Queima de Motores-Mecatrônica Atual

AUTOMAÇÃO

Redução do Índice de Queima de Motores Elétricos Metodologia 6

Sigma

Este artigo apresenta os resultados positivos alcançados na Redução do Índice de Motores Elétricos Queimados na empresa Suzano Papel e Celulose, após a implantação da Metodologia Seis Sigma na planta industrial da Unidade Suzano

Marcos Mozart Carceles de Faria

As intercorrências que envolvem problemas em motores elétricos são várias, mas a situação mais grave é quando um motor se queima, ou seja, sofre total incapacidade de permanecer ou voltar a operar normalmente.

Quando um motor desempenha função vital na máquina e acaba se queimando, sua substituição inevitável pode provocar várias horas sem produção ou metas comprometidas.

Portanto, é preciso destacar as premissas para a longevidade desses equipamentos que invariavelmente impactam na disponibilidade operacional. A durabilidade dos motores depende de três condições:

• Instalação; • Utilização; • Manutenção.

A figura 1 mostra a interação das necessidades para prover requisitos mínimos que garantem operacionalidade adequada aos motores elétricos.

As condições da instalação tratam de aspectos como presença de gases, fumaça, vapores, umidade, calor, vibrações, enfim, agentes físicos que podem agredir o motor quando instalado num ambiente. Também estão contempladas nos itens das condições da instalação a integridade do acionamento elétrico, proteções do painel, e a qualidade da energia elétrica. O conjunto de dispositivos que manobra, protege e monitora com energia adequada o motor, representa as condições da instalação.

A condição de utilização de um motor refere-se à maneira de operá-lo e como utilizá-lo. São fatores que normalmente nascem com a especificação do projeto-base, indicando o ciclo de operação, os limites e os parâmetros normais para o bom funcionamento do motor e da máquina.

As condições de manutenção representam o plano a ser seguido conforme recomendação do fabricante. Tem foco na conservação, revisão e eventuais trocas de peças.

É de fundamental importância conhecer os limites operacionais dos motores, pois superá-los descaracteriza a garantia colocada pelo fabricante.

Metodologia 6 Sigma

As oportunidades para redução da variabilidade de processos, redução de defeitos, identificação de causas-raízes, são alguns dos aspectos tratados pelo 6 Sigma.

Se a solução do problema não é conhecida, então a metodologia 6 Sigma é a ferramenta indicada. Aderir ao 6 Sigma significa satisfazer plenamente o cliente. Na estrutura 6 Sigma existe a chance de ocorrência de 3,4 defeitos por cada milhão de oportunidades.

A aderência a Metodologia 6 Sigma motiva as empresas com resultados financeiros significativos pelo alto desempenho operacional.

Os projetos 6 Sigma seguem um método padronizado e sistemático de problema, conhecido como DMAIC, que é apresentado na figura 2.

Contando atualmente com mais de 3.700 motores elétricos instalados, o parque industrial de motores na Unidade Suzano tem sua composição destacada na figura 3.

A etapa “Definir” do DMAIC permite determinar de forma precisa o escopo do projeto, e com isso é possível elaborar o “Project Charter”.

Com base em fatos e dados confiáveis, temos na figura 4 os registros com o histórico de queima de motores elétricos na unidade Suzano. A variabilidade e o número de motores queimados no período sugerem ações de processo que têm grande potencial de eliminar as perdas com máquina parada e custos com manutenção.

Motores elétricos queimados constituem um típico problema indesejável. Seus transtornos não só afetam a disponibilidade operacional das máquinas como também o custo de manutenção. A figura 5 mostra os impactos que os motores causaram com sua parada súbita.

Identificado às oportunidades e melhorias que agregam valor e alinhado com a estratégia da gerência e compatível com a Metodologia 6 Sigma, o escopo do projeto foi definido conforme a tabela 1.

Estratificação dos dados, análise e ações

O levantamento do histórico de manutenção em motores aponta as oportunidades com as ocorrências, utilizando o gráfico de Pareto. Com isso, é possível detalhar a visão das ocorrências através do “Diagrama de árvore”, apresentado na figura 6. A estratificação dos dados revela os equipamentos com maior incidência, demonstrando que é preciso desdobrar as demandas de investigação com análise dos fenômenos.

Determinar a localização ou foco do problema representa a etapa “Medir” do DMAIC. Como exemplo das análises que foram feitas, temos na figura 7, a área de celulose, onde 13% das queimas de motores aconteceram no setor da Central de Lavagem, representando nove equipamentos avariados no período analisado.

A análise também aponta investigações para outros setores com índices menores de ocorrências, contudo não foram priorizados por não causarem descontinuidade na linha de produção.

Estudar e determinar as causas do problema prioritário representa a etapa “Analisar” da metodologia DMAIC.

O setor da Central de Lavagem foi explorado, e é possível identificar o foco de ocorrências no local de aplicação conforme a figura 8, e as avarias observadas nos motores queimados estão destacadas na figura 9.

As causas de avarias nos motores queimados do Fundo do Reator de Oxigênio aparecem na figura 10. Na figura 11 é mostrado o equipamento em questão. No posto do Fundo do Reator de Oxigênio, 5 motores de 40 CV já sofreram queima em 3 anos e 9 meses, com uma média de pelo menos um motor queimado por ano.

Considerando que a vida útil de um motor, que esteja operando dentro de suas características de placa e passando pelas devidas manutenções, ultrapasse os doze anos (segundo o artigo “Vida Útil do Motor Elétrico”, fabricante WEG, maio/2007), a partir do qual seu desempenho comece a cair “naturalmente” e seu bobinado possa ficar sujeito a uma “queima natural”, ações prioritárias justificam a eliminação das causas das falhas.

Foi utilizado o “Diagrama de Causa e Efeito” (espinha de peixe) e aplicado a “técnica dos porquês” para chegar à causa-raiz do problema com as queimas de motores no Fundo do Reator de Oxigênio. Na tabela 2 temos a causa fundamental, a qual será foco no plano de ação, ou seja, trata da etapa “Melhorar” no DMAIC, onde é possível propor, avaliar e implantar soluções para cada problema prioritário.

A metodologia também foi replicada para a área de papel e seguiu-se o mesmo raciocínio com o método DMAIC. Na figura 12, é possível verificar que as ocorrências estão distribuídas por vários equipamentos na máquina B6. Dos equipamentos analisados na máquina B6, 48% indicam queima dos motores que acionam bombas, sendo que as bombas centrífugas aparecem com 61,5% nas ocorrências, ou seja, 8 equipamentos falharam no período analisado.

Plano de ação

Com as causas fundamentais identificadas, o plano de ação 5W1H foi elaborado pela equipe de trabalho do projeto e pode ser verificado na figura 13.

Atacar as causas prioritárias é fundamental para se eliminar as fontes geradoras dos problemas. Na figura 14 temos o Pareto com as avarias nos motores, mas a causa-raiz é desconhecida.

Em 51% dos casos com falhas dos motores, no período de jan/2007 a set/2010, a avaria que é observada, com o motor desmontado em oficina, é o “curto contra massa”. Consultando os fabricantes de motores, este tipo de dano no enrolamento mostra defeitos de isolamento, causados, caracteristicamente por contaminações, abrasão ou oscilação de tensão.

A partir de um “brainstorming”, o diagrama de espinha de peixe foi elaborado e as ações de “Ver e Agir” foram priorizadas para o problema em potencial “curto contra massa”.

As variáveis críticas, que exercem grande efeito no problema e, aquelas que não podem ou não são controladas, foram priorizadas.

Com isso, para suportar as demandas mapeadas no plano de ação, as equipes multidisciplinares, executantes e operacionais foram treinadas na análise e detecção dos sintomas relacionados no diagrama de causa e efeito. Treinamentos específicos de normas e padrões técnicos foram aplicados a equipe de manutenção e também novos instrumentos foram adquiridos.

Um exemplo dos resultados positivos após a aplicação do plano de ação, pode ver visto na figura 16, onde a temperatura do motor teve seu valor reduzido após a remoção da obstrução na entrada de ar.

A importância da temperatura na vida de um enrolamento do motor é fator fundamental. Para um motor com classe de isolação “F” (padrão de isolação que é utilizado nos motores da Suzano), a vida da isolação dobra ou diminui à metade para cada decréscimo ou acréscimo, respectivamente, de 11 °C na temperatura - segundo a "Curvas de vida útil do isolamento" (IEEE 275).

Controle e resultados

Na fase “Controlar” é preciso garantir a manutenção dos resultados. Portanto, algumas ações foram implantadas de forma sistemática.

Para garantir a execução dos trabalhos e uniformidade das ações de manutenção em campo ou em oficina, foram implantados:

a) Planos de Manutenção Sistemáticos: ordens de serviço que o sistema SAP emitirá automaticamente. Além da execução em campo pela equipe de inspeção sensitiva, ou seja, detectar possíveis anomalias e corrigir os desvios, os trabalhos devem ser lançados e confirmados no sistema, retroalimentando a base dados e mantendo um histórico confiável para eventuais consultas e revisões.

b) Procedimento de Critérios para Manutenção, Inspeção e Liberação de Motores na Oficina EEI: regulamenta as atividades em oficina, padronizando as tarefas e garantindo a qualidade dos serviços realizados.

c) Controle do Fluxo de Motores na Oficina: o controle de queima dos motores passou a ser monitorado semanalmente, com o auxílio da planilha Excel de lançamento das entradas dos motores na Oficina Elétrica.

Na figura 17 podemos ver os resultados com motores removidos do local de instalação antes de queimarem. As anomalias nesses motores foram detectadas pela equipe de sensitiva em campo.

Os ganhos acumulados na manutenção com motores não queimados estão destacados na figura 18.

Conclusão

A implantação do projeto de redução do índice de queima de motores na Unidade Suzano, possibilitou ganhos financeiros reais, conforme demonstra a Metodologia 6 Sigma.

Um processo estável dá credibilidade para as ações da equipe do projeto. O comprometimento dos profissionais e disciplina com os padrões na nova maneira de cuidar dos motores determina o sucesso do projeto.

Os ganhos do projeto proporcionaram:

1) Redução da queima de motores elétricos; 2) Menor impacto na disponibilidade operacional;

3) Redução dos custos de manutenção com reparos externos e;

4) Melhorias nos diagnósticos e detecção dos sintomas em motores elétricos.

* Matéria originalmente publicada na revista Mecatrônica Atual; Ano:11 N° 56; Mai / Jun–2012