de controles que objetivam prevenir a ocorrncia ou detectar as falhasocorridas; ndice de ocorrncia: estimativa da probabilidade de ocorrncia de uma causa de falha e dela resultar o modo de falha no processo, dentro de um intervalo de tempo especificado; ndice de gravidade: deve refletir a avaliao das conseqncias da ocorrncia de um determinado modo de falha; ndice de deteco: estimativa da probabilidade de deteco de uma falha para aes corretivas antes da execuo do servio; ndice de risco: produto dos trs ndices, sendo utilizado na priorizao da tomada de ao. A FMEA provavelmente a ferramenta de anlise de confiabilidade de projeto mais difundida e empregada. Juntamente com a FTA (Anlise da rvore de Falhas), era a nica tcnica de confiabilidade citada textualmente nas normas ISO 9000, em particular na ISO 9004, subitem 8.4 Qualificao e Validao de Projeto. Uma FMEA adequadamente elaborada constitui uma ferramenta importante para os tomadores de deciso. Contudo, sua aplicao depende de dois fatores: da qualidade das informaes utilizadas em sua confeco; eficcia com a qual o conhecimento gerado a respeito de um problema comunicado logo no incio do projeto, possibilitando, assim, que as aes corretivas e preventivas possam ser analisadas e implementadas. Alguns dos ndices da FMEA podem ser determinados em funo de critrios: qualitativos: considera, por exemplo, a expectativa da equipe envolvida no projeto, em relao s probabilidades de ocorrncia; quantitativos: necessidade de estimar as probabilidades de ocorrncia para decidir a qual classe pertenceria. A Tabela abaixo apresenta alguns critrios para a definio dos ndices de ocorrncia, gravidade e deteco empregadas em uma FMEA. Pode-se observar que falhas freqentes obteriam um ndice de ocorrncia elevado. Analogamente, falhas que comprometessem ou impossibilitassem a execuo de um servio apresentariam um ndice de gravidade elevado. O ndice de deteco est relacionado com a possibilidade de atuar corretivamente no produto, antes que este chegue ao cliente, ou no processo, antes do incio do processo subseqente. Desta forma, uma falha no trao do concreto apresentaria um ndice de deteco alto, uma vez que seria percebida, de forma acurada, apenas durante os ensaios destrutivos, que ocorre aps o trmino do processo.

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3 MONTAGEM DE CONJUNTOS MECNICOS3.1 INTRODUO Na indstria X, Salomo tinha acabado de desmontar uma mquina. Limpou as peas, secou-as, separou-as em lotes - retendo as recuperveis - e solicitou ao almoxarifado algumas peas novas para substituir as danificadas. Depois de tudo preparado, Salomo comeou a montar a mquina, e quando estava chegando ao trmino da atividade, descobriu que sobravam duas peas. No se desesperou. Sabia que tinha cometido um erro ao no ter consultado o croqui da mquina. Examinando o croqui e seguindo os passos da montagem, logo descobriu de onde eram as peas que estivesse sobrado. Sorrindo, Salomo corrigiu o erro e lembrou-se de seus mestres de ofcio, que sempre lhe falavam: - Salomo, adquira experincia em manuteno mecnica enquanto aprende conosco. No pode haver sobra de peas na montagem de mquinas e equipamentos! Use sua inteligncia; leia os livros que tratam dos assuntos de nossa profisso para adquirir novos conhecimentos. No faa as coisas por fazer. Faa-as com conhecimento de causa. Capriche e use amor naquilo que estiver fazendo! Usando a inteligncia, adquirindo experincia e conhecimentos e amando o que se faz, o seu sucesso pessoal e profissional estar garantido! Salomo, agradecido aos seus mestres de ofcio, terminou a montagem da mquina, que ficou perfeita em todos os aspectos.

3.2 DICAS PARA UMA BOA MANUTENO Uma boa manuteno inclui uma boa filosofia bsica e bons procedimentos. Devemos levar em considerao pontos importantes no estabelecimento de uma poltica de manuteno de equipamentos mecnicos e alguns pontos crticos para uma correta execuo do servio de campo.

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3.2 FILOSOFIA DE MANUTENO DE MQUINAS DE INDSTRIA DE PROCESSO Um equipamento deve sofrer uma interveno de manuteno somente se existir alguma evidncia de que ele falhou ou vai falhar muito em breve. Relembrando o conceito, dizemos que houve uma falha quando o equipamento ou componente no capaz de executar a sua funo com segurana. Isso pode significar muitas coisas: a) O selo mecnico da bomba que vaza; b) O rolamento do ventilador que apresenta uma vibrao que indica que ele vai falhar de forma catastrfica em breve; c) A bomba que est apresentando baixa eficincia e no consegue fornecer a vazo nominal por provocar o desarme no motor; d) O governador que no consegue controlar adequadamente a rotao da turbina. e) O mancal cujo leo est se deteriorando, indicando que existe uma certa probabilidade de falha em curto prazo. Muitos outros exemplos poderiam ser citados. O mais importante o conceito de no fazer manuteno em equipamentos que no tm sinais de problemas. Isso no quer dizer que o equipamento deva ser abandonado a sua prpria sorte, sem monitorao ou inspees peridicas. Nesse ponto, chegamos a outro conceito bsico: para que possamos ter uma confiana adequada nas mquinas, necessrio que passemos parte de nosso tempo procurando pelos defeitos. Ou seja, deve ser implementado programas de monitoramento de condies de processo, monitorao de vibrao e temperatura de mancais, anlise de leo, inspees visuais. Esses programas devem se estender a mquinas que so crticas para o funcionamento da planta. Eventualmente, vamos achar algumas deficincias. Ento vamos, vez ou outra, intervir nos equipamentos, e essas intervenes devem sempre seguir quatro regras bsicas: a) Planejamento, para evitar que falhe algum recurso ou material; b) Escopo definido e limitado ao problema encontrado, embora seja muito interessante aproveitar a oportunidade para inspecionar partes, normalmente no acessveis com a mquina em operao, desde que isso no represente grande aumento de escopo. Se h somente algum problema de mancais, no precisamos desmontar o selo da bomba, Se o problema somente um vazamento de selo, no precisamos balancear o conjunto rotativo; c) Algumas partes do servio podem ser executadas com segurana antes de parar a mquina. Todo servio deve ser feito de forma rpida e eficiente; d) Aproveitar a oportunidade para introduzir melhorias que vo aumentar a confiabilidade da mquina, facilitar inspees, etc. Alguns exemplos so instalaes de selos e acoplamentos padronizados, instalaes de selos nas caixas de mancais, remoo de linhas de gua de resfriamento, etc. (no esquecer que modificaes que modificaes de equipamentos devem ser analisadas por profissional especializado). A definio de quem faz o que, depende do modo como a empresa administrada. A questo mais importante qualificao de quem faz o servio. Quem inspeciona uma mquina precisa saber o que olhar. Antes, durante e depois de ser executada a manuteno deve ser feita uma cuidadosa anlise de falhas. Essa anlise de falhas deve ser feita com o intuito de evitar falhas similares.

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Uma interveno de manuteno deve ser rpida e eficaz. Para isso, precisamos conhecer, profundamente, o equipamento e os recursos necessrios para o servio. O contedo de uma pasta de equipamento deve ser: a) folha de dados do equipamento e do acionador; b) curva de desempenho; c) folha de dados do selo; d) desenho de corte do equipamento, do selo e do acoplamento; e) desenho de conjunto; f) lista de materiais com especificaes e part number; g) listas de sobressalentes, tanto os de desgaste quanto os estratgicos; h) registros de todas as modificaes de projeto executadas no equipamento; i) j) relatrio das intervenes de manuteno executadas; relatrios das anlises de falhas executadas, e;

k) Lista dos materiais de consumo e sobressalentes, ferramentas, equipamentos, veculos, etc, necessrios para uma manuteno geral de mquina. Toda filosofia de manuteno descrita acima conseqncia da constatao de que as falhas de equipamentos de indstria de processo so distribudas aleatoriamente e de que elas so, em sua grande maioria, detectveis por algum tipo de inspeo. Se mudarmos essa premissa, todo sistema de manuteno muda (p.ex.: avies).

3.3 TCNICAS DE DESMONTAGEM DE ELEMENTOS MECNICOS Em uma linha de produo, uma das mquinas parou de funcionar. O mecnico de manuteno decidiu desmont-la para verificar a causa da parada. Aps certo tempo de trabalho, ele percebeu que havia cometido um srio erro. Como poderia identificar qual elemento da mquina tinha ocasionado sua parada, se tudo estava desmontado? Contrariado, o mecnico montou novamente a mquina e tentou acion-la para saber qual elemento estava com defeito. Se o mecnico no tivesse sido afoito, no teria perdido tempo e esforo, mas a situao teria sido pior se ele no soubesse desmontar e montar a mquina. A desmontagem e montagem de mquinas e equipamentos industriais fazem parte das atividades dos mecnicos de manuteno e so tarefas que exigem muita ateno e habilidade, devendo ser desenvolvidas com tcnicas e procedimentos bem definidos. 3.3.1 Desmontagem Em geral, uma mquina ou equipamento industrial instalado corretamente, funcionando nas condies especificadas pelo fabricante e recebendo cuidados peridicos do servio de manuteno preventiva capaz de trabalhar, sem problemas, por muitos anos. Entretanto, quando algum dos componentes falha, seja por descuido na operao, seja por deficincia na manuteno, necessrio identificar o defeito e eliminar suas causas. No caso de mquinas mais simples, relativamente fcil identificar o problema e providenciar sua eliminao, porm, quando se trata de mquinas mais complexas, a identificao do problema e sua remoo exigem, do mecnico de manuteno, a adoo de procedimentos seqenciais bem distintos. Educao Profissional

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O primeiro fato a ser considerado que no se deve desmontar uma mquina antes da anlise dos problemas. A anlise, como j foi visto em aulas anteriores, deve ser baseada no relatrio do operador, no exame da ficha de manuteno da mquina e na realizao de testes envolvendo os instrumentos de controle. Salientemos, novamente, que a desmontagem completa de uma mquina deve ser evitada sempre que possvel, porque demanda gasto de tempo com a conseqente elevao dos custos, uma vez que a mquina encontra-se indisponvel para a produo. Agora, se a desmontagem precisar ser feita, h uma seqncia de procedimentos a ser observada: desligar os circuitos eltricos; remover as peas externas, feitas de plstico, borracha ou couro; limpar a mquina; drenar os fluidos; remover os circuitos eltricos; remover alavancas, mangueiras, tubulaes, cabos; calar os componentes pesados.

Essa seqncia de procedimentos fundamenta-se nas seguintes razes: a) preciso desligar, antes de tudo, os circuitos eltricos para evitar acidentes. Para tanto, basta desligar a fonte de alimentao eltrica ou, dependendo do sistema, remover os fusveis. b) A remoo das peas externas consiste na retirada das protees de guias, barramentos e raspadores de leo. Essa remoo necessria para facilitar o trabalho de desmonte. c) A limpeza preliminar da mquina evita interferncias das sujeiras ou resduos que poderiam contaminar componentes importantes e delicados. d) necessrio drenar reservatrios de leos lubrificantes e refrigerantes para evitar possveis acidentes e o espalhamento desses leos no cho ou na bancada de trabalho. e) Os circuitos eltricos devem ser removidos para facilitar a desmontagem e limpeza do setor. Aps a remoo, devem ser revistos pelo setor de manuteno eltrica. f) Os conjuntos mecnicos pesados devem ser calados para evitar o desequilbrio e a queda de seus componentes, o que previne acidentes e danos s peas. Obedecida seqncia desses procedimentos, o operador dever continuar com a desmontagem da mquina, efetuando as seguintes operaes: 1. Colocar desoxidantes nos parafusos, pouco antes de remov-los. Os desoxidantes atuam sobre a ferrugem dos parafusos, facilitando a retirada deles. Se a ao dos desoxidantes no for eficiente, pode-se aquecer os parafusos com a chama de um aparelho de solda oxiacetilnica. 2. Para desapertar os parafusos, a seqncia a mesma que a adotada para os apertos. A tabela a seguir mostra a seqncia de apertos. Conhecendo a seqncia de apertos, sabe-se a seqncia dos desapertos.

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importante obedecer orientao da tabela para que o aperto dos elementos de fixao seja adequado ao esforo a que eles podem ser submetidos. Um aperto alm do limite pode causar deformao e desalinhamento no conjunto de peas. 3. Identificar a posio do componente da mquina antes da sua remoo. Assim, no haver problema de posicionamento. 4. Remover e colocar as peas na bancada, mantendo-as na posio correta de funcionamento. Isto facilita a montagem e, se for caso, ajuda na confeco de croquis. 5. Lavar as peas no lavador, usando querosene. Essa limpeza permite identificar defeitos ou falhas nas peas como trincas, desgastes etc. A lavagem de peas deve ser feita com o auxlio de uma mquina de lavar e pincis com cerdas duras. A figura ao lado mostra o esquema de uma mquina de lavar peas que seja encontrada no comrcio. A seqncia de operaes para a lavagem de peas a seguinte: a) Colocar as peas dentro da mquina de lavar, contendo querosene filtrado e desodorizado. No utilizar leo diesel, gasolina, thinner ou lcool automotivo, pois so substncias que em contato com a pele podem provocar irritaes. b) Limpar as peas - dentro da mquina de lavar com pincel de cerdas duras para remover as partculas e crostas mais espessas. c) Continuar lavando as peas com querosene para retirar os resduos finais de partculas.

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d) Retirar as peas de dentro da mquina e deixar o excesso de querosene aderido escorrer por alguns minutos. Esse excesso deve ser recolhido dentro da prpria mquina de lavar. Durante a lavagem de peas, as seguintes medidas de segurana devero ser observadas: utilizar culos de segurana; manter o querosene sempre limpo e filtrado; decantar o querosene, uma vez por semana, se as lavagens forem freqentes; manter a mquina de lavar em timo estado de conservao; limpar o piso e outros locais onde o querosene tiver respingado; lavar as mos e os braos, aps o trmino das lavagens, para evitar problemas na pele; manter as roupas limpas e usar, sempre, calados adequados.

e) Separar as peas lavadas em lotes, de acordo com o estado em que se apresentam, ou seja: Lote 1 - Peas perfeitas e, portanto, reaproveitveis. Lote 2 - Peas que necessitam de recondicionamento. Lote 3 - Peas danificadas que devem ser substitudas. Lote 4 - Peas a serem examinadas no laboratrio. 3.3.2 Secagem rpida das peas Usa-se ar comprimido para secar as peas com rapidez. Nesse caso, deve-se proceder da seguinte forma: regular o manmetro ao redor de 4 bar, que corresponde presso ideal para a secagem; jatear (soprar) a pea de modo que os jatos de ar atinjam-na obliquamente, para evitar o agravamento de trincas existentes. O jateamento dever ser aplicado de modo intermitente para no provocar turbulncias.

3.3.3 Normas de segurana no uso de ar comprimido a) Evitar jatos de ar comprimido no prprio corpo e nas roupas. Essa ao imprudente pode provocar a entrada de partculas na pele, boca, olhos, nariz e pulmes, causando danos sade. Educao Profissional

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b) Evitar jatos de ar comprimido em ambiente com excesso de poeira e na limpeza de mquinas em geral. Nesse ltimo caso, o ar pode levar partculas abrasivas para as guias e mancais, acelerando o processo de desgaste por abraso. c) Utilizar sempre culos de segurana. 3.3.4 Manuais e croqui Geralmente as mquinas so acompanhadas de manuais que mostram desenhos esquematizados dos seus componentes. O objetivo dos manuais orientar quem for oper-las e manuse-las nas tarefas do dia-a-dia. Entretanto, certas mquinas antigas ou de procedncia estrangeira so acompanhadas de manuais de difcil interpretao. Nesse caso, recomendvel fazer um croqui (esboo) dos conjuntos desmontados destas mquinas, o que facilitar as operaes posteriores de montagem. 3.2.5 Atividades ps-desmontagem Aps a desmontagem, a lavagem, o secamento e a separao das peas em lotes, deve-se dar incio correo das falhas ou defeitos. As atividades de correo mais comuns so as seguintes: confeco de peas; substituio de elementos mecnicos; substituio de elementos de fixao; rasqueteamento; recuperao de roscas; correo de erros de projeto; recuperao de chavetas.

3.4 MONTAGEM DE CONJUNTOS MECNICOS 3.4.1 Objetivo da montagem A montagem tem por objetivo maior a construo de um todo, constitudo por uma srie de elementos que so fabricados separadamente. Esses elementos devem ser colocados em uma seqncia correta, isto , montados segundo normas preestabelecidas, para que o todo seja alcanado e venha a funcionar adequadamente. Em manuteno mecnica, esse todo representado pelos conjuntos mecnicos que daro origem s mquinas e equipamentos. A montagem de conjuntos mecnicos exige a aplicao de uma srie de tcnicas e cuidados por parte do mecnico de manuteno. Alm disso, o mecnico de manuteno dever seguir, caso existam, as especificaes dos fabricantes dos componentes a serem utilizados na montagem dos conjuntos mecnicos. Outro cuidado que o mecnico de manuteno deve ter, quando se trata da montagem de conjuntos mecnicos, controlar a qualidade das peas a serem utilizadas, sejam elas novas ou recondicionadas. Nesse aspecto, o controle de qualidade envolve a conferncia da pea e suas dimenses. Sem controle dimensional ou sem conferncia para saber se a pea realmente a desejada e se ela no apresenta erros de construo, haver riscos para o conjunto a ser montado. De fato, se uma pea dimensionalmente defeituosa ou com falhas de construo for colocada em um conjunto mecnico, poder produzir outras falhas e danos em outros componentes. Educao Profissional

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3.4.2 Recomendaes para a montagem 1. Verificar se todos os elementos a serem montados encontram-se perfeitamente limpos, bem como o ferramental. 2. Examinar os conjuntos a serem montados para se ter uma idia exata a respeito das operaes a serem executadas.

3. Consultar planos ou normas de montagem, caso existam.4. Examinar em primeiro lugar a ordem de colocao das diferentes peas antes de comear a montagem, desde que no haja planos e normas relativas montagem. 5. Verificar se nos diferentes elementos mecnicos h pontos de referncia. Se houver, efetuar a montagem segundo as referncias existentes. 6. Evitar a penetrao de impurezas nos conjuntos montados, protegendo-os adequadamente.

7. Fazer testes de funcionamento dos elementos, conforme a montagem for sendo realizada, para comprovar o funcionamento perfeito das partes.

Por exemplo, verificar se as engrenagens esto se acoplando sem dificuldade. Por meio de testes de funcionamento dos elementos, possvel verificar se h folgas e se os elementos esto dimensionalmente adequados os e colocados nas posies corretas. 8. Lubrificar as peas que se movimentem para evitar desgastes precoces causados pelo atrito dos elementos mecnicos. 3.4.3 Mtodos para realizao da montagem Nos setores de manuteno mecnica das indstrias, basicamente so aplicados dois mtodos para se fazer montagem de conjuntos mecnicos: a montagem pea a pea e a montagem em srie.

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3.4.3.1 Montagem pea a pea A montagem pea a pea efetuada sobre bancadas. Como exemplo, a figura mostra a seqncia de operaes a serem realizadas para a montagem de uma bomba de engrenagens. Como todas as peas j esto ajustadas, as atividades de montagem propriamente dita se limita a uni-las ordenadamente. Um controle de funcionamento indicar se ser preciso fazer correes.

- Montagem em srie A figura seguinte, a ttulo de exemplo, mostra a seqncia de operaes a serem realizadas para montagem de uma srie de bombas de engrenagem.

Caso no haja manual de instrues ou esquema de montagem, deve-se proceder da seguinte forma: a) Fazer uma anlise detalhada do conjunto antes de desmont-lo. b) Fazer um croqui mostrando como os elementos sero montados no conjunto. c) Anotar os nomes dos elementos medida que vo sendo retirados do conjunto. A montagem deve ser baseada no croqui e nas anotaes feitas anteriormente, invertendo-se a seqncia de desmontagem.

3.5 RECUPERAO DE ELEMENTOS MECNICOS 3.5.1 Introduo O dono da fbrica Quipap chamou Asdrbal, um dos melhores mecnicos de manuteno da empresa, e falou:

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- Asdrbal, tenho em minha casa um torno antigo, daqueles que Santos Dumont usou para fabricar seu prottipo de avio, e gostaria de que voc desse uma olhada para verificar todos os elementos. Tenho um carinho especial pelo torno e gastarei o que for preciso para t-lo funcionando com rendimento pleno. Amanh ele ser trazido para c e conto com a sua dedicao, t? - Farei o que for preciso, senhor Bonifcio - respondeu Asdrbal. No dia seguinte, Asdrbal, diante do torno antigo, fez tudo conforme manda as boas normas de manuteno mecnica e concluiu que seria preciso desmontar aquela antiguidade. Quando desmontou o velho torno, deparou-se com um eixo trincado e notou a presena de algumas engrenagens desgastadas. Como Asdrbal dever proceder para colocar o velho torno em funcionamento?

3.5.2 Anlise situacional Na manuteno de mquinas ou equipamentos, deve-se levar em considerao as solicitaes mecnicas atuantes, pois os desgastes, as deformaes e mesmo as trincas podem ser causados por elas. Em algumas situaes, a correo de uma falha pode vir a ser desnecessria, desde que se constate que ela no v comprometer o conjunto em seu funcionamento. Por exemplo, em equipamentos antigos e superdimensionados, certas falhas no prejudicam o conjunto, pois a estrutura desses equipamentos antigos era construda para suportar erros e omisses do projeto. Compare a robustez e o dimensionamento de uma mquina antiga com uma moderna.

A recuperao de um determinado equipamento ou conjunto mecnico tem, como fase preliminar, a deciso de desmont-lo. Nesse momento, alguns fatores vo direcionar o mecnico de manuteno nas tarefas de recuperar, efetivamente, o equipamento. Os principais fatores direcionantes so os seguintes: Anlise do conjunto; Anlise de cada um dos componentes em termos de desgaste; Qual a gravidade da avaria; Quais elementos podem ser aproveitados.

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3.5.3 Recuperao de subconjuntos com movimentos Na recuperao de subconjuntos que possuem movimentos, deve-se levar em considerao dois aspectos: a resistncia esttica e as condies dinmicas do conjunto. Em termos de solicitaes dinmicas, as seguintes caractersticas devem ser consideradas: Resistncia s vibraes, choques, rupturas etc.; desbalanceamento Desgastes provocados pelo atrito, de acordo com as condies operacionais de trabalho.

Alm dessas caractersticas, passam a ser importante, alm da escolha do material que as atendam os tratamentos trmicos, a geometria das peas, o acabamento superficial e a exatido dimensional nas regies onde se verifica o movimento relativo entre os componentes do conjunto.

3.5.4 Recuperao de eixos Os eixos so elementos mecnicos sujeitos a solicitaes estticas e dinmicas. Para recuperar um eixo, vrios parmetros devem ser definidos. Entre eles, os seguintes so muito importantes: Anlise das condies de trabalho do eixo, como primeiro passo; Rotaes por minuto ou por segundo que ele executa; Condies ambientais do meio onde ele se encontra; Presena eficiente de lubrificao; Presses especficas por ele exercidas ou suportadas.

De posse de todas as caractersticas de solicitaes e trabalho, a prxima etapa observada na recuperao de um eixo consiste em determinar o tipo de material utilizado na sua recuperao e o processo de recuperao empregado. A recuperao de um eixo pode ser feita de duas formas: pela construo de um eixo novo ou pela reconstituio do prprio eixo danificado. Construo de um eixo novo. Um eixo novo deve ser usinado com sobremetal suficiente para permitir uma retificao das dimenses desejadas, aps o tratamento trmico, caso haja necessidade.

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Reconstituio de eixos por soldagem

Para reconstituir eixos pelo processo de soldagem, necessrio preparar as juntas, ou seja, chanfrlas. Os rebaixamentos devero ser suficientes para o recondicionamento e para os tratamentos trmicos prvios. A recuperao de eixos por soldagem passa por trs fases: Preparao dos eixos; Escolha do material de adio e do processo de soldagem; Educao Profissional

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Procedimento de soldagem.

Preparao de eixos - A preparao de eixos envolve as seguintes etapas: Exame da rea onde se deu a ruptura. Eliminao do material fatigado da rea de ruptura. Verificao de trincas remanescentes do prprio processo de ruptura ou fadiga.Usinagem para preparar as juntas, cujas dimenses devem estar de acordo com os dados das tabelas a seguir:

O material do pino de guia deve ser igual ao material do enxerto ou, ento, de ao SAE 1045. O ajuste entre o pino e o eixo deve estar na faixa H6 e H7. Os extremos dos pinos devem ter uma folga de 1,5 mm em relao ao fundo do furo. Escolha do material de adio e do processo de soldagem - O metal de adio deve consistir de um material com elevada resistncia mecnica. O eletrodo precisa ter caracterstica superior apresentada pelo eixo, aps a soldagem. O processo de soldagem mais apropriado o eltrico, com eletrodos revestidos. Procedimento de soldagem - O procedimento de soldagem deve abranger as seguintes fases: Efetuar a montagem de forma que as partes unidas possam girar aps a soldagem; Estabelecer a temperatura de preaquecimento de acordo com o material a ser soldado; Efetuar a soldagem, mantendo a pea na temperatura de preaquecimento, evitando o superaquecimento que pode levar a deformaes. As deformaes podero ser evitadas desde que se faa uma soldagem por etapas e numa seqncia adequada; Deixar a solda resfriar lentamente para evitar choques trmicos; Realizar tratamentos trmicos: normalizao ou beneficiamento. Educao Profissional

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Salientemos que as peas deformadas no devem ser endireitadas em prensas. Se o endireitamento for realizado em prensas, sero criadas tenses elevadas na estrutura, com conseqncias imprevisveis. Recuperao de eixos por deposio metlica Eixos desgastados pelo trabalho podem ser recuperados pelo processo de deposio metlica. possvel fazer essa deposio metlica a quente ou por via eletroltica. Em ambos os casos, as superfcies a serem recuperadas precisam ser preparadas adequadamente. A cilindricidade e o acabamento dos eixos tm de estar compatveis com o processo de deposio metlica a ser realizado. No caso de deposio de cromo duro por eletrlise, deve-se retificar a superfcie a ser recuperada, para que a pelcula de cromo se deposite de modo regular e uniforme e no venha a se romper quando solicitada por presses elevadas. A pelcula de cromo duro no deve ser muito fina, para no vir a descamar quando o eixo entrar em servio. Uma pelcula com boa espessura obtida quando se faz um rebaixamento prvio no eixo a ser recuperado. 3.5.5 Recuperao de mancais

Nos processos de recuperao de mancais de rolamento, o mais importante a preparao das superfcies que devero estar compatveis com as especificaes dimensionais dos fabricantes, incluindo as rugosidades especificadas.

No caso de mancais de deslizamento, vamos encontrar os mais variados tipos. Alguns apresentam uma pelcula de material antifrico denominada casquilho. A recuperao de mancais de deslizamento, normalmente, exige pequenos ajustes como o rasqueteamento.

Para materiais de alta resistncia utilizam-se buchas substituveis, bipartidas ou no, com canais de lubrificao. Nesses casos, a recuperao consiste em substituir os elementos deteriorados por novos elementos.

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3.5.6 Recuperao de engrenagens A melhor forma de recuperar engrenagens desgastadas ou quebradas construir novas engrenagens, idnticas quelas danificadas. A construo de novas engrenagens exige cuidados, sobretudo na exatido do perfil dos dentes. H casos em que se opta por recuperar engrenagens por soldagem, notadamente quando se trata de dentes quebrados. Nesses casos, deve-se cuidar para que a engrenagem no adquira tenses adicionais que possam causar novas quebras. Na verdade, a incluso de um dente soldado em uma engrenagem um caso de enxerto. Normalmente, o dente incluso nunca ser perfeito, o que, mais cedo ou mais tarde, vir a prejudicar as demais engrenagens que trabalharo acopladas com a que recebeu o dente enxertado. De qualquer forma, a recuperao de dentes de engrenagens por solda obedece seguinte seqncia: Preparao das cavidades; Soldagem; Ajustes dos dentes.

3.5.7 Recuperao de roscas As roscas apresentam, normalmente, dois danos tpicos: quebra do parafuso por cisalhamento do corpo ou da cabea e rosca interna avariada (espanada). Quebra do parafuso por cisalhamento - Nesse caso, para extrair a parte restante, improvisa-se um alongamento para a chave fixa, ou ento se usa um extrator apropriado para os casos em que a seo da quebra esteja situada no mesmo plano da superfcie da pea. A figura seguinte mostra a seqncia para o uso do extrator, o qual requer apenas um furo no centro do parafuso, com dimetro inferior ao do ncleo da rosca. O extrator constitudo de ao-liga especial e possui uma rosca dente de serra, mltipla, cnica e esquerda. No comrcio, o extrator encontrado em jogos, cobrindo os mais variados dimetros de parafusos.

Rosca interna avariada - H vrias maneiras de recuperar uma rosca interna avariada. A primeira maneira, caso haja parede suficiente, alargar o furo roscado e colocar nele um pino roscado. Esse pino roscado deve ser faceado e fixado por solda ou chaveta. A seguir, o pino deve ser furado e roscado com a medida original da rosca que est sendo recuperada. Educao Profissional

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Outro modo, mais recomendvel, fazer insertos na rosca, ou seja, adicionar na rosca elementos de fixao existentes no mercado. Dentre os insertos conhecidos temos o tipo Kelox e o tipo Heli-coil. O Kelox uma bucha roscada nas partes interna e externa, com dois rasgos conificados e um rebaixo. Ela apresenta, tambm, um anel provido de duas chavetas, servindo para fix-la aps o rosqueamento.

O Heli-coil uma espiral de arame de alta resistncia com a forma romboidal. Nesse caso preciso, tambm, repassar o furo danificado com outra broca e rosque-lo com macho fornecido pela prpria Heli-coil. Em seguida, o inserto rosqueado com uma ferramenta especial. O aumento do dimetro do material de base mnimo.

3.5.8 Recuperao de Superfcies (Revestimentos Metlicos) - Metalizao Metalizao por Asperso Trmica obtida atravs da projeo de micro-partculas de um determinado material, com altssimo impacto sobre uma pea, associando-se Alta velocidade de ar-

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comprimido, Temperatura e Chama, com fora de aderncia ao material base, formando, desde camadas muito finas (0,05mm), at espessuras maiores (10mm).

O processo de metalizao oferece as mais variadas possibilidades de revestimentos e opes de materiais que, por conseqncia oferece inmeras solues tcnicas de engenharia e caractersticas, tais,como: Proteo corroso, Alta dureza, Boa usinabilidade, Alta resistncia ao desgaste, Resistncia a elevadas temperaturas, Boa condutividade eltrica, Resistncia eltrica. Pode-se produzir revestimentos mais porosos ou mais densos do mesmo material de base, como tambm de outros materiais, ou ainda revestimentos simplesmente para enchimento de regies desgastadas. Todas as caractersticas tm relao direta com o material de adio escolhido e o processo de metalizao utilizado. Principais Vantagens: Aplica-se em todos os setores da indstria, em componentes novos e principalmente na manuteno. Peas com geometria irregular podem ser recuperadas. No provoca tenses na pea, pela baixa temperatura de aplicao. Retorno medida original em peas j desgastadas. Equipamentos antigos podem ser revestidos com materiais mais nobres, de acordo com as necessidades tcnicas. Significante reduo de custos de manuteno. Peas novas, para adquirir caractersticas especiais.

- Cromo duro Cromo Duro um metal depositado eletroliticamente sobre metais ferrosos ou no ferrosos, formando um revestimento que possui como caractersticas principais, elevada dureza, resistncia ao desgaste, resistncia corroso e alto poder desmoldante. Pode variar entre 0,02 a 0,2 mm. Em casos especiais pode-se aplicar maiores espessuras, pois o processo de aplicao admite altas camadas, porm por razes tcnicas e econmicas, no so recomendveis revestimentos superiores a 0,5 mm. Para definir a espessura de camada, considera-se a material base, suas propriedades de resistncia, dureza, qualidade da superfcie, bem como esforos de trabalho da pea sob o ponto de vista mecnico, trmico, qumico ou atmosfrico.

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Caractersticas tcnicas do Cromo Duro Resistncia corroso; Resistncia ao desgaste ; Elevada dureza (sem introduzir tenses); Resistncia ao risco; Alto poder deslizante (baixo coeficiente de atrito); Resistncia ao ataque qumico; Fora de aderncia sobre a base; Prolonga a vida til da pea revestida; Coeficiente de atrito esttico: Cromo sobre Cromo - 0,14 Cromo sobre Ao - 0,17 Ao sobre Ao - 0,30

Dureza 68 HRc - 750 HB - 1100 Hv em mdia; Dureza obtida com baixa temperatura (mdia de 55C); No introduz tenso ou empenamento na pea; A composio e controle do banho so os fatores que influem na dureza; A espessura da camada no exerce influncia sobre a dureza do Cromo Duro; A dureza diminui minimamente a 300C e baixa aproximadamente 50% a 600C.

Resistncia ao Desgaste Ensaios tm demonstrado que um ao revestido com Cromo Duro resiste ao desgaste entre 5 (cinco) a 8 (oito) vezes mais que o ao sem cromo. Baixo Coeficiente de Atrito Baixo poder aglutinante e umedecedor, por isso repelentes a gua, pinturas e leos. Baixo coeficiente de frico, portanto, apresenta notvel diminuio de energia consumida.

4 - BOMBAS4.1 INTRODUO Bombas so mquinas operatrizes hidrulicas que transferem energia ao fluido com a finalidade de transport-lo de um ponto a outro. Recebem energia de uma fonte motora qualquer e cedem parte Educao Profissional

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desta energia ao fluido sob forma de energia de presso, energia cintica ou ambas, isto , aumentam a presso do lquido, a velocidade ou ambas as grandezas.

4.2 FORMAS DE ACIONAMENTO As principais formas de acionamento so: - motores eltricos (forma mais usual); - motores de combusto interna (por ex.;Diesel, muito utilizado em sistemas de irrigao e bombas de combate a incndio); - turbinas (em sua grande maioria, turbinas a vapor).

4.3 CLASSIFICAO DAS BOMBAS No existe uma terminologia homognea sobre bombas, pois existem vrios critrios para designlas; entretanto, poderemos classific-las em duas grandes categorias: a) Bombas centrfugas (tambm chamadas Turbo-bombas); b) Bombas volumtricas ou de deslocamento positivo

4.3.1 Bombas Centrfugas Este tipo de bomba tem por princpio de funcionamento a transferncia de energia mecnica para o fluido a ser bombeado em forma de energia cintica. Por sua vez, esta energia cintica transformada em energia potencial (energia de presso) sendo esta a sua caracterstica principal. O movimento rotacional de um rotor inserido em uma carcaa (corpo da bomba) o rgo funcional responsvel por tal transformao. - Classificao das bombas centrfugas Em funo dos tipos e formas dos rotores, as bombas centrfugas podem ser divididas na seguinte classificao: Radiais ou Puras Quando a direo do fluido bombeado perpendicular ao eixo de rotao. Fluxo misto ou Semi-Axial Quando a direo do fluido bombeado inclinada em relao ao eixo de rotao. Fluxo Axial Quando a direo do fluido bombeado paralela em relao ao eixo de rotao.

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4.3.2 Bombas De Deslocamento Positivo Ao contrrio das bombas centrfugas, este tipo de mquina tem por caracterstica de funcionamento a transferncia direta da energia mecnica cedida pela fonte motora em energia potencial (energia de presso). Esta transferncia obtida pela movimentao de um rgo mecnico da bomba, que obriga o fluido a executar o mesmo movimento do qual ele est animado. O lquido, sucessivamente enche e depois expulso dos espaos com volume determinado no interior da bomba, dai resultando o nome de bombas volumtricas. A variao destes rgos mecnicos (mbolos, diafragma, engrenagens, parafusos, etc) , responsvel pela variao na classificao das bombas volumtricas ou de deslocamento positivo, as quais dividem-se em: a) Bombas de mbolo ou alternativas, b) Bombas rotativas

- Bombas De mboloNas bombas de mbolo, o rgo que produz o movimento do fluido um pisto que, em movimentos alternativos aspira e expulsa o fluido bombeado como demonstrado na figura abaixo:

1 - Vlvula de admisso 2 - Vlvula de descarga 3 - Movimento de aspirao 4 - Movimento de descarga

Princpio de funcionamento: 1) Movimentao de aspirao com conseqente fechamento da vlvula de descarga e abertura da vlvula de admisso, preenchendo de fluido o volume V1.

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2) Movimento de descarga com abertura da vlvula de descarga e fechamento da vlvula de admisso, esvaziando o fluido do volume V1, imprimindo-lhe energia potencial (de presso). Observaes gerais: - a descarga atravs da bomba intermitente; - as presses variam periodicamente em cada ciclo; - esta bomba capaz de funcionar como bomba de vcuo, caso no haja fluido a aspirar. - Bombas Rotativas A denominao genrica Bomba Rotativa designa uma srie de bombas volumtricas comandadas por um movimento de rotao, da a origem do nome. As bombas rotativas podem ser de parafusos (screw pumps), engrenagens, palhetas, lbulos, entre outras, conforme mostram as figuras abaixo:

O funcionamento volumtrico de todas elas consiste no preenchimento dos interstcios entre o componente girante e a carcaa, sendo que a somatria de todos eles, menos o vazamento natural (recirculao), corresponde a vazo total fornecida pela bomba. Nestas bombas, quando a velocidade constante, a descarga e a presso so praticamente constantes, embora rigorosamente falando, haja apenas flutuaes. 4.4 BOMBAS CENTRFUGAS - CLASSIFICAO As bombas centrfugas so geralmente classificadas por sua configurao mecnica geral. As caractersticas mais importantes, as quais incluem virtualmente todas as bombas centrfugas so:

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4.4.1 Bomba Centrfuga Com Rotor Em Balano Neste grupo de bombas, o rotor ou rotores, so montados na extremidade posterior do eixo de acionamento que, por sua vez, fixado em balano sobre um suporte de mancais. Este grupo de bombas subdividido em bombas monobloco, onde o eixo de acionamento da bomba o prprio eixo do acionador e bombas no monobloco, onde o eixo de acionamento da bomba distinto do eixo do acionador. O acoplamento entre eixos realizado geralmente por luvas elsticas.

4.4.2 Bomba Centrfuga Com Rotor Entre Mancais Neste grupo de bombas, o rotor ou rotores so montados num eixo apoiado por mancais em ambas as extremidades e os mesmos situam-se entre eles. Este grupo pode ser subdividido em bombas de simples e mltiplos estgios.

4.4.3 Curva Caracterstica De Uma Bomba Curvas caractersticas das bombas so representaes grficas que traduzem o funcionamento da bomba, obtidas atravs de experincias do fabricante, que fazem a bomba vencer diversas alturas Educao Profissional

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manomtricas com diversas vazes, verificando tambm a potncia absorvida e a eficincia da bomba.

- Obteno Da Curva Caracterstica De Uma Bomba O levantamento das curvas caractersticas das bombas realizado pelo fabricante do equipamento, em bancos de prova equipados para tal servio. De uma maneira simplificada, as curvas so traadas da seguinte forma, conforme esquema abaixo.

Considerando-se que: - Ps seja a presso de suco no flange de suco da bomba; - Pd seja a presso de descarga no flange de descarga da bomba; - a bomba em questo esteja comum dimetro de rotor conhecido; - exista uma vlvula situada logo aps a boca de recalque da bomba, com a finalidade de controle de vazo; - exista um medidor de vazo, seja ele qual for, para obtermos os valores da vazo em cada instante.

1 - Coloca-se a bomba em funcionamento, com a vlvula de descarga totalmente fechada (Q = 0); determina-se a presso desenvolvida pela bomba, que ser igual a presso de descarga menos a presso de suco. Com essa presso diferencial, obtm-se a altura manomtrica desenvolvida pela bomba, atravs da frmula:

Essa altura normalmente conhecida como altura no "shut-off", ou seja, altura desenvolvida pela bomba correspondente a vazo zero, a qual chamaremos de H0. 2 - Abre-se parcialmente a vlvula, obtendo-se assim uma nova vazo, determinada pelo medidor de vazo, a qual chamaremos de Q e procede-se de maneira anloga a anterior, para determinarmos a nova altura desenvolvida pela bomba nesta nova condio, a qual chamaremos de H1. 3 - Abre-se um pouco mais a vlvula, obtendo-se assim uma vazo Q3 e uma altura H3, da mesma forma que as anteriormente descritas.

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4 - Continuando o processo algumas vezes, obtemos outros pontos de vazo e altura, com os quais plotaremos em um grfico, onde no eixo das abcissas ou eixo horizontal, os valores das vazes e no eixo das ordenadas ou eixo vertical, os valores das alturas manomtricas.

Normalmente, os fabricantes alteram os dimetros de rotores para um mesmo equipamento, obtendo-se assim a curva caracterstica da bomba com uma famlia de dimetros de rotores, como mostrado abaixo.

Resumindo: As curvas caractersticas apresentadas pelos fabricantes, so obtidas nas bancadas de testes dos fabricantes, bombeando gua limpa temperatura ambiente. A curva (Q x H), representa a energia fornecida expressa em altura de coluna de lquido. A curva de (Q x NPSHr), representa a energia requerida no flange de suco da bomba. A curva de (Q x ), e a curva de (Q x P), representa os rendimentos e potncias consumidas pela bomba, quando operando com gua.

Para bombeamento de fluidos com viscosidades diferentes da gua, necessria a correodestas curvas para esta nova condio de trabalho.

Exemplos de curvas de bombas:

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- Ponto De Trabalho Se plotarmos a curva do sistema no mesmo grfico onde esto as curvas caractersticas das bombas, obteremos o ponto normal de trabalho na interseco destas curvas. Educao Profissional

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A curva acima mostra que esta bomba teria como ponto normal de trabalho: - Vazo (Qt) - Altura (Ht) - Potncia consumida (Pt) - Rendimento no ponto de trabalho ( t) 4.4.4 Cavitao/Npsh Uma definio simples de cavitao e NPSH seriam: uma intensa formao de bolhas de vapor na zona de baixa presso da bomba e posterior colapso destas bolhas na regio de alta presso e NPSH a presso mnima em termos absolutos, em metros de coluna de gua, acima da presso de vapor do produto, a fim de evitar a formao destas bolhas de vapor.

- Presso De Vapor Presso de vapor de um lquido a uma dada temperatura aquela qual o lquido coexiste em sua fase lquida e vapor. Numa mesma temperatura, quando tivermos uma presso maior que a presso de vapor, haver somente a fase lquida e quando tivermos uma presso menor que a presso de vapor, haver somente a fase vapor. A presso de vapor de um lquido cresce com o aumento da temperatura, assim, caso a temperatura seja elevada at um ponto que a presso de vapor iguale, por exemplo, a presso atmosfrica, resultar na evaporao do lquido, ocorrendo o fenmeno da ebulio. A tabela a seguir, mostra a presso de vapor em funo da temperatura, para a gua.

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- O Fenmeno Da Cavitao No deslocamento de pistes, nos "Venturis", no deslocamento de superfcies constitudas por ps, como sucede em bombas centrfugas, ocorrem inevitavelmente rarefaes no lquido, isto , presses reduzidas devido a prpria natureza do escoamento ou ao movimento impresso pelas peas mveis ao fluido. Se a presso absoluta baixar at atingir a presso de vapor ou tenso de vapor do lquido na temperatura em que este se encontra, inicia-se um processo de vaporizao do mesmo. Inicialmente, nas regies mais rarefeitas, formam-se pequenas bolsas, bolhas ou cavidades (dai o nome cavitao) no interior dos quais o lquido se vaporiza. Em seguida, conduzido pelo fluxo lquido provocado pelo orgo propulsor e com grande velocidade atingem regies de elevada presso, onde se processa o seu colapso, com a condensao do vapor e o retorno ao estado lquido. As bolhas que contm vapor do lquido parecem originar-se em pequenas cavidades nas paredes do material ou em torno de pequenas impurezas contidas no lquido, em geral prximas as superfcies, chamadas de ncleos de vaporizao ou de cavitao, cuja natureza constitui objeto de pesquisas interessantes e importantes. Portanto, quando a presso reinante no lquido se torna maior que a presso interna da bolha de vapor, as dimenses da mesma se reduzem bruscamente, ocorrendo o seu colapso e provocando o deslocamento do lquido circundante para seu interior, gerando assim uma presso de inrcia considervel. As partculas formadas pela condensao se chocam muito rapidamente umas de encontro a outras e de encontro superfcie que anteponha o seu deslocamento. As superfcies metlicas onde se chocam as diminutas partculas resultantes da condensao so submetidas a uma atuao de foras complexas, oriundas da energia liberada dessas partculas, que produzem percursses, desagregando elementos de material de menor coeso e formam pequenos orifcios, que, com o prosseguimento do fenmeno, do superfcie um aspecto esponjoso, rendilhado, corrodo. a eroso por cavitao. O desgaste pode assumir propores tais que pedaos de material podem soltar-se das peas. Cada bolha de vapor assim formada, tem um ciclo Educao Profissional

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entre crescimento e colapso, da ordem de poucos milsimos de segundo e induz a altssimas presses que atingem concentradamente a zona afetada. Para se ter idia desse processo, alguns pesquisadores mencionam que este ciclo repetido numa freqncia que pode atingir a ordem de 25.000 bolhas por segundo e que a presso provavelmente transmitida s superfcies metlicas adjacentes ao centro de colapso das bolhas pode atingir a presso de 1000 atm. Um outro aspecto que merece ateno que, tendo em vista o carter cclico do fenmeno, as aes mecnicas repetidas na mesma regio metlica ocasionam um aumento local de temperatura de at 800 C.

- Conseqncias Da Cavitao Os efeitos da cavitao dependem do tempo de durao, intensidade da cavitao, propriedade do lquido e resistncia do material eroso por cavitao, ou seja, a cavitao causa barulho, vibrao, alterao das curvas caractersticas e danificao ou "pitting" do material. O barulho e vibrao so provocados principalmente pela instabilidade gerada pelo colapso das bolhas. A alterao nas curvas caractersticas, e conseqente alterao no desempenho da bomba devida diferena de volume especfico entre o lquido e o vapor, bem como a turbulncia gerada pelo fenmeno. Esta alterao nas curvas mais drstica no caso de bombas centrfugas, pois neste caso, tendo em vista que o canal de passagem do lquido restrito, a presena de bolhas influencia consideravelmente o desempenho do equipamento. A danificao do material emuma bomba centrfuga geralmente ocorre no rotor, podendo tambm ocorrer nos corpos ou difusores. Geralmente, os pontos atacados no rotor esto situados na parte frontal da p, caso o ponto de trabalho esteja esquerda da vazo correspondente ao ponto de melhor rendimento ou na parte traseira, caso esteja situado direita. A cavitao poder ocorrer em maior ou menor intensidade. Quando ocorrer cavitao de pequena intensidade, seus efeitos sero muitas vezes imperceptveis, ou seja, no se notaro alterao nas caractersticas de performance da bomba, nem rudo e vibraes. Com o aumento desta intensidade, estes efeitos passaro a ser perceptveis atravs de rudo caracterstico (o rudo se parece com o crepitar de lenha na fogueira; um martelamento com freqncia elevada ou um misturador de concreto em alta velocidade). Deve-se verificar que a eroso por cavitao no se verifica no lugar onde as bolhas se formam, mas sim no local onde implodem. Na construo de mquinas hidrulicas, h uma tendncia para a escolha de rotaes elevadas de funcionamento, com a finalidade de se reduzir as dimenses do equipamento e, portanto, o custo; porm em tais condies aumenta-se o risco de cavitao.

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EXEMPLO DE UM ROTOR CAVITADO

- Npsh( Net Positive Suction Head) Um dos mais polmicos termos associados com bombas o NPSH. A compreenso deste conceito essencial para a correta seleo de uma bomba. A fim de caracterizar as condies para que ocorra boa "aspirao", foi introduzida na terminologia de instalaes de bombeamento a noo de NPSH. Esta grandeza representa a disponibilidade de energia com que o lquido penetra na boca de entrada da bomba. O termo NPSH um termo encontrado em publicaes na lngua inglesa.Em publicaes em vrios idiomas, conservou-se a designao NPSH, embora alguns autores utilizem o termo APLS "Altura Positiva Lquida de Suco" ou "Altura de Suco Absoluta". Para efeito de estudo e definio, o NPSH pode ser dividido em NPSH requerido e NPSH disponvel. - Npsh Disponvel uma caracterstica da instalao em que a bomba opera, e da presso disponvel do lquido no lado de suco da bomba. O NPSH disponvel pode ser calculado atravs de duas frmulas:

Prs - presso no reservatrio de suco (kgf/cm2) Patm - presso atmosfrica local (kgf/cm2) Pv - presso de vapor do lquido na temperatura de bombeamento (kgf/cm 2) Hgeos - altura geomtrica de suco (positiva ou negativa) (m) Hp - perdas de carga na suco (m) - peso especfico do fluido na temperatura de bombeamento (kgf/dm3) Educao Profissional

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10 - fator para acerto de unidades

NPSH disponvel na fase de operao Ps - presso no flange de suco (kgf/cm2) Patm - presso atmosfrica local (kgf/cm2) Pv - presso de vapor do lquido na temperatura de bombeamento (kgf/cm 2) vs - velocidade do fluxo no flange de suco (m/s) - peso especfico do fluido na temperatura de bombeamento (kgf/dm3) Zs - distncia entre as linhas de centro da bomba e do manmetro (m) g - acelerao da gravidade (m/s2) 10 - constante para acerto de unidades - Npsh Requerido A maioria das curvas caractersticas das bombas inclui a curva do NPSH requerido em funo da vazo. Esta curva uma caracterstica prpria da bomba e a rigor pode somente ser obtida experimentalmente nas bancadas de teste dos fabricantes. A expresso NPSH representa a energia em altura absoluta do lquido na suco da bomba acima da presso de vapor deste lquido, na temperatura de bombeamento, referida linha de centro da bomba. Portanto, o fim prtico do NPSH impor limitaes s condies de suco da bomba, de modo a manter a presso na entrada do rotor acima da presso de vapor do lquido bombeado. A presso mais baixa ocorre na entrada do rotor, portanto, se mantivermos a presso na entrada do rotor superior presso de vapor, no teremos vaporizao na entrada da bomba e evitaremos assim o fenmeno da cavitao. O fabricante define, deste modo, as limitaes de suco de uma bomba mediante a curva de NPSHrequerido. Para definio do NPSH requerido de uma bomba, utilizado como critrio a ocorrncia de uma queda de 3% na altura manomtrica para uma determinada vazo. Este critrio adotado pelo Hydraulic Institute Standards e American Petroleum Institute (API 610). Desde que a energia disponvel iguale ou exceda os valores de NPSH requerido, no haver vaporizao do lquido, o que evitar a cavitao e as respectivas conseqncias; deste modo, a bomba deve ser selecionada observando a seguinte relao:

Utiliza-se na prtica, que a margem entre o NPSHreq e o NPSHdisp, deve ser no mnimo de 10 a 15%, porm no inferior que 0,5 m. Assim sendo, para aplicao prtica, os valores de NPSH requerido informados pelo fabricante, so baseados no seguinte: - na queda de presso, desde o flange de suco at a p do rotor: Como o dimetro nominal do flange de suco normalmente desconhecido na fase de negociao, esta queda de presso inclui a altura de velocidade no flange de suco da bomba. A queda de presso do flange at o rotor no s perda de carga por atrito, mas constituda na maior parte pela transformao da presso em energia cintica.

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- na linha de centro da bomba: Tal prtica facilita os estudos de antiprojeto e de comparao entre diversos tipos de bombas, pois existem bombas com flanges de suco em diversas posies, por exemplo: lateral, axial, etc.

4.4.5 Perdas de carga em tubulaes A perda de carga no escoamento em uma tubulao ocorre devido ao atrito entre as partculas fluidas com as paredes do tubo e mesmo devido ao atrito entre estas partculas. Em outras palavras, uma perda de energia ou de presso entre dois pontos de uma tubulao.

- Tipos De Perda De Carga Distribuda So aquelas que ocorrem em trechos retos de tubulaes.

Localizada So perdas de presso ocasionadas pelas peas e singularidades ao longo da tubulao, tais como curvas, vlvulas, derivaes, redues, expanses, etc.

Total a soma das perdas de carga distribudas em todos os trechos retos da tubulao e as perdas de carga localizadas em todas as curvas, vlvulas, junes, etc.

APOSTILA DE MANUTENÇÃO MECÂNICA II

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