Aplicação da ferramenta FMEA em um sistema de ar comprimido de uma indústria farmacêutica

UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE

ESCOLA DE ENGENHARIA

GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA

Pedro Lins de Moura Martins da Costa

Aplicação da ferramenta FMEA em um sistema de ar comprimido

de uma indústria farmacêutica

Niterói, RJ

2019

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Aplicação da ferramenta FMEA em um sistema de ar comprimido

de uma indústria farmacêutica

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Mecânica da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Mecânico.

Orientador:

Prof. Dr. Osvaldo Luiz Gonçalves Quelhas

Niterói, RJ 2019

Ficha Catalográfica elaborada pela Biblioteca da Escola de Engenharia e Instituto de Computação da UFF

Após finalizar o trabalho, gerar a ficha catalográfica a partir do link a seguir:

http://www.bibliotecas.uff.br/bee/ficha-catalografica

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Ficha catalográfica automática - SDC/BEE Gerada com informações fornecidas pelo autor

Bibliotecária responsável: Fabiana Menezes Santos da Silva - CRB7/5274 C837a Costa, Pedro Lins de Moura Martins da

Aplicação da ferramenta FMEA em um sistema de ar comprimido de uma indústria farmacêutica / Pedro Lins de Moura Martins da Costa ; Osvaldo Luiz Gonçalves Quelhas, orientador. Niterói, 2019.

53 p. : il.

Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica)-Universidade Federal Fluminense, Escola de Engenharia, Niterói, 2019.

1. FMEA. 2. Compressor de ar. 3. ISO 9001. 4. Produção intelectual. I. Quelhas, Osvaldo Luiz Gonçalves, orientador. II. Universidade Federal Fluminense. Escola de Engenharia. III. Título.

-P

EDRO

L

INS DE

M

OURA

M

ARTINS DA

C

OSTA

Aplicação da ferramenta FMEA em um sistema de ar comprimido

de uma farmacêutica

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Mecânica da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Mecânico.

Grau:

Aprovado em 18 de dezembro de 2019.

B

ANCA EXAMINADORA

___________________________________________ Prof. Dr. Osvaldo Luiz Gonçalves Quelhas – UFF

Orientador

___________________________________________ Prof. Dr. Marcelo Contente Arese– UFF

___________________________________________ Profa. Dr. Stella Maris Pires Domingues – UFF

i

A

GRADECIMENTOS

A todos que direta оu indiretamente fizeram parte dа minha formação, о mеu muito obrigado.

iii

E

PÍGRAFE

“Eu deveria me surpreender, se os perigos que sempre vagaram sobre mim possam

chegar a mim em algum momento?”

v

R

ESUMO

Com a crescente competitividade do mercado, indústrias precisam otimizar seus processos para continuar mantendo sua lucratividade. Manter seus equipamentos em bom funcionamento para garantir a produção é um importante passo para manter-se competitiva. Analise de modo de falha e seus efeitos (FMEA) é uma ferramenta utilizada para tornar um sistema mais confiável, aqui ela é aplicada à um compressor de ar. O sistema é composto por uma combinação complexa de componentes e subcomponentes, onde a multidisciplinaridade e experiência com a tecnologia torna-se importante para seu desenvolvimento. O objetivo do trabalho é identificar os diversos modos pelos quais o sistema pode falhar em todos os seus níveis para, em seguida, tomar ações para eliminar ou pelo menos minimizar seus efeitos da falha. A proposta foi feita para um compressor de ar de uma planta de indústria farmacêutica, localizada no Rio de Janeiro. A analise completa é apresentada juntamente com suas notas e escalas assim como as recomendações de ação a serem tomadas. São discutidos também seus benefícios e suas limitações.

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A

BSTRACT

With market competition increasing, industries need to optimize their process in order to keep their profitability. Keeping equipment running smoothly to ensure production is an important step in staying competitive. Failure mode effect analyses (FMEA) is a tool used for making a system more reliable, here it is applied to an air compressor. The system is composed by a complex combination of components and sub-components, where multidisciplinary and experience with the technology are important for the development of it. The objective of this work is to identify the various modes the system can failure on all levels, so that, afterwards, actions may be taken in order to eliminate or, at least, reduce the effects of the failure. It was proposed for an industrial air compressor of an industrial pharmaceutical plant in Rio de Janeiro. The full analysis is presented with all ranks and scales, as well as recommended actions to be taken. It is also discussed the benefits and limitations of it.

ix

L

ISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1. 5W1H Fonte: Próprio Autor ... 10

Figura 2. Tipos de compressores (Adaptado de GIAMPAOLO, 2010) ... 11

Figura 3. Impelidor e difusor (BLOCH, 2006) ... 12

Figura 4. Impelidor (BLOCH, 2006) ... 12

Figura 5. Curvas características (GIAMPAOLO, 2010) ... 13

Figura 6. Compressor de deslocamento alternativo (HANLON, 2006.) ... 14

Figura 7.Curvas características (GIAMPAOLO, 2010) ... 15

Figura 8. Acoplamento de parafusos (BLOCH, 2006)... 17

Figura 9. Etapas do compressor (BLOCH, 2006) ... 18

Figura 10. Compressor ZR160 (ATLAS COPCO, 2019) ... 19

Figura 11. Fluxograma dos sistemas de resfriamento, ar e óleo do Compressor ZR160 (ATLAS COPCO, 2019) ... 21

Figura 12. Diagrama de blocos do sistema de produção de ar comprimido do ZR160 (Próprio autor) ... 23

Figura 13. Gráfico de Pareto para os RPN (Próprio autor) ... 24

Figura 14. Distribuição de causas por sistemas (Próprio autor) ... 25

xi

L

ISTA DE TABELAS

Tabela 1. Escala de severidade de ocorrências para o ZR160 ... 8 Tabela 2. Escala de probabilidade de ocorrência para o ZR160 ... 9 Tabela 3. Escala de detecção de ocorrência para o ZR160 ... 9

xiii

L

ISTA DE SÍMBOLOS

SEV grau de severidade

OCC grau de ocorrência

DET grau de detecção

RPN número de prioridade de risco (risk priority number)

FMEA Analise de modo de falha e seus efeitos (failure mode effect analysis)

xv

S

UMÁRIO Agradecimentos ... i Epígrafe ... iii Resumo ... v Abstract ... vii Lista de ilustrações ... ix Lista de tabelas ... xi Lista de símbolos ... xiii Sumário ... xv 1 INTRODUÇÃO ... 1 1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO ... 1 1.2 OBJETIVO GERAL DO ESTUDO... 1 1.3 OBJETIVO ESPECIFICO DO ESTUDO ... 2 1.4 JUSTIFICATIVA DO ESTUDO ... 2 1.5 LIMITAÇÕES DO ESTUDO ... 3 1.6 METODOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO ... 4 1.7 MÉTODO DE PESQUISA ... 4 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 5 2.1 “FAILURE MODE EFFECT ANALYSIS”... 5 2.2 DEFINIÇÃO DAS FUNÇÕES ... 6 2.3 DEFINIÇÃO DOS COMPONENTES... 6 2.4 ANALISE DOS RISCOS ... 6 2.5 AVALIAÇÃO DOS RISCOS ... 7 2.6 MINIMIZAÇÃO DOS RISCOS... 10 2.7 COMPRESSORES ... 10 2.7.1 Dinâmicos ... 11 2.7.2 Deslocamento positivo ... 13

xvi

2.8 COMPRESSOR ZR160 – ATLAS COPCO ... 18 2.8.1 Sistema de ar ... 19 2.8.2 Sistema de resfriamento ... 20 2.8.3 Sistema de óleo ... 20 2.8.4 Elementos do compressor ... 20 3 ESTUDO DE CASO ... 22 3.1 COLETA DE DADOS ... 22 3.2 ANÁLISE DE DADOS... 22 3.3 INTERPRETAÇÃO E DISCUSSÃO DOS DADOS ... 24

4 CONCLUSÃO E SUGESTÕES PARA ESTUDOS FUTUROS ... 26

5 BIBLIOGRAFIA ... 28 APÊNDICE A. ... 30 A1 – FMEA para o compressor ZR 160 ... 30

1

1 INTRODUÇÃO

1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO

A Revolução Industrial foi o desenvolvimento mais importante na história da humanidade nos últimos três séculos. Esse fenômeno que começou nos anos de 1770 mudou o mundo, criando novas maneiras de produção e organização na produção de bens. Além disso, ele também mudou onde as pessoas vivem e como os países se relacionam. (STEARNS, 2013).

Esse fenômeno continua até hoje, a indústria está sempre procurando torna-se mais competitiva. Para conseguir produzir mais por um custo menor, muito dinheiro é investido em estudos. No período de 2017/2018 foram investido mais de €736.4mi em pesquisa e desenvolvimento nas diversas industrias mundialmente.(HERNÁNDEZ, H, 2018)

No decorrer dos anos, uma área de pesquisa que está se destacando é o campo da Qualidade. Com ela é possível melhorar não só a qualidade do produto, mas também a produtividade dos processos e a diminuição de custos. Para esse processo de melhoria continua ser bem-sucedido, muitas empresas estão percebendo a necessidade da utilização das ferramentas e técnicas de qualidade (BUNNEY; DALE, 1997).

Neste contexto, diferentes ferramentas e técnicas são implementadas para os mais variados tipos de indústria. Dentre elas, destaca-se o uso da ferramenta de Análise do Modo de Falha e Efeitos (Failure Mode Effect Analysis, FMEA). Ela é largamente utilizada para melhoria de projetos de engenharia, aumentando a confiabilidade de um equipamento ou de processos inteiros através de uma avalição das possíveis ocorrências que podem acontecer. (STAMATIS, 2003)

1.2 OBJETIVO

GERAL

DO

ESTUDO

O objetivo geral do estudo é a avaliação das possíveis falhas de um compressor de ar para uma indústria farmacêutica de grande porte, por meio da elaboração de uma Análise de Modos de Falha e seus Efeitos (Failure Mode and Effect Analysis, FMEA) para o compressor de ar industrial no Rio de Janeiro. Com isso, será possível prever prováveis cenários que possam impactar o processo de produção de ar comprimido e, assim, evitando ou, pelo menos, minimizando seus efeitos.

2

Finalmente, é feita uma discussão em relação aos resultados. Após a elaboração do FMEA, os dados são interpretados e, assim, recomendações são feitas para os potenciais modos de falha analisados, por meio de planos de ação a serem implementados e também sugestões para estudos futuros.

1.3 OBJETIVO

ESPECIFICO

DO

ESTUDO

Especificamente, é necessário revisar o processo de produção de ar comprimido, formar uma equipe multidisciplinar para identificar e listar os possíveis modos de falha, avaliar os riscos de severidade, ocorrência e detecção, calcular os valores de risco (risk priority number

- RPN) de cada falha e priorizar para quais modos de falha serão tomadas ações.

1.4 JUSTIFICATIVA

DO

ESTUDO

O Engenheiro Mecânico possui uma função indispensável no funcionamento de uma fábrica. Dentre os diversos setores que o engenheiro mecânico pode atuar um deles é o setor de Utilidades de uma indústria. Ela é a responsável pelo fornecimento de todas as energias necessárias para o funcionamento da fábrica. Para isso, o engenheiro precisa possuir um profundo conhecimento sobre os equipamentos que produzem essas energias, de forma que elas sejam entregues de forma eficiente e confiável.

Dentre as energias fornecidas, temos as principais em qualquer indústria: água, gás e energia elétrica. No caso de uma indústria farmacêutica, as energias não se limitam apenas a essas principais. Para a produção de remédios, o setor de Utilidades é responsável também pela entrega de água altamente purificada, nitrogênio, óleo diesel, vácuo, vapor industrial, vapor altamente purificado, água quente, água gelada, água potável, sistema de climatização (pressão e temperatura controladas) e ar comprimido.

Para produzir essas energias são necessárias diversas máquinas e equipamentos como caldeiras, chillers, torres de resfriamento, compressores de ar, etc. É responsabilidade do Engenheiro Mecânico entender os mecanismos dos equipamentos e seus funcionamentos, assim como gerir seu bom funcionamento. Ele é o responsável, também, por fazer o estudo de projetos de implementação de máquinas novas no setor de Utilidades.

Quanto maior o porte da indústria, maior é o desafio de gerenciar todos os equipamentos. Para isso, é necessário criar diversas estratégias de gestão desses ativos. Assim, com base na

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norma ISO 9000, que fornece técnicas e ferramentas para a otimização de processos internos de uma indústria, um dos objetivos dessas estratégias é garantir que o funcionamento das máquinas seja o mais confiável possível, de maneira que o ritmo de produção não seja interrompido por falta de energias e nem ponha em risco a vida dos operadores das máquinas. Ao analisar uma indústria farmacêutica, essa preocupação torna-se ainda mais crítica. As consequências de faltar remédios no mercado e a necessidade de alta qualidade dos mesmos torna de extrema importância que os equipamentos estejam preparados para trabalhar com níveis de disponibilidades e performance equiparáveis a de seus produtos.

Neste contexto, dentre os diversos equipamentos e máquinas que auxiliam na produção das utilidades necessários para produção de remédios da fábrica, esse estudo terá foco no gerador de ar comprimido. Ele é responsável por fornecer energia para todas as válvulas e dispositivos pneumáticos da fábrica, fazer o processo de sopro dos frascos, fornecer ar respirável para os operadores nas cabines de produção de remédio tóxicos e auxiliar nos pontos de calibração dos laboratórios de metrologia da fábrica.

1.5 LIMITAÇÕES

DO

ESTUDO

É importante ressaltar que o estudo será feito para um contexto bem definido. Sendo assim, sua extrapolação para outros processos poderá necessitar modificações. Suas limitações são:

1. O tipo de compressor de ar será do tipo de deslocamento positivo: parafuso; 2. A pressão que o ar comprimido é produzido é de 7 bar;

3. Na avaliação dos modos de falha deste trabalho não serão abordados os contextos elétricos;

4. O estudo será limitado ao ciclo de produção de ar comprimido do equipamento e não ao sistema inteiro de fornecimento de ar para a fábrica.

Além disso, o estudo foi feito no Rio de Janeiro, no decorrer ano de 2019. A delimitação geográfica por motivos climáticos e espaciais, bem como o intervalo temporal são importantes de serem mencionados pois podem interferir na avaliação do FMEA.

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1.6 METODOLOGIA

DE

DESENVOLVIMENTO

O estudo é dividido da seguinte forma:

Capítulo 1 – Apresentação e definição do trabalho. É apresentada uma introdução histórica, assim como justificativas e motivações para o desenvolvimento do trabalho. Também se definem os objetivos e as limitações da pesquisa, para melhor especificar o escopo do trabalho.

Capítulo 2 – Revisão bibliográfica do método de FMEA e seus componentes. Serão apresentados os procedimentos padrões que foram desenvolvidos pelo corpo acadêmico para a utilização da ferramenta. Também será feita a descrição do compressor de ar, incluindo os diferentes tipos, configurações e seus diferentes processos de produção de ar comprimido assim como o equipamento sobre o qual será feito o estudo.

Capítulo 4 – Apresenta a metodologia para o processo de FMEA para o compressor de ar em questão. Nele são apresentados os passos que foram tomados para elaboração do FMEA. São incluídas as Causas Raízes e seus Modos de falhas considerados e definidos valores quantitativos para eles. Além disso, são discutidos os resultados obtidos durante o trabalho.

Capítulo 5 – Apresenta as conclusões e as recomendações que foram obtidas por meio do FMEA. São definidas quais ações devem ser tomadas em vista dos resultados encontrados e sugestões para futuros estudos.

1.7 MÉTODO

DE

PESQUISA

Para a elaboração dessa pesquisa diversas fontes de conhecimento foram utilizadas. Primeiramente, por meio de livros acadêmicos sobre FMEA, manutenção e engenharia industrial, foi possível desenvolver a base teórica e geral para o trabalho. Além disso, artigos publicados em diversos jornais periódicos, foi possível identificar diversos estudos de caso para entender dificuldades e semelhanças que outras pessoas já tiveram.

Por fim, para aprofundar e especificar o conhecimento do equipamento, foi utilizado seu manual, disponibilizado pelo fabricante juntamente com o conhecimento técnico de uma equipe capacitada com mais de 10 anos de experiência em indústria.

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2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 “FAILURE

MODE

EFFECT

ANALYSIS”

O FMEA é uma ferramenta de análise de risco utilizada para aperfeiçoar o design de equipamentos e ao mesmo tempo aumentar seu tempo de vida. No caso de um ativo de uma fábrica, essa ferramenta torna-se essencial para todos os altos investimentos que são feitos no setor de engenharia. Não só no ponto de vista financeiro, mas também no de segurança, o FMEA ajuda a reconhecer possíveis catástrofes e criar planos de contingência para esses casos, seja reduzindo seu impacto ou facilitando sua detecção o quanto antes. (O`CONNOR, 2012)

Essa análise tornou-se essencial para as empresas aeroespaciais e automotivas, (VILLACOURT, 2019) assim como para a nuclear (U.S. NUCLEAR REGULATORY COMMISSION, 2019). Ademais, a execução de um FMEA hoje em dia é exigida pelo governo americano para os sistemas das forças aéreas e navais serem aprovados.

Neste contexto, seu uso é recomendado para: identificação de componentes críticos para tornar o design mais seguro e reduzir a frequência de falha, identificação de componentes que requerem controles de qualidade mais rigorosos, formulação de requerimentos especiais para serem incluídos nas especificações para fornecedores, formulação de procedimentos, equipamentos de segurança, monitoramento ou sistemas de alerta. (KUMAMOTO, 1996)

Essa ferramenta é estudada cientificamente por diversos autores e, apesar de utilizar uma avaliação subjetiva, ela possui uma sistemática clara e bem definida para ser executada. Para suas análises serem boas, é necessário, também, uma equipe multidisciplinar com bastante experiência, de forma que sejam apresentadas ideias suficientes para serem avaliadas. Essa equipe geralmente é composta por engenheiros e técnicos de manutenção que possuem bastante experiência. Além disso, esse processo precisa ser conduzido por alguém experiente na ferramenta e não, necessariamente, apenas na parte técnica do sistema em questão, para tirar seu melhor proveito (STAMATIS, 2003).

Nesse contexto, resumindo as etapas de um FMEA, ele pode ser divido em cinco etapas: definição de funções, definição de componentes, analise de risco, avaliação de risco e minimização de risco.

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2.2 DEFINIÇÃO

DAS

FUNÇÕES

O processo começa definindo as funções do sistema que está sendo avaliado de forma geral, entendendo-se como o sistema funciona. Para isso é preciso obter todas as informações do equipamento como desenhos técnicos, planos de manutenção, lista de materiais de estoque, documentos de comissionamento se houver, etc. Isso será de grande valia para certificar-se de que todos os integrantes da avaliação estão informados de maneira igual sobre como o sistema funciona e não gerar dúvidas no futuro.

Às vezes, é útil utilizar-se de um fluxograma de blocos para melhor esclarecer as etapas do processo que está sendo utilizado. Um fluxograma de blocos é uma representação simplificada de como ocorre o fluxo do processo sendo estudado. Essa ferramenta torna-se muito poderosa quando se está estudando sistemas muito complexos ou com equipes multidisciplinares, que nem sempre possuem conhecimentos da mesma área (MCDERMOTT, BEAUREGARD, MIKULAK, 2009).

2.3 DEFINIÇÃO

DOS

COMPONENTES

Com as funções do processo bem definidas e todos entendendo como funciona o sistema, é necessário identificar os componentes que fazem parte do sistema. Aqui os componentes do sistema são definidos, como por exemplo, válvulas, motores, filtros, caixas de engrenagem, trocadores de calor, etc. Possuir o conhecimento de todos os equipamentos que fazem parte do fluxo é um passo necessário para entender como o sistema como um todo pode falhar.

É importante ressaltar algumas definições para facilitar os entendimentos do processo. A causas das falhas são comumente chamadas de causas raízes, que são os mecanismos que causaram a falha. O modo de falha é entendido como a classificação do tipo de falha e não sua causa. Por exemplo, durante um FMEA a análise poderá ser feita apenas do motor (parte) mas não será avaliada o rolamento que ele possui (subparte). Isso é, o modo de falha será “o motor falhou” e a causa raiz poderá ser “o rolamento está travado” (MCDERMOTT, BEAUREGARD, MIKULAK, 2009).

2.4 ANALISE

DOS

RISCOS

A análise dos riscos dos modos de falha do sistema é feita após as etapas anteriores serem concluídas. Possuindo o conhecimento do fluxo do processo e os componentes que estão

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atribuídos a ele, é possível identificar as diversas maneiras pelas quais o sistema pode falhar. Essas maneiras são definidas como modos de falha. Em seguida são avaliados os efeitos que eles causaram no sistema e, por fim, são discutidas as causas raízes que levaram à ocorrência desse problema.

Os modos de falha são sugeridos pelos integrantes da equipe por meio de um brainstorm, isso é, cada integrante sugere uma ideia e ela então é debatida se é aplicável ou não ao contexto. Vale ressaltar que em uma etapa pode haver mais de um modo de falha, em um modo de falha pode haver mais de um efeito e para cada um deles existe uma causa raiz. O estudo então é conduzido até todas as etapas do processo terem sido avaliadas separadamente. (MCDERMOTT, BEAUREGARD, MIKULAK, 2009)

2.5 AVALIAÇÃO

DOS

RISCOS

Após essa etapa, será avaliado o nível de risco que cada dos modos de falha apresenta ao processo. O sistema para calcular esse nível atribui três variáveis para cada risco: severidade do impacto, probabilidade de ocorrência e facilidade de detecção.

Severidade (S) de uma ocorrência refere-se às consequências que essa falha pode causar. Por exemplo, um filtro saturado no processo pode fazê-lo perder a eficiência e não ter muito impacto ao processo, já uma válvula que não atua pode parar o processo. Sendo assim, é utilizado um critério de magnitude do efeito de sua falha para conseguir representar sua escala.

A probabilidade de ocorrência (O) refere-se à frequência com que certa falha pode ocorrer. Baseado em experiência profissional, são discutidas as chances de acontecer a causa raiz. Um rolamento quebrar é mais provável do que um mancal trincar (causas raízes), por exemplo. Essa avaliação requer bastante experiência para ser definida.

A escala de detecção (D) de ocorrências é baseada principalmente nas medições que são feitas pelo equipamento e por seu ambiente. Isso é, um equipamento que fique em um espaço confinado que poucas vezes é fisicamente visitado possui uma detecção de um possível problema muito pior do que um equipamento que esteja visível e de fácil acesso a todos.

No geral, esses três atributos recebem pontuações definidas pela equipe. As tabelas 1, 2 e 3 apresentam a escala utilizada no trabalho, nelas está a descrição e o critério utilizado para o cálculo do número de prioridade de risco (Risk Priority Number, RPN). Não há padrão para

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os valores de cada característica, alguns são mais comuns que outros, no entanto, fica a critério do engenheiro definir qual ele usará (MENČÍK, J, 2016). Para o caso em questão, cada característica será atribuída uma nota (1, 3, 5, 7 e 9) e o RPN é definido como a multiplicação entre eles:

A criticidade dos riscos será definida pela ordem decrescente de sua nota e, ao fim dessa avaliação dos riscos, serão criados, então, planos de ação para diminuir esse RPN.

Tabela 1. Escala de severidade de ocorrências para o ZR160

Escala # Descrição Critério

1 Categoria V (pequeno) Perda de eficiência do sistema

3 Categoria IV (médio) Ar comprimido pode ser gerado, no entanto,

precisa ser feito reparo urgente 5 Categoria III (crítico) Redução na capacidade de gerar ar _comprimido

7 Categoria II (catastrófico) Perda de capacidade de gerar ar comprimido

9 Categoria I (muito catastrófico) Equipamento, como ativo, gravemente _danificado Fonte: Próprio autor

9

Tabela 2. Escala de probabilidade de ocorrência para o ZR160

Escala # Descrição Critério

1 Nivel E (muito pouco provável) Probabilidade de ocorrer menor do que 0,001

(0,1%)

3 Nivel D (pouco provável) Probabilidade de ocorrer maior que 0,001 _{(0,1%) e menor do que 0,01 (1%)}

5 Nivel C (provável) Probabilidade de ocorrer maior que 0,01 (1%)

e menor do que 0,1 (10%)

7 Nivel B (bem provável) Probabilidade de ocorrer maior que 0,1 (10%)

e menor do que 0,99 (99%)

9 Nivel A (inevitável) Probabilidade de ocorrer maior que 0,99 _(100%)

Fonte: Próprio autor

Tabela 3. Escala de detecção de ocorrência para o ZR160

Escala # Descrição Critério

1 Com certeza Detecção do problema instantânea (possui

alarmes)

3 Alta Fácil detectar o problema (visualmente)

5 Baixo Detecção por medição (instrumentos)

7 Muito dificíl Detecção indireta do problema (baseado em

outros dados)

9 Impossivel Não é possível detectar com os instrumentos

que possui Fonte: Próprio autor

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2.6 MINIMIZAÇÃO

DOS

RISCOS

Após terem sido feitas as avaliações de RPN dos modos de falha, planos de ação serão elaborados com o objetivo de diminuir esses valores. Como a lista de modos de falha é extensa, uma maneira eficiente de melhorar o sistema é priorizar os que tiverem os maiores RPN.

Dependendo das causas raízes identificadas para os modos de falha, diferentes tipos de ações podem ser tomadas. Dentre elas, algumas opções são, implementação de instrumentos novos, processos de operação novos, manutenções diferentes, projetos de melhoria de engenharia, etc (PALADY, 1995).

Uma ferramenta de Qualidade utilizada para implementação dessas ações é chamada 5W1H (Figura 1). O nome vem do inglês what, why, where, who, when and how. Ela tem a função de organizar as ações que serão recomendadas de maneira clara e simples. Esse quadro da figura 1 é preenchido de forma a dizer “o quê”, “porquê”, “onde”, “quem”, “quando” e “como” vai ser feito a ação (BURTONSHAW-GUNN, 2009).

Figura 1. 5W1H Fonte: Próprio Autor

2.7 COMPRESSORES

Para executar um FMEA é preciso ter um profundo entendimento do funcionamento do equipamento que está sendo estudado e de suas características especificas. No caso de um compressor de ar, é importante conhecer suas variações e diferentes aplicabilidades.

Ao longo dos anos, a tecnologia dos compressores foi se desenvolvendo. É possível ver no diagrama da Figura 2 abaixo as diferentes ramificações que um compressor pode alcançar.

1H

O quê Porquê Onde Quem Quando Como

11

Nesta figura 2 está indicado o tipo de compressor em que será feito o estudo: deslocamento positivo, rotativo de parafuso.

Figura 2. Tipos de compressores (Adaptado de GIAMPAOLO, 2010)

Compressores são máquinas mecânicas que são usadas para aumentar a pressão em ar, gás ou vapor. Eles fazem a sucção do fluido a baixa pressão e o expelem a pressões que podem ser limitadas pela resistência dos materiais envolvidos. Para alcançar altas pressões, múltiplos estágios precisam ser incorporados. Os compressores podem ser divididos primeiramente em dois grandes tipos: Dinâmico e de Deslocamento Positivo. (GIAMPAOLO, 2010)

2.7.1 Dinâmicos

Os compressores do tipo dinâmicos são divididos em: axial (para aplicações de potências médias e grandes); e o centrífugo (para aplicações de baixa potência). Ambos são compostos principalmente por um impelidor e um difusor (Figuras 3 e 4). No início do processo, o ar admitido passa pelo impelidor, que é componente de pás rotatórias que promove aumento de energia no fluido; em seguida, passa pelo difusor o qual aumenta a pressão.

TIPOS DE COMPRESSORES

DESLOCAMENTO POSITIVO DINÂMICO

RECÍPROCO ROTATIVO AXIAL CENTRIFUGO

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Figura 3. Impelidor e difusor (BLOCH, 2006)

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No entanto, ambos são limitados no alcance de operação devido a interrupção parcial do fluxo de ar, chamada estol (stall) de um compressor, que pode levar ao surge, que é a interrupção completa do fluxo de ar. Esse efeito ocorre devido às forças aerodinâmicas nas paletas do impelidor.

É possível identificar esses efeitos nas suas curvas características como visto na Figura 5. Além disso, quanto maior a vazão de ar, mais a curva se aproxima da Stone Wall. Nessa região não há problemas dinâmicos, no entanto, é uma região de baixa eficiência e pode prejudicar o equipamento.

Suas principais áreas de aplicação são: separação de componentes em refinarias, plantas de síntese de amônia, plantas de síntese de metanol, oxigênio em plantas metalúrgicas (HANLON, 2006).

Figura 5. Curvas características (GIAMPAOLO, 2010)

2.7.2 Deslocamento positivo

Os compressores de Deslocamento positivo podem ser divididos em 3 tipos: alternativos (podendo ter um ou dois estágios), rotativo soprador (blower) e rotativo de parafuso (screw). Os rotativos, em comparação com os alternativos, possuem a característica de serem mais econômicos, sofrem menores perdas por atrito, não possuem contato com óleo e funcionam de modo contínuo.

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2.7.2.1 Alternativo

O compressor de deslocamento positivo do tipo alternativo utiliza-se do movimento de um pistão para comprimir o ar, sendo de um ou dois estágios (Figura 6). Um exemplo desse primeiro tipo de compressor é a bomba de encher pneu de bicicleta: ele possui uma haste conectada ao pistão, um compartimento de ar, duas válvulas de retenção (uma na entrada e outra na saída), um mangote flexível e uma conexão especifica para a aplicação.

Figura 6. Compressor de deslocamento alternativo (HANLON, 2006)

Comparado com os outros compressores, o alternativo é mais complexo e mais caro de manter. No entanto, sua eficiência e capacidade de trabalhar com pressões altas o faz ter vantagens comparado com outros, dependendo da sua aplicação. Além disso, ele geralmente é movido a turbina (gás ou vapor) ou a combustão (gás ou diesel), diferentemente dos outros compressores, que comumente são movidos a motor elétrico (HANLON, 2006).

Por causa dessas características, ele tem sido muito usado nas indústrias de petróleo, por exemplo, nas seguintes aplicações: refinaria de óleo, extração de gás, processamento de gás, transporte de gás pelos gasodutos.

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2.7.2.2 Soprador (Blower)

Em seguida, podemos destacar os compressores rotativos do tipo soprador. Eles são compostos por dois lóbulos rotatórios em formato de “8” que giram em sentidos opostos. Seu funcionamento está representado na Figura 7:

Posição 1: O lóbulo inferior está, simultaneamente, descarregando ar comprimido na linha à direita e admitindo ar para ser comprimido pela esquerda. O lóbulo superior está comprimindo ar.

Posição 2: O lóbulo inferior está terminando de descarregar o ar comprimido para a linha à direita e começando a comprimir o ar admitido anteriormente pela esquerda. O lóbulo superior está começando a descarregar o ar comprimido para a linha à direita.

Posição 3: O lóbulo inferior está comprimindo o ar. O lóbulo superior está simultaneamente descarregando o ar comprimido na linha e admitindo ar para ser comprimido pela esquerda.

Posição 4: O lóbulo inferior está começando o processo de descarregar ar comprimido para a linha na direita e começando a admitir ar para ser comprimido. O lóbulo superior está terminando de descarregar o ar comprimido.

Esse processo possui a limitação de compressão de um diferencial de pressão de até duas vezes. Isso ocorre devido ao espaço que precisa haver entre os lóbulos. No entanto, esse tipo de aplicação consegue comprimir grandes volumes de gás. Sendo assim, sopradores são frequentemente utilizado para impulsionar em aplicações de compressão.

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Algumas das principais aplicações para o rotativo soprador são: extração de gases subterrâneos, comprimir gases de digestores para serem utilizados, processos à vácuo, renovação de ar (GIAMPAOLO, 2010).

2.7.2.3 Parafuso

Os compressores parafuso possuem muitas vantagens, e por isso têm sido largamente utilizados. Sua faixa de operação o torna excelente para situações de baixa pressão com alta capacidade. Isso é, admitir pressões atmosféricas, ou quase próximas a ela, e descarregar a 27 bar.

As vantagens dele são: fácil manutenção, baixo custo de manutenção, vida do compressor longa, baixo custo de operação, baixo custo de compra, altas relações de compressão (0 a 27 bar), operação a baixas pressões, baixo peso, tamanho compacto (HANLON, 2006).

Os compressores parafusos são compostos principalmente por dois parafusos que giram em sentidos opostos. Esses dois parafusos se acoplam (Figura 8) de maneira que o parafuso “A” possui entradas côncavas e o parafuso “B” convexas. Apenas o parafuso “A” recebe energia, assim essa energia é transmitida para o parafuso “B” através de engrenagens.

A capacidade do compressor e a pressão de descarga são proporcionais ao seu diâmetro e seu comprimento. Quanto mais comprido, maior a pressão de descarga, e quanto maior o diâmetro, maior a capacidade.

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Figura 8. Acoplamento de parafusos (BLOCH, 2006)

Quando o parafuso “A” gira, espaço é criado dentro do sistema e o ar é admitido (Figura 9 (a)). À medida que o parafuso gira, mais espaço é criado para o ar percorrer pelo eixo, de forma que quando o parafuso “A” terminar de girar, ar estará preso dentro do sistema (Figura 9 (b)). Assim, o volume que havia no espaço admitido de ar diminui e a pressão nele aumenta (Figura 9 (c)). Em seguida, a fase de descarregar o ar comprimido acontece com a continuação da rotação dos parafusos. Simultaneamente o processo está começando novamente no inicio do eixo(Figura 9 (d)). A B B B B B B A A

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Figura 9. Etapas do compressor (BLOCH, 2006)

Sua aplicabilidade é tão alta que ele está em todos os setores. Não só ele pode ser usado para qualquer aplicação com pressões atmosféricas, como ele pode ser usado para elevar as pressões para serem entregues à um motor alternativo. Assim, é possível encontrar esses compressores em: mineração, farmacêuticas, construções, refrigeração industrial, refinarias.

2.8 COMPRESSOR

ZR160

–

ATLAS

COPCO

A unidade de ZR160 é um compressor de parafuso de dois estágios, acionados por um motor elétrico, que fornecem ar isento de óleo e de pulsações (Figura 10). A pressão de ar produzida é regulada na interface homem-máquina (IHM). Para o caso da farmacêutica onde ele está sendo utilizado, essa pressão está ajustada para 7 bar, que é o valor mínimo necessário para atender o processo de produção.

O compressor possui inversor de frequência que otimiza o consumo de energia e reduz a banda de pressão de funcionamento por meio da regulagem da velocidade do motor. Dessa forma, quanto mais consumidores necessitarem de ar comprimido, isso é, requererem uma capacidade maior, o motor irá se ajustar a essa demanda, de forma que a pressão na linha continue a 7 bar. Sendo assim, sua capacidade não é regulada por válvulas, mas sim pela oscilação da capacidade do motor.

( a) ( c) ( b) ( d) A (a) A (b) A (d) A (c)

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O sistema de refrigeração é feito por meio de água. Água de resfriamento, fornecida por uma torre de resfriamento irá circular pelos trocadores de calor que ele possui, para manter o controle da temperatura e, assim, garantir sua eficiência e aumentar seu tempo de vida.

Figura 10. Compressor ZR160 (ATLAS COPCO, 2019)

O processo de produção de ar comprimido requer três sistemas fechados, funcionando simultaneamente (ATLAS COPCO, 2019): o sistema de compressão de ar, de resfriamento e de lubrificação (Figura 11). As etapas dos três sistemas serão o alvo do estudo do FMEA. Nesse contexto, o funcionamento dos sistemas ocorre da seguinte forma:

2.8.1 Sistema de ar

Primeiramente, o ar atmosférico captado pela entrada passa pelo filtro de ar (AF), que existe para bloquear a entrada de qualquer elemento que possa danificar o sistema. Em seguida, o ar é comprimido no elemento compressor de baixa pressão (Ei), alcançando assim uma pressão um pouco maior e, consequentemente, aumentando sua temperatura.

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Depois disso, o ar resfriado é ainda mais comprimido no elemento compressor de alta pressão (Eh) alcançando assim sua pressão final (7 bar) e descarregado através do silenciador (AS) e do resfriador final (Ca).

2.8.2 Sistema de resfriamento

A água de refrigeração passa através do resfriador de óleo (Co), dos revestimentos de refrigeração do elemento compressor de alta pressão (Eh) e do elemento compressor de baixa pressão (Ei), bem como através do resfriador intermediário (Ci) e do resfriador final (Ca). 2.8.3 Sistema de óleo

O óleo é circulado pela bomba (OP) do cárter do compartimento da engrenagem para o resfriador (Co). O óleo passa através dos filtros de óleo (OF), em direção aos rolamentos e às engrenagens de sincronização. A válvula (BV) abre se a pressão do óleo subir acima de um determinado valor.

2.8.4 Elementos do compressor

O compressor está contido em um módulo, de forma que fique isolado acusticamente e contém os seguintes elementos: filtro de ar (AF), elemento compressor de baixa pressão (Ei), resfriador intermediário (Ci), elemento de compressor de alta pressão (Eh), resfriador final (Ca), motor elétrico, caixa de engrenagem, sistema de controle, válvula de segurança, filtro de óleo (OF), silenciador (AS), resfriador de óleo (Co), bomba do cárter (OP), válvula by-pass (BV)

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Figura 11. Fluxograma dos sistemas de resfriamento, ar e óleo do Compressor ZR160 (ATLAS COPCO, 2019)

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3 ESTUDO DE CASO

3.1 COLETA

DE

DADOS

Nessa etapa é feita a definição das funções e dos componentes que fazem parte do sistema. A principal fonte de coletas de dados foi o manual e os desenhos técnicos do equipamento. Com eles foi possível identificar os três sistemas que são necessários para a produção do ar comprimido (ar, refrigeração e óleo), bem como os componentes mecânicos do equipamento (válvulas, sensores, etc.).

Além disso, outra fonte de grande importância foi a literatura existente sobre indústrias e análise de falhas. Livros sobre engenharia da manutenção, engenharia de fábricas (plant

engineering) e estudos de caso disponíveis na internet ajudaram a levantar mais ideias sobre

possíveis falhas.

Ademais, a experiência dos especialistas que participaram do estudo foi essencial. Ideias que não foram de possíveis encontrar na literatura foram apresentadas, o que mostra como é importante tanto a experiência prática quanto a teórica (MENČÍK, J, 2019).

Para a condução do estudo foi criada uma equipe de cinco pessoas compostas por

engenheiros e técnicos mecânicos e instrumentistas. A escolha deles foi feita por todos terem feito parte da instalação e partida inicial do equipamento. Além disso, todos possuem mais de 10 anos de experiência com engenharia e manutenção de fabrica. Dessa forma, semanalmente foi reunida a equipe para abordar cada etapa da elaboração da tabela.

3.2 ANÁLISE

DE

DADOS

Nesta etapa é feita a análise e avaliação dos riscos. Um diagrama de blocos do equipamento foi feito para melhor entender o processo de produção de ar comprimido (Figura 12). O diagrama mostra, maneira mais simples, como os três sistemas explicados na seção 2.8 funcionam. Cada bloco do diagrama foi estudado de maneira separada para avaliar as possíveis falhas que podem ocorrer no sistema. Com isso, após a identificação dos modos de falha, dos efeitos que eles têm sobre o processo, de suas causas raízes e de seus controles de prevenção, foi atribuída uma nota para cada característica: severidade, ocorrência e detecção.

23

No capítulo 2 foram apresentadas as tabelas 1, 2 e 3,que foram utilizadas para auxiliar a atribuição de notas de cada modo de falha. Dessa forma, baseado em experiência profissional e julgamento de técnico de engenharia e teórico, a equipe atribuía uma nota à característica.

O foco do estudo se deu, principalmente, em avaliar os efeitos das falhas que estão relacionadas ao: (i) fornecimento de ar comprimido, (ii) integridade da máquina, (iii) segurança dos trabalhadores.

Figura 12. Diagrama de blocos do sistema de produção de ar comprimido do ZR160 (Próprio autor)

Sendo assim, um exemplo de como foi elaborado a avaliação dos primeiros dois modos de falha do FMEA foi feito da seguinte forma: primeiro foi estudado o sistema de refrigeração do processo; dele foram identificados dois potenciais modos de falha (insuficiência de vazão de água e perda de pressão), e esses modos de falha foram avaliados quanto a seus efeitos para o processo de produção de ar comprimido. Em seguida, uma nota de severidade (SEV) foi atribuída ao efeito dessas falhas. Continuando, foram determinadas as potenciais causas (motivos) que possam gerar essas falhas (quatro para insuficiência de vazão de água e dois para perda de pressão) e atribuída a elas uma nota de probabilidade de ocorrência (OCC). Além disso foram analisados os atuais métodos de controle para esses modos de falha e atribuída uma nota de detecção a elas (DET). Finalmente, uma nota de prioridade de risco é calculada (RPN).

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A partir dessa avaliação, é possível identificar quais os modos de falha mais críticos para o processo de produção de ar comprimido e assim desenvolver estratégias para impedir ou minimiza-los e, assim, garantir o funcionamento da máquina e da produção a qual ela se destina. O FMEA completo, produzido por meio desses passos se encontra no Apêndice A.

3.3 INTERPRETAÇÃO

E

DISCUSSÃO

DOS

DADOS

Ao acabar o estudo de todos os modos de falha apresentados, com todos os RPN calculados, é possível priorizá-los e recomendar ações que ajudem a diminuir seu risco. A partir dos valores que tiverem maior RPN serão criadas ações com objetivos de diminuir o impacto, a severidade ou aumentar sua facilidade de detecção.

Dessa forma, a abordagem implementada foi uma análise de Pareto. Essa análise se baseia em estatisticamente avaliar quais as causas geram a maioria dos efeitos. Vilfredo Pareto, um italiano engenheiro civil, economista e sociólogo, notou que diversas estatísticas poderiam ser modelas dessa maneira e que, em geral, por volta de 80% dos efeitos eram gerados por 20% das causas (BARRY, 2008).

Aplicando essa técnica ao estudo de caso, o gráfico na Figura 12 abaixo apresenta o histograma de Pareto para os RPN calculados. Com ele é possível notar que ele se comporta conforme esperado: das 59 entradas, 15 representam 80% dos maiores RPNs (aproximadamente 25% das causas, são responsáveis por 80% dos efeitos).

Figura 13. Gráfico de Pareto para os RPN (Próprio autor)

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0% 20% 40% 60% 80% 100% 1 3 5 7 9 11131517192123252729313335373941434547495153555759

Pareto do RPN

RPN (valor) RPN (%)

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Sendo assim, as ações que serão recomendadas para tornar o equipamento mais confiável serão atribuídas às causas raízes que foram identificadas na analise de Pareto anterior. As causas são: obstrução da tubulação de resfriamento, desgaste dos componentes internos, vazamento de ar pela tubulação de sucção, vazamento de ar pela gaxeta (retentor), baixa vazão de água de resfriamento, desalinhamento do conjunto, tensão no módulo do compressor, sujeira no sistema de óleo, rotação no sentido inverso, temperatura alta de ar externo de sucção.

Além disso, é interessante discutir como esses principais casos identificados estão distribuídos em relação ao processo. O processo, como foi explicado, é composto do sistema de refrigeração, compressão de ar e o sistema de óleo. No gráfico da Figura 14 os três sistemas estão relacionados dentro das principais falhas, isso mostra como a avaliação completa do sistema se torna importante, e não apenas a produção do ar comprimido isoladamente. Dessa forma, o compressor torna-se robusto o suficiente.

Figura 14. Distribuição de causas por sistemas (Próprio autor)

Sistema

26

4 CONCLUSÃO E SUGESTÕES PARA ESTUDOS FUTUROS

Este trabalho surgiu do desafio que o engenheiro mecânico enfrenta em uma indústria farmacêutica: garantir que seus equipamentos estejam em bom estado e eficientes, sem interromper a produção da fábrica.

A partir de um estudo, foi avaliado um equipamento crítico para o processo da fábrica, um compressor de ar industrial. Foi apresentado o equipamento, suas funções, seus componentes e então identificados seus modos de falha.

A partir dos modos de falha, foi elaborada um FMEA onde são avaliados seus efeitos, suas causas raízes e determinado seu número de prioridade de risco (RPN). Com isso, foram elaboradas ações a serem implementadas e conseguir com isso, aumentar a confiabilidade do equipamento.

Essas ações estão descritas na Figura 15,com os planos de ação para as causas raízes identificadas. Nela consta o que deve ser feito para evitar as possíveis falhas, o porquê dessa ação ser implementada, em qual lugar será executada, a quem foi atribuído essa responsabilidade, a data de implementação dela e como será feita essa atividade.

Como sugestão para novos estudos, seria importante a reavaliação dos valores de severidade, ocorrência e detecção após a implementação de ações. Com isso seria possível avaliar quantitativamente a melhoria que as ações proporcionaram.

Ademais, para tornar o processo ainda mais robusto e aumentar sua aplicabilidade, as limitações apresentadas poderiam ser eliminadas. Assim, estudos futuros poderiam avaliar os modos de falha dos sistemas elétricos e contemplar, não só o compressor, mas o sistema inteiro distribuição para fábrica e seus consumidores.

Além disso, outro indicador de melhoria que poderia ser avaliado é número de horas de parada de máquina do compressor. Poderia ser avaliado o intervalo entre falhas do compressor antes da implementação das ações e após elas. Esse indicador também é conhecido como MTBF, mean time between failures.

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Figura 15. 5W2H - FMEA ZR 160 (Próprio autor)

1H

O quê Porquê Onde Quem Quando Como

Instalar um medidor de vazão Facilitar identificação há obstruções na tubulação Inicio e fim da tubulação Técnicos de instrumentação 2020 Registrar a vazão ideal para poder ser

comparada com o passar do tempo Instalação de um pressostato de alarme Alertar quando a pressão de trabalho da bomba não estiver em conformidade com sua especificação Bomba de água de resfriamento Técnicos de instrumentação 2020 Registrar a pressão ideal para poder ser comparada com o passar do tempo Fazer analise periodica de óleo lubrificante Identificar componentes de ferro ou contaminantes no óleo

Reservatório de óleo Engenheiro de

confiabilidade 2020

Contactar empresa externa que faça analises de óleo Incluir identificação visual de fluxo de ar Caso haja vazamento de ar pela tubulação o idicador estará apontando para fora do equipamento Tubulação sucção de ar Técnicos de manutenção mecânica 2020 Confecção de um indicador de direção vento Periodicamente realizar uma inspeção de ultrassom Identificar possiveis vazamentos, não apenas na gaxeta Sistema de ar comprimido Engenheiro de confiabilidade 2020 Realizar treinamento para equipe Instalar manometro no trocador de calor Identificar se a perda de carga está causando baixa vazão de água de resfriamento

Trocador de calor _{instrumentação}Técnicos de 2020

Comparar medições com as especificações de fábrica Implementação de uma analise de vibração periodica Excesso de vibração nas máquinas pode ocasionar desgaste

dos materiais

Motor Engenheiro de _{confiabilidade} 2020

Definir periodicidade e procedimentos Periodicamente fazer o alinhamento do sistema Certificar que o sistema não está se

danificando Compressores de alta e baixa Técnicos de manutenção mecânica 2020 Utilizar ferramenta de alinhamento a laser Implementar rotina de inspeção de tubulações Certificar que parafusos dos suportes estejam bem feixados e as instalações estejam em bom estado Tubulação de ar comprimido Técnicos de manutenção mecânica 2020

Inspeção visual com exemplos de condição ideal Instalação de um manometro no filtro de óleo Identificar a necessidade da substituição do filtro

Filtro de óleo Técnicos de

instrumentação 2020

Instalar um manômetro

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5 BIBLIOGRAFIA

ATLAS COPCO. Manual de Instruções para Compressores. [s.l.]: Atlas Copco, 2019. BARRY C. A. Pareto and Generalized Pareto Distributions. In: Chotikapanich D. (eds) Modeling Income Distributions and Lorenz Curves. Economic Studies in Equality, Social Exclusion and Well-Being, vol 5. Springer, New York, NY, 2008

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29

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VILLACOURT, M. Failure Mode and Effects Analysis (FMEA): A Guide for Continuous Improvement for the Semiconductor Equipment Industry. SEMATECH, 2019.

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APÊNDICE A.

A1

–

FMEA

PARA O COMPRESSOR

ZR

160

Continua Etapa do processo Potencial modo de falha Potencial efeitos de falha S E V Potenciais causas O C C Atuais controles D E T R P N 7 Obstrução da tubulação de resfriamento 7 Limpeza da central de distribuição de água de resfriamento 9 441

7 Válvulas bloqueadas 1 Ronda (inspeção visual) 3 21 7 Falta de água no reservatório 1 Ronda (inspeção visual) 1 7 7 Filtro Y obstruído 5 Manometros,

inspeção visuale manutenção preventiva

1 35

7 Vazamento de água 3 Manutenção preventiva e preditiva 1 21 7 Obstrução da tubulação 7 Limpeza da central de distribuição de água de resfriamento 9 441 9 Desgaste dos componentes internos 5 Manutenção preventiva 5 225

9 Falha do motor 1 Análise de vibração, manutenção preventiva 1 9 9 Obstrução da captação de ar 1 Ronda de inspeção, alarme de falta de ar 1 9 9 Rotação no sentido inverso 1 Alarme de faltar e ar comprimido 5 45 Sistema de compressão de ar

Ar não está sendo entregue Falta de ar para o processo Sistema de refrigeração Insuficiência vazão de água Resfriamento insuficiente

Perda de pressão Resfriamento insuficiente

31 Continua 9 Vazamento de ar pela tubulação de sucção 3 Verificação trimestral 5 135 9 Vazamento de ar pela gaxeta (retentor) 3 Verificação trimestral, indicador de pressão 5 135

9 Filtro obstruido 1 Troca de filtros de ar trimestralmente, indicador de diferencial de pressão dos filtros

1 9 9 Desgaste dos componentes internos 5 Manutenção preventiva trimestral 5 225 9 Válvula de alivio travar em aberto 3 Manutenção preventiva trimestral 1 27

9 Velocidade baixa 1 Manutenção preventiva trimestral 3 27 9 Rotação no sentido inverso 1 Manutenção preventiva trimestral 1 9 5 Vazamento de ar pela tubulação de sucção 3 Verificação trimestral 5 75 5 Vazamento de ar pela gaxeta (retentor) 3 Verificação trimestral 5 75

5 Filtro obstruido 1 Troca de filtros de ar trimestralmente, indicador de diferencial de pressão dos filtros

1 5 5 Pressão de descarga excessiva 1 Indicador de pressão na máquina 1 5 5 Temperatura de ar externo entrada excessiva 1 Não há 9 45 5 Insuficiencia de sucção de ar 1 Não há 9 45 5 Desgaste dos componentes internos 5 Manutenção preventiva 5 125 5 Válvula de alivio travar em aberto 3 Manutenção preventiva 1 15 5 Velocidade baixa 1 Indicador de pressão

na máquina 1 5 Sistema de compressão de ar (continuação) Insuficiencia de pressão de descarga Parada de produção Capacidade insuficiente (volume) Sobrecarga do motor

32 Continua 3 Desalinhamento do conjunto 1 Não há 9 27 3 Pressão de descarga excessiva 1 Indicador de pressão na máquina 1 3 3 Insuficiencia de sucção de ar 1 Não há 9 27 3 Tensão no revestimento do compressor 1 Não há 9 27 3 Elemento rotativo travando 1 Manutenção preventiva trimestral 3 9 3 Sólidos ou sujeira no ar de entrada 3 Ronda (inspeção visual) diária 3 27 9 Desalinhamento do conjunto 1 Não há 9 81 9 Tensão no revestimento do compressor 1 Não há 9 81 9 Elemento rotativo travando 1 Manutenção preventiva trimestral 3 27 1 Vazamento de ar pela tubulação de sucção 3 Verificação trimestral e inspeção visual diária 3 9 1 Desalinhamento do conjunto 1 Não há 9 9

1 Filtro obstruido 1 Troca de filtros de ar trimestralmente, indicador de diferencial de pressão dos filtros

5 5 1 Pressão de descarga excessiva 1 Indicador de pressão na máquina 1 1 1 Insuficiencia de sucção de ar 1 Não há 9 9 1 tensão no revestimento do compressor 1 Não há 9 9 1 Elemento rotativo travando 1 Manutenção preventiva trimestral 5 5 1 Filtro ou entrada saturada 1 Troca de filtros de ar trimestralmente, indicador de diferencial de pressão dos filtros

5 5 Sistema de compressão de ar (continuação) Perda de eficiência Desgaste excessivo Aquecimento excessivo Parada de máquina Vibração e barulho excessivo Desconforto dos funcionarios

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Figura 16. FMEA para o compressor de ar ZR160

1 Desalinhamento do conjunto 1 Não há 9 9 1 Pressão de descarga excessiva 1 Indicador de pressão na máquina 1 1 1 Tensão no revestimento do compressor 1 Não há 9 9 1 Elemento rotativo travando 1 Manutenção preventiva trimestral 5 5 1 Desalinhamento do conjunto 1 Não há 9 9 1 Tensão no revestimento do compressor 1 Não há 9 9

1 Filtro obstruido 1 Troca de filtros de óleo trimestralmente 9 9 1 Elemento rotativo travando 1 Manutenção preventiva trimestral 5 5 1 Rotação no sentido inverso 1 Manutenção preventiva trimestral 5 5 1 Pressão de descarga excessiva 1 Indicador de pressão na máquina 1 1 5 Problema na bomba de óleo 3 Indicador de pressão de óleo 1 15 5 Ajuste incorreto de pressão de óleo 1 Indicador de pressão de óleo 1 5 5 Vazamento de óleo 3 Verificação do nível

de óleo 1 15 9 Sujeira no sistema de óleo 3 Indicador de temperatura de óleo e manutenção preventiva trimestral 3 81 9 Obstrução no sistema de distribuição de óleo 1 Indicador de temperatura de óleo 1 9

9 Baixa vazão de água de resfriamento 3 Limpeza de trocadores de calor trimestralmente 5 135 Temperatura elevada do motor

Não há efeitos sobre o ar comprimido Baixa pressão de óleo Desgaste dos componentes Sistema de óleo Aquecimento do óleo Parada da máquina Sistema de compressão de ar (continuação) Consumo de energia excessivo Aumento do custo de operação