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1 ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS: ANÁLISE DE CUSTOS versus BENEFÍCIOS Jurandyr de Souza Cunha Filho CEFET/RJ Mauricio Saldanha Motta CEFET/RJ Trabalho apresentado no XXI Congresso Nacional de Ensaios Não Destrutivos, Salvador, agosto, As informações e opiniões contidas neste trabalho são de exclusiva responsabilidade do (s) autor(es). 1

2 SINOPSE Para um melhor entendimento da aplicação dos ensaios não destrutivos (END), seus custos e vantagens, foi realizada análise em dois ramos industriais distintos. O primeiro as industriais de fabricação de filtros industriais, que é um ramo industrial de concorrência acirrada onde o preço é fator determinante para as vendas, porém não podendo abrir mão da qualidade como diferencial para satisfação dos clientes e retorno de novos pedidos de compra. A segunda análise foi realizada na indústria aeronáutica, mais precisamente na manutenção das rodas da aeronave MC Donnell Douglas DC-10, neste mercado o fator segurança é o primeiro objetivo a ser alcançado pela empresa para se manter em igualdade de competitividade com as concorrentes. As conclusões obtidas foram que os END pouco influenciam no preço final e as vantagens e os lucros intangíveis trazidos com sua aplicação proporcionam às empresas competitividade e consolidação no mercado. 1. INTRODUÇÃO As industrias fabricantes de produtos e as firmas prestadoras de serviços, no atual contexto mundial, estão se estruturando para atingir um nível ideal de qualidade. A busca da perfeição é algo que para ser alcançado deve ser antecedido de uma mudança estrutural na empresa e, também, deve contar com o esforço de todos os funcionários. O objetivo do nível de qualidade a ser alcançado deve ser fixado a nível de gerência e de direção, pois a qualidade do produto abaixo do ótimo tira a competitividade da empresa e, acima deste, pode encarecer demais o preço final de venda, o que também tira sua competitividade. É importante salientar, que a utilização dos ensaios não destrutivos ( END ) não melhorarão a qualidade do produto sem que outras medidas sejam tomadas em conjunto. A busca da qualidade é uma tarefa em que todos os funcionários e até mesmo possíveis firmas terceirizadas, ligadas aos produtos e serviços oferecidos pela empresa, devem se engajar num esforço comum. Os END são destinados a manter o nível da qualidade determinada pela tomada de decisão, e fará com que a empresa produza produtos, ou ofereça serviços, de ótima ou péssima qualidade, em função do nível da qualidade estipulado.[1],[2]. Analisa-se duas áreas distintas do setor produtivo, metal-mecânica e aeronáutica, quanto ao custo direto do ensaios não destrutivos sobre produtos. Como resultado tem-se um percentual uniforme para as duas áreas, indicando uma participação pequena do custo de inspeção sobre o valor final do produto. 2. ANÁLISE DE CUSTO DOS END 2.1. Setor Metal-Mecânico 2

3 Para um melhor entendimento da aplicação dos métodos END, serão feitas análises de sua aplicação em alguns setores da industria. O primeiro setor, a ser analisado, é o setor das empresas fabricantes de filtros. Essas firmas convivem com uma concorrência acirrada entre si, necessitando alcançar um baixo custo de produção, aliado a um ótimo nível de qualidade. Para fabricação de filtros, como por exemplo, do tipo cesto e Y, são utilizados como matéria-prima para diâmetros pequenos, barras redondas, tubos e forjados, já, para fabricação de diâmetros maiores são utilizados chapas, fundidos e também forjados. Em virtude, dessas empresas trabalharem com uma diversidade de materiais e com tantas possíveis descontinuidades, é necessário definir seus critérios de aceitação/rejeição e aplicá-los o quanto antes. Analisando os ensaios não destrutivos aplicados em um filtro tipo cesto, figura 1, com diâmetro nominal 12, conexão flangeada, classe de pressão 300 lbf/po1². Verifica-se que o corpo, a tampa e o fundo são obtidos a partir de chapa (ASTM A 316 Gr 60), os flanges são obtidos por forjamento (ASTM A 105) e o principal processo de fabricação é por soldagem ( arco elétrico). Portanto, os ensaios não destrutivos, raios X e ultra-som, são aplicados, de acordo com o código ASME, seção VIII, a fim de garantir que o filtro opere dentro das condições especificadas, sem que ocorra problemas de vazamento nas juntas soldadas. Figura 1. Exemplo de Filtro Cesto Como esses ensaios exigem mão de obra especializada e investimentos em equipamentos, normalmente, os fabricantes de filtros contratam firmas especializadas nestes tipos de ensaios. 3

4 Uma empresa terceirizada para realizar os ensaios de raio-x e ultra-som, cobra por diária, incluindo os materiais necessários, como os filmes, cerca de R$ 800,00. Em um dia de trabalho é possível realizar, a inspeção de três filtros. Portanto o custo de inspeção por filtro é de aproximadamente R$ 277,00. O preço de venda de um filtro desse tipo, já incluso as despesas decorrentes da inspeção, está em torno de R$ ,00. Analisando o custo da inspeção, em relação a esse preço, verifica-se que ele representa aproximadamente 2% do preço de venda do equipamento. Daí se conclui que, os gastos decorrentes da aplicação dos ensaios não destrutivos pouco oneram o preço final de venda e, mais do que isso, a confiabilidade dos clientes e, a boa reputação da empresa no mercado permanece inalterada, mantendo-se assim, competitiva e sempre em condições de crescer, mesmo num mercado globalizado e de concorrência tão acirrada Setor da Indústria Aeronáutica O segundo setor industrial, a ser analisado, é o das empresas de transportes aéreos. Essas empresas, também, têm uma concorrência acirrada entre si e procuram oferecer os melhores serviços para manterem seus clientes. Além dos serviços oferecidos, essas empresas são abnegadas na questão de segurança, pois qualquer falha ou acidente em operação pode, além das despesas decorrentes de reparos, atrasos de vôo e indenizações, perder uma grande fatia do mercado. Em face da complexidade em manter todo o avião em condições de realizar vôos com índice de falhas zero, os ensaios não destrutivos são largamente utilizados na indústria aeronáutica. Existem diversos métodos de inspeção que são aplicados em função do tipo de material inspecionado, dos esforços gerados sobre ele e dos tipos de descontinuidades passíveis de serem detectadas pelo método. Em razão da complexidade de uma aeronave, será feito, neste estudo, uma análise da utilização do END especificamente sobre suas rodas. Como, também, existem diversos modelos de aeronaves, o estudo dos END aplicados às rodas será feito em relação ao modelo Mc Donnell Douglas DC-10. Esta aeronave é constituída de dez rodas principais, que suportam todo seu peso no início do pouso e no momento de maior velocidade de decolagem. A roda, figura 2, é dividida nos seguintes componentes: pneu, semi-cubo externo, semicubo-interno, defletoras, rolamentos externo e interno, parafusos e conjunto de freio. 4

5 Figura 2. Vista da roda, sem os pneus Realizam-se inspeções parciais e gerais nas rodas. As inspeções parciais são feitas toda vez que o pneu é trocado ( intervalos de 1 a 2 meses), as inspeções gerais são feitas quando a roda completar a quinta inspeção parcial ou quando ocorre aquecimento das rodas, isto é, ocorrência da fusão dos fusíveis de temperatura que ficam instalados nos semi-cubos. Na ocorrência de fusão dos fusíveis o pneu esvazia.[3] Na tabela 1 são apresentados os componentes da roda do DC-10 com respectivos preços e ciclo de vida. Tabela 1.Componentes, preços e ciclo de vida da roda do DC-10 Componentes Preço ( US$ ) Ciclo de vida Pneu 1.000, pousos Semi-cubo externo 6.300,00 15 anos Semi-cubo interno ,00 15 anos Defletora ( 7 unid. ) 46,68 5 anos Rolamento externo 90,00 3 anos Rolamento interno 190,00 3 anos Parafuso ( 16 unid. ) 21,00 2 a 3 anos Conjunto de freio , pousos TOTAL ,68 Obs.: Após 300 pousos, o conjunto de freio é submetido à manutenção onde se realiza a inspeção e substituição de materiais consumíveis ( pastilhas, rebites, etc. ) Não se pode definir a vida útil total de um conjunto de freio, pois isso dependerá de fatores que podem variar com a utilização, porém uma carcaça de freio tem uma vida útil média de 10 anos. 5

6 Na tabela 2 são apresentados os equipamentos utilizados na inspeção e seu preço de aquisição Tabela 2 Equipamentos de inspeção e preço de aquisição Equipamento Preço de aquisição ( US$ ) Eddy-current 8.000,00 Ultra-som ,00 Partículas magnéticas 4.000,00 Líquido penetrante fluorescente removível pós emulsificação Produtos: Penetrante 50,00 ( galão ) Emulsificador 60,00 ( galão ) Total ,00 Obs.: O investimento para aplicação de ensaio por líquido penetrante não necessita de aquisição de equipamentos, mas de instalações adequadas para limpeza e imersão da peça, além de luz apropriada para visualização de descontinuidades. Na inspeção parcial não é feita inspeção com líquido penetrante. Na tabela 3 são apresentados os componentes da roda, os métodos de ensaios não destrutivos aplicados e o tempo gasto pelo inspetor para realização da inspeção. Tabela 3. Tempos de inspeção por componente da roda do DC-10 Componente Visual Eddycurrrent Ultra-som Líquido Penetrante Semi-cubo externo 3 min. 2 min. - 2 horas Semi-cubo interno 4 min. 3 min. - 2 horas Defletora 2 min Rolamento ( ext. e int.) 6 min Parafusos ( 16 unid. ) 16 min. - 8 min. - Conj. de freio Carcaça 5 min horas Na tabela 4 são apresentados os salários dos funcionários envolvidos na inspeção das rodas Tabela 4 Salário mensal dos funcionários da oficina de inspeção de roda Cargo Salário mensal ( R$ ) Custos sociais (FGTS + INSS + etc) Custo total da mão-de-obra Custo total da mão-de-obra ( US$ ) ( R$ ) Mecânico 980,00 x 1,8 = 1.764,00 741,18 Inspetor 1.400,00 x 1,8 = 2.520, ,82 Gerente 4.500,00 x 1,8 = 8.100, ,36 Obs.: Adotada a cotação do Dolar comercial do dia 14/12/2001, 1US$ = R$ 2,38 6

7 2.2.1Análise do custo da inspeção por roda do DC-10 De acordo com a tabela 4, calcula-se o custo total da mão-de-obra por roda como: Inspeção parcial: US$ 4,92 + US$ 134,72 + US$7,56 = US$ 147,20 Inspeção geral : US$ 41,36 + US$ 168,40 + US$7,56 = US$ 217,32 De acordo com a tabela 2, o investimento em equipamentos para realização dos métodos de inspeção foi de US$ ,00. Esses equipamentos têm uma vida útil superior a 15 anos. Para efeitos de estudo será considerado uma vida útil máxima de 15 anos. Portanto, temos: Custo do investimento dos equipamentos por ano: US$ ,00 15 anos = US$ 1.474,00/ano Custo do investimento dos equipamentos por mês: US$ 1.474,00 12 meses = US$ 122,83/mês Custo do investimento dos equipamentos por roda: US$ 1.474, rodas = US$ 0,27/roda Perfazendo, desta forma o custo total da inspeção por roda: Parcial: US$ 147,20 + US$ 0,27 = US$ 147,47 Geral: US$ 217,32 + US$ 0,27 = US$ 217,59 As inspeções das rodas ocorrem em intervalos de 1 a 2 meses. Para efeito de estudo, será considerado um valor médio de inspeções, ou seja, uma inspeção a cada 1 mês e meio, como também, será considerando que no dia primeiro de janeiro ocorra uma inspeção geral, seguida de 4 parciais, mais uma geral e mais três parciais. Ocorrerá, portanto, no período de um ano, 2 inspeções gerais e 7 parciais. Portanto, o custo total das inspeções anuais será: 2 x US$ 217,59 mais 7 x US$ 147,47, tendo-se um custo total de US$ 1.467,47 Comparando-se do custo anual de inspeção em relação a uma roda nova do DC-10 verifica-se, acordo com a tabela1, o preço de uma roda nova é US$ ,68 e o seu custo anual da inspeção é US$ 1.467,47. Portanto, o custo da inspeção em relação a uma roda nova é de 2,81% Comparando-se, agora, o custo de inspeção em relação a uma roda com 10 anos de utilização, que tenha realizado uma média de 10 pousos semanais, terá feito nesse período 5200 pousos e assim, nesta roda, terá ocorrido a troca de: 35 pneus ( 9 novos e 26 recauchutados ), 7

8 2 defletoras, 4 conjuntos de rolamentos e 5 conjuntos de parafusos Terá ocorrido, também, a troca de pastilhas e rebites do conjunto de freio, os quais são de valor pequeno em relação ao custo de manutenção da roda. O custo total de uma roda, com troca de componentes, após 10 anos de utilização pode ser analisado pela tabela 5. Tabela 5 Custo total da roda do DC-10 após 10 anos de utilização Componente Custo das reposições ( US$ ) Custo total da roda ( US$ ) Pneu 9 x 1.000, x 300,00 = , ,00 = , ,00 Semi-cubo externo 0, ,00 + 0,00 = 6.300,00 Semi-cubo interno 0, ,00 + 0,00 = ,00 Defletora 2 x 46,68 = 93,36 93, ,68 = 140,04 Rolamento externo 4 x 90,00 = 360,00 360, ,00 = 450,00 Rolamento interno 4 x 190,00 = 720,00 720, ,00 = 910,00 Parafuso 5 x 21,00 = 105,00 105, ,00 = 126,00 Conjunto do freio 0, ,00 + 0,00 = ,00 Total , ,04 O custo da inspeção das rodas, em 10 anos de operação é: 10 x US$ 1.467,47 = ,70. Portanto, em 10 anos de operação, o custo das inspeções realizadas em relação aos gastos decorrentes de manutenção da roda, que foi utilizada com garantia total de segurança será de 2,1 %. 3. CONCLUSÕES A realização dos ensaios não destrutivos requer mão-de-obra qualificada e equipamentos desenvolvidos especificamente para cada tipo de ensaio. Com isso, o custo do homemhora, se comparado com a maioria de outros profissionais da industria, é alto, como também, é vultoso o investimento para aquisição dos equipamentos de inspeção. A solução de contratação de firmas especializadas prestadoras de serviços de inspeção, conforme observado no estudo referente aos custos de fabricação e inspeção do filtro cesto, apresenta-se atrativa, evitando a necessidade de grandes investimentos na aquisição de equipamentos e o aumento da folha de pagamento com uma mão-de-obra especializada. 8

9 A manutenção na industria aeronáutica apresenta-se bastante complexa, com a utilização de vários métodos de ensaios não destrutivos e mão de obra especializada, requerendo, portanto, responsabilidade, organização e planejamento. Verifica-se que para os dois casos estudados, o custo da inspeção ficou em torno de 2 % do valor final dos produtos. Indicando um baixo comprometimento dos ensaios não destrutivos nos custos de fabricação, bem como sinalizando margem para maiores investimentos em END. Deve-se observar que os lucros intangíveis, como satisfação do cliente, baixa manutenção, bom funcionamento dos produtos com sua melhoria da qualidade não foram considerados nos cálculos, mas que certamente retornará em forma da expansão e consolidação da empresa no mercado. 4. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem à ASCA Equipamentos Industriais e VARIG, Gerência Geral de Manutenção e Gerência da Oficina de Manutenção de Rodas de Aeronaves, pelo o acesso aos dados deste trabalho 4. BIBLIOGRAFIA: (1) Leite, P.G. de Paula Curso de Ensaios Não Destrutivos de Metais Associação Brasileira de Metais 1966 (2) Wenk, Samuel A. a Mc. Master, Robert C. Choosing NDT: Applications, Costs and Benefits of Nondestructive Testing in Your Quality Assurance Program Paul Mc.Intire, Editor ASNT USA (3) 777 Wheel & Carbon Brake Maintenance Training Goodrich Corporation USA