Monitoramento de Condição Proativo: Análise de Causa Raiz de Falha em Motor Elétrico de 450 HP

Equipes de confiabilidade frequentemente focam na tecnologia que detecta problemas e na economia de custos da prevenção de paradas não planejadas. Contudo, frequentemente paramos na superfície: corrigimos o defeito físico, mas perdemos a causa latente subjacente. Uma abordagem mais proativa — rastrear um problema detectado até sua causa raiz — gera benefícios mais profundos para toda a planta. O seguinte estudo de caso ilustra esta filosofia com um motor elétrico de 450 HP, 1.200 rpm, 4.160 volts (veja Foto 1).

Durante uma inspeção de vibração de rotina, um analista observou um aumento acentuado na vibração de <0,1 in/s para 0,25 in/s (Gráfico 1). Nenhuma outra mudança no trem de máquinas foi notada. Análise espectral do rolamento de saída do motor revelou um pico pronunciado a 7.200 rpm e outro a 71× a velocidade do motor (Gráfico 2).

Foto 1. O motor de 450 HP na planta Eastman Chemical.

A hipótese inicial foi uma falha elétrica, então a equipe de análise do motor realizou análises de corrente e potência (Gráfico 3), que retornaram resultados normais. Um espectro de vibração de alta resolução mais profundo foi então coletado, identificando um pico de 7.239 cpm que correspondia à frequência de passagem de esferas na pista externa (BPFO) do rolamento interno. Dada experiência prévia com esta aplicação, a decisão foi substituir o motor durante uma janela de manutenção programada próxima.

Gráfico 2. Espectro do rolamento de saída.

Gráfico 3. Leituras de análise de corrente.

Não Pare Aqui — Busque a Causa Raiz

Muitas equipes de confiabilidade param após corrigir o defeito identificado, reivindicando vitória de economia de custos. Para verdadeiramente maximizar o valor de dados de monitoramento de condição, devemos rastrear a falha até sua causa latente e aplicar o aprendizado por toda a planta.

A equipe de análise do motor seguiu o motor até uma oficina de reparos local para confirmar o problema do rolamento e descobrir a causa raiz. Na inspeção, o tubo de enchimento de graxa continha graxa Interlube Red Hi-Lo, enquanto a especificação da planta exigia Exxon Polyrex EM (Foto 2). Desmontagem revelou que a graxa havia endurecido, e análise adicional mostrou que o rolamento havia sido reconstruído anteriormente com graxa Chevron Black Pearl. As graxas incompatíveis causaram endurecimento e dano à pista externa.

Foto 2. Tubos de enchimento e descarga de graxa revelam incompatibilidade.

Adicionalmente, o motor empregava um rolamento de rolos esféricos em aplicação de correia, que não é ideal para cargas radiais. Decidiu-se substituí-lo por um rolamento de rolos cilíndricos para aumentar capacidade de carga.

Não Pare Aqui Também

Após corrigir a especificação do rolamento e da graxa, o próximo passo foi investigar como as graxas erradas entraram no sistema e se outros motores foram afetados. Perguntas surgiram: Como a graxa errada entrou neste rolamento? Outros motores estão usando graxas não especificadas? Por que a oficina de reparos desviou das especificações da planta?

Ações-chave tomadas baseadas na análise de causa raiz:

1. Comunicou achados ao Grupo de Serviços de Lubrificação para eliminar a graxa não especificada de todos os equipamentos da planta. A Interlube Red Hi-Lo foi removida de todos os inventários de lubrificação.
2. Realizou reunião conjunta com a oficina de reparos de motores para discutir o impacto de misturar graxas incompatíveis e definir expectativas futuras.
3. Desenvolveu nova especificação de reparo que inclui explicitamente a graxa correta, uma mudança da especificação anterior que omitia este detalhe.
4. Estabeleceu processo e equipe dedicados de avaliação de reparo de motores para monitorar e abordar falhas similares.

Este caso demonstra os benefícios tangíveis de avançar um programa de monitoramento de condição além de correções superficiais. Identificando proativamente causas latentes, podemos implementar soluções em toda a planta que aumentam a confiabilidade e reduzem risco.

Tom Whittemore Jr., Grupo de Tecnologias de Confiabilidade, Eastman Chemical Company – Operações Tennessee.