Engenharia Mecânica: 1 Prof. Julio Rezende [email protected] 13/02/2018

ENGE EN GENH NHA ARIA ME MECÂ CÂNI NICA CA

ANÁLISE DE FALHAS

ANÁLISE ANÁ LISE DE FALHA ALHAS S - OBJET OBJETIVO IVO O objetivo principal da análise de falhas é o de evitar novas falhas. A falha é um termo geral utilizado para indicar que um componente se tornou completamente inoperante, continua operante mas se tornou incapaz de desempenhar satisfatoriamente a sua função ou está seriamente comprometido a ponto de se tornar inseguro para o seu uso contínuo.  Analisar uma falha é interpretar as características de um sistema ou componente deteriorado para se determinar por que ele já não mais executa a sua função com segurança.  As falhas em componentes podem colocar vidas humanas em risco , ocasionar perdas econômicas e interferir na disponibilidade de produtos e serviço. Apesar das causas das falhas e o comportamento dos materiais serem conhecidos, a sua prevenção não é fácil de se garantir. Por isso, as causa das falhas precisam ser determinadas, o mais precisamente possível, para que se possa introduzir melhorias, evitando a sua repetição.

ANÁLISE ANÁ LISE DE FALHA FALHAS S - DEFI DEFINIÇÕ NIÇÕES ES FALHA Término da capacidade de um item desempenhar a função requerida (Norma NBR 5462Confiabilidade e Mantenabilidade) Para um equipamento de produção, “Falha” pode ser entendida como o não atendimento pelo mesmo a um ou mais requisitos de produção, qualidade, meio ambiente, segurança, etc. MODO DE FALHA Define como um componente do item falha. O modo de falha tipicamente descreve a parte que falha e como ela falha. Exemplos : 1) Motor Queimado 2) Engrenagem Desgastada 3) Eixo Fraturado CAUSA Define a(s) razão(ões) pela qual ocorreu a falha, caracterizada por um “Modo de Falha”  As causas são divididas em “Causas Imediatas” (também chamada simplesmente de “Causas”) e “Causas Raízes”.

ANÁLISE DE FALHAS  – DEFINIÇÕES – TIPOS DE FALHAS  



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 

FALHA DE PROJETO: Falha de um item devida a projeto inadequado. FALHA DE FABRICAÇÃO E MONTAGEM: Falha de um item devida à não-conformidade da fabricação e montagem com o projeto ou com os processos de fabricação especificados. FALHA DE OPERAÇÃO: Falha devida à aplicação de solicitações além dos limites especificados ou a erros de operação (falha por uso incorreto). FALHA DE MANUTENÇÃO: Falha devida a manutenção inadequada ou deficiente (falha de planejamento, falha do executante, falha de material) FALHA POR MANUSEIO: Falha causada por manuseio incorreto ou falta de cuidado com o item. FALHA POR DETERIORAÇÃO: Falha que resulta de mecanismos de deterioração inerentes ao item, os quais determinam uma taxa de falha instantânea crescente ao longo do tempo.

ANÁLISE DE FALHAS  – DEFINIÇÕES – CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS  

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FALHA REPENTINA: Falha que não poderia ser prevista por um exame anterior ou monitoração. FALHA GRADUAL: Falha devida a uma mudança gradual com o tempo de dadas características de um item. Obs.: Uma falha gradual pode ser prevista por um exame anterior ou monitoração e pode, às vezes, ser evitada por ações de manutenção. FALHA CATASTRÓFICA: Falha repentina que resulta na incapacidade completa de um item desempenhar todas as funções requeridas. FALHA PARCIAL: Falha que resulta na incapacidade do item desempenhar algumas, mas não todas, funções requeridas. FALHA COMPLETA: Falha caracterizada pelo fato de o item não conseguir desempenhar nenhuma das funções requeridas.

ANÁLISE DE FALHAS  – DEFINIÇÕES – CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS  FALHA SISTEMÁTICA: Falha relacionada de um modo determinístico a uma certa causa, que somente pode ser eliminada por uma modificação do projeto, do processo de fabricação, dos procedimentos operacionais, da documentação ou de outros fatores relevantes. 

FALHA CRÍTICA: Falha que provavelmente resultará em condições perigosas e inseguras para pessoas, danos materiais significativos ou outras conseqüências inaceitáveis.

ANÁLISE DE FALHAS - DEFINIÇÕES  As CAUSAS IMEDIATAS são as causas aparentes determináveis na ocasião da falha, geralmente através de uma análise superficial e rápida: Exemplo: Vibração, desgaste, curto-circuito, trinca, alta temperatura, etc. São tipicamente sintomas ( ou efeitos) pois são provocadas por outras causas não facilmente determináveis.  As CAUSAS RAÍZES são as causas profundas que provocaram o aparecimento das Causas Imediatas e geralmente só podem ser levantadas através de uma análise de falha sistematizada. É importante entendermos de que, na maioria dos casos, não existe somente uma única causa para a falha. EXEMPLO : Para o Modo de Falha “ Engrenagem Desgastada ”  

Causa Imediata – Desgaste (facilmente determinável, pois é visível)  Algumas possíveis “Causas Raízes”: 1. Sobrecarga Operacional 2. Lubrificante Inadequado 3. Falta Temporária de Lubrificação 4. Dureza dos Dentes Insuficiente

ANÁLISE DE FALHAS  – TIPOS DE CAUSAS RAÍZES CAUSAS RAÍZES FÍSICAS São as causas ligadas diretamente ao equipamento e que explicam o mecanismo de falha, e portanto, definem tecnicamente o ocorrido. A grande maioria das análises de falhas são realizadas no sentido de se detectar as causas raízes físicas. Porém, elas geralmente são provocadas por deficiência de gerenciamento e do pessoal envolvido. CAUSAS RAÍZES HUMANAS São os erros e/ou fatores humanos que justificam a existência das causas raízes físicas e do trabalho. Esta é a causa raiz mais difícil de localizar e nem sempre determinável. Por Ex:  A Causa Raiz Física: Lubrificante Inadequado, que teve com Causa Raiz Gerencial: Manutenção Inadequada, pode ter ocorrido devido a Causa Raiz Pessoal: Falta de Conhecimento do Executante. CAUSAS RAÍZES GERENCIAIS São causas provenientes de deficiências no gerenciamento do trabalho, que provocam e explicam de maneira ampla, as causas raízes físicas. Toda falha de um equipamento possui obrigatoriamente pelo menos uma causa raiz física e uma causa raiz gerencial. Por ex: A Causa Raiz Física = Lubrificante Inadequado pode ter como Causa Raiz Gerencial uma Manutenção Inadequada ou mesmo uma Falha de Projeto.

ANÁLISE DE FALHAS  – TIPOS DE CAUSAS RAÍZES

ANÁLISE DE FALHAS TIPOS DE CAUSAS RAÍZES Não existe uma ordem prédeterminada de Causa x Efeito entre Causas Pessoais (Humanas) e Causas Gerenciais. Mas na manutenção considera-se que uma Causa Física sempre possui pelo menos uma Causa Gerencial, que por sua vez pode ser provocadas por causas de natureza humana. Um componente falha, quando: Perde a operacionabilidade;  Fica operante mas de maneira  ineficaz; Funciona de maneira  insegura.

ANÁLISE DE FALHAS - CAUSAS RAÍZES CAUSAS RAÍZES FÍSICAS DE FALHAS DE COMPONENTES DE EQUIPAMENTO PROJETO / FABRICAÇÃO      

      

Material c/ baixa dureza superficial Material c / baixa resistência mecânica Material inadequado p/ aplicação Material com defeitos internos Material c/ tratamento térmico incorreto Junta soldada com defeitos Componente inadequado p/aplicação Item funcional inadequado p/aplicação Componente subdimensionado Item funcional subdimensionado Componente c/ dimensões incorretas Componente c/ formato incorreto Componente c/ pré-carga incorreta

    

  

Componente c/ alta concentração de tensões Folga insuficiente entre componentes Folga excessiva entre componentes Folga interna do componente incorreta Desalinhamento interno entre os componentes Interferência insuficiente entre os componentes Interferência excessiva entre os componentes  Acabamento superficial incorreto

ANÁLISE DE FALHAS - CAUSAS RAÍZES CAUSAS RAÍZES FÍSICAS DE FALHAS DE COMPONENTES DE EQUIPAMENTO MONTAGEM    

Fundação de concreto incorreta ou danificada Interferência mecânica entre conjuntos Base metálica com rigidez inadequada Torqueamento dos parafusos incorreto

OPERAÇÃO     

Carga operacional excessiva Sobrecarga operacional eventual Objeto estranho dentro do conjunto Componente operando na faixa da frequência natural (ressonância)  Acidente operacional

ANÁLISE DE FALHAS - CAUSAS RAÍZES CAUSAS RAÍZES FÍSICAS DE FALHAS DE COMPONENTES DE EQUIPAMENTO MANUTENÇÃO     

   

Desbalanceamento mecânico Desalinhamento entre conjuntos Vedação inadequada para a aplicação Vedação contato com pressão excessiva Componente frouxo Componente flexível montado torcido, dobrado ou amassado Componente flexível giratório roçando em partes fixas Corrente elétrica passando através do componente Final da vida útil do componente

LUBRIFICAÇÃO / FLÚIDOS ISOLANTE E HIDRÁULICO     

Lubrificante Incorreto Lubrificante Deteriorado Lubrificante – Volume Insuficiente Lubrificante – Volume Excessivo Lubrificante – Falta Temporária / Total

ANÁLISE DE FALHAS - CAUSAS RAÍZES CAUSAS RAÍZES FÍSICAS DE FALHAS DE COMPONENTES DE EQUIPAMENTO PINTURA / METALIZAÇÃO   

 

Preparação da Superfície Incorreta Tinta de Fundo Inadequada e ou tinta de Acabamento Inadequadas Revestimento Superficial Inadequado Espessura do Revestimento insuficiente Final da Vida Útil do Revestimento

MEIO AMBIENTE DO COMPONENTE      

  

Contaminantes Sólidos em Excesso Contaminantes Líquidos em Excesso Contaminantes Químicos Contaminantes Gasosos ( Ar / Vapor /Gás) Umidade Excessiva  Ambiente Corrosivo Pressão Excessiva Pressão Insuficiente Temperatura Excessiva

ANÁLISE DE FALHAS - CAUSAS RAÍZES CAUSAS RAÍZES FÍSICAS DE FALHAS DE COMPONENTES DE EQUIPAMENTO FLUIDOS EM GERAL           

Vazamento de Água Doce Vazamento de Água Salgada Vazamento de Gás Vazamento de Vapor  Vazamento de Ar  Vazamento de Óleo Entrada de Ar na Sucção Entrada de Óleo no Conjunto Entrada de Água Doce no Conjunto Entrada de Água Salgada no Conjunto Vazão Água Refrigeração Insuficiente

ANÁLISE DE FALHAS - CAUSAS RAÍZES CAUSAS RAÍZES GERENCIAIS  Liderança ou supervisão inadequada  Engenharia de projeto inadequada  Compras inadequadas  Contratações inadequadas  Plano de inspeção inadequado  Inspeção manutenção inadequada  Manutenção preventiva inadequada  Manutenção corretiva inadequada  Plano de serviço inadequado  Ferramentas inadequadas  Materiais inadequados  Equipamentos inadequados  Software inadequados  Padrão de trabalho inadequado  Planejamento e/ou programação da manutenção inadequada  Uso inadequado dos equipamentos  Engenharia de segurança inadequada  Engenharia de processo inadequada

ANÁLISE DE FALHAS - CAUSAS RAÍZES CAUSAS RAÍZES HUMANAS            

  

Temores e fobias Tomada de decisão deficiente Deficiência dos sentidos Fadiga por excesso jornada Drogas Sobrecarga emocional / stress Ordens mal interpretadas (confusas) Falha de memória Subestimar os riscos Falta de experiência Formação técnica insuficiente Orientação deficiente  Ambiente de trabalho Treinamento insuficiente Prática insuficiente

       



Instrução inadequada Falta de incentivo Falta de desafios Disciplina inadequada Características pessoais Rotina e monotonia Preocupação c/ problemas internos/externos. Exemplo impróprio de supervisores Sobrecarga de trabalho

ANÁLISE DE FALHAS - CAUSAS RAÍZES Componentes de Equipamentos Nº de ocorrências 0

acoplamento amortecedor  anel bandeja base bico braçadeira broca bucha cabo aço caixa calha camisa carretel chapa de desgaste cilindro conexões correia corrente eixo Estrutur a filtro    o flange    t freio    n    e gancho    m haste    a  junta de vedação    p    i lâmina    u lança    q mancal    E mangueira mola parafuso pino placa porca raspador  Refratário revestimento roda rolamento rolo segmento tampa tirante trilho tubulação válvula vedador  viga solda

10

4 3

20

30

40

10

Nº de ocorrências

8 0

6 14

3 1

10 21

7

19

4

17

4

2

4 4 9

3 4 3 4 8

14 66

9

2 2

70

4

3

2

60

Causas Imediatas

2 2 2 2

50

5,2 5 6 4 9

33

2 3

6 5

6 10 43 41

57

aquecimento colisão corrosão deformação desacoplado desajustado desalinhamento desgaste    s desregulado    a    c fadiga    i    s falha proteção    í    F falha vedação    s fim vida util    a folga    s interferência    u    a obstrução    C outras parada quebra sobrecarga travamento trinca vazamento vibração

20

40

60

80

100

8 8 11 14 6 10 11 34 6 14 10 35 6 34 17 9 75 9 103 7 44 16 84 7

120

ANÁLISE DE FALHAS - CAUSAS RAÍZES Causas básicas Nº de ocorrências 0

  a   c    i   s    í    F   a   s   u   a    C

Acidente operacional Ambiente corrosivo Carga operacional excessiva Componentes C/ alta concentração de Componentes C/ dimensões incorretas Componentes c/ formato incorreto Componentes fléxivel d obrado/amassado Componente frouxo Componente inadequado p/ aplicação Componente subdimensionado Contaminantes sólidos em excesso Desalinhamento entre conjuntos Desalinhamento interno entre componentes Final de vida útil do componente Folga excessiva entre componentes Folga insuficiente entre componentes Folga interna do componente inadequada Interferência mecânica entre conjunto Interferência não prevista entre componentes Item funcional inadequado p/aplicação Junta soldada com defeito Lubrificante - falta total Lubrificante - volume insuficiente Material inadequado para aplicação Material c/ baixa dureza superficial Material c/ baixa resistência mecânica Material com defeitos internos Objeto estranho dentro do conjunto Preparação de superfície incorreta Pressão insuficiente Sobrecarga operacional eventual Temperatura excessiva Torqueamento inadequado Vazamento Vedação inadequada para aplicação

20

9

4

8

3

8

4 4

16

4 6

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8 14

6 7 5

14

5 5

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4

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27

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4

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19

ANÁLISE DE FALHAS  – GESTÃO DE FALHAS

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE CAUSAS DE ANÁLISE DE FALHAS INEFICAZES DEFINIÇÃO INCOMPLETA DO PROBLEMA A SER ANALISADO Falsa crença que o problema é obvio e a conseqüente pressa em se definir a solução  Imposição/ aceitação de opinião de pessoa mais graduada  Falta de sinergia dos envolvidos na análise   Aproveitamento de soluções de problemas parecidos 

Não confundir definição do problema com o efeito aparente a ser analisado. O problema é geralmente mais amplo. É fundamental muita paciência na definição do contexto da falha a ser analisada. Todos precisam ser ouvidos e tudo que possa estar relacionado ao evento precisa ser examinado.

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE CAUSAS DE ANÁLISE DE FALHAS INEFICAZES A ANÁLISE FOCADA PARA SOLUÇÕES CONHECIDAS 

 

Processo cerebral inconsciente das pessoas de procurar as soluções familiares, que já conhecem, adotadas em outras situações e contextos diferentes Preferência pelo que se conhece, função do modelo mental de cada um já abordado anteriormente. Personalidades autoritárias e/ou preocupadas com os objetivos, pressionando por resultados, em especial quando existe ascendência hierárquica sobre os demais membros do grupo de análise.

Evitar conclusões apressadas em especial extrapolações de outras análises. Membros do grupo de análise com ascendência hierárquica sobre os demais, devem procurar ouvir todos e sempre tomar decisões em consenso com o grupo.

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE DETERMINAÇÃO DAS CONTRAMEDIDAS E PLANO DE AÇÃO PARA NEUTRALIZAR AS CAUSAS RAIZES DE FALHA Uma boa análise de falhas só tem valor com a definição das contramedidas para neutralizar as causas raízes da falha impedindo a sua reincidência.  A definição das contramedidas deve ser feita com uma análise detalhada das soluções técnicas e gerenciais que irão eliminar definitivamente as causas raízes, devendo-se sempre optar pelas soluções mais econômicas. Portanto depende essencialmente da capacitação dos seus responsáveis. Muitas vezes é necessário definir várias alternativas, até que se chegue até aquela que seja mais viável, tanto do ponto de vista técnico como econômico.

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE DETERMINAÇÃO DAS CONTRAMEDIDAS E PLANO DE AÇÃO PARA NEUTRALIZAR AS CAUSAS RAIZES DE FALHA Em conjunto com a definição das Contramedidas, deve-se elaborar um Plano de Ação para implantar as mesmas. Finalmente, após a implantação das contramedidas é necessário verificar se as mesmas realmente eliminaram a possibilidade de reincidência das mesmas causas raízes, isto é voltarem a atuar provocando novas falhas. Para isto é necessário o acompanhamento do desempenho do equipamento em questão e em especial a verificação periódica dos componentes que falharam anteriormente, até que se tenha a certeza que as contramedidas foram realmente eficazes.

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE ETAPAS PARA UMA ANÁLISE DE FALHAS O primeiro passo de uma análise de falhas é a coleta de dados sobre o componente que falhou, no contexto do sistema no qual ele se insere. É importante fazer um exame preliminar, coletar todas as amostras possíveis do item que falhou e documentar o evento através de fotografias. É muito importante instruir as pessoas quanto a preservação das amostras afim de não prejudicar a análise. Em seguida deve-se fazer uma análise das evidências, na qual são feitos ensaios mecânicos, análises micro e macroestruturais do material e são analisados os mecanismos da fratura.  A partir dos resultados, formula-se uma hipótese para a ocorrência da falha e elabora-se um relatório detalhado contendo todos os resultados relevantes sobre as causas da falha e com as recomendações para eliminar ou, pelo menos, minimizar as falhas futuras.

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE ETAPAS PARA UMA ANÁLISE DE FALHAS 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Levantamento de dados: Fotos, vídeos, documentos, etc; Exame preliminar: Dimensões, condições do evento, análise de evidências, etc; Ensaios Não Destrutivos: PM, LP, US, RX, etc; Ensaios Destrutivos; Preservação das amostras: Proteção; Exames macroscópicos: Visual das fraturas: Dimples (dúctil), Clivagem (frágil), Intergranular (frágil) e estrias de fadiga; 7. Ensaios Microscópicos; 8. Ensaios Metalográficos: Verificação de inclusões, segregação, descarbonetação, TT inadequado, áreas não tratadas, corrosão, tamanho do grão, etc; 9. Identificação da fatura: Tração, compressão, Torção ou uma combinação destes. Sobrecarga (Dúctil), sem deformação plástica (frágil); 10. Análise química: Composição química, material, tratamento térmico, etc; 11. Conclusões: 12. Recomendações:

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE

DIAGRAMA DE ISHIKAWA (Causa e Efeito)

 Avaliação da causa e efeito.  Analisa os fenômenos, a partir da identificação e análise das possíveis causas. É um diagrama conhecido como “espinha de peixe”, pois é dividido em 6

ramificações: máquinas, métodos, (matéria prima)materiais, mão de obra, medidas e meio ambiente que, voltadas para o centro formam o desenho que lembra um peixe.

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE

DIAGRAMA DE ISHIKAWA (Causa e Efeito) •

•

•

Mostra as causas, as origens do problema apontado É composto por uma linha principal horizontal e linhas secundárias que levam às causas. É comum seu uso com cinco categorias, chamadas de 5 M's, ou seja, Máquina, Método, Mão de obra, Material e Meio Ambiente

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE

DIAGRAMA DE ISHIKAWA (Causa e Efeito)

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE

DIAGRAMA DE ISHIKAWA (Causa e Efeito)

MATÉRIA-PRIMA

MÁQUINA

MEDIDA

CARRO RELÓGIO

COMBUSTÍVEL

MARCADOR DE COMBUSTÍVEL

CONDIÇÕES METEOROLÓGICAS ESTRADAS

MOTORISTA

TRAJETO PLANEJADO

EFEITO

MECÂNICO DE MANUTENÇÃO

 ACESSOS

MEIO AMBIENTE

MÃO-DE-OBRA

PROVÁVEIS CAUSAS

O CARRO CHEGOU ATRASADO

MÉTODO

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE

DIAGRAMA DE PARETO • Serve para classificar os problemas de acordo com a • • • •

causa e o fenômeno Identifica os problemas mais importantes Os problemas mais freqüentes nem sempre são os de maiores custos também é conhecido como diagrama 80-20 Para construir é só ordenar o gráfico de barras em ordem decrescente de ocorrência.

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE

DIAGRAMA DE PARETO

Fazer Pareto para o exemplo das NC na montagem.

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE DIAGRAMA DE PARETO 35    S    A   )    M  s    E   ê    L  m    /    B   t    (    O    R   S    P   O    R   C    I    O    N    P     Â    A   C    D   E    R   M    E    P

45

   )   s    ê   m    /    t    (    O     Ã    Ç    U    D    O    R    P    E    D    A    D    R    E    P

   )   s    ê   m    /    t    (    A    D    A    R    A    P    R    O    P    A    D    R    E    P

100

50 20

   O     Ã   )   s    N   ê    A   /   m    D   t    A   (    R   A    A   D    P   A    R   M    A    O    P   R    A   G    D   O    R   R    E   P    P

65

30 5

15 5

7

3

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE

Plano de Ação: 5W 1H Uma vez que a situação já analisada, deve montar um plano de ação para corrigir os problemas e/ou possibilidades de melhoria levantadas. What?

O que será feito?

Descrição da atividade como o detalhamento necessário.

When?

Quando será feito?

Prazos e datas críticas para a atividade.

Where?

Onde será feito?

Why?

Por que será feito?

Motivos que levam a realização da atividade.

Who?

Quem o fará?

Responsável ou responsáveis pela(s) atividade(s).

How?

Como será feito?

Descrição dos métodos, instrumentos, técnicas, ferramentas, procedimentos e outros que serão utilizados para realizar a atividade.

Localização, setor, unidade ou região onde se dará tal atividade.

Geralmente monitora-se o planejamento através de uma planilha onde cada item desse é acompanhado.

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE PLANO DE AÇÃO: 5W 1H POR QUÊ?

TREINAR PESSOAS

WHY?

O QUÊ?

QUEM?

COMO?

ONDE?

PROGRAMAR CURSOS

SUPERVISOR

CONTRATAR ENTIDADE

SETOR DE TREINAMENTO

MARÇO

PROGRAMAR PESSOAL

SUPERVISOR

FORMAR TURMAS

SECRETARIA

ABRIL

AVALIAR TREINAMENTO

SUPERVISOR + CHEFIA

ENTREVISTA QUESTIONÁRIO

ESCRITÓRIO

MAIO

WHAT?

WHO?

HOW?

WHERE?

QUANDO?

WHEN?

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE Análise de Árvore de Falhas -AAF (FTA Failure Tree Analysis) O conceito fundamental da AAF consiste na tradução de um sistema físico em um diagrama lógico estruturado (árvore de falhas), em que certas causas específicas conduzem a um evento topo de interesse.

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE Análise de Árvore de Falhas -AAF (FTA Failure Tree Analysis) O processo segue investigando as sucessivas combinações de falhas dos componentes até atingir as chamadas falhas básicas (ou eventos básicos da AF), as quais constituem o limite de resolução da análise. O evento indesejado é comumente chamado de “evento topo” da árvore.

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE Análise de Árvore de Falhas – AAF - Eventos

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE Análise de Árvore de Falhas – AAF – Operadores Lógicos

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE Análise de Árvore de Falhas – AAF – Operadores Lógicos

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE Análise de Árvore de Falhas – AAF – Operadores Lógicos

OU

O operador lógico   “OU” representa uma situação menos segura, correspondente a um sistema em série, cuja a falha ocorre se qualquer um dos componentes falharem.

E

O operador lógico “E” representa uma condição mais segura, correspondente a um sistema em paralelo, em que a falha só ocorre se todos os componentes falharem.

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE Análise de Árvore de Falhas -AAF

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE Análise de Árvore de Falhas -AAF EXEMPLO

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE Análise de Árvore de Falhas - AAF EXEMPLO exemplo de árvore de falha, em que é feita a análise de um sistema de fornecimento de água. n

 E  : P 0    P  E i  i 1 n

OU  :  P 0  1   1  P  E i  i 1

Criticidad e   P (  E i  ). P (  H  /  E i  )

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE Análise de Árvore de Falhas -AAF EXEMPLO

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE Análise de Árvore de Falhas –AAF - EXEMPLO No caso da bomba, a probabilidade de falha da mesma é 2%. Como há duas bombas em paralelo, a falha de uma delas não altera substancialmente a probabilidade de falha do sistema, que passa a ser 4,15%. Assim, a criticidade da bomba é calculada como 0,02 × 0,0415 = 0,00083. A turbina possui a mesma probabilidade de falha de uma bomba, igual a 2%. No entanto, ela não possui redundância, e sua posição no sistema é tal que se ela falhar, falha o sistema. Logo, a probabilidade condicional de falha do sistema dado que a turbina falhou é 100% (o sistema falha quando a turbina falha). Assim, a criticidade da turbina é calculada como 0,02 × 1,00 = 0,02. Como pode ser observado, apesar de apresentarem a mesma probabilidade de falha, a criticidade da turbina é substancialmente maior que a criticidade da bomba.

Análise de Árvore de Falhas AAF EXEMPLO

ANÁLISE DE FALHAS  – PROCESSO DE ANÁLISE Análise de Árvore de Falhas -AAF EXEMPLO Para a árvore de falha apresentada a seguir que contém as probabilidades de ocorrência das causas básicas, pede-se: (i) calcular a probabilidade de ocorrência do evento de topo (ii) estabelecer a criticidade das causas básicas.

MANUTENÇÃO INDUSTRIAL REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COMPLEMENTAR: 1 – PELLICCIONE, André da S. et all; Análise de falhas em equipamentos de processo. Editora Interciência.

2 – AFFONSO, Luiz O. A. – Equipamentos Mecânicos  – Análise de Falhas e Solução de Problemas  – QualityMark – 3ª edição - 2011.

MANUTENÇÃO INDUSTRIAL REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COMPLEMENTAR: 3 – BLOCH, Heinz P, GEITNER, Fred K, Machinery failure analysis and troubleshooting – Butterworth-Heinemann

4 – SACHS, Neville W.. – Practical plant failure analysis – Taylor and Francis

MANUTENÇÃO INDUSTRIAL REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COMPLEMENTAR: 5 – ASM Handbook. Failure Analysis and Prevention. United States of America: ASM International, 2002. v. 11. 1164 p.

6 - ASM Handbook. Fatigue and Fracture. United States of  America: ASM International, 1996. v. 19. 1057 p.