Logarithmic self-products

Existem muitas ferramentas para auxiliar na realização ACR. A representação visual de uma ACR é mais facilmente entendida que uma descrição narrativa longa.

Muitos métodos gráficos têm sido desenvolvidos para facilitar a organização lógica da informação como uma ajuda na realização da análise.

Os tópicos a seguir abordam uma descrição breve e um tanto simplificada de vários métodos gráficos comuns que poderão ser úteis na realização de um ACR.

a) Análise de árvore de falhas:

Trata-se de uma análise dedutiva que identifica um evento de topo, nesse caso, uma falha, e, em seguida, avalia todas as maneiras prováveis em que este evento poderia ter ocorrido, identificando as inter-relações de acontecimentos ou condições básicas que levam ao fracasso. A árvore é organizada, identificando todas as cadeias de eventos que levam ao evento principal e conectando-os com um símbolo que retrate a relação lógica. A Figura 10 mostra uma árvore de falhas simplificada.

Figura 10 – Exemplo de árvore de falhas. Fonte: Adaptado de ASM HANDBOOK 11, 2008.

b) A análise do evento e seus respectivos fatores causais:

Ferramenta muito flexível, que é muito útil para a realização de uma análise lógica da sequência cronológica dos eventos e fatores causais. A construção começa com um cronograma básico com a adição de condições relacionadas, eventos secundários, e presunções. Para construir o gráfico, colocam-se os eventos em retângulos e em seguida conectam-se em sequência da esquerda para a direita usando as setas. O evento terminal deve ser listado no final do lado direito dentro de um círculo. Em elipses, listam-se fatores causais e fatores contribuintes, mostrando a relação entre os eventos com setas tracejadas. Também podem ser adicionados ao gráfico os mecanismos de segurança para identificar as barreiras que falharam, permitindo a ocorrência do evento. A barreira pode assumir muitas formas, incluindo uma barreira física, como uma porta de armário ou uma barreira processual que não foi devidamente implementada. O objetivo da análise é identificar as principais falhas de equipamentos, falhas de processo ou erros humanos que permitiram que o evento indesejado ocorresse. Uma vez que o problema é modelado, os fatores

causais são identificados, conforme exemplificado na Figura 11. Estes são identificados como os fatores que se eliminados, teriam impedido a ocorrência ou diminuído a gravidade da perda evento (WILSON, 1993).

Figura 11 – Exemplo de evento e fator causal. Fonte: Adaptado de WILSON, 1993.

c) Análise de causa e efeito:

Análise de causa e efeito ou diagrama de Ishikawa, em homenagem ao seu idealizador, é uma maneira de se relacionar causas para uma falha na tentativa de encontrar a causa raiz. As causas podem ser problemas de projeto, desempenho humano, má fabricação e assim por diante. A análise da causa e efeito simples pode tomar a forma de um diagrama de espinha de peixe, Figura 12, que pode ser construído como segue (ANDERSON & FAGERHAUG, 2000):

a. Claramente descrever a insuficiência do lado direito do diagrama. b. Identificar as principais categorias de causa como ramos

convergentes sobre o fracasso.

c. Brainstorm para listar todas as causas em cada ramo. d. Analisar os dados até que a causa raiz seja identificada.

Figura 12 – Exemplo do diagrama de Ishikawa. Fonte: Adaptado de ANDERSON & FAGERHAUG, 2000.

d) Cinco porquês

É uma técnica simples que se destina a levar o usuário a níveis mais profundos de identificação da causa. O objetivo geral é perguntar "por que" depois de cada causa que foi identificada até chegar a verdadeira causa raiz. Comumente a análise se encerra em aproximadamente cinco "porquês" para atingir o nível desejado de causa raiz (ANDERSON & FAGERHAUG, 2000). O exemplo a seguir demonstra este conceito simples.

Evento Falha de ponte de estrada:

a. Por quê?-Danos de corrosão em aço estrutural; b. Por quê?- Acúmulo de água;

c. Por quê?- Entupimento de tubos de drenagem por detritos d. Por quê?- Falta de manutenção para realização de limpeza

e. Por quê?- Redução dos investimentos com manutenção (causa raiz).

e) Outras ferramentas de análise de falhas

Existem muitas outras ferramentas que devem ser considerados na realização de uma análise de falhas. Além da ACR propriamente dita, existem técnicas disponíveis para o analista, tais como:

1) Fontes de entrada

Os dados físicos, tais como peças falhadas, as amostras de influências ambientais, fotografias, registros de coleta de dados (pressão, temperatura, velocidade, etc.), e os dados de base são uma parte importante do processo de investigação.

Alguns dos elementos-chave a uma análise incluem:

a) Evidência física: Peças quebradas, amostras, componentes que apresentaram problemas, posições, configurações e assim por diante. b) A preservação oportuna, coleta e registro de evidências físicas são

essenciais para qualquer investigação de falha eficaz. A preservação de dados é feito por restrição do acesso a um local de falha, conservação de configurações e posições, tendo um registro fotográfico da situação encontrada, fazendo esboços, a gravação de variáveis de processo (pressão, temperatura, posição, etc.), a marcação de peças e posições. c) Dados em segundo plano: os dados de projeto, especificações, dados,

análise e simulação de resultados técnicos e, assim por diante.

d) Pessoas: Testemunhas, operadores, projetistas, pessoal de manutenção, os participantes, especialistas, entre outros.

2) Ensaios

Depois que os dados pertinentes e as amostras foram coletados, os ensaios são necessários para avaliar completamente a evidência física e para identificar o mecanismo de falha. Bons procedimentos começam com uma boa preparação das amostras coletadas e seu manuseio.

Coletar amostras intactas de componentes semelhantes para comparação com o danificado, desenhar diagramas para indicar a posição das partes e, coletar amostras locais, também auxilia na resolução do problema.

Tirar fotos de todos os ângulos relevantes e ter sempre um referencial de medidas na foto. Adicionar marcações dos níveis de fluidos ou outras posições que devem ser gravados antes de serem alteradas.

As superfícies devem estar livres de impressões digitais ou outras fontes de contaminação, devendo as amostras ser protegidas, por se tratar de itens particularmente delicados.

Identificar (ou etiquetar) amostras, a fim de indicar quando e por que foi coletada. Geralmente, é desejável recolher a maior quantidade de amostras, antes de corte ou ensaios destrutivos, garantindo que possam ser refeitos os ensaios, caso necessário.

As amostras recebidas podem variar a partir de um componente grande que requer um guindaste de alta capacidade para movimentação ou para algo que apenas pode ser vista sob um microscópio. Os processos de coleta, recebimento, manuseio, etiquetagem e armazenagem adequada da amostra, são essenciais para assegurar que as amostras não sejam perdidas ou alteradas.

As amostras devem, sempre, ser mantidas em local seguro, seco e, possuir um registro de armazenamento.

Medidas tomadas após a recepção adequada das amostras podem incluir: a) Exame inicial;

b) Documentação (fotos); c) Ensaios não destrutivos;

d) Verificação do material (composição química); e) Exame das fraturas;

f) Análise Metalográfica;

g) Determinação das propriedades mecânicas (ensaios destrutivos); h) Análise dos resultados;

i) Elaboração de um relatório. 3) Análise de tensões

A realização de uma análise de tensão é muitas vezes uma parte crítica de uma análise de falha estrutural. As técnicas são tipicamente usadas para determinar o estado de tensão, como resultado das cargas externas ou outras fontes de tensões, tais como transientes térmicos ou acelerações aplicadas.

As técnicas de análise disponíveis incluem cálculos manuais utilizando teorias de resistência dos materiais, aproximações derivadas de fontes de referência conceituadas, fontes testadas empiricamente e métodos e técnicas computacionais, como o método dos elementos finitos (MEF). O MEF é amplamente usado como uma ferramenta de projeto e um instrumento de investigação de análise de falhas.

A simulação pode ser aplicada a muitas áreas úteis na análise de falhas, podendo a aplicação ser individualmente ou em conjunto, como por exemplo: no cálculo das tensões, na transferência de calor, no fluxo de fluidos e nas propriedades eletromagnéticas, entre outros.

A análise de elementos finitos é capaz de modelar situações complexas e lidar com condições transitórias e não lineares que normalmente são demasiadamente complexas para executar usando cálculos manuais ou outras aproximações analíticos.

O uso de MEF em análise de falha é diferente da sua utilização na qualidade de concepção do produto. Em uma análise de falhas especial atenção é direcionada para o local fracasso. Esta área do modelo pode ter uma malha mais fina para capturar as concentrações de tensões localizadas ou outros efeitos localizados. Cargas aplicadas devem incluir cargas reais históricas que estão associadas com o funcionamento do equipamento, incluindo eventos que não estão associados com considerações do projeto.

2.3 Ensaios

Os ensaios são destinados a avaliar as variações físicas, químicas, mecânicas e/ou metalúrgicas de determinados materiais/componentes, podendo ou não inviabilizar sua utilização posterior. Deste modo os ensaios são comumente divididos em dois grandes grupos:

a) Ensaios destrutivos (ED); b) Ensaios não destrutivos (END);

Como o próprio nome já sugere (item “b” anteriormente citado), alguns ensaios não afetam ou não alteram significativamente as propriedades do material e/ou componente, de modo que ele pode ser utilizado novamente.

Dentre os ensaios destrutivos, podemos citar a macrografia, micrografia, ensaios de dureza, tração, compressão, flexão, entre outros, onde se torna necessário a utilização de parte do material que não será reaproveitado posteriormente.

Já os END´s possuem a característica de não comprometer a utilização posterior do material e/ou componente utilizado. Pode-se citar como exemplos a inspeção visual, ensaio de dureza, por líquidos penetrantes, réplica metalográfica, inspeções por ultrassom, entre outros.

Nota-se que o ensaio de dureza aparece tanto na lista dos END´s, quanto nos ED´s. Isso se deve ao tipo de aplicação que o componente está sujeito. Por exemplo, em uma peça retificada, a marca de impressão residual de um ensaio de dureza pode inviabilizar sua utilização em decorrência da necessidade de acabamento superficial e/ou restrita faixa de tolerância dimensional, caracterizando o ensaio como destrutivo. Por outro lado, o mesmo ensaio aplicado em uma peça fundida de grandes dimensões, pode ser considerado como não destrutivo, uma vez que a impressão deixada pelo ensaio não restringe a utilização do componente.

Em virtude da grande quantidade de ensaios disponíveis nas literaturas, os ensaios abordados farão jus especificamente aos ensaios que foram adotados na análise de falhas em questão e na ordem que foram realizados.