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Manutenção Condicional Usando Intervalo P-F ou
Ponto Inicial da Detecção de Falha (FDT)
A manutenção Condicional depende da capacidade de detectar falhas
antes que elas aconteçam, para que a manutenção preventiva possa ser iniciada. Muitos
modos de falha apresentam sinais evidentes quando estão prestes a ocorrer.
Se, durante uma inspeção, a equipe de manutenção puder encontrar provas de que
o equipamento aproxima-se do final de sua vida, então poderá ser possível
atrasar a falha, impedí-la de acontecer ou substituir o equipamento de forma
convenientemente e rápida, não permitindo que a falha ocorra e cause
conseqüências graves. Este artigo explica a metodologia, usando o
Weibull++ 7, para estimar o Intervalo P-F ou a Detecção Inicial de
Falha (FDT), no qual existem duas maneiras típicas de descrever a
detectabilidade da falha. Ainda, neste artigo será mostrado como usar as
informações de detectabilidade na análise de sistemas reparáveis usando
BlockSim 7 ou
RCM++ 4.
Conceito
Na arena da Manutenção Centrada em Confiabilidade ou na análise de sistemas
reparáveis, uma das estratégias utilizadas para o gerenciamento das
falhas é a manutenção condicional. Esta estratégia confia na capacidade da
equipe de manutenção para detectar falhas em potencial a fim de ordenar ações
apropriadas. Exemplos de sinais de falha que podem ser detectadas são
vibrações, rachaduras, gotas de óleo, temperatura, ruído, viscosidade, cor,
etc. Muitas tecnologias tem sido desenvolvidas para monitorar
características de falha como análises de vibração, Raio-X, Radiografia,
ultra-som, termografia infravermelha, análise de óleo, emissão acústica,
etc.
Curvas P-F e Intervalos P-F
Uma curva comum que ilustra o comportamento do equipamento conforme este se
aproxima da falha é a curva P-F. A curva demonstra que conforme uma falha
começa a se manifestar, o equipamento deteriora-se ao ponto em que
ela pode
possivelmente ser detectada (P). Se a falha não é detectada e acompanhada,
continua ocorrendo até que uma falha "dura" ocorra (F). O intervalo entre P
e F, geralmente chamado de intervalo P-F, é a grande oportunidade durante
uma inspeção que pode detectar a falha iminente e dirigir-lhe as ações
necessárias. Intervalos P-F podem ser medidos em qualquer unidade associada
com a exposição ao stress (tempo de uso, ciclos, milhas, etc.) Por exemplo,
se o Intervalo P-F é de 200 dias e o
item vai falhar com 1000 dias, a
aproximação da falha começa a ser detectável em 800 dias.
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Ponto Inicial da Detecção de Falha (FDT)
Além dos intervalos P-F, a indicação de quando a aproximação da falha vai se
tornar detectável durante as inspeções pode ser específica usando um fator
chamado de Ponto Inicial da Detecção de
Falha (FDT). FDT é um número entre 0 e 1 que indica a porcentagem da vida de
um item que deve decorrer antes que uma falha a caminho possa ser detectada.
Por exemplo, se o FDT é 0.9 e o item vai falhar com 1000 dias,a falha á
caminho torna-se detectável após 90% de sua vida decorrida, que - traduzindo
- decorre a 900 dias neste caso (09.*1000=900).
Estimando o Intervalo P-F ou FDT
O intervalo de P-F ou FDT pode ser estimado usando o julgamento e a
experiência de quem projetou, manufaturou e/ou operou o equipamento. Observe
que o Intervalo P-F ou FDT deve ser estimado em um modo de falha por vez.
Muitos mecanismos de falha podem ser
diretamente ligados à degradação de parte do produto. O Weibull++ 7 Folio de Análise de Degradação permite a análise dos dados de
degradação. Análises de degradação envolve a medição da degradação dos dados
de performance/qualidade que podem ser diretamente relacionados às falhas
presumidas do produto em questão. Assumindo que dados podem ser obtidos, o FDT ou Intervalo P-F pode ser estimado usando esta técnica.
Para ilustrar o uso deste método, usaremos
como exemplo uma companhia de refinaria de óleo que realizou um estudo sobre
problemas de obstrução nos tubos de sua produção. Um equipamento de inspeção
que utiliza raios gamma para medir a espessura da obstrução foi passado pelo
lado de fora do tubo. Este é um método não-intrusivo confiável. Também foi
identificado um "aviso" no nível de degradação de obstrução de 3.5
polegadas. Se a espessura da obstrução for maior, igual ou maior que 3.5
polegadas, é considerado um claro sinal de falha eminente (isto é
equivalente ao ponto "P" na curva de P-F)
O próximo conjunto de dados mostra a
medição da espessura em função do tempo, com diferentes tempos de
inspeção. Os tempos de falha para cada unidade observada foram também
registrados (se as falhas não são observadas, podem ser estimadas usando
análise de degradação). A figura
abaixo mostra as medições (em meses) inseridas no Folio de Análise de Degradação.
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A primeira etapa nesta análise é
especificar um modelo de degradação ajustado aos dados observados. Para este tipo de modo de falha, foi determinado que o modelo de
degradação exponencial é um modelo apropriado (a escolha do modelo de
degradação vem de uma física na compreensão da falha, de como a degradação
da performance/qualidade progride sobre o tempo). Depois que os parâmetros
do modelo de degradação são calculados para cada unidade observada, os
modelos podem ser usados para estimar os tempos que correspondem ao limite
de aviso de espessura. Isto é feito configurando o campo Degradação Crítica
na guia Main do Painel de Controle para 3.5. Usando o modelo ajustado
de degradação, os valores de tempo equivalentes ao limite de aviso da
espessura são calculados (para ver estes valores de tempo, depois de
calculado, clique no ícone ... no Painel Valores Extrapolados
na guia Principal do Painel de Controle.) A seguir será exibido um
gráfico de degradação vs. tempo com a espessura de falha e os limites de
aviso rotulados.
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Perceba que para usar manutenção condicional no BlockSim, você precisa realizar os seguintes passos:
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Especifique uma Rotina de Inspeção que
dite quando o bloco será inspecionado.
-
Especifique os valores do intervalo de P-F
ou FDT que descrevem a detectabilidade da falha para o bloco.
-
Especifique uma Rotina de Manutenção
Preventiva para que a manutenção preventiva possa ser realizada no
bloco. Dado que nenhuma outra manutenção corretiva é exigida neste
exemplo, é necessário criar uma Rotina de Manutenção Preventiva que
garante que a manutenção preventiva não ocorra, a menos que seja
disparada pela detecção de falha durante a inspeção. Algumas opções para
criar tal rotina inclui especificar que a manutenção preventiva vai
ocorrer em um dos seguintes tempos:
-
Sob a manutenção de um outro item de
grupo - neste caso, deixe o padrão de 0 para o Número do grupo do bloco.
Um grupo 0 indica que o bloco não faz parte de um grupo, então não há
nenhum outro item de grupo e a manutenção preventiva, consequentemente,
não ocorrerá independentemente.
-
No início de uma fase de manutenção -
porque este exemplo inclui apenas uma fase operacional, isso não vai
ocorrer independentemente.
-
Sob intervalos de tempo fixos baseados
na idade do sistema - neste caso, especifique um intervalo maior que o
tempo da simulação para garantir que a manutenção preventiva não ocorra
independentemente.
Estimando a Eficiência dos Intervalos de
Inspeção
Se as inspeções são realizadas frequentemente, os custos devido as inspeções
serão elevados, mas assim serão evitadas falhas em potencial. Por outro
lado, se inspeções são realizadas raramente, os custos devido a inspeção
serão muito baixos, tanto quanto a probabilidade de detectar falhas
potenciais. Na prática, os intervalos de inspeção que são iguais a metade do
intervalo P-F são consideradas adequadas. O tempo necessário para realizar
uma ação também precisa ser considerada para garantir que um horário amplo
seja alocado para os reparos. A severidade da falha também
pesa na decisão sobre a freqüência do intervalo de inspeção.
BlockSim 7 e RCM++ 4 permitem
que o analista avalie o impacto do uso de um certo período de inspeção no
componente e no sistema. O impacto pode ser descrito baseado em diferentes
critérios como disponibilidade, uptime e lucro. Vários intervalos de
inspeção podem ser comparados e o ótimo intervalo de inspeção pode ser
determinado.
Conclusão
Este artigo explicou como a detectabilidade das falhas expressas por
intervalos P-F ou FDT podem ser estimadas baseados nos dados de degradação.
Mostrou também como tal informação pode ser incorporada na análise de sistemas
reparáveis no BlockSim ou no RCM++.
Referências
1.
Moubray, John, Reliability-Centered Maintenance, Industrial Press,
Inc., New York City, NY, 1997. |
