Monografia_confiabilidade_jonas Silva- Rev Final

0

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO ESCOLA DE MINAS

REDE TEMTICA EM ENGENHARIA DE MATERIAIS ESPECIALIZAO EM SISTEMAS MNERO-METALRGICOS

MANUTENO

JONAS CANDIDO DA SILVA

ANLISE DE CONFIABILIDADE DE BRITADORES E PENEIRAS SECUNDRIOS

BELO HORIZONTE - MG 2012

UFOP - CETEC - UEMG

1

JONAS CANDIDO DA SILVA [email protected]

ANLISE DE CONFIABILIDADE DE BRITADORES E PENEIRAS SECUNDRIOS

Monografia apresentada ao Curso de Especializao em Engenharia de Manuteno da Universidade Federal de Ouro Preto / REDEMAT como requisito para a obteno do ttulo de especialista em Engenharia de Manuteno

Professor orientador: Ph.D. Paulo Victor Fleming

Professor Co-orientador: Dr. Emerson Rigoni

BELO HORIZONTE MG

2012

2

MODELO DA FICHA CATALOGRFICA (aps preenchimento e entrega na biblioteca do requerimento para obteno da ficha

catalogrfica, o aluno a receber por email )

(No verso da folha de rosto, na metade inferior da folha, centralizada).

(M357r) Jonas Candido da Silva

Anlise de Confiabilidade de Britadores e Peneiras Secundaria Jonas Silva: Belo Horizonte UFOP, 2012.

53f.: il. (nmero de folhas)

Orientador: Ph.D. Paulo Victor Fleming

Especializao em Sistemas Minero-Metalrgicos Manuteno - Universidade Federal de Ouro Preto, Escola de Minas.

1. Educao ambiental 2. Impactos na legislao 3. Decretos-leis

I.Ttulo.

CDU 378: 91(043)

3

JONAS CANDIDO DA SILVA

ANLISE DE CONFIABILIDADE DE BRITADORES E PENEIRAS SECUNDRIA

Monografia aprovada em dia de ms de ano como requisito parcial para obteno de grau

em Especializao em Sistemas Minero-Metalrgicos Manuteno pela Universidade

Federal de Ouro Preto.

BANCA EXAMINADORA

Prof. Emerson Rigoni, (ttulo DSc.) Universidade Federal de Ouro Preto

Orientador

Prof. Paulo Victor Fleming, (ttulo PhD.) Universidade Federal de Ouro Preto

Co-Orientador

Prof. (nome), (ttulo MSc./DSc./PhD.) (instituio de origem)

Examinador


Examinador


Examinador


Examinador

4

A Deus dedico mais esta etapa vencida Agostinho Silva e Atonia Graas, meus pais, pelo apoio, Letcia Silva, minha esposa, pelo carinho e

compreenso.

5

AGRADECIMENTO

Aos meus pais, pelo incentivo e apoio condicionais

A minha esposa pela compreenso da minha dedicao aos estudos, cedendo parte do tempo

de ficarmos junto em prol ao conhecimento.

Aos amigos e colegas de trabalho, pela amizade conquistada, pela facilidade de adaptao e

credibilidade para o desenvolvimento deste trabalho.

Aos colegas de ps-graduao pela excelente convivncia, pelos momentos de distrao e

pela experincia compartilhada.

Aos professores da Escola de Minas Universidade Federal de Ouro Preto que participaram

da formao contribuindo e incentivando para a realizao deste trabalho.

A Vale, por conceder um estudo de qualidade e crescimento profissional com o curso de ps-

graduao em Sistema Mnero - Metalrgico Manuteno.

Fundao Gorceix/NUPEC e a Universidade Federal de Ouro Preto, pela dedicao e

disseminao do conhecimento cientfico.

6

Pea a Deus que abenoe os seus Planos, e eles daro certos

Provrbios 16:3

7

R E S U M O

SILVA, Jonas. Anlise de Confiabilidade de Britadores e Peneiras secundrias 2012.

Especializao em Sistemas Minero - Metalrgicos Manuteno - Universidade Federal de

Ouro Preto.

Na usina de tratamento de minrio B1 de Capito do Mato os equipamentos com

representatividade pela perda de Disponibilidade fsica da usina, se destacam as peneiras

vibratrias e britadores secundrios. Tais circunstncias afetam a confiabilidade dos

equipamentos e previsibilidade da manuteno.

Devido a esse fato, uma anlise dos dados de falha dos equipamentos citados foi realizada.

Por meio dessa anlise foi possvel identificar os dois principais componentes desses

equipamentos com maiores nmeros de falhas e tambm calcular a confiabilidade deles.

Esses dados foram obtidos atravs dos apontamentos de parada do Relatrio de Operao da

Usina e tambm do sistema Gesto de Produo da Vale, permitindo o clculo da

confiabilidade desses componentes utilizando o software Weibull ++ 8.

O estudo mostrou que os componentes dos britadores, sistema de lubrificao, hidrulico,

correia de transmisso e revestimento, apresentam maiores taxas de falha e conseqentemente

menor confiabilidade. J os componentes das peneiras vibratrias, os componentes com

maiores taxas de falhas e conseqentemente menores confiabilidade so: mdulos ou telas,

correia de transmisso e mancal interno.

Por meio do estudo foi possvel propor um intervalo de preventiva e melhorias para os

equipamentos.

Palavras - chave: Confiabilidade. Peneira. Britadores. Taxa de Falha. Weibull, Melhorias.

I I I

8

ABSTRACT

In ore treatment plant B1 Captain Mato equipment with representation by the loss of

availability of the physical plant, we highlight the secondary crushers and vibrating

screens. Such circumstances affect equipment reliability and predictability of maintenance.

Due to this fact, an analysis of data from equipment failure cited was performed. Through

this analysis it was possible to identify the two main components of such equipment with

the highest number of failures and also calculate their reliability.

These data were obtained from the notes stop the Report of the Plant Operation and

Management System also Vale Production and reliability of these components was

calculate dusingtheWeibull++8. The study showed that components of crushers, lubrication

system, hydraulic transmission belt and coating, have higher rates of failure and

consequently lower reliability. Already components of vibrating screens, components with

higher failure rates and hence lower reliability are modules or screens, belt and inner

bearing.

Through the study it was possible to identify the deficiency of these maintenance and

performance of these components and actions to correct the deviations found.

Key - words: Reliability. Sieve. Crushers. Failure Rate. Weibull.

I V

9

LISTA DE ILUSTRAES

Figura 2.1: Evoluo Histrica da Manuteno 1, 2 e 3 Gerao 25

Figura 2.2: Modelagem matemtica 29

Figura 2.3: Comportamento das Falhas 30

Figura 2.4:

Figura 2.5:

Figura 2.6:

Figura 2.7:

Figura 2.8:

Figura 2.9:

Figura 2.10:

Figura 4.1:

Figura 4.2:

Figura 4.3:

Figura 4.4:

Figura 4.5:

Figura 4.6:

Figura 4.7:

Figura 4.8:

Figura 4.9:

Figura 4.10:

Figura 4.11:

Funo de Densidade de Probabilidade de Weibull

Relao de Beta e as fases da curva da banheira

Representao de dados Completos

Representao de dados censurados Direita

Representao de dados censurados Esquerda

Representao de dados censurados Intervalar

Papel probabilstico de Weibull

Fluxo Grama da ITM

Componentes do Britador Cnico HP400

Peneira de inclinao Simples

Componentes que mais Falharam no 210BR03

Componentes que mais falharam no 210BR04

Componentes que mais falharam na 210PE01

Componentes que mais falharam na 210PE02

Curva da Funo de Densidade de Falha da Unidade de Lubrificao

210BR03

Curva da Funo de Densidade de Falha da Unidade Hidrulica do

210BR03

Curva da Funo de Densidade de Falha da Manta 210BR04

Curva da Funo de Densidade da Correia de Transmisso 210BR04

33

33

35

35

36

36

38

45

47

50

51

52

52

53

61

63

66

67

V

10

Figura 4.12:

Figura 4.13:

Figura 4.14:

Figura 4.15:

Curva da Funo de Densidade de Falha da Correia de Transmisso

210PE01

Curva da Funo de Densidade de Falha dos Mdulos 210PE01

Curva da Funo de Densidade de Falha dos Mdulos 210PE02

Curva da Funo de Densidade de Falha do Mancal do Mancal Interno

da 210PE02

69

71

73

74

.

11

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1:

Tabela 4.1:

Tabela 4.2:

Tabela 4.3:

Tabela 4.4:

Tabela 4.5:

Tabela 4.6:

Tabela 4.7:

Tabela 4.8:

Tabela 4:9:

Tabela 4.10:

Tabela 4.11:

Tabela 4.12:

Tabela 4.13:

Tabela 4.14:

Tabela 4.15:

Tabela 4.16:

Tabela 4.17

Comportamento da Funo de Taxa de Falha

Tabela Ilustrativa de Dados de Falha dos Componentes dos

Equipamentos

Dados para Calculo de Confiabilidade da Unidade de Lubrificao do

210BR03

Valores de Confiabilidade da Unidade de Lubrificao do 210BR03

Falhas Predominantes na Unidade de Lubrificao do 210BR03

Valores de Confiabilidade da Unidade Hidrulica do 210BR03

Falhas Predominantes na Unidade Hidrulica do 210BR03

Valores de Confiabilidade da Manta do 210BR04

Valores de Confiabilidade da Correia de Transmisso da 210BR04

Falhas Predominantes na Correia de Transmisso do 210BR04

Valores de Confiabilidade da Correia de Transmisso da 210PE01

Falhas Predominantes na Correia de Transmisso da 210PE01

Valores de Confiabilidade dos Mdulos ou Telas da 210PE01

Falhas Predominantes dos Mdulos ou Telas da 210PE01

Valores de Confiabilidade dos Mdulos ou Telas da 210PE02

Falhas Predominantes nos Mdulos ou Telas da 210PE02

Valores de Confiabilidade do Mancal Interno da 210PE02

Resumos dos Valores Encontrados

34

58

59

62

62

63

64

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

77

VII

12

LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS

ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas

AL Alimentador

BR Britador

FDP - Funo densidade de probabilidade

GPROD - Gesto de Produo

ITMB - Instalao de tratamento de Minrio

MCC - Manuteno Centrada em Confiabilidade

MTBF Tempo Mdio entre Falhas

MTTF - Tempo Mdio para Falha

TC Transportador de Correia

TPM - Total Productive Maintenance

SL - Silo

VIII

13

SUMRIO

RESUMO III

ABSTRACT IV

LISTRA DE ILUSTRAES V

LISTA DE TABELAS VII

LISTA DE SIGLAS VIII

CAPTULO 1 INTRODUO 17

1.1 Formulao do Problema 17

1.2 Justificava 18

1.3 Objetivos 19

1.3.1 Objetivo Geral 19

1.3.2 Objetivos Especficos 19

1.4 Estrutura do Trabalho 19

CAPTULO 2 REVISO BIBLIOGRFICA 21

2.1

2.1.1

2.1.2

Conceito e Evoluo da Manuteno

Conceito

Evoluo da Manuteno

21

21

22

2.2

2.2.1

2.2.2

2.2.3

2.2.4

Confiabilidade

Conceito

Falha

Calculo de Confiabilidade

Outras Definies Ligadas Confiabilidade

25

26

26

27

29

14

2.2.5

2.2.5.1

2.2.6

Distribuio ligada Confiabilidade

Distribuio Continua de Weibull

Anlise Estatstica de Falha

31

32

34

CAPTULO 3 METODOLOGIA 40

3.1 Tipos de Pesquisa 40

3.2

3.3

3.4

3.5

Materiais e Mtodos

Instrumentos de Coletas de Dados

Tabulaes de Dados

Consideraes Finais

41

42

42

42

CAPTULO 4 RESULTADOS E DISCUSSO 44

4.1 Complexa Vargem Grande 44

4.2

4.3

4.4

4.5

4.5.1

4.5.1.1

4.5.1.2

4.5.1.3

4.5.2

Processo de Beneficiamento de Capito do Mato

Britadores Cnicos

Peneiras Vibratrias

Calculo de Confiabilidade

Calculo de Confiabilidade dos Componentes Eleitos do Britador

210BR01

Calculo da Confiabilidade da Unidade de Lubrificao do Britador

210BR03

Calculo da Confiabilidade da Unidade Hidrulica do 210BR03

Anlise Geral dos Componentes do Britador 210BR03

Calculo de Confiabilidade dos Componentes Eleitos do Britador

210BR04

44

46

49

51

59

60

63

65

65

15

4.5.2.1

4.5.2.2

4.5.2.3

4.5.3

4.5.3.1

4.5.3.2

4.5.3.3

4.5.4

4.5.4.1

4.5.4.2

4.5.4.3

4.5.5

Calculo da Confiabilidade da Manta do Britador 210BR04

Calculo da Confiabilidade da Correia de Transmisso do Britador

210BR04

Anlise Geral dos Componentes do Britador 210BR04

Calculo de Confiabilidade dos Componentes Eleitos da Peneira

210PE01

Calculo da Confiabilidade da Correia de Transmisso da Peneira

210PE01

Calculo da Confiabilidade dos Mdulos ou Telas da Peneira 210PE01

Anlise Geral dos Componentes da Peneira 210PE01

Calculo de Confiabilidade dos Componentes Eleitos da Peneira

210PE02

Calculo da Confiabilidade dos Mdulos ou Telas da Peneira 210PE02

Calculo da Confiabilidade do Mancal de Rolamento da Peneira

210PE02

Anlise Geral dos Componentes da Peneira 210PE02

Resumo dos Valores Encontrados

65

67

68

68

69

70

72

72

72

74

75

CAPTULO 5 CONCLUSES E RECOMENDAES 78

5.1 Concluses 78

5.2 Recomendaes 79

16

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS 81

ANEXOS 83

ANEXO I DADOS DE FALHA DO BRITADOR 210BR03 84

ANEXO II DADOS DE FALHAS DO BRITADOR 210BR04

ANEXO III DADOS DE FALHAS DA PENEIRA 210PE01

ANEXO IV DADOS DE FALHAS DA PENEIRA 210PE02

87

91

95

17

CAPTULO 1: INTRODUO

O primeiro captulo para uma melhor compreenso sobre o assunto em estudo

demonstra a importncia da confiabilidade dos equipamentos industriais britadores cnicos e

peneiras vibratrias dentro do sistema produtivo de uma empresa de minerao.

Sendo assim, a finalidade deste captulo apresentar o problema que deu origem ao

seu estudo, a razo de sua origem, a justificativa para realizao, seus objetivos e a estrutura

do trabalho.

1.1 Formulao do Problema

Nos idos do ano de 1914 a manuteno tinha importncia secundria dentro do

processo produtivo das empresas, sendo executada pelo pessoal da linha de produo. As

indstrias extraiam o mximo de produo de seus equipamentos at a falha dos mesmos.

A partir da dcada de 30 at os dias atuais devido aos constantes crescimentos de

demanda por produto manufaturado as empresas passaram a investir no setor de manuteno a

fim de garantir a qualidade de seus produtos e o cumprimento dos prazos acordados. Para

atender essas exigncias as empresas buscam cada vez mais a disponibilidade e confiabilidade

dos seus equipamentos.

Lafraia (2011, p.2) define o termo confiabilidade como a probabilidade de que um

componente ou sistema funcional dentro dos limites especificados de projetos, no falhe

durante o perodo de tempo previsto para sua vida, dentro das condies agressividades ao

meio.

Confiabilidade , portanto, uma anlise de probabilidade, que responde o qual certo

perodo de tempo um equipamento ou item no ir falhar.

A anlise de confiabilidade pode ser aplicada em diversas reas tais como: controle de

qualidade, sistemas de telecomunicao, sistema eletromagntico, centrais nucleares, sistema

aerovirios, sistema computacional, de defesa, comportamento humano, sistema industriais

(Refinaria, instalao de tratamento de minrio) etc.

As instalaes de tratamento de minrio, com os avanos de suas tcnicas de

manutenes logradas ao decorrer dos tempos e alinhada com as exigncias do mercado e

clientes, para garantir a sustentabilidade do negocio e cumprimento de prazos e reduo de

18

desperdcios intrnsecos ao processo devidos as falhas ocorridas nos ativos das instalaes

indstrias est utilizando cada vez mais a anlise de confiabilidade para reduo de falhas de

seus equipamentos.

Um dos equipamentos de destaque dentro de uma usina de beneficiamento de minrio

de ferro so os britadores cnicos e peneiras vibratrias, por meio desses equipamentos que

o minrio bruto extrado da lavra transformado em produto que alimentam autos fornos das

siderrgicas.

Dependendo do modo de falha ocorrida nesses equipamentos e de sua criticidade

dentro da usina de beneficiamento acarreta diretamente no plano de produo da usina, logo

surge questo:

Como a anlise de confiabilidade aos britadores e peneiras vibratrias instalados

auxilia na proposio de melhorias no processo de beneficiamento secundrio da usina

de Capito do Mato?

1.2 Justificativa

Para as organizaes sobreviver na economia globalizada, essa deve desenvolver

habilidade e rapidez de inovar melhorias continua em seus processos internos.

Kardec (2004) comenta que as organizaes esto desenvolvendo constantemente

novas ferramentas de gerenciamentos, que lhes proporcionam maior competitividade por meio

da qualidade e produtividade de seus produtos, processos e servios. Na viso do autor, esses

fatores contribuem para que a manuteno obtenha lugar de destaque dentro da organizao,

tornando-se fundamental para assegurar a disponibilidade, confiabilidade e lucratividade das

organizaes, garantindo aumento da produtividade e competitividade no mercado.

Porm, para garantir o bom funcionamento dessas ferramentas de gerenciamento para

a manuteno, Branco (2008) comenta que os mtodos de manutenes precisam ser

monitorados freqentemente, a fim de evitar desvios, pois o custo da falha de equipamento

alto. Tang (1999) tambm observa que os custos de manuteno so responsveis

significativamente dos oramentos operacionais das empresas exigindo altos investimentos

em equipamentos e equipamentos. Por essa razo autor enfatiza que o monitoramento da

manuteno nos ativos representa uma preocupao central na gesto da organizao. No caso

da Vale, os custos com manutenes preventiva e corretiva com os equipamentos das usinas

representam tambm grande parte dos investimentos dos custos de suas operaes.

19

Dentre os equipamentos responsveis pela maior quantidade de falhas das usinas os

britadores cnicos e peneiras vibratrias so representativos. Na usina de Capito do Mato

esses equipamentos representam 30% das falhas, o que justifica o desenvolvimento de uma

anlise de confiabilidade com intuito de trazer benefcios instalao, por exemplo, a

eliminar as causas bsicas de parada no programada.

1.3 Objetivos

1.3.1 Geral

Aplicar a tcnica de Weibull para analisar a confiabilidade nos britadores e peneiras do

sistema secundrio de tratamento de minrio da usina de Capito do Mato visando propor

melhorias no processo de beneficiamento secundrio da usina de Capito do Mato.

1.3.2 Objetivos Especficos

Realizar reviso bibliogrfica sobre manuteno e anlise de confiabilidade

focando na tcnica de Weibull.

Descrever sucintamente os equipamentos objetos do estudo.

Fazer um levantamento dos dados de falhas dos equipamentos, atravs de pesquisa

nos registros de manuteno.

Aplicar a tcnica de Weibull para analisar a confiabilidade ao estudo de caso em

questo.

Analisar os resultados e propor melhorias.

1.4 Estrutura do Trabalho

O seguinte trabalho est dividido em cinco captulos, no primeiro captulo

demonstrada a formulao do problema, a justificativa para a realizao do trabalho seus

objetivos gerais e especficos.

No segundo captulo trata sobre o conceito de manuteno e fundamentao terica

dos conceitos e teorias a respeito da confiabilidade.

20

O terceiro captulo apresenta a metodologia aplicada para resoluo do problema

O quarto captulo apresenta aplicao da metodologia, resultados e as discusses sobre

o trabalho. J no quinto captulo encerra o trabalho com as concluses sobre o trabalho e as

recomendaes para implantar das solues proposta a fim de melhorar a confiabilidade

desses equipamentos.

21

CAPTULO 2: REVISO BIBLIOGRFICA

Este captulo tem o propsito de apresentar a fundamentao terica sobre o tema

abordado. Portanto sero abordado o conceito e evoluo histrica da manuteno, conceito e

metodologia de calculo de confiabilidade, apresentao da rea da Vale onde situam os

equipamentos (britadores e peneiras) que sero estudados, bem como as funes de cada um

dentro do processo produtivo.

2.1 Conceito e Evoluo da Manuteno

2.1.1 Conceito

A Norma TB 116 da Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT), em 1975,

definiu a Manuteno como sendo todas as atividades de reparo necessrias para que um item,

componente ou equipamento seja conservado ou restaurado de modo a poder permanecer de

acordo com uma condio especificada.

A reviso de 1994, da mesma Norma, NBR 5462 (Confiabilidade e Mantenabilidade),

manuteno passou a ser definido como a combinao de todas as aes tcnicas e

administrativas, incluindo as de superviso, destinadas a manter ou estabelecer um item em

um estado que possa desempenhar uma funo requerida. ABNT (1994, p. 6).

Segundo Shirose (1994, p.13), a manuteno um conjunto de atividades com o

objetivo de suprimir defeitos de qualidade produzidos pelas avarias e eliminar a necessidade

de ajustes dos equipamentos.

De forma mais abrangente, o termo manuteno engloba os conceitos de preveno

(manter) e correo (restabelecer).

Xenos (1998, p.18) expe que manuteno fazer tudo que for preciso para assegurar

que um equipamento continue a desempenhar as funes para as quais foi projetado, em um

nvel de desempenho exigido

Levitt (1997, p. 1) apud Dias (2010, p. 21) definio manuteno est na realidade

relacionada "ao de manter num preservado estado" e, assim, no h relaes exclusivas

com reparos. A partir dessa idia presume-se que, ao se mencionar Manuteno, faa-se

22

referncia a aes que evitem a ocorrncia de falhas, por meio da preservao da funo do

ativo, e no apenas efetuando consertos ou reparos.

De forma mais holstica, Kardec e Nascif (1998) classifica a manuteno como a

garantia da disponibilidade da funo dos equipamentos e instalaes a fim de atender a um

processo produtivo e a preservao do meio ambiente, com confiabilidade, segurana e custos

adequados.

Aps o entendimento sobre o que vem a ser manuteno, faz-se necessrio conhecer

sobre a sua evoluo ao longo do tempo, conforme se segue.

2.1.2 Evoluo da Manuteno

A evoluo histrica do conceito de manuteno industrial foi marcada por trs

geraes distintas, a primeira baseada no tempo, a segunda baseada na condio e terceira

baseada na confiabilidade. Destacam-se na Fig. 2.1 as trs geraes da manuteno industrial,

os marcos histricos e as caractersticas relevantes de cada uma delas.

a) Primeira Gerao

Com a revoluo industrial no final do sculo XVIII, as mquinas tornaram

fundamental para elevar a capacidade produtiva de bens de consumo das indstrias,

conseqentemente, surge necessidade de reparo nessas mquinas.

At o ano de 1914 a manuteno tinha importncia secundria dentro do processo

produtivo, sendo executada pelo pessoal da linha de produo. As indstrias extraiam o

mximo de produo de seus equipamentos at a falha dos mesmos. A partir da 1 guerra

mundial e a introduo da linha de montagem idealizada por Henry Ford, as fabricas, visando

manter uma produo mnima, passaram a criar um rgo subordinada a produo, com

objetivo bsico de fazer manuteno corretiva nos seus equipamentos (DIAS, 2010, p. 22).

b) Segunda Gerao

Esta situao se manteve at o final da dcada de 30 quando, devido necessidade do

aumento do volume de produo e a rapidez de produo em funo da II Guerra Mundial e,

as industriais passaram a se preocupar no s em corrigir falhas, mas tambm em evitar que

elas ocorressem, com o pessoal de Manuteno passando a desenvolver a preveno de danos

23

e avarias Manuteno Preventiva - que, juntamente com a Corretiva, completava o quadro

geral da Funo (Filho, 2008).

Para MOUBRAY (2000), a II Guerra Mundial ocasionou uma demanda muito grande

por bens de diversos tipos e houve uma reduo na disponibilidade de mo de obra. Na

dcada de 50, a indstria comeou a depender dos servios de manuteno, o que

desencadeou o surgimento da manuteno preventiva, que, at meados da dcada de 60,

consistia em revises gerais em intervalos fixos de paradas. De acordo com o autor, com

aumento substancial dos custos gerou uma demanda maior pelas atividades de planejamento e

controle das atividades de manuteno. Por fim, o alto custo de aquisio de ativos forou a

indstria a buscar meios de aumentar a vida til dos equipamentos.

ALSYOUF (2007) afirma que aps a II Guerra Mundial, a escassez de produtos

industriais, de mo de obra e do aumento na demanda de vrios produtos, levou a um aumento

da mecanizao. As fbricas tornaram-se mais complexas. Disponibilidade, longevidade e

custo passaram a ser considerados como fatores importantes para a realizao de negcios e

objetivos estratgicos. A manuteno tornou-se uma tarefa do departamento de manuteno,

j desmembrando do departamento de produo.

No perodo Ps Guerra, a corrida armamentista, acelera o desenvolvimento da

indstria aeronutica, contribui para o surgimento de critrios mais slidos para gerir as

tarefas de manuteno. neste contexto que o conceito de manuteno preventiva de

desenvolve associado a estudos para diminuio do tempo de reparo e melhorias nos mtodos

de manuteno. No fim da dcada de 1960, origem a um grupo mais seleto dentro da funo

manuteno conhecido como engenharia de manuteno, responsvel pelo dimensionamento

de sobressalentes e o estudo das caractersticas das falhas das maquinas (ROSA, 2002).

J no artigo publicado por (Tavares, 2005) na revista da ABRAMAN, nos anos 60

surge proposta de investigao Russa. [...] ciclo de manuteno como o intervalo

compreendido entre duas Revises Gerais que envolvem todo trabalho de ajuste e substituio

executada durante a parada do equipamento.

A proposta Russa fundamentada em inspeo peridica sistemticas, determinando

as condies de operao e defeito da mquina, em funo da evoluo da condio do

equipamento marcada a reviso geral do mesmo.

24

c) Terceira Gerao

A dcada de 70 caracteriza como o perodo pelo desenvolvimento tecnolgico e de

novas tcnicas de gesto elevando a manuteno a um novo patamar. Os sistemas just-in-time

reduziram os nveis de estoques no processo produtivo aumentando a ocorrncia de falhas nos

equipamentos possibilitando a parada de toda a produo. Segundo o autor, os processos de

mecanizao e automao tornaram as fabricas mais dependentes da confiabilidade e

disponibilidade, uma vez que um maior nvel de automao aumenta a freqncia de falhas e

conseqentemente maior interferncia nos padres de qualidade dos produtos MOUBRAY

(2000).

No inicio dos anos 70 surge o conceito de terotecnologia, conforme artigo publicado

por (Tavares, 2005)

[...] a alternativa tcnica capaz de combinar os meios financeiros, estudo de

confiabilidade, avaliao tcnica e econmica e mtodo de gesto de modo a obter ciclo de

vida dos equipamentos cada vez menos dispendioso (a manuteno o corao de qualquer

Sistema Terotecnolgico).

Prosseguindo na dcada de 70, surge o conceito de TPM, desenvolvido pelos

japoneses. Segundo (Filho, 2006), apud Marques (2010, p.23) Uma das premissas do TPM

ocupar o tempo ocioso do pessoal da linha de produo com atividades simples de

manuteno.

Na dcada de 80, surge a Manuteno Centrada em Confiabilidade (MCC), conforme

(SMITH, 1933), apud Marques (2010, p.24). [...] uma metodologia utilizada para

desenvolver e selecionar estratgias para a manuteno, baseada em critrios de melhoria

contnua, sendo representada pelo aumento da qualidade e da confiabilidade, reduo de

custos e dos prazos, garantia de segurana no trabalho e preservao do meio-ambiente.

Nessa dcada o setor de manuteno beneficiado, devido o declnio dos custos no

desenvolvimento de programas especficos para atender suas necessidades, conseqentemente

as tarefas da manuteno tornam-se mais geis e assertivas.

Terceira Gerao pautada na disponibilidade, confiabilidade, segurana e vida til,

preservao do meio ambiente e com manutenes eficazes intimamente ligadas com os

custos envolvidos (NUNES, 2001; apud REZENDE, 2006, p. 9).

25

A figura seguinte demonstra os momentos histricos desde a poca da Segunda Guerra

Mundial, ou seja, entre os anos de 1939 e 1945, at o incio do Sculo XXI.

Fonte: Alkaim, 2003, p.41

Figura 2.1: Evoluo histrica da Manuteno 1, 2 e 3 gerao

Neste captulo, os conceitos de manuteno, evoluo foram explanados.

No prximo captulo, enfoque maior ser dado para a confiabilidade, onde a

conceituao e suas tcnicas sero abordadas, pois sero as ferramentas utilizadas para

analisar o tempo de vida das variveis envolvidas no processo. Com o emprego dessas

tcnicas possvel determinar a confiabilidade do equipamento.

2.2 Confiabilidade

Se algum pergunta, quais so as caractersticas desejveis em um produto, certamente

a resposta seria que ele deveria ter uma vida til ilimitada, e que, durante esta, funcionasse

isento de falhas. claro que isso dificilmente ser um dia alcanado, porque, as limitaes de

ordem fsica, econmica e social devem ser consideradas, pois elas impem restries vida

til, o que indica a possibilidade de falhas em cada equipamento. Ou seja, durante uma vida

til de determinado equipamento ou sistema, tem-se situaes indesejveis sob o ponto de

26

vista do usurio, que devero ser avaliadas dentro de parmetros estatsticos de custos e

possibilidades de ocorrncias.

2.2.1 Conceito

Diante do pensamento exposto acima pode se definir confiabilidade como:

Segundo Scapin (1999) confiabilidade a probabilidade de um sistema ou de um

produto executar sua funo de maneira satisfatria, dentro de um intervalo de tempo e

operando conforme certas condies.

Para Lafraia (2001, p.11) a probabilidade de que um componente, equipamento ou

sistema exercer sua funo sem falhas, por um perodo de tempo previsto, sob condies de

operao especificada.

Segundo a NASA (2000) apud Silva (2010) a probabilidade de que um item ir

sobreviver a um determinado perodo de funcionamento, sob condies especificadas de

funcionamento, sem falhas. A probabilidade condicional de falha mede a probabilidade de

que um determinado item ao entrar numa determinada idade ou intervalo ir falhar durante

esse perodo. Se a probabilidade condicional de falha aumenta com a idade, o item apresenta

caractersticas de desgaste. A probabilidade condicional de falha reflete o efeito negativo

global da idade sobre a confiabilidade.

Matematicamente a Confiabilidade a probabilidade de o componente executar sua

funo com sucesso, por um perodo de tempo determinado, sob condies de operaes

especificadas at a falha.

2.2.2 Falha

Entende-se por falhas a diminuio parcial ou total da eficcia, ou capacidade de

desempenho, de um componente ou sistema

A definio de falha no contexto da confiabilidade segundo Lafraia a

Impossibilidade de um sistema ou componente cumprir com sua funo no nvel especificado

ou requerido. Xenos (1998) apud Dias (2010, p.31), a falha de um equipamento a uma

condio do equipamento que tornar-o incapaz, total ou parcialmente, de desempenhar uma

ou mais funes para qual foi projetado e construdo.

27

Nakajima (1989) apud Dias (2010, p.31) diz que as interrupes da funo do

equipamento tambm podem ser definidas como mau funcionamento ou avarias e as

classificam em: Avarias abruptas que subdivide em fatais (mais de trs horas de durao),

longa durao (mais de uma hora), gerais (de cinco a dez minutos), menores (menos de cinco

minutos) e avarias por deteriorao que tambm subdividem em funcional e por qualidade.

A classificao de avarias por deteriorao equivale ao conceito de falha potencial, no

qual se considera que muitas das falhas no acontecem repentinamente. Ou seja, elas se

desenvolvem com o passar do tempo e apresentam dois perodos distintos: o perodo entre a

condio normal at o primeiro sinal da falha e um segundo perodo que vai do surgimento do

primeiro sinal at a perda total ou parcial da funo do equipamento. Um exemplo desse

conceito o surgimento de uma trinca em um equipamento que ao iniciar no afete seu

funcionamento, mas que ir se propagar com o tempo durante operao, levando a perda total

ou parcial da funo do referido equipamento (Xenos, 1998 e Nakasato, 1994, apud Dias,

2010, p. 32).

Existem vrias causas das falhas que podem se apresentar simultneas ou isoladamente

e podem ser agrupadas em trs grandes categorias (Xenos, 1998; Mirshawka, 1991 e

Nakasato, 1994; apud Dias, 2010, p. 34):

Falta de resistncia: Originada de uma deficincia de projeto, especificao

inadequada do material, deficincia na fabricao ou montagem;

Uso inadequado: exposio do equipamento a esforos e condies de uso acima

da capacidade especificada em projeto;

Manuteno inadequada: ausncia ou inadequadas aes de manuteno para

evitar a deteriorao.

2.2.3 Calculo da Confiabilidade

O estudo matemtico da determinao da probabilidade de um evento ocorrer inicia-se

pela modelagem da variao temporal da probabilidade, por unidade de tempo e representada

por uma funo de distribuio de probabilidade dada por:

dt

tdFtf (1)

28

Onde f (t) a funo densidade de probabilidade de falha, e F(t) a funo

Acumulada de falhas, a partir de um determinado instante, ou entre dois instantes de tempo t1

e t2 a equao 1 pode ser expressa pela frmula:

dttftFtF tt 2112 (2)

A manuteno est preocupada com a Confiabilidade de um item, equipamento ou

sistema, que a probabilidade de sobrevivncia a um dado intervalo (de tempo, ciclos), Isto

no haver falha no intervalo de 0 a x e dada pela funo de confiabilidade R(x)

representada pela formula:

tFdttfdttftRt

tt

11 (3)

A confiabilidade R(t), a funo densidade de probabilidade de falha f(t) e a

distribuio de probabilidade acumulada de falhas F(t) podem ser expressas simultaneamente

pela funo de taxa de falha do item.

Em quase todas as situaes, os estudos da confiabilidade envolvem o tempo, que est

intimamente relacionado falha.

Basovsky, (1961) apud Dias (2010, p. 42) faz meno. A confiabilidade no pode ser

especificada sem associ-la ao tempo. Em outras palavras, no se pode dizer que um item

possui uma confiabilidade de 90% sem dizer para qual intervalo de tempo isso vlido. Para

ser mais preciso, sempre dever ser especificado a Confiabilidade, o Tempo e os Limites de

Confiana.

A velocidade de ocorrncia de falhas pode ser expressa atravs do parmetro taxa de

falhas sendo a anlise de falhas um processo interativo cujo sucesso depende de se determinar

relaes implcitas entre causa e efeito. A taxa de falhas instantnea (t) pode ser definida em

termos da confiabilidade.

A taxa de falha definida pela probabilidade condicional da ocorrncia de falha no

intervalo de t a t+dt, dado que no houve falha at o instante t, dividido pelo intervalo dt. A

funo de taxa de falha, chamada de Funo de Risco representada matematicamente pela

expresso:

29

tF

tftRtft

1 (4)

A funo taxa de falha permite determinar o nmero de falhas que est ocorrendo em

um determinado intervalo de tempo.

A Figura 2.2 ilustra as formas tpicas destas quatro funes, para um item com taxa de

falha crescente, onde: (t) a taxa de falhas, R(t) a confiabilidade, F(t) a distribuio de

probabilidade acumulada de falhas, f(t) a densidade de falha tambm chamada de funo

densidade de probabilidade (FDP). Qualquer destas funes suficiente para descrever um

mecanismo de falha.

Fonte: Borges, 1979

Figura 2.2: Modelagem matemtica

2.2.4 Outras Definies Ligadas Confiabilidade

a) Tempo Mdio para Falha (MTTF ou MTBF)

O MTTF ou MTBF um parmetro mais usado para caracterizar a confiabilidade de

um equipamento. O MTTF parmetro utilizado para produtos no reparveis, j o MTBF

utilizado para produtos reparveis, ambos medem o tempo mdio at a falha de um produto

at a primeira. Simplesmente definido como esperana ou mdia da varivel aleatria T,

E(t), no instante de falha t. Elsayed (1992).

t

F(t), R(t), f(t), (t)

30

dtttfMTTF

0

(5)

O MTTF ou MTBF pode ser expresso em termos da confiabilidade:

dttRMTTF

0

(6)

O desvio padro MTTF definido pela equao:

20

2 MTTFdttftMTTF

(7)

b) Consideraes sobre Taxa de Falha

As falhas podem ser classificadas em relao ao tempo de acordo com o mecanismo

que as originaram. O comportamento da taxa de falhas pode ser representado graficamente

atravs da curva conhecida como curva da banheira (Figura 2.3) e que apresenta trs fases

distintas:

Fonte: Filho, 1997; Freitas; Colosimo, 1997

Figura 2.3 Comportamento das Falhas.

31

Regio 1 representa as falhas prematura, conhecido como perodo de mortalidade

infantil, sendo caracterizadas por uma taxa de falha relativamente alta, que decresce

com o tempo tendo a taxa constante, Essas falhas pode ter as seguintes origens:

processo de fabricao deficiente, deficincia no controle de qualidade, mo de obra

desqualificada, amaciamento insuficiente, pr teste insuficiente, matrias fora de

especificao, componentes no especificados, transportes inadequado entre outros.

Regio 2, conhecido como perodo de vida til, caracterizado por taxa de falhas

constantes que so de natureza aleatrias e difcil de evit-las e podem ter as seguintes

origem: Interferncia indevida, fator de segurana insuficiente, cargas aleatrias acima

das de projeto, erro humano durante uso, causa inexplicveis entre outras.

Regio 3, designada por perodo de desgaste, onde se inicia o termino da vida til

do equipamento e taxa de falha sobe rapidamente e originada pelas seguintes causas:

envelhecimento do equipamento, desgaste, abraso, fadiga, corroso, deteriorao

mecnica, eltrica, qumica, manuteno insuficiente entre outras (LAFRAIA 2001).

2.2.5 Distribuio ligada Confiabilidade

Nos itens anteriores foram apresentados os conceitos de funo densidade de

probabilidade com a finalidade de demonstrar como todas as outras funes de engenharia de

confiabilidade, tais como: Funo Confiabilidade, a funo Taxa de falha, tempo mdio at a

falha podem ser determinadas diretamente a partir da funo densidade, f(t), portanto, esse

tipo de anlise pode ser utilizado tcnicas no paramtricas (nas quais no necessrio

especificar nenhuma distribuio de probabilidade) ou tcnicas paramtricas onde realizada

a modelagem dos dados segundo uma distribuio de probabilidade.

Montgomery e Runger (1999) definem a distribuio de uma varivel aleatria

com:

Uma descrio da probabilidade associadas com valores possveis de . Para uma varivel aleatria discreta, a distribuio , freqentemente, especificada por apenas uma lista de valores possveis, juntamente com a probabilidade de cada um. Em alguns casos, conveniente expressar a probabilidade em termos de formulas.

Uma varivel aleatria uma funo que confere um numero real a cada resultado no

espao amostral de um experimento aleatrio, dependendo da natureza do experimento a

32

varivel aleatria pode ser: varivel aleatria discreta aquela que admite uma quantidade

enumervel de valores (processos de contagem), j a varivel aleatria continua aquela que

admite qualquer valor em um determinado intervalo (processos de medio).

A modelagem de confiabilidade e mantenabilidade atravs de tcnicas paramtricas

podem ser realizadas utilizando-se modelos de distribuio de varivel discreta ou contnua.

Dentre as distribuies discretas, podemos encontrar a distribuio geomtrica binomial e

Poisson, j as continuas tem-se a Normal, Exponencial, Lognormal e Weibull.

2.2.5.1 Distribuio Continua de Weibull

A distribuio de Weibull foi proposta por WEIBULL (1954) em estudos relacionados

ao tempo de falha devido fadiga de metais (Freitas; Colosimo, 1997). amplamente

utilizada para descrever o tempo de falha para produtos industrializados, pois um tipo de

distribuio com uma grande variabilidade de formas e pode assumir diferentes formatos e

aproximar-se de outras distribuies, cuja funo de densidade de probabilidade representada

pela funo:

0,0

0

xetttftt

(8)

Onde:

Vida Caracterstica ou Parmetro de Escala

Parmetro de Forma

0t Vida Mnima ou Parmetro de Locao

t Perodo de Vida Transcorrido

A funo confiabilidade Weibull e taxa de falha so dadas por:

0tt

etR (9)

33

1

0

ttt (10)

Sua representao grfica apresentada pela figura 2.4.

Fonte: MOUBRAY, 1999

Figura 2.4 Funo de Densidade de Probabilidade de Weibull

Para Lafraia (2001, p. 38) o parmetro de forma tem relao com as fases da curva

da banheira, de acordo com a figura abaixo.

Fonte: LAFRAIA, 2001

Figura 2.5 relao de Beta e as fases da curva da banheira

A tabela 2.1 descreve o comportamento da funo de taxa de falhas com o valor de

34

Tabela 2.1 Comportamento da Funo de Taxa de Falha

2.2.6 Anlise Estatstica de Falha

A anlise esttica de falha tem como objetivo de determinar a taxa de falhas e o tempo

mdio entre falhas de equipamento e produto, a aplicao desse procedimento depende

fortemente da fonte de dados, obtidos por coletas de dados em campo ou atravs de ensaios

(LAFRAIA 2001).

Os dados podem ser dados completos e dados censurados:

b) Dados Censurados

Os dados so ditos censurados quando seus valores (Tempo ou numero de falha)

superam certos valores pr-estabelecidos ou por algum motivo so arbitrariamente excludos

da anlise. Os tipos de anlises so:

Censurado do Tipo I: a anlise processada em perodo de tempo pr-

estabelecido. O tempo que cada item fica sob observao em fixo, enquanto que o

numero de unidades que falham (observaes no censurados) aleatrio. O ensaio

pode ser com reposio dos componentes que falham ou sem reposio.

Censurado do Tipo II: a anlise termina aps ter ocorrido um determinado numero

de falha pr-estabelecido, o tempo da anlise de falha aleatrio, o ensaio pode ser

com o sem reposio.

Censurado do Tipo Aleatrio: o item em anlise retirar no decorrer da anlise

sem ter atingido o modulo de falha estudado.

35

Os tipos de dados so classificados em:

Completos: para anlise de confiabilidade dados completos quando os tempos de

falha forem conhecidos de cada componente ou equipamento.

Fonte: Reliasof (2001, p.156)

Figura 2.6 Representao de dados completos

Censura Direita Suspenso: esse tipo de dados caracterizado por quando um

determinado teste chega ao fim e alguns itens ainda no falharam. Um erro comum em

censura de dados direita o descarte de alguns itens que no falharam, porque, eles

influenciam nos parmetros estatsticos resultante da amostra.


Figura 2.7 Representao de dados censurados Direita

36

Censura Esquerda: o caso em que a falha antes de u determinado momento

antes da anlise


Figura 2.8 Representao de dados censurados Esquerda

Censurado no Intervalo: So dados que contem incerteza em relao exata em

que o item falho, ou seja, a falha ocorreu em intervalo de tempo conhecido entre

uma anlise e outra.


Figura 2.9 Representao de dados censurados Intervalar

37

b) Anlise de Weibull

A anlise de Weibull uma tcnica muito simples, freqentemente usada para analisar

dados de campos ou de ensaio. Com a finalidade de avaliar o modo de falha exibido por um

componente ou equipamento.

c) Uso do Papel Probabilstico de Weibull

O grfico de probabilidade um mtodo para determinar se os dados da amostra

obedecem a uma distribuio hipottica, embasada na observao subjetivo dos dados.

Grfico de probabilidade usa tipicamente um papel grfico especial, conhecido como papel

de probabilidade largamente aplicada para distribuio normal, Lognormal, Weibull e

outras distribuies (MONTGOMERY & RUNGER, 1999).

Para a distribuio de Weibull o papel probabilstico utilizado para estimar beta ,

a inclinao da curva, , a vida caracterstica, e 0t .

d) Mtodo Geral

O procedimento a seguir se aplica a forma biparamtrica da equao de Weibull, ou seja, para

00 t .

Ordenar os tempos de falha em ordem crescente da falha;

Estimar )(tF , o percentual acumulado de falha, atravs da equao de

Aproximao de Bernard:

4,0

)3,0(100)(

n

itF (11)

Lafraia (2011, pag.51) define a equao acima como:

A expresso para )(tF conhecida como numero de ordem mdio, est uma expresso, entre muitas, que pode ser usada para dar melhor aproximao, quando se usa numero limitado de dados. Neste caso, a apresentao da probabilidade de falha proporcional insatisfatria.

38

Inserir os valores estimados de )(tF eixo Y e o tempo at a falha eixo X no

papel probabilstico de Weibull;

Plotados os pontos traar a melhor reta equidistante aos pontos plotados;

Traar uma perpendicular reta ajustada atravs do ponto de estimao, para ler o

valor de , onde esta perpendicular corta a escala de ;

Obter o valor de lendo-se atravs da abscissa no qual a reta ajustada encontra

com o valor no tempo requerido no eixo das ordenadas;

A figura a seguir representa o papel probabilstico de Weibull;

Fonte: www.weibull.com

Figura 2.10 Papel probabilstico de Weibull

39

e) Tratamento para Sobrevivente

Sobrevivente, por definio, so itens que no falharam antes do trmino do teste,

entretanto, o numero de itens testados n deve conter os sobreviventes (dados censurados),

porm, os sobreviventes no sero inclusos no calculo.

f) Tratamento para Dados Censurados

O procedimento a seguir, subsidia o tratamento de dados censurados.

Ordenar os n tempos at a falha ou censura em ordem ascendente de vida

Calcular o incremento da ordem, atravs da expresso:

precedenteensnn

anteriorIncnInc_int_1

_1

(12)

Calcular a ordem revista somando-se o incremento de ordem a cada falha

Calcular o numero de ordem para in

Calcular tF revisto atravs de interpolao dos valores

40

CAPTULO 3 METODOLOGIA

3.1 Tipos de Pesquisa

Com relao natureza da pesquisa Silva E. L. e Menezes (2000) apud Silva (2004, p.

34) destacam duas classificaes: pesquisa bsica e pesquisa aplicada. A pesquisa bsica

objetiva gerar conhecimentos novos teis para o avano da cincia sem aplicao prtica

prevista. Envolve verdade e interesses universais, entretanto a pesquisa aplicada objetiva gerar

conhecimento para aplicao prtico dirigido soluo de problema especfico. Envolve

verdade e interesses locais.

A pesquisa tambm pode ser classificada conforme seus objetivos de acordo com

(GIL, 2002, p.42-57 apud SILVA, 2004, p.36) em exploratria, descritiva e explicativa, segue

definio:

Pesquisas descritivas: Objetiva identificar as caractersticas de uma dada

populao ou fenmeno a ser estudada; tambm estabelecendo relaes entre as

variveis que o compem requerendo o uso de tcnicas padronizadas para coletar os

dados tais como: questionrio e observao direta (BOAVENTURA, 2004, p. 57;

SILVA, E. L. e MENEZES, 2000, p. 21; apud SILVA, 2004, p. 36).

Pesquisa explicativa: objetiva tornar algo facilmente compreendido e justificar os

motivos, portanto, desvendo quais fatores que contribuem para a ocorrncia de

determinado fenmeno (MORESI, 2003).

Pesquisa Exploratria: realizada em rea na qual h pouco conhecimento

acumulado e sistematizado, proporcionando maior familiaridade com o problema, com

o objetivo a torn-lo mais explicito ou construir (MORESI, 2003).

Com relao ao modo de abordagem de um problema de pesquisa existem duas formas

consideradas bsicas, a saber: a pesquisa quantitativa e a pesquisa qualitativa (SILVA, E. L. e

MENEZES, 2000, p. 20; apud SILVA, 2004, p. 34).

Pesquisa Quantitativa: considera que tudo pode ser quantificado, ou seja, traduzir

em nmeros opinies e informaes para classific-las e analis-las. Sendo necessrio

41

o uso de tcnicas estatsticas (percentagem, mdia, moda, mediana, desvio-padro,

coeficiente de correlao, anlise de regresso, etc.) (MORESI, 2003).

Pesquisa Qualitativa: A interpretao das coisas e dos fenmenos no pode ser

captada ou expressada plenamente por mtodos estatsticos ou matemticos (SILVA E.

L. e MENEZES, 2000, p. 20; apud SILVA, 2004, p.35).

Quanto aos meios de investigao destacam dois procedimentos tcnicos de pesquisa,

a saber:

Pesquisa Bibliogrfica: forma de pesquisa sistematizada baseado em materiais

publicados em livros, artigos, revista, ou seja, materiais acessveis ao publico em geral

(MORESI, 2003), sendo a aplicao no levantamento e anlise do estado da arte de

determinada rea de conhecimento (MARTINS, 1994, p. 5-6; SILVA E.L e

MENEZES, 2000, p. 21-22; apud SILVA, 2004, p. 38).

Estudo e caso: Estudo detalhado para avaliar de maneira exaustiva apenas um ou

poucos objetos (MARTINS, 1994, p. 5-6; SILVA E.L e MENEZES, 2000, p. 21-22;

apud SILVA, 2004, p. 38).

Analisando os pargrafos anteriores, pode-se dizer que o presente trabalho enquadra-se

na pesquisa aplicada, descritiva, explicativa e quantitativa visto que, o objetivo do trabalho a

aplicao das tcnicas de confiabilidade, levantamentos de dados, a fim de estabelecer as

relaes entre as variveis do sistema e aplicaes de tcnicas de esttica que est

intrinsecamente ligado confiabilidade, com procedimentos tcnicos estruturado em revises

bibliogrfico e estudo de caso, tendo como objeto de estudo britadores e peneiras no

processo de beneficiamento secundrio da usina de Capito do Mato.

3.2 Materiais e Mtodos

As informaes sobre as falhas dos equipamentos da usinas de Capito do Mato sero

obtidas por meio do GPROD (Gesto de Produo) e Relatrio de Operao da Usina, sendo

o primeiro o sistema oficial de apontamento de falhas da Vale. A utilizao do Relatrio de

Operao da Usina tem como finalidade a verificao da confiabilidade do apontamento de

falhas no sistema oficial.

O mtodo utilizado para anlise de confiabilidade ser a distribuio de Weibull e a

aplicao do papel probabilstico de Weibull, porque, a tcnica mais adequada para

42

determinar as fases de falha de um componente ou sistema, a seguir Montgomery e Runger

(1999, p. 95) afirma:

[...] a distribuio de Weibull , freqentemente, usada para modelar o tempo at uma falha de muitos sistemas fsicos diferentes. Os parmetros na distribuio fornecem uma grande flexibilidade para modelar sistemas em que o numero de falhas aumenta com o tempo (desgaste do mancal), diminui com tempo (alguns semicondutores) ou permanece constante com o tempo (falhas causadas pelo choque externo ao sistema).

A aplicao da anlise de Weibull proporciona a determinao das fases de falhas

prematura, casuais ou aleatrias e desgaste dos equipamentos ou sistema, sendo de grande

importncia para definir qual a melhor poltica de manuteno e para anlise de confiabilidade

e vida (LAFRIA, 2001).

3.3 Instrumentos de Coletas de Dados

A coleta de dados a fase destinada busca de informaes a respeito do tema

estudado. No presente trabalho foi utilizado como instrumentos de coleta de dados o Registro

Institucional, ou seja, anlise documental dos apontamentos de falha no sistema de

Gerenciamento de Produo (GPROD, sistema oficial da Vale) e Relatrio de Operao da

Usina em um intervalo de tempo de 01-01-2012 a 31-12-2012.

3.4 Tabulaes de Dados

As informaes obtidas com o uso do Registro Institucional foram tabuladas no

programa Microsoft Excel, permitindo assim uma melhor visualizao dos dados coletados.

Para a anlise dos dados foi utilizada a tcnica de Weibull, presente na fundamentao

terica. E para o armazenamento dessa anlise utilizou-se o Microsoft Excel.

3.5 Consideraes Finais

Neste captulo foram apresentadas as ferramentas utilizadas para a concretizao desta

pesquisa, cujos instrumentos escolhidos, esto de acordo com o objeto proposto na mesma.

43

No prximo captulo ser abordado o estudo de caso fazendo a apresentao da usina,

dos equipamentos (objeto de estudo), a aplicao prtica proposto na metodologia e os

resultados obtidos.

44

CAPTULO 4: RESULTADOS E DISCUSSO

A pesquisa foi realizada na empresa VALE uma abordagem da usina dos

equipamentos objeto de estudo e em seguida o estudo de caso realizado na mesma assim

como os resultados obtidos na investigao realizada ser descritos a seguir.

A Diretoria de minrio de ferro dividida geograficamente, em trs sistemas de

produo distintos: Sistema Norte, Sistema Sul e Sistema Sudeste.

A seguir ser apresentado o sistema leste onde ocorreu o estudo de caso.

4.1 Complexo Vargem Grande

O Complexo Vargem Grande possui trs minas de onde extrado o minrio de ferro.

So elas Abboras, Capito do Mato e Tamandu.

O minrio proveniente das minas de Capito do Mato e Tamandu beneficiado na

usina de Vargem Grande, esse minrio britado e classificado nas instalaes de britagem

primria ITMB1 (instalao de tratamento de Minrio) e ITMB2, logo depois de transportado

por meio transportador de longa distancia at Vargem Grande.

A seguir ser detalhado o processo de beneficiamento de Capito do Mato, j que os

equipamentos, objeto principal deste estudo de caso onde esto instalados.

4.2 Processo de Beneficiamento de Capito do Mato

A Usina de Beneficiamento de Capito do Mato composta pelas instalaes de

tratamento de minrio ITM-B1, ITM-B2 e ITM-B3. A ITM-B1 recebe material da mina

Capito do Mato. Os caminhes Off-roads descarregam na moega SL-01. Um alimentador de

sapatas 210-AL-01 extrai o material desta moega e o envia grelha vibratria C201GR01, o

minrio retido e pr-classifica e descarregado em um britador de mandbula C210BR01. O

material classificado na grelha vibratria e britado no britador transportado pelos

transportadores de correia C210-TC-01 e C210-TC-02 para as peneiras vibratrias inclinadas

C210-PE-01 e C210-PE-02. O minrio passante segue para o transportador C210-TC-10 e em

seqncia para a empilhadeira C210-EM-02 que por sua vez far a pilha de pr-produto. O

produto no passante ser enviado ao transportador C210-TC-03 que o repassa ao C210-TC-

45

04 e este descarrega nos silos C210-SL-02 e C210-SL-03. O alimentador de correia C210-

AL-02 extrai material do silo 210-SL-02 e alimenta o britador cnico C210-BR-03, j o

alimentador de correia C210-AL-03 extrai material do silo C210-SL-03 e alimenta o britador

cnico 210-BR-04. Ambos os britadores realimentam o transportador de correia 210-TC-02

fechando assim um circuito de rebritagem.

Abaixo demonstrado o fluxograma esquemtico da ITM-B1.

Figura 4.1 Fluxograma da ITM

A ITM-B2 uma instalao semelhante ITM-B1, porm o material que a alimenta

proveniente da mina Tamandu. J a ITM-B3 difere da ITMB1 por possuir apenas uma linha

de peneiramento e britagem.

Como a ITM-B2 e ITM-B3 no sero objetos de estudo, no entraremos em maiores

detalhes a respeito de seus fluxogramas.

SL01

SL-02 SL-03

AL02 AL-03

210-EM02

210-BR-01

210-TC-01

210-AL-01

210-BR-03 210-BR-04

210-PE-01 e 210-PE-02

210-TC-02210-TC-03

210-TC-04

Pr-produtoITM-B1

ROM CMT

210-TC-10

210-GR-01

46

Prosseguindo com trabalho ser abordado de forma detalhado os equipamentos

britadores cnico e peneiras vibratria.

4.3 Britadores Cnicos

Em um circuito de britagem de rocha, a segunda etapa normalmente comea a ter

importncia no controle do tamanho e formato do produto. Por isso, o britador de mandbula

na maioria dos casos, no se classifica como um britador secundrio. Em vez disso, o britador

cnico usado com mais freqncia.

Alm disso, nos circuitos de pulverizao (britagem e moagem) de minrio e minerais,

o britador cnico freqentemente usado como a etapa secundria.

O objetivo da britagem intermediria produzir vrias granulomtricas grossas-

agregadas para base, por exemplo ou preparar o material para a rebritagem final. Na maioria

dos casos, no h exigncia de qualidade, embora, naturalmente o produto tem de ser

adequado para rebritagem fina, por tanto, obter a maior reduo possvel com o mais baixo

custo possvel.

O processo de funcionamento de britagem nos britadores cnicos se d pela

compresso do material entre o revestimento da cabea e o revestimento interno da carcaa

principal. Esse processo de compresso proporcionado pelo movimento giratrio e

excntrico do eixo principal.

Para a melhora compreenso do equipamento, a figura a seguir ilustra os componentes

principais e suas funes:

47

Fonte: Manual de Britagem - Metso (2001, p.90)

Figura 4.2 Componentes do Britador Cnico HP400

Tremonha de alimentao direcionar o material para a cmara de britagem do

britador.

Esfrico da cabea - suportar a cabea ao eixo principal e permitir o movimento

elptico da cabea mvel.

Parafuso de trava fixar a placa de alimentao

Placa de alimentao distribuir de forma homognea o minrio na cmara de

britagem.

Anel de corte unir parafuso de trava com manta da cabea mvel

48

Cilindro de trava manter o bojo na posio ajustada para granulomtrica

especificada do processo

Motor de ajuste hidrulico Ajustar o britador para a granulomtrica especificada

do processo.

Revestimento do bojo - pea de desgaste, proteger o bojo durante processo de

britagem.

Manta pea de desgaste, proteger a cabea durante processo de britagem.

Cabea britar o minrio

Conjunto de alivio prender firmemente o anel de ajuste carcaa principal contra

foras anormais de britagem, foras essas em excesso criadas por operao

inadequadas ou passagem de material no britavel (metal pesado).

Proteo do contrapeso proteger contrapeso ao desgaste por material

Mancal de apoio do excntrico suportar o conjunto do excntrico e reduzir o

desgaste por frico do conjunto do excntrico.

Eixo principal Suportar o conjunto da cabea mvel e o movimento giratrio do

eixo excntrico

Contra- eixo transmitir torque para o sistema do excntrico

Coroa e pinho produzir o movimento anular do excntrico

Excntrico promover o movimento excntrico da cabea, ocasionando a

triturao do minrio.

Soquete suportar o conjunto da cabea e transmitir a fora de britagem carcaa

principal.

Revestimento do soquete pea de desgaste, evitar a frico entre o soquete e o

esfrico, alm de permitir o movimento do esfrico.

Anel de ajuste justar o bojo para a granulomtrica especificada

Bojo regio de britagem do material.

Motor de ajuste Girar anel de ajuste

49

4.4 Peneiras Vibratrias

Tanto os britadores como os moinhos de triturao no so muito preciso na

granulomtrica especificada do produto. Essa impreciso encontra-se em parte na variao da

composio de cristais dos materiais (duro, mole, abrasivo e no abrasivos) e em parte na

configurao e no desempenho do equipamento. Para partes mais grossas acima de 1 a 2 mm

do sistema utiliza-se peneiras, que tem como finalidade o controle do tamanho das partculas.

O conceito geral do peneiramento que o material se fluidifica pela ao da vibrao.

Na superfcie de peneiramento, o material est sujeito a dois fenmenos:

Estratificao o movimento vibratrio do deck proporcionado a passagem do

fino pela superfcie do peneiramento e influenciada pela a umidade do material,

amplitude versos freqncia, tipo de movimento do equipamento, direo do

movimento, inclinao do equipamento, altura da camada do material, formato da

partcula e grau de aderncia do material.

Probabilidade processo de passagem do material atravs da tela

O desempenho da peneira consiste de trs parmetros principais:

Movimento circular, elptico, lanamento reto e em linha reta

Posio da peneira Inclinada e Horizontal

Meio de peneiramento tela de borracha ou metlica (material seco), tela de

poliuretano (material mido).

Baseado no movimento e posio das peneiras existe uma variedade de peneiras, as

mais aplicadas na minerao so: inclinada simples de movimento circular, horizontal de

movimento linear, inclina de movimento elptico e inclinao mltipla de movimento linear

(banana).

A seguir sero apresentados os componentes das peneiras de inclinao simples de

movimento elptico, porque so os modelos do objeto de estudo.

50

Fonte: Manual Peneira - Haver (2012, p.1)

Figura 4.3 Peneira de inclinao Simples

Caixa de recebimento Receber o minrio.

Revestimento da caixa de recebimento pea de desgaste, proteger a caixa de

recebimento.

Mdulos ou telas de aos - classificar o minrio de acordo com a granulomtrica

desejada.

Longarinas - suportar os mdulos o telas de aos.

Vigas - estruturar a peneira

Chapa lateral Estrutura peneira

Bica de descarga direcionar material na sada da peneira

Rolamentos - permitir o movimento angular da peneira.

51

Os pargrafos anteriores apresentaram os principais componentes das peneiras e

britadores, dando continuidade no trabalho sero apresentados os clculos de confiabilidade

dos componentes desses equipamentos.

4.5 Clculos de Confiabilidade

O estudo de confiabilidade nos britadores cnicos C210BR03, C210BR04 e das

peneiras vibratrias C210PE01 e C210PE02 priorizou-se os dois primeiros componentes

desses equipamentos com maiores numero de falhas durante o perodo de observao.

A coleta de dados para o trabalho foi realizada atravs de pesquisas no banco de dados

do Sistema Informatizado da Manuteno (Maximo), informaes obtidas no Sistema

Gerenciamento de Produo (GPROD, sistema oficial da Vale) e Relatrio de Operao da

Usina e posteriormente tabulado em uma planilha do Excel (anexo I, II, III e IV).

As figuras abaixo demonstram os componentes dos britadores e peneiras com maiores

nmeros de falhas durante perodo de observao.

Figura 4.4: Componentes que mais Falharam no 210BR03

52

Figura 4.5: Componentes que mais Falharam no 210BR04

Figura 4.6: Componentes que mais Falharam na 210PE01

53

Figura 4.7: Componentes que mais Falharam na 210PE02

Conclui-se, conforme visto nas figuras anteriores, os componente dos britadores e

peneiras com maiores nmeros de falha so respectivamente:

- Britador C210BR03 sistema hidrulico e sistema de lubrificao;

- Britador C210BR04 correia de transmisso, manta e revestimento do bojo (a

quantidade de falhas dos dois igual, porque a freqncia de troca dos revestimentos a

mesma);

- C210PE01 - Transmisso de correia e mdulos ou telas;

- C210PE02 Mancal interno e mdulo ou telas.

Para o calculo da confiabilidade desses componentes, foi utilizado o software Weibull

++ 8 e tabelas dos dados de falhas (anexo I, II, III e VI) dos componentes dos equipamentos

em estudo.

A seguir um trecho da tabela (Tempo de Falhas do Britador 210BR03) ilustrado para

uma melhor compreenso de cada coluna e de como esses dados foram ordenados.

58

Tabela 4.1 Tabela ilustrativa de Dados de Falhas dos Componentes dos Equipamentos

Equipamento 210BR03

Componente Nome do Componente Componente que Falharam e Componentes com tempo

suspenso

Data da Partida Hora da Partida Data da Parada Hora da Parada Tempo P-P (Horas) Causa

1 Chute Alimentao 2 01/02/2013 00:00 07/02/2012 02:08 170,13 Falha 2 Sistema Hidrulico 2 07/02/2012 02:21 08/02/2012 19:00 40,87 Falha 3 Sistema Lubrificao 24 09/02/2012 08:19 09/02/2012 23:45 15,43 Falha 4 Motor acionamento 24 10/02/2012 19:00 22/03/2012 06:00 971 Falha 5 Polia- acionamento 22/03/2102 18:38 29/03/2012 07:00 156,37 Preventiva 6 Correia de Transmisso- acionamento 29/03/2012 13:00 04/04/2012 09:27 140,45 Preventiva 7 Base Motor- acionamento 04/04/2012 13:00 19/04/2012 02:00 349 Preventiva 8 Impulsor de oleo-contra eixo 1 20/04/2012 23:15 23/04/2012 18:03 66,75 Falha 9 Proteo da carcaa-contra eixo 23/04/2012 18:25 03/05/2012 06:10 227,75 Preventiva

10 Pinho - contra eixo 2 03/05/2012 20:12 20/05/2012 07:46 395,57 Falha 11 Bucha da carcaa -contra eixo 20/05/2012 10:28 21/05/2012 12:00 25,53 Preventiva 12 Carcaa- contra-eixo 24 21/05/2012 16:32 23/05/2012 07:00 38,47 Falha 13 Revestimento do contrapeso excntrico 2 23/05/2012 19:00 28/05/2012 17:58 70,97 Falha 14 Contrapeso excntrico 28/05/2012 18:29 30/05/2012 07:37 37,14 Preventiva 15 Coroa-excentrico 2 30/05/2012 19:48 30/05/2012 21:30 1,7 Falha 16 Bucha do excentrico-excentrico 31/05/2012 01:00 08/06/2012 07:14 222,23 Preventiva 17 Mancal apoio superior-excentrico 08/06/2012 16:00 15/06/2012 07:00 159 Preventiva 18 Revestimento- Soquete 24 15/06/2012 22:05 19/06/2012 09:23 83 Falha 19 Soquete 20/06/2012 04:00 20/06/2012 07:00 3 Preventiva 20 Bucha inferiro-cabea mvel 3 20/06/2012 18:45 21/06/2012 01:00 6,25 Falha 21 Bucha superior - cabea mvel 21/06/2012 04:00 27/06/2012 06:34 146,57 Preventiva 22 Esfrico - cabea mvel 3 27/06/2012 18:45 03/07/2012 19:00 144,25 Falha 23 Anel de corte-cabea mvel 03/07/2012 20:00 04/07/2012 06:32 10,6 Preventiva 24 Manta 3 04/07/2012 18:11 09/07/2012 21:26 122,75 Falha 25 Parafuso de trava - cabea mvel 09/07/2012 22:08 13/07/2012 06:38 80,5 Preventiva 26 Placa de alimentao -cabea mvel 3 13/07/2012 13:14 15/07/2012 01:00 37,77 Falha 27 Proteo do brao -carcaa principal 15/07/2012 01:50 18/07/2012 06:41 76,85 Preventiva

59

A coluna 1 so os componentes que fazem parte do equipamento e para todos os

componentes foi atribudo um numero para facilitar a identificao do componente que falhou

em um determinado instante, a coluna 2 o nome do componente conforme figuras 4.2 e 4.3,

a coluna 3 identifica o componente responsvel pela falha do equipamento durante operao

normal, a coluna 4 trata-se da data de inicio de observao e tambm da data de partida do

equipamento aps a falha de algum componente, a coluna 5 refere-se a hora de inicio da

anlise e tambm a hora que o equipamento voltou a operar aps a falha de algum

componente, a coluna 6 e 7 representam a data e a hora que o equipamento falhou, ou seja,

parou, a coluna 8 demonstra o tempo que o equipamento operou at falhar, j a coluna 9

identifica qual a causa da parada (falha em algum componente ou parada do equipamento para

preventiva).

Os clculos de confiabilidades dos componentes eleitos foram realizados para um

tempo de misso de 360 horas, porque, as manutenes preventivas nessa usina so realizadas

de 15 em 15 dias de acordo com o plano de produo, ou seja, os equipamentos tm de operar

360 horas (24 horas de operao).

4.5.1 Calculo de Confiabilidade dos Componentes Eleitos do Britador 210BR03

Para o calculo de confiabilidade dos componentes eleitos do britador 210BR03 a

tabela abaixo demonstra a disposio dos dados para serem imputados no software.

Tabela 4.2 Dados para Calculo de Confiabilidade da Unidade de Lubrificao 210BR03

Dados de Entrada para Calculo Falha Suspenso Componente

Dados de Entrada para Calculo Falha Suspenso Componente

170,13 S 2 12 S 2 40,87 S 2 26,65 S 2 15,43 S 24 30,58 S 2 971 S 24 11 F 3

156,37 S Preventiva 30,75 S 140,45 S Preventiva 23,88 F 3

349 S Preventiva 72,21 F 3 66,75 S 1 36,75 F 3 227,75 S Preventiva 10,7 S Preventiva 395,57 S 2 15,72 F 3 25,53 S Preventiva 28 F 3 38,47 S 24 24 S Preventiva 70,97 S 2 388 S Preventiva 37,14 S Preventiva 4357,3 S 5

1,7 S 2 4357,3 S 6 222,23 S Preventiva 4357,3 S 7

159 S Preventiva 4357,3 S 8

60

83 S 24 4357,3 S 9 3 S Preventiva 4357,3 S 10

6,25 F 3 4357,3 S 11 146,57 S Preventiva 4357,3 S 12 144,25 F 3 4357,3 S 13

10,6 S Preventiva 4357,3 S 14 122,75 F 3 4357,3 S 15

80,5 S Preventiva 4357,3 S 16 37,77 F 3 4357,3 S 17 76,85 S Preventiva 4357,3 S 18

18 F 3 4357,3 S 19 132 S Preventiva 4357,3 S 20

232,3 S 4 4357,3 S 21 36,83 S Preventiva 4357,3 S 22 36,25 S 24 4357,3 S 23 135 S Preventiva 4357,3 S 25 201 S Preventiva 4357,3 S 26 325 S Preventiva 4357,3 S 27 192 S 2 4357,3 S 28 6,53 S 2 4357,3 S 29

20,35 S 2 4357,3 S 30 59 F 3 4357,3 S 31

132 S 24 4357,3 S 32 68 S 2 4357,3 S 33 23 F 3 4357,3 S 34

Como os dados para o calculo de confiabilidade envolve censura direita, necessria

a suspenso de alguns dados, ou seja, tempo de operao at a falha de alguns componentes,

tempo de operao dos componentes que no falharam durante perodo de observao e os

tempos de preventivas do equipamento.

4.5.1.1 Calculo de Confiabilidade da Unidade de Lubrificao do Britador 210BR03

De acordo com a tabela acima, a coluna 1 demonstra os tempos sucessivos de

operao dos componentes do britador at a falha, o tempo de operao de certos

componentes que no falharam durante perodo de observao e tempo de preventiva do

equipamento, a coluna 2 (Falha) representa a letra a ser imputada na coluna Condio do

software, como de interesse o calculo da confiabilidade apenas do componente unidade de

lubrificao (3) essa coluna recebe a letra F (de falha), a coluna 3 representa tambm a letra a

ser imputada na coluna condio do software, como j foi dito, que de interesse somente a

confiabilidade apenas da unidade de lubrificao os demais componentes tero seus tempos

de operao at falhar e o tempo de operao dos componentes que no falharam durante

observao suspenso, por isso essa coluna recebe a letra S (Suspenso), j a coluna 4

61

identifica o componente associado ao respectivo tempo de operao at falhar e tambm as

preventivas durante perodo de observao.

A figura a seguir ilustra a funo de densidade de probabilidade de falha, ela foi obtida

por meio da insero de dados de tempo entre falhas (dados da tabela 4.2) no software

Weibull++8, falhas ocorridas no perodo de 01 de Fevereiro de 2012 a 29 de Outubro de 2012

(maquina foi retirada nesse dia).

Fonte: Software Weibull ++ 8

Figura 4.8: Curva da Funo de Densidade de Falha da Unidade de lubrificao 210BR03

O grfico acima representa a funo de densidade de falha da unidade de lubrificao,

ele permite avaliar a probabilidade de falha de um item ou componente em qualquer tempo

futuro.

Atravs do programa Weibull++8, foi calculado a confiabilidade e a probabilidade de

falhar dessa unidade para o tempo de misso. A tabela abaixo demonstra os valores de

confiabilidade encontrados.

62

Tabela 4.3 Valores de Confiabilidade Unidade de Lubrificao do 210BR03

Variveis Valores Encontrados Probabilidade de Falha (360 h) 63%

Confiabilidade (360 h) 37%

Beta 1,07

MTBF 355,77 h

Observar-se que a probabilidade de uma falha ocorrer nessa unidade de lubrificao

durante operao normal do equipamento para o tempo de misso desejado de 63% e ela

possui uma confiabilidade de 37%, ou seja, essa unidade apresenta uma baixa confiabilidade

para o tempo determinado.

Percebe-se que o valor de maior que um, quando maior que um indica a

existncia de modos falhas predominantes. Analisando o grfico (fig. 4.8) nota-se que grande

parte da densidade de falhas concentra-se ao redor de um determinado tempo de vida. Nesse

caso t=30 horas e justamente esse comportamento que caracteriza as falhas predominantes e

nesse tempo que ocorre a maior freqncia desse modo de falha.

A fim de verificar o modo de falha predominante nesse componente que contribui para

a baixa confiabilidade desse componente, foi elaborada a tabela 4.4 baseando-se nos dados do

Anexo I.

Tabela 4.4 Falhas Predominantes na Unidade de Lubrificao do 210BR03

Modo de Falha Numero de Falha associado ao Modo de Falha

Baixa presso de leo 11

Vazamento de leo 2

Observar-se que o modo de falha predominante na unidade de lubrificao a baixa

presso de leo. De acordo com observaes feitas em campo, entrevista com operadores e

mecnicos da rea, indicam que as possveis causas para esse modo de falha seriam:

- Desgaste da bomba de lubrificao;

- Contaminao do leo de lubrificao;

- Tubagens ou filtro de recalque obstrudo;

63

- Tubos de aspirao ou de recalque obstrudos;

- Vazamentos nas conexes e tubulaes de recalque do sistema;

4.5.1.2 Calculo de Confiabilidade da Unidade de Hidrulica do Britador 210BR03

A seguir demonstrado o grfico da densidade de falha e valores de confiabilidade

dessa unidade.


Figura 4.9 Curva da Funo de Densidade de Falha da Unidade Hidrulica 210BR03 Tabela 4.5 Valores de Confiabilidade Unidade Hidrulica do 210BR03

Variveis Valores Encontrados Probabilidade de Falha (360 h) 26% Confiabilidade (360 h) 74% Beta 0,64 MTBF 3248,11h

64

Observar-se que a probabilidade de falhar desse componente durante operao para o

tempo de misso desejado de 26% e uma confiabilidade de 74%, ou seja, essa unidade

apresenta uma confiabilidade satisfatria.

Analisando a figura 4.9, observa-se que a freqncia de falhas elevada na vida inicial

do componente, diminuindo drasticamente com o tempo de vida e a partir de um dado

momento, aproxima-se de um valor constante. Em outras palavras, como o valor de menor

que uma parte dos componentes avaliados apresenta falhas prematuras ou defeitos que podem

estar associados a defeitos originados no projeto, na fabricao do componente ou modos

operacionais do equipamento.

A fim de verificar os modos de falhas que ocorre nesse componente, foi elaborada a

seguinte tabela.

Tabela 4.6 Falhas Predominantes na Unidade Hidrulica do 210BR03

Modo de Falha Numero de Falha associado ao Tipo de Falha Baixa presso de leo 4 Defeito eltrico 1 Defeito na Bomba 3 Defeito no Motor Eltrico 2 leo Contaminado 2

Observa-se que existem vrios modos contribuindo para a falha nesse componente. De

acordo com observaes feitas em campo, entrevista com operadores e mecnicos da rea,

indicam que as possveis causas para os modos de falha seriam:

- Defeitos da bomba Hidrulica;

- Contaminao do leo hidrulico;

- Vazamentos nas conexes e tubulaes de recalque do sistema;

- Rompimento de cabo de eltrico (alimentao do motor da bomba);

- Defeito nas vlvulas de comando;

65

4.5.1.3 Anlise Geral dos Componentes do Britador 210BR03

O parmetro de forma , conforme citado na seco 2.2.5, para valores de > 1

recomendvel uma poltica de manuteno preventiva ou preditiva, j para valores de < 1

recomendvel uma poltica de manuteno corretiva.

Quando se analisa o parmetro de forma dos componentes desse britador, a fim de

definir a poltica de manuteno, a unidade de Lubrificao possui maior valor de

probabilidade de falhar do que a unidade Hidrulica, portanto, sugere-se que o intervalo de

preventiva desse britador (contemplar verificao desse componente e nos demais) deve ser

baseado nesse componente. Analisando o MTBF e Tempo de Misso da unidade, observa-se

que a probabilidade de falhar no Tempo de Misso maior que seu MTBF, portanto o

intervalo de preventiva ser baseado no seu MTBF e assumindo um risco de falha nesse

componente de 63%.

4.5.2 Calculo de Confiabilidade dos Componentes Eleitos do Britador 210BR04

As figuras e as tabelas a seguir foram obtidas atravs dos dados do tempo entre falhas

ocorridas no perodo de 01 de Fevereiro de 2012 a 31 de Dezembro 2012.

4.5.2.1 Calculo de Confiabilidade da Manta do Britador 210BR04

Os valores a serem considerados como falha, sero em relao ao componente 24

(Manta) do Anexo II e os demais tempos dos outros componentes e preventivas sero

considerados suspenso. A figura e a tabela a seguir demonstram o comportamento da funo

da densidade de falha e a confiabilidade desse componente.

66


Figura 4.10 Curva da Funo de Densidade de Falha da Manta 210BR04

Tabela 4.7 Valores de Confiabilidade da Manta do 210BR04

Variveis Valores Encontrados Probabilidade de Falha (360 h) 54% Confiabilidade (360 h) 46% Beta 1,13 MTBF 429,83 h

Por se tratar de um componente cuja funo proteger a cabea mvel, ou seja, um

item de desgaste, analisando os valores de confiabilidade e grfico de densidade de falha,

nota-se que para o tempo de misso determinado existe um risco de 54% de esse componente

desgastar, antes de atingir o tempo de misso, ou seja, o britador parar devido ao desgaste

(fim de vida til) desse componente.

67

4.5.2.1 Calculo de Confiabilidade da Correia de Transmisso do Britador 210BR04

A seguir demonstrado o grfico da densidade de falha e valores de confiabilidade da

correia de transmisso.


Figura 4.11 Curva da Funo de Densidade da Correia de Transmisso 210BR04

Tabela 4.8 Valores de Confiabilidade Correia de Transmisso do 210BR04

Variveis Valores Encontrados Probabilidade de Falha (360 h) 45% Confiabilidade (360 h) 55% Beta 0,87 MTBF 699,88h

Analisando a tabela 4.7, observa-se que a confiabilidade para o tempo de misso

determinado razovel com 48% de ocorrer uma falha no componente durante operao

normal do equipamento.

68

A fim de verificar os modos de falhas que ocorre nesse componente, foi elaborada a

seguinte tabela.

Tabela 4.9 Falhas Predominantes na Correia de Transmisso do 210BR04

Tipo de Falha Numero de Falha associado ao Tipo de Falha Frouxa 9 Rompida 9

Observa-se que existem dois modos de falha que contribui para a falha do

componente. De acordo com observaes feitas em campo, entrevista com operadores e

mecnicos da rea, indicam que as possveis causas para os modos de falha seriam:

- Deficincia no sistema de tensionamento das correias de transmisso (sistema de

avano, recuo e alinhamento do motor de acionamento);

- Falta de procedimento de tensionamento das correias de transmisso;

- Proteo das correias danificadas permitindo a projeo de material (minrio) nas

correias de transmisso.

- Qualidade das correias de transmisso.

4.5.2.3 Anlise Geral dos Componentes do Britador 210BR04

Quando se analisa o parmetro de forma , a fim de definir a poltica de manuteno, a

manta possui maior valor de probabilidade de falhar do que a correias de transmisso,

portanto, sugere-se que o intervalo de preventiva desse britador (contemplar verificao desse

componente e nos demais) deve ser baseado nesse componente. Analisando o MTBF e Tempo

de Misso da manta, observa-se que a probabilidade de falhar no Tempo de Misso menor

que seu MTBF, portanto o intervalo de preventiva ser baseado no tempo de Misso e

assumindo um risco de falha nesse componente de 54%.

4.5.3 Calculo de Confiabilidade dos Componentes Eleitos da Peneira 210PE01

As figuras a seguir foram obtidas atravs dos dados do tempo entre falhas ocorridas no

perodo de 04 de Fevereiro de 2012 a 31 de Dezembro 2012.

69

4.5.3.1 Calculo de Confiabilidade Correia de Transmisso da Peneira 210PE01


(Correia de Transmisso) do Anexo III e os demais tempos dos outros componentes e

preventivas sero considerados suspenso.


Figura 4.12 Curva da Funo de Densidade de Falha da Correia de Transmisso

210PE01

Tabela 4.10 Valores de Confiabilidade Correia de Transmisso 210PE01

Variveis Valores Encontrados Probabilidade de Falha (360 h) 59% Confiabilidade (360 h) 41% Beta 1,13 MTBF 383,51 h

70

Observar-se que a probabilidade de uma falha ocorrer nessa componente durante

operao para o tempo de misso desejado de 59% e com uma confiabilidade de 41%, ou

seja, esse componente no apresenta uma boa confiabilidade para o tempo determinado.

Analisando o grfico percebe que grande parte da densidade de falhas concentra-se ao

redor de um determinado tempo de vida. Nesse caso t=60 horas, isso significa que nesse

tempo haver uma maior freqncia do aparecimento dos modos de falha. A fim de verificar o

modo de falha predominante nesse componente que afetam sua confiabilidade para o tempo

de misso, foi elaborada a tabela abaixo.

Tabela 4.11 Falhas Predominantes na Correia de Transmisso da 210PE01

Correia de Transmisso Modo de Falha Numero de Falha associado ao Tipo de Falha

Frouxa 9 Rompida 10

Observa-se que h dois modos de falhas predominantes nesse componente, de acordo

com observaes feitas em campo, entrevista com operadores e mecnicos da rea, indicam

que as possveis causas para os modos de falha seriam:

- Deficincia no sistema de tensionamento das correias de transmisso (sistema de

avano, recuo e alinhamento do motor de acionamento);

- Falta de procedimento de tensionamento das correias de transmisso;

- Qualidade das correias de transmisso.

4.5.3.2 Calculo de Confiabilidade dos Mdulos ou Telas da Peneira 210PE01


(Mdulo) do Anexo III e os demais tempos dos outros componentes e preventivas sero

considerados suspenso.

71


Figura 4.13 Curva da Funo de Densidade de Falha dos Mdulos ou Telas da 210PE01

Tabela 4.12 Valores de Confiabilidade Mdulos ou Te

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