Campinas
CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
A IMPORTÂNCIA DO USO DA MANUTENÇÃO PREDITIVA:
ESTUDO DE CASO NA REFINARIA DE PETRÓLEO DE
PAULÍNIA
Alexandre Fabiano de Jesus
Daniel Silvério Martins
Fábio Toyoshima Sant`ana
Campinas/SP – Brasil
Novembro de 2013
Campinas
CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
A IMPORTÂNCIA DO USO DA MANUTENÇÃO PREDITIVA:
ESTUDO DE CASO NA REFINARIA DE PETRÓLEO DE
PAULÍNIA
Alexandre Fabiano de Jesus
Daniel Silvério Martins
Fábio Toyoshima Sant`ana
Projeto de Monografia apresentada ao Curso de
Engenharia de Produção da Universidade São Francisco,
como requisito para obtenção parcial para o titulo de
bacharel em Engenharia de Produção.
Orientador: Prof. Dr. Adalberto Nobiato Crespo
Campinas/SP – Brasil
Novembro de 2013
ALEXANDRE FABIANO DE JESUS
DANIEL SILVÉRIO MARTINS
FÁBIO TOYOSHIMA SANT`ANA
- RA:004201000603
- RA:004201000600
- RA:004201000476
A IMPORTÂNCIA DO USO DA MANUTENÇÃO PREDITIVA:
ESTUDO DE CASO NA REFINARIA DE PETRÓLEO DE
PAULÍNIA
Projeto de Monografia apresentada ao Curso de
Engenharia de Produção da Universidade São Francisco,
como requisito para obtenção parcial para o titulo de
bacharel em Engenharia de Produção.
Área de concentração: Engenharia de Produção.
Data de Aprovação: 15/12/2013
Banca Examinadora:
Prof. Dr. Adalberto Nobiato Crespo (Orientador)
USF – Universidade São Francisco – Campinas – SP.
Profa. Mts. Emilio Gruneberg Boog (Examinador)
USF – Universidade São Francisco – Campinas – SP.
Prof. Dra. Alexandrina Monteiro (Examinadora)
USF – Universidade São Francisco – Campinas – SP.
Agradecimentos
Agradecemos primeiramente ao Professor Dr. Adalberto Nobiato Crespo, nosso orientador,
que acreditou em nós e incentivou-nos para a conclusão deste trabalho, face aos inúmeros
percalços do trajeto.
Agradecemos também ao Professor Emilio Gruneberg Boog, o professor responsável pela
disciplina, que foi para nós um companheiro de percurso e de discussões profícuas, dentro e
fora do contexto deste trabalho, agraciando-nos incontáveis vezes com sua paciência,
conhecimento e amizade.
Nós agradecemos fraternalmente a todos.
RESUMO
Este trabalho apresenta a importância do uso da manutenção preditiva mecânica em
uma refinaria de petróleo, mostrando os resultados obtidos e como estão colaborando na
busca pela excelência operacional da empresa. Para tal, o trabalho constituiu-se de
levantamento bibliográfico, pesquisa, observação, análise e interpretação dos dados
coletados que evidenciaram fatores positivos obtidos após a implementação da manutenção
preditiva. Assim, permitiram-nos observar que a aplicação da manutenção preditiva de
maneira eficiente colaborou com um aumento da flexibilidade, confiabilidade operacional e
redução dos custos de manutenção, fatores que são prioridades competitivas para uma
empresa que busca a excelência.
Palavras-chave: manutenção preditiva, confiabilidade, disponibilidade.
ABSTRACT
This work shows the importance of using mechanical predictive maintenance in an oil
refinery, showing the results obtained and how they are collaborating in the pursuit of
operational excellence company. To this end, the work consisted of bibliographic, research,
observation, analysis and interpretation of data collected showed that positive factors
obtained after the implementation of predictive maintenance. Thus allowed us to observe that
the application of predictive maintenance effectively collaborated with increased flexibility,
operational reliability and reduced maintenance costs, factors that are competing priorities for
a company that strives for excellence.
Keywords: predictive maintenance, reliability, availability.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Curvas da banheira para duas peças de uma operação. A curva A representa uma
peça com falhas relativamente previsíveis e a curva B representa uma peça com um padrão de
falhas mais aleatório. Fonte: Slack et al, (2002)............................................................................... 18
Figura 2: Classificação da forma de atuação da manutenção. ...................................................... 19
Figura 3: Relação de custos com os tipos de manutenção. Fonte: Abraman .............................. 22
Figura 4: Custos de manutenção preventiva e de falhas de equipamentos em função do nível
de manutenção utilizado. Fonte: Revista Ferramental. ................................................................... 24
Figura 5: Comportamento dos custos de manutenção em relação a vida útil do equipamento.
Fonte: Abraman. .................................................................................................................................. 25
Figura 6: Medição de vibração em motor elétrico. Fonte: Abraman.............................................. 27
Figura 7: Analisador de vibração....................................................................................................... 29
Figura 8: Coletor e analisador de dados ........................................................................................... 30
Figura 9: Exemplo de termômetro infravermelho: pirômetro. ........................................................ 32
Figura 10: Exemplo de termômetro de termografia: termógrafo. .................................................. 32
Figura 11: Gráfico de vibração da B-98502A. ................................................................................... 40
Figura 12: Vista interna de forno tubular. ......................................................................................... 42
Figura 13: Termografia em forno com valores normais. ................................................................. 43
Figura 14: Termografia em forno com valores alterados. ............................................................... 43
Figura 15: TMEF do mês de março/2013 e últimos 12 meses. ....................................................... 44
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Principais técnicas preditivas (Fonte Kardec apud Machado e Otami, 2008).....28
LISTA DE SIGLAS E ABREVEATURAS
REPLAN
-
Refinaria de Petróleo de Paulínia
ABNT
-
Associação Brasileira de Normas Técnicas
ABRAMAN
-
Associação Brasileira de Manutenção
NBR 5462-1994 mantenabilidade
Norma
define
os
termos
relacionados
et al
-
E Outros
TMEF
-
Tempo Médio Entre Falhas
MTBF
-
Mean Time Between Failures
ECRI
-
Emergency Care Research Institute
HE
-
Horas Homem Trabalhada
UAP
-
Unidades de Alta Performance
RBM
-
Risk Based Maintenance
mm/s
-
Milímetros por Segundo
rms
-
Potência de Audiofrequência
microns
-
Milésimos de Milímetros
RMM
-
Recomendação de Manutenção Mecânica
GPI
-
Grupo de Planejamento de Intervenções
com
a
confiabilidade
e
SAP/R3
System Version 3
Systems, Applications and Products in Data Processing / Realtime
B-98502A
Bomba de Carga, modelo B-98502A
-
SUMÁRIO
1.
2.
INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 11
1.1.
Contextualização................................................................................................................ 11
1.2.
Caracterização da Situação Problema ............................................................................. 12
1.3.
Objetivo ............................................................................................................................... 13
1.4.
Justificativas ...................................................................................................................... 13
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................................ 14
2.1.
O Conceito de Manutenção ............................................................................................... 14
2.2.
Objetivos da Manutenção ................................................................................................. 14
2.3.
Importância da manutenção ............................................................................................. 15
2.4.
Idéias e Conceitos básicos de Manutenção .................................................................... 15
2.4.1.
Conceito de Operação Deficiente ................................................................................ 15
2.4.2.
Conceito de Falhas ........................................................................................................ 16
2.4.3.
Modos de Falha .............................................................................................................. 16
2.4.4.
Conceito de vida útil...................................................................................................... 17
2.4.5.
Falha no tempo – a curva da “banheira”..................................................................... 17
2.4.6.
Confiabilidade ................................................................................................................ 18
2.4.7.
Tempo Médio entre falhas ............................................................................................ 19
2.4.8.
Disponibilidade .............................................................................................................. 19
2.5.
Diferentes métodos de Manutenção ................................................................................ 19
2.5.1.
Manutenção Corretiva Não Planejada ......................................................................... 20
2.5.2.
Manutenção Corretiva Planejada ................................................................................. 20
2.5.3.
Manutenção Preventiva ................................................................................................ 20
2.5.4.
Manutenção preditiva .................................................................................................... 21
2.6.
Objetivos da manutenção preditiva ................................................................................. 22
2.7.
Técnicas de manutenção preditiva .................................................................................. 23
2.7.1.
Técnica preditiva de acompanhamento de vibração ................................................. 26
2.7.2.
Técnica preditiva de acompanhamento de temperatura ........................................... 30
3.
METODOLOGIA........................................................................................................................... 33
4.
ANÁLISE DAS ROTINAS E PROCEDIMENTOS DA ÁREA DE MANUTENÇÃO ..................... 34
4.1.
Estudo de caso na Refinaria de Paulínia – REPLAN ...................................................... 34
4.2.
Sistema online de monitoramento de vibração .............................................................. 34
4.3.
Medição dos equipamentos .............................................................................................. 35
4.4.
Parâmetros de acompanhamento .................................................................................... 35
4.5.
Periodicidade de medições “off-line” .............................................................................. 36
4.5.1.
Medições de Rotina ....................................................................................................... 36
4.5.2.
Medições Extras ............................................................................................................ 36
4.5.3.
5.
Medições Atrasadas ...................................................................................................... 36
4.6.
Medições do sistema "on-line"......................................................................................... 37
4.7.
Diagnóstico de Disponibilidade e Execução de Intervenções ...................................... 37
4.7.1.
Analisar e avaliar o equipamento ................................................................................ 37
4.7.2.
Recomendação de manutenção mecânica ................................................................. 37
4.7.3.
Avisar disponibilidade .................................................................................................. 38
4.7.4.
Avisar Indisponibilidade ............................................................................................... 38
4.7.5.
Manutenção do equipamento ....................................................................................... 39
4.7.6.
Liberação para operação .............................................................................................. 39
RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................................................. 40
5.1.
Exemplo de caso 1: Vibração excessiva em bomba centrífuga na REPLAN .............. 40
5.2.
Exemplo de caso 2: Uso de técnica preditiva termográfica na Replan ....................... 41
5.3.
Tempo médio entre falhas dos equipamentos críticos da Replan ............................... 44
5.4.
Estimativa de Custos e Prejuízos evitados com a Manutenção Preditiva ................... 45
5.5.
Benefícios obtidos na Replan com o uso da manutenção preditiva ............................ 45
6.
CONCLUSÃO ............................................................................................................................... 47
7.
REFERÊNCIAS ............................................................................................................................ 48
11
1. INTRODUÇÃO
1.1.
Contextualização
A Manutenção hoje se tornou função estratégica no ambiente industrial destacandose como um diferencial para a garantia da produtividade, confiabilidade e qualidade das
plantas industriais, assegurando a competitividade das empresas frente ao mercado
globalizado.
De acordo com a Norma brasileira ABNT-NBR 5462-1994, a manutenção é definida
como o conjunto de ações destinadas a manter ou recolocar um item em um estado no qual
ele possa executar sua função requerida.
O surgimento da manutenção propriamente dita se dá no fim do século XIX. Com a
expansão da revolução industrial pelo mundo, a produção de bens passou de artesanal para
manufaturado, aumentando extraordinariamente o volume de produção. Em consequência
dessa mecanização nas indústrias logo começaram a aparecer necessidades de reparos.
Nessa época a manutenção ainda tinha importância secundária. Entretanto, com o
surgimento da produção em série, instituída por Ford, as fábricas passaram a ter programas
mínimos de produção e, consequentemente, sentiram a necessidade de criar equipes que
pudessem efetuar reparos em máquinas no menor tempo possível. Com isso surgiu um
departamento que era subordinado à operação, sendo seu objetivo básico a execução da
manutenção quando os equipamentos atingiam a falha, hoje conhecida como manutenção
corretiva.
Com o advento da Segunda Guerra Mundial e a necessidade de aumento da
produtividade, os administradores das indústrias passaram a se preocupar não só em
corrigirem falhas, mas evitar que elas ocorressem. Assim, o pessoal técnico da manutenção
passou a desenvolver o processo de prevenção de problemas que, aliado com a
manutenção corretiva, completavam a estrutura do departamento de manutenção que nesse
período já era considerado tão importante quanto a operação.
No período pós-guerra, houve um acelerado desenvolvimento das indústrias no
intuito de atender às necessidades decorrentes da guerra, da evolução da aviação comercial
e da indústria eletrônica. Os gerentes de manutenção notaram que o tempo gasto na
detecção das falhas era bem maior que a própria atividade de reparo. Assim criou-se um
grupo de especialistas, chamado Engenharia de Manutenção, encarregado de planejar e
controlar a manutenção preventiva e analisar causas e efeitos das avarias.
A partir de 1966, com o avanço da tecnologia dos instrumentos de proteção e
medição, a engenharia de manutenção começou a ter dados concretos que possibilitaram o
12
desenvolvimento de critérios de predição ou previsão de falhas. Esses critérios foram
incorporados aos métodos de planejamento e controle de manutenção dando origem a
manutenção preditiva.
Atualmente, com a implementação e consolidação da manutenção preditiva, torna-se
possível indicar as condições reais de funcionamento das máquinas com base em dados
que informam o seu desgaste ou processo de degradação. Trata-se de um processo que
prediz o tempo de vida útil dos componentes das máquinas e equipamentos e as condições
para que esse tempo de vida seja bem aproveitado. Assim, atua-se com base na
modificação
de
parâmetro
de
condição
ou
desempenho
do equipamento,
cujo
acompanhamento obedece a uma sistemática. A manutenção preditiva pode ser comparada
a uma inspeção sistemática para o acompanhamento das condições dos equipamentos
(FILHO, 2013).
Analisando-se várias empresas de sucesso, percebe-se que essas organizações
adotam cada vez mais técnicas preditivas e a prática da engenharia de manutenção. A
manutenção, assim, é considerada estratégica para as organizações, pois ela garante a
disponibilidade dos equipamentos e instalações com confiabilidade, flexibilidade, segurança
e dentro dos custos adequados (XAVIER, 2005). No Brasil, a utilização de técnicas de
manutenção preditiva vem se tornando maior com o passar dos anos. Segundo documento
Nacional da Associação Brasileira de Manutenção (ABRAMAN) de 2011, a aplicação de
recursos de pessoal vem aumentando na área de manutenção preditiva, enquanto nas
outras (manutenção corretiva e preventiva) vem diminuindo.
1.2.
Caracterização da Situação Problema
Embora a manutenção ainda não receba todo o crédito merecido, a sua importância
é facilmente percebida quando a mesma falha. Além do que sua eficiência vem sendo cada
vez mais exigida, pois, conforme o grau de complexidade das plantas industriais aumenta,
os problemas em equipamentos tornam-se mais recorrentes.
Além do grau de complexidade das indústrias que está aumentando com o
desenvolvimento tecnológico, hoje em dia a maioria das linhas de produção operam 24
horas por dia e 7 dias por semana. Isso faz com que as falhas inesperadas em
equipamentos sejam cada vez menos toleradas a fim de não comprometerem a alta
produtividade demandada. Paradas na produção só deveriam ocorrer em situações
previamente programadas e planejadas. Desta forma, as organizações precisam primar pela
confiabilidade e estabilidade de seu processo de modo que sua cadeia de valor apresente
13
um fluxo estável e homogêneo, livre de oscilações decorridas de problemas como paradas
no processo devido ao mau funcionamento de sua estrutura e equipamentos.
Na Refinaria de Paulínia, a qual citada neste trabalho, a indisponibilidade repentina
de algum equipamento crítico pode acarretar em paradas não programadas na produção.
Além dos prejuízos com a interrupção da produção, esses contratempos acarretam em altos
custos com manutenção corretiva não planejada, prejudicando muito o resultado global da
empresa. Deve-se, portanto, buscar maneiras de predizer o tempo de vida útil dos
equipamentos e em quais condições eles devem operar para que esse tempo seja melhor
aproveitado, garantindo assim a disponibilidade e confiabilidade da planta industrial. Desse
modo, quais as vantagens da utilização da manutenção preditiva e de que forma ela
colabora no alcance desses objetivos?
1.3.
Objetivo
O presente trabalho tem como objetivo principal mostrar a importância da utilização
da manutenção preditiva em uma Refinaria de Petróleo.
Objetiva-se também comprovar com dados reais a eficácia e os benefícios obtidos
com a aplicação da manutenção preditiva, mostrando como sua aplicação colabora com
alguns fatores que são essenciais para um bom desempenho operacional e organizacional.
1.4.
Justificativas
Kardec e Nascif (2004) dizem que as organizações vem procurando novas
ferramentas
de
gerenciamento
de
manutenção
que
lhes
propiciem
uma
maior
competitividade através da melhora da produtividade e qualidade de seus produtos,
processos e serviços. Portanto, o presente trabalho mostrará alguns benefícios obtidos com
a prática da manutenção preditiva em uma Refinaria de petróleo. Isso porque é
imprescindível para qualquer instalação que seus equipamentos tenham bom desempenho
a fim de alcançar melhores resultados com uma maior confiabilidade, menores custos e
maior produtividade. A partir da implementação da manutenção preditiva objetiva-se que a
parada não programada em equipamentos críticos de uma linha de produção seja cada vez
mais reduzida, ou seja, os equipamentos só deverão parar caso exista um planejamento
para se fazer a manutenção.
14
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1.
O Conceito de Manutenção
Segundo o glossário (NOVO DICIONÁRIO AURÉLIO DA LÍNGUA PORTUGUESA,
1987), manutenção é ação ou efeito de manter, de sustentar, conservar alguma coisa ou
situação. É um serviço de conservação, fiscalização em certas empresas e oficinas.
Para Martins et al (2006 apud SOUZA 2012, p. 12), “o conceito moderno da
manutenção perpassa pela palavra: disponibilidade”. Ainda quanto os autores a atividade
principal de “um setor de manutenção é zelar para que seu cliente, externo e interno, tenha
um recurso a sua disposição, dentro das condições normais de uso, no momento em que for
necessário”.
A manutenção também é definida como ações técnicas e administrativas destinadas
a manter ou recolocar um item em um estado no qual possa desempenhar uma função
requerida. “Manter significa fazer tudo que for preciso para assegurar que um equipamento
continue a desempenhar as funções para as quais foi projetado, num nível de desempenho
exigido” (BORGES et al 2009).
2.2.
Objetivos da Manutenção
A área de manutenção dentro de uma empresa está subordinada aos interesses
estratégicos que os gestores corporativos estabelecem visando à maior produtividade da
mesma, mas de uma maneira geral os objetivos da manutenção podem se resumir em:
- Segurança: visa à segurança tanto das pessoas que trabalham no local, como para os
equipamentos e da comunidade ao redor, sendo um objetivo obrigatório e inegociável.
- Qualidade: melhorar os rendimentos das maquinas e equipamentos, estabelecer um
mínimo de defeitos de produção, melhorias nas condições de higiene, preservação do meio
ambiente da região.
- Custo: a manutenção procura as soluções que minimizem os custos globais do produto
considerando, portanto, a par dos custos próprios de produção, os custos provocados pela
manutenção ou pela não manutenção (BORGES et al 2009).
- Disponibilidade: visa manter todos os equipamentos e máquinas em plena operação com o
maior tempo possível, diminuindo ao máximo as suas paradas programadas ou não, para
15
intervenções de reparo. Isso contribui para maximizar a produtividade aumentando o lucro
global do processo.
Relatando de uma forma mais completa a missão da manutenção, é possível afirmar
que a Manutenção é um conjunto integrado de atividades que se desenvolvem em todo o
ciclo de vida de um equipamento, sistema ou instalação, visando manter ou repor a sua
operacionalidade nas melhores condições de qualidade, custo e disponibilidade, com total
segurança (BORGES et al 2009).
2.3.
Importância da manutenção
Kelly e Harris (1980 apud DENARDIM, MILAN e REIS 2010,p. 3), “abordam que as
organizações industriais existem em função do lucro, utilizando equipamentos e mão-deobra para transformar materiais em produtos acabados”. Desta forma, relacionam
manutenção com rentabilidade já que, exerce influência direta na capacidade de produção e
no custo operacional dos equipamentos.
Desta forma, Xenos (1998 apud DENARDIM, MILAN e REIS 2010,p. 3), “explica que
todos os equipamentos possuem um desgaste natural pelo seu uso e que com a finalidade
de evitar a degradação destes e das demais instalações das empresas é que existem as
atividades de manutenção”.
“Sendo assim, é natural que a área de manutenção seja cobrada para reduzir os
seus custos e como consequência, os custos da empresa através da utilização de melhores
métodos de trabalho, observa-se que quando a manutenção é bem planejada é possível
gerar um aumento da disponibilidade dos equipamentos, maior vida útil e menor custo
específico” (BRANCO FILHO, 2008 apud DENARDIM, MILAN E REIS 2010, p. 3).
2.4.
Idéias e Conceitos básicos de Manutenção
Nepomuceno (1989) afirma ser fato indiscutível que toda e qualquer máquina ou
equipamento apresenta certo envelhecimento devido ao uso. Para o conhecimento e melhor
explanação desse processo foram estabelecidos alguns conceitos que foram estudados e
aperfeiçoados como, por exemplo, o de confiabilidade e disponibilidade.
2.4.1. Conceito de Operação Deficiente
16
Segundo Nepomuceno (1989) o funcionamento de um sistema qualquer é
considerado deficiente quando existe uma ocorrência qualquer que leve o sistema a
interromper a execução da missão que lhe é destinada.
2.4.2. Conceito de Falhas
Uma falha é qualquer enguiço num sistema ou circuito que permanece até que sejam
tomadas providências corretivas. As falhas podem ser classificadas em identificáveis ou não
identificáveis. A falha identificável é aquela que pode ser atribuída a um erro ou defeito de
projeto ou fabricação. A falha não identificável acontece quando há a exposição de um item
ou componente a um esforço ou tensão operacional ou ainda a uma tensão estrutural acima
do limite especificado em projeto.
2.4.3. Modos de Falha
O modo ou a maneira de falhar nada mais é que o conjunto de condições sob o qual
um dado sistema ou circuito apresenta falta de desempenho em termos da missão ou
função que deve executar (NEPOMUCENO, 1989). Segundo Moubray (2000), os modos de
falha podem ser classificados como:
• quando a capabilidade diminui;
• quando o desempenho desejado aumenta;
• quando a capabilidade inicial é pequena.
A primeira categoria de modos de falha ocorre quando a capabilidade do ativo reduz.
Moubray (2000) sugere como as principais causas da redução da capabilidade:
• deterioração – fadiga, corrosão, abrasão, erosão, evaporação;
• falhas de lubrificação – falta de lubrificante, falha do lubrificante;
• sujeira;
• ruptura/desmontagem/afrouxamento em pontos fracos – falha de solda, falha de conexão;
• erros humanos.
A segunda categoria de modos de falha ocorre quando o desempenho desejado
aumenta. As principais causas do aumento do desempenho desejado:
• sobrecarga constante intencional – atender a demanda, velocidade,
processamento;
• sobrecarga constante não intencional – operação incorreta;
• sobrecarga repentina não intencional – operação incorreta, montagem
incorreta, acidente.
17
A terceira categoria de modos de falha ocorre quando a capabilidade está fora dos
limites do desempenho desejado desde o início de operação por erro de fabricação ou
montagem (MOUBRAY, 2000).
A causa fundamental é definida como a razão básica para a falha ou para o processo
que preceda a falha e pode ser classificada como:
• processo físico ou químico;
• defeito de projeto;
• defeito de qualidade;
• uso indevido ou outro processo.
Buscar a causa fundamental das falhas é essencial para que ações preventivas ou
corretivas sejam eficazes (LAFRAIA, 2001).
2.4.4. Conceito de vida útil
O termo vida útil designa o tempo de vida durante o qual um dispositivo qualquer
deve operar de maneira satisfatória, obedecendo as especificações do projeto e com ampla
segurança, desde que sujeito a um processo de manutenção como indicado pelas
instruções do fornecedor, sem ser submetido a condições ambientais ou esforços superiores
aos limites especificados (Nepomucemo,1989).
2.4.5. Falha no tempo – a curva da “banheira”
Segundo Slack et al (2002), para a maioria das partes de uma operação, as falhas
são uma função do tempo. Em diferentes etapas da vida útil de qualquer coisa, a
probabilidade de que falhe será diferente. A curva que descreve a probabilidade de falha
desse tipo é chamada de curva da banheira. Compreende três etapas distintas (figura 1):
18
Figura 1: Curvas da banheira para duas peças de uma operação. A curva A representa uma
peça com falhas relativamente previsíveis e a curva B representa uma peça com um padrão de
falhas mais aleatório. Fonte: Slack et al, (2002).

a mortalidade "infantil" ou a etapa de "vida inicial", quando falhas iniciais ocorrem por
causa de peças defeituosas ou uso inadequado;

a etapa de "vida normal", quando a taxa de falhas é normalmente baixa,
razoavelmente constante e causada por fatores aleatórios normais;

a etapa de "desgaste", quando a taxa de falhas aumenta à medida que a peça se
aproxima do final de sua vida útil e as falhas são causadas por envelhecimento e
deterioração das peças.
2.4.6. Confiabilidade
A confiabilidade mede a habilidade de um sistema, produto ou serviço desempenharse como esperado durante certo intervalo de tempo (SLACK et al, 2002).
Para Nepomuceno (1989), confiabilidade é a probabilidade de um produto (peça,
equipamento, circuito) fabricado de conformidade com dado projeto operar durante um
período especificado de tempo (eventualmente o tempo de vida útil) sem apresentar falhas
identificáveis, desde que sujeito a manutenção de conformidade com as instruções do
fabricante e que não tenha sofrido tensões superiores àquelas estipuladas por limites
indicados pelo fornecedor, não tenha sido exposto a condições ambientais adversas de
conformidade com os termos de fornecimento ou aquisição.
19
2.4.7. Tempo Médio entre falhas
Uma medida alternativa (comum) de falhas é o tempo médio entre falhas (TMEF ou
MTBF, do inglês mean time between failures) de um componente ou sistema (SLACK et al.,
2002). O TMEF é, portanto, calculado da seguinte forma (equação 1):
(1)
TMEF = horas de operação
número de falhas
2.4.8. Disponibilidade
Segundo Slack et al (2002), disponibilidade é o grau em que a produção está pronta
para funcionar. Uma produção não está disponível se ela acabou de falhar ou está sendo
consertada após uma falha.
2.5.
Diferentes métodos de Manutenção
A área de manutenção pode ser classificadas de acordo com Casconi (1992), pela
sua forma de atuação em 2 subgrupos: planejada e não-planejada conforme figura 2.
Manutenção
Planejada
Não-planejada
Emergência
(corretiva)
Corretiva
Preventiva
Preditiva
Figura 2: Classificação da forma de atuação da manutenção.
20
2.5.1. Manutenção Corretiva Não Planejada
Para Borges et al (2009), a manutenção corretiva não planejada é correção da falha
de maneira aleatória, ou seja, é a correção da falha ou do desempenho menor que o
esperado após a ocorrência do fato. Esse tipo de manutenção implica em altos custos, pois
causa perdas de produção; a extensão dos danos aos equipamentos é maior.
2.5.2. Manutenção Corretiva Planejada
“Manutenção efetuada após a ocorrência de uma pane destinada a recolocar um item em
condições de executar uma função requerida” (BRITISH STANDARD EN 13306, 2001 apud
MORAIS 2004, p24). De acordo com Ramirez, Caldas e Santos (2002 apud MORAIS 2004,
p. 22), “é a manutenção feita para restabelecer um sistema técnico, um bem ou um serviço
cujo desempenho tenha sofrido uma queda depois deste ter saído de um estado específico”.
Já Machado e Otani (2008), dizem que manutenção corretiva planejada é a correção
que se faz em função de um acompanhamento preditivo, detectivo ou até mesmo pela
decisão gerencial de se operar até ocorrer à falha. Pelo seu próprio nome planejado, indica
que tudo o que é planejado, tende a ficar mais barato, mais seguro e mais rápido.
Casconi (1992) define como os casos que embora tenha sido feito a manutenção
preventiva regularmente, partes do equipamento atingiram a sua vida final e se faz
necessário substituir todo o componente, complemento residual da manutenção preventiva.
2.5.3. Manutenção Preventiva
É a atuação realizada para reduzirem falhas ou queda no desempenho, obedecendo
a um planejamento baseado em períodos estabelecidos de tempo. De acordo com Xavier
(2003) um dos segredos de uma boa preventiva está na determinação dos intervalos de
tempo. Como, na dúvida, temos a tendência de sermos mais conservadores, os intervalos
normalmente são menores que o necessário, o que implicam paradas e troca de peças
desnecessárias.
O ECRI (1995 apud MORAIS 2004, p. 22) “definiu como procedimentos periódicos
com a intenção de minimizar o risco de falha e de garantir a operação desejada”. De acordo
com Lafraia (2001 apud MORAIS 2004, p. 22), “é um conjunto de procedimentos que
procura reter o sistema em estado operacional ou disponível através da prevenção da
ocorrência de falhas”.
Para Casconi (1992) a manutenção preventiva é a manutenção efetuada para se
reduzir a probabilidade de falha ou a degradação do serviço prestado pela mesma. É uma
intervenção de manutenção programada com regularidade antes do possível aparecimento
21
da falha. É a atuação realizada para reduzir ou evitar falhas ou queda no desempenho,
obedecendo a um planejamento baseado em intervalos definidos de tempo (BORGES et al
2009).
2.5.4. Manutenção preditiva
Para Borges et al (2009), a manutenção preditiva trata-se um conjunto de atividades
de acompanhamento das variáveis ou parâmetros que indicam a performance ou
desempenho dos equipamentos, de modo sistemático, visando definir a necessidade ou não
de intervenção, no qual se utiliza qualquer recurso de predição (Ex. vibração, ultrassom,
termografia).
Em um artigo de Baroni, Kardec e Nascif (2002 apud MACHADO e OTAMI, 2008, p.
7), “define-se que a manutenção preditiva é a atuação realizada com base na modificação
de parâmetro de condição ou desempenho do equipamento, cujo acompanhamento
obedece a uma sistemática”. A manutenção preditiva pode ser comparada a uma inspeção
sistemática para o acompanhamento das condições dos equipamentos.
Conclui-se então que manutenção preditiva é o conjunto de procedimentos por
medição de vibrações, o controle, efetuado com instrumentos de medição apropriados,
mediante as condições de funcionamento de máquinas em operação (em serviço normal de
produção), com a finalidade de predizer falhas e detectar tais mudanças no estado físico
que tornem necessária a programação dos serviços de manutenção, evitando quebras ou
estragos maiores.
Com essa previsão realizada corretamente pode-se minimizar o custos com as
quebras de equipamentos, reposição de suas peças, HE (horas homens trabalhadas),
parada da unidade de processo e perda da produtividade, além é claro de assegurar que os
mesmos quando reparados estejam em plenas condições de uso evitando prejuízos com o
uso excessivo indevido e fadiga.
Segundo Casali (2011), o papel da manutenção preditiva além de fazer as análises e
agir preventivamente, tem como objetivo orientar as pessoas, com isto o trabalho em equipe
se torna mais eficiente e reduz custos para a empresa.
Lima e Sales (2008) relatam que a utilização da manutenção preditiva proporciona
detalhamento de itens específicos, como manutenção da qualidade do produto final e o
controle gerado no equipamento ou instalação, reduções significativas de insumos
descartados no meio ambiente, por exemplo, quando se adota micro filtragem de óleo.
Portanto, a correta adoção e solidificação de modalidades de manutenção preditiva alinhase com as estratégias anunciadas estudadas e implementadas em manutenção e
22
manufatura, onde se pode destacar o papel da manutenção preditiva como modalidade de
manutenção fundamental como diferencial de produtividade.
Segundo Olmedo (1994), os custos de manutenção podem representar 15% a 30%
dos bens produzidos dentro de uma indústria especifica, portanto é muito importante utilizar
técnicas de monitoramento para reduzir os gastos em manutenção não programada e com
isto automaticamente pode-se aumentar a lucratividade final, mantendo assim a empresa
competitiva no mercado.
Figura 3: Relação de custos com os tipos de manutenção. Fonte: Abraman
2.6.
Objetivos da manutenção preditiva
Segundo Abreu, Bandeira e Gianelli (2010), os objetivos da manutenção preditiva
são:

Determinar, antecipadamente, a necessidade de serviços de manutenção
numa peça específica de um equipamento;

Eliminar desmontagens desnecessárias para inspeção;

Aumentar o tempo de disponibilidade dos equipamentos;

Reduzir o trabalho de emergência não planejado;

Impedir o aumento dos danos;

Aproveitar a vida útil total dos componentes e de um equipamento;

Aumentar o grau de confiança no desempenho de um equipamento ou linha
de produção;

Determinar previamente as interrupções de fabricação para cuidar dos
equipamentos que precisam de manutenção.
23
Dessa forma o principal objetivo da manutenção preditiva é prever a falha dos
equipamentos do processo e se esses equipamentos estão operando em sua melhor
condição baseando-se em diversos parâmetros (previamente estabelecidos), tentando
aumentar ao máximo o tempo de operação continuo do equipamento sem a intervenção da
manutenção corretiva.
Para a realização do acompanhamento preditivo nos equipamentos e maquinas pode
ser feita a medição e acompanhamento ou monitoração de parâmetros. E esse
acompanhamento pode se feito de três formas:
- Monitoração subjetiva;
- Monitoração objetiva;
- Monitoração contínua.
A monitoração subjetiva segundo Machado e Otani (2008), é aquela exercida pelo
pessoal de manutenção utilizando os sentidos, ou seja, tato, olfato, audição e visão. Quando
um mecânico coloca a palma da mão sobre uma caixa de mancal, pode perceber a
temperatura e a vibração. Evidentemente quanto mais experiente, mais confiáveis serão os
diagnósticos; no entanto esta monitoração não deve ser adotada como base para decisão
por ser extremamente subjetiva.
Monitoração objetiva é o acompanhamento feito através de equipamentos ou
instrumentos específicos. É denominada objetiva, pois fornece um valor absoluto do
parâmetro medido e esse valor não depende da experiência ou sentimento do operador (se
o procedimento for seguido corretamente).
Monitoração contínua é o acompanhamento “on line” (instantâneo) das variáveis de
acompanhamento dos equipamentos através dos instrumentos (sensores) instalados neles.
2.7.
Técnicas de manutenção preditiva
De acordo com Nepomuceno (1989), do ponto de vista econômico, o parar uma
máquina ou equipamento, desmontá-lo para verificação se o mesmo apresenta condições
de operar com desempenho amplamente satisfatório durante tempo considerado longo, é
um procedimento totalmente inadmissível. Por outro lado, esperar que a máquina ou
equipamento entre em pane para então repará-lo pode dar origem a um procedimento
economicamente catastrófico (Figura 4)
24
Figura 4: Custos de manutenção preventiva e de falhas de equipamentos em função do nível
de manutenção utilizado. Fonte: Revista Ferramental.
A escolha destes “momentos” deve ser baseada em critérios muito bem estudados e
avaliados para conseguir medir o real desempenho dessa máquina ou equipamento, para
com isso ser possível prever a falha ao invés de presumi-la ou admiti-la como algo
inesperado.
Segundo Abreu, Bandeira e Gianelli (2010), a manutenção preditiva indica as
condições reais de funcionamento das máquinas com base em dados que informam o seu
desgaste ou processo de degradação, e assim prediz o tempo de vida útil dos componentes
das máquinas e equipamentos e as condições para que esse tempo de vida seja bem
aproveitado.
Conforme novamente Nepomuceno (1989), esse tipo de manutenção consiste na
coleta de dados em função do tempo de funcionamento e interpretar tais variações e
informações visando intervir no momento adequado, evitando a pane ou parada inesperada,
determinando para tal qual será o instante adequado. Com o acompanhamento preditivo, a
manutenção normalmente é feita bem próxima da falha, pois consegue-se otimizar o tempo
de vida útil do equipamento com custos posteriores de manutenção relativamente baixos
(figura 5).
25
Figura 5: Comportamento dos custos de manutenção em relação a vida útil do equipamento.
Fonte: Abraman.
Siqueira (2005) destaca que isto reforça o conceito de que a manutenção deve ter o
foco para manter a função do equipamento e não para manter o estado do equipamento.
Pois todo componente possui sua curva característica de desempenho e assim a
manutenção deve atuar no sentido de identificar esta respectiva curva e monitorar seu
desempenho, de forma a atender atuação esperada. Daí a importância do uso de técnicas
preditivas e de ferramentas da confiabilidade no planejamento, execução e controle das
atividades de manutenção.
Para tal é importante saber para que, como e quais são seus parâmetros
operacionais para assim estabelecer quais as variáveis que interessam para o
acompanhamento da manutenção preditiva. Dentre as principais variáveis podemos citar
temperatura, vibração entre outros, conforme Tabela 1:
26
Tabela 1: Principais técnicas preditivas (Fonte Kardec e Nascif apud Machado e Otami, 2008)
Em nosso estudo de caso entraremos em mais detalhes nas técnicas de medição de
vibração e temperatura.
2.7.1. Técnica preditiva de acompanhamento de vibração
Este método de análise e acompanhamento da vibração (Figura 6) nos
equipamentos vem sendo usados com eficiência e sucesso desde o inicio da década de 70,
principalmente em indústrias que possuem processos contínuos de produção. Um grande
exemplo dessa aplicação é em refinarias petroquímicas onde houve um aumento
considerável da disponibilidade dos equipamentos monitorados, aumentando assim a
produtividade e confiabilidade do processo.
27
Figura 6: Medição de vibração em motor elétrico. Fonte: Abraman
Segundo Abreu, Bandeira e Gianelli (2010), esse sucesso é devido a resultados
econômicos obtidos em curto prazo, pela redução de intervenções de manutenção em até
70%, após reduzido período de monitoração e pela possibilidade de planejamento de
intervenções com conhecimento prévio da época e causa das falhas. Situações reais
demonstram economia de até 75% nos custos de manutenção nas empresas que adotaram
esse procedimento, o que indica um rápido retorno no investimento com a instrumentação
para a monitoração de vibração, durante a implantação do programa.
A vantagem da monitoração de vibração para diagnóstico de defeitos reside na
riqueza de informações que podem ser extraídas da análise de vibrações de máquinas
rotativas, que constituem a grande maioria do parque de máquinas das indústrias. Na
manutenção preditiva via monitoração da vibração a condição de operação da máquina é
avaliada contínua ou periodicamente. A época de revisão da máquina é determinada
quando se prevê que níveis inaceitáveis de vibração serão atingidos.
Uma fonte de vibração na máquina dá origem a uma perturbação que se propaga
pela estrutura da máquina até o ponto de detecção. Transdutores detectam a perturbação
sob forma de sinal elétrico que é coletado e armazenado. Técnicas de análise,
processamento e apresentação do sinal fornecem dados para diagnóstico do defeito por
análise direta, junto com a análise de tendência e comparação com valores admissíveis, e
então apresentam subsídios para que uma decisão possa ser tomada quanto à continuidade
de operação ou ao planejamento de uma jornada de manutenção da máquina.
Ainda de acordo com Abreu, Bandeira e Gianelli (2010), todas as máquinas em
funcionamento produzem vibrações que, aos poucos, levam-nas a um processo de
deterioração. Essa deterioração é caracterizada por uma modificação da distribuição de
energia vibratória pelo conjunto dos elementos que constituem a máquina. Observando a
28
evolução do nível de tais vibrações, é possível obter informações sobre o estado da
máquina.
Segundo Abreu, Bandeira e Gianelli (2010), o ensaio para vibrações mecânicas, em
muitas indústrias, é um método indispensável na detecção prematura de anomalias de
operação em virtude de problemas, tais como falta de balanceamento das partes rotativas,
desalinhamento de juntas e rolamentos, excentricidade, interferência, erosão localizada,
abrasão e ressonância.
Ainda como Abreu, Bandeira e Gianelli (2010), o método é particularmente útil na
monitoração de operação mecânica de máquinas rotativas (ventiladores, compressores,
bombas, turbinas, etc.), na detecção e reconhecimento da deterioração de rolamentos, no
estudo de mau funcionamento típicos em maquinaria com regime cíclico de trabalho,
laminadores, prensas, etc., e na análise de vibrações dos processos de trincamento,
notadamente em turbinas e outras máquinas rotativas ou vibratórias.
De acordo com Nepomuceno (1989), com este procedimento, o responsável pela
manutenção fica sabendo qual é a evolução das vibrações, assim como em que níveis as
tomadas providencias devem ocorrer, visando sanar eventuais. Isto porque a velocidade da
alteração do nível vibratório é fator fundamental para evitar situações catastróficas.
Abreu, Bandeira e Gianelli (2010) relatam também que o princípio de Análise baseia-se
na idéia de que as estruturas das máquinas excitadas pelos esforços dinâmicos (ação de
forças) dão sinais vibratórios, cuja frequência é igual à frequência dos agentes excitadores.
Se captadores de vibrações forem colocados em pontos definidos da máquina, eles
captarão as vibrações recebidas por toda a estrutura. O registro das vibrações e sua análise
permitem identificar a origem dos esforços presentes em uma máquina operando.
As principais falhas que podem ser corrigidas com uma analise preditiva de vibração
são:
 Rolamentos deteriorados;

Engrenagens defeituosas;

Acoplamentos desalinhados;

Rotores desbalanceados;

Vínculos desajustados;

Eixos deformados;

Lubrificação deficiente;

Folga excessiva em buchas;

Falta de rigidez;

Problemas hidráulicos;

Cavitação.
29

Desbalanceamento de massas rotativas.

Rotores excêntricos ou empenados.

Eixo empenado.

Desalinhamentos em geral.

Rolamentos danificados ou inadequados.

Cavitação/Refluxo hidráulico.

Turbulência em mancais de deslizamento.

Motores Elétricos defeituosos.

Engrenagens desgastadas ou incorretas.
Os principais instrumentos para medição e monitoração de vibração são:

Analisador de vibração
São os aparelhos mais simples existentes no mercado e conseguem medir o
deslocamento e velocidade de vibração. Podem ou não possuir filtros que permitem ajustar
a medição da característica de vibração para uma determinada frequência.
Figura 7: Analisador de vibração.

Coletor/analisador de dados
De acordo com Baroni, Kardec e Nascif (2002), são instrumentos que oferecem uma
variedade muito grande de recursos incluindo interface com softwares especialistas. Além
de vibração, esses coletores aceitam outros parâmetros como temperatura, corrente elétrica
30
e variáveis de processo. São capazes de fornecer as seguintes informações: espectro de
vibração, espectro de corrente para motores, forma de onda, nível global de vibração e
temperatura, dentre outros.
Figura 8: Coletor e analisador de dados

Monitoramento On-Line
Segundo Baroni, Kardec e Nascif (2002), esse tipo de monitoramento é feito através
de probes (sensores) instalados nos mancais, cujos sinais são levados até painéis de
controles instalados no campo, ao lado das máquinas, na casa de controle ou locais
remotos.
Essa tecnologia de monitoramento on-line vem se desenvolvendo nos últimos anos,
até alguns anos atrás, este tipo de instalação era usado apenas em máquinas de grande
porte (grupos geradores, compressores centrífugos e axiais de grande porte). Hoje em dia,
com o desenvolvimento da microeletrônica e de sensores, o preço vem diminuindo e já é
bem comum o monitoramento contínuo em máquinas de médio ou pequeno porte.
2.7.2. Técnica preditiva de acompanhamento de temperatura
A análise termométrica deriva do termo termometria (traduzida do grego “termo” =
calor e “metria” = medir), que é uma maneira de se medir o calor gerado pelos corpos, em
nosso caso, equipamentos industriais.
31
De acordo com Baroni, Kardec e Nascif (2002), a temperatura é um dos parâmetros
de mais fácil compreensão e o acompanhamento de sua variação permite constatar
alteração na condição dos equipamentos, componentes e do próprio processo produtivo.
Complementando Brito et al (2011) dizem que esse acompanhamento possui um
papel importante como indicador da condição de um produto ou elemento de um
equipamento, seja na fabricação ou no controle de qualidade. A correta monitoração da
temperatura melhora a qualidade do produto e da produtividade da empresa. Os processos
de fabricação podem prosseguir sem interrupções e sob condições otimizadas, monitorando
dados de temperatura de um determinado equipamento.
A seguir serão listados os principais usos da monitoração de temperatura:
• Temperatura de mancais de máquinas rotativas;
• Temperatura da superfície de equipamentos estacionários;
• Temperatura de barramentos e ligações (conexões) elétricas
A termometria pode ser dividida em dois tipos: a medição convencional e a
infravermelho.
De acordo com Brito et al (2005), “no método de medição convencional o termômetro
é instalado de modo que seu elemento sensor entre em contato físico com meio cuja
temperatura se quer determinar”. A troca térmica se da principalmente através do fenômeno
da condução térmica. O termômetro e o meio devem estra em equilíbrio térmica no
momento da medição da temperatura. São excelentes quando usados em meios liquido e
gasosos, sendo restritos na medição de temperatura de corpos sólidos.
Segundo Brito et al (2011), “no método de medição de infravermelho a transmissão
de energia entre o termômetro e o meio dá-se por radiação. São indicados para a
determinação superficial da temperatura quando o sensor não deve entrar em contato com o
dispositivo”. Um termômetro de radiação (radiômetro) indica a temperatura de um objeto
medindo a radiação eletromagnética que o objeto emite.
A medição de temperatura pode ser feita através de uma série de instrumentos,
alguns dos quais estão:
• Termômetro de contato;
• Pirômetro de radiação ou Pirômetro ótico;
• Radiômetro;
• Termógrafos ou termovisores.

Termômetro infravermelho
De acordo com Baroni, Kardec e Nascif (2002), são instrumentos que coletam a
radiação infravermelha através de um sistema ótico fixo e a direciona para um detector que
32
pode ser do tipo termopilha, pirelétrico ou fotodetector. São instrumentos portáteis, de custo
baixo que, fornecidos a um eletricista que conhece a planta, guiado por um programa de
inspeções periódicas, fornece excelentes resultados.
Figura 9: Exemplo de termômetro infravermelho: pirômetro.

Termografia
De acordo com Baroni, Kardec e Nascif (2002), a Termografia é uma das técnicas
preditivas que mais tem se desenvolvido nos últimos 30 anos. Atualmente os termovisores
estão cada vez menores e mais precisos, oferecendo recursos importantes para o
acompanhamento e controle de tendência.
Algumas das principais aplicações em processos industriais:
• Área elétrica onde existe necessidade de acompanhamento de componentes defeituoso ou
mau contato;
• Usinas siderúrgicas – verificação do revestimento de altos fornos, dutos de gás,
regeneradores e carros torpedos;
• Fábricas de cimento – fornos rotativos para pesquisa de queda de refratários;
• Área de petróleo e petroquímica – vazamentos em válvulas de segurança, problemas com
refratários em fornos, caldeiras e unidades de craqueamento catalítico.
Figura 10: Exemplo de termômetro de termografia: termógrafo.
33
3. METODOLOGIA
O primeiro passo para o desenvolvimento do trabalho foi a pesquisa por referenciais
teóricos envolvendo a manutenção, o seu histórico de nascimento e sua contextualização.
Diante de tais informações, a primeira parte do trabalho foi descrever o histórico e
apresentar teorias desenvolvidas sobre a manutenção e a manutenção preditiva mais
especificamente.
Posteriormente realizou-se uma análise no setor de manutenção mecânica preditiva
em uma refinaria de petróleo. Como instrumentos para essa pesquisa foram utilizadas
pesquisas em bancos de dados, procedimentos operacionais, literatura específica e
observação.
Os dados foram analisados quanto a ocorrência e consequência, e como eles estão
se comportando e evoluindo temporalmente. Foi feita também uma análise relacional, que é
a mais comum e costuma estar correlacionada a resultados mais concretos, em que se
avaliam as ocorrências em presença ou ausência de determinado elemento, que neste caso
específico é a aplicação da manutenção preditiva na empresa alvo do estudo.
34
4. ANÁLISE DAS ROTINAS E PROCEDIMENTOS DA ÁREA DE
MANUTENÇÃO
4.1.
Estudo de caso na Refinaria de Paulínia – REPLAN
A Refinaria de Paulínia possui um plano de gestão da confiabilidade que visa
assegurar condições para que as unidades operacionais da REPLAN estejam disponíveis
para operar em suas cargas de referência, ao longo de suas campanhas previstas, de forma
rentável e segura, tendo como ponto forte, sistematizar o uso de ferramentas e
procedimentos,
buscando
maximizar
a
confiabilidade
das
funções
dos
sistemas
operacionais no sentido de atingir o conceito de unidades de alta performance (UAP).
Dentre os programas contemplados nesse plano de gestão da confiabilidade, um dos
principais é a aplicação de manutenção preditiva em equipamentos críticos do processo
produtivo. Esse programa é utilizado para diagnóstico de falhas e acompanhamento
operacional de equipamentos críticos.
Na Refinaria de Paulínia são definidos como equipamentos críticos
aqueles passíveis de manutenção, inspeção e/ou calibração cuja falha possa impactar na
qualidade dos produtos, ao meio ambiente, na segurança das instalações próprias e/ou de
terceiros, na saúde e segurança da força de trabalho e/ou vizinhança e em perdas de
produção. Também são considerados equipamentos e instrumentos críticos os que são
citados como sendo obrigatoriamente controlados em legislação (federal, estadual ou
municipal), norma técnica citada em legislação ou requisito corporativo (diretrizes; normas
internas, padrões, etc).
A manutenção preditiva mecânica tem com função fazer levantamento de
necessidades de manutenção em equipamentos mecânicos rotativos através do plano de
manutenção preditiva, de forma a garantir uma disponibilidade planejada aos menores
custos, com segurança e respeitando o meio ambiente
Atualmente é feito o acompanhamento de aproximadamente 1000 equipamentos
rotativos na refinaria.
4.2.
Sistema online de monitoramento de vibração
A preditiva dispõe de um Sistema de Monitoração "On-line" dos equipamentos
rotativos críticos da REPLAN denominado “System 1”. Os técnicos da preditiva
35
acompanham diariamente os níveis de vibração dos equipamentos nesse software instalado
nos computadores do setor manutenção. Quando os níveis de vibração ultrapassam
determinados valores, disparam-se alarmes sonoros alertando o técnico que o equipamento
apresenta anomalia.
Essa ferramenta de diagnóstico utilizada pela Preditiva é o Sistema de
Monitoração "On-line", sistema que monitora os equipamentos através de sensores
permanentes instalados próximos aos mancais de algumas bombas centrífugas. É um
sistema produzido pela "Bently Nevada" e gerenciado por um software denominado
"System-1".
A monitoração "on-line" está focada nos equipamentos de maior criticidade da
Refinaria, onde se justifica o monitoramento contínuo destes, na busca de melhor
confiabilidade operacional.
4.3.
Medição dos equipamentos
O técnico da preditiva desloca-se até o equipamento para efetuar a medição dos
níveis de vibração e temperatura, e armazena estas informações em coletores de dados.
Esses dados são posteriormente descarregados em um software (RBM), para que o técnico
analise, através dos espectros de vibração, temperatura e diagnósticos colhidos do
equipamento, quais a prováveis causas desses desvios. Caso necessário, o técnico da
preditiva solicita ao Supervisor da Lubrificação, uma análise de óleo do Equipamento.
4.4.
Parâmetros de acompanhamento
As medições de vibração e deslocamento axial são efetuadas nos seguintes padrões:
a) Vibração:
- Medido em velocidade “mm/s” rms (eficaz) nas carcaças dos mancais dos equipamentos
rotativos.
- Medido em deslocamento “microns” (pico a pico) nos mancais das máquinas de grande
porte através dos painéis “Bently-Nevada”.
b) Deslocamento Axial:
-Medido em deslocamento "mm" nos rotores das máquinas de grande porte que não estão
interligadas ao System 1 através dos painéis “Bently Nevada".
36
4.5.
Periodicidade de medições “off-line”
4.5.1. Medições de Rotina
Vibração: a rotina de medições é mensal, e são considerados os equipamentos que
estão em operação, entretanto, o equipamento que estiver na "reserva", não deve exceder o
limite de 60 (sessenta) dias sem medição de vibração. O mesmo deverá ser colocado para
operar para avaliação da preditiva, dessa forma é feito rodízio das bombas.
4.5.2. Medições Extras
Além das medições de rotina, são realizadas medições adicionais de vibração após
manutenções dos equipamentos, a fim de assegurar a qualidade dos serviços realizados e
confiabilidade operacional. Essas medições são realizadas pela Preditiva antes do
fechamento da RMM (Recomendação de Manutenção Mecânica).
Medições extras também podem ser solicitadas pela Unidade Operacional ou
supervisor de mecânica.
Medições extras por oportunidade também podem ser realizadas pela equipe de
preditiva.
4.5.3. Medições Atrasadas
Consideram-se medições atrasadas os equipamentos que superarem os períodos
estabelecidos pelo programa sem medição de vibração.
Mensalmente, o setor de manutenção preditiva emite em duas vias para as Unidades
Operacionais, um relatório de medições atrasadas em equipamentos mecânicos rotativos.
Uma via do relatório fica com o setor de operação e a outra é rubricada pela operação e
arquivada na sala da Preditiva.
Semanalmente é emitido no Relatório Semanal um resumo com o número de
equipamentos com medições atrasadas por Unidade Operacional.
Poderão ocorrer atrasos nas medições de alguns equipamentos, se durante a
inspeção de rotina esses estiverem parados por motivos operacionais ou manutenção.
As unidades operacionais devem operar os equipamentos com medições atrasadas,
para que sejam realizadas medições de vibração, para regularização do programa e
avaliação do equipamento, exceto nos casos relatados no parágrafo anterior.
37
4.6.
Medições do sistema "on-line"
As medições de vibração são coletadas permanentemente pelos sensores instalados
nas carcaças dos equipamentos e registradas no micro do servidor, com acesso pelos
usuários para consulta e realização de diagnósticos.
4.7.
Diagnóstico de Disponibilidade e Execução de Intervenções
4.7.1. Analisar e avaliar o equipamento
Quando o equipamento está com níveis de vibração elevados, o técnico da Preditiva
estuda a viabilidade do equipamento se manter disponível, fazendo um acompanhamento
das medições mais rigoroso.
O técnico avalia a possibilidade de aumentar o set point (Alarme) do equipamento,
desde que a vibração se mantenha abaixo deste referencial.
Avalia também o histórico do equipamento quando submetido a níveis de vibração elevados.
4.7.2. Recomendação de manutenção mecânica
O
diagnóstico
realizado
pela
preditiva
é
baseado
nas
ferramentas
de
acompanhamento, onde, de acordo com os resultados deste diagnóstico, poderá ser gerada
uma Recomendação de Manutenção Mecânica.

RMM emitida pela Preditiva:
Em função dos parâmetros de acompanhamento, o técnico de manutenção da
preditiva avalia a condição do equipamento podendo emitir uma RMM (formulário disponível
no drive de rede da MECÂNICA) solicitando uma intervenção.
A RMM é enviada ao técnico de planejamento de mecânica responsável pela área
correspondente no Grupo de Planejamento de Intervenções (GPI), que se encarrega de
solicitar a abertura da "Nota" de manutenção pela Operação no SAP/R3, e planejar a
Ordem.
38

Encerramento de RMM:
Após a conclusão do serviço de manutenção no equipamento, o supervisor de
mecânica envia a RMM para a preditiva, e esta faz as medições e análises devidas. Se os
parâmetros estiverem normais é encerrada a RMM pela Preditiva.
Se os parâmetros não estiverem normais, é registrado no campo “Observações” da
RMM e enviada ao técnico de planejamento de mecânica correspondente para
reprogramação da manutenção.
O supervisor de mecânica deve comunicar a preditiva quanto a partida do
equipamento para que as medições sejam realizadas em tempo suficiente para a análise
dos parâmetros. Recomenda-se que o equipamento opere por no mínimo duas horas para a
realização das medições.
Na impossibilidade de testar o equipamento por questões operacionais, após
conclusão pela manutenção, a ordem será encerrada mantendo a RMM pendente de
fechamento até que seja possível a medição pela preditiva.
No caso de equipamentos que são testados (após a manutenção) fora do horário
administrativo sem o acompanhamento da preditiva e que venham a apresentar novamente
problemas após a ordem já ter sido encerrada, a Preditiva encerra a RMM pendente e abre
nova RMM.
4.7.3. Avisar disponibilidade
Em certos casos a preditiva avisa a operação que o equipamento encontra-se
disponível. Apesar dos níveis de vibração do equipamento estarem fora da normalidade, o
mesmo pode continuar operando porque permanecerá em acompanhamento pela preditiva.
Em alguns casos mais críticos, a preditiva deixa o equipamento disponível, porém sugere
que ele fique na reserva e só opere em situação emergencial de parada de produção.
4.7.4. Avisar Indisponibilidade
Avisar a operação que o equipamento está indisponível. Nesta situação, o
equipamento deverá ser desligado para que ocorra a manutenção programada e o
equipamento reserva entra em operação.
39
4.7.5. Manutenção do equipamento
De acordo com os sintomas apresentados pelo equipamento é direcionada a
sistemática de manutenção.
4.7.6. Liberação para operação
É Informado a operação que o equipamento está liberado, isto é, com o término da
sua manutenção, seus níveis de vibração encontram-se dentro dos padrões exigidos, de
acordo com o Relatório de Manutenção do Equipamento.
40
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.1.
Exemplo de caso 1: Vibração excessiva em bomba centrífuga na REPLAN
Um exemplo pontual de beneficio obtido com o acompanhamento preditivo na
REPLAN aconteceu no dia 07/08/2012 com a bomba de carga da Unidade de Coqueamento
Retardado. A parada repentina desta bomba leva a uma parada instantânea da unidade,
acarretando em grandes prejuízos na produtividade. Pois bem, neste dia observou-se uma
elevação abrupta da vibração da B-98502A, passando de 7 para em torno de 60 mm/s no
sistema de monitoramento “on-line” (System 1), conforme figura 11. A medição com a
caneta manual não confirmou este nível de vibração levando a crer que aparentemente o
sensor estava mal fixado e que esta medição era falsa.
Figura 11: Gráfico de vibração da B-98502A.
Porém, em análise posterior pela manutenção preditiva, chegou-se a conclusão que
a vibração era real, evidenciada principalmente por:
- O aumento da vibração coincidia com uma elevação
momentânea da corrente do motor;
- Houve danos significativos nos mancais da bomba;
- Observou-se escurecimento e presença de limalha no óleo de
lubrificação.
41
Caso a equipe de manutenção preditiva não chegasse a estas conclusões e a bomba
continuasse em operação, poderia ter ocorrido uma falha catastrófica com grande
vazamento de produto e provável incêndio.
Neste caso específico, a equipe de manutenção preditiva da Replan resolveu instalar
posteriormente um sensor de vibração redundante nas bombas de carga da unidade de
Coqueamento retardado, para evitar a suspeita de indicação falsa.
De um modo geral, nos casos de vibração de bombas acima do normal, a equipe de
manutenção preditiva que faz acompanhamento “on-line” dos equipamentos contata os
técnicos de operação para que estes verifiquem se existem medidas operacionais a serem
corrigidas, entre elas:
- Ajustar vazão total da bomba para mais ou para menos, o que for pertinente ao caso.
- Verificar as condições do filtro e se há perda de carga adicional na sucção.
- Verificar possível alteração nas características do produto bombeado.
- Evitar abertura excessiva da válvula de descarga durante partida.
- Ajustar vazão de recirculação (se houver esta opção).
- Medir temperatura dos mancais e selo(s).
- Verificar nível e coloração (contaminantes como limalha) do óleo dos mancais.
Após verificar todos esses fatores se a vibração da bomba continuar acima dos
níveis aceitáveis, faz-se a troca imediata da bomba. Caso a bomba reserva não esteja
disponível, aciona-se imediatamente a equipe de manutenção preditiva para avaliação.
5.2.
Exemplo de caso 2: Uso de técnica preditiva termográfica na Replan
A termografia tem grande aplicação dentro da Replan, tanto em equipamentos
elétricos dinâmicos (motores de bombas e compressores) como em equipamentos estáticos
(fornos, torres e caldeiras).
Apesar de todas essas aplicações, pode-se considerar que as análises termográficas
nos fornos são as mais importantes e mais recorrentes. Isto explica-se devido ao fato dos
fornos serem os equipamentos mais importantes na maioria das unidades, pois fornecem a
energia inicial necessária para os vários processos físicos e químicos envolvidos no refino
do petróleo.
As análise termográficas em fornos são realizadas periodicamente (em média 1 vez
por semana) e fornecem dados que permitem acompanhar a integridade metalúrgica destes
equipamentos. A maioria dos fornos da Replan são tubulares, ou seja, a carga a ser a
aquecida passa no interior de tubos de metal que são aquecidos por maçaricos, conforme
exemplo na figura 12.
42
Figura 12: Vista interna de forno tubular.
Como pode-se observar, os maçaricos estão dispostos na parte central do forno. Já
os tubos onde a carga passa estão nas laterais. As chamas dos maçaricos devem estar
sempre bem ajustadas a fim de não entrarem em contato direto com os tubos, pois isso
pode causar picos de temperatura localizados com grande potencial de danificar os tubos e
até mesmo rompê-los.
Outro fator que pode causar disparos de temperaturas pontuais nos tubos é a
possível formação de sais termoestáveis no interior dos tubos devido a características da
carga. Estes sais podem cristalizar-se em algum ponto impedindo que haja uma troca
térmica eficiente no local.
A termografia nos fornos é usada justamente para acompanhar essa temperatura da
superfície dos tubos, a fim de que elas fiquem sempre em um patamar seguro de operação.
Devido especificações do equipamento, é indicado que temperaturas superficiais dos tubos
não ultrapassem a faixa de 600ºC. A figura 13 mostra uma termografia realizada em um
forno da Unidade de Coqueamento Retardado da Replan (janeiro de 2013), onde os valores
obtidos estão dentro dos especificados:
43
700.8 °C
700
650
600
Li3
550
Li1
Li2
500
462.3
Figura 13: Termografia em forno com valores normais.
Na figura 14, as temperaturas em Li1, Li2 e Li3 estão 550.8°C, 539.6°C e 532.7°C,
respectivamente.
Em outros casos, como demonstrado na figura 14 registrada em dezembro de 2012,
a termografia indica valores acima do especificado, que podem ser provenientes tanto de
maçaricos mal ajustados (incidência direta sobre o tubo) quanto de cristalização de sais
termoestáveis no interior do tubo.
Figura 14: Termografia em forno com valores alterados.
Na figura 14, as temperaturas em Li1, Li2 e Sp1 estão em 625.7°C, 607.9°C e
588.1°C. Fica evidente na imagem termográfica que os pontos Li1 e Li2 estão anormais.
Neste caso, estava havendo uma pequena incidência da chama dos maçaricos naqueles
pontos que depois de ajustados voltaram ao normal.
44
Isso mostra a importância do acompanhamento preditivo nestes equipamentos que
são críticos para o processo. A analise termográfica nos fornos trouxe para a Replan
vantagens como aumento da confiabilidade do equipamento, da vida útil por operarem na
faixa especificada e ganho de segurança operacional.
5.3.
Tempo médio entre falhas dos equipamentos críticos da Replan
Com o aperfeiçoamento e aplicação das técnicas de manutenção preditiva, a Replan
vem conseguindo melhoras notórias no índice TMEF de seus equipamentos (figura 15). O
aumento deste índice pode ser correlacionado com o aumento da confiabilidade,
disponibilidade
e
eficiência
dos
processos
produtivos
da
refinaria.
Figura 15: TMEF do mês de março/2013 e últimos 12 meses.
O aumento do TMEF nos indica que os equipamentos críticos da Replan estão
operando por mais tempo entre uma falha e outra. A manutenção preditiva está diretamente
ligada a este resultado devido a dois fatores principalmente:
45
I.
Com um acompanhamento preditivo eficiente os equipamentos operam a maior parte
do tempo dentro dos valores especificados em seus projetos, sendo que quaisquer
alterações são imediatamente constatadas e os devidos ajustes são realizados para
que o processo volte a sua normalidade. Isso aumenta a vida útil dos equipamentos;
II.
Quando é constatado algum tipo de defeito de um componente ou equipamento,
consegue-se acompanhar a evolução deste defeito para que a manutenção corretiva
somente seja efetuada quando for realmente necessária. Com isso as intervenções
ficam mais eficientes pois as paradas corretivas acontecem com menos frequência e
de forma programada.
5.4.
Estimativa de Custos e Prejuízos evitados com a Manutenção Preditiva
Os dois casos que foram apresentados de aplicação de manutenção preditiva na Replan se
tratavam de equipamentos críticos, ou seja, a parada repentina de qualquer um deles
acarretaria em parada geral da produção na Unidade de Coqueamento Retardado.
Com o preço médio atual do barril de petróleo mais o preço dos derivados produzidos na
Unidade de Coqueamento Retardado (gasolina, diesel, glp e gás combustível), estima-se
que a unidade tenha um lucro bruto diário em torno de R$500.000,00. Portanto, caso a
unidade pare alguns dias devido a falha de algum equipamento, pode-se chegar facilmente
a prejuízos na faixa de alguns milhões de reais.
No caso 1 e 2 apresentados no trabalho, a principal vantagem do uso da manutenção
preditiva foi em evitar a parada da unidade, manter a produtividade e consequentemente
evitar estes prejuízos. Porém, foram evitados também alguns custos de manutenção
corretiva, mas que estão bem abaixo do montante de prejuízo ocasionado com a parada da
produção.
5.5.
Benefícios obtidos na Replan com o uso da manutenção preditiva
Após uma análise a bancos de dados, profissionais do setor de manutenção
industrial e gestores da Replan, observou-se que a empresa conseguiu os seguintes
benefícios com a utilização da manutenção preditiva:

Os reparos ou ajustes normais passaram a custar bem menos que uma quebra, pois
além da manutenção corretiva ser mais cara ainda havia perdas por interrupção da
produção;
46

Os equipamentos passaram a ficar constantemente ajustados, diminuindo o número
de falhas por operação indevida;

Controle efetivo de peças sobressalentes e materiais, diminuindo de maneira
sensível os custos de estoques elevados. O estoque de peças passou a ficar mais
no fornecedor e não tanto no almoxarifado da empresa;

O controle e a monitoração dos equipamentos permitiram verificar quais os
componentes mais substituídos, assim como quais os equipamentos que
apresentam maiores problemas. Tal conhecimento permitiu a correção mediante
verificação da origem das falhas, se no material, no equipamento ou nos operadores;

Permitiu que a manutenção e produção ficassem permanentemente sabendo qual o
estado real do equipamento a qualquer instante (monitoração “on-line”), o que
permite sugerir a alta direção a sua substituição ou reforma no momento adequado e
não intempestiva ou tardiamente;

Como os reparos passaram a ser em sua maior parte programados, a ociosidade
originada por falhas foi diminuída a seu valor mínimo, com reflexos grandes na
eficiência global da instalação;

Com a programação dos reparos, foi possível planejar melhor as intervenções
gerando maior segurança para os executantes, assim como ampla segurança a
produção que fica informada, previamente, do tempo ocioso do equipamento sendo
reparado;

Cada peça de equipamento que constitui a instalação passou a ter uma ficha, onde
estão descritos todos os dados sobre o seu estado real a cada instante, além do
histórico completo de cada peça da instalação;

Os consertos maiores, assim como as interrupções constantes devido a falhas
periódicas foram praticamente eliminadas ou atenuadas de maneira sensível;

Devido a programação adequada, foi possível realizar a maior parte das intervenções
em horário normal de trabalho, eliminando ou diminuindo apreciavelmente as horas
extras e trabalhos em fins de semana e feriados.

Como existem dados claros e objetivos, as Gerências, assim como a alta direção da
empresa passaram tomar decisões em base a valores e dados concretos e não em
base a opiniões subjetivas de alguns;

O estabelecimento da manutenção preditiva permitiu que a mesma seja executada
antes da falha aparecer. Com isso, a manutenção corretiva, que funciona tão
somente para corrigir os defeitos detectados depois de seu aparecimento, foi
apreciavelmente diminuída.
47
6. CONCLUSÃO
Como foi demonstrado neste trabalho, a Refinaria de Paulínia está obtendo
benefícios notórios com a utilização e o aperfeiçoamento da manutenção preditiva em sua
planta industrial.
Devido a grande complexidade de processos produtivos e burocráticos inerentes a
Replan, fica difícil determinar com exatidão valores que comprovem o quanto a manutenção
preditiva é responsável pelos excelentes resultados que a refinaria vem obtendo. Porém,
não se pode negar que ela está colaborando positivamente no alcance desses resultados,
pois propiciou reduções nos custos de manutenção, aumento na eficiência das intervenções
em equipamentos, aumento da disponibilidade dos equipamentos e ganho de confiabilidade
operacional.
Estes ganhos de confiabilidade e disponibilidade dos equipamentos são a principal
vantagem do uso da manutenção preditiva na Replan, pois devido ao grande volume de
produção exigido, os prejuízos obtidos por paradas não programadas podem chegar a
valores expressivos.
A manutenção preditiva trata-se, portanto, de uma técnica que com certeza estará
presente em empresas que procuram pelos melhores resultados e competitividade no
mercado atual.
48
7. REFERÊNCIAS
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