Diagrama Efeito Causa

57
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO TECNOLÓGICO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA PROJETO DE GRADUAÇÃO DIAGNOSE DAS PRINCIPAIS FALHAS E MELHORIAS NOS MÉTODOS DA MANUTENÇÃO PREVENTIVA E PREDITIVA DOS MOTORES DO LINGOTAMENTO CONTÍNUO GIZELE POLTRONIERI DO NASCIMENTO VITÓRIA – ES AGOSTO/2007

Transcript of Diagrama Efeito Causa

Page 1: Diagrama Efeito Causa

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO

CENTRO TECNOLÓGICO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

PROJETO DE GRADUAÇÃO

DIAGNOSE DAS PRINCIPAIS FALHAS E MELHORIAS NOS MÉTODOS DA MANUTENÇÃO PREVENTIVA E PREDITIVA

DOS MOTORES DO LINGOTAMENTO CONTÍNUO

GIZELE POLTRONIERI DO NASCIMENTO

VITÓRIA – ES AGOSTO/2007

Page 2: Diagrama Efeito Causa

GIZELE POLTRONIERI DO NASCIMENTO

DIAGNOSE DAS PRINCIPAIS FALHAS E MELHORIAS NOS MÉTODOS DA MANUTENÇÃO PREVENTIVA E PREDITIVA

DOS MOTORES DO LINGOTAMENTO CONTÍNUO Parte manuscrita do Projeto de Graduação da aluna Gizele Poltronieri do Nascimento, apresentado ao Departamento de Engenharia Elétrica do Centro Tecnológico da Universidade Federal do Espírito Santo, para obtenção do grau de Engenheiro Eletricista.

Page 3: Diagrama Efeito Causa

VITÓRIA – ES AGOSTO/2007

GIZELE POLTRONIERI DO NASCIMENTO

DIAGNOSE DAS PRINCIPAIS FALHAS E MELHORIAS NOS MÉTODOS DA MANUTENÇÃO PREVENTIVA E PREDITIVA

DOS MOTORES DO LINGOTAMENTO CONTÍNUO

COMISSÃO EXAMINADORA: ___________________________________ José Leandro Félix Salles - Orientador Orientador ___________________________________ Alexandre Toniati Co-orientador ___________________________________ Rosane Bodart Soares Examinador

Vitória - ES, 16, agosto, 2007

Page 4: Diagrama Efeito Causa

i

DEDICATÓRIA

A Deus fonte da minha vida e aos meus pais por toda a dedicação que tiveram comigo.

Page 5: Diagrama Efeito Causa

ii

AGRADECIMENTOS

Em primeiro lugar a Deus que me deu o dom da vida, saúde e força para

realizar este trabalho.

A minha família, pelo apoio incondicional durante todo o processo

acadêmico.

Aos professores José Leandro Félix Salles e Rosane Bodart Soares pela

orientação, apoio e incentivo na realização deste trabalho.

Ao meu grande amigo e padrinho Alexandre Toniati pelo apoio técnico e por

permitir participar deste projeto.

E a todos os meus amigos que direta ou indiretamente me apoiaram e

acreditaram que seria possível chegar aqui.

Page 6: Diagrama Efeito Causa

iii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Fluxograma operacional da CST..………………………………….….14

Figura 2 - Processo do lingotamento contínuo......................………………………..15

Figura 3 – Válvula gaveta da panela de aço…………………………………………18

Figura 4 - Analisador de vibração...............................................................................23

Figura 5 - Imagem obtida através de uma câmera termográfica.................................24

Figura 6 - Espectro de corrente de um motor em duas condições diferentes de

trabalho .......................................................................................................................25

Figura 7 – Transformador de corrente.........................................................................26

Figura 8 – Transformador de potencial.......................................................................26

Figura 9 – Analisador preditivo …….........................................................................27

Figura 10 – Evolução de uma falha elétrica ou mecânica...........................................27

Figura 11 – Diagrama de Pareto da queima de motores no lingotamento contínuo no

ano de 2005.................................................................................................................31

Figura 12 – Água spray de refrigeração dos rolos molhando os motores...................32

Figura 13 – Tirante de fixação solto............................................................................32

Figura 14 – Amortecedor quebrado............................................................................33

Figura 15 – Escovas com dimensões fora do padrão causando agarramento nos

porta - escovas.............................................................................................................33

Figura 16 – Regulagem indevida nas válvulas manuais das bombas..........................34

Figura 17 – Sistema de acionamento por polias..........................................................35

Figura 18 – Rotor do exaustor muito pesado, causando desbalanceamento no motor e

queima.........................................................................................................................35

Figura 19– Pontos de medição e direções para máquinas de altura de eixo igual ou

superior a 56 mm e igual ou inferior a 400 mm………………………………….…38

Figura 20 – Análise de espectro de corrente………………………………...………40

Figura 21 – Megômetro………………………………………………………….…..41

Figura 22 – Medidor de vibração................................................................................43

Figura 23 – Medidor de vibração................................................................................43

Figura 24 – Sensor de vibração...................................................................................44

Page 7: Diagrama Efeito Causa

iv

Figura 25 – Sensor de temperatura – PT 100.............................................................44

Figura 26 – Sensor de corrente...................................................................................45

Figura 27 – Câmera termográfica...............................................................................46

Figura 28 – Análise fotográfica da câmara termográfica............................................46

Figura 29 – Diagrama de Pareto da queima dos motores do ano de 2006..................47

Figura 30 – Diagrama de Pareto da queima dos motores do ano de 2007..................48

Figura 31 – Diagrama de Pareto da quantidade total de motores queimados.............48

Figura 32– Diagrama de Pareto das perdas de produção devido a queima de

motores........................................................................................................................49

Figura 33 – Diagrama de Pareto das queima de motores da ponte rolante.................49

Page 8: Diagrama Efeito Causa

v

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Especificações de Projeto e Características Operacionais da Máquina de

Lingotamento Contínuo Nº1 da CST ........................................................................... 16

Tabela 2 - Especificações de Projeto e Características Operacionais da Máquina de

Lingotamento Contínuo Nº2 da CST ........................................................................... 17

Tabela 3 - Análise dos valores de resistência de isolamento ...................................... 39

Page 9: Diagrama Efeito Causa

vi

GLOSSÁRIO

RCM: manutenção centrada na confiabilidade.

TPM: manutenção produtiva total.

JIT: manutenção “Just-in-Time”.

PA: Analisador preditivo.

MCM: Maintenance online condition monitoring ( monitorando as

condições de manutenção online).

CCM: Centro de controle de motores.

ETA´s: Estação de tratamento de água.

CST: Companhia Siderúrgica de Tubarão.

SISMANA: Sistema mecanizado de manutenção (software CST).

DEMAG: Empresa de equipamentos e linhas de processo para siderurgia

SCS: Sensor de corrente.

CLP: Controlador lógico programável.

LTQ: Laminação de Tiras à Quente.

Page 10: Diagrama Efeito Causa

vii

SUMÁRIO

DEDICATÓRIA ........................................................................................................... I

AGRADECIMENTOS .............................................................................................. II

LISTA DE FIGURAS ............................................................................................... III

LISTA DE FIGURAS ............................................................................................ IIIV

LISTA DE TABELAS..........................................................................................................V

GLOSSÁRIO ............................................................................................................. VI

SUMÁRIO ................................................................................................................ VII

RESUMO ..................................................................................................................... X

1 INTRODUÇÃO .............................................................................................. 11

2 CST E O LINGOTAMENTO CONTÍNUO [4] ........................................... 13

2.1 CST ................................................................................................................... 13

2.2 Apresentação e Funcionamento ........................................................................ 15

2.2.1 Panela de aço ........................................................................................... 18

2.2.2 Torre giratória .......................................................................................... 18

2.2.3 Válvula gaveta da panela de aço ............................................................. 18

2.2.4 Distribuidor ............................................................................................. 19

2.2.5 Válvula gaveta do distribuidor ................................................................ 19

2.2.6 Molde ....................................................................................................... 19

2.2.7 Segmentos ............................................................................................... 19

2.2.8 Máquina de corte ..................................................................................... 19

3 MANUTENÇÃO: MÉTODOS EXISTENTES E A INOVADORA

TECNOLOGIA [5] .................................................................................................... 20

3.1 Introdução ......................................................................................................... 20

3.2 Tipos de manutenção ........................................................................................ 21

3.2.1 Corretiva: ................................................................................................. 21

3.2.2 Preventiva: ............................................................................................... 21

3.2.3 Preditiva: ................................................................................................. 21

3.3 Onde aplicar a manutenção preditiva? .............................................................. 22

3.3.1 Análise de vibração: ................................................................................ 22

Page 11: Diagrama Efeito Causa

viii

3.3.2 Análise de fluídos: ................................................................................... 23

3.3.3 Termografia: ............................................................................................ 23

3.3.4 Análise por sinais elétricos: ..................................................................... 24

3.3.5 Análise on-line versus análise off-line: ................................................... 27

3.4 Qual método de manutenção preditiva deve ser utilizado? [6] ......................... 28

4 ANÁLISE DE FALHAS DOS MOTORES DA ÁREA DO

LINGOTAMENTO CONTÍNUO. ........................................................................... 29

4.1 Introdução ......................................................................................................... 29

4.2 Coleta de dados ................................................................................................. 30

4.3 Folha de coletas de dados ................................................................................. 30

4.4 Diagrama de Pareto ........................................................................................... 30

4.5 Análise das falhas ............................................................................................. 31

4.6 Diagrama de causa - efeito. ............................................................................... 35

4.7 Plano de Ação ................................................................................................... 36

5 MELHORIAS NAS MANUTENÇÕES FEITAS ATUALMENTE NO

LINGOTAMENTO CONTÍNUO QUE VALIDAM O ESTUDO REALIZADO.

[1] , [2] ,[3] .................................................................................................................. 37

5.1 Ações tomadas na manutenção para melhoria. ................................................. 37

5.2 Manuteção Preventiva: ...................................................................................... 37

5.2.1 Estabelecer número máximo para rebobinamento do motor. .................. 37

5.2.2 Contrato a empresa especializada em lubrificação. ................................ 37

5.2.3 Plano para troca de rolamentos por final de vida útil. [5] ....................... 38

5.2.4 Revisar padrões de manutenção em motores. ......................................... 38

5.2.5 Realizar medição de isolamento considerando a temperatura do motor.

[5] ..................................................................................................................... 39

5.2.6 Realizar medição de índice de polarização do motor. [5] ....................... 39

5.3 Manutenção Preditiva: ...................................................................................... 39

5.3.1 Manutenção preditiva em motores elétricos CA, rotor gaiola, por

análise de espectro de corrente. [1] .................................................................. 39

5.3.2 Instrumentalizar CCM´s para monitoração on-line dos motores ............ 40

Page 12: Diagrama Efeito Causa

ix

5.4 Equipamentos comprados e utilizados na manutenção ..................................... 41

5.4.1 Megger ou megômetro [8] ....................................................................... 41

5.4.2 Medidor de vibração [9] .......................................................................... 42

5.4.3 Sensores de vibração, temperatura e corrente para serem instalados nos

motores. ............................................................................................................ 44

5.4.4 Câmara Termográfica [13] ...................................................................... 45

6 CONCLUSÃO ................................................................................................ 47

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 51

ANEXOS ..................................................................................................................... 52

Page 13: Diagrama Efeito Causa

x

RESUMO

Este trabalho foi elaborado com o objetivo de realizar a análise crítica das

anomalias ocorridas nos motores do Lingotamento Contínuo durante 2005, propondo

soluções e implementando melhorias nas manutenções preventivas e preditivas dos

motores, a fim de criar um plano de ação para questionar as causas básicas que geram

a queima dos motores.

A metodologia empregada teve como base a analise dos motores do

Lingotamento Contínuo que geraram mais de uma ocorrência e/ou que provocaram

paradas de equipamento e produção.

Page 14: Diagrama Efeito Causa

11

1 INTRODUÇÃO

Além de serem um patrimônio ativo da empresa, os motores elétricos

representam ponto crítico de atenção em relação à estabilidade operacional. Por

exemplo, a cada um minuto de perda de produção, corresponde à perda de

U$$2.000,00 para a CST. Assim sendo, estes equipamentos merecem sem dúvida uma

gestão correta, pautada nos critérios mais modernos de controles da manutenção.

O conceito de falha ou quebra zero é considerado uma utopia, no entanto,

através da aplicação de políticas de manutenção com metas definidas, gerando plano

de ações para cada ocorrência é possível conseguir uma significativa redução das

falhas nos mesmos.

Diante do quadro de queima de motores na área do Lingotamento Contínuo da

CST, foi proposto este projeto com o objetivo de realizar uma coleta de dados, fazer a

análise das falhas dos motores e realizar um plano de ação para cada problema

apontado.

Também é objetivo deste projeto realizar um estudo de viabilidade da compra

de equipamentos para acompanhamento on line das variáveis do motor (corrente,

tensão, temperatura), pois anteriormente este acompanhamento era feito somente na

área com motor em operação. Com o acompanhamento on line é possível atingir o

principal objetivo, que é empregar técnicas preditivas a fim de acompanhar as causas.

A metodologia empregada tem como base a análise dos motores do

Lingotamento Contínuo que geram mais de uma ocorrência e/ou que provocam

paradas de equipamento e produção.

O trabalho será dividido em cinco partes distintas, a saber:

No capítulo 2 será feito uma descrição da CST e do processo de Lingotamento

Contínuo. No capítulo 3 são descritos os tipos de técnicas de manutenções existentes.

No capítulo 4 são feitas as análises das falhas dos motores da área de Lingotamento

Contínuo. No capítulo 5 são apresentadas as melhorias de Manutenção Preventiva e

Preditiva aplicadas aos motores do Lingotamento Contínuo. E finalmente

apresentamos no capítulo 6 a conclusão deste projeto.

Page 15: Diagrama Efeito Causa

12

Viabilidade do Projeto

Todos os equipamentos e materiais a serem utilizados neste projeto serão

fornecidos pela CST – Companhia Siderúrgica de Tubarão.

Page 16: Diagrama Efeito Causa

13

2 CST E O LINGOTAMENTO CONTÍNUO [4]

2.1 CST

A CST – Companhia Siderúrgica de Tubarão foi constituída em junho de

1976. Porém suas operações iniciaram em novembro de 1983. A CST é a maior

produtora mundial de semi-acabados, sendo estes tiras a quente e placas de aço. A

maior parte da sua produção é destinada à exportação.

A usina da CST é do tipo integrado, produzindo o aço a partir do

processamento direto de matérias-primas básicas, como o minério de ferro, carvão

mineral e calcário.

O ciclo operacional compreende cinco fases básicas mostradas na Figura 1.

Preparação das matérias-primas.

A preparação das matérias-primas compreende o recebimento e despacho do

carvão, do minério de ferro, das pelotas e outros materiais. O carvão é destinado à

coqueria, para a fabricação do coque. O minério e outros materiais são destinados à

Sinterização para a fabricação do sinter. As pelotas são destinadas diretamente para o

Alto Forno, que junto com outros materiais compõe a carga destinada à fabricação do

ferro gusa.

Produção do ferro gusa.

O Alto Forno é o equipamento destinado à fabricação do ferro gusa. O

carregamento dos materiais básicos como coque, sinter e pelotas, é feitos pelo seu

topo, enquanto que pela parte inferior é insuflado ar quente. O contato do ar quente

com o coque produz gases em alta temperatura. Estes gases em contato com a carga de

minério provocam sua redução e fundição, originando assim o ferro gusa.

Produção do aço.

O ferro gusa produzido no Alto Forno é transportado através de Carros

Torpedos e destinado à Aciaria para a fabricação do aço. O processo de fabricação do

aço se dá com o sopro de oxigênio no gusa líquido, onde ocorre a oxidação dos

elementos como carbono, fósforo, silício, manganês, produzindo assim o aço.

Page 17: Diagrama Efeito Causa

14

Produção de placas.

O processo de fabricação de placas da CST utiliza a tecnologia do

lingotamento contínuo, no qual o aço líquido sofre um resfriamento e solidificação em

processo contínuo. Este processo se dá em molde vazado com perfil pré-determinado.

Produção de bobinas de tiras à quente.

A fabricação de bobinas de tiras à quente utiliza o processo de laminação.

Partes das placas produzidas no Lingotamento Contínuo são enviadas ao processo de

Laminação de Tiras à Quente, onde sofrem um reaquecimento, e depois são destinadas

ao laminador para a produção das bobinas de tiras à quente.

Figura 1 - Fluxograma Operacional da CST.

Fonte: CST

Page 18: Diagrama Efeito Causa

15

Sendo a placa de aço um dos produtos finais destinados aos

clientes, a necessidade de controle de qualidade é exigida durante todo o processo de

fabricação desta no Lingotamento Contínuo.

O processo de fabricação de placas da CST utiliza a tecnologia do

lingotamento contínuo, no qual o aço líquido sofre um resfriamento e solidificação em

processo contínuo. Este processo se dá em molde vazado com perfil pré-determinado.

2.2 Apresentação e Funcionamento

A CST possui atualmente três máquinas de lingotamento contínuo.

O processo de lingotamento contínuo está ilustrado na Figura 2, onde são

mostrados seus principais equipamentos.

Figura 2 – Processo do lingotamento contínuo.

Fonte: CST

As especificações de projeto e características operacionais das máquinas de

lingotamentos contínuos da CST estão representadas nas Tabelas 1 e 2.

Page 19: Diagrama Efeito Causa

16

Máquina de Lingotamento Contínuo nº 1

Fornecedor: Mannesmann Demag.

Tipo: Dois veios, molde curvo e desdobramento progressivo.

Início de operação: Abril/1995

Capacidade anual: nominal = 1.800.000 t /ano ; real = 2.400.000 t /ano

Dimensões da placa

Espessura: 200,225 e 250 mm

Largura: 800 a 1650 mm

Comprimento: 5000 a 12500 mm

Raio de lingotamento

10,5 m

Comprimento metalúrgico

30,5 m

Distribuidor

Capacidade: 45 t

Controle de fluxo: Válvula gaveta

Molde

Sistema de oscilação eletro-mecânico

Comprimento: 900mm

Sistema de resfriamento: Ar misto

Segmento: Rolos segmentados

Tabela 1 - Especificações de Projeto e Características Operacionais da Máquina de Lingotamento

Contínuo Nº1 da CST

Fonte: CST

Page 20: Diagrama Efeito Causa

17

Máquina de Lingotamento Contínuo nº 2

Fornecedor: Mannesmann Demag.

Tipo: Dois veios, molde vertical-curvo e desdobramento progressivo.

Início de operação: Fevereiro/1998

Capacidade anual: nominal = 2.400.000 t /ano ; real = 2.800.000 t /ano

Dimensões da placa

Espessura: 200,225 e 250 mm

Largura: 750 a 1050 mm (twin),

1050 a 2100(single)

Comprimento: 5000 a 12500 mm

Raio de lingotamento

9,01 m

Comprimento metalúrgico

35,2 m

Distribuidor

Capacidade: 60 t

Controle de fluxo: Válvula gaveta

Molde

Molde ressonante

Comprimento: 900mm

Sistema de resfriamento: Ar misto

Segmento: Rolos segmentados

Tabela 2 - Especificações de Projeto e Características Operacionais da Máquina de Lingotamento Contínuo Nº2

da CST

Fonte: CST

Page 21: Diagrama Efeito Causa

18

2.2.1 Panela de aço

Tem como função básica o transporte e armazenamento de aço da aciaria para

o lingotamento contínuo; possui um sistema de válvula tipo gaveta em sua parte

inferior responsável pelo controle de fluxo de aço destinado ao lingotamento contínuo.

2.2.2 Torre giratória

Equipamento destinado à sustentação da panela de aço durante o processo de

lingotamento. Possui dois braços de sustentação, permitindo que enquanto uma panela

de aço está em processo de lingotamento a outra fique na condição de espera. Quando

do final do aço da panela em lingotamento, através de um giro de 180 graus, é feita a

troca da panela vazia pela cheia, dando assim continuidade ao processo.

2.2.3 Válvula gaveta da panela de aço

Equipamento instalado na parte inferior da panela de aço responsável pelo

controle da vazão do aço da panela de aço para o distribuidor. O controle da vazão se

dá através do deslocamento das placas sobrepostas (placas deslizantes), conforme

mostra o desenho em corte da Figura 3.

Figura 3 – Válvula gaveta da panela de aço.

Fonte: CST

Page 22: Diagrama Efeito Causa

19

2.2.4 Distribuidor

Equipamento instalado entre a panela de aço e o molde, tem como finalidade

principal distribuir o aço entre os veios da máquina, proporcionando condições de

controle e vazão do aço para os moldes e também manter a continuidade do processo

durante as trocas de panelas de aço.

2.2.5 Válvula gaveta do distribuidor

Válvulas localizadas nos extremos do distribuidor sendo uma por veio, que

tem função de controlar a vazão de aço para os moldes.

2.2.6 Molde

Destina-se a solidificação inicial da placa e a definição de sua forma e

dimensões. Grande parte da qualidade da placa está diretamente relacionada com o

funcionamento do molde. O molde é composto de placas de cobre, que são

refrigeradas internamente, através de circulação de água, para extrair o calor

proveniente do contato com aço líquido. Por este sistema o molde processa a

solidificação de uma pele de aço que suporta a massa líquida; esta solidificação avança

à medida que a placa desce na máquina.

2.2.7 Segmentos

Conjunto de rolos, cuja função é amparar a pele solidificada evitando que a

mesma se deforme ou se rompa devido à pressão ferrostática da coluna do aço líquido

do molde. As máquinas da CST possuem quatorze segmentos. Cada segmento, a partir

do segmento segundo, possui o seu rolo central superior motorizado e articulado, tendo

a função de extrair as placas de aço.

2.2.8 Máquina de corte

Efetua o corte automático das placas, através de maçaricos alimentados por

gás natural e oxigênio. Os comprimentos das placas são de tamanhos variados, (no

mínimo cinco metros e no máximo doze metros e meio).

Page 23: Diagrama Efeito Causa

20

3 MANUTENÇÃO: MÉTODOS EXISTENTES E A

INOVADORA TECNOLOGIA [5]

3.1 Introdução

Os motores são o centro da maioria dos processos de produção. Por este

motivo essas máquinas merecem preocupações adicionais para se aumentar a

confiabilidade do processo produtivo. Assim, muitas técnicas têm sido desenvolvidas

com o propósito de monitorar o comportamento e o desempenho do motor.

Entende-se por monitoração da condição de máquinas elétricas o processo

contínuo de avaliação da saúde do equipamento durante toda a sua vida útil.

A principal função de um sistema de monitoração preditivo é reconhecer o

desenvolvimento de falhas ainda em um estado inicial. Quanto mais prematura for a

detecção da falha, mais fácil para o departamento de manutenção agendar uma parada

programada para a correção do problema.

O processo de monitoração contínua da condição de máquinas elétricas vitais

para o processo de produção traz benefícios significantes para a empresa. Os principais

benefícios são: maior eficiência do processo produtivo, redução das perdas por paradas

não-programadas, aumento da vida útil do equipamento e criação de um histórico de

falhas.

Nos últimos anos, têm-se discutido amplamente a gerência de manutenção

preditiva. Tem-se definido uma variedade de técnicas que variam desde o

monitoramento da vibração até imagens em infravermelho. A manutenção preditiva,

tem sido reconhecida como uma técnica eficaz de gerenciamento de manutenção.

Outras terminologias tem surgido como ferramentas de gerência de

manutenção, estes novos termos : RCM (manutenção centrada na confiabilidade),

TPM (manutenção produtiva total) e JIT(manutenção “Just-in-Time”) são apresentadas

como substitutas à manutenção preditiva e a solução definitiva aos seus altos custos de

manutenção.

Page 24: Diagrama Efeito Causa

21

3.2 Tipos de manutenção

Quando falamos da manutenção em uma indústria, seja de sistemas elétricos

ou mecânicos, costumamos separá-las em três tipos:

3.2.1 Corretiva:

A manutenção é feita apenas quando um equipamento quebra ou para de

funcionar. Esta manutenção não é a indicada pois: Em equipamentos de grande

importância na planta industrial, este é um método caro e pouco funcional.

Gera paradas não programadas causando manutenções emergenciais, pagando

mais caro tanto pelos materiais a serem substituídos quanto pela mão-de-obra.

Além disso, esta parada reduz os índices de performance da produção da

empresa e podem provocar grandes prejuízos financeiros com atrasos, cancelamentos

de pedidos, entre outros.

3.2.2 Preventiva:

Consiste em programar revisões ou troca de componentes baseados no fator

tempo de utilização. É muito eficaz para problemas simples, porém não resolve

degradações relacionadas a má utilização de componentes ou componentes com vida

útil menor do que a esperada.

Depende muito dos tempos de utilização adotados para troca (normalmente

baseados em estimativas ou levantamentos empíricos), uma vez que se forem

subestimados poderão ocorrer problemas no processo e se forem superestimados

haverá desperdício na troca de um componente que ainda não chegou ao final de sua

vida útil.

3.2.3 Preditiva:

É a maneira mais inteligente de se realizar a manutenção, porém, devido ao

seu custo, é mais aplicável a processos essenciais de uma planta industrial.

Consiste em monitorar os parâmetros (como exemplo elétricos: corrente,

tensão, potência e mecânicos:temperatura, vibração) de forma a ser possível identificar

se o sistema está funcionando da maneira correta ou não.

Para exemplificar a eficácia deste método, basta dizermos que com ele é

possível detectar qual componente de um complexo sistema está com defeito, bem

Page 25: Diagrama Efeito Causa

22

como prever em quanto tempo ocorrerá uma parada se não for feita uma

intervenção.

Existem diversas formas – baratas e caras – de se realizar a manutenção

preditiva, sendo que sua eficácia dependerá sempre da especialização e conhecimento

técnico do pessoal de manutenção envolvido.

Nos últimos tempos, nota-se uma mudança de postura nas indústrias: a

manutenção não é mais encarada como um mero gasto, mas sim como um

investimento que garante a confiabilidade da planta e reduz paradas não programadas,

que são as grandes vilãs do planejamento de uma indústria.

3.3 Onde aplicar a manutenção preditiva?

A manutenção preditiva é aplicável a qualquer processo industrial, seja um

processo elétrico, mecânico ou eletro-mecânico.

Em uma planta industrial os três tipos de manutenção (corretiva, preventiva e

preditiva) sempre conviverão juntos, cada um relacionada à importância daquele

processo dentro da planta industrial.

Por exemplo: que sentido faz gastar-se milhares de reais na manutenção

preditiva de uma pequena bomba utilizada para irrigar o jardim? Já uma outra pequena

bomba (talvez com o mesmo valor comercial) que seja utilizada para bombear o óleo

de lubrificação de uma grande máquina pode merecer a atenção da manutenção

preditiva, uma vez que sua quebra pode interromper todo um processo de produção e

até mesmo ocasionar danos a máquina que é lubrificada.

Em suma, a definição da aplicação da manutenção preditiva depende da

importância do processo a ser monitorado.

A seguir os métodos mais conhecidos, sua eficácia e relação custo/benefício.

3.3.1 Análise de vibração:

É baseada em um sensor mecânico (normalmente um acelerômetro) que emite

sinais elétricos variados conforme a vibração do sistema

Com o uso de um analisador de vibrações (conectado a este acelerômetro) é

possível diagnosticar falhas do sistema e definir se as mesmas estão dentro de um nível

Page 26: Diagrama Efeito Causa

23

tolerável ou não. Existem inclusive normas que definem o que é uma

vibração aceitável.

O analisador de vibração é ilustrado na Figura 4.

Obviamente, esta técnica depende da habilidade do operador em posicionar o

sensor mecânico (em uma análise o sensor sempre é posicionado em diversos locais),

excluir possíveis vibrações externas e analisar o resultado da forma correta, o que

demanda conhecimento do processo a ser analisado.

Figura 4 – Analisador de vibração.

Fonte: WEG

3.3.2 Análise de fluídos:

Baseia-se em analisar os lubrificantes utilizados nas partes mecânicas do

processo. Através da análise de sua viscosidade e de fragmentos encontrados, é

possível detectar a degradação do sistema.

É mais aplicável para apontar defeitos mecânicos e requer especialista para

a análise, bem como métodos químicos para a execução da mesma.

3.3.3 Termografia:

É a análise pela diferença de temperatura (e sobreaquecimentos) em

sistemas elétricos e mecânicos.

Este método bastante eficaz, embora as câmeras utilizadas para

obterem-se imagens detalhadas custem caro e requeiram uma certa experiência para

sua operação.

Page 27: Diagrama Efeito Causa

24

É um método muito interessante para se detectar degradação em

isoladores, parafusos de conexão, conectores e contatoras e disjuntores, pois os

defeitos nestes tipos de componente causam grande variação de temperatura.

A título ilustrativo a Figura 5 mostra a imagem obtida de uma câmera

termográfica.

Figura 5 – Imagem obtida através de uma câmera termográfica.

Fonte: WEG

O uso de coletores de dados, isto é, a análise feita de tempos em tempos

(como é comum na análise de vibrações e na termografia) apresenta um grande

problema: se o intervalo for muito grande ou uma falha se desenvolver rapidamente

entre estes intervalos, não será possível a detecção ou, se a detecção ocorrer, será

muito tardia.

3.3.4 Análise por sinais elétricos:

Existem diversos métodos de se analisar a condição de um sistema eletro-

mecânico através dos sinais elétricos.

Em geral, os sistemas costumam adotar a análise do espectro da corrente,

que contém, embora de forma um pouco diferente, as mesmas informações existentes

em um espectro obtido por um analisador de freqüência.

Este tipo de análise pode ser feito tanto de forma off-line (coletor de

dados) quanto on-line, sendo o método tradicional pela análise da espectro de corrente.

Page 28: Diagrama Efeito Causa

25

Esta análise baseia-se no princípio de que a corrente do motor sempre

sofrerá alterações quando houver alguma falha elétrica ou mecânica, ou mesmo uma

modificação da forma de trabalho do sistema.

A análise pelo espectro de corrente, no entanto, não é imune as

constantes variações elétricas presentes nas redes de energia, em especial em regiões

remotas.

A Figura 6 a título ilustrativo representa o espectro de corrente de um motor

em duas condições diferentes de trabalho

Figura 6 – Espectro de corrente de um motor em duas condições diferentes de trabalho.

Fonte: WEG

A novidade nesta área da manutenção preditiva é a tecnologia MCM

(Maintenance online condition monitoring), utilizada no analisador preditivo PA

fabricado pela KRON Instrumentos Elétricos, ilustrado na Figura 9. O método MCM

baseia-se no princípio de detecção de falhas através do modelamento matemático. [6]

Page 29: Diagrama Efeito Causa

26

É um método muito eficaz, pois se baseia na correlação

entre tensão e corrente e, com isso, permite monitorar tanto o funcionamento mecânico

quanto elétrico do sistema monitorado.

O uso da correlação torna este método imune a variações da rede

elétrica e não existe a detecção de falsos alarmes. Além disso, pelo fato de toda a

análise ser feita no equipamento, não há nenhuma dependência a um sistema externo

de aquisição.

Em todas as análises feitas por sinais elétricos há imunidade a

vibrações externas e, no sistema MCM, o operador não necessita ser um especialista,

pois o equipamento se encarrega da análise e da formulação de um status.

Como sensores, são comumente utilizados sensores de efeito hall,

transformadores de corrente, divisores resistivos e transformadores de potencial.

Visando operar com sistema de alta eficiência e baixo custo, o analisador preditivo

trabalha com TCs (transformadores de corrente) e TPs (transformadores de potencial)

como sensores, ilustrados nas Figura 7 e Figura 8.

Figura 7 – Transformador de corrente.

Fonte: WEG

Figura 8 – Transformador de potencial.

Fonte: WEG

Outra vantagem adicional é a possibilidade de utilização em atmosferas

agressivas ou em motores inacessíveis aos outros métodos (exemplo: bombas

submersas).

Page 30: Diagrama Efeito Causa

27

Figura 9 – Analisador preditivo – PA.

Fonte: KRON

3.3.5 Análise on-line versus análise off-line:

Em geral, as análises também podem ser divididas entre as que são feitas de

forma on-line (monitoramento contínuo) e as feita de forma off-line (coletores de

dados). O gráfico da Figura 10 abaixo mostra a título ilustrativo, o comportamento de

evolução de uma falha elétrica ou mecânica.

Figura 10 – Evolução de uma falha elétrica ou mecânica.

Fonte: WEG

Conforme pode se notar, a análise off-line tem intervalos regulares que, muitas

vezes, ocasionam a detecção do problema em um estágio muito avançado ou

simplesmente o problema evolui e se transforma em uma parada antes mesmo da

análise ser feita.

Page 31: Diagrama Efeito Causa

28

Já com o monitoramento on-line, isto não ocorre, uma vez que o

sistema está sendo continuamente monitorado.

3.4 Qual método de manutenção preditiva deve ser utilizado? [6]

Em geral, não existe uma receita infalível para uma determinada aplicação. O

que é recomendável é um “mix” de todas as manutenções e métodos aqui citados.

Por ser um equipamento de baixo custo (abaixo de US$ 2.000), o PA é uma

excelente alternativa aos métodos tradicionais, uma vez que:

Sua instalação é simples. O PA pode ser instalado no CCM, na porta do

painel, e possui dimensional compacto de 96x96mm;

É um equipamento completo: além da função preditiva, o PA incorpora

também medições de tensão, corrente e potências.

Permite aplicação de rateio de custos: monitora também o consumo de

energia, permitindo que o gasto com energia elétrica seja incorporado ao controle de

custos da empresa.

Funciona de forma contínua e independe de sistemas ou softwares externos.

Pode ser integrado ao sistema de automação existente na empresa.

Fornece um status que permite analisar se o sistema está funcionamento

corretamente ou se existe uma falha, permitindo, inclusive, determinar a gravidade

desta falha.

No momento em que o PA detectar um problema, é utilizada a análise de

vibração ou termografia para se avaliar em qual parte do sistema está o problema, bem

como sua extensão e solução.

A tecnologia MCM utilizada pelo PA não é substituta da análise de vibração

ou termografia, mas sim um eficaz complemento, bom custo/benefício e fácil

operação.

Page 32: Diagrama Efeito Causa

29

4 ANÁLISE DE FALHAS DOS MOTORES DA ÁREA DO

LINGOTAMENTO CONTÍNUO.

4.1 Introdução

Para conhecer os motivos pelos quais os motores de um parque fabril estejam

queimando, quebrando ou falhando é preciso relatar, pelo menos durante algum tempo,

as queimas desses motores, com o objetivo de descobrir as causas ou falhas crônicas

que envolvem o problema.

A partir disso, é preciso tomar medidas corretivas necessárias diretamente nas

causas dessas falhas crônicas, para evitar futuras repetições do fato.

Por exemplo, quando um motor é queimado devido ao eixo do rotor ter

quebrado, em geral, é costume soldar o eixo e usiná-lo ( o eixo do motor pode ficar

desbalenceado com isso), quando o mais acertado é a substituição do rotor, para que

não haja possibilidades do eixo quebrar novamente danificando o motor. Neste caso,

também é necessário verificar as causas da quebra se foi carga mecânica excessiva ou

excesso de vibração no equipamento, sanando o problema e eliminando futuras

ocorrências.

A quantidade de fatores que podem levar à queima de um motor elétrico é

muito grande.

Na prática podemos subdividir os principais defeitos motivadores de queimas

em apenas seis alíneas:

- Sobrecarga;

- Curto entre- espiras ou contra a massa;

- Falta de fase;

- Quebra do rolamento;

- Umidade;

- Outros.

Page 33: Diagrama Efeito Causa

30

4.2 Coleta de dados

Para o ensaio de campo de motores estes valores são básicos, visando obter

dados para avaliação dos equipamentos, permitindo a programação de intervenções,

impedindo que haja paradas não programadas.

Assim devemos padronizar o retorno de dados e forma de coleta.

Para os motores deve-se preparar uma planilha de dados, com os valores a

serem verificados, dados relativos aos equipamentos, e dados do momento da

avaliação, com nome do executante e dia, para permitir sanar qualquer dúvida sobre o

teste de campo.

Para sistematizar esta coleta de dados padroniza-se a ficha de dados, que

deverá ser preenchida de forma mais clara possível.

No estudo deste projeto foram priorizados os motores que geraram paradas de

produção, os de maior relevância e os que obtiveram ocorrências repetitivas.

4.3 Folha de coletas de dados

Essa ficha serve para permitir perfeita identificação do equipamento,

prioridade de execução do serviço, destino, motivo da retirada, serviços executados e

situação do processo operacional, ilustrada no anexo A.

Uma vez preenchidos os dados desta ficha deverá ser inserida em um sistema

de armazenamento de dados.

São Anotados a data e responsável pelas medições, para sanar as dúvidas que

possam vir a surgir sobre a manutenção. E os relatórios gerencias de manutenção, onde

são registradas as perdas de produção do processo com seus motivos).

4.4 Diagrama de Pareto

A primeira etapa do trabalho constitui-se na coleta de informações dos dados

dos motores que geraram parada de equipamento ou de produção no lingotamento

contínuo nos ano de 2005.

No ano de 2006 foi o ano de estudo da viabilidade das técnicas preventivas e

preditivas.

Page 34: Diagrama Efeito Causa

31

E o ano de 2007 está sendo o ano de retorno das metodologias

estudadas e verificação dos resultados esperados.

Estes dados foram estratificados por área, por ocorrência de repetição e por

motores de grande relevância.

Após a estratificação realizou-se um Diagrama de Pareto para cada área,

representado na Figura 11.

O Diagrama de Pareto é um gráfico de barras que ordena as frequências das

ocorrências, da maior para a menor, permitindo a priorização dos problemas. Mostra

ainda a curva de percentagens acumuladas. Sua maior utilidade é a de permitir uma

fácil visualização e identificação das causas ou problemas mais importantes,

possibilitando a concentração de esforços sobre os mesmos.

Figura 11 – Diagrama de Pareto da queima de motores no lingotamento contínuo no ano de 2005.

Fonte: CST

4.5 Análise das falhas

a) Motor queimado – Mesa de rolos.

Motivos das queimas: em relação a mão de obra: deficiência na execução das

manutenções periódicas dos freios; em relação ao método: alto período entre

manutenções nos freios; regulagem inadequada dos bicos spray de refrigeração das

mesas de rolos( ilustrado Figura 12); em relação a máquina: sistema de amortecedores

dos redutores inadequados(Figura 13 e 14); acoplamentos entre motor/redutor

deficientes; sistema de frenagem inadequada para a aplicação; em relação ao meio

24

86

3 2

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00 Mesas de Rolos

Pontes Rolantes

ETAs

Exaustores

Pré-Aquecedores

Page 35: Diagrama Efeito Causa

32

ambiente: água incidindo nos motores oriunda da refrigeração dos rolos das mesas

causando baixo isolamento e corrosão nas carcaças.

Figura 12 – Água spray de refrigeração dos rolos molhando os motores.

Fonte: CST

Figura 13 – Tirante de fixação solto.

Fonte: CST

Page 36: Diagrama Efeito Causa

33

Figura 14 – Amortecedor quebrado.

Fonte: CST

b) Motor queimado – Ponte rolante.

Motivos das queimas: em relação a mão de obra: manutenção inadequada no

painel de acionamento do motor da Unidade Hidráulica 44PR02; em relação ao

método: 44PR02 não projetada originalmente para ritmo operacional atual , causando

elevação de temperatura nos motores da elevação; em relação a máquina: material de

fabricação de porta-escovas inadequado 44PR01; escovas fabricadas fora das

dimensões padronizadas ilustrado na Figura 15; em relação ao projeto: Sistema de

controle de velocidade das pontes DEMAG inadequado; talhas DEMAG não possuem

relés térmicos.

Figura 15 – Escovas com dimensões fora do padrão causando agarramento nos porta-escovas.

Fonte: CST

Page 37: Diagrama Efeito Causa

34

c) Motor queimado – ETA´S.

Motivos das queimas: em relação ao método: regulagem indevida nas válvulas

manuais das bombas ilustrado na Figura 16, causando sobrecarga nos motores; em

relação a máquina: elementos térmicos danificados, não protegendo os motores por

sobrecarga; em relação ao projeto: erro no projeto de cálculo dos elementos térmicos

de alguns motores; erro no projeto do cálculo da potência dos motores versus a vazão

das bombas; em relação à medição: Inexistência de instrumentos para medição

preditiva on-line, dificultando diagnose.

Figura 16 – Regulagem indevida nas válvulas manuais das bombas.

Fonte: CST

d) Motor queimado – Exaustores.

Motivos da queima: em relação a mão de obra: Falha na montagem do

conjunto mancal/rolamento do motor ; em relação ao método: Inexistência de critérios

definidos para regulagem do damper de exaustão; Desconhecimento do

comportamento da vida útil do motor em relação a temperatura e classe de trabalho;

em relação a máquina: rolamento do motor inadequado do para o tipo de acionamento

em relação ao projeto: Projeto original eletromecânico do sistema de exaustão

inadequado ilustrado na Figura 17; em relação a medição: Motor com carcaça

subdimensionada para a potência requerida.

Page 38: Diagrama Efeito Causa

35

Figura 17 – Sistema de acionamento por polias.

Fonte: CST

e) Motor queimado – Pré – Aquecedores.

Motivos da queima: em relação ao método: desconhecimento do

comportamento da vida útil do rolamento do motor; em relação ao projeto:

projeto do rotor do exaustor do motor do pré-aquecedor inadequado ilustrado

na Figura 18.

Figura 18 – Rotor do exaustor muito pesado, causando desbalanceamento no motor e queima.

Fonte: CST

4.6 Diagrama de causa - efeito.

Na segunda etapa elaborou-se um diagrama de causa - efeito para cada motor

identificado no diagrama de Pareto, com intuito de visualizar o quadro que gerou a

queima do motor.

O Diagrama de Ishikawa ou Espinha-de-peixe é uma ferramenta utilizada pela

Administração para o Gerenciamento e o Controle da Qualidade (CQ) em processos

diversos. Originalmente proposto pelo engenheiro químico Kaoru Ishikawa em 1943 e

Page 39: Diagrama Efeito Causa

36

aperfeiçoado nos anos seguintes. Também é conhecido como: diagrama

causa-efeito. Este diagrama é também conhecido como 6M pois, em sua estrutura,

todos os tipos de problemas podem ser classificados como sendo de seis tipos

diferentes: Método, matéria-prima, mão-de-obra, máquina,medição e meio ambiente.

No Anexo B apresenta-se a título ilustrativo o diagrama de causa-efeito dos

motores da mesa de rolos.

4.7 Plano de Ação

Por fim para cada caso apontado após o levantamento da causa e estudo do

que gerou a queima, foi elaborado um plano de ação.

O plano de ação é composto por uma série de providências / tarefas a serem

efetuadas a partir de um planejamento.

Num plano de ação as providências são devidamente priorizadas e listadas por

ordem cronológica.

Deve constar também no plano de ação:

- quem é o responsável pela execução;

- qual o prazo e/ou data limite para a sua conclusão;

- quais os recursos necessários.

No anexo C a titulo ilustrativo o plano de ação para os motores da mesa de

rolos.

Page 40: Diagrama Efeito Causa

37

5 MELHORIAS NAS MANUTENÇÕES FEITAS ATUALMENTE

NO LINGOTAMENTO CONTÍNUO QUE VALIDAM O ESTUDO

REALIZADO. [1] , [2] ,[3]

5.1 Ações tomadas na manutenção para melhoria.

Após o levantamento dos motores queimados, estudo das causas que levaram a

queima e a tomada do plano de ação realizou-se um estudo das técnicas preditivas que

melhor se enquadrava em cada caso, a fim de obter nos anos conseguintes um

resultado satisfatório para que as ocorrências não acontecessem novamente.

Estas ações dizem tanto no que diz a chamada manutenção preventiva, quanto

na preditiva. Das técnicas usadas a saber:

5.2 Manuteção Preventiva:

5.2.1 Estabelecer número máximo para rebobinamento do motor.

O excesso de rebobinamento nos motores leva à perda de eficiência,

diminuição progressiva da vida útil (queima com maior facilidade) e ao aumento das

perdas em energia elétrica.

Para o lingotamento contínuo foi estabelecido que o número máximo de

rebobinamentos que um motor pode sofrer é: 5 . (Segundo literatura técnica, em cada

rebobinamento perde-se em torno de 2% do rendimento do motor). [7]

O número de rebobinamentos igual a 5 foi estabelecido pela oficina elétrica da

CST, por motivos internos da empresa, em uma outra empresa este valor pode ser

maior ou menor.

5.2.2 Contrato a empresa especializada em lubrificação.

O Departamento de Manutenção de Controle de Processo contratou

a empresa HILUB, especializada em lubrificação para realizar todo gerenciamento do

processo de lubrificação de motores, conforme padrão técnico interno da empresa CST

Page 41: Diagrama Efeito Causa

38

“ Plano de Lubrificação de Mancais de Rolamento, Lubrificados a Graxa,

de Motores Elétricos”.

5.2.3 Plano para troca de rolamentos por final de vida útil. [5]

Elaborar plano de manutenção no SISMANA para troca dos rolamentos por

final de vida útil orientado pelos manuais do fabricante e/ou pelo Padrão Técnico

interno da empresa CST: “Requisitos técnicos para elaboração de plano de inspeção

preditiva de motores elétricos de indução”.

Na Figura 19, a maneira de como se dá a medição em relação ao motor no

campo.

Figura 19– Pontos de medição e direções para máquinas de altura de eixo igual ou superior a 56 mm e igual ou

inferior a 400 mm.

Fonte: CST

5.2.4 Revisar padrões de manutenção em motores.

Revisar padrões de manutenção, acrescentando informações / recomendações

técnicas contidas nos manuais do fabricante e “Requisitos técnicos para elaboração de

plano de inspeção preditiva de motores elétricos de indução”.

Page 42: Diagrama Efeito Causa

39

5.2.5 Realizar medição de isolamento considerando a temperatura do motor. [5]

Sendo: Tenrol = temperatura do enrolamento (ºC)

Temos: Fator de correção = 2( Tenrol – 40 ) / 10

Logo: Resistência de isolamento (40ºC) = Fator de correção x Resistência de

isolamento medida.

5.2.6 Realizar medição de índice de polarização do motor. [5]

Realizar medição de índice de polarização do motor, conforme critérios

definidos no Padrão Técnico: “Requisitos técnicos para elaboração de plano de

inspeção preditiva de motores elétricos de indução”.

Na Tabela 3 são demonstrados os critérios para análise de resistência de

isolamento.

Tabela 3 – análise dos valores de resistência de isolamento.

5.3 Manutenção Preditiva:

5.3.1 Manutenção preditiva em motores elétricos CA, rotor gaiola, por análise de

espectro de corrente. [1]

Plano de manutenção no SISMANA para manutenção preditiva em motores

Page 43: Diagrama Efeito Causa

40

elétricos CA, rotor gaiola, por análise de espectro de corrente ilustrado na

Figura 20.

Esta técnica visa monitorar os problemas encontrados no motor via análise do

espectro da corrente.

Figura 20 – Análise de espectro de corrente.

5.3.2 Instrumentalizar CCM´s para monitoração on-line dos motores

A idéia de intrumentalizar CCM´s é para que o operador tenha acesso ao que

está ocorrendo com o motor on-line. Isto significa que ele não precisa esperar a

manutenção preventiva na qual o operador vai a campo com o motor parado, para

obter dados sobre o mesmo. Esta técnica que leva o operador a campo nas paradas

preventivas nem sempre são satisfatórias porque não revelam o que ocorreu com o

motor durante todo o tempo de operação. E também dependendo do momento se no

ínicio da parada ou se passou um tempo que ele foi desligado, os dados também

podem ser distorcidos do real.

Page 44: Diagrama Efeito Causa

41

Portanto esta técnica de empregar ferramentas que registram a todo o tempo,

via sala de controle os dados, podendo também armazenar para análise posterior.

Neste ponto as variáveis monitoradas são: Corrente, tensão, temperatura,

vibração.

5.4 Equipamentos comprados e utilizados na manutenção

5.4.1 Megger ou megômetro [8]

Mede a resistência de isolamento dos motores.

O megômetro digital (ilustrado na Figura 21) é um medidor de resistência de

isolação de fácil uso, podendo operar com tensões de 100, 250, 500 e 1000 V,

permitindo a medição até 1000 megaohms.

Permite o uso como voltímetro AC para tensões até 750V e como ohmímetro

para baixas resistências usado para testes de enrolamentos de motores, bobinas,

lâmpadas e outros.

Este megômetro digital tem ajuste de zero automático, proteção de sobrecarga

e circuito de descarga de alta tensão também automático, permitindo a operação de

maneira segura sem os indesejáveis choques elétricos.

Figura 21 – Megômetro.

Fonte: IMPAC

Page 45: Diagrama Efeito Causa

42

5.4.2 Medidor de vibração [9]

Instrumento digital portátil com display LCD de 3 1/2 dígitos (ilustrado na

Figura 22). Realiza medidas de velocidade e acelaração RMS de vibração. Possui

memória para máximo e mínimo e saida RS-232 para conexão ao computador.

Características Técnicas:

• Escala de Velocidade: 0,5 a 199,9mm/s

• Escala de Aceleração: 0,5 a 199,9m/s2

• Display de cristal líquido (LCD) de 3 1/2 dígitos

• Precisão: ± 5% + 2 dígitos

• Calibração: 159Hz, 10m/s ± 5%

• Escala de freqüência: 10Hz a 5KHz

• Data hold: Congela a leitura no display

• Peak hold: Memória de máximo (pico)

• Memória: Máx. e mín

• Interface serial: RS-232

• Tempo de resposta: Aprox. 0.5 seg.

• Desligamento: Automático ou manual

• Sensor de vibração separado do aparelho

• Temperatura de operação: 0 a 50ºC

• Umidade de operação: Máx. 80% RH

• Alimentação: 1 bateria de 9V

• Dimensões: 180 x 72 x 32 mm

• Peso: 230 gramas.

Page 46: Diagrama Efeito Causa

43

Figura 22 – Medidor de vibração.

Fonte: Instrutherm.

Os próprios técnicos de predição elétrica utilizam os medidores de vibração

portáteis durante a rotina de inspeção para realizar o acompanhamento da tendência de

vibração dos motores e não mais os técnicos de predição mecânica (ilustrado na Figura

23).

Figura 23 – Medidor de vibração.

Fonte: CST.

Vibração Radial

Vibração Axial

Page 47: Diagrama Efeito Causa

44

5.4.3 Sensores de vibração, temperatura e corrente para serem instalados nos

motores.

a) Sensor de vibração

Para experimentação e desenvolvimento de medidores e alarmes de vibração.

Trata-se dum dispositivo piezo-elétrico de baixo custo: usa um material

cerâmico que gera uma tensão quando sujeito a uma aceleração segundo um dado eixo,

ilustrado na Figura 24. [10]

Figura 24 – Sensor de vibração.

Fonte: ELAB LDA

b) Sensor de temperatura – PT 100

Os sensores de temperatura são utilizados para monitorar a temperatura dos

enrolamentos (bobinas) dos motores e mancais dos mesmos, ilustrado na Figura 25.

[11]

Figura 25 – Sensor de temperatura – PT 100.

Fonte: IOPE

Page 48: Diagrama Efeito Causa

45

c) Sensor de corrente [12]

O Sensor de corrente – SCS (ilustrado na Figura 26) é usado para indicar a

passagem de um nível mínimo de corrente por um condutor elétrico (ajustável entre

0,15 e 5 A). Cada módulo possui dois sensores independentes. O condutor a ser

medido deve ser isolado e passar pelo torróide do SCS. Se a corrente a ser medida for

muito baixa, deve-se dar mais voltas do condutor pelo torróide.

O sensor é protegido contra inversão de polaridade na alimentação e curto-

circuito.

Figura 26 – Sensor de corrente.

Fonte: BLINX.

Os sensores de corrente BLINX são multifuncionais, combinando as funções

de medição e transmissão. A medida da corrente é transmitida por sinal de 4-20mA,

compatível com qualquer CLP.

Os equipamentos oferecem alta precisão, são totalmente isolados do cabo em

medição, alimentados na faixa de 8 a 35 VDC e nunca precisam ser calibrados,

dispensando manutenção.

5.4.4 Câmara Termográfica [13]

A termografia, ou termovisão, como algumas vezes é chamada a técnica de

mensuração da temperatura de uma superfície, visa a detecção da radiação

infravermelha emitida por esta; assim sendo, é possível medir a temperatura de um

corpo sem a necessidade de contato físico com o mesmo.

A câmara termográfica propicia um diagnóstico preciso das condições de

trabalho dos motores, ele utiliza a técnica da termografia a fim de obter a temperatura

Page 49: Diagrama Efeito Causa

46

de qualquer equipamento em toda sua extensão.

A Figura 27 ilustra um técnico na área utilizando a câmara termográfica, a

Figura 28 ilustra o motor em operação e a foto obetida pela câmera do mesmo motor.

Figura 27 – Câmera termográfica.

Fonte: FLUKE.

Figura 28 – Análise fotográfica da Câmara Termográfica.

Fonte: FLUKE.

Page 50: Diagrama Efeito Causa

47

6 CONCLUSÃO

A motivação para este projeto, foi a quantidade de motores queimados que

ocasionaram grandes perdas para empresa, mediante ao estudo deste quadro, observou-

se a necessidade de estudar técnicas de manutenções que vinham de encontro a

modificar os resultados.

Após o estudo destas técnicas houve a necessidade de adequá-las a realidade

da área. O ano de 2006 foi o ano de estudo e de adequação aos padrões existentes da

empresa destas técnicas de manutenção preventiva e preditiva.

Houve a necessidade de elaborar planos de ações que viessem a ser cumpridos

nos prazos estabelecidos, a fim de que o mesmo quadro não viesse a repetir.

Com a finalização de grande parte dos planos de ação estabelecidos como

contramedidas em relação às falhas ocorridas, conseguiu-se uma redução de queimas

de motores neste ano de 2007 em relação a 2006 e 2005.

Abaixo os gráficos comparativos dos resultados obtidos nos anos de 2006 e

2007, em relação ao ano de 2005 confirmam as expectativas previstas diante das

técnicas empregadas.

As Figura 29 e 30 representam os diagramas de pareto da queima de motores

dos anos de 2006 e 2007.

Figura 29 – Diagrama de Pareto da queima dos motores do ano de 2006.

Fonte: CST.

15

02

0 00,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00 Mesas de Rolos

Pontes Rolantes

ETAs

Exaustores

Pré-Aquecedores

Page 51: Diagrama Efeito Causa

48

Figura 30 – Diagrama de Pareto da queima dos motores do ano de 2007

Fonte: CST.

A Figura 31 é um quadro comparativo dos motores do escopo do trabalho que

queimaram nos anos de 2005 , 2006 e 2007.

Figura 31 – Diagrama de Pareto da quantidade total de motores queimados.

Fonte: CST.

0 0 1 0 00,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00 Mesas de Rolos

Pontes Rolantes

ETAs

Exaustores

Pré-Aquecedores

Page 52: Diagrama Efeito Causa

49

O gráfico da Figura 32 representa a perda de produção devido à queima de

motores nos anos de 2005 a 2007. Nos anos de 2006 e 2007 não tivemos esta perda.

Figura 32– Diagrama de Pareto das perdas de produção devido a queima de motores.

Fonte: CST.

O gráfico da figura 33 representa a queima de motores da ponte rolante nos

anos de 2005 a 2007. Veja que não ocorreram mais falhas nestes motores, e isto é

muito importante para a empresa, pois retirar um motor da ponte rolante é

extremamente caro e difícil já que se tratam de motores grandes que se encontram em

locais altos e de difícil acesso.

Figura 33 – Diagrama de Pareto das queima de motores da ponte rolante.

Fonte: CST.

Page 53: Diagrama Efeito Causa

50

O trabalho com os resultados obtidos neste projeto, foi apresentado no 62º

Congresso Anual da ABM – ABM, realizado em Vitória - ES, nos dias 23 a 27 de

julho de 2007.

Com um acompanhamento on line foi possível atingir o principal objetivo,

que é empregar técnicas preditivas a fim de acompanhar as causas, e futuramente

poderá ser empregado um novo conceito de manutenção: Técnicas pró-ativas para

melhoria do quadro encontrado.

Mas ainda há o que se mudar, existem áreas na empresa que podem utilizar

estas técnicas e obter grandes ganhos e existem outras áreas da manutenção que podem

modificar o quadro de suas perdas, mediante a este trabalho realizado.

Page 54: Diagrama Efeito Causa

51

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] Erick L. Bonaldi , Levy E. L. de Oliveira. “ Manuntenção Preditiva de motores de

Indução trifásicos através da análise da corrente do estator.” Itajubá.

[2] Antônio T.L. de Almeida, Marcelo E. C. Paulino. “ Manutenção e Operações de

Motores de Indução Trifásicos.” Itajubá, FUPAI 2001.

[3] Márcio T. Almeida e Ricardo D. Góz. “ Análise de Vibrações”. Itajubá, FUPAI

2000.

[4] Alexandre Toniati, Robison M. Nascimento. “Otimização do sistema de controle

do nível de aço do distribuidor do lingotamento contínuo da companhia

siderúrgica de tubarão” CST, 2004.

[5] WEG industria S.A..Centro de Treinamento Clientes, <http://www.weg.com.br> ,

Jaraguá do Sul

[6] Kron Instrumentos Elétricos Ltda , <http://www.kron.com.br>, São Paulo.

[7] Associação Brasileira de Normas Técnicas - NBR 5383

Máquinas elétricas girantes - Máquinas de indução – Determinação das

características

[8] Impac Instrumento de Medições, < http://www.impac-tec.com>, São Paulo.

[ 9] Instrutherm Instrumentos de Medição Ltda, < http://www.instrutherm.com.br/>,

São Paulo.

[10] Elab Lda, http://www.arquimedes.tv/links/contacto.htm , Lisboa.

[11] IOPE - Instrumentos de Precisão Ltda, http://www.iope.com.br/, São Paulo.

[12] BLINX – Informação e Tecnologia, http://www.blinx.com.br/ , Rio de Janeiro.

[13] Fluke Corporation, < http://www.fluke.com.br/>, São Paulo.

Page 55: Diagrama Efeito Causa

52

ANEXOS

Formulário para preenchimento e envio junto à REQ para a Oficina Elétrica

Central

1 - DADOS DO EQUIPAMENTO:

POTÊNCIA 5,5 KW TENSÃO: 460 V CORRENTE: 13,0 A VELOCIDADE:

870 RPM

FABRICANTE: WEG N° DE SÉRIE: CARCAÇA: 160L

2 - APLICAÇÃO: MOTOR MESA DE ROLOS COM FREIO MLC-1

CÓDIGO DE ESTOQUE: 1605784 DESTINO DE DÉBITO: ÁREA CENTRO DE CUSTO: 2943

3 - MOTIVO DA RETIRADA DO EQUIPAMENTO DA OPERAÇÃO:

3.1 - MANUTENÇÃO PREVENTIVA CONFORME PLANO ( )

3.2 - MANUTENÇÃO CORRETIVA ( X )

VIBRAÇÃO EXCESSIVA ( ) ROLAMENTO DANIFICADO ( ) BAIXO ISOLAMENTO ( )

CURTO PARA MASSA ( ) BASE QUEBRADA OU TRINCADA ( )

OUTROS MOTIVOS (ESPECIFICAR): REVISÃO GERAL E REPARO DA TAMPA TRASEIRA DO MOTOR.

4 - SERVIÇOS ADICIONAIS/ESPECIAIS:

INVERTER CAIXA DE LIGAÇÃO ( ) SOMENTE PARA TESTES ELÉTRICOS ( )

INSTALAÇÃO DE PT100’S NO BOBINADO ( ) CURTO CIRCUITAR ROTOR ( )

INSTALAÇÃO DE SENSORES NOS MANCAIS ( ) DESENHO N° ( )

PASSAR PARA 440V ( ) PASSAR PARA 220V ( ) DEIXAR 03 PONTAS NA SAÍDA ( )

OUTROS SERVIÇOS (ESPECIFICAR):

5 - SITUAÇÃO ATUAL DO PROCESSO OPERACIONAL:

POSSUI SOBRESSALENTE? SIM ( X ) NÃO ( )

FOI COLOCADO O SOBRESSALENTE EM OPERAÇÃO? SIM ( X ) NÃO ( )

SISTEMA DE ACIONAMENTO: CONVENCIONAL ( X ) INVERSOR/ SOFT-START ( ) OUTROS ( )

ANEXO A – Formulário para preenchimento e envio junto à REQ para a Oficina Elétrica Central

Page 56: Diagrama Efeito Causa

53

Anexo B - plano de ação para os motores da mesa de rolos.

Page 57: Diagrama Efeito Causa

54

Anexo C - plano de ação para os motores da mesa de rolos.