UMA ÓTIMA SAFRA PRECISA DE UM ÓTIMO PLANEJAMENTO ... - … · de peças. A fabricação de peças podem consumir até 70% do tempo médio de uma manutenção geral de entressafra

UMA ÓTIMA SAFRA PRECISA DE UM ÓTIMO PLANEJAMENTO

DE MANUTENÇÃO

Manutenção Planejada para Turbogeradores

Parques Fabris - Energia

ProdutoseServiços

Energia

A S P E C T O S D A M A N U T E N Ç Ã O

M A N U T E N Ç Ã O P L A N E J A D A

Obter a máxima capacidade de um determinado equipamento;

Forte presença da Manutenção Preditiva e da Monitoração on-line e off-line dos equipamentos;

Garantir a máxima performance;

Engenharia de manutenção para a redução e eliminação dos mecanismos de falhas;

A MANUTENÇÃO TGM WEG DOS TURBO REDUTORES E

TURBOGERADORES TEM COMO DIRETRIZES:

A S P E C T O S D A M A N U T E N Ç Ã O


Um bom plano e consequente planejamento da manutenção dos turbos visa garantir a disponibilidade e confiabilidade do

equipamento durante a fase de safra.

Diagnosticar os mecanismos de falha que se estão se desenvolvendo e atuar dentro dos períodos programados para a

manutenção, de forma que não existam mais paradas não planejadas para o equipamento.

A T I V I D A D E S P R O G R A M A D A S


Direcionadas por tempo: baseadas no limite do ciclo operacional, preventivamente, por exemplo programar uma

manutenção geral do turbogerador após 50.000 horas de operação;

Direcionadas por condição: baseadas na evolução de uma falha detectável com práticas preditivas de

manutenção, por exemplo programar o alinhamento da turbina com a máquina acionada baseado na análise de

vibração;

Direcionadas por falhas: visando evidenciar falhas ocultas e prevenir sua evolução para falhas múltiplas, por

exemplo testes para verificar a movimentação de uma válvula de fecho-rápido, um teste hidrostático de um

resfriador de óleo casco-tubo.

Atividades de manutenção programadas: A maioria das falhas mecânicas em turbomaquinas são previsíveis e

detectáveis, de forma que podem ser reparadas antes de ocasionar a saída de operação da máquina

A T I V I D A D E S N Ã O P R O G R A M A D A S


Correção de defeitos: a partir da identificação de um estado de deterioração funcional, visando

corrigir o defeito antes que evolua para um falha. Por exemplo a substituição, durante uma

revisão, de um mancal radial da turbina com folga além da máxima recomendável porém que

ainda permitia a operação da turbina;

Correção de falhas: Executadas após a ocorrência da falha, para restaurar a capacidade

funcional. Por exemplo substituir um mancal radial que teve descolamento de metal patente por

fadiga.

Atividades de manutenção não programadas:

As práticas de manutenção devem evitar que se chegue no Item Correção de

falhas, pois uma vez atingida a falha funcional, o equipamento terá uma limitação

de sua capacidade ou até mesmo uma parada não programada, que representa o

custo mais alto dentro do processo.

P L A N E J A M E N T O D E M A N U T E N Ç Ã O A P L I C A D O E M T U R B O G E R A D O R E S


O Plano de Manutenção básico para turbogeradores pode ser dividido em 3 etapas principais, e envolve:

Monitorar o estado do equipamento: sendo a análise de vibração, a análise de performance e análise do lubrificante as

técnicas principais;

Programar eventos de manutenção parciais de frequência anual : manutenção parcial são os eventos onde não é aberta a

carcaça da turbina para reparos internos;

Programar eventos de manutenção geral quando se atinge o ciclo de 50.000 horas operacionais: ou quando algum

aspecto da monitoração exige - manutenção geral são os eventos onde a carcaça da turbina é aberta e ocorrem reparos nos

componentes internos.

É de extrema importância que o Plano de Manutenção seja pensado como um processo contínuo, e não como eventos

independentes, que seja desenvolvido e aplicado à instalação da turbina como um todo, não ficando restrito aos

equipamentos individuais.

Aspectos não avaliados ou “esquecidos” nos Planos de Manutenção acabam sendo um dos principais pontos de

insatisfação nos eventos de manutenção, como veremos a seguir.



MAIORES FALHAS NO PLANO DE MANUTENÇÃO E CONSEQUENTE INSATISFAÇÃO COM OS RESULTADOS DOS

EVENTOS DE MANUTENÇÃO PROGRAMADOS:

Sobressalentes insuficientes: para o evento de manutenção, gerando atrasos na execução para a aquisição ou recuperação

de peças. A fabricação de peças podem consumir até 70% do tempo médio de uma manutenção geral de entressafra de um

turbina entre 20 e 50 MW.

Planejamento insuficiente: junto aos fornecedores de serviços, especialmente nos limites de escopo entre sistemas.

Análise de condição insuficiente para conhecer o estado real do equipamento: gerando atividades adicionais não

previstas no evento. Não se deve ser superficial nas análises, mas sim buscar entender todos os aspectos que o equipamento

apresenta.

Sistemas auxiliares ou acessórios negligenciados na programação do evento: gerando atrasos na fase de partida por

eventos “surpresa” ou entrada em operação com do equipamento com deficiências ou limitações operacionais.



BOAS PRÁTICAS PARA O SUCESSO DO PLANO DE MANUTENÇÃO:

Sobressalentes :

• Estabelecer uma política de sobressalentes, classificando os itens conforme a probabilidade de falha, ciclo de vida,

criticidade da falha e tempo para aquisição;

• Conforme a classificação acima, definir os itens que devem estar sempre disponíveis em estoque, os itens básicos que

devem ser adquiridos para as revisões parciais e os itens básicos que devem ser adquiridos para as revisões gerais;

• Utilizar as informações da manutenção preditiva para fazer aquisições de sobressalentes em situações especiais;

• Estabelecer uma política baseada na viabilidade técnica e na confiabilidade para estabelecer os critérios de quais itens

pode-se admitir recuperação e quais devem obrigatoriamente ser recuperados – este critério em especial é uma das

principais causas da redução das campanhas entre eventos de manutenção;

• Aplicar a sistemática de análise tanto para a turbina, o redutor, gerador e os sistemas auxiliares, por exemplo aplicar a

política de sobressalentes para itens como:



No exemplo acima, a indisponibilidade de sobressalentes de uso certo em uma revisão geral de uma turbina TGM de

condensação, após 6 safras de operação, representou um acréscimo de 40 para 90 dias no prazo geral de manutenção, já

levando em conta uma fabricação de peças em prazo de urgência.




Planejamento insuficiente junto ao fornecedor de serviços:

• Os eventos de manutenção de entressafra para os turbogeradores e turboacionamentos devem se desenvolver ao longo

da safra, com definição de escopo, divisão entre serviços de campo e fábrica, peças e recursos. Em geral vemos maior

possibilidade de sucesso no evento quanto o planejamento já esta bastante avançado 6 meses antes da parada da

máquina. Especialmente para as máquinas de grande porte é perfeitamente possível trabalhar com uma previsão segura

para pelo menos mais 2 anos, desde que os planos de manutenção esteja adequados;

• Utilizar o know-how do fabricante para entender o comportamento do equipamento ao longo da operação, com ações

como visitas técnicas planejadas ao longo as safra, análise de dados, utilizar treinamentos do próprio fabricante para ter

uma excelência operacional, etc.;

• Dimensionar todos os recursos necessários entre todos os envolvidos nos trabalhos e seus devidos tempos de

utilização, evitando tempos de espera por recursos durante a execução, por exemplo serviços de torqueamento

hidráulico, hidrojateamento, isolamento térmico, civil, caldeiraria, etc.




Análise de condição :

• Garantir a funcionalidade da instrumentação do equipamento, que é de extrema importância para uma série de análises,

como a análise de performance; estudar a viabilidade de implantar ferramentas on-line para análises, especialmente

para as máquinas de grande porte da cogeração;

• Além das ferramentas da preditiva, estabelecer uma rotina de inspeção sensitiva do equipamento junto com a operação,

para identificar desvios como pontos de vazamento de vapor, condensado, óleo; avaliação de aspectos de tubulação de

vapor, como posição de suportes de mola; avaliação de sistemas auxiliares como linhas de drenagem, purgadores,

válvulas, vapor de serviço, vácuo; água de refrigeração, etc.

• Não ignorar os sintomas que a turbina pode apresentar para planejar os trabalhos, prever planos de contingência para

trabalhos que tenham probabilidade de ocorrer, como por exemplo a necessidade de usinar uma carcaça de turbina cuja

análise de vibração esteja indicando um desalinhamento por torção;

• Formar um histórico organizado e preciso sobre a evolução do estado do equipamento, que seja uma base confiável

para definir as necessidades do próximo evento de manutenção.




Sistemas auxiliares e acessórios da instalação – incluir toda a instalação na programação da manutenção :

• Definir escopo para sistemas além da máquina. Exemplo para uma turbina de condensação : revisão do sistema de

vácuo com troca de juntas e gaxetamento de válvulas, limpeza do condensador, revisão de válvulas controladoras de

vapor de selagem;

• Avaliar estado das tubulações de vapor com empresa especializada, por exemplo substituir suportes de mola conforme

ciclo de vida, reparar batentes de tubulações danificados, etc.. As tubulações com algum tipo de desvio muitas vezes são

causa de falhas crônicas das turbinas;

• Revisar e calibrar equipamentos eletro/eletrônicos e instrumentos. Calibrar sensores, calibrar atuadores em geral, revisar

motores;

• Verificar bases civis, sistemas de drenos, isolamento térmico, carenagem, cabeamentos, sistema de água de

resfriamento, acoplamentos, etc.




Um bom exemplo para sistemas auxiliares são os sistema de vácuo e condensadores das turbinas de condensação.

Grandes perdas de cogeração podem ocorrer quando temos perdas nos sistemas de vácuo, sejam por entradas de ar por

válvulas, purgadores ou flanges com vazamento, perda de eficiência térmica do condensador ou torre de resfriamento por

qualidade da água, falhas na selagem ou ejetores de vapor, etc.

Em uma turbina de condensação tipo reação TGM, uma perda de vácuo da ordem de 0,20 kgf/cm², por exemplo uma turbina cuja

operação nominal indicada na tela seria de -0,85 kfg/cm², e esteja trabalhando com perda de vácuo em -0,65 khf/cm², teríamos

uma perda de potência de 1,0 MW para cada 37 ton/h de vapor para a condensação.

Para uma turbina de condensação da ordem de 20 MW, em uma safra inteira (5.000 horas) a perda de geração seria da ordem de

10.000 MW hora apenas com um desvio de perda de vácuo de -0,20 kgf/cm². O que certamente gera uma perda de receita muitas

vezes superior aos custos de reparo do sistema de vácuo/resfriamento.

P O N T O S D E D E S G A S T E E M T U R B I N A S À V A P O R




Válvulas de emergência(VFR) e controle(VR).

Alguns problemas possíveis:

Desgastes nas sedes causando vazamento de vapor e

aceleração indevida da turbina na partida;

Desgastes nas superfícies de deslizamento;

Encurtamento das molas atuadoras das válvulas;

Depósitos minerais devido a qualidade baixa do vapor

causando agarramentos;



Segmentos Injetores


Bordas de saída do vapor desgastadas devido a presença

de condensado;

Presença de impacto por elementos sólidos.



Erosão:


Desgaste segmento injetor devido a presença de

condensado por drenagem insuficiente;

Desgaste da região de selagem do porta palhetas da

condensação devido por tempo de operação.



Palhetamento e Labirintos


Incrustações minerais provenientes de vapor com

qualidade inadequada;

Corrosão por contaminação do vapor;



Impactos por partículas estranhas;

Corrosão e/ou erosão por impacto de gotículas de

condensado nas faces das palhetas na região de escape

(turbinas de condensação);



Palhetamento e Labirintos

Aumento das folgas devido desgastes por possíveis toques

radiais e axiais;



Carcaças


Distorções e trincas;

Erosão pelo condensado;

Alongamento e afrouxamento dos elementos de fixação.



Mancais


Descolamento e arrastes no metal patente

Trincas no metal patente

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