Entenda o padrão das falhas na manutenção

Conhecer o comportamento das falhas, como elas se manifestam e qual a sua curva de ocorrência é fundamental para a criação de estratégias dentro de um plano de manutenção.

Neste artigo, você pode conferir os detalhes sobre  os padrões de falhas, suas vertentes e como, a partir daí, é possível elaborar melhorias para que as atividades dentro de uma planta industrial se mantenham sob controle e dentro do previsto.

As falhas evidenciadas como um padrão

No meio industrial, o termo “falha” é uma referência a um ou vários eventos que acontecem em máquinas e equipamentos, causando interferência em seu funcionamento. Segundo a NBR 5462, a falha é o término da capacidade de um item desempenhar a função requerida.”

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Por isso, podemos considerar que a falha pode ou não provocar pane ou quebra, caracterizando uma parada total da máquina. Portanto, é fundamental ter em mente que falha é um “evento”, enquanto a quebra é um “estado”.

O padrão de uma falha

Não há um padrão específico, porém quando se conhece suas características pode-se chegar a um modelo ou esquema. 

Esse esquema descreve o início de um evento até que o mesmo se transforme numa falha. São indicativos de como essa anomalia se propaga por meio de um sistema até que se produza uma falha. 

Portanto, quando falamos em “padrão”, é uma mostra explícita de como uma falha no sistema ocorre de forma recorrente. Ou seja, esses eventos são entendidos como iguais ou semelhantes no seu modo, e acontecem da mesma maneira. 

Quando nomeamos as informações como padrões de falhas, temos condições de avaliar e projetar sistemas confiáveis. Além disso, ao chegar a essa conclusão, a tomada de decisão das estratégias de manutenção de um ativo será mais assertiva.

Padrão e mecanismo das falhas o que são?

Não podemos confundir os conceitos de “padrão” e “mecanismo” das falhas. 

Padrão de falhas é uma referência dada a uma sequência de falhas ocorridas em um determinado ativo. Já o mecanismo é a forma de como acontece qualquer falha, tendo ela um padrão ou não.  

As falhas normalmente são distintas

Segundo a metodologia RCM – Reliability Centered Maintenance, um dos principais conceitos é que toda falha em máquinas e equipamentos é diferente. Assim, existem muitas formas pelas quais elas acontecem. Ou seja, o mecanismo de uma falha depende de vários fatores, que podem ser relacionados com o modo de operação, manutenção, tipo de sistema, ambiente operacional, entre outros.

Características do padrão das falhas

As características do padrão de uma falha estão relacionadas diretamente com a curva da banheira. Podemos, portanto, relacionar esse mecanismo e seu padrão de falhas com as três fases:

A.B – Mortalidade infantil;

B.C – Período de vida útil e;

C.D – Período de desgaste.

Como podemos ver na imagem, há uma relação entre a taxa de falha com o tempo de operação, que caracteriza as três fases da curva da banheira:

Mortalidade infantil: No início da vida do ativo, suas falhas são frequentes por conta do desgaste ou quebras dominadas por membros “fracos”, relacionados a problemas como defeitos de fabricação e erros de instalação, manutenção ou inicialização. 

Período de vida útil: Nessa fase, suas falhas são aleatórias, causadas por tensões súbitas, condições extremas e erros humanos. São falhas que não são previsíveis pelo tempo durante a “vida útil” da máquina ou equipamento.

Período de desgaste: Nesse período, já com certo tempo de uso, suas falhas são de desgaste ocasionadas por problemas decorrentes ao final de vida útil da máquina ou equipamento.

Com esse entendimento sobre as falhas e a relação com a curva da banheira, podemos dizer que esses modos podem exibir padrões diferentes. Por isso, é importante identificar esses padrões para determinar quais serão as estratégias de manutenção utilizadas.

Várias literaturas (Nowlan / Heap 1978, Moubray 1997, e Smith 1993) apontam a existência de seis padrões de falha diferentes, que podemos ver a seguir:

Padrão A – Curva da banheira inicial

Conhecida como a curva da banheira em seu estágio inicial. Tem uma alta probabilidade quando o ativo é novo, seguido por um baixo nível de falhas aleatórias e, por fim, há um aumento acentuado no final de sua vida. Esse padrão é responsável por 4% das ocorrências.

Padrão B – Desgaste tradicional

Consiste em um baixo nível de falhas aleatórias. Seguido por um aumento acentuado nas falhas no final de sua vida útil, sendo 2% motivos das falhas. 

Padrão C – Ascensão gradual sem zona de desgaste distinta

O padrão C é relacionado como a “curva da fadiga”, sendo caracterizado por um nível de falha crescente ao longo da vida do ativo. Ele é responsável por aproximadamente 5% das falhas.

Padrão D – Aumento inicial com uma desaceleração – Falha Aleatória

Intitulado como a quebra inicial na curva, já que começa com um nível muito baixo de falha e depois aumenta, atingindo um nível constante. O padrão D é a razão por 7% das falhas.

Padrão E – Falha aleatória

Já no padrão de falha E, suas falhas são aleatórias e constantes ao longo da vida útil do ativo, por isso é responsável por 11% das falhas. 

Padrão F – Mortalidade infantil

Esse padrão é conhecido como curva de mortalidade infantil e mostra uma alta taxa de falha inicial seguida por um nível aleatório de falhas. O padrão F é a causa de 68% das falhas. 

Visão sobre esses padrões

Ao analisar esses padrões, conseguimos entender muita coisa sobre seu comportamento ao longo da vida útil de um ativo. Assim, podemos separá-los em dois grandes grupos: 

• Os padrões A-B-C podem ser agrupados com uma vida útil definida, em que as taxas de falha aumentam quando o ativo atinge uma determinada idade. Normalmente são falhas relacionadas ao tempo, uso em horas e volumes produzidos. 

• Os padrões D-E-F representam 89% das falhas, que podem ser denominadas aleatórias ou casuais. Esses padrões destacam o fato de que o início das falhas ocorrerá nos primeiros anos de vida do ativo, por serem induzidas pela manutenção, operacionais ou defeitos de fabricação. Uma vez que o período inicial tenha passado, as falhas se tornam aleatórias. 

Padrões identificados, definição da estratégia é o próximo passo

O importante é entender como a máquina ou equipamento falha e/ou quebra e determinar um padrão desse acontecimento. Com esse entendimento sobre o padrão dessas falhas, podemos definir as melhores estratégias de manutenção. 

Uma ótima estratégia, independentemente do padrão das falhas, é fazer o monitoramento da máquina ou equipamento. Com isso, conseguimos agir no momento certo para realizar uma substituição ou revisão de itens importantes. Esse tipo de técnica é feito com base na condição da máquina ou equipamento, conhecida como Manutenção Baseada na Condição ou Manutenção Preditiva. 

Utilizar indicadores de medição de vibração e temperatura é interessante porque o que há de mais comum na maioria dos ativos são sistemas/mecanismos giratórios. Com esse tipo de análise, é possível predizer possíveis problemas como desgastes, aquecimento, desnivelamento ou desbalanceamento, uma vez que tais problemas causam anomalias em vibração e temperatura. 

Portanto, a Manutenção não pode abrir mão do uso de sistemas inteligentes que possam predizer tais eventos. Estar sempre um passo à frente das falhas que podem ser potenciais geradoras de quebras é a estratégia certa. Para isso entre em contato com dos especialistas da TRACTIAN, e antecipe suas falhas.