Ranking 2023: Análise das principais falhas da manutenção 

A análise das principais falhas da manutenção é uma estratégia utilizada por equipes de gestão, na qual possui papel fundamental no processo de monitoramento dos ativos. É por meio dela que identificam-se e analisam-se problemas que afetam diretamente a disponibilidade e confiabilidade de máquinas e equipamentos. Ou seja, é uma análise focada em garantir a continuidade das operações conforme planejado, reduzindo paradas não programadas, reduzindo custos de manutenção corretiva e aumentando a eficiência global dos ativos. 

Neste texto, você conhecerá as principais falhas da manutenção de um levantamento realizado com milhares de ativos monitorados pela solução Dynamox. Entenda ainda como elas impactam o dia a dia da indústria e como a realização da análise dessas falhas melhora a disponibilidade de máquinas industriais. 

Continue sua leitura: 

Principais falhas mecânicas na manutenção  

A ocorrência de falhas faz parte do dia a dia das indústrias, devido ao grande volume de máquinas e alta demanda de produção. Partindo deste princípio, de que falhas ou possíveis falhas fazem parte do cenário das indústrias, as equipes de manutenção trabalham para monitorar essas ocorrências através da manutenção preditiva. 

Aqui na Dynamox, através dos laudos emitidos pela nossa plataforma, mapeamos as principais falhas deste ano, apontadas pela nossa tecnologia. Confira na imagem abaixo: 

Top 4 falhas mecânicas na manutenção 

1 – Desgaste de rolamento:

Ocorre quando os rolamentos, que são componentes essenciais na operação de diversas máquinas rotativas, sofrem desgaste físico devida fadiga superficial, esforço excessivo ou deficiência na lubrificação. Pode surgir no espectro como frequências fundamentais de: BPFI (Frequência de passagem de elemento por defeito na pista interna), BPFO (Frequência de passagem de elemento por defeito na pista externa), BSF (Frequência de passagem de elemento) e FTF (Frequência de passagem de Gaiola). Aqui utilizaremos a aceleração e o envelope de aceleração para realizar o diagnóstico.  

Leia mais sobre em “Solução Dynamox identifica defeito em rolamentos de mancais”. 

2 – Folga rotativa:

A causa deste tipo de falha pode ser desde uma montagem incorreta até o desgaste entre o contato dos componentes (rolamento/eixo e/ou rolamento/alojamento). Este defeito se manifesta no espectro através da frequência fundamental de rotação da máquina seguida de múltiplos harmônicos, um indicador de severidade é a presença de inter e sub-harmônicos. Aqui utilizaremos a velocidade e, em alguns casos, o envelope de aceleração.  

3 – Desalinhamento:

Quando os eixos ou componentes de uma máquina não estão corretamente alinhados, pode ocorrer desgaste excessivo dos demais componentes de um ativo, rolamentos, acoplamentos, elementos elásticos, engrenagens, mancais etc. Este defeito pode se manifestar em um espectro de 3 maneiras. Quando o desalinhamento é paralelo comumente teremos em velocidade a frequência de rotação da máquina (1x RPM) junto com seu 2º harmônico (este por vezes com energia maior que a fundamental) na direção radial. Um desalinhamento axial se manifesta majoritariamente na direção axial, com comportamento semelhante ao primeiro caso, 1x e 2x a rotação. Ainda pode ocorrer o desalinhamento combinado que é a junção dos dois casos citados. Normalmente, pode-se avaliar e diagnosticar esse tipo defeito através do espectro de velocidade e aceleração. 

4 – Baixa rigidez estrutural:

A falta de estabilidade estrutural em uma máquina pode levar a movimentos indesejados, isso acontece quando temos, fragilidades estruturais, parafusos soltos, trincas, dutos e/ou tubulações furadas e até a perigosa ressonância (Quando frequências naturais coincidem com frequências excitadas pelo ativo). No espectro será possível observar em velocidade a frequência de rotação da máquina com grande energia em somente 1 das direções (vertical ou horizontal, a depender do grau de liberdade). A baixa rigidez estrutural é geralmente a porta de entrada para demais defeitos como desalinhamentos dinâmicos, quebra de pés e/ou suportes, ressonância. 

Outras falhas mecânicas na manutenção

5 – Desbalanceamento:

O desbalanceamento ocorre quando há uma distribuição desigual de massa em uma máquina rotativa. O desbalanceamento é um defeito em grande escala nas indústrias e existem 3 tipos, são eles: Desbalanceamento estático, Desbalanceamento dinâmico e Desbalanceamento combinado e pode ser observado no espectro em velocidade com grande energia na frequência de rotação da máquina (1x RPM) geralmente nas direções radial e vertical simultaneamente, pode acontecer em uma direção somente a depender do tipo construtivo do rotor. Ao corrigir o desbalanceamento é sempre importante observar o residual máximo permissível para cada tipo de rotor.  

Leia mais sobre desbalanceamento em“Dynamox identifica desbalanceamento em bomba de circulação”. 

6 – Defeito de engrenamento:

Os defeitos nas engrenagens podem afetar o funcionamento correto do ativo, causar mau funcionamento e problemas de desempenho e levar aos desgastes dos rolamentos e mancais devido à presença de partículas metálicas no lubrificante. No espectro poderemos observar a frequência de engrenamento (GMF) e a calculamos sendo a multiplicação entre a frequência de rotação da máquina (1x RPM) e o número de dentes da engrenagem analisada, tratamos esse espectro como característico de defeito quando temos harmônicos da GMF e/ou modulações do sinal através de bandas laterais. Observam-se os defeitos de engrenamento tanto em aceleração como em velocidade. Assim, a forma de onda no tempo e o Cepstro são grandes aliados na detecção deste tipo de defeito.  

Leia mais sobre em “Instalação interna de sensores identifica defeito na engrenagem de redutores”. 

7 – Deficiência de lubrificação:

Quando as peças de uma máquina não estão adequadamente lubrificadas, pode ocorrer atrito excessivo, superaquecimento e desgaste prematuro dos componentes. Na análise de vibração, tratamos a deficiência de lubrificação como o excesso ou ausência de lubrificante e a contaminação por agentes externos (água, contaminação cruzada, sujidades etc.). No espectro em aceleração, podemos observar em aceleração, uma energia mais concentrada na região de ressonância do rolamento (geralmente entre 2Khz a 6Khz). Neste contexto, ter sinais de vibração de qualidade e ferramentas específicas de análise, são primordiais para poder detectar o defeito de maneira correta, levando em consideração o defeito em si e qual a severidade deste modo potencial de falha. 

Principais impactos de falhas mecânicas 

Como já dito anteriormente, as falhas fazem parte da rotina das indústrias e mesmo que monitoradas possuem um grande impacto no setor de manutenção. Isso porque, qualquer variação nos ativos afeta diretamente o processo produtivo, causando paradas não programadas, atrasos na linha de produção e redução da confiabilidade e disponibilidade de ativos. 

Entre os principais impactos causados por falhas mecânicas podemos citar: 

Paradas de Produção:  é quando um ativo mecânico falha e precisa haver a interrupção da produção. Isso tem impacto ainda maior quando falamos de linha de produção contínua, onde cada etapa do processo está diretamente ligada a uma outra, e, dessa forma, quando ocorre uma interrupção em parte da linha, todo restante do processo acaba sendo prejudicado.  

Alto custo de manutenção corretiva: quando um ativo precisa de reparo ou substituição, isso inclui os custos com peças de reposição, mão de obra, tempo de inatividade, custos de transporte urgente, entre outros. 

Sobrecarga operacional: quando acontecem falhas mecânicas em uma parte da produção, faz com que outras partes do sistema fiquem sobrecarregado, forçando outros componentes a operarem em níveis mais elevados de capacidade, podendo acarretar mais falhas. 

Riscos à Segurança: as falhas mecânicas apresentam também, riscos graves à segurança tanto do ambiente de trabalho quanto dos colaboradores. Principalmente em setores como a indústria química, petróleo e gás, entre outros que possuem componentes considerados críticos. 

Como realizar uma análise de falha mecânica 

Para a realização de uma análise de falha mecânica existem inúmeras opções. Entre elas, a aplicação de metodologias ou a utilização de ferramentas que também auxiliam neste processo. A definição desses pontos acaba variando entre as indústrias, de acordo com os ativos que cada uma possui e seus graus destintos de criticidade. 

Apesar da existência de diferentes metodologias, cuja definição será de acordo com cada gestão, existe um escopo universal que serve como base. Dentro desse escopo, estão os questionamentos básicos como, qual a frequência da ocorrência, se a falha ocorreu de forma abrupta ou gradual, se a falha começou a acontecer depois de alguma mudança no projeto, material ou processo de fabricação ou se a falha ocorreu em um produto específico. 

Guia para análise das principais falhas da manutenção 

Confira abaixo um guia detalhado sobre como realizar uma análise de falha mecânica: 

1. Defina um escopo: determine qual ativo ou sistema está falhando e defina os objetivos da análise. 

2. Colete informações: reúna todas as informações disponíveis sobre a falha, incluindo desenhos técnicos, especificações, históricos de manutenção, registros de operação e testes anteriores. Com a solução Dynamox, você consegue reunir essas informações através do sensoriamento, que é a utilização dos sensores sem fio e da inspeção sensitiva que é o checklist de rotina de inspeção. 

3. Faça uma análise completa da ocorrência: realize um exame visual detalhado do componente ou sistema com falha. Procure por rachaduras, deformações, desgastes anormais, corrosões e danos. A utilização de ferramentas como a de diagnóstico automatizado de falhas da Dynamox auxilia nesse processo.

4. Faça a identificação das causas raiz: aqui você pode utilizar algumas técnicas como a análise de árvore de falhas, a análise dos “5 porquês” ou outras metodologias para identificar as causas raiz da falha. 

5. Crie um relatório completo de análise de falha: documente todas as informações, análises e recomendações em um relatório claro e bem estruturado, incluindo imagens, gráficos e tabelas, conforme necessário. 

6. Implementação das recomendações: coloque em prática as ações preventivas e corretivas recomendadas para acompanhamento de eficácia ao longo do tempo. 

7. Crie um plano de manutenção preditiva: estabeleça um sistema de monitoramento contínuo para evitar falhas semelhantes no futuro. O plano pode incluir inspeções regulares, instalação de sensores, análise de tendências, e o uso de dashboards para o gerenciamento de ativos como o DynaNeo. 

Principais falhas durante a análise de vibração de ativos 

Prever falhas com o máximo de precisão e evitar paradas não previstas. Esse é um desafio comum no setor da manutenção, que conta com a análise de vibração como aliada para diagnosticar o comportamento de equipamentos.  

A análise de vibração é versátil e adequada para os mais diversos tipos de ativos (motores, bombas, redutores, mancais, entre outros). Mas, é preciso ter cuidado com alguns erros, que são recorrentes e podem passar despercebidos: 

1. Não considerar a criticidade dos ativos   

2. Dimensionar sensores incorretamente   

3. Utilizar configurações indevidas  

4. Não definir alarmes 

5. Desconsiderar parâmetros importantes 

Você pode conferir mais sobre as principais falhas na análise de vibração de ativos assistindo o webinar “Análise de Vibração: o que fazer para extrair os melhores resultados?”.  

Não considerar a criticidade dos ativos 

Alguns equipamentos podem parar o processo produtivo, gerar riscos de segurança ou até mesmo contaminar o meio ambiente em caso de falhas. Por isso, a definição da criticidade dos ativos é um passo crucial para identificar com a frequência de monitoramento dos ativos.  

“O monitoramento dos equipamentos deve ser diário, semanal ou mensal? Um plano de criticidade funciona como um norte para a equipe de manutenção. Muitas vezes, não se considera este ponto na implementação de uma rotina.”, destaca Victor Brandao, especialista em preditiva de um grupo sucroenergético. 

Ao detalhar a criticidade dos equipamentos, a equipe de manutenção pode definir a cadência da coleta de dados. Quanto maior a sua criticidade, maior deve ser a frequência da coleta de dados, priorizando a disponibilidade dos ativos mais importantes. Deste modo, considerar a criticidade dos ativos desempenha um papel crucial na disponibilidade de uma planta produtiva, evitando paradas não previstas.  

Dimensionar sensores incorretamente 

O dimensionamento inadequado pode afetar os resultados do monitoramento de ativos. Em um redutor que contém quatro eixos, por exemplo, é importante que o monitoramento considere todos os pontos. Por outro lado, em equipamentos como pequenos rolamentos, não é necessário monitorar todos os eixos, já que a característica do equipamento não exige um nível elevado de pontos de análise.  

Neste contexto, entender e conhecer profundamente o funcionamento dos ativos monitorados, ajuda a entender os pontos cruciais para prevenir falhas e dimensionar o sensoriamento com precisão. 

Utilizar configurações indevidas 

Cada ativo é único e exige um “setup” específico em uma solução especializada para análise e prognóstico de falhas. Por isso, deve-se evitar o uso de uma configuração única para todos os equipamentos, desconsiderando o tipo de funcionamento, rotação e posição da montagem. Diferenciar os parâmetros de um motor para redutor, por exemplo, é crucial para evitar diagnósticos imprecisos.  

A duplicação de parâmetros pode ser útil no contexto de equipamentos similares, mas deve levar em conta as especificidades de cada um para garantir dados confiáveis. Assim, a geração do espectro terá mais qualidade, evitando a não detecção das falhas pelas análises. 

“Só monitora verdadeiramente seus ativos quem tem dados confiáveis”, reforça Alisson Moura, consultor técnico da Dynamox. 

Não utilizar sensores bem-posicionados e em boas condições 

Evite realizar a coleta de dados em condições aleatórias de rotação ou carga, sem manter o local ou posicionamento no histórico de medições. Neste sentido, busque sempre manter o melhor padrão possível entre as medições, evitando que a alteração das condições. 

Em motores, por exemplo, é essencial evitar o lado da caixa de ligação na fixação de sensores. Nos equipamentos que possuem inversor de frequência, é importante criar um padrão de rotação para os momentos de coleta de dados. Assim, o histórico gerado será mais confiável, permitindo análises com precisão. 

Não definir alarmes 

Outro erro comum na análise de vibração, é criar um alarme padrão para todos os equipamentos, sem uma rotina de ajustes ao longo do tempo. Cada máquina uma própria assinatura vibracional, possibilitando identificar curvas de tendência. Um motor específico, por exemplo, pode apresentar diferentes valores de vibração, mesmo com características semelhantes com outros ativos. 

Assim, a definição de alarmes deve seguir o padrão de funcionamento individualizado, evitando a criação de alertas genéricos. Uma rotina de refinamento desses avisos com base no histórico de funcionamento ideal, ajuda a equipe de manutenção a visualizar a saúde da árvore de ativos como um todo, melhorando a produtividade. 

Desconsiderar parâmetros importantes 

Você já mediu somente na direção axial? Um dos pontos mais valiosos na análise de vibração é considerar todos os parâmetros envolvidos em um ativo. Por isso, também é importante considerar os espectros de aceleração e envelope nas medições, por exemplo.  

Ao evitar os erros apresentados, sua equipe de manutenção pode alcançar resultados ainda mais efetivos através do sensoriamento aplicado com as melhores práticas de mercado em análise de vibração. Ao evitar erros, é possível reduzir custos operacionais, detectar falhas antecipadamente e evitar paradas não previstas para manutenção. 

Como aumentar a disponibilidade de ativos 

Após falarmos sobre as principais falhas mecânicas da indústria, seus impactos e como realizar uma análise completa para tomar as ações corretas, precisamos falar também sobre disponibilidade de ativos. Isso porque ambos caminham juntos num processo de manutenção eficiente. 

A disponibilidade de ativos é a capacidade de um ativo, seja ele um dispositivo, máquina ou equipamento de estar funcionando e realizando sua função prevista quando necessário. Isso é particularmente relevante quando falamos do setor de indústria. Afinal, ela atua com linhas de produção e possui ativos críticos. Assim, uma falha ou parada não programada pode acarretar prejuízos, acidentes e pausas catastróficas na planta. 

A disponibilidade de um ativo é calculada a partir de variáveis que trazem as horas totais de operação e horas totais de operação previstas. A relação delas gera a porcentagem que indica quanto tempo um ativo está disponível para uso em relação ao tempo total. Para tornar essa explicação um pouco mais fácil, confira a imagem abaixo com cálculo utilizado: 

Após a realização do cálculo é possível identificar o quanto seu ativo trabalha de forma eficiente. Além disso, é possível obter qual a probabilidade de ele afetar negativamente um processo de produção, por exemplo. Sendo assim, o objetivo final é sempre trabalhar para que essa porcentagem seja alta, garantindo maior eficiência operacional.  

Para que o aumento da disponibilidade realmente aconteça, existem algumas estratégias utilizadas pela gestão. Estas permitem o monitoramento completo desses ativos, reduzindo, portanto, a probabilidade de que falhas inesperadas aconteçam. 

Confira algumas das principais estratégias para evitar as principais falhas da manutenção : 

Planejamento de Manutenção: Desenvolver um plano de manutenção abrangente que inclua programações regulares de manutenção preditiva é fundamental. Assim, esse é um dos primeiros passos para iniciar o processo de acompanhando dos indicadores necessários para manter uma planta de ativos saudáveis. 

Análise de Falhas: a realização de análises detalhadas de falhas para identificar as causas raízes e implementar correções para evitar recorrências é imprescindível. Principalmente, quando falamos em aumento de disponibilidade.  

Manutenção Preditiva:  A Manutenção preditiva é uma estratégia que garante o monitoramento de ativos, com base na aplicação sistemática de técnicas de análise. Ela utilizando-se de meios de supervisão centralizados ou de amostragem e visa reduzir ao mínimo a manutenção preventiva. Geralmente, aplica-se com o objetivo de prever e evitar falhas em máquinas e equipamentos.  

Baseia-se no monitoramento contínuo e análise de dados para trabalhar com antecipação e identificação prévia de problemas, evitando potenciais paradas não planejadas. A preditiva utiliza de técnicas embasadas no monitoramento da condição dos ativos, trazendo benefícios para uma gestão da manutenção eficiente e assertiva.  

Monitoramento Remoto: A utilização de sistemas de monitoramento remoto para acompanhar o desempenho dos ativos a partir de locais distantes. E, assim, tomar ações preventivas com base nos dados em tempo real. 

Gestão de Ativos: Utilizar sistemas de gestão de ativos para rastrear a condição, manutenção e histórico de cada ativo, ajudando na tomada de decisões informadas. 

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