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PETROBRAS – UN-REPAR
PROPOSTA PARA MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE
INDUÇÃO TRIFÁSICOS DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Marcelo Rocha BaiãoEngenheiro de Equipamentos
VIII Seminário Paranaense de ManutençãoABRAMAN
PETROBRAS – UN-REPAR
INTRODUÇÃO
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Refinaria de Petróleo UN-REPAR
Localização: Araucária – PR
75% de sua produção destina-se ao abastecimento do Paraná, Santa Catarina, sul de São Paulo e Mato Grosso do Sul. O restante é destinado a outras regiões do país ou é exportado.
PETROBRAS – UN-REPAR
INTRODUÇÃO
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
UN-REPAR
Carga elétrica de 25 MW
Mais de 1.000 motores elétricos em operação
Mais de 70% são motores de indução trifásicos de baixa tensão (440 V)
Dos motores de baixa tensão, a maioria tem mais de 20 anos, carcaça padrão norte-americano NEMA e já foi rebobinada ao menos 1 vez
PETROBRAS – UN-REPAR
INTRODUÇÃO
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Norma N-0313 define os requisitos técnicos básicos para aquisição de motores elétricos de indução
Recebimento dos motores feito por pessoal próprio e não possui controle de qualidade
Manutenção mecânica dos motores realizada por equipe contratada com fiscalização própria. Manutenções mecânicas preventivas e preditivas.
PETROBRAS – UN-REPAR
INTRODUÇÃO
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Manutenção elétrica (rebobinamento e rejuvenescimento) feita por oficinas externas, concorrência por menor preço e sem exigências especiais.
Motores substituídos por motores novos quando custo ou tempo de recuperação do motor é muito alto.
Ensaios periódicos em alguns motores para avaliação de condição (preditiva).
Não existe um estoque de sobressalentes sistematizado. O procedimento adotado é recuperar o motor danificado.
PETROBRAS – UN-REPAR
ESPECIFICAÇÃO BÁSICA
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Norma PETROBRAS N-0313
* O motor deve suportar 2 partidas consecutivas “a frio”* [prática recomendada] Corrente com rotor bloqueado àtensão nominal não exceda a 6 vezes o valor da corrente nominal * [prática recomendada] Tempo máximo de rotor bloqueado > 12s* [prática recomendada] Furo axial, roscado* Pintura adequada às características ambientais * Ventilador de alumínio* [prática recomendada] Graxeira
PETROBRAS – UN-REPAR
ESPECIFICAÇÃO BÁSICA
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Proposta fabricante
Item Qtde. Potência Pólos Carcaça FCPercentual de Preço
em relação àespecificação padrão
Motores com todos os opcionais
1 01 1.5 cv 2P 80 B3D 616%
2 01 5 cv 2P 112M B3D 543%
3 01 10 cv 2P 132S B3D 391%
4 01 20 cv 2P 160M B3D 303%
5 01 30 cv 2P 160L B3D 246%
6 01 50 cv 2P 200L B3D 223%
7 01 75 cv 2P 225S/M B3D 196%
8 01 100 cv 2P 250S/M B3D 181%
9 01 125 cv 2P 280S/M B3D 181%
PETROBRAS – UN-REPAR
RECEBIMENTO
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Atualmente, são comparados apenas os dados de placa do motor. No entanto, tal prática se mostrou insuficiente.
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RECEBIMENTO
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
1 – Todo motor que chegar deve ser inspecionado de acordo com um padrão.2 – Os motores novos devem ser inspecionados de acordo com a folha de dados do motor, material da ventoinha, forma construtiva e pintura (inspeção visual).3 – Os motores reparados devem ter a ficha de identificação avaliada e ser ensaiados, nos seguintes testes: comparação de resistência dos enrolamentos, RI, IP, Hipot DC e surge test.
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SISTEMÁTICA ATUAL DE MANUTENÇÃO
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
MANUTENÇÃO ELÉTRICA
Manutenção preventiva / preditiva: ensaios elétricos em motores acima de 75 CV, com periodicidade anual
Para iniciar os ensaios, o motor é desligado por 4 (quatro) horas antes dos ensaios. O tempo de indisponibilidade do motor é de 6 (seis) horas.
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SISTEMÁTICA ATUAL DE MANUTENÇÃO
MANUTENÇÃO ELÉTRICA
Comparação de Resistência dos Enrolamentos
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Detecta curto-circuito entre espiras e ligações incorretas
Resistência de Isolamento Índice de PolarizaçãoVerifica existência de contaminantes e umidade nos enrolamentos do estator
Hipot DCVerifica se a isolação não está envelhecida, sendo capaz de suportar a tensão de operação por um mais um período
Surge TestAvalia a isolação entre espiras das bobinas do enrolamento do estator
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MODOS DE FALHA DE MOTORES BT
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Deterioração Térmica
Depende de alta temperatura e oxigênio. Reação química de oxidação
Sintomas: A isolação se torna quebradiça com o passar do tempo. A máquina opera com enrolamento mais quente que o normal.Outros sintomas são a baixa resistência de isolamento e a baixa tensão de ruptura sob surto.
Conseqüência: curto-circuito
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MODOS DE FALHA DE MOTORES BT
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Repetidos Surtos de Tensão
Provoca a falha do isolamento ou o mesmo nada sofre. Exceção: transientes de tensão gerados por inversores de freqüência degradam o isolamento gradualmente
Sintomas: Baixa tensão de ruptura sob surto.
Conseqüência: curto-circuito entre espiras
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MODOS DE FALHA DE MOTORES BT
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Contaminação
Sujeira, óleo, umidade, etc, causam deterioração térmica ou corrente de fuga.
Sintomas: Os mesmos de deterioração térmica
Conseqüência: curto-circuito entre espiras
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MODOS DE FALHA DE MOTORES BT
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Falhas na Alimentação
Circuito de força: mau contato e perda de isolaçãoCircuito de comando: umidade em componentes de campo
Conseqüência: desligamento do motor
Ações: TermografiaUtilização de cabos classe encordoamento > 5Substituição de botoeiras e chaves de vibração e cobertura dos mesmos em paradas
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MODOS DE FALHA DE MOTORES BT
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Termografia
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GRAU DE IMPORTÂNCIA DOS EQUIPAMENTOS
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Impacto da falha Classificação Quant.
6A falha provoca agressão ao meio ambiente ou risco a pessoas 38
5 A falha provoca parada total de produção 126
4A falha afeta a qualidade do produto ou atendimento ao cliente 84
3A falha causa redução de produção. Não há equipamentos reserva. 240
2A falha causa redução de produção. Háequipamentos reserva. 232
1
A falha não causa impactos a meio-ambiente, pessoas, qualidade ou produção 203
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GRAU DE IMPORTÂNCIA DOS EQUIPAMENTOS
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Impacto da falha (conforme SAP/R3)
Classificação quanto ao impacto da falha Quant.
6
5Motores Críticos 164
4
3Motores Importantes 324
2
1Motores Não-Críticos 435
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MANUTENÇÃO PREVENTIVA E PREDITIVA
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Motores Críticos
Bloqueio de modos de falha
* Em motores que não operam com freqüência, verificar viabilidade de instalação de resistência de aquecimento para manter temperatura mínima dentro da máquina, acima do ponto de condensação.* Verificar necessidade de substituição de cabos de força com classe de encordoamento menor que 5 (cinco), para facilitar o manuseio e evitar esforços mecânicos nas conexões.
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MANUTENÇÃO PREVENTIVA E PREDITIVA
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Motores Críticos
Plano de manutenção preventiva
Mantém os ensaios realizados hoje: * Comparação de Resistência dos Enrolamentos* Resistência de Isolamento Índice de Polarização* Hipot DC* Surge Test
Periodicidade: 2 anos
Tempo de ensaios: redução de 6 para 2 horas
Oportunidade em manutenções mecânicas: ajuste conforme os motores são ensaiados na oficina, por oportunidade.
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MANUTENÇÃO PREVENTIVA E PREDITIVA
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Motores Críticos
Plano de manutenção preventiva
* Rever a proteção de sobrecarga do motor. * Providenciar o rejuvenescimento do estator quando da detecção de bobinas soltas no estator, durante manutenção na oficina (quando possível).* Lavagem e secagem do estator quando detectada sujeira. (Já implantado) * Termografia periódica na gaveta (demarrador) do motor. (Já implantado)
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MANUTENÇÃO PREVENTIVA E PREDITIVA
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Motores Importantes
Idem motores críticos, com periodicidade diferente: 4 anos.
Motores não-críticos
Não há plano de manutenção preventiva. Manutenções e bloqueio de modos de falha feitos em oportunidades de manutenção elétrica ou mecânica, com execução sujeita à disponibilidade de mão-de-obra.
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MANUTENÇÃO CORRETIVA
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
A função deve ser restabelecida o mais rápido possível (disponibilidade) e o motor deve retornar com a confiabilidade a mais próxima de um motor novo.
Contrato de rebobinamento e rejuvenescimento de motores1 – Ficha de manutenção2 – “Loop Test”3 – Controle de temperatura para retirada do enrolamento do estator4 – Aplicação de materiais classe H5 – Impregnação por gotejamento
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FORNECIMENTO DE MOTORES E SOBRESSALENTES
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Compra de motores
• Requer cotação de 3 (três) fornecedores, com prazo máximo para cotação
• Requer parecer técnico e prazos para interposição e julgamento de recursos.
• Após a emissão do pedido é necessário aguardar o prazo solicitado pelo fornecedor para fornecimento do produto. Se o produto não é “de prateleira”, ou seja, não éencontrado para entrega imediata, é necessário aguardar a fabricação do mesmo.
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FORNECIMENTO DE MOTORES E SOBRESSALENTES
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Contrato de fornecimento de motores
• Menor burocracia
• Redução de atrasos por divergências de informações
• Maior rapidez no fornecimento
• Motores “de prateleira” com diferenças: plano de pintura, material da ventoinha, dupla selagem (enchimento na passagem dos cabos de ligação), pinos graxeiros e duplo aterramento
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FORNECIMENTO DE MOTORES E SOBRESSALENTES
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
Sobressalentes
Motores não fornecidos pelo contrato
Motor sem reserva E (Motor crítico OU Motor importante) E (Motores não fornecidos pelo contrato)
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ESTRATÉGIA DE IMPLANTAÇÃO
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
A metodologia apresentada contém práticas a serem implantadas imediatamente além de vários pontos a serem estudados, o que demanda a utilização de muitos recursos, não sendo possível sua implantação integral imediata.
PETROBRAS – UN-REPAR
Confiabilidade de MotoresEstratégia de ImplementaçãoAções 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19Categorização dos Motores (Importância)Apresentação da proposta à operação e manutençãoVerificação de adequação das informaçõesRevisão da classificação dos motoresEspecificação de MotoresCriação (no sistema) de padrão de especificação de motoresAnálise de custo-benefício de requisitos junto aos fabricantesRevisão de especificação de motoresDivulgação de padrão de especificação de motores Processo de Recebimento dos MotoresConsolidação do processo de recebimento de motoresDivulgação do processo de recebimento de motoresManutenção Preventiva e PreditivaDivulgação de estratégia de manutenção de motores CRÍTICOS, IMPORTANTES e NÃO CRÍTICOSImplantação de manutenção de motores CRÍTICOS, IMPORTANTES e NÃO CRÍTICOSAnálise crítica da manutenção preventiva e preditiva de motores
Análise de ações de bloqueio e mitigação de modos de falha de motores críticosImplantação do plano de manutenção preventiva e preditiva de motores IMPORTANTESAnálise crítica da manutenção preventiva e preditiva de motores IMPORTANTESConsolidação e criação de padrão do método de manutenção preventiva - motores não-críticos (considerar itens bloqueio de modos de falha Cap. 9)Implantação do plano de manutenção preventiva e preditiva de motores não-críticosAnálise crítica da manutenção preventiva e preditiva de motores não-críticosManutenção CorretivaImplantação de contrato de manutenção corretiva de motoresUtilização de contrato de manutenção corretiva de motoresAnálise crítica do contrato e correçõesVerificação de extensão de contrato para motores MTAnálise econômica de motores CRÍTICOSAnálise econômica de motores IMPORTANTESAnálise econômica de motores não-críticosFornecimento de Motores e SobressalentesDefinição de escopo de contrato de fornecimentoImplantação de contrato local de fornecimento de motores BTUtilização de contrato local de fornecimento de motores BTAnálise crítica do contrato e correçõesVerificação de extensão de contrato para outras unidadesLevantamento de necessidades de sobressalentes - motores CRÍTICOSCompra de sobressalentes - motores CRÍTICOSLevantamento de necessidades de sobressalentes - motores IMPORTANTESCompra de sobressalentes - motores IMPORTANTES
2008 2009
PETROBRAS – UN-REPAR
Confiabilidade de MotoresAções 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52Categorização dos Motores (Importância)Apresentação da proposta à operação e manutençãoVerificação de adequação das informaçõesRevisão da classificação dos motoresEspecificação de MotoresCriação (no sistema) de padrão de especificação de motoresAnálise de custo-benefício de requisitos junto aos fabricantesRevisão de especificação de motoresDivulgação de padrão de especificação de motores Processo de Recebimento dos MotoresConsolidação do processo de recebimento de motoresDivulgação do processo de recebimento de motoresManutenção Preventiva e PreditivaConsolidação e criação de padrão do método de manutenção preventiva - motores CRÍTICOS (considerar itens bloqueio de modos de falha Cap. 9)Implantação do plano de manutenção preventiva e preditiva de motores CRÍTICOSAnálise crítica da manutenção preventiva e preditiva de motores CRÍTICOSConsolidação e criação de padrão do método de manutenção preventiva - motores IMPORTANTES (considerar itens bloqueio de modos de falha Cap. 9)Implantação do plano de manutenção preventiva e preditiva de motores IMPORTANTESAnálise crítica da manutenção preventiva e preditiva de motores IMPORTANTESConsolidação e criação de padrão do método de manutenção preventiva - motores não-críticos (considerar itens bloqueio de modos de falha Cap. 9)Implantação do plano de manutenção preventiva e preditiva de motores não-críticosAnálise crítica da manutenção preventiva e preditiva de motores não-críticosManutenção CorretivaImplantação de contrato de manutenção corretiva de motoresUtilização de contrato de manutenção corretiva de motoresAnálise crítica do contrato e correçõesVerificação de extensão de contrato para motores MTAnálise econômica de motores CRÍTICOSAnálise econômica de motores IMPORTANTESAnálise econômica de motores não-críticosFornecimento de Motores e SobressalentesDefinição de escopo de contrato de fornecimentoImplantação de contrato local de fornecimento de motores BTUtilização de contrato local de fornecimento de motores BTAnálise crítica do contrato e correçõesVerificação de extensão de contrato para outras unidadesLevantamento de necessidades de sobressalentes - motores CRÍTICOSCompra de sobressalentes - motores CRÍTICOSLevantamento de necessidades de sobressalentes - motores IMPORTANTESCompra de sobressalentes - motores IMPORTANTES
2009
PETROBRAS – UN-REPAR
CONCLUSÃO
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO
O processo proposto para melhoria de confiabilidade incluiu todas as etapas da vida útil do motor, considerando a especificação dos motores, recebimento adequado, proteção elétrica adequada, operação adequada, técnicas preditivas de manutenção, controle de qualidade da manutenção dos motores, análise técnico-econômica, estoque de sobressalentes e contrato de fornecimento de motores.
O processo proposto pode ser estendido aos motores elétricos de média tensão, além de poder ser um ponto de partida para o aumento de confiabilidade de outros equipamentos da planta.
PETROBRAS – UN-REPAR
OBRIGADO
Marcelo Rocha BaiãoEngenheiro de Equipamentos
PETROBRAS – UN-REPAR(41) 3641-2666
MELHORIA DE CONFIABILIDADE DE MOTORES DE BAIXA TENSÃO EM UMA REFINARIA DE PETRÓLEO