A eficiência operacional é um fator crucial para o sucesso e a competitividade de qualquer indústria. Em setores como agricultura, cimento, mineração, óleo e gás, petroquímica, termelétricas, hidrelétricas e siderurgia, a durabilidade dos equipamentos e a redução dos custos de manutenção são essenciais para garantir uma operação contínua, competitiva e lucrativa. Uma das soluções que tem importância estratégica e com alta eficácia para enfrentar esses desafios é a aplicação de revestimentos contra desgastes que aumentam a vida útil dos equipamentos e reduzem significativamente os custos associados à manutenção. A grande variedade de tecnologias e ligas disponíveis permite que os projetistas de máquinas e gestores de manutenção consigam customizar às superfícies de componentes de máquinas aos meios de trabalho. É um novo paradigma para a engenharia de produtos e engenharia de manutenção, especialmente com as tecnologias de monitoramento desenvolvidas pelo advento da indústria 4.0. Os revestimentos aplicados por Aspersão Térmica, PTA e Laser Cladding são os mais utilizados devido à sua versatilidade e ganhos potenciais. Esse artigo tem por objetivo mostrar ao leitor as problemáticas encontradas nos mais variados ramos da indústria, apresentar brevemente essas tecnologias e como os revestimentos aplicados por elas tem impacto expressivo na eficiência operacional dessas indústrias.
Mas como medir a eficiência operacional?
A medida da eficiência operacional de uma empresa é também conhecida como indicador de OEE. Esse indicador apresenta o resultado da disponibilidade, qualidade e performance de um processo. A qualidade diz respeito aos refugos e retrabalhos gerados pelo processo. A performance, diz respeito a capacidade de produzir do equipamento. Por fim, a disponibilidade, que representa o tempo útil que o equipamento está disponível para produção. O resultado desse indicador é percentual, então o ideal seria que o seu resultado fosse 100%, ou seja, isento de retrabalhos ou refugos, sempre disponível para produzir e sempre dentro dos parâmetros operacionais que ele foi projetado para operar.
OEE = Disponibilidade x Qualidade x Performance
Bem, é claro que não é possível chegar num OEE de 100%. Mas as empresas de classe mundial criaram um número considerado ótimo, que seria um OEE de 85%, sendo Disponibilidade de 90%, performance de 95% e qualidade de 99%. Se multiplicar esses três percentuais, vamos chegar nos 85%
Quais as tecnologias podem impactar na eficiência operacional?
Nessa seção, o objetivo é realizar uma breve apresentação de cada uma das tecnologias de aplicação de revestimentos contra desgastes que estão ganhando espaço estratégico nessas indústrias.
Laser Cladding
O laser cladding é uma técnica de deposição de material que utiliza um feixe de laser de alta potência para fundir material de revestimento sobre a superfície de um substrato. Essa técnica permite a aplicação precisa e controlada de ligas de alta performance, como carboneto de cromo, Stellite 6, Inconel 625 e aço inoxidável. A grande vantagem dessa tecnologia é que ela consegue aplicar revestimentos de baixa espessura com união metalúrgica ao substrato (diferente de um processo de soldagem). O resultado é um revestimento de alta dureza e resistência ao desgaste, que protege os equipamentos contra abrasão, erosão e corrosão e cavitação.
Aspersão Térmica
A aspersão térmica envolve a projeção de partículas de ligas metálicas, na forma de pó ou arame, através de uma fonte de energia (chama, plasma ou arco elétrico) sobre uma superfície, formando um revestimento de estrutura lamelar, com união mecânica ao substrato. Existem várias técnicas de aspersão térmica, incluindo HVOF (High-Velocity Oxygen Fuel), plasma e arc spray, cada uma adequada para diferentes aplicações e tipos de material. Uma das grandes vantagens desses processos é a baixa temperatura de trabalho, que permite a aplicação dos revestimentos sem que haja alteração da estrutura do material base. A aspersão térmica é amplamente utilizada em indústrias que enfrentam condições severas de operação, como petróleo e gás, hidrelétricas, termelétricas e indústria de produção de cimento.
PTA (Plasma Transferred Arc)
O processo de aplicação de revestimentos por PTA utiliza um arco de plasma para fundir material de revestimento sobre a superfície de um componente, proporcionando uma camada de alta resistência e aderência. É especialmente útil para aplicações que exigem revestimentos espessos (camada superior a 3 mm) e resistentes ao impacto, como aqueles encontrados em componentes de perfuração da indústria de petróleo e gás. O PTA é conhecida por sua capacidade de aplicar revestimentos de alta qualidade com excelente controle sobre a composição e a espessura do depósito.
Quais indústrias podem ter a sua eficiência operacional melhorada?
Os revestimentos contra desgastes podem gerar impactos expressivos na eficiência operacional de praticamente todos os segmentos da indústria. Nós selecionamos algumas das que mais sofrem com problemas de desgastes pra mostrar os principais problemas de desgastes nos processos que podem ser resolvidos através dessas tecnologias.
Agricultura
Na indústria agrícola, a eficiência operacional dos equipamentos é fundamental para maximizar a produtividade e minimizar o tempo de inatividade durante as janelas de plantio e de colheita. Equipamentos agrícolas, como plantadeiras, distribuidores de fertilizantes e colheitadeiras, estão constantemente expostos a condições de desgaste por abrasão, erosão e corrosão severos. A aplicação de revestimentos resistentes ao desgaste, como carboneto de tungstênio aumenta significativamente a vida útil desses equipamentos, em muitos casos, em mais de 600%. Como resultado, os agricultores podem, além de melhorar sensivelmente a eficiência operacional, reduzir os custos de manutenção e aumentar o tempo de operação, melhorando a rentabilidade das suas operações.
Indústria de Cimento
A produção de cimento é um processo que envolve a moagem de materiais abrasivos e a operação em altas temperaturas. Equipamentos como moinhos de bolas, prensas de rolos e transportadores estão sujeitos a desgaste extremo. Os equipamentos utilizados para embalar o produto também são bastante exigidos, como é o caso do bico da ensacadeira. A aplicação de revestimentos de alta dureza, como Stellite 6 e Inconel 625, protege esses componentes contra a abrasão e a oxidação, prolongando sua vida útil e garantindo a continuidade da produção. O carboneto de tungstênio aplicado por aspersão térmica também é amplamente utilizado nas peças que trabalham em temperaturas inferiores a 400 graus centígrados. A redução da frequência de manutenção e a minimização do tempo de inatividade resultam em uma operação mais eficiente e econômica.
Mineração
A indústria de mineração enfrenta alguns dos desafios mais severos em termos de desgaste e corrosão por que as peças, além desses dois mecanismos de desgastes, sofrem com o impacto de partículas sólidas. Equipamentos de mineração, como britadores, moinhos, escavadeiras e transportadores, operam em ambientes extremamente severos em termos de desgaste por abrasão. A aplicação de revestimentos protetores, como carboneto de cromo através de PTA, aumenta a durabilidade desses equipamentos e reduz os custos de manutenção. Além disso, a melhoria na eficiência operacional resulta em uma maior produtividade e menor tempo de inatividade, fatores críticos para a lucratividade das operações de mineração.
Óleo e Gás
A indústria de óleo e gás depende de equipamentos de alta performance que operam em ambientes extremos, incluindo alta pressão, alta temperatura e exposição a produtos químicos corrosivos. Componentes como válvulas, bombas e tubulações e se beneficiam enormemente da aplicação de revestimentos resistentes ao desgaste por abrasão, erosão e à corrosão. Técnicas como o laser cladding, PTA e Aspersão Térmica HVOF são particularmente eficazes para proteger esses componentes críticos, garantindo um maior indicador de MTBF e OEE. A redução dos custos de manutenção e o aumento da vida útil dos equipamentos resultam em uma maior eficiência operacional e consequente rentabilidade
Petroquímica
Na indústria petroquímica, a resistência à corrosão e ao desgaste é essencial para manter a integridade dos equipamentos e garantir a segurança das operações. Reatores, trocadores de calor, colunas de destilação e tubulações são componentes que frequentemente enfrentam ambientes agressivos em termos de abrasão e corrosão. A aplicação de revestimentos como Inconel 625 e Stellite 6 oferece uma proteção robusta contra esses mecanismos de desgaste, prolongando a vida útil dos equipamentos e reduzindo os custos de manutenção. A eficiência operacional é aprimorada, permitindo uma produção mais estável e segura.
Siderurgia
A siderurgia é uma indústria que lida com materiais que ocasionam severo desgaste por abrasão e em altas temperaturas. Esse mecanismo de desgaste combinado é particularmente muito difícil de ser solucionado. Equipamentos como laminadores, convertedores e fornos estão constantemente expostos a condições severas que aceleram o processo de desgaste dos componentes. A aplicação de revestimentos de alta dureza e resistência à temperatura, como o carboneto de cromo e Stellite 6, protegem esses equipamentos contra a abrasão, impacto e oxidação, prolongando sua vida útil e garantindo a eficiência da operação. A redução do tempo de inatividade para manutenção e reparos contribui para uma produção mais contínua e econômica.
Como os revestimentos contra desgastes impactam na eficiência operacional das indústrias?
Aumento da Vida Útil dos Equipamentos
Um dos principais benefícios dos revestimentos industriais é o aumento significativo da vida útil dos equipamentos. A proteção contra a ação dos mecanismos de desgastes permite que os componentes operem por períodos mais longos dentro das condições operacionais para qual o equipamento foi projetado para trabalhar, sem a necessidade de substituição ou reparo. Isso não só reduz os custos de reposição de peças, mas também minimiza a interrupção das operações, que impacta em nas três variáveis do indicador de eficiência operacional. Em resumo, melhor todos os resultados da gestão da manutenção industrial.
Redução dos Custos de Manutenção
A manutenção é uma despesa significativa para muitas indústrias. Ao aplicar revestimentos protetores, as empresas podem reduzir a frequência e a intensidade das intervenções de manutenção. Menos tempo gasto em manutenção significa mais tempo de operação produtiva, resultando em uma economia considerável de custos de manutenção.
Melhoria da Eficiência Operacional
Com equipamentos mais duráveis e menos propensos a falhas, a eficiência operacional das indústrias é substancialmente melhorada. A operação contínua sem interrupções frequentes permite uma produção mais consistente e previsível. Além disso, a confiabilidade aprimorada dos equipamentos aumenta a segurança no ambiente de trabalho, reduzindo o risco de acidentes causados por falhas mecânicas.
Sustentabilidade e Redução do Impacto Ambiental
O incremento na durabilidade dos equipamentos também contribui para a sustentabilidade. Menos substituições de peças significam menos desperdício e menor consumo de recursos naturais para fabricar novas peças. Além disso, a redução das paradas de manutenção e reparo diminui a emissão de poluentes associados a essas atividades, contribuindo para uma operação mais ecológica. Os revestimentos também podem ser utilizados com propósito de recuperação dimensional, o que significa que a fabricação de peças novas acaba sendo reduzida.
A aplicação de revestimentos industriais desempenha um papel fundamental na melhoria da eficiência operacional em diversos setores, incluindo agricultura, cimento, mineração, óleo e gás, petroquímica e siderurgia. Empresas como a Rijeza, que utilizam tecnologias avançadas como laser cladding, aspersão térmica e PTA, oferecem soluções eficazes para proteger os equipamentos os principais mecanismos de desgaste. Os benefícios resultantes, como aumento da vida útil dos equipamentos, redução dos custos de manutenção, melhoria da eficiência operacional e sustentabilidade, são fatores cruciais para a competitividade e a rentabilidade das indústrias modernas. A adoção dessas tecnologias é, portanto, uma estratégia essencial para qualquer empresa que busque maximizar sua eficiência operacional e melhorar os seus ganhos financeiros.
