(1) Luiz Fernando Pavão Gonçalves – Engenheiro Mecânico da área de Engenharia de Manutenção daBraskem S. A. nas unidades de Polietileno e Polipropileno no RS;

(2) Otávio Luiz Dibe Vescovi – Mestre em Engenharia, Engenheiro Mecânico da COPESUL da Unidadede Manutenção – Time de Engenharia de Manutenção e Avaliação;

(3) Karlsheinz Kattermann – Gerente da Bruel & Kjaer no Brasil;(4) Julio Cesar Klar Serrano – Diretor da SERRANO automação Ltda.

T.T. 035MAXIMIZANDO A DISPONIBILIDADE DOS ATIVOS, ATRAVÉS DA

INTEGRAÇÃO DE TÉCNICAS PREDITIVAS E VARIÁVEIS DE PROCESSO

Luiz Fernando P. Gonçalves (1) Otávio Luiz Dibe Vescovi (2) Karlheinz Kattermann (3) Júlio Cesar Klar Serrano (4)

Resumo

O aumento do número de equipamentos, além do aumento da disponibilidadedas técnicas de análise preditivas para equipamentos tem sobrecarregado deinformações a engenharia de manutenção. Estas informações para seremeficazes e resultarem em ganhos em termos de confiabilidade operacionalnecessitam de uma análise abrangente e imediata. Como a implantação deprocedimentos e de técnicas foi sendo feita de maneira gradual ao longo dotempo, acaba-se tendo um mosaico de informações fragmentadas. A propostadescrita neste trabalho descreve um caso de integração de informações,critérios e práticas, unificando do modo mais abrangente possível informaçõestécnicas e de históricos de intervenções de modo a criar uma consistênciamaior na prática da engenharia de manutenção. Esta intenção envolve umagrande complexidade em termos dos recursos viabilizadores, especialmenteem termos da arquitetura do sistema de informações. O uso do sistemamostrou ganhos substancias de eficácia de análise e tem motivado os usuáriospara a expansão da integração abrangendo novas técnicas de análise.

1. Objetivo

O objetivo deste trabalho é o de apresentar a experiência prática de umametodologia idealizada na Braskem e desenvolvida em parceria com aCOPESUL (Companhia Petroquímica do Sul), Brüel & Kjaer Vibro e SerranoAutomação, visando:

- A maior eficácia no gerenciamento dos ativos;- O aumento da disponibilidade, confiabilidade e segurança;- A redução de custos operacionais e de manutenção

Devido ao crescente incremento da capacidade produtiva das unidadesindustriais, ao aumento da complexidade técnica dos equipamentos e àterceirização de atividades do âmbito da manutenção, criou-se a necessidadede contínuos avanços tecnológicos no campo da Manutenção Preditiva.Esta sofisticação crescente gerou um acúmulo da informações fragmentadas,dispersas entre técnicas e fontes diversas. A visão integrada e global doequipamento e de seu processo passou a ser uma necessidade sentida pelaengenharia de manutenção de modo cada vez mais agudo.O objetivo da obtermos uma visão de conjunto foi atingido através daintegração das análises das diversas técnicas preditivas.

2. Análise integrada – Conceito

A análise integrada visa proporcionar uma avaliação abrangente da condiçãooperacional, através do acompanhamento integrado de diversas técnicaspreditivas. Isto permite que o analista tenha uma visualização multivariável dosprincipais equipamentos, objetivando a otimização das intervenções, oaumento da assertividade das análises e da segurança pessoal, ambiental epatrimonial.

E X E M P L O D E F A L H A

Figura I – A fragmentação de informações relevantes diminui a agilidadenecessária para a intervenção

3. Estratégia

A estratégias básica adotada foi a de unificar em um único “software”(COMPASS) as análises de vibração, temperatura, fluxo magnético, correnteelétrica, óleos lubrificantes e ferrografia, conjugando-as com variáveis deprocesso (SDCD) tais como pressão, vazão e temperaturas, além depossibilitar a consulta ao histórico dos equipamentos.

4. Desafio

Esta proposta carregava algumas dificuldades de implantação, descritas aseguir:

4.1. Integrar em uma única base de dados as técnicas de análise preditivadisponíveis na Braskem e na Copesul;4.2. Integrar as análises de óleo e ferrografia ao sistema e automatizar oprocesso de aquisição de dados junto aos fornecedores de informação internose externos;4.3. Integrar a análise de fluxo magnético e espectro de corrente ao sistema eautomatizar o processo de aquisição de dados via coletor “offline” da B&K;4.4. Acessar os históricos dos equipamentos do sistema de planejamento damanutenção;4.5. Integrar os dados de processo (SDCD) ao sistema e automatizar oprocesso de aquisição de dados;4.6. Permitir o acesso e a alimentação de dados em uma grande área físicanas quais os equipamentos e as unidades estão distribuídas;

INTEGRAÇÃO DAS TÉCNICAS PREDITIVAS

VibraçãoAnálise de Óleos

TermografiaTemperatura

Corrente Elétrica Fluxo Magnético

PressãoVazão

FerrografiaAnálise Performance

etc

C O M P A S S

M Á X I M O

HISTÓRICOSR E L A T Ó R I O S

CUSTOS

Figura II – Proposta de integração de informações

5. Sistema de tele-monitoramento

Desde 1997 a Copesul tem feito contratos de serviços de manutenção comalgumas empresas de segunda geração para melhorar a disponibilidade globaldos equipamentos e para tornar a manutenção mais efetiva para todas ascompanhias envolvidas.Isto inclui um extensivo sistema de acesso remoto a partir do centro dediagnóstico da Copesul para monitoramento e diagnóstico de equipamentos decada planta participante.

Sistema de Monitoramento –Configuração da Rede

Rede de

Ethernet

TCP/IP LAN

Configuração do sistema de tele-monitoramento

Figura III - Configuração do sistema de tele-monitoramento COMPASS

Uma vez que custos de matéria prima e preços de produtos acabados sãosimilares de uma empresa para outra no competitivo mercado petroquímicoatual, é freqüentemente a maneira a qual os equipamentos são operados emantidos que confere a uma empresa a superioridade competitiva.O monitoramento e diagnóstico de é uma parte importante do contrato demanutenção, por isso o conceito de “tele-monitoramento” é empregado.Todo monitoramento e diagnóstico é feito a partir do centro de monitoramento ediagnóstico da condição dos equipamentos na Copesul. Quando uma falhaincipiente é remotamente detectada, a equipe de monitoramento na Copesul irádiagnosticar a falha e informar o pessoal de operação e manutenção darespectiva planta na respectiva empresa de segunda geração que ação deveser tomada.

O sistema de monitoramento escolhido para o papel do “tele-monitoramento”nas empresas de segunda geração foi o sistema COMPASS da Brüel & Kjær,Schenck CMS. A parte “on-line” do sistema de monitoramento é utilizada paramonitorar equipamentos críticos tais como turbinas a vapor, compressores,bombas de calor, ventiladores de torres de refrigeração, e turbo-expansores.Coletores de dados portáteis são utilizados para monitorar equipamentosauxiliares tais como bombas, motores, caixas de engrenagens, ventiladores,etc. Isto é feito em intervalos entre 15 e 30 dias, dependendo do equipamento.

C a s o : Mo to r do Vent i lador de Torre deResf r iamento

F a l h a n a Pis ta E x t e r n a

d o s M a n c a i s

Figura IV – Análise “on-line” de um equipamento

Caso: Motor do Venti lador de Torre deResfr iamento - Solução

Figura V – Identificação de dano em progressão

6. Vantagens do monitoramento remoto

Resumidamente, podemos citar como as principais vantagens do sistema deaquisição de dados existente:6.1. Diagnóstico Centralizado - para várias plantas remotas;6.2. Usuários da Operação, Manutenção e Gerência com acesso à informaçãorelevante;6.3. Aquisição de dados externos;6.4. Uso efetivo do tempo do especialista de diagnósticos;6.5. Adequado para futura expansão no Sistema de Gerenciamento deManutenção;6.6. Acesso dos dados, quando necessário, para especialistas externos efabricantes de equipamentos;

SISTEMA INTEGRADO

COMPASS

HISTÓRICO DOS EQUIPAMENTOS

SERVIDORFTP

COPESUL

USUÁRIOCOMPASS

SDCD PE

INFOPLUSPE

LABORATÓRIOBRASKEMANÁLISE DE ÓLEO

SDCD PP

INFOPLUSPP

SDCD

B&K

VIBRAÇÃOTEMP.FASERELATORIO

COPESUL

BRASKEMPP

FLUXO MAGNETICO

B&K

VIBRAÇÃOTEMP.FASERELATORIO

FLUXO MAGNETICO

SDCD

USUÁRIOCOMPASS

ANÁLISES

ANÁLISE FERROGRÁFICA

FORNECEDORES

BRASKEMPE

SDCDOLEFINAS1

SDCDOLEFINAS2

INFOPLUSOLEFINAS1

INFOPLUSOLEFINAS2

TRIBOLABSDCDSDCD

Figura VI – Esquema simplificado da arquitetura de integração de informações

7. O sistema COMPASS – Histórico

O sistema Compass foi comprado pela Copesul em 1994 e teve sua instalaçãoe início de operação em 1995. No primeiro momento foi instalado apenas naplanta de Olefinas 1, com uma licença de software e monitorando on-line 6turbo-compressores. O custo inicial do sistema foi de US$ 223.000,00.O passo seguinte em 1996 foi a aquisição de um coletor off-line e umacelerômetro para monitorar as bombas e motores elétricos das plantas deOlefinas 1, aromáticos e utilidades, a um custo de US$ 15.000,00.

Em 1997 incluiu-se no sistema a monitoração dos ventiladores e motores datorre de resfriamento antiga (12 conjuntos).Em 1998 foram adquiridos mais 3 coletores off-line para a monitoração dosequipamentos das unidades das companhias de Segunda geração, após aCOPESUL iniciar a gestão da manutenção destas unidades e de decisão deintegrá-las ao sistema Compass (Braskem PP e Braskem PE, entre outrasempresas de segunda geração). Foram adquiridas 8 licenças do software paraatender às necessidades da manutenção distribuída por uma grande área físicae com várias plantas e processos diferentes. O custo destas aquisições foi decerca de US$ 80.000,00.Em 1999 com a partida da planta de Olefinas 2 (projeto de duplicação dacapacidade da Copesul), adicionou-se ao sistema as grandes máquinas (cincocompressores e dois turboexpansores) ao monitoramento on-line e as bombase motores da mesma planta ao monitoramento off-line.Em 2000 o servidor que atende o sistema foi ampliado (cerca de US$ 5.000,00)e o sistema Compass passou a ser um sistema corporativo da Copesul,administrado e mantido pelo Time de Informática. Foi estabelecido um contratode atualizações, suporte e manutenção do sistema com a Bruell e Kjaer, comum custo anual de cerca de US$ 20.000,00.Nesta época o sistema inteiro já cobria cerca de 2000 equipamentos diversos,com mais de 25.000 pontos de medição e envolvia 8 pessoas em tempointegral coletando e emitindo recomendações de manutenção.

Companhia EquipamentosMonitorados

MediçãoEscalar

MediçãoEspectral

Copesul 799 15454 26833Braskem PP 340 6567 9810Braskem PE 494 3849 5944Outras empresas 277 3516 5178Total 1910 29302 47121

Tabela I - Número total de equipamentos monitorados e medições realizadas

T E L A D E A N Á L I S E M U L T I V A R I Á V E L

Figura VII – Gráfico de tendência multi-variável

TELA DO HISTÓRICO DE INTERVENÇÕES

Figura VIII – Histórico de intervenções

8. Processo de Integração

Em 2001 em conjunto com a empresa Braskem petroquímica, foi decididointegrar outras variáveis ao monitoramento, tais como análise de óleolubrificante, ferrografia, análise de corrente de motores elétricos e análise defluxo magnético de motores elétricos. Além disso foi detectada a necessidadede interligar o sistema Compass com o histórico de intervenções do softwaredo sistema gerencial de manutenção Máximo e a necessidade de importardados do DCS com variáveis de processo. Para tanto foram adquiridos emconjunto pela Copesul e pela Braskem módulos adicionais de software quepermitem estas opções, a um custo de US$ 30.000,00. O custo total desta faseda implantação foi de R$ 253.000,00.Em 2002 foi configurado também no sistema off-line pontos para diagnósticopor pirometria dos tubos de fornos de nafta da Copesul.

CRONOGRAMAE CUSTO DA IMPLANTAÇÃO

12 meses R$ 253.000,00Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Atividade 1

Atividade 2

Atividade 3

Atividade 4

Atividade 5

Atividade 6

Atividade 7

Atividade 8

Atividade 9

Atividade 10

Atividade 11

Atividade 12

Atividade 13

Atividade 14

Atividade 15

Atividade 16

Atividade 17

Atividade 18

Atividade 19

Atividade 20

Atividade 21

Atividade 22

Figura IX – Cronograma de implantação da integração

TELA DE ANÁLISE FERROGRÁFICA

Figura X – Análise ferrográfica

9. Conclusões e desenvolvimentos futuros

A integração de técnicas, procedimentos, informações e conhecimentos tem semostrado como o caminho natural para a obtermos maior eficácia dos recursosjá existentes e disponíveis nos sistemas de manutenção.Aproveita-se assim todo o potencial das diversas técnicas existentes, o quenão é uma tarefa banal quando lidamos com uma grande população deequipamentos e uma enorme massa de dados que precisam ser analisados.Sistemas de informação em rede com acesso distribuído e um “software”poderoso e flexível são os principais viabilizadores para este tipo de integração.A unificação das informações sob a mesma interface e dentro de um mesmosistema de tratamento dos desvios e não-conformidades padroniza e agiliza asintervenções da manutenção, permitindo concentrar recursos humanos nosdesvios críticos em termos de ganhos para a confiabilidade geral de toda aplanta.Como futuros desenvolvimentos pode-se antever como boas possibilidades aintegração com medições de monitoramento de emissões fugitivas de selosmecânicos, temperaturas dos selos mecânicos (como ferramenta de preditiva),utilização mais intenso de “softwares” especialistas de inteligência artificial paraapoio aos diversos diagnósticos e melhorias na integração com o histórico deequipamentos.