Muligheter til læring i «ringen»

Para satisfazer a confiabilidade do sistema, a manufatura de equipamentos deve levar em conta a necessidade de confirmação da confiabilidade dos equipamentos. Esta confirmação é ratificada a partir do registro de banco de dados das empresas ou de ensaios, em laboratórios, acelerando (estressando) estes equipamentos até a falha.

O nível de confiabilidade dos componentes destes equipamentos deve ser compatível com o nível do sistema onde vai ser empregado, sendo esse um requisito de projeto.

A princípio entendeMse que projetar um equipamento confiável significava selecionar corretamente seus componentes e empregáMlos conforme recomendação do fabricante. Entretanto, com o aumento da sofisticação e da severidade das conseqüências das falhas de sistemas, passouMse a empregar técnicas mais sofisticadas de predição de confiabilidade, ainda em sua fase inicial, complementadas com a execução de cálculos probabilísticos que visam simular a operação e a identificação de possíveis falhas.

A partir do resultado desses experimentos avaliaMse a confiabilidade do sistema, verificandoMse o cumprimento das exigências do projeto ou a necessidade de modificações no projeto, para a obtenção do aumento da confiabilidade.

Júlio César dos Santos, Julho/2011 33 O projeto de um equipamento mecânico deve garantir que o mesmo permaneça operacional por um período de tempo específico, sem apresentar falhas que causem a interrupção parcial ou total de sua operação. Considerando como requisito de projeto as condições ambientais associadas à sua operação, bem como condições específicas de utilização(ABERNETHY, 2000; LAFRAIA, 2001; LEITCH, 1995; MOUBRAY, 2000; RELIASOFT CORPORATION, 2000; SCAPIN, 1999).

A análise da confiabilidade de um equipamento mecânico deve ser executada ao longo do projeto com o auxílio de técnicas denominadas “ferramentas” de confiabilidade. Tal análise tem por objetivo definir os seguintes pontos:

(1) Quais os principais modos de falha associados aos componentes do sistema; (2) Qual o comportamento estatístico desses modos de falha;

(3) Qual a progressão da falha de um componente ao longo do tempo e do sistema e as suas conseqüências sobre a operacionalidade.

PodeMse definir confiabilidade como a capacidade de um item desempenhar uma função requerida sob condições especificadas, durante um dado intervalo de tempo. A caracterização da confiabilidade e de sua vertente estatística se faz necessária como ferramenta de acesso ao tratamento da falha, isto porque uma operação confiável é aquela menos sujeita a falhas ou até isenta das mesmas. Segundo Lafraia (2001), falha funcional é a incapacidade de qualquer item atingir o padrão de desempenho esperado.

TomandoMse a definição de confiabilidade apresentada pela norma NBRM5462 (1994), “Capacidade de um item desempenhar uma função requerida sob condições especificadas, durante um dado intervalo de tempo”, destacamMse alguns pontos importantes:

• _{Um desempenho específico é esperado para que possa ser definido caso o} componente ou sistema cumpra suas funções de forma satisfatória;

• _{Condições de uso devem ser especificadas;}

• _{Há um período de tempo de utilização especificado.}

Vale salientar alguns outros pontos na determinação da confiabilidade. Primeiramente, a função operacional do equipamento deve ser claramente definida, pois isto permite reconhecer as formas de utilização e eventuais modos de falha. Posteriormente, o ambiente de operação deve ser bem caracterizado, com aspecto complexo, o que inclui o meio físico bem como as ações de manutenção e operação.

Júlio César dos Santos, Julho/2011 34 Finalmente, deveMse enfatizar o tempo de utilização que pode expressar a severidade de uso imposta ao equipamento.

A confiabilidade é uma grandeza mensurável a partir da análise estatística da ocorrência do evento falha. Sua observação e tratamento estatístico são relevantes para a ciência da confiabilidade. A partir desta análise podeMse obter a probabilidade citada na definição de confiabilidade.

A experiência no trato com os equipamentos possibilita a Engenharia conhecer empiricamente alguns modos de falha, como fadiga, desgaste e corrosão. Modo de falha pode ser definido como o mecanismo pelo qual um item deixa de executar sua função corretamente. Atualmente, a determinação dos modos de falha é preferencialmente feita antes da comercialização, ou seja, em sua fase de projeto. PodeMse, para tanto, recorrer à simulação, aos ensaios de laboratório e de campo.

O modo de falha dos componentes é função das solicitações a que o mesmo será submetido durante sua operação. É possível que haja alterações neste modo de falha caso solicitações limites previstas no projeto sejam ultrapassadas.

2.4.1.1 Confiabilidade de bombas

A confiabilidade de bombas no cenário mundial das indústrias que utilizam este equipamento em seus processos é desconhecida para o grande público interessado nessa informação, entretanto, ela existe e ocupa banco de dados próprios, particulares e reservados.

Taxas de falhas e registros de disponibilidades são encontradas em literatura e em normas. A boa prática de se armazenar registros de tempo de reparos de bombas como o Tempo médio entre falhas (MTBF, em inglês) é de grande importância para os usuários, pois possibilita os cálculos estocásticos da confiabilidade.

Pesquisando os bancos de dados de falha e de ações de manutenção no Brasil, verificouMse que não há uma base de dados que possa subsidiar a análise de confiabilidade e de mantenabilidade, tanto no setor industrial quanto acadêmico. Certamente, há empresas que possuem algumas informações para suas próprias análises, porém tais dados ficam restritos a elas. Em nível internacional há bases de dados com informações de falhas e reparos como o # " $ (Oreda), + &

Júlio César dos Santos, Julho/2011 35 outras. Esses organismos vendem pacotes contendo dados de falha de alguns sistemas técnicos, que retratam uma realidade específica ao seu campo de atuação.

Dessa forma, Bloch e Budris (2010) fazem alusão a estatística de falhas em bombas da indústria internacional. Por conveniência, essas estatísticas de falhas são comumente traduzidas no MTBF.

Em um esforço para evitar argumentos sobre elas, no começo dos anos 2000, muitas indústrias respeitadas simplesmente tomaram o número de bombas instaladas e o dividiram pelo número de incidentes de reparo por ano. Qualquer substituição de componente, seja qual fosse ele, seria contada como incidente de reparo, sendo mostrado da mesma forma nas estatísticas do MTBF. Utilizando a mesma estratégia de aferição M e também de dados publicados e observações feitas durante os estudos de eficiência da manutenção e auditorias em confiabilidade no fim dos anos 1990 e começo dos anos 2000 – o MTBF da Tabela 1 a seguir foi estimado (BLOCH; BUDRIS, 2010).

Tabela 1 O Tempo Médio entre Falhas de Bombas

! ! " # $ ! % " " & $ # ! ' ( ) ! & * * + % , ( %- ) . " / & & 0. 1 $2 $ . " 3 " &% 0. 1 4 Fonte: BLOCH; BUDRIS, 2010

Um exemplo, utilizando a seguinte equação para relacionar o MTBF dos componentes de uma bomba,

1/m2s =1/m21 + 1/m22 = 1/m23 = 1/m24

Onde:

Júlio César dos Santos, Julho/2011 36 m(1, 2, 3, 4) = MTBF dos respectivos itens

Na Tabela 2 a seguir verificamMse os dados gerados a partir da variação única da vida do selo e o efeito disso na vida da bomba, em anos (BLOCH; BUDRIS, 2010).

Tabela 2 O Efeito da variação da vida do selo na vida da bomba

5 6 7 0 5 0 2 8 2 4 8 $ $ 242 $ # $ # 2 $ 9 $ #84 8 $ 82) $ )2 Fonte: BLOCH; BUDRIS, 2010

PropondoMse que a vida do selo possa ser de três ou cinco anos, avaliaMse tal efeito de variação na vida da bomba, uma vez mantida a vida dos outros componentes sem modificações, na Tabela 3 (BLOCH; BUDRIS, 2010):

Tabela 3 O Vida da bomba em função da vida do selo

Componentes Vida (anos)

Selo 3 5

Mancal 10 10

Acoplamento 20 20

Eixo 15,4 15,4

Vida da Bomba 2,797 4,2

Fonte: BLOCH; BUDRIS, 2010

Tomando por base os níveis de ciclo de vida, alcançados na prática em 2000 e combinado com o que é conhecido como “Boas Práticas”, recomendaMse os tempos de vida dos componentes da Tabela 4 (BLOCH; BUDRIS, 2010).

Júlio César dos Santos, Julho/2011 37

Tabela 4 O Tempos de vida recomendados para bombas e seus respectivos componentes

Selo Refinarias

Indústrias Químicas de outros

tipos

Excelente 90 meses 55 meses

Regular 70 meses 45 meses

Acoplamentos Todas as Indústrias

Tipo membrana 120 meses

Tipo engrenagem >60 meses

Mancal

Todas as Indústrias

Operação Contínua 60 meses

Operação Intermitente 120 meses

Bombas Baseado em sistema de cálculo em série 48 meses

Fonte: BLOCH; BUDRIS, 2010