MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS10 - Estudo da Falha10.1 Definio de falha A Falha corresponde perda ou alterao da funo de um equipamento. A condio de funcionamento de um equipamento pode ter critrios diferenciados.

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHASMANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Por exemplo, na atualidade a agresso ao meio ambiente pode impedir o funcionamento de um equipamento, sendo uma condio de falha.10.2 - Diagnstico de Falha O Diagnstico da Falha consiste na identificao do mecanismo que provocou a falha do equipamento. A identificao da causa da falha fundamental para a garantia de desempenho.

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Atualmente existem diversas tcnicas que podem auxiliar na anlise da falha de uma mquina. Estas tcnicas de manuteno envolvem desde o conhecimento bsico dos equipamentos at a utilizao de instrumentos sofisticados.MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS10.3 Estudo da Confiabilidade Confiabilidade a probabilidade de que um equipamento, clula de produo, planta ou qualquer sistema funcionar normalmente em condies de projeto, por um determinado perodo de tempo estabelecido. MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS A curva da banheira, representa o modelo tradicional da relao entre o tempo e a taxa de falha de um equipamento ou parte dele.MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHASCURVA DA BANHEIRA

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS As taxas de falhas (i), que representam o nmero de falhas (Ni) num determinado perodo de tempo (T), se comportam de maneira diferente no decorrer da vida do equipamento. Basicamente h trs perodos distintos:

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS - Perodo da Falha Prematura: caracterizado pelas elevadas taxas de falhas no incio da utilizao. Normalmente estas falhas so resultantes de deficincias de projeto, fabricao, erros de operao e outras causas.MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS - Perodo da Taxa de Falha Constante: Neste perodo as falhas resultam de limitaes inerentes de projeto mais os acidentes causados por operao ou manuteno inadequada.

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Estas falhas podem ser evitadas pela atuao correta da operao e manuteno dos equipamentos.MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS - Perodo do Desgaste Acelerado: Estas falhas ocorrem em funo da prpria idade dos componentes do equipamento. A Taxa de Falha aumenta progressivamente, colocando em risco a segurana e a produo.

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Os custos crescentes de manuteno e as perdas de produo podem definir o fim da vida til. Com a velocidade da evoluo da tecnologia o equipamento pode tornar-se obsoleto.

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Existem trs leis estatsticas que so utilizadas para a previso da confiabilidade ajustando os fenmenos de apario de falhas. A lei normal de Gauss, a lei Exponencial e a lei de Weibull.MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS A Confiabilidade, definida em funo da Taxa de Falha , pode ser obtida na expresso da lei exponencial da seguinte forma:

Sendo: t = intervalo de tempo considerado. e = logaritmo neperiano (2,718).

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Para esta expresso a Taxa de Falha de cada componente constante. O Tempo de Mdio Bom Funcionamento (TMBF) definido por:

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS A Confiabilidade de uma instalao influenciada pela taxa de falha individual dos componentes e pela configurao utilizada. Estas configuraes podem associar os componentes em srie, em paralelo ou com reserva (stand by). MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS10.4 - Obteno de parmetros de confiabilidade a partir de histricos de falhas10.4.1 - Clculo da taxa de falha exponencial A obteno de qualquer parmetro de confiabilidade de um equipamento somente pode ser feita atravs da observao dos histricos de falhas de seus componentes.MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHASMANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Admitindo-se que os tempos para falha estejam distribudos exponencialmente, o parmetro de confiabilidade a ser calculado a partir da observao de histricos passa a ser exclusivamente a taxa de falha , a qual dada pela expresso:

Onde t o intervalo de tempo de observao (em meses, semanas, dias, horas, etc), n a populao de equipamentos que est sendo analisada, e k o nmero de falhas observadas durante o intervalo t. MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Uma vez calculada a taxa de falha do equipamento, o nmero de falhas esperadas ki para um novo intervalo de tempo ti ser ento calculada pela expresso:

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Exercicio 01: Durante 12 meses foram analisados 10 unidades de gerao de gua gelada, cada uma contendo um elemento compressor, e este contendo 2 conjuntos de mancais flutuantes os quais apresentaram 19 falhas por desgaste no decorrer do perodo.MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Com base nestes dados calcular: A taxa de falha individual. O MTTF de cada conjunto de mancais flutuantes. A quantidade provvel de itens que devero falhar nos prximos 30 dias. Considerar que as unidades operam cada uma 16 horas por dia.

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHASSOLUO:Clculo do intervalo de tempo de observao:

Clculo da taxa de falha individual do conjunto de mancais:

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHASc) Clculo do MTTF do conjunto de mancais

d) Clculo do nmero de falhas em 30 dias

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Exerccio 2 - Associao em Srie: Duas bombas diferentes so necessrias para o funcionamento de um sistema para o fluxo da produo. As bombas tm taxas de falha 1 = 0,0001 falhas/hora e 2 = 0,0002 falhas/hora. Calcular a confiabilidade do sistema para 100 horas de operao e o TMBF.

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS SOLUO:1 Clculo da Confiabilidade

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS2 - Clculo do TMBF:

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Exerccio 3: Associao em Paralelo Dois motores eltricos esto operando em paralelo. Se um dos motores falhar o motor remanescente pode manter a instalao com a carga total. Considerando que as taxas de falhas constantes e as falhas so estatisticamente independentes. Para os motores iniciando operao no tempo t = 0, determinar: confiabilidade e o TMBF do sistema para = 0,0005 falhas/hora e t = 400 horas (tempo de operao).

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHASSOLUO:1 - Clculo da Confiabilidade para t = 500 horas.

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS2 - Clculo do TMBF:

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Exerccio 4: Associao com Stand ByConsiderar uma instalao com trs unidades idnticas onde uma esta operando e as outras duas esto em standby. Determinar a confiabilidade do sistema para 400 horas de operao, sabendo-se que a taxa de falhas das unidades igual a 0,003 falhas/hora e o TMBF.

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHASSOLUO:1 - Clculo da confiabilidade para t = 400 horas.

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS2 - Clculo do TMBF.

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS10.4 Manutenibilidade Manutenibilidade a probabilidade de se realizar um reparo de uma falha dentro de um prazo pr-estabelecido, tomando-se como base o histrico de outros reparos. MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Porm, para este ndice ser calculado deve-se ter um tempo para reparo constante ao longo do tempo. O clculo deste ndice sofre a influncia de diversos fatores que alteram o tempo de reparo ao longo da vida do equipamento.MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Os principais so:O escopo de trabalho de um reparo difere de outros anteriores;O tempo de apropriao da equipe de manuteno feito com rigor. As pessoas envolvidas so alteradas de um reparo para outro, podendo ser alterada tambm a quantidade.

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS A Manutenibilidade definida em funo do Tempo Mdio Para Reparos (TMPR), sendo obtida na equao:

Sendo: t = tempo considerado na anlise. e = logaritmo neperiano (2,718). = Taxa de Reparo

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS10.5 Disponibilidade A Disponibilidade representa o tempo em que um equipamento est disponvel para o trabalho. O tempo disponvel composto pelo perodo efetivamente em uso e pelo tempo em que o equipamento esta em condies operacionais.MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS10.5.1 A funo taxa de falha ( ) A probabilidade de que um item venha a falhar durante um intervalo (t ; t +Dt), sabendo-se que o item est funcionando no instante de tempo t dada pela expresso:

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Dividindo-se esta probabilidade pelo intervalo de tempo t, e fazendo-se com que t 0, tem-se a definio da funo taxa de falha z(t) do item, ou seja:

onde: f (t) denominada funo densidade de probabilidade.

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS10.5.2 Funo confiabilidade e taxa de falha para distribuies exponenciais Consideraremos a distribuio exponencial de tempos para falha. Este tipo de distribuio relaciona-se com a funo confiabilidade atravs da expresso:

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Outras relaes importantes que podem ser obtidas para a distribuio de tempos para falha exponenciais so:

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS10.5.3 Exerccios de aplicao Exerccio 05: Sabido que a taxa de falha z(t) de um componente constante e igual a falhas/dias, e que o tempo de operao acumulado do componente de aproximadamente 175 dias, pede-se calcular:

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHASO parmetro l da funo confiabilidade. O MTBF do componente. A probabilidade de que o componente sobreviva por mais 100 dias. Caso o componente tenha sobrevivido aos 100 dias citados no item 3, qual a probabilidade de que sobreviva ainda por mais 100 dias? O que possvel notar quando se faz a comparao entre as respostas dos itens 3 e 4?

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS Exemplo 06: Para as 19 falhas por desgaste observadas nas unidades de gerao de gua gelada do exemplo anterior foram registrados os seguintes valores em horas para os TTRi : 10, 5, 2, 12, 1, 7, 10, 7, 7, 4, 10, 13, 1, 5, 3, 8, 2, e 9. Com base nestes valores calcular o MTTR.

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHASSOLUO:

onde k o nmero de falhas observadas no perodo de anlise.

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS 10.6 - Clculo da disponibilidade mdia - A% De forma simplificada, pode-se definir o tempo t de anlise de um determinado equipamento como sendo a soma da parcela de tempo correspondente ao perodo em que o equipamento esteve disponvel para a operao.

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHAS E da parcela de tempo correspondente ao perodo em que o equipamento esteve indisponvel. Com estes dois valores, define-se ento a Disponibilidade Mdia do equipamento atravs da expresso:

MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHASExerccio 07: Sabendo-se que um determinado componente possui MTTF e MTTR iguais a 250 e 4,5 horas respectivamente, qual o seu impacto na disponibilidade mdia A% do conjunto?MANUTENO INDUSTRIAL ESTUDO DAS FALHASSOLUO:

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