Estudo de RCM aplicado em um transportador de correia – Definindo o plano de manutenção

O RCM que é uma sigla para Reliability Centered Maintenance traduzido para o português significa MCC Manutenção Centrada na Confiabilidade é uma metodologia usada para determinar o que deve ser feito para assegurar que qualquer ativo continue a atender as necessidades dos usuários no seu contexto operacional atual. Esta metodologia é fortemente aplicada na aeronáutica e atualmente vem sendo utilizada em segmentos produtivos que possuem características de alta demanda por segurança e confiabilidade de suas operações.

Para implementar o RCM é preciso responder basicamente a 07 questões:

1. Quais são suas funções (o que a operação precisa que ele faça)?
2. De que forma ele pode falhar em realizar estas funções?
3. O que causa estas falhas funcionais?
4. O que acontece quando ele falha?
5. Quanto importa se ele falhar?
6. Há algo que se possa fazer para prever ou prevenir a falha?
7. O que deve ser feito se não pudermos prever nem prevenir a falha?

Para responder as sete questões, é importante haver um perfeito entendimento das definições com relação à função e desempenho esperado pelo ativo, associados com os possíveis modos de falhas do equipamento em seu contexto operacional. Dessa forma, para aplicação do RCM e de suas ferramentas, é necessário que o trabalho seja feito por um grupo formado pelas pessoas que mais conhecem do equipamento, liderado por um facilitador de RCM e conhecer os conceitos descritos a seguir:

Funções: Cada item ou equipamento quando instalado deve exercer uma ou mais atividades conforme a necessidade para a qual ele foi projetado. Isso pode ser definido como função. As funções podem ser:

Primarias: Aquelas para as quais o item físico foi adquirido e colocado em serviço.

Secundárias: Embora não tenham sido o motivo de aquisição do item físico, espera-se que ele também venha a realizar e usualmente são funções menos óbvias, porém, a falha delas pode trazer sérias consequências, pois entre elas estão os dispositivos de proteção.

A definição das funções deverá consistir sempre de um verbo no infinitivo, um objeto e um padrão de desempenho desejado. Por exemplo: Bombear água a uma velocidade mínima de 300 L/min

Padrões de desempenho: Quando um item é projetado e sua função é definida, ele deve apresentar um padrão mínimo de desempenho para que cumpra com sua função quando colocado em operação, ou seja, o que os usuários desejam que o ativo faça conforme citado na função acima.

Falha: Quando acontece o término da capacidade de um item em desempenhar sua função requerida por um período de tempo. No RCM são chamadas de falhas funcionais, os eventos que provocam a incapacidade de um item físico fazer o que o seu usuário quer que ele faça, ou mais tecnicamente, incapacidade de realizar um determinado padrão de desempenho estabelecido.

Modo de falha: É qualquer evento que pode causar uma falha funcional, e para cada falha funcional, podem existir vários modos de falha. A determinação dos modos de falha de um item é um dos passos mais importantes no desenvolvimento de uma análise de confiabilidade, pois a partir do conhecimento dos modos de falha, é possível verificar suas consequências e planejar as estratégias para evitar a falha. É fundamental ter em mãos o histórico de falhas já ocorridas para melhorar a identificação dos modos de falha.

Causas primárias dos modos de falha: A causa da falha é todo tipo de processo, seja ele físico ou químico, má qualidade dos componentes, defeito de projeto, defeitos de instalação e montagem, uso fora da condição operacional, condições não previstas em projeto ou qualquer outro processo que levou a falha a ocorrer ou a razão que iniciou o processo de falha.

Efeito da falha: Efeito de falha é toda a mudança que ocorre no item ou em seu sistema depois de ocorrer a falha.

Consequências da falha: Toda ocorrência de falha gera algum impacto negativo à empresa e acarreta aumento de custos, como por exemplo, consequências na segurança e meio ambiente, operacionais, econômicas, não operacionais e falhas ocultas.

ESTUDO DE CASO – APLICAÇÃO DO RCM PARA UM TRANSPORTADOR DE CORREIA

O uso do RCM para o ativo transportador de correia tem o objetivo de identificar sistematicamente as melhores estratégias de manutenção para que se consiga a melhor relação de custo x benefício possível, ou seja, atingir o máximo nível de confiabilidade e segurança esperado para as operações de manuseio de materiais a granel.

São basicamente 04 etapas para fazer estudo do RCM descritas a seguir:

ETAPA 1 – Definição do contexto operacional

ETAPA 2 – Preenchimento da planilha de informações

ETAPA 3 – Preenchimento da planilha de decisões

ETAPA 4 – Adequação de plano e documentos, relatório de implantação e análise do desempenho.

ETAPA 1 – DEFINIÇÃO DO CONTEXTO OPERACIONAL 

A fase inicial de preparação de uma análise de RCM consiste na elaboração do contexto operacional no qual o ativo está inserido. Para definir o contexto operacional é preciso:

Levantamento de informações e da documentação necessária;

Visita nas instalações onde o equipamento está inserido;

Descrição das características do equipamento, seus componentes, condições de operação e proteções.

O contexto operacional deverá ser formatado em no mínimo 03 seções: introdução, contexto operacional e características operacionais. A seguir é descrito um resumo do contexto operacional para um transportador de correia com dados fictícios para exemplo.

O CONTEXTO OPERACIONAL

1. Introdução

O objeto deste estudo de RCM, é o Transportador de correia TC-XX, pertencente ao porto AXY, localizado em São Luis-MA, um dos sites da empresa AX.

Ao final deste estudo, deverá ser disponibilizado um plano estratégico para garantir a máxima confiabilidade operacional com custo efetivo, bem como melhoria dos aspectos relacionados à qualidade, segurança e meio ambiente.

Serão geradas novas ações de manutenção que após comparação com o plano atual e implementação no sistema de gerenciamento da manutenção ERP que nortearão a nova política de manutenção centrada em confiabilidade da empresa AX.

2. O Contexto Operacional 

O ativo estudado TC-XX é de propriedade da empresa AX, está inserido no Píer 01 que opera no porto localizado na cidade de ABC. A operação consiste basicamente na descarga de insumos para a empresa YB. Os produtos são oriundos de mineradoras e usinas de pelotização de minério de ferro.

O TC-XX pertence a um circuito singelo, sem redundâncias, de transportadores de correias que são responsáveis pela garantia de fornecimento de matéria prima ao cliente final. O equipamento opera 24h por dia, e a cada 5 dias o sistema e paralisado para troca de navios e limpeza de sistemas por 5h.

O insumo descarregado na TC-XX é precedido de operação de descarga de navios efetuado pelo descarregador de navios DN-XX. A capacidade nominal do transportador é de 2.400 t/hora a uma velocidade de 3,37 m/s, sendo a capacidade de projeto de 2.600 t/hora à mesma velocidade.

Com a linha de transportadores em plena operação, espera-se um tempo total de descarregamento de um navio 200.000 DWT de aproximadamente 05 a 06 dias. Caso haja atrasos no descarregamento poderá incorrer multas que podem chegar a R$ 30.000/dia, além da possibilidade de não descarregamento do último navio programado. Tal situação pode também acarretar a multas pelo cliente dada a baixa produtividade da empresa AX.

Durante o transporte do minério de ferro ou pelotas pela TC-XX pode haver riscos de segurança e ambientais. Podemos citar: Queda de produto ao mar; Queda de peças e roletes ao mar; Derramamento de óleo no mar e/ou píer; Geração de particulado na atmosfera (poeira); Geração de ruído; Queda de materiais e produtos sobre os transeuntes e/ou mantenedores; Risco de prensamento e esmagamento de membros; Riscos de choques elétricos; Colapso estrutural devido a corrosão e impactos; Risco de queda de pessoas de níveis diferentes; Queda de pessoas ao mar; Riscos de incêndio;

O TC-XX é delimitado começando do sistema de esticamento (inclusive) até ao chute de descarga TT-XX. Considera-se como parte integrante da TC-XX o sistema de despoeiramento, detector e extrator de metais, balança integradora, sistemas de limpeza (raspadores) e sistemas de proteção.

3. Características Operacionais

As características operacionais são os descritivos técnicos dos componentes que fazem parte do transportador de correia tais como o sistema de acionamento, estruturas, sistema de esticamento, correia transportadora, sistemas auxiliares (balanças, despoeiramento, sistema de limpeza), proteções mecânicas e elétricas (detectores e extratores de metal, sensores de rasgo, emergência, desalinhamento, velocidade, entupimento, temperatura e etc). Abaixo é mostrado um exemplo de descrição das características operacionais para o sistema de acionamento.

Sistema Acionamento

O sistema de acionamento é composto por um motor de corrente alternada de 250 cv, um acoplamento elástico, um redutor e um inversor de frequência. Faz parte também deste sistema um tambor de acionamento de borracha com pastilhas de cerâmicas com largura de 1400 mm e diâmetro de 800 mm. O transportador possui sistema de contra recuo em caso de parada da correia com carga para evitar o seu retorno.

ETAPA 2 – PREENCHIMENTO DA PLANILHA DE INFORMAÇÕES 

A planilha de informações é um documento que envolve os conceitos de função, falha funcional, modo de falha e efeito da falha. As figuras 01, 02 e 03 mostram um exemplo de como preencher a planilha de informações para o ativo transportador de correia. Ressalta-se que o exemplo não é um estudo completo, pois o estudo completo de um transportador de correia é extenso por existir muitas funções e modos de falhas. O exemplo mostra alguns modos de falha e efeitos para a função e falha funcional:

Função: Transportar minério de a ferro e pelotas a uma taxa nominal máxima de 2400 t/hora a uma velocidade de 3,37 m/s, do descarregador de navio até a próxima correia.

Falha funcional: Não transportar minério de ferro e pelotas do descarregador de navio até a próxima correia

O estudo completo identificou 32 funções, 42 falhas funcionais e 150 modos de falhas relevantes.

ETAPA 3 – PREENCHIMENTO DA PLANILHA DE DECISÕES

A planilha de decisão permite por meio de um diagrama de decisão, definir as estratégias de manutenção para cada modo de falha identificado, considerando o seu contexto operacional e as consequências da falha conforme mostra a planilha de informações. A figura 04 é um modelo de diagrama de decisão proposto por Moubray (2000, p.200).

As estratégias de manutenção sugeridas pelo diagrama de decisão são através de tarefas pró-ativas e reativas:

Tarefas pró-ativas

São tarefas rotineiras (cíclicas) projetas para prever ou prevenir a falha, ou seja, tarefas preventivas e preditivas conforme mostra a figura 05.

Preditiva – Tarefas sob condição: São tarefas para verificar falhas em curso e sua frequência é determinada pela curva P-F, que na maioria dos casos, é melhor determinada pela experiência dos usuários e fornecedores. A curva P-F, é o intervalo entre a falha potencial e a falha funcional do equipamento conforme mostra a figura 06.

Preventiva – Restauração programada: São recuperações em intervalos fixos, independente da sua condição. Sua frequência é determinada pela vida útil do item, normalmente informada pelo fabricante.

Preventiva – Substituição programada: São substituições em intervalos fixos, independentemente de sua condição. Sua frequência é determinada pela vida útil do item, normalmente informada pelo fabricante.

A restauração e/ou substituição é feita quando o ativo e/ou componente atingem a região da zona de desgaste conforme mostra a figura 07.

Tarefas reativas

São ações executadas caso uma tarefa pró-ativa não seja encontrada ou justificada, são elas conforme mostra a figura 08:

Localização de falhas: São constatações de falhas já ocorridas, ou seja, tarefas que permitem verificar se um equipamento ainda funciona. Em transportadores de correia são tarefas direcionadas para os dispositivos de proteção tais como chaves e sensores cujas falhas de funções não se tornam evidentes para as equipes de manutenção em circunstâncias normais de operação. As tarefas de detecção de falhas permitem reduzir a indisponibilidade dos equipamentos de proteção e assim diminuir a probabilidade da ocorrência de falhas múltiplas.  Sua frequência é determinada pelo cálculo FFI (Failure Finding Interval ou intervalo de localização de falhas), utilizando-se a fórmula adequada para tal conforme mostra a figura 09.

Reprojeto: É definido como alguma ação tomada para mudar a configuração física de um equipamento ou sistema, para alterar o contexto de operação do equipamento ou sistema, ou para mudar o método usado pelos operadores para realizarem as tarefas de manutenção. Na figura 10 é mostrado um exemplo de reprojetos para o estudo de um transportador de correia. No exemplo, percebe que o reprojeto adotado para os modos de falha são:

1.A.9 – Fazer alteração do ativo: Projetar uma bacia de contenção para evitar que haja contaminação ambiental.

1.A.16 – Fazer alteração do ativo: Implementar barreira física nos pilares.

1.A.5 – Manter sobressalente em estoque: Manter o acoplamento em estoque para não aumentar o tempo de parada de 12 horas.

Manutenção corretiva ou nenhuma manutenção programada: A manutenção corretiva é uma política de gestão de falhas que permite que um modo de falha ocorra sem nenhum esforço de o antecipar ou prever. Os modos de falha ocorrem e só depois são reparados, ou seja, deixar operar até quebrar. Estas tarefas de manutenção devem ser realizadas caso não seja encontrada uma tarefa de manutenção proativa para funções “ocultas” e as falhas múltiplas associadas não têm consequências de segurança e/ou ambiente. Ou, não foi encontrada uma tarefa de manutenção proativa com custo inferior à reparação da falha, para falhas com consequências operacionais e não operacionais.

Por fim, através do diagrama de decisão, é elaborada a planilha de decisão contendo a estratégia de manutenção para cada modo de falha com as tarefas propostas, frequência, responsável pela execução, os recursos necessários e a duração, ou seja, o plano de manutenção propriamente dito centrado em confiabilidade.

Parte do plano de manutenção para o transportador de correia com base na metodologia RCM podem ser vistos nas figuras 11 e 12. O plano de manutenção completo será tratado em um próximo artigo.

ETAPA 4 – IMPLANTAÇÃO DO RCM

Esta etapa consiste em adequação dos planos de manutenção com as tarefas propostas pelo RCM, revisão de documentos, estudos de melhorias no ativo através das recomendações de reprojetos e emissão dos relatórios de implantação e análise de desempenho.

REFERÊNCIAS

Moubray, John, “Reliability centered maintenance”, Amsterdam: Elsevier Butterworth-Heinemann, 1997.

Moubray, J. Manutenção Centrada em Confiabilidade. 3ª. Ed. Aum. Lutterworth, Aladon, 2000.

SQL Brasil, Treinamento Formação do facilitador RCM, Maio-2019

SOBRE O AUTOR:

Willian Castro – Engenheiro Especialista | Confiabilidade | RCM | MBA | Green Belt. E-mail para contato: williancastro86@hotmail.com