PLANO PARA RECUPERAÇÃO DA CONFIABILIDADE DOS ELEVADORES DA ARCELORMITTAL TUBARÃO.

PLANO PARA RECUPERAÇÃO DA CONFIABILIDADE DOS ELEVADORES DA ARCELORMITTAL TUBARÃO.

Emerson Antonio Caetano (1) Lucianderson Marques Ferreira (2) Reinaldo Fernando Queiroz (3) Renato Vieira Lacerda (4)

RESUMO

A manutenção e gestão de ativos tem função estratégica nas organizações, refletindo em benefícios e melhorias nos indicadores de manutenção como o aumento da disponibilidade, redução do índice de falhas, melhoria na estabilidade e aumento da produtividade. Com o objetivo de reduzir as ocorrências de falha para conferi confiabilidade aos elevadores da ArcelorMittal Tubarão e otimizar o custo de manutenção foi utilizada a ferramenta de Análise dos Modos de Falha e seus Efeitos (FEMEA) para identificar as falhas e seus efeitos na função dos ativos. Foram avaliados os registros de manutenção para identificar os componentes que estavam contribuindo para a redução da disponibilidade desses equipamentos, e assim avaliar as causas das falhas dos componentes. A experiência da equipe de manutenção, adquirida no dia a dia com os equipamentos, apontavam problemas em dois conjuntos: Sistema elétrico de comando e sistema de portas. O estudo FEMEA confirmou a deficiência desses sistemas provocada principalmente pela obsolescência. Concluído o mapeamento do problema foi realizado um planejamento para atualização tecnológica dos elevadores da Arcelormittal Tubarão. Foram priorizados os elevadores mais críticos para o processo produtivo e os que estavam em avançado nível de degradação. Inicialmente foram modernizados oito elevadores nas áreas operacionais, está previsto a conclusão de outros três elevadores em 2019 e mais 10 até o final de 2023. A melhora dos indicadores e satisfação do cliente e visível após as reformas.

(1) Engenheiro Eletricista, Assistente técnico em Confiabilidade, Gerência de Manutenção de Ativos, ArcelorMittal Tubarão, Serra, ES, Brasil.

(2) Engenheiro Eletricista, Especialista em Confiabilidade, Gerência de Manutenção de Ativos, ArcelorMittal Tubarão, Serra, ES, Brasil.

(3) Técnico, Especialista em Manutenção de Elevadores, Gerência de Manutenção de Ativos, na ArcelorMittal Tubarão

(4) Engenheiro Eletricista, Especialista em Manutenção Industrial, Gerência Manutenção de Ativos, ArcelorMittal Tubarão, Serra, ES, Brasil.

1 INTRODUÇÃO

1.1 O PROCESSO SIDERÚRGICO DA ARCELORMITTAL TUBARÃO

A ArcelorMittal Tubarão é uma unidade de produção integrada de aços planos, localizada em região litorânea do Sudeste do Brasil, com capacidade de produção anual de 7,5 milhões de toneladas de aço em placas e bobinas. Foi fundada em 1983 e opera desde então ininterruptamente.

As principais unidades do Complexo Siderúrgico de Tubarão, representadas na Erro! Fonte de referência não encontrada.I são: Coqueria, Sinterização, Alto Forno, Utilidades, Aciaria, Calcinação, Dessulfuração, Convertedor, Lingotamento Contínuo e Laminação.

Figura I – O processo siderúrgico da Arcelormittal Tubarão

1.2 A IMPORTÂNCIA DOS ELEVADORES PARA O PROCESSO SIDERÚRGICO

Os elevadores possuem fundamental importância para a ArcelorMittal Tubarão, pois são considerados uma ferramenta de trabalho tanto para as equipes de manutenção quanto para as de operação. Para a manutenção o elevador possibilita acesso rápido e sem esforço físico aos andares das unidades operacionais onde estão instalados os equipamentos de produção. Além disso, o transporte de ferramenta a patamares elevados imprime agilidade ao processo de manutenção. Para a operação os elevadores auxiliam na rotina diária, além de transportar material necessário para o processo produtivo. Desta forma é importante garantir um alto índice de confiabilidade e disponibilidade dos elevadores, caso contrário pode implicar em atrasos nas paradas programadas das áreas produtivas, gerando sérios transtornos operacionais e, em casos extremos, perda de produção.

A ArcelorMittal Tubarão conta com 32 elevadores distribuídos pelas áreas de produção conforme mostrado na figura II.

Figura II – Localização física dos elevadores

Os elevadores possuíam sistema elétrico de comando analógico e obsoleto gerando um alto índice de falha e custo elevado para manter o equipamento em operação.

A figura III apresenta o painel elétrico de comando do elevador do Silo de Carvão instalado na área de Coqueria.

1.3 HISTÓRIA E FUNCIONAMENTO DE UM ELEVADOR

Em meados do século XIX, praticamente não existiam construções com mais de três pavimentos. As comunidades eram agrárias, a vida era horizontal. Até que Elisha Graves Otis inventou um produto revolucionário – o elevador

Em 1853, Otis inaugurou a primeira fábrica de elevadores. E, no ano seguinte, a novidade foi apresentada na Feira Mundial de Nova Iorque e na Exposição do Palácio de Cristal, também em Nova Iorque.

Otis não só havia inventado o elevador, como também a ocupação do espaço vertical do planeta. Isto ficou comprovado antes do final do século XIX, quando a indústria da construção, amparada pela tecnologia dos elevadores, resolveu encarar projetos de edifícios cada vez mais altos. Começaram a nascer obras monumentais e a maioria delas atendidas por equipamentos Otis. Em 1889, foi à torre Eiffel. Em 1931 foi construído o Empire State Building que possuía 67 elevadores para uma torre de 102 pavimentos e 381 metros de altura.

O movimento de sobe e desce do elevador está diretamente relacionado ao princípio de cargas. Para entender melhor, basta recorrer ao funcionamento da gangorra. Quando uma pessoa dá o impulso para subir, a outra, automaticamente, desce e vice-versa.

Com o elevador também é assim, só que neste caso, o equilíbrio de cargas é o resultado de um sistema mecânico impulsionado pela cabina e o contrapeso. Sempre que a cabina sobe, o contrapeso desce e vice-versa.

Assim como os trens, os elevadores se movimentam com o auxílio de dispositivos semelhantes aos trilhos, as guias. Dispostas verticalmente e perfeitamente prumadas, as guias são os alicerces através dos quais a cabina e o contrapeso se deslocam, em sentidos opostos, em perfeita sincronia.

O movimento da cabina é balanceado pelo contrapeso, uma estrutura metálica preenchida com pedras de concreto ou ferro fundido, que desliza sobre as guias instaladas na parte de trás ou na lateral do poço. O peso do contrapeso é calculado para cada tipo de elevador, de forma a garantir o correto balanço de cargas com o menor consumo de energia.

Instalados no poço do elevador, o contrapeso e a cabina ficam bem próximos, a uma distância que, em alguns casos, pode chegar a apenas três centímetros. Por isso, as guias devem ser instaladas com precisão milimétrica para garantir a eficiência do sistema de deslocamento do elevador.

Além de ser os ‘trilhos’ do elevador, as guias possuem outras funções importantes para o movimento do elevador:

Determinam o caminho perfeitamente alinhado que o elevador deve seguir, corrigindo possíveis imperfeições das paredes internas do poço;

Evitam que o contrapeso e a cabina toquem nas paredes entre si, para garantir o conforto e a segurança das pessoas durante a viagem;

Garantem a eficiência da frenagem de emergência (em conjunto com o freio de segurança), em caso de rompimento de todos os cabos de tração, travando a cabina nas guias.

A figura IV apresenta um esquema de um elevador e suas partes principais.

Figura IV – Partes que compõe um elevador

2 METODOLOGIA E DESENVOLVIMENTO

Para a realização do trabalho foi utilizado à ferramenta FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) com o objetivo de identificar as causas e efeitos das falhas nos elevadores. Além dessa ferramenta a experiência da equipe especializada de manutenção contribuiu de forma significativa para as tomadas de decisão durante o processo de atualização tecnológica.

2.1 O CENÁRIO ANTERIOR À IMPLANTAÇÃO DA MELHORIA 2.1.1 A DEFINIÇÃO DO PROBLEMA E OS CLIENTES AFETADOS

A figura V apresenta o levantamento da distribuição das falhas nos elevadores extraídos do sistema de manutenção da Arcelormittal Tubarão e apresentado no relatório técnico da empresa contratada para a manutenção. Essas falhas contribuem diretamente para indisponibilidade dos equipamentos impactando as atividades das equipes de operação e manutenção das unidades produtivas. Dois principais sistemas que compõe o elevador: Sistema mecânico de portas e Sistema elétrico de Comando foram identificados como os principais atores que contribuem para a indisponibilidade do equipamento na ArcelorMittal Tubarão.

Figura V – Levantamento de falhas nos Elevadores nos últimos quatro anos.

2.1.2 A MEDIÇÃO DOS PROBLEMAS LEVANTADOS

Os defeitos e falhas são medidos e acompanhados através da inserção das informações das anomalias de manutenção no sistema informatizado de manutenção da empresa. Todos os atendimentos de manutenção corretiva são registrados neste sistema pelo técnico que realizou o atendimento e estratificado no relatório técnico mensal. As figuras VI e VII apresentam as telas de abertura para registro de anomalias de manutenção da ArcelorMittal Tubarão.

8,98%

16,29%

32,58% 42,13%

Ocorrência de Falha nos Elevadores

Mal uso Sistema de acionamento de porta Sistema mecânico de porta Sistema elétrico de comando

Figura VI – Sistema para Registro de Anomalias de Manutenção (SISMANA)

Figura VII – Sistema para Registro de Anomalias de Manutenção (SAP ARMP) Estes registros de anomalias de manutenção são lançados nos sistemas de manutenção até o nível de localização do componente. A figura VIII abaixo apresenta um exemplo de estrutura de cadastro dos ativos nos sistemas de manutenção.

Sistema de

manutenção Localização Descrição Descrição Completa

SISMANA

49.18.005.002.002 ELEVADOR DO ALTO FORNO 2 ALTO FORNO 2 || ÁREA COMUM DO ALTO FORNO 2 || ELEVADOR DO ALTO FORNO 2||MOVIMENTAÇÃO || POLIAS 75.01.011.004.001 ELEVADOR DO CARREGADOR DE

NAVIOS 3

PORTO DE PRAIA MOLE || CARREGAMENTO DE MATERIAIS || ELEVADOR DO CARREGADOR DE NAVIOS 3||ACESSO || PORTAS

42.07.024.001 ELEVADOR DO CDQ

COQUERIA - BATERIAS DE COQUE || CDQ - APAGAMENTO A SECO || EQUIPAMENTOS AUXILIARES DO CDQ || ELEVADOR DE PASSAGEIRO SAP BT-ST-COM0-BU-02-BL-01-02-01 ELEVADOR DE CARGA DA ACIAIRA

ACIARIA || ÁREA COMUM - ACIARIA || PRÉDIO || GALPÃO DA ACIARIA || ELEVADORES || ELEVADOR DE CARGA||

ACIONAMENTO || QUADRO DE COMANDO

BT-ST-CCS1-BU-ZL-06-03-01

ELEVADOR DE PASSAGEIROS - LC1

LINGOTAMENTO CONTINUO 1 || EDIFICAÇÕES || PREDIO PRINCIPAL (CASTER TOWER || ELEVADOR DE PASSAGEIRAS - LC1 || ACESSO ||PORTAS

BT-ST-COM0-BU-02-BL-02-02-7L

ELEVADOR DE PASSAGEIRO DA ACIAIRA

ACIARIA || ÁREA COMUM - ACIARIA || PRÉDIO || GALPÃO DA ACIARIA || ELEVADORES || ELEVADOR DE PASSAGEIROS || ACIONAMENTO || REDUTOR

Figura VIII – Estrutura dos itens de cadastro nos sistemas de Manutenção

A figura IX apresenta o levantamento das principais causas básicas de falhas dos elevadores registrados nos sistemas de manutenção da Arcelormittal Tubarão.

Figura IX – Levantamento das principais causas de falhas nos elevadores. O levantamento de dados é referente aos últimos quatro anos quando teve inicio um processo de modernização tecnológica dos elevadores. Para isso foram identificados os equipamentos com maior impacto negativo nos índices de manutenção. São eles: Elevador do CDQ, Silo de Carvão, Carregador de Navios 01 e 03, Sinterização, Carga e Passageiro da Aciaria e Torre de carvão 1 e 2. Estudos de confiabilidade aliado ao know how da empresa especializada em elevadores, prestadora de serviço para ArcelorMittal tubarão, proporcionou uma base sólida para atualização tecnologia dos equipamentos.

Os índices de consecução do plano de manutenção, inspeção e atendimento de prontidão nos finais de semana e feriados refletem o desempenho dos elevadores e a eficácia da manutenção realizada neles. Em agosto de 2015 teve início, com um planejamento robusto, o plano para recuperação da confiabilidade dos elevadores na ArcelorMittal Tubarão e em 2016 as primeiras ações para conter a degradação dos indicadores chave de desempenho foram executadas. O foco principal foi à recuperação da capacidade de execução do plano de manutenção.

Houve uma melhora, depois de implantada as principais ações, no índice de execução do plano de manutenção em 2016, quando comparado com 2015, como mostra a figura X, porém não o suficiente para atingir a meta de 95% de consecução. 22,0% 18,9% 17,0% 12,6% 9,4% 5,7% 6,3% 8,2%

Causa Básica

Rolete de porta quebrado Travamento

Porta fora do trilho Falha em limite fim de curso

Cabo de manobra rompido Falha em IGBT

Figura X – Índice de consecução do plano de manutenção.

A figura XI retrata uma piora no indicador de consecução do plano de inspeção, pois, devido à degradação dos equipamentos, muitas falhas ocorriam e, para não penalizar a manutenção preventiva de plano, o técnico de inspeção era direcionado para atender os chamados corretivos. A estabilidade do processo ao longo do tempo, com as ações tomadas, possibilitou reverter o cenário ruim como será demonstrado no decorrer deste trabalho.

Figura XI – Índice de consecução do plano de Inspeção.

Outro indicador importante é o atendimento de prontidão nos finais de semana e feriados, retratado na figura XII, que teve uma redução considerável de 2015

66,04 75,24 95 95 2015 2016 77,05 70,36 95 95 2015 2016

para 2016. Apesar de não ter sido considerado um bom resultado indicou que as ações implantadas estavam surtindo efeito.

Figura XII – Atendimento de prontidão nos finais de semana e feriados.

2.1.3 A ANÁLISE DOS DADOS LEVANTADOS SOBRE O PROBLEMA

A figura XIII apresenta a distribuição dos três sistemas dos elevadores que mais falharam segundo os registros de anomalias dos sistemas de manutenção da ArcelorMittal Tubarão nos últimos quatro anos.

Figura XIII – Distribuição das falhas por sistemas. 73 55 2015 2016 44,0% 39,0% 17,0%

Principais sistemas em falha

Sistema mecânico de porta Sitema elétrico de comando Sistema de acionamento de porta

Fazendo uma análise dos sistemas em campo observamos dispositivos obsoletos, portanto sem sobressalente de reposição no mercado, e com um nível elevado de degradação. Esse fato, além de impactar nos índices de manutenção, eleva o custo para manter os equipamentos necessitando de estoque elevado de sobressalente.

A figura XIV a seguir apresenta os Bad Actor’s responsáveis pela maioria das falhas no nível dos componentes, conforme os registros do sistema de

manutenção dos últimos quatro anos.

Figura XIV – Distribuição das falhas no nível de componentes.

A conclusão, após analise dos dados estratificados do sistema de manutenção, retratou a urgência da substituição dos sistemas elétricos de comando ( substituindo os analógicos por digitais) e a substituição dos sistemas de portas pavimento e cabine ( substituindo as que eram manuais por automáticas e as automáticas por novas portas). Dessa forma era previsto uma redução considerável nas falhas dos equipamentos permitindo concentrar força na execução dos planos de manutenção e inspeção.

2.1.4 MODERNIZAÇÃO DOS ELEVADORES

No inicio de 2017, já finalizado a primeira etapa do planejamento para recuperação da confiabilidade dos elevadores da ArcelorMittal Tubarão que foi realizada por meio de pequenos reparos estruturais, substituição de peças e foco na manutenção preventiva, iniciamos a segunda etapa que consistia em substituição de dois importantes sistemas:

1. Sistema elétrico de comando: Composto pelo painel elétrico, cabos de manobra e botoeiras de pavimento e cabina;

8,19% 8,19% 4,91% 8,19% 20,49% 16,39% 4,09% 5,73% 9,83% 8,19% 5,73%

Componentes em Falha

2. Sistema de portas de pavimento e cabina: Composto pelas portas, fecho eletromecânico e operador.

Nos dados estatísticos de falha esses dois essenciais sistemas possuíam maior índice de falha. As figuras a seguir retratam a situação dos sistemas de comando elétrico antes e depois da reforma.

Figura XV – Painel de comando do elevador do silo de carvão

Figura XV – Painel de comando do elevador do CDQ na Coqueria

A ArcelorMittal tubarão tem cinco carregadores de navios e cada um com um elevador para auxiliar as equipes de manutenção e operação no deslocamento entre os pavimentos. A modernização desses elevadores foi um grande desafio, pois não bastava substituir sistema de comando e portas para o perfeito funcionamento. Estes estão instalados a beira mar e a corrosão excessiva da caixa de corrida e dos dispositivos elétricos instalados ao longo dela contribuíam consideravelmente para a indisponibilidade dos equipamentos. A solução para o problema foi recuperar a estrutura metálica da caixa de corrida e fazer o tapamento da mesma, pois era aberta. Abaixo a situação antes e depois da recuperação da caixa de corrida e do tapamento da mesma.

Figura XVI – Recuperação estrutural da caixa de corrida e tapamento

Reestabelecido a condição operacional da caixa de corrida dos elevadores dos carregadores de navios 1 e 3 atuamos na troca do sistema de comando conforme as figuras a seguir.

Figura XVIII – Painel de comandos do elevador do Carregador de Navios 03.

Na indústria os usuários dos elevadores carregam com si seus instrumentos de trabalho que pode ser uma simples chave de fenda ou um complexo conjunto de oxicorte e máquinas de solda. Existem casos que o elevador é utilizado para transporte de geradores e empilhadeiras exigindo do equipamento precisão de nivelamento com os pavimentos. A interface principal do elevador com os usuários são as portas que sofrem o primeiro impacto em caso de má utilização do equipamento. Por esse motivo a substituição do sistema de portas já antigas e “mal tratadas” possibilitou elevar o índice de disponibilidade do equipamento para operação. As figuras abaixo mostram alguns exemplos de substituição de portas de cabina e pavimento.

Figura XX – Portas e operador do elevador de passageiro da Aciaria.

Figura XXI – Porta de pavimento do elevador do alto forno 2

2.2 O CENÁRIO ATUAL COM A MELHORIA IMPLANTADA

2.2.1 AS AÇÕES DE CONTROLE PARA SUSTENTAR A MELHORIA

Aproximadamente 9% da manutenção corretiva nos elevadores são ocasionados por má utilização do equipamento. Com base nessa realidade, e depois de implantado as atualizações parciais de tecnologia, foi lançada uma campanha de uso correto dos elevadores com o objetivo de conscientizar o usuário da importância de usar bem o equipamento. A campanha foi composta por cartilhas educativas, banner, adesivos de porta, cartazes e palestras sobre o assunto. A figura XXII retrata itens da cartilha distribuída para os usuários dos elevadores.

Uma segunda medida foi assumir com a equipe de manutenção de elevadores a lubrificação dos cabos de aço e máquina de tração que era realizado por uma equipe não especializada em elevador. Isso permitiu maior controle e melhor qualidade da atividade imprimindo confiabilidade ao serviço.

2.2.2 INDÍCES DE MANUTENÇÃO APÓS AS MELHORIAS IMPLANTADAS

Finalizado o ano de 2018, com boa parte do planejamento de reformas implantado, é constatado que os índices de manutenção do processo de elevadores tiveram melhora considerável. A estabilidade operacional dos equipamentos proporcionou a equipe de manutenção executar seus planos de inspeção e manutenção mantendo-se dentro da meta de 95% que a ArcelorMittal Tubarão estabelece. A figura XXIII mostra o índice de execução do plano de manutenção.

Figura XXIII – Índice de consecução do plano de manutenção.

O índice de execução do plano de inspeção também teve um bom desempenho conforme mostra a figura XXIV

66,04

75,24

98,5 99,7

95 95 95 95

Figura XXIV – Índice de consecução do plano de inspeção

Por fim o atendimento de prontidão nos finais de semana e feriados também teve uma melhora significativa refletindo o processo de retomada da confiabilidade dos elevadores. A figura XXV retrata o índice.

Figura XXV – Atendimento de prontidão nos finais de semana e feriados 77,05 70,36 99,76 99,82 95 95 95 95 2015 2016 2017 2018 73 55 ₅₃ 36 2015 2016 2017 2018

3 CONCLUSÃO

Com o trabalho apresentado confirma-se que é muito importante para uma organização ter um bom sistema de manutenção que permita o registro e análise de falhas de equipamentos, bem como a correta gestão dos KPI’s envolvidos, pois estes sistemas podem resultar em excelentes fontes de estudos para suportar as equipes de engenharia e de manutenção nos projetos de confiabilidade e melhorias de equipamentos. Os resultados alcançados com as melhorias não refletem apenas nos bons índices de manutenção, mas garante a segurança dos usuários dos elevadores que é tão importante quanto o desempenho do equipamento. O perfeito nivelamento entre a cabina e o pavimento proporcionado por um painel de comando digital com inversor de frequência é um fator importante para garantir o desempenho e segurança do elevador. Além disso, indica a falha e o componente que falhou oferecendo à equipe de manutenção a possibilidade de responder de forma rápida e precisa a uma anomalia no equipamento. Existe muito trabalho ainda a fazer, porém os resultados aliado a satisfação dos clientes mostram que a modernização é o caminho a ser trilhado para recuperar a confiabilidade dos elevadores da ArcelorMittal Tubarão.