Análise dos Modos de Falha e seus Efeitos (FMEA)

Transcrição

1 GERENCIA DA MANUTENÇÃO Análise dos Modos de Falha e seus Efeitos (FMEA) Professor: Emerson Rigoni, Dr. rigoni@utfpr.edu.br

2 Métodos de Avaliação Exercício de fixação: Entrega 23/04/2018 Equipes 2 Pessoas

3 Análise das Causas Raízes das Falhas Root Cause Analysis (RCA) Metodologia para analisar, de modo lógico e PDCA FMEA FMECA Status Report estruturado: Os mecanismos da falha MASP Brainstorm RBD Ishikawa RCA FRACAS Pareto FTA Porquês Matriz GUT 5W2H Identificar as causas raízes da falha Definir ações corretivas/mitigadoras Aplicação: Processos Produtivos Manutenção Análise de Risco FMEA: Failure Mode and Effect Analysis FMECA: Failure Modes, Effects and Criticality Analysis FRACAS: Failure Reporting, Analysis and Corrective Action System FTA: Fault Tree Analysis RBD: Reliability Block Diagram Segurança de Processos Etc...

4 Formulário para Documentação da FMECA

5 Formulário para Documentação da FMECA

6 FMEA/FMECA Nível da Análise Nível Hierárquico Muito Profundo x Nível Hierárquico Muito Superficial Estratificação do Sistema Exemplo Planta: Subestação Sistema: Disjuntor Subsistemas: Câmaras de Extinção Capacitores de Equalização Resistores de Pré-Inserção Cárter Coluna de Isolação / Suporte Unidade de Acionamento Unidade de Comando

7 FMEA/FMECA Nível da Análise Exemplo: Planta (Subestação) Sistema (Disjuntor) Subsistema (Câmara de Extinção) Componentes (Contato Fixo) Itens (...) Estratificação do Sistema DJ1 Disjuntor FA4 DJ11 Capacitor de Equalização DJ12 Resistor de Pré-Inserção DJ13 Cárter DJ14 Câmara de Extinção DJ15 Coluna de Isolação DJ16 Unidade de Acionamento DJ17 Painel de Comando DJ141 Isolador DJ142 Contato Fixo DJ143 Contato Móvel Nível de Análise DJ1421 Cesto de alumina ativada DJ1422 Suporte do contato fixo DJ1423 Pinças do contato fixo DJ1424 Contato fixo de arco Menor Nível de Mantenabilidade

8 FMEA/FMECA Função Aquilo que se deseja que o equipamento/sistema/subsistema faça dentro de um padrão de desempenho especificado. Considerações Normatizadas e Bibliográficas: SAE JA1011/1999 (Pg. 04 item 3.13) e SAE JA1012/2002 (Pg. 06 item 3.13) Aquilo que o proprietário ou usuário do ativo físico ou sistema deseja que o mesmo faça. Moubray, 2001 (Pg. 22 item 2.1) A descrição da função deve consistir de um verbo, um objeto e um padrão desejado de desempenho.

9 FMEA/FMECA Função Função Primária Razão de existência do sistema Objetivo principal do sistema Função Secundária Acrescenta objetivos ao sistema Categorias: Integridade Ambiental: Regulamentos, leis, etc... Environment (Meio Ambiente) Segurança para os operadores e terceiros Safety (Segurança) Integridade estrutural: Suportar outros subsistemas Control (Controle) Controle: Regulação do desempenho Contenção Appearance (Aparência) Conforto Protection (Proteção) Aparência Proteção Economy (Economia) Economia / Eficiência Superfluous (Supérfluo) Funções supérfluas / desnecessárias Funções Secundárias

10 FMEA/FMECA Função Exemplo: Câmara de Extinção (Disjuntor SF 6 ) Conter o SF 6, em uma faixa de pressão de 5,5 a 7 bar. Anel de Vedação O-Ring (Disjuntor SF 6 ) Manter o SF 6 dentro dos níveis de pureza especificados pela IEC Pressão do SF 6 Função Falha Funcional

11 FMEA/FMECA Falha Funcional Estado que caracteriza a incapacidade de um equipamento/sistema/subsistema executar uma função específica dentro dos padrões desejados de desempenho. Moubray, 2001 (Pg. 47 item 3.2) Incapacidade de um ativo cumprir com a sua função com um padrão de desempenho aceitável pelo usuário. Categorias de Falha Funcional: Evidente: Detectável pelo operador durante sua atividade normal. Oculta: Não é detectável pelo operador durante sua atividade normal. Múltipla: Combinação = Falha Oculta + Segunda Falha ou Evento que a torne evidente.

12 FMEA/FMECA Falha Funcional Conceitos Correlatos Falha Potencial Condição identificável e mensurável que indica uma Falha Funcional pendente ou em processo de ocorrência. Defeito Desvio, das características especificadas para um sistema, o qual é detectável e não causa perda total da função requerida.

13 FMEA/FMECA Falha Funcional Exemplo Isolador de Porcelana da Câmara de Extinção Disjuntor SF 6 Função: Conter o SF 6, em uma faixa de pressão de 5,5 a 7 bar Falha Funcional: Não consegue conter o SF 6 Vazamento Faixa de pressão fora do limite aceitável (5,5 a 7 bar)

14 FMEA/FMECA Falha Funcional Quem define? Consenso entre Usuários (Operadores) e Manutentores Definição clara do Padrão de Desempenho Falha Potencial Falha Funcional Tempo

15 FMEA/FMECA Modo de Falha Modo, Maneira com que o sistema/componente deixa de executar a sua função ou desobedece às especificações Evento ou fenômeno físico que provoca a transição do estado normal para o estado anormal SAE JA1011 (item 3.12) e SAE JA1012 (itens 3.12 e 8). Durante o preenchimento da planilha de FMECA a pergunta que se responde para o modo de falha é O quê causou a Falha Funcional? (SAE JA1012, Pg Moubray, 2001 Pg. 53). Normalmente associado a componentes do sistema

16 FMEA/FMECA Modo de Falha SAE JA1011/1999 (Pg. 06 item 5.3.5) e SAE JA1012/2002 (Pg. 18 item 8.5) Incluir: Deterioração Erros de Projeto Falha Humana SAE J1739/2002 (Pg. 31 item ) Exemplos de Modo de Falha: Empenado Torto Quebrado Curto-circuitado Colado Aterrado Gasto Sujo Deve ser ignorado a existência de redundâncias que possam reduzir suas consequências. Listar todos os modos de falha razoáveis Que já aconteceram ou não. Não combinar modos de falha. Descrever o modo de falha com um nível de detalhamento suficiente para selecionar uma tarefa de manutenção: Causalidade, Probabilidade, Consequência, Contexto Operacional, etc...

17 FMEA/FMECA Modo de Falha Exemplo Isolador de Porcelana da Câmara de Extinção Disjuntor SF 6 Função: Conter o SF6, em uma faixa de pressão de 5,5 a 7 bar. Falha Funcional: Não consegue conter o SF 6 Modo de Falha: Trincas na porcelana Porosidade da porcelana Baixa aderência da cimentação entre os flanges e a porcelana Trincas na cimentação entre os flanges e a porcelana Porosidades na cimentação entre os flanges e a porcelana Boa Prática: Identificar a que componente o Modo de Falha (MF) se refere Componente: MF

18 FMEA/FMECA Causas do Modo de Falha Causas descrevem por que o modo de falha do sistema/componente ocorreu, resultando na falha funcional. Durante o preenchimento da planilha de FMECA a pergunta que se responde para as causas do modo de falha é Por que o Modo de Falha ocorreu?. Considerações Normatizadas: SAE J1739/2002 (Pg. 33 item ) É um indicativo de fragilidade de projeto ou de processo que resulta no modo de falha. Ferramentas RCA

19 FMEA/FMECA Causas do Modo de Falha Exemplo Isolador de Porcelana da Câmara de Extinção Disjuntor SF 6 Função: Conter o SF 6, em uma faixa de pressão de 5,5 a 7 bar. Falha Funcional: Não consegue conter o SF 6 Modo de Falha: Trincas na porcelana Causas do Modo de Falha: Manuseio inadequado na montagem Defeito da fabricação Torque inadequado nos parafusos do flange

20 FMEA/FMECA Efeito do Modo de Falha São os resultados para o sistema / subsistemas decorrentes da presença de um modo de falha. Enquanto o modo de falha ocorre internamente, nos componentes e subsistemas, o efeito ocorre como uma degradação do sistema e seus subsistemas, sendo perceptível externamente. Durante o preenchimento da planilha de FMECA a pergunta que se responde para o efeito do modo de falha é O que acontece (item/ativo/sistema) quando um modo de falha se apresenta?. Local Sistema Planta

21 FMEA/FMECA Efeito do Modo de Falha Exemplo Hexafluoreto de Enxofre SF 6 Disjuntor SF 6 Função: Isolar os contatos do disjuntor durante a abertura Falha Funcional: Baixa rigidez dielétrica entre os contatos do disjuntor Modo de Falha: Baixa Pressão do SF 6 Efeitos do Modo de Falha: Local: Abertura de arco elétrico entre partes condutoras Sistema: Explosão do disjuntor Planta: Impossibilidade de operação do disjuntor/subestação

22 MF: Baixa Pressão do SF 6 Efeito: Arco Elétrico Subestação de 500 kv em Linha de 150 km localizada em Eldorado próximo de Boulder City, Nevada. Interruptor Seccionador Trifásico de Abertura Central com 2 câmaras de sopro de gás SF 6 em série Gas Puffer" abrindo Reator de Compensação. Observar: Arco na câmara não defeituosa. O arco atingiu 30m de altura em relação a terra com baixa corrente (aproximadamente 100A). Após curto Fase-Fase outro disjuntor da subestação (isolado a Óleo) abriu. Falha: Perda de pressão do SF 6 na câmara da chave.

23 FMEA/FMECA Análise da Criticidade Matriz de Risco MIL-STD-882D Standard Practice for System Safety Matriz de Criticidade ou Matriz de Risco: medida relativa das consequências de um modo de falha. Aceitabilidade do Risco Definida pelos Gestores RIGONI, Emerson, METODOLOGIA PARA IMPLANTAÇÃO DA MANUTENÇÃO CENTRADA NA CONFIABILIDADE: uma abordagem fundamentada em Sistemas Baseados em Conhecimento e Lógica Fuzzy. Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa Catarina, como requisito parcial para obtenção do título de Doutor em Engenharia, Florianópolis, 2009.

24 FMEA/FMECA Análise da Criticidade NPR (Número de Prioridade de Risco) O NPR (Número de Prioridade de Risco) pode ser utilizado para comparar a criticidade de diferentes modos de falha e assim priorizar as ações corretivas para os casos mais críticos. É o produto dos índices de Severidade (S), Ocorrência (O) e Detecção (D): NPR = Severidade x Ocorrência x Detecção

25 FMEA/FMECA Análise da Criticidade FMEA Severidade (S) Avaliação SAE J1739 / 2002 Refere-se à gravidade ou o quão severo são os efeitos do modo de falha. Considerações Normatizadas: SAE J1739/2002 (Pg. 32 item ) Índice associado ao mais alto grau de seriedade/gravidade dos efeitos do modo de falha.

26 FMEA/FMECA Análise da Criticidade FMEA Ocorrência (O) Avaliação SAE J1739 / 2002 Avalia as chances (probabilidade) da falha funcional ocorrer Refere-se à frequência com que havendo a cadeia causal (causas modo de falha) tem-se os efeitos indesejados. Considerações Normatizadas e Bibliográficas: SAE J1739/2002 (Pg. 33 item ) Probabilidade de que a causa da falha ocorra em um determinado período de tempo.

27 FMEA/FMECA Análise da Criticidade FMEA Detecção (D) Probabilidade das características de projeto e/ou os procedimentos de verificação (Controles Atuais) detectarem as causas do modo de falha a tempo de prevenir uma falha funcional. Controles Atuais: São as medidas preventivas e de detecção que já tenham sido tomadas e/ou são regularmente utilizadas para evitar a ocorrência das causas do modo de falha. Exemplo: Procedimento de Manutenção, Testes de Comissionamento, etc... Considerações Normatizadas: SAE J1739/2002 (Pg. 35 item ) É um índice associado ao melhor mecanismo de detecção disponível na máquina/processo.

28 FMEA/FMECA Análise da Criticidade FMEA Detecção (D) Avaliação SAE J1739 / 2002

29 FMEA/FMECA Planilha Exemplo

30 FMECA Ações Preventivas e/ou Melhoria

31 FMEA/FMECA Exercício Exercício Desenvolvimento da FMEA/FMECA para um Sistema

32 FINAL PARTE 1 - DÚVIDAS E SUGESTÕES OBRIGADO PELA ATENÇÃO