“O custo de excluir um grama de sujeira é provavelmente apenas cerca de 10 por cento do que vai custar uma vez que entrar em seu óleo.” Recentemente, um cliente de treinamento da Inova Engenharia nos pediu para documentar a prova dessa declaração.
Isso me lembra uma citação amplamente usada de Benjamin Franklin: “Se você acha que a educação é cara, experimente a ignorância.” Ou outro familiar: “Pague-me agora ou muito mais depois”. O investimento proativo em confiabilidade e bem-estar da máquina costuma ser desafiado pela necessidade de justificativa. A administração está sempre pedindo uma análise financeira e “fazer o caso de negócios”.
Por outro lado, um estudo financeiro raramente é produzido para obter fundos para consertar uma máquina com defeito, especialmente quando a produção da planta está paralisada. Infelizmente, ouvi o pessoal da manutenção dizer que pararam de tentar propor medidas proativas à administração. Eles afirmam que é mais fácil simplesmente deixar as máquinas falharem.
Isso é como dizer que é mais fácil simplesmente esperar até ter um ataque cardíaco do que fazer proativamente as mudanças de estilo de vida necessárias para evitar doenças cardíacas (dieta, condicionamento físico, parar de fumar etc.). Essas diferenças costumam estar profundamente arraigadas na cultura de gestão e negócios. A sua organização tem o pessoal do “aqui e agora” ou aqueles que “planejam e se preparam?”
Pelo lado positivo, um número crescente de empresas é liderado por gerentes que “entendem”. Muito disso foi impulsionado pela base crescente de histórias de sucesso documentadas de organizações e líderes de programas que defenderam mudanças e relataram seus resultados com alegria. Eles não precisaram ser espancados na cabeça, mas sim tomaram a iniciativa e capturaram o benefício.
O custo para excluir um grama de sujeira
Para aqueles que estão se perguntando o que significa excluir um grama de sujeira, é um conceito bastante simples. Primeiro, descubra qual é o contaminante (sujeira, pó de carvão, cinzas volantes, etc.) e então determine o (s) ponto (s) de entrada (ventilação do tanque, vedações desgastadas, escotilha, etc.). Alguns fazem isso examinando partículas encontradas em filtros usados e sedimentos do reservatório, auxiliados por ferramentas comuns de laboratório (XRF, SEM, microscopia óptica, etc.).
Para muitas máquinas, a inalação de contaminantes transportados pelo ar no reservatório e no espaço superior do tanque é a principal fonte de contaminação. A convecção forçada de ar por sifonagem térmica, correntes de ar acionadas pela máquina (por exemplo, movimento das engrenagens, queda do fluxo da linha de retorno do óleo) e mudanças cíclicas no nível do óleo do tanque (movimento do cilindro hidráulico) podem aumentar o ingresso. O ar normalmente entra pelas aberturas e respiros, pelas vedações do eixo, escotilhas não vedadas e tampas de limpeza e outras aberturas desprotegidas da máquina.
O óleo novo também é uma fonte de contaminação , assim como as atividades de inspeção e reparo invasivas. Os sistemas hidráulicos que usam atuadores lineares recebem uma alta porcentagem de suas partículas do ingresso pelas vedações raspadoras e vedações da haste desgastadas. Obviamente, o desgaste mecânico, a corrosão, a degradação do óleo e a esfoliação da superfície também são fontes comuns de partículas sólidas.
O custo da exclusão de contaminantes está relacionado ao hardware adaptado e às táticas de manutenção de rotina para bloquear a entrada de contaminantes. Esses custos incluem coisas como filtragem do carrinho de transferência, respiros adequados em máquinas e recipientes de armazenamento de lubrificante, vedações aprimoradas (labirinto, por exemplo), sistemas de fechamento mais apertados, maior consciência e cuidado durante as inspeções internas e substituição de peças (educação e melhores procedimentos / ferramentas) , limpeza de rotina das partes externas da máquina e muitos outros métodos semelhantes.
Dependendo do tipo de máquina, isso pode gerar custos iniciais que variam de $ 100 a $ 1.000 por máquina. Há também um custo anual contínuo de manutenção de rotina relacionado à exclusão de contaminantes (por exemplo, respiradores de substituição).
O custo de uma grama de sujeira não excluída
1. O Custo do Desgaste da Máquina Causado por Partículas Não Filtradas e Ingressadas
Todos nós sabemos que as partículas fazem partículas. O número de novas partículas geradas a partir de uma única partícula ingressada depende de muitos fatores, incluindo o tipo de máquina, filtragem, sedimentação, número de zonas de atrito, folgas de trabalho e velocidades de operação.
Basicamente, se refere a quantos arranhões e reentrâncias na superfície uma partícula pode fazer antes de ser pulverizada, assentar no chão do tanque ou removida por uma troca de óleo ou filtro. Se as partículas infiltradas atingirem os filtros rapidamente, haverá menos danos e poucas novas partículas de desgaste serão produzidas. Por outro lado, se nenhuma filtração ou filtração pobre for o caso, isso leva a um tempo de residência de partícula mais longo no fluido e, portanto, mais danos e mais produção de resíduos de desgaste.
Uma partícula de sujeira ingerida média (deixada sem remover no óleo) irá gerar algo entre cinco e 20 novas partículas (partículas secundárias). Algumas dessas partículas formarão mais partículas (partículas terciárias). A situação se autopropaga. Além disso, você pode imaginar que uma única marca de arranhão de um grão de sujeira pode produzir uma partícula de desgaste em saca-rolhas longa o suficiente para se esmagar em cinco ou mais segmentos de partícula.
Dê uma olhada nos dados abaixo de 17 sistemas hidráulicos (ref. Pall Corporation). Os cinco sistemas mais limpos altamente filtrados tinham apenas 7 por cento de partículas de desgaste (metálicas). A sujeira destrutiva foi removida rapidamente, evitando a geração de partículas secundárias e terciárias.
Por outro lado, os cinco sistemas mais sujos geraram 117.768 novas partículas, representando 42 por cento de todas as partículas no fluido. Se um filtro melhor fosse aplicado, o filtro se entupiria rapidamente com a alta concentração de partículas, das quais quase metade fazia parte da máquina.
Os custos: O alto custo do reparo da máquina e perda de produção (se nenhum filtro de óleo ou filtros de baixa qualidade forem usados) é de 10 a 10.000 vezes o custo da exclusão de contaminantes.
2. O custo para remover partículas de entrada por filtração de óleo
Em sistemas bem filtrados e de alto ingresso, como a hidráulica off-road, mais de 90% das partículas encontradas nos filtros de óleo são provavelmente poeira do terreno (ingerida do ar). Para equipamentos internos funcionando em um ambiente relativamente limpo, o filtro pode ser carregado com 50 a 90 por cento de partículas metálicas.
Em comparação, as partículas em sistemas não filtrados, como caixas de engrenagens alimentadas por respingos, podem ser mais de 95% metálicas devido à geração de partículas auto propagadas.
Os filtros custam menos para manter (duram mais) quando:
- A entrada de partículas é mantida sob controle (vedações, respiros, etc.).
- Metas de alta limpeza do óleo são definidas e mantidas.
Se você não consegue controlar o ingresso, você precisa usar a filtragem para estabilizar as metas de alta limpeza do óleo. A melhor maneira de fazer isso é remover as partículas rapidamente. Lembre-se de que quanto mais tempo as partículas permanecem no óleo, mais partículas secundárias e terciárias são geradas. Então, eles também devem ser filtrados (aumentando o custo da filtração). Um ou mais dos seguintes métodos são as melhores maneiras de remover partículas rapidamente:
- Localize os filtros logo abaixo das fontes de ingresso, como em uma linha de retorno hidráulico.
- Mantenha uma alta taxa de fluxo através dos filtros (para transportar rapidamente as partículas para os filtros para remoção).
- Empregue vários filtros.
- Use filtros de alta eficiência de captura.
Claro, tudo isso custa dinheiro, além do incômodo de manutenção. Em contraste, um filtro usado como respirador de ar reterá mais massa de partículas (talvez duas a cinco vezes mais) do que o mesmo filtro usado para limpar o óleo (mesmo tamanho e desempenho de mícron).
Como uma nota final sobre a filtração, embora muitas táticas de exclusão de contaminantes possam evitar a entrada de partículas de todos os tamanhos, a filtração de óleo, por outro lado, é seletiva. Geralmente, remove apenas as partículas acima da classificação de mícrons (digamos, 10 mícrons), deixando as partículas menores não se intimidando e disponíveis para causar danos ao óleo base , aos aditivos e à máquina.
Os custos: O custo para filtrar o seu caminho para limpar o óleo é talvez 10 vezes maior do que o custo da exclusão.
3. Aumento do consumo de óleo devido à entrada descontrolada de partículas
A maioria das pessoas não associa a contaminação por partículas à vida útil do lubrificante, à frequência de troca de óleo ou ao custo geral do consumo de lubrificante. Já relatamos várias vezes em Lubrificação de máquinas sobre como os óleos envelhecem. Por exemplo, um dos motores bem conhecidos da oxidação do óleo é a presença de metais de desgaste catalítico no óleo.
As partículas de desgaste não entram no óleo por si mesmas. Uma fonte muito comum de partículas de desgaste é o desgaste induzido por partículas (secundário e terciário, conforme discutido anteriormente). Partículas de sujeira suspensas também fornecem um local para os aditivos de óleo pegarem carona. Isso amarra esses aditivos, o que suprime sua capacidade de realizar a função pretendida.
Portanto, menos entrada de sujeira significa menos produção de resíduos de desgaste , o que significa menos esgotamento do aditivo antioxidante, o que significa menos consumo de óleo (do esgotamento do aditivo e oxidação do óleo base) e menos tempo de inatividade devido a trocas de óleo e lavagem. Também relatamos no passado os muitos custos ocultos de uma troca de óleo. Um consultor (Ken Brown) estimou que uma troca de óleo pode custar mais de 40 vezes o custo do óleo e da mão de obra.
Uma mudança de óleo é prejudicial para a máquina. Não só pode causar tempo de inatividade, mas também uma perturbação interna que pode levar a danos colaterais. Um distúrbio comum e sério é chamado de “efeito aquário”, que se relaciona à redistribuição de sedimentos como resultado de uma troca de óleo.
Obviamente, óleo sujo também é a principal causa de vazamento de óleo. A contaminação por partículas desgasta os selos com o tempo. Algumas empresas relataram uma redução de mais de 80 por cento no vazamento como resultado da manutenção de maior limpeza do óleo.
Os custos: O consumo de óleo e os custos associados (incluindo reparos de vedações) podem exceder 10 vezes o custo da exclusão de contaminantes.
4. Perdas de consumo de energia devido ao desgaste induzido por partículas
O desgaste não só leva à falha operacional da máquina, mas também impede o desempenho no período intermediário que leva ao reparo ou revisão. Durante este período, geralmente há produtividade prejudicada devido ao funcionamento lento ou irregular da máquina. Também há aumento no consumo de energia.
Por exemplo, quando as bombas hidráulicas e os atuadores se desgastam, eles perdem a eficiência volumétrica. Isso retarda o trabalho (bombas e atuadores movem-se mais lentamente) e aumenta o consumo de energia (e o desgaste do lubrificante pelo calor). As engrenagens e rolamentos também consomem mais energia como resultado do desgaste.
Mesmo os motores a diesel sofrem com a redução da eficiência de combustão devido ao desgaste no trem de válvulas, rolamentos da extremidade inferior e câmaras de combustão (anéis, pistão, parede do cilindro, etc.). O resultado é um aumento correspondente no consumo de combustível. O desgaste nessas zonas costuma estar associado a partículas no óleo lubrificante. Uma maneira simples de impedir que partículas entrem no cárter é melhorar a qualidade do filtro de ar de indução.
Os custos: O custo do trabalho perdido e o aumento do consumo de energia ao longo do ciclo de vida da máquina podem exceder 20 vezes o custo da exclusão de contaminantes.