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Como fazer uma análise de falha de mancal

O que é uma análise de falha de mancal? 

 

Análise de falha de mancal é o processo de coleta e análise de dados para determinar a causa de uma falha no mancal.   

 

Quando é necessária uma análise de falha de mancal 

A análise de falha de mancal é uma ferramenta vital utilizada quando o mancal é enviado por um cliente que solicita uma análise a respeito de uma falha relatada na peça. Também é essencial no desenvolvimento de produtos e aplicações de mancal novos ou melhorados. 

 

Como fazer a análise de falha de mancal

Coleta de dados de falha: 

  • Colete todos os componentes relacionados com a falha do mancal (mancal, caixa, superfície de acoplamento) e outros materiais relacionados, tais como lubrificantes ou fluidos, resíduos de desgaste, vedações e componentes de aplicação.   
  • Confirme os dados das condições reais de operação, tais como carga, velocidade, temperatura, torque, lubrificação, regime de fluxo — parâmetros encontrados na ficha técnica de aplicação de materiais. 
  • Obtenha dados de teste/falha, tais como registros de parâmetros dimensionais e de desempenho medidos, tempo de teste ou manutenção, razões do cliente para relatar a falha. 
  • Obtenha as especificações dos materiais usados na aplicação (do material do eixo e da caixa, de lubrificante e de fluidos) e até mesmo o FEMA de projeto do cliente.  

Análise dos dados:  

  1. Exame visual dos componentes envolvidos na falha com e/ou sem microscópio. Devem ser tiradas fotografias conforme necessário. O foco deve ser — mas não limitado a — nos seguintes problemas de falha: desgaste severo; padrão de desgaste anormal; descoloração; detritos; deformação; delaminação; danos ao mancal que não na superfície deslizante pretendida. 
  2. Revisão técnica de dados operacionais para confirmar a adequação do material do mancal e do projeto geral às condições reais de operação. Este passo incluirá, entre outras coisas, a comparação dos parâmetros operacionais reais — carga específica (p), velocidade (U), pU, temperatura — com as capacidades das propriedades do material do mancal; verificação da resistência química do material do mancal a fluidos ou gases que possam estar presentes; estimativa da vida útil do mancal a seco usando parâmetros operacionais reais; ou, se a aplicação for lubrificada, estimativa do regime de lubrificação (limítrofe, película mista, película hidrodinâmica completa).    

Esta revisão técnica deve confirmar que o mancal deveria ter cumprido os requisitos operacionais de desempenho. Caso contrário, isso pode significar que a seleção do material do mancal foi a razão da falha, o que pede um exame mais aprofundado do mancal e dos componentes. 

Estes dois passos básicos sozinhos podem levar a uma resposta satisfatória à falha do mancal ou indicar a necessidade de desenvolver uma estratégia para etapas avançadas de medições dimensionais e/ou análise de material usando uma ampla gama de métodos não destrutivos e destrutivos, como: 

  • Uso de máquina de medição por coordenadas (CMM)
  • Medição da textura da superfície 
  • Ensaios sônicos de erosão
  • Calorimetria de varredura diferencial (DSC) para observar eventos de fusão e cristalização, bem como temperaturas de transição vítrea (Tg)
  • Análise termogravimétrica (TGA) para avaliar a estabilidade térmica do material
  • Espectroscopia de raios-X por dispersão de energia (EDS, EDX, ou XEDS) para determinar que elementos químicos estão presentes na amostra e para estimar a sua abundância relativa 
  • Testes de dureza de material 
  • Testes de tração/compressão
  • Testes de desgaste
  • Testes de resistência à corrosão 

 

Emissão do parecer: 

  • Quer utilizemos apenas uma análise básica ou a complementemos com análises avançadas, a etapa final da análise de falha é a emissão de um parecer. Dependendo do escopo da análise, o parecer pode ser muito simples ou extenso. 
  • Um relatório básico de análise de falha pode bastar, contendo apenas Informações Básicas (incluindo a revisão técnica), Exame Visual (que pode incluir medidas dimensionais básicas) e Conclusões (que podem incluir recomendações). Isso pode ser suficiente, particularmente se for uma análise de falha de rotina para uma determinada aplicação do cliente. Uma análise técnica pode ser adicionada se mais detalhes forem necessários para satisfazer o cliente. 
  • Se a análise básica não for suficiente para satisfazer as necessidades de análise de falha, então você precisará preparar uma estratégia que primeiro usará técnicas de teste/medição não destrutivas e, se necessário, testes destrutivos para realizar a análise de falha. Dependendo da necessidade de análise avançada, o parecer pode conter os relatórios dessas análises adicionais para sustentar ainda mais as conclusões e recomendações do parecer. 

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