Manutenção preventiva do compressor

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DADOS GERAIS
Nome do Estudante: Edinei Demarch
Curso Técnico: Técnico em Eletromecânica
Professor (a) Orientador (a): Edson Dierschnabel
Início: 17/02/2014     Término: 24/11/2014
Carga Horária: 100 horas

Problema

As paradas do compressor para realizar as manutenções corretivas, sem nenhum planejamento.

Solução proposta

Elaborar um plano de manutenção preventiva no compressor da empresa Bruno Paiker com a finalidade de reduzir as paradas com as manutenções corretivas.

Embasamento teórico para a resposta

COMPRESSORES Fialho (2011, p.41) descreve “dois princípios conceptivos em que se fundamentam todas as espécies de compressores de uso industrial: volumétrico e dinâmico”. Santos (2010) relata o funcionamento básico de um compressor, o motor elétrico aciona uma turbina, o ar que é sugado pela entrada, é levado até as aletas da turbina onde é acelerado ao mesmo tempo em que é empurrado para dentro do canal lateral. Já dentro deste canal o ar é continuamente acelerado em um movimento espiral. Pois a aceleração gera pressão e velocidade, mas também calor. Após isto o ar finalmente sai descarregado. COMPRESSORES VOLUMÉTRICOS Segundo Fialho (2011) menciona que este tipo de compressor é conhecido como volumétrico e também de deslocamento positivo, a elevação de pressão é conseguida com a redução do volume ocupado pelo gás. Fialho (2001, p. 41) admite que: Na operação dessas maquinas podem ser identificadas diversas fases, que constituem o ciclo de funcionamento: inicialmente, certa quantidade de gás é admitida no interior de uma câmara de compressão, que então é cerrada e sofre redução de volume. Finalmente, a câmara é aberta e o gás liberado para consumo. Os compressores que são volumétricos são os compressores alternativos e rotativos de palheta, parafuso ou de lóbulos (roots). COMPRESSORES DINÂMICOS Para Fialho (2011, p.41) “Compressores dinâmicos ou turbo-compressores possuem dois órgãos principais”: Fialho (2011) descreve estes dois órgãos principais como impelidor e difusor. O órgão rotativo munido de pás é chamado de impelidor, este transfere ao gás a energia recebida de um acionador. Com isto se faz uma transferência de energia, em parte na forma de cinética e em outra na forma de entalpia. Posteriormente, o escoamento estabelecido no impedidor é recebido por um órgão fixo denominado difusor, cuja função é uniformizar a velocidade e direção do escoamento que sai dele, pois ao entrar no compressor, se não estiver bem uniforme, pode causar falhas nas pás devido à fadiga por vibrações. Os compressores dinâmicos efetuam o processo de compressão de maneira continua, portanto corresponde exatamente ao que se denomina, em termodinâmica, um volume de controle. Compressores dinâmicos são os compressores centrífugos e os axiais. (FIALHO, 2011, p.41) Compressores alternativos  Fialho (2011) descreve que esse tipo de compressor utiliza-se de um sistema de biela-manivela para converter o movimento rotativo de um eixo no movimento translacional de um pistão ou embolo. Assim, a cada rotação do cabeçote, estabelecendo um ciclo de operação. Fialho (2011, p.43) considera que “o seu funcionamento está intimamente associado ao comportamento das válvulas”. Portanto, Fialho (2011, p.43) ainda neste entendimento o autor descreve que: Elas possuem um elemento móvel denominado obturador, que funciona como um diafragma, comparando as pressões interna e externa ao cilindro. O obturador da válvula de sucção se abre para dentro do cilindro quando a pressão na tubulação de sucção supera a pressão interna do cilindro, e se mantem fechado em caso contrário. O obturador da válvula de descarga se abre para fora do cilindro quando a pressão interna supera a pressão na tubulação de descarga, esse mantem fechado na situação inversa. COMPRESSORES ROTATIVOS DE PALHETAS Fialho (2011, p.43) define compressores rotativos, Aqueles que por meio de movimentos rotacionais de elementos internos, promovem, de forma direta, a sucção e a compressão do ar até que ele atinja a pressão de utilização. Estão subdivididos em três grupos: 1- compressores de palhetas; 2- compressores de parafuso; 3- compressores de lóbulos (roots). Fialho (2011) considera que um compressor de palhetas possui um rotor ou tambor central que gira excentricamente em relação à carcaça. Ainda Fialho (2011, p. 47) afirma que “esse tambor possui rasgos radiais que se prolongam por todo o seu comprimento e nos quais são inseridos palhetas retangulares”. O mesmo autor ainda descreve que: Quando o rotor gira, as palhetas deslocam-se radialmente sob a ação da força centrifuga e se mantem em contato com a carcaça. O gás penetra pela abertura de aspiração e ocupa os espaços definidos entre as palhetas. Esse tipo de compressor possui a vantagem do funcionamento continuo e uniforme, fornecendo, portanto, ar livre de pulsação. Entretanto, é recomendada a instalação de uma válvula de retenção na tubulação de descarga, a fim de evitar que ele funcione como um motor ao ser desligado. (FIALHO, 201, p.471) Compressor de parafuso Segundo Fialho (2011) esse tipo de compressor possui dois tipos de rotores em forma de parafuso, eles giram em sentido contrário. Mantendo assim uma condição de engrenamento. A conexão do compressor com o sistema se faz através das suas aberturas de sucção e também da sua descarga diametralmente opostas. Fialho (2011, p.48) sucinta que “O gás penetra pela abertura de aspiração e ocupa os intervalos entre os filetes dos rotores”. O autor ainda destaca que: A partir do movimento em que há o engrenamento de um determinado filete, o gás nele contido fica encerrado entre o rotor e as paredes da carcaça. A rotação faz com que o ponto de engrenamento vá se deslocando para frente, reduzindo o espaço disponível para o gás e provocando a sua compressão. Finalmente, é alcançada a abertura de descarga, e o gás é liberado. (FIALHO, 2011, p.48) ACIONAMENTO Fialho (2011) cita que o tipo de acionamento de compressores pode ser feito basicamente por motor elétrico ou por motor a combustão (gasolina ou diesel). Comenta Fialho (2011, p.53) “a escolha é dada e função da necessidade, ou seja, ambiente em que ele será instalado”. Rollins (2004) descreve que O acionamento dos compressores, conforme a necessidade fabril será por motor elétrico ou motor a explosão. Em instalações industriais, aciona-se na maioria dos casos, com motor elétrico. Tratando-se de uma estação móvel, emprega-se para o acionamento geralmente um motor a explosão (gasolina, óleo diesel). O mesmo autor descreve o acionamento por motor elétrico: Esse tipo de acionamento é o mais comum aplicado aos compressores de uso nas indústrias e oficinas. Com motores que vão de baixas potencias (0,5 hp) para compressores de uso doméstico, a grandes potencias (750 hp) para uso industrial com grandes reservatórios. (FIALHO, 2011, p.53) O autor supracitado comenta o acionamento por motor a combustão: Sistema adotado em situações em que há necessidade de um compressor de ar em regiões pouco favoráveis por rede elétrica, ou mesmo por questões econômicas de racionamento em que o abastecimento elétrico se limite a certo número de horas diárias. Esse sistema, assim como o anterior, cobre uma vasta área de configurações, dede com pequenas. (FIALHO, 2011, p.54). MANUTENÇÃO Kardec (2009) ressalta que a maneira pela qual a intervenção nos equipamentos, sistemas ou instalações caracteriza os vários tipos de manutenção existentes. Já Santos (2010, p.13) destaca manutenção como “um perfeito estado de conversação e funcionamento: equipamento, acessórios e tudo o que esta ligada ao setor fabril de uma indústria”. Já para Pereira (2011, p.39) manutenção é entendida como; Conjunto de ações que permitem restabelecer um bem para seu estado especifico ou medidas para garantir um serviço determinado. Medidas necessárias para conversação ou permanência de alguma coisa ou de uma situação; os cuidados técnicos indispensáveis ao funcionamento regular e permanente de motores e maquinas. Manutenção corretiva Não planejada Manutenção corretiva não planejada é a correção de um equipamento que parou de maneira aleatória destaca Kardec (2009).  Já Santos (2010, p.17) destaca que “é caracterizada pela atuação da manutenção em fato já ocorrido, seja este uma falha ou um desempenho menor do que esperado”. Bechtold (2010, p.25) classifica como manutenção corretiva programa: Aquela em que a falha apresentada pelo equipamento não faz com que este sofra uma parada obrigatória nem apresente prejuízos importantes no rendimento da máquina. São os casos de fissuras em carcaças de motores ou pequenas folgas em determinados componentes da máquina. Nesses casos o concerto poder ser efetuado no momento em que o equipamento apresentar uma parada por falta de produção ou por não funcionamento em determinado turno ou período. Manutenção corretiva planejada Santos (2010) enfatiza ao desempenho menor do que o esperado ou até mesmo da falha, por decisão gerencial, isto é, pela atuação em função de acompanhamento preditivo ou pela decisão de operar até quebrar. Kardec (2009, p.38) “considera como manutenção corretiva planejada “a atuação para a correção da falha ou do desempenho menor do que o esperado”. Bechtold (2010, p.25) define como Manutenção corretiva não planejada: É o tipo de falha mais comumente conhecido e se caracteriza pela falha completa do equipamento, pela quebra ou falha de um componente que impede seu funcionamento total ou parcialmente. São as quebras de rolamentos, mancais, corrente, etc. Manutenção preventiva A manutenção preventiva é a atuação realizada com o intuito de reduzir ou evitar a falha, ou a quebra do desempenho, obedecendo a um plano previamente elaborado, baseado em intervalos definidos de tempo comenta Kardec (2009). Kardec (2009, p.42) afirma que: Inversamente á politica de manutenção corretiva, a manutenção preventiva procura obstinamente evitar a ocorrência de falhas, ou seja, procura prevenir. Em determinados setores, como na aviação, a adoção de manutenção preventiva é imperativa para determinados sistemas ou componentes, pois o fator segurança se propõe aos demais. Já Santos (2010, p.18) descreve como “um controle sobre o equipamento, de modo a reduzir a probabilidade de falhas, baseado em intervalos regulares de manutenção”. Santos (2010, P. 18) ainda descreve que: O problema desse tipo de manutenção esta na escolha de um intervalo apropriado para a parada do equipamento. Este intervalo é de difícil determinação e é baseado aleatoriamente, por experiência ou estatisticamente, sem estudar a conveniência ou não da manutenção preventiva. Kardec (2009, p.44) menciona que este tipo de manutenção “proporciona um conhecimento prévio das ações, permitindo uma boa condição de gerenciamento das atividades e nivelamento de recursos, além de previsibilidade de consumo de materiais e sobressalentes, por outro promove a retirada do equipamento ou sistema de operação”. Da mesma forma Oliveira (2003, p.32) ressalta: A manutenção preventiva é a manutenção efetuada com a intenção de reduzir a probabilidade de falha de uma maquina ou equipamento, ou ainda a degradação de um serviço prestado. É uma intervenção prevista, preparada e programada antes da data provável do aparecimento de uma falha, ou seja, é o conjunto de serviços de inspeções sistemáticas, ajustes, conservação e eliminação de defeito, visando a evitar falhas. Manutenção preditiva Kardec (2009, p.44) considera manutenção preditiva “a atuação realizada com base na modificação de parâmetros de condição ou desempenho, cujo acompanhamento obedece a uma sistemática”. Esta manutenção é a primeira grande quebra de paradigma na manutenção e tanto mais se intensifica quanto mais o conhecimento tecnológico desenvolve equipamentos que permitam avaliação confiável das instalações e sistemas operacionais em funcionamento. Oliveira (2003) ressalta ainda que são programas especiais como analise e medição de vibração, termográfica, analise de óleo, são alguns métodos para o monitoramento de maquinas e equipamentos em serviço. Manutenção Detectiva Para Kardec (2009, P.47) “manutenção detectiva é a atuação efetuada em sistemas de proteção, comando e controle, buscando detectar falhas ocultas ou não perceptíveis ao pessoal de operação e manutenção”. No entender de Santos (2010, P. 19): Consiste em programar a parada no momento necessário, tanto para o maquina ou equipamento como para o processo produtivo. Isto é possível através do acompanhamento das condições da maquina e como estas condições variam com o tempo. Este tipo de manutenção não visa a eliminação dos dois métodos anteriores, mas minimiza-los de forma pratica, técnica e objetiva. Kardec (2009) ainda ressalta que esta maneira, atividades efetuadas para verificar se um sistema de proteção esta funcionando, já é considerada uma manutenção detectiva. Um exemplo simples que pode ser mencionado é o botão de teste de lâmpadas de sinalização e alarme em painéis. CORREIAS Gordo e Ferreira (1996, p. 29) comentam que “as correias trapezoidais são inteiriças, fabricada com seção transversal em forma de trapézio, de borracha revestida de lona e é formada no seu interior por cordonéis vulcanizados para suportar as forças de tração”. Já Niemann (1971, p.88) comenta: São utilizáveis tanto para eixos paralelos como para eixos reversos. Caracteriza-se por sua construção extremamente simples, funcionamento silencioso e uma capacidade consideráveis de absorver choques elásticos. Seu rendimento é elevado (95 a 98%) e o preço é reduzido (aproximadamente 63% do de transmissões por engrenagens cilíndricas); em compensação suas dimensões são maiores, bem como as distancias entre eixos e as cargas dos mancais; a vida das correias é menor e as transmissões por correias apresentam um escorregamento de 1 a 3% na transmissão da força. Gonçalves (2012) uma correia consiste de uma cinta de borracha e tecido esticado em torno de duas polias que irá transmitir energia rotacional de um para outra. POLIA São constituídos de material plástico ou de um disco metálico, com um local especial na parte externa, onde pode ser alojada uma correia. A polia sempre trabalha aos pares ou em um conjunto de três, menciona Oliveira (2003). Oliveira (2003, p.178) também cita que “uma das polias é motora, ou seja, é fixa num eixo de acionamento. Por meio de uma correia, essa polia aciona outra, a qual por isso recebe o nome de acionada (movida)”. Para o site Mademil (2014.s.p.) polia: Consta de um disco que pode girar em torno de um eixo que passa por seu centro. Além disso, na periferia desse disco existe um sulco, denominado gola, dentro da qual trabalha uma correia de transmissão de movimento. As polias, quanto ao modo de operação, classificam-se em fixas e móveis. Nas fixas os mancais de seus eixos permanecem em repouso em relação ao suporte onde foram fixados. Nas móveis tais mancais se movimentam juntamente com a carga que está sendo deslocada pela máquina. Pressure Compressores (2014.s.p.) considera a polia como “peça acoplada ao motor elétrico, transferindo energia mecânica para a correia”. POLIAS TRAPEZOIDAIS Para Gordo e Ferreira (1996, p. 25) também chamada de polia em V, “recebe esse nome porque a superfície na qual a correia se assenta apresenta a forma de trapézio. As polias trapezoidais devem ser providas de canais e são dimensionadas de acordo com o perfil padrão da correia a ser utilizada.”. RETENTORES Santos (2010, p.77) descreve que: A função do retentor é assegurar a vedação entre um eixo com movimento rotativo e uma base estacionaria, através de uma carga previa da borracha do lábio de vedação e da pressão da mola [...] para um bom desempenho dos vedadores é de extrema importância na especificação de seu material, que este seja compatível com o fluido a ser vedado e que temperatura de trabalho não ultrapasse os valores admissíveis. Segundo VEDAK (2014, s.p.) retentores: “têm a função principal de reter óleos, graxas e outros tipos de fluídos, que devem ser contidos no interior de uma máquina, evitando também a entrada de impurezas do meio externo como, por exemplo: terra, areia, poeira, etc.”. Santos (2010) menciona ainda que a fluidos que não tem características de lubrificantes, e que nestes casos é recomendado projetar uma fonte de lubrificação. Pois é preferível que haja uma pequena perda de lubrificante a deixar que o lábio de vedação trabalhe a seco. ANEIS ELÁSTICOS Os anéis elásticos são usados em eixos ou furos contra deslocações comenta Oliveira (2003). Segundo Gordo e Ferreira (1996, p. 87) é “O anel elástico, também conhecido como anel de retenção, é um elemento utilizado em eixos e furos”. Os anéis são fabricados em aço mola e tem a forma de um anel incompleto, que se aloja em um canal circular construído conforme normalização. As grandes vantagens no uso dos anéis são a simplicidade, o custo reduzido, e a facilidade de montagem e desmontagem (GORDO; FERREIRA, 1996, p. 87). ROLAMENTO Oliveira (2003) refere-se a rolamento como componentes de maquinas cuja finalidade maior é sustentar eixos e facilitar seus movimentos. O site Manutenção e suprimentos (2014.s.p.) descreve rolamento como: Um dispositivo usado para permitir o movimento rotacional ou linear, reduzindo o atrito e o estresse. Semelhante a roda, os rolamentos são literalmente dispositivos que podem rolar, e servem para reduzir o atrito entre a superfície do rolamento e a superfície que está sendo rolada. É muito mais fácil de mover, tanto de forma linear ou rotativa, quando o atrito é reduzido, fazendo com que a velocidade e a eficiência sejam maiores. Os rolamentos fazem uso de uma estrutura relativamente simples: uma roda, com uma superfície interna e externa de metal liso, é usada como auxiliar no rolamento. Uma esfera própria carrega o peso da carga impulsionando a rotação do rolamento. No entanto, nem todas as cargas colocam a força em um rolamento da mesma maneira. Oliveira (2003, p.173) ainda comenta que “quando esferas e rolos são colocados entre eixo e o mancal, o eixo rolará sobre estas esferas e rolos. Diz-se então mancal de rolamento ou simplesmente, rolamento”. Rolamento fixo de uma carreira de esferas Oliveira (2003) relata que este rolamento é constituído por várias esferas de aço entre dois anéis, também de aço. Estas esferas transmitem cargas por uma pequena área de contato, as esferas não suportam cargas tão elevadas como os rolos. Para o site ciência HSW (2014.s.p.): Os rolamentos radiais de esferas são compostos por um anel interno e um anel externo, com uma porta esferas com o número máximo de esferas de precisão. Em um rolamento de esferas, a carga é transmitida da pista externa para a esfera e da esfera para a pista interna. Sendo uma esfera, o único contato com as pistas interna e externo é um ponto muito pequeno, o que propicia uma rotação muito suave. Melconian (2008, p.192) afirma que “o rolamento fixo de uma carreira de esferas suporta uma carga radial de intensidade media e carga axial leve simultaneamente, sendo ainda recomendado para rotações. Devido a sua versatilidade e custo reduzido”. Rolamento de Rolos Agulha Para NTN (2014) este tipo de rolamento utiliza rolos cilíndricos finos de diâmetro pequeno e de comprimento alongado em relação ao seu diâmetro. A NTN (2014.s.p.) completa ainda que: A agulha tem no máximo 5 mm de diâmetro e seu comprimento é de 3 a 10 vezes maior que seu diâmetro. Devido à utilização de agulhas como elementos rolantes neste tipo de rolamento a seção transversal é estreita, porem possui alta capacidade de carga em relação ao seu tamanho. Devido à quantidade de elementos rolantes, os rolamentos de agulhas têm alta rigidez e são apropriados para oscilação. Para Melconian (2008, p.195) “o rolamento de agulhas é indicado para construções compactas e extremamente leves. Admite somente cargas radias”. BIELA Segundo o site sobre carros (2014.s.p.), “a biela é uma peça do motor que contem dois elos e conecta o pistão a árvore de manivelas. Ela é responsável por transformar o movimento retilíneo da árvore de manivelas em rotativo.”. A biela do motor é responsável por transmitir força recebida pelo pistão e passa a arvore de manivelas ou virabrequim, afirma infomotor (2014) Neste entendimento ainda: Com a exclusiva função de inverter o sentido de movimento, pois ligada ao pistão através de um pino a biela sobe e desce e ligada ao virabrequim, preso com uma capa entre bronzinas, a biela transmite a força em forma de movimento rotativo ou circular. Geralmente feita de aço forjado a biela assume determinadas formas e tamanhos diferentes conforme o tipo e configuração de cada motor. Infomotor (2014.s.p.). VIRABREQUIM Infomotor (2014.s.p.) descreve que o “virabrequim que também é conhecido como árvore de manivelas, recebe a força dos pistões e a inversão do sentido de movimento da biela é o responsável por gerar e enviar ao sistema de transmissão, torque, força e rotação” Mecânico Industrial (2014.s.p.) considera que: Um virabrequim, também chamado de eixo de manivela, está localizado no motor de um veículo e converte a força criada por pistões do motor, que se move para cima e para baixo, em uma força que gira as rodas do automóvel em um movimento circular de modo que o carro possa ir para frente. Localizado no interior do motor do carro, o virabrequim está ligado a todos os pistões do motor e ao volante. Para compreender este eixo, é importante compreender como os êmbolos trabalham com o volante. PRESSOSTATO Pressure compressores (2014.s.p.) afirma que o “Pressostato controla o funcionamento do compressor de modo a não permitir que este exceda a pressão máxima de trabalho permitida.” Já Hollins (2004) descreve o Pressostato como: O Pressostato, também chamado instrumento de controle de pressão, é fabricado para ser utilizado nas pressões do sistema, desligando e ligando o mesmo, quando as pressões exercidas pelos fluidos refrigerantes e lubrificantes atingirem valores predeterminados. MANÔMETRO É um instrumento destinado a medir pressão, isto é, uma determinada força aplicada sobre uma unidade padrão de superfície explica Oliveira (2003). Oliveira (2003, p.234) também descreve que o: Manômetro é um elemento importante no dispositivo de potencia hidráulico. Registra a pressão ajustada pela válvula de alivio. Após o ajuste da pressão, a linha de pressão para o manômetro deve ser cortada, para protegê-lo de pulsações.  “Indica a pressão no interior do reservatório de ar em lbf/pol², psig, bar, kgf/cm²” afirma Pressure Compressores (2014. s.p). O manômetro que é usado no compressor é um manômetro do tipo Bourdon. Rollins (2004) ainda descreve este tipo de componente: O manômetro tipo Bourdon é bastante utilizado em refrigeração e funciona baseado no seguinte princípio: um tubo de cobre, com propriedade elástica e em forma circular, também denominado tubo de Bourdon. O fluido que entra no tubo de Bourdon, por um orifício na haste de conexão, com a elevação da pressão, faz com que o tubo altere seu formato e se expanda, arrastando consigo, por meio de uma mola, uma engrenagem rotativa, cujo movimento é transferido a um ponteiro. FILTRO DE AR Teoricamente, o filtro de ar deve remover todos os corpos estranhos, e deve permitir a entrada do ar livre sem nenhuma resistência. Existe uma enorme variedade de filtro de ar comercialmente comenta Stewart (s.a.)  Stewart (s.a.) ainda cita que “as marcas no corpo indicam o sentido do fluxo de ar, para que o filtro possa ser instalado corretamente. Um elemento filtrante ou um dispositivo para a remoção de corpos estranhos podem ser encontrados no interior do corpo” Conforme Pressure compressores (2014. s.p.) considera que o “filtro de ar retém as impurezas do ar captado no ar atmosférico”. O filtro de ar para captação é um componente de proteção da entrada de ar da unidade compressora. Ele protege a entrada de poeiras e limalhas de ferro, que prejudicam o bom funcionamento do compressor. O filtro não protege a entrada de gases como monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO²). Sendo assim o ar comprimido gerado é impróprio para o consumo humano. (PRESSURE COMPRESSORES, 2014.): ÓLEO CMP AW 150 O Chiaperini (2014.s.p.) descreve a composição deste óleo como “Óleo mineral de primeiro refino derivado de petróleo e aditivos especiais de alto desempenho, contém aditivos antioxidantes, antiespumante e anticorrosivo.”. O Chiaperini (2014.s.p.) ainda refere-se as precauções e validade: Em caso de contato com a pele, lave bem com água e sabão. Em caso de ingestão, consulte um médico. Nenhuma embalagem de óleo deve ser reutilizada para acondicionar água, alimentos ou qualquer produto a fim [...] a validade do óleo é indeterminada, desde que armazenado em local limpo, seco e coberto sem contato direto com o piso. O site Ipiranga (2014.s.p.) ainda oferece uma tabela com as características típicas deste óleo: [pic 4] Quadro 01: Características do óleo especifico do compressor. Fonte: http:// www.naclub.com.br Tendo em vista captar um maior número de informações, de diversos autores. Para assim, obter um maior conhecimento sobre a manutenção, o funcionamento de cada peça e até o próprio compressor.

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