RELATÓRIO DE ESTÁGIO 1/3 Período: de 05/08/2009 a 04/02/2010 WHIRLPOOL S/A UNIDADE COMPRESSORES

(1)

Universidade Federal de Santa Catarina

Centro Tecnológico

Departamento de Engenharia Mecânica Coordenadoria de Estágio do Curso de

Engenharia Mecânica

CEP 88040-970 - Florianópolis - SC - BRASIL www.emc.ufsc.br/estagiomecanica

estagio@emc.ufsc.br

RELATÓRIO DE ESTÁGIO – 1/3

Período: de 05/08/2009 a 04/02/2010

WHIRLPOOL S/A – UNIDADE COMPRESSORES

Aluno: Marcelo Ota

Supervisor: Antônio Tadeu Cristofolini Orientador: Aloisio Nelmo Klein

(2)

ÍNDICE:

1. APRESENTAÇÃO DA EMPRESA: 3

2. APRESENTAÇÃO DA ÁREA DE ATUAÇÃO: 5

3. ATIVIDADES REALIZADAS NO ESTÁGIO 5

3.1. INTRODUÇÃO: 5

3.2. PROPOSTA DE TRABALHO: 5

3.3. CRONOGRAMA: 6

3.4. ATIVIDADES DESENVOLVIDAS DURANTE O PRIMEIRO PERÍODO

DE ESTÁGIO: 6

3.4.1. INTRODUÇÃO: 6

3.4.2. PROCEDIMENTOS E RESULTADOS: 7

3.4.2.1. ANÁLISE MICROESTRUTURAL: 7

3.4.2.2. DUREZA: 12

3.4.2.3. ANÁLISE QUÍMICA VIA EDS (MEV) E ANÁLISE DE ACABAMENTO

SUPERFICIAL: 13

3.4.3. CONCLUSÃO DAS ATIVIDADES DESENVOLVIDAS: 15

4. CONCLUSÃO: 16

(3)

1. Apresentação da empresa:

Perfil da empresa:

A EMBRACO foi fundada por três empresas fabricantes de refrigeradores – Consul, Springer e Prosdócimo – em Joinville (SC) em 1971 com o objetivo inicial de suprir a indústria brasileira de refrigeradores, então dependente da importação destes produtos, a EMBRACO começou a produzir compressores herméticos em 1974. Hoje é especializada em soluções para refrigeração e líder mundial do mercado de compressores herméticos, com um

market share atualmente estimado em 22%. Com fábricas no Brasil, Itália,

China e Eslováquia e capacidade para 27 milhões de compressores ao ano, produz também componentes de ferro fundido, componentes elétricos, condensadores e evaporadores.

A EMBRACO emprega cerca de 10 mil pessoas, em âmbito mundial. Ao aliar o talento de seus profissionais a investimentos permanentes em tecnologia, consolidou-se como fornecedora de excelência, fazendo com seus produtos se tornassem os preferidos de grandes montadoras de eletrodomésticos e de destacados fabricantes de equipamentos para refrigeração comercial.

Desde maio de 2006 a EMBRACO atua, no Brasil, sob a razão social Whirlpool S.A., em função da junção da Empresa Brasileira de Compressores S.A. – Embraco com a Multibrás S.A. Eletrodomésticos. Entretanto, a EMBRACO continua a operar de forma estruturalmente independente, dada a peculiaridade de seus negócios. Neste mesmo ano inaugura o POLO – Laboratórios de Pesquisa em Refrigeração e Termofísica, consolidando parceria tecnológica de 24 anos com a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).\

Estrutura:

A EMBRACO tem fábricas no Brasil, Itália, China e Eslováquia, todas certificadas pela ISO 9001. As plantas industriais do Brasil e da Itália possuem também as certificações ISO 14001 e OHSAS 18001 e a da Eslováquia a certificação ISO 14001. Além de bases produtivas, a EMBRACO conta com

(4)

escritórios de venda nos Estados Unidos, México e Itália e centros de distribuição estrategicamente localizados.

A maior fábrica de compressores da EMBRACO se localiza em Joinville (SC), região Sul do país, onde também está a Administração e o Centro de Pesquisa e Desenvolvimento. Igualmente em Joinville ficam a Fundição Embraco, que produz componentes de ferro utilizados tanto pela planta do Brasil quanto de outros países, e a EECON - Embraco Electronic Controls, que desenvolve, fabrica e comercializa sistemas eletrônicos para eletrodomésticos. Em Itaiópolis (SC), a EMBRACO tem outra fábrica, dedicada à produção de componentes elétricos e trocadores de calor, utilizados em unidades condensadoras e seladas, que lá são montadas.

Tecnologia:

O desenvolvimento de novas tecnologias garante que os produtos fabricados pela EMBRACO estejam sempre presentes junto à indústria de refrigeração de maior desempenho. O reconhecimento internacional do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da EMBRACO pode ser atestado pelas 682 cartas-patentes já obtidas pela organização, em âmbito mundial, com o suporte de 37 laboratórios próprios. Uma equipe de cerca de 400 engenheiros e técnicos trabalha de forma integrada, buscando fornecer soluções aos principais fabricantes mundiais de produtos de refrigeração doméstica e comercial. A EMBRACO não apenas fornece compressores herméticos de última geração, mas também soma esforços aos de seus clientes para desenvolver sistemas de refrigeração cada vez mais econômicos, silenciosos e não prejudiciais ao meio ambiente.

Pessoas:

Pessoas, na EMBRACO, são a base para o sucesso do negócio. Esta

não é apenas uma afirmação, mas uma prática cotidiana. Tanto no processo de seleção quanto no desenvolvimento de pessoas que formam o time, a EMBRACO busca garantir que o respeito à diversidade de culturas e opiniões seja uma alavanca para o sucesso da trajetória de cada um. Gerenciar pessoas, na EMBRACO, significa oferecer a elas oportunidades para que sejam mais felizes, como indivíduos e como profissionais; que desenvolvam suas competências e habilidades, e, acima de tudo, que se comprometam com a Missão, a Visão e a prática dos Valores.

(5)

2. Apresentação da área de atuação:

O Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) possui 37 laboratórios próprios, localizados nas diferentes plantas, que estão equipados com o que há de mais avançado em tecnologia para pesquisa, medição e diagnóstico, além de softwares para simulações e experimentações.

O local, especificamente, do departamento de R&D onde o estágio está sendo realizado é o Laboratório de Materiais. Ele é equipado com: uma bancada de metalografia, um microscópio eletrônico de varredura (MEV), dois microscópios ópticos, duas embutidoras, dois cut-off’s, um tribômetro, um durômetro, um microdurômetro, uma máquina universal de ensaios - MTS, três interferômetros entre outros equipamentos.

Essa infra-estrutura com mais toda a equipe do laboratório é utilizada na verificação da qualidade em peças de fornecedores, análise de fraturas em peças e equipamentos da EMBRACO e no desenvolvimento de materiais e novos processos.

3. Atividades realizadas no estágio

3.1. Introdução:

No desenvolvimento de novos modelos de compressores EMBRACO é de grande interesse que um trabalho de análise de concorrentes seja realizado, com o intuito de se obter informações que venham ajudar nesse projeto.

Ao Laboratório de Materiais da EMBRACO ficou a responsabilidade de realizar a caracterização dos materiais de todos os componentes dos compressores scroll de seis fornecedores diferentes.

Por questões de sigilo empresarial, os fornecedores e muitas informações não poderão compor esse relatório, enquanto outras serão expressas de forma genérica.

3.2. Proposta de trabalho:

A parte do trabalho de análise de concorrentes entregue ao Laboratório de Materiais EMBRACO está sendo realizado durante esse estágio, por esse

(6)

projeto ser longo e compor de várias etapas apenas as primeiras serão apresentadas nos relatórios.

Essas etapas que serão apresentadas nos relatórios são análises dos materiais dos seguintes componentes:

• Scroll móvel e fixa;

• Mancal de escora;

• Mancal principal.

Em todas essas etapas as seguintes análises foram realizadas:

• Análise microestrutural;

• Dureza;

• Análise química (EDS);

• Análise de acabamento superficial.

3.3. Cronograma:

Esse projeto possui um cronograma, porém, por questões de sigilo, não é possível sua reprodução na integra neste relatório. Dessa forma apenas um cronograma mais genérico será apresentado.

Tabela 1 – Cronograma de atividades

2009 2010

Atividades

Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Janeiro Fevereiro Análise dos materiais dos

scroll móvel e fixa Análise dos materiais do mancal de escora Análise dos materiais do mancal principal

3.4. Atividades desenvolvidas durante o primeiro período de estágio:

3.4.1. Introdução:

Este relatório tem por objetivo divulgar os procedimentos e resultados da primeira parte do trabalho de caracterização dos materiais de compressores scroll. Estas partes são o scroll fixo e scroll orbital.

(7)

Ao todo foram analisados 9 compressores, sendo 3 desses de um mesmo fabricante. Por questão de blindagem de informação os fornecedores foram nomeados de: Fornecedor 1, Fornecedor 2, Fornecedor, 3, Fornecedor 4, Fornecedor 5, Fornecedor 6 e Fornecedor 7.

3.4.2. Procedimentos e Resultados:

3.4.2.1. Análise Microestrutural:

Na realização da análise microestrutural do scroll fixo e móvel, esses componentes foram cortados na região da espira e também na região da base do scroll fixo, para verificar possíveis diferenças de microestrutura entre regiões de maior e menor seção transversal. Em seguida essas amostras foram embutidas com baquelite na embutidora SimpliMet 1000 – BUEHLER.

No processo de lixamento das amostras foram utilizados as granulações 220, 600 e 1000 das lixas AROTEC, e no polimento pasta de diamante de 1 µm – AROTEC.

As fotos da microestrutura foram realizadas no microscópio óptico Axioskop 2 Mat – ZEISS e trabalhadas no software AxioVision Rel. 4.6. A tabela 2 mostra as fotos da microestrutura dos scroll fixo, móvel e da parte de secção maior do scroll fixo, e também após o ataque químico com solução de Nital 4% em aumento de 200x, para as amostras em fofo.

Tabela 2 - Fotos da microestrutura das amostras.

Sem ataque químico Após ataque químico

F ix o F o rn e c e d o r 1 1

(8)

M

ó

v

e

l

Aumento: 100x Aumento: 200x Aumento: 200x

S e c ç ã o m a io r

F

ix

o

M

ó

v

e

l

S e c ç ã o m a io r F o rn e c e d o r 1 2

(9)

F

ix

o

M

ó

v

e

l

S e c ç ã o m a io r F o rn e c e d o r 1 3

F

ix

o

M ó v e l F o rn e c e d o r 2

(10)

F

ix

o

M

ó

v

e

l

S e c ç ã o m a io r F o rn e c e d o r 3

F ix o F o rn e c e d o r 4

(11)

M ó v e l F o rn e c e d o r 5

F o rn e c e d o r 6 Fixo Aumento: 500x Móvel Aumento: 500x F o rn e c e d o r 7 Fixo Aumento: 500x Móvel Aumento: 500x

Da tabela 2 observa-se que os orbitais dos fornecedores Fornecedor 1, Fornecedor 2, Fornecedor 3, Fornecedor 4 e Fornecedor 5 são de fofo cinzento. Na tabela 3 foi feito a classificação da grafita quanto a sua forma, disposição e tamanho de acordo com a ASTM A247.

(12)

Tabela 3 – Classificação da grafita dos fofo. Forma da grafita Disposição da grafita Tamanh o da grafita Fixo I D ~ E 5 ~ 6 Móvel I C ~ D 4 ~ 5 Forn. 1-1 Secção maior I A 5 Fixo I E 8 Móvel I E 8 Forn. 1-2 Secção maior I D ~ E 6 ~ 7 Fixo I D ~ E 6 ~ 7 Móvel I D ~ E 5 ~ 6 Forn. 1-3 Secção maior I A 4 ~ 5 Fixo I D ~ E 5 ~ 6 Móvel I E 7 ~ 8 Forn. 2 Secção maior I A 4 ~ 5 Fixo I E 6 ~ 7 Móvel I E 5 ~ 6 Forn. 3 Secção maior I C 5 ~ 6 Fixo I D 4 ~ 5 Forn. 4 Secção maior I C 4 ~ 5 Forn. 5 Móvel I E 7 ~ 8 3.4.2.2. Dureza:

Para a obtenção da dureza dos scroll’s móvel e fixo foi utilizado o padrão Brinell com cargas de 187,5 kp e 62,5 kp para fofo e alumínio respectivamente. Os ensaios foram realizados no durômetro Briviskop BVR 250H. A tabela 4 mostra a média das durezas obtidas dos scroll’s.

Tabela 4 – Dureza Brinell dos orbitais.

Dureza [HB] Fixo Móvel Forn. 1-1 182 203 Forn. 1-2 210 215 Forn. 1-3 229 255 Forn. 2 196 215

(13)

Forn. 3 216 224

Forn. 4 203 -

Forn. 5 - 202

Forn. 6 106 119

Forn. 7 137 138

3.4.2.3. Análise química via EDS (MEV) e Análise de acabamento superficial:

Nos scroll’s fixo e móvel foram realizados as análises química via EDS, no microscópio eletrônico de varredura (MEV) XL 30 – PHILIPS tanto no interior quanto na superfície para detectar os elementos químicos que os compõem e a porcentagem em peso atômico desses elementos. As tabelas 5 6, 7 e 8 mostram os resultados dessas análises.

Tabela 5 – Análise química EDS da região superficial das amostras de fofo.

Forn. 1-3 Forn. 2 Forn. 3 Forn. 4 Forn. 5

Fixo Móvel Fixo Móvel Fixo Móvel Fixo Móvel

[wt%] [wt%] [wt%] [wt%] [wt%] [wt%] [wt%] [wt%] Zn 3,70 P 31,28 Si 2,21 Al 0,86 Si 1,91 P 26,88 Al 0,44 Na 0,78 Al 0,59 Mn 39,99 Fe 97,79 Si 5,50 Cl 0,55 Cl 0,68 Si 2,93 Al 1,01 Si 0,68 Fe 28,77 Cl 1,58 Mn 1,21 Mn 34,37 Mn 1,00 Si 1,27 P 29,44 Fe 87,45 Fe 96,33 Fe 38,07 Fe 95,67 P 10,51 Cl 0,68 Cu 4,65 Cl 0,15 K 0,34 Mn 14,56 Mn 38,54 Fe 71,73 Fe 25,04 Cu 1,00

Tabela 6 - Análise química EDS da região superficial das amostras de Al.

Forn. 6 Forn. 7

Fixo Móvel fixo Móvel

[wt%] [wt%] [wt%] [wt%]

Al 84,49 Al 75,01 Al 1,18 P 8,21

Si 15,42 Si 15,94 Si 2,53 Ni 91,79

Cu 0,10 S 9,04 Sn 96,30

Tabela 7 - Análise química EDS do interior das amostras de fofo.

Forn. 1-1 Forn. 1-2 Forn. 1-3 Forn. 2

Fixo Móvel Fixo Móvel Fixo Móvel Fixo Móvel

[wt%] [wt%] [wt%] [wt%] [wt%] [wt%] [wt%] [wt%]

Si 2,19 Si 2,88 Si 1,45 Si 2,36 Si 2,40 Si 2,28 Si 1,85 Si 2,25

Fe 97,81 Fe 97,12 Fe 98,55 Mn 0,86 Mn 1,00 Mn 0,94 Fe 98,15 Fe 97,25

(14)

Forn. 3 Forn. 4 Forn. 5

Fixo Móvel Fixo Móvel

[wt%] [wt%] [wt%] [wt%]

Si 1,40 Si 2,18 Na 0,65 Si 2,08

Fe 98,60 Fe 97,82 P 0,44 Mn 0,73

Si 1,23 Fe 95,71

Fe 97,69 Ti 0,93

Tabela 8 - Análise química EDS do interior das amostras de fofo.

Forn. 6 Forn. 7

Fixo Móvel fixo Móvel

[wt%] [wt%] [wt%] [wt%]

Al 85,93 Al 87,40 Al 88,57 Al 84,12

Si 11,91 Si 10,06 Si 11,43 Si 11,70

Cu 2,15 Cu 2,54 Cu 4,18

Na análise química EDS da região superficial das amostras é possível identificar as amostras que possuem algum tipo de camada superficial. Assim pela concentração de P e Mn na superfície dos orbitais de fofo Fornecedor 1-3 (fixo e móvel), Fornecedor 3 (móvel) e Fornecedor 5 (móvel) observa-se que esses possuem uma camada de fosfato mangânico.

Nos scroll’s de liga de alumínio foram observados diferentes revestimentos. No scroll móvel do Fornecedor 7 existe uma camada homogênea de Ni-P e no scroll fixo de mesmo fornecedor uma camada não homogênea de Sn. Nos scroll’s do Fornecedor 6 apenas o móvel apresentou uma camada depositada, mostrando um possível tratamento de anodização na superfície.

A figura 1 são fotos das camadas depositadas nos scroll’s do Fornecedor 7 e no scroll móvel do Fornecedor 6.

(15)

(a) (b)

(c)

Figura 1 – (a) Forn. 7: orbital fixo, aumento: 200x; (b) Forn. 7: orbital móvel, aumento: 500x e (c) Forn. 6: orbital móvel, aumento 500x.

A espessura média das camadas apresentadas na figura 1 é mostrada na tabela 9.

Tabela 9 – Média da espessura das camadas depositadas.

Espessura média de camada depositada [µm]

Fixo 268,54

Forn. 7

Móvel 17,70

Forn. 6 Móvel 28,33

(16)

Do trabalho realizado nesta primeira parte do estágio as seguintes conclusões são feitas:

• Os compressores scroll’s do Fornecedor 1, Fornecedor 2, Fornecedor 3,

Fornecedor 4 e Fornecedor 5 são fabricados com fofo cinzento lamelar, com forte predominância da fase perlítica. Enquanto o Fornecedor 6 e Fornecedor 7 utilizam liga de Al;

• A dureza Brinell dos fabricados com fofo está entre (182 e 255) HB, e para

os de liga de Al entre (106 e 138) HB, resultados aceitáveis para esses tipos de materiais;

• Na superfície dos scroll’s do Fornecedor 1, Fornecedor 3 e Fornecedor 5

apresentam uma camada de fosfato mangânico, o scroll móvel do Fornecedor 7 uma camada de Ni-P, e em seu par uma camada de Sn, já o scroll móvel do Fornecedor 6 apresenta uma camada de anodização;

4. Conclusão:

O trabalho desenvolvido pelo aluno até então, promoveu a esse um contato com diferentes setores da empresa possibilitando assim o desenvolvimento de atividades fora da rotina do laboratório, como por exemplo: desenvolvimento de relações interpessoais e contato com fornecedores e clientes, esse último, promoveu também um aprendizado diferenciado contribuindo para que o aluno desenvolvesse uma boa capacidade de gerenciamento de produto.

5. Referências:

PADILHA, A.F. Materiais de Engenharia. Hemus Editora Limitada, São

Paulo, 343 páginas (Edição Eletrônica:

http://200.196.67.147/ieditora/livro.cfm?p=94&afID=26/), 2000.

CHIAVERINI, V. – Aços e ferros fundidos – 7º Ed. – ABM: São Paulo, 2005.

(17)

PADILHA, A.F. Materiais de Engenharia: Microestrutura e Propriedades. Hemus Editora Limitada, São Paulo, 349 páginas, 1997.

PADILHA, A.F. & F. SICILIANO JR., Encruamento, recristalização, crescimento de grão e textura. São Paulo, ABM, 2ª edição, 158 páginas, 1996.

GOMES, M. R; BRESCIANI, F.E – Propriedades e uso de metais não ferrosos. São Paulo, 1976.

EDWARDS, JOSEPH – Coating and surface tretament systems for metal WILLIAM D, CALLISTER JUNIOR – Ciência e engenharia de materiais - Uma introdução. 7ª Ed.

www.embraco.com.br

ASTM A 247 - Standard Test Method for Evaluating the Microstructure of Graphite in Iron Castings.

ANSI (Aluminum Association).