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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO ESPÍRITO SANTO
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA FERROVIÁRIA
CONRADO HERINGER DITTMAR
APLICAÇÃO DA TERMOGRAFIA NA MANUTENÇÃO
PREDITIVA DE LOCOMOTIVAS
CARIACICA2009
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CONRADO HERINGER DITTMAR
APLICAÇÃO DA TERMOGRAFIA NA MANUTENÇÃO
PREDITIVA DE LOCOMOTIVAS
Monografia apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Engenharia Ferroviária doCentro Federal de Educação Tecnológica doEspírito Santo, como requisito paraobtenção do título em Especialista emEngenharia Ferroviária.
Orientador: Adnilson Gomes dos Santos
CARIACICA
2009
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Dados Internacionais de CatalogaçãoDados Internacionais de CatalogaçãoDados Internacionais de CatalogaçãoDados Internacionais de Catalogação----nananana----publicação (CIP)publicação (CIP)publicação (CIP)publicação (CIP)
(elaborada por Maristela Almeida Mercandeli Rodrigues)
Dittmar, Conrado Heringer, 1981-
D617a Aplicação da termografia na manutenção preditiva de
locomotivas. Conrado Heringer Dittmar. - 2009.
57 f.; Il.; 30 cm
Orientador: Adnilson Gomes dos Santos
Monografia apresentada ao Programa de Pós-Graduação do
Centro Federal de Educação Tecnológica do Espírito Santo como
requisito parcial para obtenção do título de Especialista emEngenharia Ferroviária.
1. Termografia. 2. Manutenção Preditiva. 3. Locomotiva. 4.
Estrada de Ferro Vitória Minas. I. Santos, Adnilson Gomes dos.
II. Centro Federal de Educação Tecnológica do Espírito Santo.
III. Título.
CDD: 625.76
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CONRADO HERINGER DITTMAR
APLICAÇÃO DA TERMOGRAFIA NA MANUTENÇÃO
PREDITIVA DE LOCOMOTIVAS
Monografia apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Engenharia Ferroviária do
Centro Federal de Educação Tecnológica do Espírito Santo, como requisito para
obtenção do título em Especialista em Engenharia Ferroviária.
Aprovado em março de 2009.
COMISSÃO EXAMINADORA
___________________________________ Adnilson Gomes dos Santos
___________________________________
___________________________________
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DECLARAÇÃO DO AUTOR
Declaro, para fins de pesquisa acadêmica, didática e técnico-científica, que o
presente Trabalho de Conclusão de Curso pode ser parcial ou totalmente utilizado,
desde que se faça referência à fonte e ao autor.
Cariacica, 9 de março de 2009.
Conrado Heringer Dittmar
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Aos senhores José Lusne, Douglas Nunes,
Alcebíades Santana e Henrique Cortez,
por acreditarem e fazerem parte deste trabalho.
Aos pais e irmã, minha base forte.
Aos amigos, meu porto seguro.
A Deus, razão de tudo.
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"Disse um velho filósofo que se
anotarmos exatamente aquilo que
sucede na nossa vida nos
tornaremos, sem darmos por isso,
filósofos."
Sören Kierkegaard
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RESUMO
Tem por objetivo angariar informações sobre a técnica preditiva da termografia e
estudar a sua aplicação na manutenção de locomotivas dentro da empresa Vale. O
estudo tem como base a Oficina de Locomotivas de Tubarão, em Vitória – ES.
Porém, os resultados obtidos podem ser extrapolados para outras ferrovias do
Grupo. O estudo é apresentado em três etapas: a primeira etapa consiste em
atividades preliminares como revisão bibliográfica a respeito dos conceitos básicos
de manutenção; a segunda etapa explora a teoria da técnica de termografia; a
terceira etapa sugere a aplicação da técnica dentro da Oficina de Locomotivas da
ferrovia Vitória à Minas da Vale, demonstrando a aplicabilidade em componentes
das máquinas e os cuidados necessários durante a coleta dos dados e interpretação
destes. Por fim, ainda na última etapa, apresenta a sugestão de um procedimento
padrão para o início de aplicação da técnica nessa ferrovia.
Palavras chaves: Termografia. Manutenção Preditiva. Estrada de Ferro Vitória à
Minas. Locomotivas.
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ABSTRACT
This work aims to gather information on the predictive technique of thermography
and study its application in the maintenance of locomotives at Vale Co. The study
has the Locomotive Garage of Tubarão in Vitória – Brazil – as basis to this work.
However, the results can be extrapolated to other railroads of the Group. The study is
divided into three stages: the first consists of a preliminary review about the basic
concepts of maintenance; the second explores the theory of the technique of
thermography; the third step suggests the application of technology within this
railroad’s locomotives, demonstrating the applicability of the thermography in
machines and components. Finally, even in this last step, is shown a suggestion of a
standard procedure for beginning used on this railroad.
Keywords: Thermography. Predictive maintenance. Railway. Locomotives.
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 exemplo de acompanhamento preditivo de equipamento. Fonte: Autor ..... 15Figura 2 espectro da Luz. Fonte: Thermotronics, 2008 ............................................. 18Figura 3 termovisor TESTO adquirido pela Vale. Fonte: TESTO .............................. 19Figura 4 sobreaquecimento de mancal em acoplamento rotativo. Fonte: Flir, 2008 . 20Figura 5 sobreaquecimento em carcaça de motor elétrico. Dano à isolação dasbobinas. ..................................................................................................................... 20Figura 6 emissão, reflexão e trasmissividade. ........................................................... 22Figura 7 efeito do ajuste incorreto de emissividade .................................................. 23Figura 8 reflexão especular e difusa. ........................................................................ 24
Figura 9 medição de temperatura em conexões do motor de tração. aquecimento nocabo esquerdo devido a insolação. ........................................................................... 27Figura 10 termovisor Testo 880-3 ............................................................................. 31Figura 11 software de análise de termogramas TEXTO 880 IRSoft .......................... 32Figura 12 aquecimento anormal em componentes elétricos ..................................... 34Figura 13 ponto de aquecimento em terminal de baterias ........................................ 35Figura 14 termografia no coletor do alternador principal ........................................... 35Figura 15 escovas de motor de tração ...................................................................... 36Figura 16 ensaio de pontos quentes em armadura de motor de tração .................... 37
Figura 17 bomba de transferência de combustível .................................................... 39Figura 18 acompanhamento de evolução de temperatura via software demanutenção ............................................................................................................... 40Figura 19 contator com três fases montantes ........................................................... 41
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LISTA DE QUADROS
Quadro 1 frequência de falhas detectáveis pela termografia .................................... 41
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SUMÁRIO
RESUMO .................................................................................................................................... 16
ABSTRACT .................................................................................................................................. 17
INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 11
JUSTIFICATIVA ............................................................................................................................ 12
OBJETIVO GERAL ........................................................................................................................ 13
OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................................................... 13
1. REVISÃO DE LITERATURA ..................................................................................................... 14
1.1 CONCEITOS DE MANUTENÇÃO ................................................................................................... 14
1.2 CONFIABILIDADE ......................................................................................................................... 16
1.3 DISPONIBILIDADE ........................................................................................................................ 16
2. A TERMOGRAFIA ................................................................................................................. 18
2.1 INTRODUÇÃO .............................................................................................................................. 18
2.2 CONCEITOS BÁSICOS ................................................................................................................... 20
2.2.1 Emissão, Reflexão e Trasmissividade ........................................................................... 21
2.2.2 Informações gerais ...................................................................................................... 24
2.2.3 Condições ambientais ................................................................................................. 25
2.3 A PERFEITA IMAGEM TÉRMICA ................................................................................................... 28
3. A TECNICA NA FERROVIA VITORIA A MINAS ......................................................................... 29
3.1 A BUSCA POR UMA MAIOR CONFIABILIDADE ............................................................................ 29
3.2 A FERROVIA EFVM ................................................................................................................. 30
3.3 O EMPREGO DA TERMOGRAFIA EM LOCOMOTIVAS ............................................................ 324. O DESENVOLVIMENTO DA METODOLOGIA ........................................................................... 38
4.1 A TERMOGRAFIA DE LOCOMOTIVAS NA EFVM .......................................................................... 38
4.2 FREQUÊNCIA DE MEDIÇÕES ....................................................................................................... 41
4.3 MÃO-DE-OBRA EMPREGADA ..................................................................................................... 42
4.4 PROCEDIMENTO PARA APLICAÇÃO NA EFVM ............................................................................ 43
CONCLUSÃO ............................................................................................................................... 55
REFERÊNCIAS .............................................................................................................................. 56
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INTRODUÇÃO
A competitividade é um valor que a maior parte das empresas bem sucedidas
persegue. Em muitos ramos de mercado o que determina a preferência entre o
produto oferecido por uma empresa e pela concorrência pode se resumir a valores
mínimos, chegando a centavos.
No caso da ferrovia no Brasil essa disputa é ainda mais acirrada, uma vez que o
transporte ferroviário necessita concorrer com outros modais, principalmente o
rodoviário, o qual possui custos de operação comparativamente reduzidos e
subsidiados pelo governo. Já a ferrovia assume todos os custos de operação e
manutenção de seus ativos.
A sobrevivência da ferrovia só pode ser viabilizada por meio de uma operação
confiável e eficaz. O “negócio ferrovia” – que diz respeito ao transporte – deve
oferecer um serviço de qualidade e custo atrativo capaz de cativar os seus clientes
externos e internos. Esta é a realidade da companhia Vale.
Na Vale, todos os setores buscam reduzir seus custos e melhorar a eficiência de
seus serviços de modo a ganhar competitividade. Este trabalho procura explorar
uma opção para o departamento de Manutenção de Locomotivas da Vale em Vitória
ao utilizar uma técnica chamada Termografia. Esta técnica pode ser classificada
como uma das práticas da Manutenção Preditiva.
Inicia-se este trabalho citando Kardec e Nassif (1998, p. 47): a Manutenção Preditiva
“permite alcançar a máxima disponibilidade para a qual os equipamentos foram projetados, proporcionando aumento de produção e de faturamento.”
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JUSTIFICATIVA
Em novembro de 2008 chegou à Oficina de Locomotivas da Vale em Vitória um
aparelho de termovisão para aplicação de uma técnica chamada termografia . Esta
técnica consiste no monitoramento da temperatura de componentes e equipamentos
estratégicos para o setor de manutenção.
É a primeira vez que, por recursos próprios, está sendo empregada a termografia na
manutenção de locomotivas na Estrada de Ferro Vitoria à Minas. Espera-se que este
aparelho permita o acompanhamento da evolução do desgaste de componentes e
detecção de falhas ocultas à inspeção tradicional e com expectativa para aumento
na confiabilidade e da disponibilidade de locomotivas.
Como ainda não existe a cultura de utilizar a termografia para manutenção preditiva
em locomotivas dentro desta unidade da empresa, é interessante estudar sobre
algumas informações importantes para que ao utilizar esta tecnologia sejam obtidos
resultados satisfatórios. Existem questões que necessitam de respostas para que,
ao aplicar esta técnica, possam ser obtidos bons resultados:
•
em quais equipamentos e componentes poderá ser utilizada?• qual a freqüência de medições deve ser adotada?
• qual o nível de conhecimento a pessoa da manutenção responsável pela
termografia devem possuir para uma análise confiável?
• como deve ser feito um plano de manutenção preditiva utilizando
termovisores de maneira a contribuir com o alcance das metas do setor?
Ao final do trabalho espera-se que sejam obtidas informações suficientes para
serem disseminadas e aplicadas nos setores operacionais de manutenção delocomotivas da Vale, auxiliando a empresa neste processo inicial.
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OBJETIVO GERAL
Elaborar uma metodologia para utilização da Termografia na manutenção preditiva
de locomotivas com foco no aumento da disponibilidade e na confiabilidade.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Demonstrar teoricamente aplicabilidade da Termografia em diferentes
tipos de equipamentos;• Apresentar as melhores práticas adotadas por outras empresas que já
empregam a Termografia em suas técnicas preditivas;
• Determinar quais as condições físicas e técnicas necessárias para efetuar
as medições de modo confiável e eficaz;
• Elaborar um procedimento de manutenção preditiva termográfica para
locomotiva.
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1. REVISÃO DE LITERATURA
1.1 CONCEITOS DE MANUTENÇÃO
A Engenharia de Manutenção tem por princípio preservar os ativos produtivos da
empresa, buscando a melhoria da eficiência de seus métodos, adotando uma
política de manutenção que proporcione o aumento da disponibilidade e do
desempenho do equipamento, melhorando a qualidade do produto e, ainda,
buscando a redução de custos de manutenção. Esses fatores estão ligados de
forma direta e indireta com a rentabilidade da empresa (Seixas, 2000)
Kardec e Nassif (1998, p. 10) afirmam que, adotando uma gestão estratégica, a
“Manutenção existe para que não haja manutenção”. O que parece ser um
paradoxo, os autores na realidade informam que Manutenção Corretiva Não-
Programada deve ser cada vez menos usada, pois é função da Manutenção evitar a
falha, o que enobrece o trabalho e exige melhores práticas e capacitação de
pessoal.
A estratégia da manutenção com o objetivo de evitar que paradas não-programadasrelacionadas a falhas em equipamentos ocorram é chamada Manutenção
Preventiva. A Manutenção Preventiva é entendida como a prática de manutenção
efetuada em intervalos de tempo pré-determinados ou por meio de parâmetros
comparativos visando à redução da probabilidade de falhas ou a degradação do
funcionamento do item (Borba, 2008). Na Figura 1 é mostrado um exemplo de
acompanhamento de medições para manutenção preventiva, onde um parâmetro
limite é especificado. Caso esse parâmetro seja ultrapassado, será necessária umaintervenção. Este tipo de manutenção pode ser dividida em:
• Manutenção Programada: baseada no tempo de ciclo de vida do item
monitorado, agindo de modo a antecipar-se às falhas.
• Manutenção Preditiva: tem por objetivo evitar falhas por meio do
acompanhamento de parâmetros e os comparando com valores
referenciais, de maneira a permitir que o equipamento funcione por mais
tempo.
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É importante explorar um pouco melhor a respeito da Manutenção Preditiva, pois
este trabalho consiste no estudo da termografia, que é uma ferramenta preditiva,
aplicada às locomotivas.
As ações de Manutenções Preditivas dão uma vantagem à disponibilidade do
equipamento, uma vez que não se interrompe a operação, pois permite que este
permaneça em funcionamento durante a coleta de dados (Kardec; Nassif, 1998).
Os principais benefícios que a Manutenção Preditiva oferece são:
• Maior aproveitamento do tempo de vida útil do equipamento, uma vez que
o seu processo de desgaste é controlado;
• Permite à Manutenção planejar as suas intervenções, oferecendo ummaior tempo para escolha da melhor técnica e para encontrar a solução de
menor custo;
• Melhoria das condições de segurança ao empregado e da instalação;
• Redução na taxa de ocorrência de falhas de grande impacto na produção.
Figura 1 exemplo de acompanhamento preditivo de equipamento. Fonte: Autor
Para que se possa adotar a Manutenção Preditiva é necessário observar os
seguintes requisitos:
• O equipamento deve permitir algum tipo de monitoramento;
67,8
65,9
68,469,3
67,3
71,4
66,1
62
64
66
68
70
72
74
76
78
80
an fev mar abr mai un jul
T e m p e r a t u r a
mês
Medição °C Limite °C
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• O equipamento deve “merecer” esse tipo de ação levando em conta os
custos envolvidos;
• As características do item a ser monitorado devem possuir uma forte
correlação com a falha a ser evitada;
• É necessário ser criada uma sistemática de coleta e análise da evolução
das medições.
Além disto, é essencial que os técnicos e engenheiros responsáveis pela coleta e
análise sejam qualificados para a realização desta tarefa.
De acordo com Kardec e Nassif (1998, p. 43-44),
Não basta medir; é preciso analisar os resultados e formular diagnósticos.Embora isso possa parecer óbvio é comum encontrar-se, em algumasempresas, sistema de coleta e registro de informações de acompanhamentode Manutenção Preditiva que não produzem ação de intervenção com aqualidade equivalente aos dados registrados.
1.2 CONFIABILIDADE
O termo Confiabilidade , também conhecido como Reability (inglês), teve seu uso
inicial dentro dos meios militares por volta dos anos 50 como um dos indicadores
para análise de desempenho dos equipamentos eletrônicos. Hoje é amplamente
difundido na indústria, sendo um dos principais indicadores de manutenção (Borba,
2008).
Confiabilidade pode ser interpretada como a probabilidade de um item de
desempenhar sua função requerida sem falhar, sob suas condições de uso definidas
em projeto e durante um intervalo de tempo estabelecido. Pode ser expressa em
porcentagem (%) ou um número entre 0 (zero) e 1 (um) (Borba, 2008).
1.3 DISPONIBILIDADE
Segundo a NBR 5492/94, o conceito de Disponibilidade é descrito da seguinte
forma:
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A disponibilidade é a capacidade de um item executar certa função, em umdado instante ou durante um intervalo de tempo determinado, levando-seem conta os aspectos combinados de sua Confiabilidade, Mantenabilidadee suporte de manutenção, supondo que os recursos externos requeridosestejam assegurados.
Em outros termos, é uma função que considera o tempo disponível para operação
de um dado equipamento num período de tempo determinado. Desta maneira, uma
manutenção eficiente, que procura evitar paradas indesejáveis, com pronto
atendimento e rápido tempo de reparo melhora os índices de disponibilidade.
Este indicador é tanto importante para a Manutenção quanto para a Operação ou
Produção nas empresas.
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2. A TERMOGRAFIA
2.1 INTRODUÇÃO
Qualquer objeto cuja temperatura esteja superior ao “zero-absoluto” (0 Kelvin = -
273.15 C) emite radiação infra-vermelha, que é invisível ao olho nu (TESTO, 2008).
Por volta do ano 1900 o físico Max Planck demonstrou que existe uma relação entre
a temperatura de um corpo e a intensidade da radiação infra-vermelha por ele
emitida. Uma câmera termográfica, também chamado de termovisor, mede o
comprimento de onda da radiação infra-vermelha captada no seu campo de visão ea partir desta calcula a temperatura do objeto, transformando numa imagem colorida
chamada “termograma”. Cada pixel do termograma simula uma temperatura
traduzida na forma de uma cor. A termografia é a técnica que se beneficia deste
fenômeno para examinar a temperatura de objetos (TESTO, 2008).
Figura 2 espectro da Luz. Fonte: Thermotronics, 2008
Uma das vantagens da termografia é a sua medição passiva, ou seja, não há
contato físico entre o instrumento e o objeto a ser analisado. Assim, esta é umavantagem para a segurança do funcionário, que pode analisar a máquina em
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19
funcionamento sem os mesmos riscos que a medição direta possui. (Thermotronics,
2008)
O termovisor mede a distribuição da temperatura na superfície de um corpo. Ele é
composto por uma câmera que contém um sistema óptico, mecanismo de varredura
vertical e horizontal e um detector. Pode-se, assim, verificar pontos com
temperaturas acima e abaixo do valor normal de operação. Entretanto, com este
instrumento não é possível medir a temperatura no interior do objeto (TESTO, 2008).
As câmeras mais modernas possuem interface com o computador que auxiliam a
análise dos dados, emissão de relatórios, acompanhamento de tendências (Kardec;
Nassif, 1998).
Figura 3 termovisor TESTO adquirido pela Vale. Fonte: TESTO
Uma máquina ou equipamento, em condições normais de funcionamento, possui
uma faixa característica de temperatura de operação. Um ponto anormal de
temperatura, fora dessa faixa sobre a sua superfície, pode significar um sintoma de
falha. No caso de equipamentos mecânicos uma alta temperatura pode ser indício
de um atrito indevido em alguma parte móvel ocasionado, por exemplo, por
desgastes ou desbalanceamento, que é o caso da Figura 4. Para equipamentos
elétricos, o aumento de temperatura pode significar perdas por efeito Joule (Figura
5). Ciclos de aquecimento e resfriamento causam afrouxamento de conexões e
danos a isolações de cabos (Thermotronics, 2008).
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Figura 4 sobreaquecimento de mancal em acoplamento rotativo. Fonte: Flir, 2008
Figura 5 sobreaquecimento em carcaça de motor elétrico. Dano à isolação das bobinas.
Fonte: PowerService, 2007
Ao aplicar a termografia, seguindo uma metodologia de acompanhamento de
evolução de dados medidos e a efetuando uma análise confiável, pode-se evitar que
falhas venham a ocorrer e, por conseqüência, trazer redução dos custos demanutenção e aumento da confiabilidade de equipamentos, assim como aumento da
disponibilidade (Thermotronics, 2008).
2.2 CONCEITOS BÁSICOS
Para a correta aplicação da termografia é necessário conhecer os fatores que
influenciam os valores obtidos ao coletar os termogramas. A não observância
desses conceitos pode induzir a erros de medição e interpretação, prejudicando a
confiabilidade desta técnica.
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2.2.1 Emissão, Reflexão e Trasmissividade
A Radiação captada pela câmera termográfica consiste nas radiações emitida,
refletida e transpassada que surge dos objetos presentes no campo de visão do
aparelho.
Emissividade ( ε ): é um parâmetro adimensional que determina a quantidade de
energia irradiada por um corpo qualquer. A maior energia emitida por um corpo
assume o valor de 1, dito “corpo negro”. (PETROBRAS, 2007).
No entanto, os corpos reais apresentam valores inferiores a 1, sendo o mínimo zero.Os corpos não metálicos geralmente possuem uma alta emissividade e este valor
não possui relação com a temperatura do objeto. Já os objetos metálicos possuem
baixa emissividade e variável de acordo com a temperatura do objeto. (TESTO,
2008).
A reflexão ( ρ ): é a capacidade de um objeto de refletir a radiação infravermelha. A
reflexão depende das propriedades da superfície do objeto, da temperatura e do tipo
do material. Geralmente as superfícies lisas e polidas apresentam uma maior
reflexão. A reflexão também depende do ângulo de incidência da radiação. (TESTO,
2008).
Transmissividade ( τ ): é a propriedade de um material de deixar transpassar
radiação infravermelha através de si próprio. Depende da espessura e da
propriedade do material. (TESTO, 2008).
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22
Figura 6 emissão, reflexão e trasmissividade.
Fonte: TESTO, 2008
Lei da radiação de Kirchhof’s: a radiação infravermelha registrada pela câmera
termográfica consiste no somatório da emissividade, da reflexão e da
transmissividade, sendo o resultado o valor unitário adimensional (Figura 6).
(TESTO, 2008).
Na prática, na grande maioria dos casos a transmissividade pode ser omitida devido
à sua inexpressividade. Sendo assim, a expressão pode ser simplificada para:
Interpretando esta expressão entende-se que quanto menor a emissividade do
material:
• Maior proporção da radiação infravermelha refletida;
• Maior é a dificuldade na tomada de medições precisas de temperatura;
• Maior é a importância da correta configuração do parâmetro de emissividade
no termovisor.
Quando não se leva em conta a correção do parâmetro da emissividade na câmera
termovisora (Figura 7) pode-se estar obtendo medições imprecisas de temperatura
dos objetos medidos. (TESTO, 2008).
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Figura 7 efeito do ajuste incorreto de emissividade
Fonte: TESTO, 2008
Considerações importantes a respeito da termografia (TESTO, 2008):
• Com o termovisor só é possível medir a temperatura superficial, isto é, não é
possível medir a temperatura no interior dos objetos;
• Muitos materiais transparentes a olho nu, como o cristal, não são
transmissivos à radiação infravermelha;
• Quando necessário, deve-se retirar a cobertura ou o envoltório do objeto
medido para uma medição mais precisa. Porém, o operador deve estar atento
às instruções e requisitos de segurança do equipamento;
• Dos poucos materiais transmissivos pode-se citar, por exemplo, o germânio e
finas camadas de plástico. O termovisor possui componentes fabricados com
esses materiais dentro do seu conjunto óptico;
• Se abaixo da superfície há componentes que afetam através do efeito de
condução a distribuição térmica a câmera poderá detectá-lo. Porém, deve-se
tomar em conta que o instrumento mede apenas a temperatura superficial,
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24
não sendo possível determinar a exata temperatura do componente abaixo da
superfície.
2.2.2 Informações gerais
A cor do material não tem um efeito perceptível na radiação infravermelha emitida
pelo objeto. Portanto, não há influência no valor da medição. Um corpo com uma cor
escura absorve mais radiação infravermelha que outro de cor clara, elevando a sua
temperatura mais rapidamente. Porém, a câmera registra a temperatura do corpo
sendo medido, não a sua cor superficial. (TESTO, 2008):
As propriedades da superfície do objeto a medir possuem um papel crucial na
medição de temperatura, já que a emissividade varia de acordo com estrutura, seu
recobrimento e sua rugosidade. Em geral, superfícies lisas, brilhantes e polidas
apresentam uma emissividade maior que as superfícies rugosas e erosionadas. Nas
superfícies lisas percebe-se uma maior reflexão especular (Figura 8). (TESTO,
2008):
Figura 8 reflexão especular e difusa.
Fonte: TESTO, 2008
A água e a umidade apresentam emissividade relativamente alta (entre 0,85 e 0,96).
Ao efetuar a medição nessas condições é necessário levar em conta essa
característica quanto a medições distorcidas. A umidade esfria a superfície aoevaporar (TESTO, 2008).
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25
A presença de partículas como poeira, limalhas e lubrificante também podem afetar
a emissividade do corpo a ser medido. Novamente deve-se considerar que a câmera
termográfica mede a temperatura superficial, neste caso da poeira, limalha ou
lubrificante.
Outro fator importante a ser considerado é que todo corpo com temperatura superior
ao zero absoluto (- 273,15 °C) emite radiação infravermelha. Em certos casos, um
corpo cuja temperatura deve ser medida pode sofrer uma interferência na medição
provocada por outro corpo quente próximo a ele. Nesses casos, recomenda-se que
essa fonte de interferência seja coberta com uma lona ou cartolina. Em áreas
exteriores a céu aberto os corpos armazenam energia térmica resultante da radiação
solar que por eles é absorvida (TESTO, 2008).
Deve-se evitar fazer medições próximos a equipamentos elétricos que operam sob
freqüência elevada, pois a interferência eletromagnética pode influenciar no
resultado da medição ou prejudicar a qualidade das imagens térmicas
(PETROBRAS, 2007).
Durante as medições é importante atentar para os seguintes fatos (TESTO, 2008):
• Considerar sempre a radiação emitida por si próprio. O corpo humanotambém pode se tornar uma fonte de interferência;
• Para evitar erros de leitura provocados por corpos quentes próximos é
necessário tomar várias medições de diferentes ângulos. A temperatura real
do objeto medido não se modifica ao variar a posição da medição, porém a
reflexão de corpos próximos provoca variação na leitura ao mudar o ângulo
da medição;
• Evitar medir objetos sob radiação direta do sol, principalmente se ele tiveraquecido o corpo horas antes da medição;
• Preferencialmente efetuar medições externas sob céu nublado.
2.2.3 Condições ambientais
Nuvem
Conforme mencionado anteriormente, o céu nublado oferece as melhores condições
para as medições de temperatura em ambiente externo, uma vez que assim é
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evitada a radiação solar direta e a “radiação difusa fria” dos corpos ao redor. Quando
possível, efetuar as medições à noite (PETROBRAS, 2007).
Precipitação
Uma forte precipitação de chuva pode distorcer o resultado da medição. A água, a
neve e o gelo possuem uma emissividade elevada e são “impermeáveis” à radiação
infravermelha. Além disso, a medição de objetos molhados é imprecisa, pois
decresce à medida que a água é evaporada (TESTO, 2008).
Umidade ambiente
Deve-se cuidar com a umidade ambiente, pois se ela for muito elevada pode-se
condensar água no interior do conjunto de lentes do termovisor, modificando o
resultado da medição (TESTO, 2008).
Correntes de ar
As correntes de ar no ambiente também alteram a temperatura do objeto medido,uma vez que ocorre a troca de calor. Deve-se tomar cuidado com ventiladores ou
correntes de ar naturais sobre o objeto da medição (TESTO, 2008).
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27
Poluição
Poeira, fumaça e partículas em suspensão são outro fator de erro na medição
termográfica, uma vez que possuem emissividade própria e, em muitas vezes,
temperatura diferente do objeto a ser medido (TESTO, 2008).
Iluminação
A iluminação, no geral, não apresenta interferência significativa no valor da medição.
Pode-se, inclusive, efetuar medições na total escuridão que a câmera captará a
radiação infravermelha do objeto. Porém, a iluminação direta do sol ou de fontes de
iluminação quentes (como lâmpadas incandescentes) emitem radiaçãoinfravermelha que altera a temperatura dos corpos ao redor (TESTO, 2008).
Figura 9 medição de temperatura em conexões do motor de tração. aquecimento no caboesquerdo devido a insolação.
Fonte: Autor
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2.3 A PERFEITA IMAGEM TÉRMICA
Assim como numa máquina fotográfica convencional, não se pode alterar o
enquadramento e o foco da imagem obtida após tendo sido gravada. Portanto, éimportante atentar para a área da fotografia e o foco da imagem.
Para se obter uma melhor imagem, pode-se alterar as configurações de
emissividade e temperatura refletida na própria câmera ou posteriormente no
software de análise (TESTO, 2008).
Da mesma forma, é possível escolher uma paleta de cores mais apropriada para asituação, bem como a escala de temperatura da imagem. Em ambos casos deve-se
escolher a configuração mais apropriada para a medição e a análise da imagem.
Conforme já dito anteriormente, é necessário evitar qualquer fonte de interferência
ópticas, térmicas e eletromagnéticas. Faz-se necessário, também, tomar ações para
evitar leituras imprecisas por reflexão de outros objetos próximos, tais como variar o
ângulo da imagem.
Também atentar para as condições ambientais do local quanto a poluição, umidade,
precipitações etc (TESTO, 2008).
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3. A TECNICA NA FERROVIA VITORIA A MINAS
3.1 A BUSCA POR UMA MAIOR CONFIABILIDADE
Um conceito antigo sobre manutenção é o de que um bom técnico de manutenção é
a pessoa que executa um bom reparo com rapidez. Porém, é tido como um conceito
mais atual sobre a manutenção o de que um bom manutentor é aquele que
consegue evitar todas as falhas não previstas (Kardec; Nassif, 2002).
De fato, as empresas que trabalham com conceitos mais modernos de produção emanutenção não mais aceitam que máquinas e equipamentos falhem de maneira
imprevista. Além do custo do reparo ser elevado ao se tratar de manutenção
corretiva, essa situação também traz grandes impactos à produção e à imagem da
empresa perante os seus clientes (Kardec; Nassif, 2002).
A produtividade pode ser diretamente relacionada à competitividade da empresa em
relação às suas concorrentes. Uma maneira de expressar a produtividade é através
da seguinte fórmula:
Para se aumentar a produtividade pelo ponto de vista da manutenção, devem-se
otimizar os custos (Kardec; Nassif, 2002).
Para isso, é necessário:
• Melhorar a qualidade do serviço de manutenção, diminuindo o retrabalho;
• Ter uma melhor qualidade dos materiais e sobressalentes;
• Utilizar melhores técnicas de diagnóstico e avaliação;
• Adotar as melhores práticas de manutenção, preferencialmente as de alto
desempenho e as que levam a encontrar as causas fundamentais das falhas;
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• Colocar em foco a manutenção preditiva para antecipar-se à ocorrência da
falha.
Sob este enfoque, a termografia pode contribuir para alcançar uma maior
confiabilidade e diminuição dos custos da manutenção, uma vez que é considerada
uma técnica de manutenção preditiva.
3.2 A FERROVIA EFVM
A Estrada de Ferro Vitória a Minas possui diversas locomotivas que são utilizadas
para tração de vagões de minério e de carga geral, bem como locomotivas de
potência geralmente menores utilizadas para manobra em pátios ao longo da
estrada de ferro.
As suas principais frotas são dos modelos DDM, BB36 e Dash-9W, sendo esta
última a mais nova da ferrovia e de melhor eficiência energética. Estas locomotivas,
tratando-se de trens de minério, são utilizadas para tração de carga da mina ao
porto e o fluxo de retorno dos vagões. Portanto, a manutenção da empresa emprega
uma política de manutenção especial para essas frotas, uma vez que falhas nessas
locomotivas podem trazer um grande impacto à operação da ferrovia.
Por esse motivo, ao empregar a técnicas de manutenção preditiva nesta ferrovia
tem-se preferência por essas frotas. Porém, para uma aplicação inicial da
termografia estudaremos a implantação da metodologia à frota Dash-9W, que até
setembro de 2008 era em número de 141 locomotivas (Vale).
Em novembro de 2008 o departamento de manutenção de locomotivas da Estradade Ferro Vitória à Minas (EFVM) recebeu um aparelho de termovisão para aplicação
dessa nova técnica de manutenção preditiva. Apesar de outra ferrovia do grupo Vale
– a Ferrovia Centro Atlântica - já utilizar a termografia há um ano, ainda não se havia
tomado como rotina a utilização da técnica na EFVM.
Espera-se que com esse equipamento seja possível explorar o potencial da
termografia, melhorando a confiabilidade das locomotivas e servindo de base para
futuras ampliações da utilização da técnica a outras frotas e equipamentos daferrovia.
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31
O fabricante do termovisor é a empresa alemã TESTO e o modelo 880-3, figura 10.
Figura 10 termovisor Testo 880-3
Fonte: TESTO, 2008
Este aparelho possui uma boa capacidade de armazenamento de imagens, funções
de ajuste e configuração de imagem, acessórios para conexão com computador e
software de análise – figura 11.
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Figura 11 software de análise de termogramas TEXTO 880 IRSoft
Fonte: Autor
3.3 O EMPREGO DA TERMOGRAFIA EM LOCOMOTIVAS
Há um bom tempo já é notada a grande vantagem da termografia em manutenção
preditiva na indústria. A possibilidade de prever a quebra de um equipamento
através da avaliação das condições de seus componentes sem precisar parar o seu
funcionamento é um dos pontos fortes desta técnica.
Porém, no Brasil as ferrovias pouco se aproveitam dessa tecnologia para a
manutenção preditiva de locomotivas. Talvez a primeira a utilizar em grande escalaseja a FCA que já a aplica há pouco mais de um ano e vem obtendo um ótimo
resultado, conforme Lusne menciona em seu trabalho. Nessa ferrovia a frota
principal é composta por locomotivas U-20 e com uma idade média muito superior às
das locomotivas Dash-9 da EFVM.
As principais aplicações podem ser notadas na área elétrica. Devido às grandes
vibrações na locomotiva quando esta encontra-se em funcionamento existe uma
deterioração nos materiais isolantes, bem como afrouxamento de conexõeselétricas. Além disso, a atuação dos componentes ao decorrer de sua vida útil vai
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acelerando o processo de perda de qualidade dos materiais. Essas deteriorações,
perda de qualidade de conexões e diminuição das características isolantes dos
materiais muitas vezes manifestam um aquecimento anormal ao equipamento que,
por sua vez, pode ser detectado por meio da termografia – figura 12. O aquecimento
indevido de um componente pode prejudicar o funcionamento da locomotiva e trazer
riscos à segurança, como incêndios e explosões (Lusne, 2008).
Uma das vantagens da termografia é poder visualizar com uma boa precisão o ponto
de aquecimento. Num equipamento elétrico, na maioria das vezes o aquecimento é
causado por efeito joule. A potência dissipada em forma de calor pela resistência de
contato pode ser representada pela fórmula (Lusne, 2008):
Onde:
P – potência dissipada
R – Resistência de contato
I – corrente que circula na área de contato
Pela fórmula, quanto maior for a resistência (pior for a qualidade do contato), maior
será a potência dissipada.
Na área mecânica também pode-se aplicar a termografia para qualificar rolamentos,
balanceamento e emissão de gases no conjunto do motor diesel.
A seguir serão apresentados alguns componentes de locomotivas com grande
potencial de utilização da técnica de termografia.
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Figura 12 aquecimento anormal em componentes elétricos
Fonte: Autor
Na figura 12 foi obtida a imagem termográfica de um contator do circuito elétrico do
compressor da Dash-9W. Em uma das conexões do cabo com o componente é
possível observar um aquecimento indevido, provavelmente causado por falta de
aperto. O ponto de aquecimento apresentava 76 °C enquanto a conexão adjacente
53 °C. Aquecimentos por períodos prolongados podem ocasionar a oxidação do
terminal e danos à isolação do cabo, levando a problemas mais sérios
posteriormente.
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Figura 13 ponto de aquecimento em terminal de baterias
Fonte: Autor
Na figura 13 também nota-se um ponto de aquecimento em uma das conexões de
um cabo de bateria. O cabo também pode estar mal conectado. No ponto de
aquecimento lê-se 46 °C.
Figura 14 termografia no coletor do alternador principal
Fonte: Autor
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Na termografia do alternador principal, figura 14, é possível notar que uma das
escovas encontra-se mais aquecida que as outras. Porém, neste caso é necessário
analisar se o aquecimento é anormal. A corrente elétrica pode variar de um anel
coletor para outro, ou seja, o aumento da temperatura pode ser causada por efeito
joule devido a uma corrente elétrica superior. É importante nunca tirar conclusões
baseadas somente na imagem térmica. Aliar outras técnicas é essencial para efetuar
um correto diagnóstico.
Figura 15 escovas de motor de tração
Fonte: Autor
A termografia também pode ser utilizada na manutenção de componentes, como
mostrado na figura 15. Nesse caso foi verificada a distribuição de temperatura nas
escovas do comutador do motor de tração. Há nessa imagem duas escovas no
mesmo porta-escovas, uma na esquerda e outra na direita. Nota-se na extremidade
da escova da direita um maior aquecimento. Concluiu-se após outras análises que
nesse caso ocorria um mau-assentamento da escova sobre o comutador. Numa
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situação de alta exigência do motor em tração problemas elétricos poderiam ocorrer,
prejudicando o funcionamento da locomotiva.
Figura 16 ensaio de pontos quentes em armadura de motor de tração
Fonte: Autor
Outra aplicação da termografia em manutenção de componentes é o ensaio depontos quentes (figura 16). Esse ensaio consiste em aplicar uma corrente alternada
no eixo da armadura durante um tempo e verificar a distribuição de temperatura na
armadura. Se forem encontrados pontos quentes acima de uma faixa de
temperatura pode estar ocorrendo curto-circuitos no pacote laminado. Normalmente
esse ensaio é feito com pirômetro a laser. Porém o resultado mostra-se muito mais
eficiente ao utilizar o termovisor.
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4. O DESENVOLVIMENTO DA METODOLOGIA
4.1 A TERMOGRAFIA DE LOCOMOTIVAS NA EFVM
Conforme já mencionado anteriormente, como ponto de partida para o início da
aplicação da Termografia na EFVM escolheu-se a frota principal da ferrovia
atualmente: as locomotivas Dash-9W. Também, neste primeiro momento este
estudo não enfatizará a aplicação desta tecnologia na Oficina de Componentes da
EFVM, embora já tenham sido evidenciados aplicações em potencial na manutenção
de componentes.
Ao estudar a técnica e ao buscar informações junto à área técnica da ferrovia FCA,
que há um ano já utiliza a termografia, elegeram-se os componentes das
locomotivas com os maiores potenciais de aplicação. São estes:
• Banco de baterias;
• Área de controle;
• Circuito elétrico do compressor;
• Circuitos elétricos dos sopradores dos truques;
• Circuito elétrico do ventilador do radiador;
• Contatores dos circuitos de tração;
• Componentes do circuito de freio dinâmico;
• Componentes do alternador e retificadores;
• Bomba de transferência de combustível.
Acima foram citados nove sistemas que o procedimento técnico, fruto da
metodologia proposta, abordará. Porém, cada sistema se desdobra em diversos
componentes. O acompanhamento de temperatura por um valor padrão para cada
componente do sistema além de demandar um grande banco de dados de diversas
medições efetuadas durante meses de coleta, o que ainda não existe, pode se
tornar inviável tecnicamente.
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Esta metodologia propõe o acompanhamento da temperatura de apenas alguns
componentes principais, eleitos por histórico de criticidade, e o restante dos
componentes podem ter verificadas as suas temperaturas por meio do termovisor e
compará-la com componentes adjacentes. Por exemplo, nos anos de 2007 e 2008
foram detectados problemas sistêmicos de queima do inversor da bomba de
transferência das locomotivas Dash-9W. Neste caso, a metodologia propõe o
acompanhamento de temperatura e tendência através de software de manutenção,
na Vale esse software é o sistema Máximo.
Figura 17 bomba de transferência de combustível
Fonte: Autor
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40
Figura 18 acompanhamento de evolução de temperatura via software de manutenção
Fonte: Autor
Nos componentes como chaves elétricas e contatores a análise de temperatura
pode ser feita ao comparar um contato com outro contato ao lado. Se houver uma
diferença de 10 °C entre um contato e outro deve-se analisar o motivo do
aquecimento que pode ser desde uma diferença normal de corrente elétrica, uma
sobrecarga, oxidação, má conexão etc. Muitos dos componentes possuem conexõespara três fases elétricas e que devem apresentar um equilíbrio de corrente elétrica
entre elas. Uma diferença de temperatura pode representar, além de má conexão e
problemas de isolação, um desequilíbrio de fases.
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Figura 19 contator com três fases montantes
Fonte: Autor
4.2 FREQUÊNCIA DE MEDIÇÕES
Para determinar uma freqüência inicial de medições, estudou-se o histórico de falhas
na frota de locomotivas entre outubro de 2007 e outubro de 2008. Foramselecionadas as falhas que poderiam ser detectadas antes delas ocorrerem caso
fosse utilizada a termografia. O resultado foi o seguinte:
Quadro 1 frequência de falhas detectáveis pela termografia
Fonte: VALE
Componentes Sistema AT 6
Componentes Sistema CA 23
Alternador Principal 6
Motor de Tração 19
Bomba Transferência 24
Total 78
O total de falhas detectáveis nesta análise somou o valor de 78. Numa frota de 141
locomotivas em setembro de 2008, obtém-se 0,55 falhas por locomotiva num ano.
Para que seja implantado um programa de manutenção preditiva utilizando atermografia, deve-se utilizar uma freqüência de medição não inferior à taxa de
falhas, caso contrário, corre-se o risco de não detectar potenciais de falhas a tempo.
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Neste caso, conclui-se que para um resultado satisfatório a frota inteira deve passar
pela análise termográfica com uma freqüência mínima anual. Porém, quanto maior a
freqüência de medições, maior é a probabilidade de se obter uma maior
confiabilidade dos sistemas das locomotivas.
A sugestão é que, para uma etapa inicial de aplicação da técnica, não se ultrapasse
o período de um ano entre uma medição e outra na mesma locomotiva. Porém, essa
freqüência pode ser reavaliada de acordo com a demanda de produção e demanda
de manutenção da empresa.
4.3 MÃO-DE-OBRA EMPREGADA
A maioria das aplicações da termografia em locomotivas têm relação com
equipamentos elétricos. Estes, por sua vez, apresentam riscos inerentes à atividade
como choques elétricos e curtos-circuitos para os quais o técnico de manutenção
precisa estar familiarizado e treinado. Neste caso, aconselha-se que a pessoa seja
um profissional da área elétrica.
Também, para efeito de análise de problemas que serão encontrados pela
termografia, a pessoa que executará esse procedimento precisará de uma grande
experiência em elétrica de locomotivas para poder melhor compreender os
resultados das medições e sugerir as melhores soluções.
A operação do termovisor é consideravelmente simples se o operador tiver um
pequeno treinamento sobre as funções principais do equipamento e da teoria da
termografia. O operador deve sempre estar atento às condições ambientais,parâmetros de ajuste e possíveis interferências que podem levar a erros de
medição.
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4.4 PROCEDIMENTO PARA APLICAÇÃO NA EFVM
A seguir é apresentado o Procedimento Operacional para utilização da Termografia
em locomotivas na EFVM.
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DIVM – DEPARTAMENT
TERMOGRAFIA DE LOCOMOTIVAS DASH-9WNº: PRO-00XX-GALEG
Classificação: Uso inter
BJETIVO
Estabelecer os procedimentos a serem seguidos para aplicação da termografia às locomotivas Dash-9W.
2. APLICAÇÃO
Este procedimento é aplicado na Oficina de Componentes de Tubarão.
3. REFERÊNCIAS
4. DESCRIÇÃO DO PADRÃO
Responsabilidade Técnica: XXX (Gerência de Manutenção
de Locomotivas).
Código de Treinamento: NA Necessidade de Treinamento: Sim
Público-alvo: Empregados que trabalham com manutenção
preditiva de locomotivas.
Palavras-chaves: termografia, preditiva, d
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DIVM – DEPARTAMENT
TERMOGRAFIA DE LOCOMOTIVAS DASH-9WNº: PRO-00XX-GALEG
Classificação: Uso inter
Este PRO descreve a metodologia para utilização da termografia às manutenções preditiva e detectiva em
locomotivas DASH-9W na Oficina de Locomotivas da DIVM – CVRD.
Recomendações importantes ao executar todos os passos da tarefa:
• Posicionar a locomotiva em local abrigado de precipitações e irradiação solar direta;
• Trazer consigo equipamento de termovisão, pirômetro a laser e termômetro para coleta de temperatura ambie
• Sinalizar com placa de “Perigo, não movimentar”;
• Efetuar medições com um ângulo aproximado de 30°, evitando reflexões e erros de leitura.
Para o roteiro da tarefa, vide Anexo 1 – Descrição do Procedimento.
5. EXECUTANTE DA ATIVIDADE
Técnicos, mantenedores e eletricistas da área de inspeção da Oficina de Locomotivas - EFVM.
6. RECURSOS NECESSÁRIOS
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DIVM – DEPARTAMENT
TERMOGRAFIA DE LOCOMOTIVAS DASH-9WNº: PRO-00XX-GALEG
Classificação: Uso inter
Aparelho termovisor capaz de obter termogramas, acessórios de transferência de dados para computado
coletados.
7. CUIDADOS DE SSO
- Utilizar Equipamentos de Proteção Individual – EPI´s obrigatórios em área industrial - capacete comabafador auricular tipo concha, bota com biqueira de aço, e demais EPI´s como luva de vaqueta, deexecutada;
- Somente pessoas treinadas, habilitadas e devidamente autorizadas poderão executar atividades eléequipamento;
- Evite a permanência de terceiros no setor de trabalho no momento em que as atividades estejam se- Posicionar-se à distância segura de componentes elétricos energizados;- As medições de componentes elétricos devem ser efetuadas somente por profissionais da área elét- Sempre executar as medições em duas pessoas;- Fique fora do raio de ação de máquinas e equipamentos;- Preencher sempre que necessário às ferramentas de SSO, como : PTE – Permissão para Trabalho
Risco – TA – Trabalho em Altura, e demais conforme a necessidade apresentada pela atividade a se- Inspecione qualquer tipo de ferramenta ou equipamento antes de utilizá-los;- Verifique atentamente o local onde você ira transitar;- Fique atento a qualquer sinal de abandono de área, caso isto ocorra, procure o líder de fuga de su
mais próximo.
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DIVM – DEPARTAMENT
TERMOGRAFIA DE LOCOMOTIVAS DASH-9WNº: PRO-00XX-GALEG
Classificação: Uso inter
8. CUIDADOS AMBIENTAIS
Não aplicável.
9. CARGA HORÁRIA
85 Minutos
10. ANEXOS
Anexo 1 – Descrição do Padrão (5 páginas)
"Anexo 1.xls"
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DIVM – DEPARTAMENT
TERMOGRAFIA DE LOCOMOTIVAS DASH-9WNº: PRO-00XX-GALEG
Classificação: Uso inter
11. ELABORADORES
Conrado Dittmar MAT GACOG
José Lusne MAT FCA FCA
Doulgas Nunes MAT GALEG
Alcebiades Santana MAT GALEG
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Anexo 1 - Descrição do Padrão
Atividade Modo Operatório Tempo Passo Principal Ponto ChavePerigo e tipo de acidente
que pode ocorrerMedidas de
eliminação/recomendaç
01 Com o MD parado, abrirtampas do compartimento debaterias
0:01:00
02Observar com o termovisor e
solicitar partida do MD0:00:30
03Verificar as baterias quanto a
sinais de aquecimento em suasconexões por comparação
0:02:30
04 Apagar MD 0:01:00
Esmagamento de membros,choque elétrico
Utilizar luvas de proteçãomanter-se longe de
equipamentos elétricosenergizados
PRO - 0xxx - GALEG - TERMOGRAFIA – REV. : 00 -09/03/2009
Banco de baterias
Verificar sobre-aquecimento nas
coexões dos bornesdas baterias
DESCRIÇÃO DO PADRÃO
07 Posicionar-se no interior docompartimento e solicitarpartida do MD
0:01:00
08Observar CTP 1, 2, 3 e 4;
GSS, GSC, GST, BFC1, BFC2e CA3
0:03:30
09 Apagar MD 0:01:00
10
Solicitar partida novamente eobservae CF1, CF2, CF3,
capacitor CCC, TransformadorLS, painel BRP, fusíveis F7 e
F8.
0:03:30
Verificar sobre-aquecimento noscomponentes e
conexões.
Área de controle Choque elétricoManter-se longe de
equipamentos elétricosenergizados
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Anexo 1 - Descrição do Padrão
Atividade Modo Operatório Tempo Passo Principal Ponto ChavePerigo e tipo de acidente
que pode ocorrerMedidas de
eliminação/recomendaç
PRO - 0xxx - GALEG - TERMOGRAFIA – REV. : 00 -09/03/2009
DESCRIÇÃO DO PADRÃO
12 Colocar compressor paracomprimir com velocidademenor que 500 RPM
0:02:00
13
Observar pontos deaquecimento nos contatores e
conexões do armário docompressor
0:01:30
14Observar no CA4 os fusíveis
MF7 e MF90:01:30
15Colocar compressor paracomprimir com velocidade
maior que 500 RPM0:02:00
Painel elétrico docompressor
Choque elétricoManter-se longe de
equipamentos elétricosenergizados
Verificar sobre-aquecimento noscomponentes e
conexões.
16
Observar pontos deaquecimento nos contatores e
conexões do armário docompressor
0:01:30
17Observar no CA4 os fusíveis
MF7 e MF90:00:30
18 Soltar tampa da TB201 0:01:00
19Colocar a locomotiva no modode auto-teste "261" e aguardar
1 minuto0:03:00
20
Com o MD em marcha lentaobservar o painel EBP durantea operação à plena velocidade
procurando por pontos deaquecimento nas conexões nopainél e nos fusíveis MF1 e
MF3 abaixo do painel
0:02:00
21 Observar as coexões de EB1 0:01:00
Verificar sobre-aquecimento noscomponentes e
conexões.
Choque elétricoManter-se longe de
equipamentos elétricosenergizados
Circuito dossopradores dos
truques
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Anexo 1 - Descrição do Padrão
Atividade Modo Operatório Tempo Passo Principal Ponto ChavePerigo e tipo de acidente
que pode ocorrerMedidas de
eliminação/recomendaç
PRO - 0xxx - GALEG - TERMOGRAFIA – REV. : 00 -09/03/2009
DESCRIÇÃO DO PADRÃO
22Colocar a locomotiva no modoauto-teste "267" com rotação"Plena Velocidade" e aguardar
1 minuto.
0:03:00
23Observar painel RFP e suas
conexões0:02:00
24 Observar fusíveis MF4 e MF6. 0:01:00
25Observar as conexões na
entrada do motor do ventilador 0:02:00
Circuito doVentilador do
Radiador
Verificar sobre-aquecimento noscomponentes e
conexões.
Choque elétricoManter-se longe de
equipamentos elétricosenergizados
do radiador (lado auxiliar).
26
Com o MD e circuitos auxiliaresfuncionando, observar rele
ABOL procurando por pontosquentes em suas conexões.
0:02:00Motor do soprador
do radiador
Verificar sobre-aquecimento noscomponentes e
conexões.
Choque elétricoManter-se longe de
equipamentos elétricosenergizados
27Acionar o freio independente ecolocar locomotiva em ponto 1
TRAÇÃO0:02:00
28
Aguardar 1,5 minunto eobservar as conexões do MT
em busca de pontos deaquecimento
0:03:30
Conexões dosMotores de Tração
Verificar sobre-aquecimento nas
conexões dos MTs.
Choque elétrico.
Colisão da locomotiva.
Manter-se longe deequipamentos elétricos
energizados.
Garantir aplicação de freindependente e não aplicponto superior ao ponto
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Anexo 1 - Descrição do Padrão
Atividade Modo Operatório Tempo Passo Principal Ponto ChavePerigo e tipo de acidente
que pode ocorrerMedidas de
eliminação/recomendaç
PRO - 0xxx - GALEG - TERMOGRAFIA – REV. : 00 -09/03/2009
DESCRIÇÃO DO PADRÃO
29
Seguindo a etapa anterior,aplicar rapidamente ponto 2em tração com freio
independente aplicado demodo a mover não mais que30 cm a locomotiva, com o
objetivo de mover as escovassobre os coletores dos MTs,
evitando dano.
0:02:00
30Em ponto 1 em tração e freio
independente aplicado,aguardar 1,5 minuto.
0:02:00
Contatores docircuito de tração
Verificar sobre-aquecimento noscomponentes e
conexões.
Choque elétrico.
Colisão da locomotiva.
Manter-se longe deequipamentos elétricos
energizados.
Garantir aplicação de freindependente e máxima
atenção ao mover alocomotiva.
31
da BKT1, BKT2 e reversoras
(CA7).
0:03:00
32Observar na área CA3 os
contatores "P" e suasconexões.
0:02:00
33
Aplicar freio manual e colocarreversora para frente e
alavanca de freio dinâmico emposição máxima. Freio
independente solto.
0:03:00
34Observar contator B (CA3) echaves reversoras e BKTs
(CA7).0:02:00
35
Retirar aplicação do freio
dinâmico e aplicar freioindependente. 0:01:30
Componenetes docircuito de freio
dinâmico.
Verificar sobre-aquecimento noscomponentes e
conexões.
Choque elétrico
Manter-se longe deequipamentos elétricos
energizados.
Não aplicar ponto em traç
.
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Anexo 1 - Descrição do Padrão
Atividade Modo Operatório Tempo Passo Principal Ponto ChavePerigo e tipo de acidente
que pode ocorrerMedidas de
eliminação/recomendaç
PRO - 0xxx - GALEG - TERMOGRAFIA – REV. : 00 -09/03/2009
DESCRIÇÃO DO PADRÃO
36Retirar tampas laterais doretificador do alternador e
tampa dos anéis coletores.0:02:00
37Colocar locomotiva em auto-
carga com ponto 8.0:02:00
38
Observar circuitos de excitação: painéis AFR, BFR, contatorAFC quanto a conexões de
entrada e saída.
0:02:00
39Observar circuitos trifásicos
auxiliares: RFP, EBP, ABOL, 0:02:00
Componentes doalternador e circuitos
retificadores
Verificar sobre-aquecimento noscomponentes e
conexões.
Choque elétricoMáximo cuidado quanto
partes energizadas. Manteafastado.
us ve s.
40
Circuitos de potência: saída do
alternador, retificadores,barramentos, contatores LS 1,
2, 3 e 4.
0:02:00
41Saídas do alternador, anéis
coletores e conexões econexões.
0:02:00
42
Ainda com o motor em auto-carga, verificar temperatura dabomba de transferência. Anotarvalor máximo e transferir para
software de evolução detemperatura (software
Máximo).
0:02:00Bomba de
transferência.Verificar temperaturado corpo da bomba.
Choque elétrico equeimadura.
Máximo cuidado quanto partes energizadas. Mante
afastado. Usar luvas deproteção.
43Desligar motor diesel, por
locomotiva em freio manual efechar tampas abertas.
0:05:00
44Descarregar dados em
computador com programahabilitado.
0:05:00
FinalizaçãoVerificar segurança
ao deixar locomotiva.Choque elétrico e
queimadura.
Máximo cuidado quanto partes energizadas. Mante
afastado. Usar luvas deproteção.
1:25:00 Atividade
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CONCLUSÃO
O presente trabalho apresentou os potenciais de utilização da tecnologia de
termografia em manutenção preditiva de locomotivas da Estrada de Ferro Vitória à
Minas da Vale, podendo ser tomado como fonte de referência para aplicação em
outras ferrovias.
Como a utilização da termografia para manutenção preditiva ainda não é muito
divulgada no país, menos ainda no caso especial da área ferroviária, por ser uma
tecnologia recente, foi necessário encontrar aplicações já consolidadas na indústriapublicadas em literaturas, normas, catálogos, internet, guias de fabricantes e artigos
e adaptá-las para o uso em locomotivas.
O resultado obtido nesse período de pesquisa foi surpreendente. Foi estudado
principalmente o potencial da termografia na manutenção preditiva de locomotivas
Dash-9W e apenas neste caso encontrou-se uma enorme variedade de
componentes onde esta técnica pode ser aplicada. Certamente ainda não foi
esgotado todo o potencial da termografia em locomotivas. Espera-se que, aoincorporar a técnica ao processo, novas possibilidades sejam encontradas.
Procurou-se enfatizar componentes que em caso de falha possam comprometer o
funcionamento da locomotiva, trazendo impactos positivos não somente à
confiabilidade e à disponibilidade, mas também financeiros e à imagem da empresa
perante aos clientes e à sociedade.
Espera-se que no futuro próximo a aplicação da termografia traga bons resultados à
empresa, atingindo assim os objetivos deste trabalho.
Como sugestão de continuidade deste estudo é possível avançar para as áreas de
manutenção mecânica, de componentes e aplicação a outras frotas do grupo Vale.
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TESTO. Guia de operação do fabricante: Guía de bolsillo. 2008.
VALE. Relatório de reunião de gestão de rotina - GALEG. Vitória, 2008.