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The main goal of this work was to perform analysis and treatment of failures in the primary crushing sector, and verify their contributions to the maintenance management of the Planning and Crushing sector of a mining company. The analysis indicated that the highest number of corrective incidents occurred in a primary gyratory crusher, which consisted of obstruction in the feed by blocks of rock (boulders). This obstruction was caused by deformation of the concave plates and excessive clearance in regions of the crushing chamber. The plates on the opposite side of the boulders’ displacement had a length of 1201.3 ±2.0 mm, while the plates in the displacement region had 1221.0 ±8.0 mm length. Based on this difference, follow-up and inspection were carried out during a period of four months, through observation and by failure indicators analysis. The analyzes indicated that during the crusher's feeding process, the material with the highest granulometry reached only one side of the crushing chamber, the A side, causing greater compression effort in this region, due to the impacts of the boulders. In order to mitigate this issue, a new resin, with greater compression strength, was recommended, which was developed and applied to the intermediate plates of the concaves. After applying the new resin and performing further analysis of the failure indicator, it was noted that the deformation and clearance events of the crusher concave plates were reduced by approximately 66.7%. This result contributed to greater availability of the equipment and increased productivity in the company's primary crushing sector. El objetivo principal de este trabajo fue realizar análisis y tratamiento de fallas en el sector de trituración primaria, y verificar sus aportes a la gestión de mantenimiento del sector de Planeamiento y Triturado de una compañía minera. El análisis indicó que el mayor número de incidentes correctivos ocurrió en una trituradora giratoria primaria, que consistió en obstrucción en la alimentación por bloques de roca. Esta obstrucción fue causada por la deformación de las placas cóncavas y un espacio libre excesivo en las regiones de la cámara de trituración. Las placas en el lado opuesto al desplazamiento de los bloques de roca tenían una longitud de 1201,3 ± 2,0 mm, mientras que las placas en la región de desplazamiento tenían 1221,0 ± 8,0 mm. A partir de esta diferencia, se realizó un seguimiento y examen durante un período de cuatro meses, mediante observación y análisis de indicadores de falla. Los análisis indicaron que durante el proceso de alimentación de la trituradora, el material con mayor granulometría alcanzó solo un lado de la cámara de trituración, región A, provocando un mayor esfuerzo de compresión en esta región, debido a los impactos de los bloques de roca. Para mitigar este problema, se recomendó una nueva resina, con mayor resistencia a la compresión, la cual fue desarrollada y aplicada a las placas intermedias de los cóncavos. Después de aplicar la nueva resina y realizar un nuevo análisis de los indicadores de falla, se observó que los eventos de deformación y holgura de las placas cóncavas de la trituradora se redujeron en aproximadamente un 66,7%. Este resultado contribuyó a una mayor disponibilidad de los equipos y una mayor productividad en el sector de trituración primaria de la empresa. O objetivo principal deste trabalho foi realizar análise e tratamento de falhas no setor de britagem primária, e verificar suas contribuições para a gestão de manutenção do setor de Planejamento e Britagem de uma empresa de mineração. A análise indicou que o maior número de incidentes corretivos ocorria em um britador giratório primário, que consistia de obstrução na alimentação por blocos de rocha (matacos). Esta obstrução era causada por deformação das placas dos côncavos e folga excessiva em regiões da câmara de britagem. As placas do lado oposto ao deslocamento dos matacos estavam com 1201,3 ±2,0 mm de comprimento, enquanto as placas da região de deslocamento estavam com 1221,0 ±8,0 mm. Com base nessa diferença, foram realizados acompanhamento e inspeções durante o período de quatro meses, por meio de observação e análise de indicadores de falha. As análises indicaram que durante o processo de alimentação do britador, o material com maior granulometria atingia apenas um dos lados da câmara de britagem, a região A, causando maior esforço de compressão nesta região, devido aos impactos dos matacos. Para mitigar esse problema, foi recomendado uma nova resina, com maior resistência à compressão, a qual foi desenvolvida e aplicada nas placas intermediárias dos côncavos. Após a aplicação da nova resina e realização de novas análises dos indicadores de falha, notou-se que os eventos de deformação das placas dos côncavos e folga no britador, foram reduzidos em aproximadamente 66,7%. Esse resultado contribuiu para maior disponibilidade do equipamento e aumento da produtividade no setor de britagem primária da empresa.

Não recebi financiamento Sugarcane mills have demanded more control of their production line, reduced loss of raw material, and a longer period before maintenance of their equipment, aiming to increase their profitability. The main station of this process is the mill responsible for crushing the sugar cane. Its components such as knives, hammers, and rollers are subject to degradation processes, mainly wear and corrosion, decreasing production efficiency and increasing the maintenance costs. This work aims to perform the failure analysis of hammers coated with weld, removed from a mill shredder after use. Through compositional characterization techniques, it was determined that the base material is a 1030 carbon steel, and the coating is a high Cr (22,2 %wt) and C (3,65 %wt) ferrous alloy. The coating showed greater resistance to abrasive wear compared to the base and reference material (410 stainless steel), it has greater hardness and hard carbides (type M7C3) that act as reinforcement and protection elements against the removal of the soft matrix material of ferrite and austenite by abrasive action. Despite the complexity of sugarcane juice, composed of chlorides, sulfides, and organic acids, the cyclic polarization curves did not show significant differences between the materials tested in this corrosive environment. The 410 stainless steel had better performance against corrosive effects, due to the complete dissolution of Cr in the solid solution, which ensured the formation of a protective passive film, which, unlike the coating, with a high content of Cr, creates carbides in excesses and interfaces depleted in Cr, representing preferential points for corrosion. The cracks in the coating allowed the penetration of the sugarcane juice, and subsequent detachment of the weld by impact, exposing the base material to abrasive wear and corrosive. Greater control during the coating preparation process and the use of a base material with greater corrosion resistance could significantly extend the life of the hammers. As usinas sucroalcooleiras tem exigido um maior controle de sua linha de produção com diminuição de perda de matéria prima, redução da manutenção de seus equipamentos e aumento dos lucros. A estação principal desse processo é a moenda, onde os seus componentes estão sujeitos a processos de degradação, principalmente desgaste e corrosão, diminuindo a eficiência da produção e aumentando os custos de manutenção. Este trabalho teve como objetivo realizar a análise de falhas dos martelos revestidos por solda, retirado do desfibrador de uma moenda após o uso. Através de técnicas de caracterização composicional, determinou-se que o material base é um aço carbono 1030, e o revestimento de liga ferrosa de alto Cr (22,2 %p) e C (3,65 %p). O revestimento apresentou maior resistência ao desgaste abrasivo comparado ao material base e o de referência (aço inoxidável 410), por apresentar maior dureza e carbonetos duros (do tipo M7C3) que agem como elementos de reforço e proteção contra a remoção de material da matriz macia de ferrita e austenita por ação abrasiva. Apesar da complexidade do caldo de cana-de-açúcar, composto por cloretos, sulfetos e ácidos orgânicos, os resultados de corrosão obtidos através das curvas de polarização cíclica não apresentaram diferenças significativas entre os materiais testados nesse meio corrosivo. O aço inoxidável 410 obteve melhor desempenho frente aos efeitos corrosivos, devido ao Cr estar distribuído em solução sólida por todo o volume da microestrutura, que assegurou a formação de um filme passivo protetor, que ao contrário do revestimento, com elevado teor de Cr e C, forma-se carbonetos em excesso e interfaces empobrecidas em Cr, representando pontos preferenciais para a corrosão. As trincas presentes inicialmente no revestimento permitiram a penetração do caldo de cana-de-açúcar, e posterior desprendimento da solda por impacto, expondo o material base ao desgaste abrasivo e corrosivo. Um maior controle durante o processo de preparação do revestimento e o uso de um material base com maior resistência a corrosão poderiam prolongar significativamente a vida útil dos martelos.

Esta dissertação descreve o estudo de uma análise de falha realizado numa válvula de enchimento de uma enchedora de garrafas de uma Cervejeira. A enchedora é um equipamento de 1996 e está colocada numa linha de enchimento constituída por diversos equipamentos, liderando a cadência de produção. Qualquer falha existente tanto na enchedora, como noutro equipamento, irá afetar a linha de enchimento por um todo. A falha mencionada impede o funcionamento correto da válvula de enchimento, o que requer a paragem de produção e a abertura da válvula para solucionar o problema existente. Esta falha provoca tanto a existência de garrafas vazias como a de garrafas a transbordar, que são automaticamente rejeitadas, causando desperdício de cerveja e despesa monetária decorrente da paragem da linha de produção e da substituição de componentes, as quais poderiam ser evitadas. Uma vez que a enchedora enche 64000 garrafas por hora e tem 120 válvulas de enchimento, uma falha destas, leva à rejeição de cerca de 530 garrafas, em apenas uma hora. A falha consiste no depósito de resíduos caramelizados dentro da válvula de enchimento, numa zona onde apenas deveria circular ar, resultando no mau funcionamento de uma mola de compressão. Até concluir como era criado esse depósito, foram realizados testes suportados por diversas hipóteses, mediante a aplicação do método de Kaizen, que permite seguir uma metodologia consistente para a obtenção de resultados. A resolução do problema descrito foi obtida com uma proposta de melhoria, que consiste na modificação de uma peça constituinte da válvula de enchimento, de modo a que a enchedora funcione corretamente e evitando perdas.

Submitted by jose ferreira (gagliano.fm@gmail.com) on 2018-06-08T14:04:01Z No. of bitstreams: 1 MSC_Ferreira-J-F-M-G_PEI-UFBa_vfinal-grafica.pdf: 3531065 bytes, checksum: 1d1c7708bb21ba9a12c56dac183dd9f0 (MD5) Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2018-06-11T11:06:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MSC_Ferreira-J-F-M-G_PEI-UFBa_vfinal-grafica.pdf: 3531065 bytes, checksum: 1d1c7708bb21ba9a12c56dac183dd9f0 (MD5) Made available in DSpace on 2018-06-11T11:06:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MSC_Ferreira-J-F-M-G_PEI-UFBa_vfinal-grafica.pdf: 3531065 bytes, checksum: 1d1c7708bb21ba9a12c56dac183dd9f0 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES O presente trabalho tem por objetivo analisar os aspectos sociotécnicos que afetam a continuidade operacional através de um estudo de caso com aplicação de ferramentas da confiabilidade. Para alcançar tal objetivo, esta dissertação foi dividida em quatros etapas: análise preliminar para delimitação do objeto de estudo através do mapeamento da perda de produção, análise do ambiente operacional, estudo das falhas através do diagrama de Ishikawa e da aplicação da confiabilidade para modelagem da taxa de falha, e a aplicação do método SPAR-H (do inglês, Standardized Plant Analysis Risk Human) para quantificação do erro humano em uma tarefa crítica da operação. Foi analisado o ambiente industrial de uma planta petroquímica de fabricação de fertilizantes. Devido às próprias características de complexidade do sistema foram identificados elementos de natureza não técnica (humanos e organizacionais) que influenciam o desempenho das operações e contribuem no processo de desenvolvimento de falhas. Neste ambiente, o nível de automação apresentou-se como um fator limitante na caracterização da falha no formato sociotécnico.

This article describes a simulation of the electrical local distribution and regional transmission system of Enerca S.A. E.S.P. at 34.5 kV and 115 kV, identifying the most critical circuits and substations. The company is located in one of the major petroleum production areas in Colombia, and because of a massive growth in this sector, the electrical company expanded its networks in a radial way. This expansion was improvised and poorly planned due to the accelerated need to meet the new demand, which resulted in stability, balance, voltage regulation, and system reliability problems. Load flow and fault analyses were carried out based on current load and demand predictions in the short and medium term. Twelve proposals were made for network and substation modernization that once implemented will significantly improve the service reliability. Resumen Presenta la simulación del sistema eléctrico de distribución local y transmisión regional de Enerca S.A. E.S.P. en los niveles de 34.5 kV y 115 kV, encontrando las subestaciones y circuitos más críticos. La empresa está ubicada en una de las zonas de mayor producción de petróleo en Colombia y, debido al enorme crecimiento de la explotación del crudo, amplió sus redes de forma radial, imprevista y no planeada, dada la acelerada necesidad de atender la nueva demanda, trayendo como consecuencia problemas de estabilidad, de desbalance, de regulación de tensión y de confiabilidad del sistema. Se realizaron flujos de carga y análisis de fallas con la mayor carga que actualmente atiende la empresa y con base en la proyección de la demanda a corto y mediano plazo, planteando doce propuestas para la modernización de sus redes y subestaciones que, una vez sean implementadas, mejorarán considerablemente la confiabilidad. Resumo Apresenta a simulação do sistema elétrico de distribuição local e transmissão regional de Enerca S.A. E.S.P. nos níveis de 34.5 kV e 115 kV, encontrando as subestações e circuitos mais críticos. A empresa está localizada em uma das zonas de maior produção de petróleo na Colômbia e, devido ao enorme crescimento da exploração do cru, ampliou suas redes de forma radial, imprevista e não planejada, dada a acelerada necessidade de atender a nova demanda, trazendo como consequência problemas de estabilidade, de desequilíbrio, de regulação de tensão e de confiabilidade do sistema. Realizaram-se fluxos de carga e análise de falhas com a maior carga que atualmente atende a empresa e com base na projeção da demanda a curto e médio prazo, planteando doze propostas para a modernização de suas redes e subestações que, uma vez sejam implementadas, melhorarão consideravelmente a confiabilidade.

O estudo visou a determinação das causas da falha de um isolador polimérico composto, empregado em uma linha de transmissão (LT) de 138kV. O trabalho foi desenvolvido seguindo a metodologia recomendada para análise de falhas, envolvendo caracterização metalúrgica e ensaios químicos. Foi possível, através dos ensaios realizados, identificar o mecanismo de corrosão sob tensão (CST) como o responsável pelo processo de fratura frágil sofrido pelo isolador. Este mecanismo é frequentemente associado às falhas em isoladores poliméricos compostos (resinas epóxi reforçadas com fibras de vidro ricas em boro), em presença de umidade. O isolador em questão apresentava uma série de características construtivas inadequadas que possibilitaram a penetração de umidade na terminação inferior e consequente contato com o núcleo do bastão PRV (polímero reforçado com vidro) levando à sua ruptura em serviço. Os resultados deste trabalho motivaram a substituição de todos os isoladores poliméricos com características semelhantes por parte da concessionária de energia elétrica.

O presente trabalho apresenta uma abordagem baseada em análise envoltória de dados (Data Envelopment Analysis - DEA) para estabelecer direcionamentos de melhoria para os modos de falhas identificados na análise dos modos e efeitos de falha (FMEA). A abordagem tradicional da FMEA baseia-se num número de priorização de riscos que vem sendo alvo de inúmeras críticas embasadas em diversos artigos científicos. No presente trabalho, o número de priorização de risco é baseado em DEA. Por meio desse número de priorização de risco DEA, considerando-se o conceito de fronteira de eficiência, serão identificadas diretrizes de melhoria para os modos de falha com base nos índices de risco estabelecidos pela equipe executora da FMEA. Por meio dos resultados alcançados nas duas aplicações práticas, pode-se demonstrar a eficácia da abordagem proposta para tratar essa classe de problemas. The present study presents a data envelopment analysis (DEA) based approach to establish guidelines for the improvement of the failure modes identified by a failure mode and effect analysis (FMEA). The traditional FMEA approach is based on risk priority number (RPN), which has been target of scientific criticism. In the present study, the RPN is based on DEA and considers the concept of efficiency frontier. Based on this concept and on the risk indexes, some improvement directives for the failure modes can be established. The obtained results concerning the two practical applications demonstrate the effectiveness of the proposed approach in dealing with this kind of problem.

The increased need of reducing production costs of commodities raised the importance of reaching higher levels of process efficiency and also the consolidation of financial gains due to larger-scale production capacities. In this scenario, the control and reduction of energy consumption is considered one of the most critical issues due to its impact on the companies economical, environmental and social businesses sustainability. In the primary alumina industry, it is estimated that the calcination process still demands 30% in excess of energy to operate, although there have been major improvements in the current calciners when compared to the former versions disseminated in the 70 s. In parallel, although the production capacity increased significantly, diluting the overall production costs, they also raised the importance of maintaining their operational availabilities at the maximum level to attain the financial viability of the processes. Currently, daily losses are estimated to be close to 1 million dollars per each nonproductive day of a large-capacity calciner. Despite this critical aspect, it is not rare to find literature reports indicating refractory failure as one of the main causes of unexpected production halts, which highlights the need of high performance linings as a pre-requisite for longer campaigns and lower levels of energy consumption. This project evaluated one of these refractory failure detected in three new large-capacity calciners. The root-cause of the refractory s short life was identified and afterwards a novel more suitable material was selected increasing twofold the operational campaign time, which resulted in additional potential revenue of 60 million dollars per year. In order to complement the study, the overall reduction of energy consumption was quantified for different high performance insulating materials. This project was concluded with an economical viability study for the implementation of this novel insulating lining concept for those three calciners. Com a crescente necessidade de diminuição do custo de produção das commodities, aumentou-se também a importância de manter os mais elevados níveis de eficiência dos processos e de se obter ganhos de escala em equipamentos. Neste cenário, o controle e a redução do consumo de energia dos processos produtivos alcançou lugar de destaque pelo seu impacto na sustentabilidade econômica, ambiental e social dos negócios das empresas. Na industria de produção primária de alumina ainda estima-se um excesso no consumo de energia de aproximadamente 30% para o processo de calcinação, ainda que os equipamentos atuais apresentem melhorias signifcativas quando comparados aos primeiros calcinadores de leito fluidizado disseminados na década de 70. Em paralelo, os aumentos de escala destes mesmos equipamentos diluiram os custos de produção por um lado, mas por outro tornaram a manutenção das suas disponiblidades operacionais um ítem crítico para obter os ganhos financeiros desejados. Para se ter idéia, atualmente estima-se um potencial de perdas da ordem de 1 milhão de dólares por dia não produtivo por unidade de calcinação. Apesar desta relevância, não são raros os relatos de literatura indicando falha dos materiais refratários como uma dos principais causas de paradas indesejadas, destacando a necessidade de utilizar revestimentos refratários de alto desempenho como meio fundamental para se obter campanhas mais longas e menores consumos de energia. Este trabalho estudou um destes casos de falha do revestimento refratário em três novos calcinadores de leito fluidizado, identificou o motivo da curta vida útil do refratário e posteriormente selecionou um novo, que duplicou o tempo das campanhas operacionais, gerando um potencial adicional de receita de 60 milhões de dólares por ano. Para complementar o trabalho, foram quantificados os potenciais de redução do consumo energético para diferentes materiais isolantes de alto desempenho. O estudo é finalizado com a análise de viabilidade econômica da implementação de uma nova concepção de isolamento térmico para estes calcinadores.

O estudo visou a determinação das causas da falha de um isolador polimérico composto, empregado em uma linha de transmissão (LT) de 138kV. O trabalho foi desenvolvido seguindo a metodologia recomendada para análise de falhas, envolvendo caracterização metalúrgica e ensaios químicos. Foi possível, através dos ensaios realizados, identificar o mecanismo de corrosão sob tensão (CST) como o responsável pelo processo de fratura frágil sofrido pelo isolador. Este mecanismo é frequentemente associado às falhas em isoladores poliméricos compostos (resinas epóxi reforçadas com fibras de vidro ricas em boro), em presença de umidade. O isolador em questão apresentava uma série de características construtivas inadequadas que possibilitaram a penetração de umidade na terminação inferior e consequente contato com o núcleo do bastão PRV (polímero reforçado com vidro) levando à sua ruptura em serviço. Os resultados deste trabalho motivaram a substituição de todos os isoladores poliméricos com características semelhantes por parte da concessionária de energia elétrica. The objective of this study was to determine the cause of the failure in service of a polymeric insulator used in a 138 kV transmission line (TL). The study was conducted following the most usual recommended methodology for failure analysis, metallurgical characterization and chemicals tests. The tests identified that the mechanism of stress corrosion cracking (SCC) was responsible for the insulator´s brittle fracture. This mechanism is often associated with the existence of flaws in polymeric insulators compounds (epoxy resins reinforced with boron rich glass fibers) in the presence of moisture. The tests revealed that the design characteristics of the insulator were inappropriate because they allowed the penetration of moisture into its lower termination and subsequent contact with the GRP (glass reinforced polymer) core, leading to its disruption. These results led to the replacement of all insulators with similar characteristics by the electric power transmission utility.

As uniões flangeadas são amplamente utilizadas na indústria e a sua aplicação em equipamentos sub-sea requer um alto grau de confiabilidade, tendo em vista as condições ambientais e carregamentos, principalmente nas condições de águas profundas. A confiabilidade de uma união flangeada consiste na manutenção da sua característica de vedação, sendo o componente responsável pela vedação a junta. A vedação exercida pela junta é decorrente da ação de deformação ocasionada pela força de aperto dos estojos, sendo estes, elementos críticos das uniões flangeadas. Com o propósito de investigar falhas neste componente, é desenvolvida uma metodologia numérica, utilizando o método de Elementos Finitos, para avaliar o impacto da perda sucessiva de estojos em uma união flangeada. Também é investigado o relaxamento de tensão ocasionado por uma trinca em estojos. O estudo tem como objetivo conhecer os limites de operação segura, e neste trabalho é apresentado a análise de um flange da classe API 17D, de 4 polegadas com 8 estojos, sendo a metodologia desenvolvida aplicável a qualquer outro flange. O estudo numérico foi desenvolvido e simulado no software ANSYS Workbench 12.1 (2010). O resultado indica além do número mínimo de estojos necessários para manter a vedação, o incremento de tensão nos estojos remanescentes do flange, causado pela sucessiva perda de estojos. The flanged joints are widely used in industry and its application in sub-sea equipment requires a high degree of reliability, given the environmental conditions and loads, especially in deep water conditions. The reliability of a flanged joint consists of the maintenance of its characteristic seal, being the component responsible for sealing the joint. The seal exercised by the joint is due to the action of deformation caused by clamping force of the bolt sets, the latter being critical elements of flanged joints. In order to investigate this component's failure, a numerical methodology is developed, using the Finite Element Method to evaluate the impact of the successive loss of cases in a flanged joint. It was also investigated the relaxation of tension, caused by a crack in bolt set. The study aims to know the limits of safe operation, and this paper presents the analysis of a flange class API 17D, 4 inches with 8 bolt sets, being the methodology applicable to any other flange. The numerical study was developed and simulated in ANSYS Workbench 12.1 (2010) software. The result indicates, besides the minimum number of cases necessary to maintain the seal, the increase of tension in the remaining cases of the flange, caused by the successive loss of bolt sets.