A análise de falhas identifica por que um componente quebrou, trincou, deformou ou se desgastou antes do esperado. O resultado indica o que precisa mudar no projeto, no material, na fabricação ou na operação para que a falha não se repita. A ARCO Tecnologia Industrial investiga falhas mecânicas em eixos, engrenagens, suportes, estruturas soldadas, componentes hidráulicos e peças de desgaste. O ponto de partida é a peça falhada, o histórico de uso e o projeto original.
Etapas da análise de falhas
O trabalho começa pela coleta das informações que cercam a falha, como tempo de operação, condição de carga, manutenções anteriores e lote de fabricação. A ocorrência de falhas iguais em outras unidades também é levantada nessa etapa. A peça precisa ser preservada, já que limpeza abrasiva ou corte inadequado podem apagar as marcas que identificam a causa.
Em seguida, a peça passa por exame visual e registro fotográfico da superfície de fratura ou de desgaste, e o plano de ensaios é definido a partir desse exame. Metalografia, dureza, composição química e microscopia eletrônica são feitas em laboratório parceiro, com especificação e interpretação a cargo da ARCO. Um ensaio de dureza Vickers conforme a ISO 6507-1, por exemplo, confirma se o tratamento térmico corresponde ao que o desenho especifica.
Quando a suspeita envolve tensão excessiva ou carga diferente da prevista, a peça é simulada por análise de elementos finitos com a geometria real. A região de maior tensão calculada é então comparada com a origem da fratura observada no exame.
Análise de falhas em máquinas e equipamentos
Um desalinhamento, uma folga de mancal ou um suporte com rigidez insuficiente podem transferir para um eixo uma carga que ele não foi projetado para receber. Por isso, a investigação considera o conjunto onde a peça trabalhava, com a montagem, as peças vizinhas e as condições de operação relatadas pela equipe do cliente.
Mecanismos investigados
Fratura por sobrecarga, fadiga, desgaste abrasivo e adesivo, corrosão e cavitação estão entre os mecanismos investigados em componentes metálicos. Defeitos de fabricação, como inclusões, porosidade de fundição, trincas de têmpera e falta de fusão em soldas, também entram na lista de hipóteses. Quando a fadiga é a causa, o estudo continua na análise de fadiga. Uma peça com trinca que ainda não rompeu passa pela análise de trincas, que avalia se ela pode continuar operando até a substituição.
Relatório da análise de falhas
O relatório descreve a peça e o histórico, mostra as evidências com fotografias e resultados de ensaio e conclui sobre o mecanismo e a causa mais provável. A ação corretiva indicada pode ser de material, de geometria, de processo de fabricação ou de condição de operação. Quando a mesma quebra se repete em vários equipamentos, a análise de falhas na manutenção organiza o histórico de ocorrências para priorizar as investigações. Não conformidades de processo produtivo sem peça quebrada são tratadas em falhas no processo de fabricação.
Equipe
A investigação é conduzida por dois engenheiros de materiais com mestrado em ciência dos materiais e por um engenheiro mecânico especialista em análise de dados. A leitura metalúrgica da fratura e o cálculo da peça ficam reunidos no mesmo estudo. A ARCO fica em Porto Alegre, RS, e atende indústrias de todo o Brasil.
Perguntas frequentes
Como guardar a peça para a análise de falhas?
A peça deve ser guardada seca, sem limpeza abrasiva e sem encaixar as partes fraturadas uma na outra. Se possível, envie junto uma peça igual que não falhou, para comparação.
A ARCO faz os ensaios de laboratório?
Os ensaios são feitos por laboratórios parceiros, e a ARCO especifica cada ensaio, contrata o laboratório e interpreta os resultados.
A análise de falhas indica a correção?
O relatório indica a ação corretiva para a causa identificada, e a ARCO pode desenvolver o redesign da peça quando a correção é de projeto.
Quanto tempo leva uma análise de falhas mecânicas?
O prazo depende do número de peças, dos ensaios necessários e da disponibilidade do laboratório parceiro, e é informado na proposta.
Fale com a ARCO
Para iniciar uma análise de falhas, entre em contato com a ARCO com fotos da peça, a descrição da falha e o histórico de uso do equipamento.