Como o monitoramento de condição aprimora um programa PdM

A falha do equipamento pode ser cara e potencialmente catastrófica. Tempo de inatividade não planejado de produção, prazos de contrato perdidos, substituições de maquinaria dispendiosas, bem como problemas de segurança, preocupações ambientais e violações regulatórias são consequências potenciais de um programa de manutenção que falha em prever e monitorar problemas de equipamento.

Instituir um programa de manutenção preditiva com recursos completos (PdM) usando monitoramento de condição (também conhecido como CM) pode ajudar a minimizar surpresas indesejáveis, gerando um retorno impressionante sobre o investimento. Registrar os dados de condição do equipamento em tempo real regularmente por meio de uma rotina de CM oferece às fábricas uma abordagem mais científica para gerenciar o desempenho do equipamento.

As fábricas não medem esforços para compreender os processos de produção. Faz sentido aplicar o mesmo rigor para entender os equipamentos essenciais para esses processos.

Normalmente, as fábricas que desenvolveram programas de PdM eficazes usando CM descobrem que os ativos monitorados raramente causam problemas não planejados ou tempo de inatividade. Essa liberdade de emergências permite que os departamentos de manutenção tratem de questões secundárias que podem melhorar ainda mais a condição geral dos ativos operacionais. A operação suave também melhora o moral dos técnicos de manutenção.

A implementação inicial do CM geralmente revela muitos problemas pequenos, ocultos e sutis. Recursos são necessários para resolver esses problemas e, a princípio, o orçamento de manutenção existente pode parecer inadequado para a tarefa. Mas assim que ocorre a estabilização inicial do problema, um programa de PdM logo começa a recuperar seus custos iniciais.

À medida que a equipe de manutenção obtém um conhecimento mais completo da condição de seus ativos produtivos, a taxa de aparecimento de novos problemas diminui ainda mais e o programa começa a pagar dividendos. O desembolso inicial necessário para comprar equipamento de coleta de dados e treinar pessoal geralmente vai mais do que se pagar depois de uma ou duas máquinas-chave "economizar".

Insira os OEMs

A coleta de dados rotineira permite que os técnicos identifiquem tendências e, assim, antecipem falhas iminentes da máquina. Com o aviso prévio, chega o tempo suficiente para o planejamento de ações corretivas.

Embora a maioria das organizações veja a necessidade de CM de rotina, muitas não têm os recursos internos para operar um programa de monitoramento de maneira econômica e eficiente.

Freqüentemente, os membros da equipe que coletam e analisam as informações do maquinário também são responsáveis ​​pelas operações do dia-a-dia e passam grande parte do tempo lidando com emergências. Executar rotas de coleta de dados para reunir informações para tendências de longo prazo é inevitavelmente uma prioridade mais baixa do que reparar uma peça com defeito que está atrasando a produção.

Em algumas fábricas, há apenas uma pessoa treinada em análise de vibração, o que claramente se torna um problema quando essa pessoa se aposenta ou é transferida para outra posição. Mesmo quando os especialistas permanecem a bordo, é cada vez mais difícil para eles se manterem atualizados sobre as habilidades necessárias para interpretar com precisão a quantidade de dados coletados.

Para resolver esses problemas, os principais OEMs estão preenchendo a lacuna de manutenção, oferecendo a seus clientes usuários finais serviços aprimorados de produtos e especialização operacional por meio de programas de CM. Os OEMs desenvolveram sua experiência monitorando e avaliando seus próprios equipamentos, compreendendo processos e sistemas concorrentes e firmando parcerias com fornecedores de hardware e software de monitoramento de condições.

Com programas de monitoramento, os OEMs fornecem aos grupos de manutenção da planta informações cruciais sobre a saúde de suas máquinas - desde a realização de análises de vibração e temperatura até a instrumentação completa do equipamento durante a fabricação, amostragem de óleo, termografia e coleta de rota mensal usando medição ultrassônica de fluxo.

Todos os equipamentos rotativos podem se beneficiar do monitoramento de rotina. As decisões sobre com que frequência e em que grau o monitoramento deve ocorrer dependem em grande parte da criticidade, custo e acessibilidade. Equipamentos críticos, caros e não poupados provavelmente exigiriam instrumentação completa para permitir monitoramento e proteção contínuos. A maioria dos outros equipamentos da fábrica pode ser adequadamente coberta por um programa de monitoramento de coleta de dados mensal.

Monitoramento ponta a ponta

A Flowserve Corp. está entre os OEMs que oferecem programas PdM e CM que ajudam os departamentos de manutenção a atingir os níveis de desempenho desejados. Com esses programas pró-ativos com recursos completos, a Flowserve traz sua experiência para dentro dos portões da fábrica, com foco em bombas, compressores, ventiladores, válvulas, caixas de engrenagens e outros equipamentos essenciais para a excelência operacional.

A oferta de CM da Flowserve - Monitoramento de Ponto de Dados de Condição (CDPM) - e seus programas de PdM são parte de seu programa maior de gerenciamento de equipamentos, denominado LifeCycle Advantage.

Os técnicos da Flowserve começam coletando e analisando dados sobre as condições do equipamento, normalmente fornecendo ao departamento de manutenção da planta relatórios completos e abrangentes dentro de três dias úteis de teste.

Os relatórios identificam problemas críticos, recomendam ações corretivas e rastreiam o status das recomendações. Os documentos de relatório incluem um relatório resumido que os departamentos de manutenção podem usar como base para reduzir o custo geral de propriedade do ativo.

Uma oferta complementar da Flowserve, o software de gerenciamento de equipamento Flowstar.net, permite que o pessoal da fábrica gerencie e atualize os dados do equipamento em tempo real pela Internet. Os dados disponíveis incluem a causa detalhada da falha e recomendações de manutenção para equipamentos específicos, que podem ser classificados e filtrados para fornecer mais informações sobre as maneiras de melhorar o desempenho da planta.

O software também permite que os usuários calculem os parâmetros de confiabilidade do equipamento, como velocidade específica de sucção, e facilita o compartilhamento de recursos e conhecimento para maximizar a eficiência e minimizar a carga de manutenção da planta.

Aplicando monitoramento de condição

Para atender às necessidades específicas de uma fábrica, os gerentes podem aplicar o programa Flowserve Condition Data Point Monitoring em um procedimento gradual. Essa abordagem dá aos usuários acesso ao nível específico de tecnologia apropriado para seus propósitos específicos.

Por exemplo, o módulo de coleta e análise de vibração da Flowserve monitora como uma peça de hardware responde a forças externas. Com esta tecnologia, problemas de rolamentos, cavitação, recirculação, desalinhamento, ressonância e desequilíbrio podem ser identificados. Enquanto os técnicos da Flowserve no local usam dispositivos portáteis para coletar dados de vibração do equipamento designado, os analistas externos procuram assinaturas de vibração que excedem os limites de alarme predefinidos e, em seguida, fazem recomendações para reduzir ou eliminar as causas.

Este tipo de análise de vibração foi usado para prever e prevenir falhas inesperadas em uma fábrica de produtos químicos no nordeste dos Estados Unidos, começando com uma verificação de vibração de rotina do trem de máquina de uma bomba de torre de resfriamento de dupla sucção.

Vibração incomum do motor da bomba foi descoberta. O espectro de vibração do mancal externo do motor indicou um pico de alta frequência em 56x a ​​velocidade de operação, bem como jogo excessivo. No momento da verificação, a condição interna do motor era desconhecida, mas o espectro apontava para a possibilidade de barras do rotor soltas ou rachadas.

Os resultados de uma leitura adicional focaram na porção de frequência mais baixa do espectro, que mostrou bandas laterais de frequência de passagem de pólo em torno dos harmônicos de velocidade de corrida. Isso forneceu mais evidências de um problema na barra do rotor.

A fábrica decidiu mudar para a bomba sobressalente e conseguiu desligar o equipamento de maneira ordenada. Posteriormente, uma desmontagem do motor revelou duas barras do rotor quebradas. Se o equipamento não tivesse sido monitorado e analisado corretamente, o motor poderia ter falhado catastroficamente - destruindo não apenas a si mesmo, mas também potencialmente danificando muitos dos equipamentos ao seu redor.

Tendências e análises de temperatura

Com o módulo de Análise e Tendências de Temperatura Crítica da Flowserve, os analistas podem detectar condições operacionais anormais em locais predeterminados em toda a planta.

Os técnicos, equipados com coletores de dados portáteis, podem rastrear temperaturas em rolamentos de motores e bombas, em equipamentos de processo e em hardware de vedação mecânica, incluindo descarga de vedação, têmpera e reservatórios de trocador de calor. Os dados coletados são baixados para o software de gerenciamento de ativos e analisados ​​quanto a não conformidades ou mudanças notáveis ​​nas condições operacionais.

Uma nova modalidade na detecção precoce de falhas de equipamentos é a tendência de temperatura dos rolamentos e planos de descarga do selo mecânico. Esse método ajudou a economizar maquinário em uma refinaria no meio-oeste. Um plano de descarga de vedação do Plano API 11 direciona o fluxo do bocal de descarga da bomba para a cavidade de vedação através de um orifício de restrição de fluxo.

A temperatura da linha de descarga a jusante do orifício e a temperatura de descarga eram medidas rotineiramente em uma base mensal. Quando operando normalmente, a temperatura em ambos os lados do orifício deve ser semelhante, indicando fluxo regular.

Após meses de leituras normais, houve um aumento no diferencial de temperatura através do orifício em uma bomba de serviço químico suspenso, indicando um orifício obstruído. Se a operação tivesse sido autorizada a continuar sob essas condições, isso teria causado falha na vedação e, em última análise, teria exigido a desmontagem do equipamento.

No entanto, devido ao programa de CDPM da Flowserve, o pessoal de manutenção foi capaz de limpar essa condição com uma ordem de serviço de baixo custo que envolvia quebrar a linha, limpar a restrição e remontar.

Compare essa correção com o custo de retirar a bomba e substituir a vedação e os rolamentos. A manutenção preditiva resultou em uma enorme economia para o operador, tanto no custo direto do reparo quanto no tempo de inatividade do equipamento. Saber quais tendências, junto com o monitoramento consistente da coleta de dados, permite a detecção e correção de desempenho anormal.

Inspeção completa por meio do monitoramento do ponto de gatilho

O módulo Trigger Point Monitoring da Flowserve identifica condições específicas que comprovadamente levam à falha prematura de componentes. Os técnicos da Flowserve examinam minuciosamente a planta, inspecionando as bombas e documentando itens como pressões críticas, taxas de fluxo de fluido de processo e vedação, níveis de reservatório e velocidade da bomba. Os dados coletados são baixados para o software de gerenciamento de ativos e analisados ​​quanto a não conformidades ou mudanças notáveis ​​nas condições operacionais.

Outra significativa “economia” de maquinário ocorreu em uma usina de energia no noroeste dos Estados Unidos. A cada ano, as bombas de água de alimentação da caldeira na planta recebem uma inspeção abrangente por um especialista em desempenho da bomba. Para obter leituras da vazão total em cada bomba, os técnicos usaram um medidor de vazão ultrassônico de canal duplo na linha de sucção. Eles então fizeram leituras de pressão e temperatura e compararam o desempenho do equipamento com o desempenho da curva de teste original.

Os resultados indicaram que, ao longo da vida da bomba, o desempenho diminuiu 13% em relação à curva de desempenho original de fábrica. As leituras de vibração feitas nos locais dos mancais mostraram vibração excessiva tanto na bomba quanto na extremidade interna da turbina.

A causa provável desta alta vibração foi o desequilíbrio, determinado a partir do espectro de vibração e da forma de onda do tempo. Por meio dessa análise, a planta foi capaz de planejar a manutenção antes que o desempenho diminuísse ainda mais, resultando em desligamento de emergência e perda de receita.

Atuando como um complemento do Módulo de Monitoramento do Ponto de Acionamento, mais insights sobre o desempenho do maquinário podem ser obtidos por meio do módulo de Análise de Óleo Lubrificante da Flowserve. Os gerentes de manutenção podem utilizar o módulo de análise de óleo lubrificante da Flowserve para descobrir lubrificação anormal e condições de máquina que podem existir em uma planta.

As amostras de lubrificantes são submetidas a uma bateria de testes, incluindo análise espectroscópica, contagem de partículas de desgaste, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, medições de viscosidade, teste de água Karl Fischer e, se a contagem de partículas estiver fora das especificações, ferrografia analítica.

O retorno do investimento

Como as plantas podem medir melhor o sucesso de um programa de monitoramento de condições de rotina? Um dos métodos mais fáceis é rastrear o custo médio por ordem de serviço no equipamento rotativo.

Os programas de CM são projetados para detectar falhas potenciais antes que se tornem catastróficas. Claramente, usar a manutenção preditiva para evitar falhas custará menos do que manter o equipamento depois de ter sido seriamente danificado ou comprometer a segurança ou os padrões de regulamentação. Com o CM, deve haver menos ordens de serviço de emergência e as atividades de manutenção podem ser melhor planejadas.

Cada máquina “salva” que foi um resultado direto do programa CM pode ser registrada por um engenheiro de confiabilidade da fábrica, que atribui um valor monetário ou outro valor. O valor é geralmente determinado estimando o custo de manutenção (teve o equipamento operado até uma falha catastrófica) e subtraindo o custo do reparo. Se a “economia” evitou perdas devido ao tempo de inatividade ou produção reduzida ou evitou uma questão de segurança ou ambiental, essas economias adicionais e significativas também devem ser calculadas.

Usando as médias da indústria para comparar a economia de manutenção com o custo de um programa de monitoramento, as fábricas podem esperar retorno em apenas um mês. Esses retornos rápidos podem ser usados ​​como evidência de apoio ao abordar a alta administração sobre a incorporação de MC e um programa de manutenção preditiva no orçamento. OEMs ou parceiros da indústria podem fornecer esse tipo de dados de suporte.

Aplicar o rigor do monitoramento de condição em um programa de manutenção preditiva oferece uma ampla gama de benefícios, e as plantas que empregam esse programa podem alcançar excelentes resultados a longo prazo. Combinar CM e manutenção preditiva com o uso de gerenciamento de ativos, gerenciamento de outros equipamentos e aplicativos e serviços de aquisição pode fornecer um ROI extremamente positivo.

Para obter mais informações, entre em contato com a Flowserve em 972-443-6500 ou visite www.flowserve.com