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Criando um Programa de Análise de Óleo Enxuto, mas Eficaz


Quer se trate de uma questão de orçamento, adesão da administração, falta de indivíduos ou apenas uma pequena empresa com fundos limitados, existem maneiras de estabelecer um programa de análise de óleo eficaz com custos mínimos de inicialização e operação.

Neste artigo, você lerá estudos de caso sobre alternativas para equipamentos de teste internos caros, boa utilização de laboratórios externos, soluções de armazenamento de óleo, métodos de relatar descobertas para promover o programa, vender o programa para a alta gerência e também para as operações e manutenção, e recomeçar quando suas instalações forem vendidas.

Aqui estão as etapas que experimentei ao configurar nosso programa de análise de óleo:

Qual é o objetivo de um programa de análise de óleo?
Em minha opinião, a confiabilidade é a razão número 1 pela qual realizamos manutenção preditiva. O tempo de atividade é a única maneira de competir no mundo altamente competitivo de hoje. Detectar problemas e prevenir falhas são maneiras de obter o máximo de tempo de atividade possível de nosso equipamento. Junto com o tempo de atividade, a redução de custos também é importante para a lucratividade de qualquer empresa.

Se um problema de equipamento pode ser detectado cedo, ele pode ser agendado para reparo ou substituição antes que cause tempo de inatividade caro ou danos ao equipamento. O objetivo final seria executar cada componente o maior tempo possível e ser capaz de prever com antecedência quando ele precisa ser alterado. Isso também inclui o óleo. Cada vez mais, o óleo está se tornando um componente muito caro de qualquer equipamento; obter a maior vida útil possível do óleo não é diferente de um rolamento ou uma engrenagem.

O custo de um programa de manutenção preditiva também aumenta os custos de produção e é analisado mais do que outras despesas, uma vez que não é considerado diretamente relacionado à produção. Ao contrário da vibração e da termografia, a análise de óleo geralmente requer um laboratório externo para realizar os testes de análise das amostras.

É imperativo mostrar o sucesso desde o início e deve ser comunicado rapidamente não apenas à gerência, mas também à produção e manutenção. Obter suporte da produção e manutenção percorrerá um longo caminho na venda de gerenciamento sobre como gastar dinheiro com o programa.

Então, se você é uma pequena empresa sem muito capital para trabalhar, uma empresa maior lidando com controle de custos, sem suporte da manutenção preditiva pela administração ou, em alguns casos, há uma combinação de questões que o impedem de começar ou mantendo um programa de manutenção preditiva, o sucesso pode ser alcançado com um pouco de determinação e um pouco de pensamento inovador.

Para começar, vou contar um pouco sobre como tive que configurar um programa de análise de óleo enxuto, o que o levou a isso, como ele progrediu e o sucesso alcançado.

Nossa tentativa de um programa de classe mundial
No meu caso, os problemas mudavam à medida que a nossa empresa crescia e era vendida duas vezes. No início, fomos configurados para ser uma manutenção totalmente cruzada, e todo técnico seria um especialista em todos os aspectos da manutenção, incluindo a preditiva. Todos receberam algum treinamento básico sobre vibração, alinhamento e análise de óleo. Era muito evidente para nós que apenas alguns técnicos estavam interessados ​​em cada uma das disciplinas, mas era esperado que todos concluíssem qualquer ordem de trabalho que recebessem.

Isso produziu tendências muito erráticas e análises ainda piores dos dados. Muitos motores, rolamentos e redutores foram diagnosticados incorretamente, desperdiçando mão de obra, materiais e reduzindo a confiabilidade. A administração ainda estava convencida de que todos eram especialistas em todas as disciplinas de manutenção. Para conseguir isso, eles planejaram enviar dois técnicos de cada vez para o treinamento. Felizmente, os dois primeiros enviados para vibração, assim como os dois enviados para treinamento de análise de óleo, eram apaixonados pelo processo.

Eles assumiram a propriedade de cada um dos programas e foram capazes de obter algum sucesso inicial, mas ninguém foi autorizado a ser um técnico dedicado de manutenção preditiva; ainda tínhamos todos os técnicos de manutenção coletando dados e fazendo a análise. Sempre que havia uma condição de alarme, a resposta era:"Troque o óleo", "Troque o motor" ou "Ligue-o e observe".

A mudança começou quando duas das pessoas escolhidas para o treinamento original - uma análise de óleo e uma vibração - decidiram resolver o problema por conta própria. Pensando no que nos fez fazer isso pelas costas da administração, tinha que ser uma paixão pelo processo de manutenção preditiva, ou talvez apenas a emoção de escapar impune.

Parte do grupo original, treinado em análise de óleo e vibração, perdeu o interesse nos programas porque a administração não iria investir no equipamento necessário ou trabalhar no programa em tempo integral. Mesmo depois de montar uma proposta que mostrava todos os benefícios e retorno de um programa completo, a administração manteve sua filosofia de um departamento de manutenção cruzada completo sem especialistas.


Figura 1. Antes da imagem da sala de óleo da Clarion Boards

Mudança de planos
Outra linha de pensamento era ir devagar e convencer a administração por meio de resultados. Os métodos usados ​​eram um pouco diferentes e exigiam algum risco, prejudicando a administração, mas nos encorajaram a ser uma força de trabalho autônoma. Todos os técnicos em nossa fábrica estavam em turno e trabalharam em turnos rotativos de 12 horas. A gestão funciona dias inteiros e sem fins de semana, o que nos deixava para cuidar de nós mesmos durante as noites e fins de semana.

Isso nos deu uma grande oportunidade de configurar nossos programas de análise de óleo usando meios não tradicionais. Eu realizaria meu trabalho agendado o mais rápido possível ou recrutaria os outros técnicos do meu turno para ajudar com o trabalho agendado para que eu pudesse gastar um pouco de tempo em cada turno na configuração do programa. Também me ofereci para realizar todas as tarefas de manutenção preventiva (PM) de troca de óleo nos dias de baixa. Isso me deu a oportunidade de projetar e instalar portas de amostragem de óleo em todos os nossos equipamentos.

Durante este processo, encontramos algum apoio de nosso escritório corporativo. Começamos a fazer perguntas ao departamento de treinamento industrial, o que despertou algum interesse no que estávamos fazendo, e foram feitas perguntas aos nossos supervisores sobre o progresso. Por exemplo, eles queriam saber quantos pontos de amostragem tínhamos para nossa vibração e quantas portas de amostragem foram instaladas no equipamento para análise de óleo.

Quando meu supervisor recebeu um tapinha nas costas por ter 150 portas de amostragem instaladas no equipamento, ele ficou surpreso e confuso e quis saber como isso foi feito sem que ele soubesse. Depois de ver o interesse corporativo demonstrado, ele começou o processo de dedicar alguns técnicos ao processo de manutenção preditiva. Ele encontrou a mesma resistência com a gerência de fábrica que tínhamos no passado (sem especialista), mas como estava sendo aplicada pressão corporativa, sua proposta foi levada adiante, com algumas mudanças.

O plano acordado com os gerentes de nossas instalações era uma equipe de três meses e três pessoas para trabalhar no turno do dia, para configurar e iniciar o programa de PdM. Depois de três meses, mais três técnicos seriam retirados do turno e eles continuariam com o programa. Essa rotação continuaria com todo o nosso pessoal de manutenção. Apenas três pessoas se candidataram aos cargos; o restante sabia que a administração só estava fazendo isso por causa da pressão corporativa e não daria o suporte necessário para o programa.

Depois de aceitar o cargo e ouvir as regras e restrições, começamos a trabalhar no desenvolvimento do programa com um objetivo em mente - independentemente dos obstáculos que eles nos colocassem, teríamos sucesso.

Disseram-nos imediatamente que não haveria dinheiro para o programa PdM. Tivemos que usar os equipamentos e recursos que já tínhamos. Nosso primeiro objetivo era usar as ferramentas de que dispúnhamos para mostrar o sucesso o mais rápido possível. Trabalhando com o fornecedor de óleo, que nos deu um teste de óleo gratuito (que acabou valendo exatamente o que pagamos), passei meu tempo trabalhando no aperfeiçoamento do processo de coleta de dados.

Manter as amostras limpas e levá-las ao laboratório rapidamente me deu uma tendência estável na maioria dos equipamentos. Ter uma pessoa coletando todos os dados nos deu uma tendência mais estável, em oposição a ter todos os técnicos de manutenção coletando os dados. Na maioria dos equipamentos, consegui obter uma boa tendência, exceto pelos desvios de laboratório - o teste de óleo grátis. Eu vou entrar nisso um pouco mais tarde.

Minha próxima etapa foi desenvolver um relatório onde pudéssemos mostrar todo o nosso sucesso e economia para a empresa. Usei números muito conservadores ao estimar o dinheiro economizado ou o tempo de inatividade evitado. Eu me certificaria de que o relatório fosse enviado para a gerência, bem como para os técnicos de manutenção e processo. Para divulgar o programa, também encaminhei os relatórios para o centro de treinamento industrial de nossa sede corporativa, que, com a ajuda deles, foi subindo na hierarquia. Isso criou alguns problemas com o gerenciamento de nossa fábrica, mas garantiu nosso lugar porque eles não podiam justificar o nosso fechamento.

Uma das maneiras mais rápidas de mostrar uma economia acabou sendo um benefício de ter tantas portas de amostragem instaladas em nosso equipamento. Cada redutor, do maior ao menor, assim como todo sistema hidráulico e de lubrificação tinha uma porta de amostragem instalada. As amostras podem ser coletadas enquanto o equipamento está funcionando. Consegui configurar todo esse equipamento para trocas de óleo com base nas condições. As trocas de óleo recomendadas pelo OEM para a maioria de nosso sistema hidráulico ocorreram mais ou menos nessa mesma época.

Usando os resultados do laboratório, consegui mostrar que todo o óleo hidráulico dos sistemas estava como novo. O óleo total para esses sistemas era de mais de 900 galões. Até hoje, 11 anos após a partida, ainda estamos operando com o enchimento original nos sistemas hidráulicos. A mudança de óleo com base nas condições reduziu nosso consumo de óleo em cerca de 70 por cento no primeiro ano.

A sala de armazenamento de óleo tornou-se meu quarto, pois ninguém mais queria assumir a responsabilidade pela bagunça. Tínhamos um prédio separado anexado ao lado de nossa fábrica apenas para armazenar nosso óleo. Esta sala se tornou um esconderijo para tudo bagunçado. Alguns de nossos sistemas produziram muito óleo residual contaminado com fibra de madeira como parte do processo. Esses resíduos, junto com outros resíduos de óleo, estavam por toda parte no prédio de armazenamento, junto com nosso novo óleo e recipientes usados ​​para encher os sistemas. Eu tinha que assumir o controle da sala de óleo se quisesse ter algum sucesso com o programa de análise de óleo.

Uma de nossas fábricas irmãs tinha um sistema de armazenamento de óleo que consistia em tanques de armazenamento integrados em um bom sistema de estantes com mangueiras e bombas para transferir e manter os óleos limpos. Meu pedido de compra desse sistema foi recusado, então decidi usar o que tínhamos e, usando algumas ideias do treinamento da Noria, projetei meu próprio sistema de armazenamento. Adicionando pernas ao sistema de rack da bateria que tínhamos, comecei a limpar o depósito de óleo.

Consegui comprar um novo tanque de óleo usado, bem como alguns armários de armazenamento e, com o tempo, comprei contêineres dedicados para transferência de óleo. A sala de óleo acabada (Figura 2) acabou se tornando o padrão para toda a empresa, incluindo nossa usina irmã. Eles tiveram que desistir de seu sofisticado sistema de armazenamento e substituí-lo por este sistema.


Figura 2. Sala de óleo após assumir o controle

Em seguida, concentrei-me em melhorar a amostragem, o teste e a análise. Eu tinha cerca de 100 amostras para tirar a cada mês para manter uma vigilância atenta sobre nosso equipamento e para gerenciar as mudanças de óleo com base nas condições de todos os nossos equipamentos. Isso significava que nossas amostras grátis esgotariam em cerca de cinco meses. Projetei quanto custaria para continuar o programa nos outros sete meses do ano.

O teste de contagem de partículas não fazia parte do negócio de amostra grátis e haveria uma cobrança para esse teste ser adicionado ao pacote para todas as amostras. Como mencionei antes, nosso serviço de laboratório gratuito que tínhamos com nosso fornecedor de óleo valia exatamente o que pagamos por ele. Agora teríamos que pagar pelos testes, contagem de partículas pelas primeiras 500 e o preço total por todas as amostras depois disso. Eu precisava descobrir se o serviço de laboratório que eles ofereciam valeria a pena.

Tendo todos os dados coletados por uma pessoa, a tendência começou a se nivelar, mas eu ainda estava vendo os resultados dos testes às vezes que estavam por todo o lugar. Incapaz de entrar em contato com o laboratório, exceto por meio de nosso representante de óleo, decidi fazer um teste simples para ver se os resultados que estávamos obtendo do laboratório eram confiáveis. Depois de extrair óleo suficiente de um novo tambor de óleo para fazer quatro amostras, enviei-as ao laboratório para teste.

Antes de separar o óleo em quatro frascos, agitei bem o óleo. Os resultados que recebi foram todos diferentes. Resultados de contagens de partículas, viscosidade e aditivos estavam por toda parte. Fiz esse mesmo teste para qualificar um laboratório independente. Eu escolhi o laboratório com a melhor repetibilidade.

Ainda sem orçamento para trabalhar, montei uma proposta que nos levaria a alguns testes internos, junto com o suporte de um laboratório independente com pouquíssimo investimento. Eu comparei o custo de um:


Tudo isso acabou sendo muito caro e foi rejeitado pela administração. Comecei a procurar alternativas.

Equipamento enxuto
Se eu pudesse encontrar uma maneira de fazer alguns testes internos e usar um laboratório externo apenas para amostras muito críticas e questionáveis, obteria dados mais úteis a um custo menor. Os critérios que defini para meu equipamento de teste interno foram repetibilidade, facilidade de uso e capacidade de realizar testes rapidamente. A repetibilidade seria o maior fator. Saber que todos os testes eram precisos era imprescindível. Os três testes que considerei necessários para ter um programa interno eficaz foram viscosidade, contagem de partículas e água.

Viscosidade
A viscosidade pode ser medida usando um visgage, uma unidade portátil com dois tubos cada contendo uma bola de aço. Um dos tubos é preenchido com um fluido de referência; o outro pode ser preenchido com o fluido a ser testado. Depois de inclinar o medidor para obter as bolas em uma das extremidades, o medidor é mantido em um ângulo de 45 graus até que uma das bolas alcance o final da escala do medidor; a outra bola indicará a viscosidade do fluido.

Ao enviar uma amostra para o laboratório, eu usaria a visgage e registraria os dados e compararia com os resultados do teste do laboratório. Fiquei surpreso com a precisão da visão com um pouco de prática.


Figura 3. Dois visgages foram comprados por meio de um leilão online - um em centistokes e outro em Saybolt segundos.

Teste de patch
Depois de ler um artigo sobre testes de patch, decidi verificar quais equipamentos eram necessários, a precisão dos testes e se os resultados eram repetíveis. Eu também precisava de uma forma de dados de tendência visualizados no patch. Encontrei um microscópio na Internet que tinha uma câmera digital conectada a um computador pessoal. Com o anexo da câmera, consegui salvar as imagens do patch e definir a tendência de quaisquer alterações.

Também descobri que uma luz superior é necessária para ver e identificar as partículas no patch. Um pequeno ímã portátil movido ao lado do microscópio faria os metais ferrosos dançarem. Usar as luzes superior e inferior e as lentes 100 ou 400 vezes ajuda a identificar o tipo de uso.

Antes de testar uma amostra, ela precisa ser agitada. Descobri muito cedo que a agitação adequada da amostra faz uma grande diferença na precisão e repetibilidade dos testes. Eu fixei o preço dos agitadores comerciais e os achei muito caros. Nosso técnico de vibração construiu uma estação de treinamento de vibração com um redutor descartado e um motor antigo. A saída do redutor ficou muito lenta, acoplando uma roda para segurar os frascos de amostra; a rotação lenta agitou as amostras, bem como qualquer agitador vibratório.

O teste de patch se tornou a espinha dorsal do meu programa. Usei o patch para verificar a contaminação da amostra, resíduos de desgaste e para realizar uma contagem rudimentar de partículas. O uso da imagem digital para armazenar e definir tendências dos dados coletados facilitou a detecção de uma mudança nas condições do equipamento. Se algo fora do comum for observado, a amostra pode ser enviada ao laboratório. Como o teste de patch usa muito pouco da amostra, ainda sobra o suficiente para enviar a um laboratório para mais testes e análises.

Existem atlas de teste de patch disponíveis para ajudar na identificação de contaminação e resíduos de desgaste. Imagens reais dos diferentes tipos de resíduos de desgaste podem ajudá-lo a identificar o que você está vendo no microscópio. Para ter uma ideia de como estimar o conteúdo de partículas de um fluido, eu enviaria a amostra para o laboratório e compararia minha estimativa com a real do laboratório.


Figura 4.

Encontrei dois métodos para fazer patches. Um consistia em um porta-remendo em forma de funil que usava a gravidade ou vácuo para fazer o fluido passar pelo remendo. Isso funcionou bem, mas teve vários problemas:tempo, limpeza e exposição.

Usar a gravidade para fazer o fluido passar pelo remendo levava tempo e dependia muito de adicionar a quantidade certa de fluido de diluição à amostra para torná-la fina o suficiente para passar pelo remendo. A limpeza do funil entre os testes não só exigia tempo, mas também poderia afetar a próxima amostra se algum resíduo fosse deixado. O derramamento, a mistura e o tempo de exposição da amostra ao ar podem afetar os resultados do patch.

O segundo método, usando uma seringa com uma válvula de retenção bidirecional, resolveu todos os problemas que tive com o método de funil. Com a válvula de retenção bidirecional, posso extrair a quantidade certa de óleo e, em seguida, diluir o fluido na seringa, bem como empurrá-lo através do remendo com exposição mínima à atmosfera. A limpeza da seringa é muito fácil e rápida, além de purgar todo fluido e contaminação rapidamente pelo mesmo método. Leva apenas alguns minutos para criar um patch pronto para análise.


Figura 5. Este agitador de garrafa foi construído internamente usando peças descartadas.

Teste de umidade
O teste de óleo para água também pode ser feito internamente. A água nos sistemas que testei internamente não é tão crítica quanto aqueles que envio para o laboratório. Pequenos redutores operando sob carga normal podem lidar com uma pequena quantidade de umidade sem muitos problemas. No entanto, para verificar a confiabilidade e garantir que a umidade não seja um problema, eu uso o teste de estalo.

Algumas gotas de óleo colocadas em uma placa quente ajustada para a temperatura certa darão uma rápida verificação da presença de água. Ter uma luz de aumento sobre a placa quente não apenas protege você do óleo quente, mas também lhe dá uma visão melhor do teste. Eu também usei isso em testes de emergência para nosso equipamento crítico para testar um vazamento de água de resfriamento.

O teste interno
Uma amostra de óleo típica passaria pelas seguintes etapas após a coleta:

Teste visual: Observe a cor e a clareza do óleo. Para este propósito, utilizo apenas frascos transparentes. Tenho à mão uma prateleira com novas amostras de óleo para comparação e registro qualquer mudança de cor. A perda de clareza pode indicar contaminação por água, partículas de desgaste, sujeira ou óleo de enchimento incorreto.

Teste de cheiro: Isso pode revelar problemas com contaminação, oxidação e verniz. Amostras de óleo novo também são úteis para este teste.

Viscosidade: Use a visgage para testar a viscosidade e registrar os dados.

Teste de crack: Deposite algumas gotas da visage na placa quente e verifique se há água no óleo.

Teste de correção: Produza um patch e analise. Verifique se há metais ferrosos, usando um ímã, e registre a quantidade e o tamanho das partículas. Procure e registre a quantidade de outros contaminantes no adesivo. Salve a imagem em um banco de dados para tendências.

Relatório: Esta é provavelmente uma das partes mais importantes para manter o programa em execução. Relatar as descobertas e sucessos gerará muito interesse no programa. Mantenha os relatórios curtos e objetivos. Normalmente, apenas a primeira página de um relatório é lida, então tente mantê-la em uma página e cobrir seus sucessos. Descobri que enviar os relatórios para a gerência para processar ajuda a manter todos cientes do sucesso do programa.

Recomeçar
Pouco depois de fazer com que tudo funcionasse bem e adquirir experiência com o equipamento, fomos encerrados. Problemas de mercado causaram a paralisação, que durou 18 meses. Quando finalmente fomos vendidos, metade dos técnicos de manutenção não voltou. Em setembro de 2004, reiniciámos a fábrica; e até hoje, ainda estamos tentando restaurar nosso departamento de manutenção. Mais uma vez, tenho que começar a vender demais a importância da análise de óleo para a administração.


Figura 6. Porta-remendo, válvula bidirecional e seringa para fazer adesivos rápidos e confiáveis ​​

Encontrar a pessoa certa para o trabalho é a chave para o sucesso. Para fazê-lo funcionar em um ambiente enxuto, é necessário alguém que seja dedicado e tenha paixão pelo processo de análise de óleo. Atualmente, ainda estou procurando a pessoa certa para preencher esta posição - alguém que esteja disposto a assumir a propriedade do armazenamento de óleo, assumir a configuração da amostragem, testes e relatórios, bem como alguém que possa pensar fora da caixa.


Figura 7. Placa quente para testes de rachadura

Sobre o autor:
Dave Lander é o supervisor de manutenção mecânica da Clarion Boards Inc. em Lucinda, Pensilvânia. Dave é um residente vitalício de Lucinda, uma pequena cidade no oeste da Pensilvânia, localizada no coração da indústria de madeira serrada. Dave passou 22 anos trabalhando em serrarias, onde passou a acreditar que a serragem era um aditivo para o óleo. Os últimos 12 anos foram gastos na indústria de produtos de painel, fazendo painéis de fibra de média densidade na Clarion Boards. Ele tem uma certificação de Analista de Lubrificante de Máquina Nível II através do Conselho Internacional para Lubrificação de Maquinário e é um voluntário no comitê de redação de teste do ICML.

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