O que é Análise de Falhas?

A busca por prevenção e segurança contra anormalidades em um determinado sistema ou produto, e a consequente resposta para melhorias nestas situações, é o que caracteriza a análise de falhas. Dessa forma, ela tem como propósito encontrar as origens, os caminhos e as maneiras como se dão as falhas em um material, evitando que estas aconteçam no produto final. 

Por tudo isso, tendo como base a metodologia FMEA, “Failure Mode and Effects Analysis”, entende-se análise de falhas como um planejamento de conhecimento prévio de irregularidades, de forma a reconhecê-las e tratá-las, desenvolvendo melhorias.

A análise de falhas requer um grande número de informações a respeito dos problemas recorrentes no componente em estudo. Sendo assim, é necessária a implementação de um plano de ações bem detalhado. Logo, o uso de ferramentas como fluxogramas, uma organização dos registros de ensaios, o estudo acerca do mecanismo e a documentação em relatórios, auxilia bastante no estudo.

A razão pela qual um defeito acontece pode estar relacionada ao material aplicado ou até a uma manutenção realizada indevidamente. Assim, a prática de todos os detalhamentos mencionados para a realização da análise de falhas é responsável pelo reconhecimento de problemas como irregularidades no material, no processo de produção, erros de projeto, anormalidades no processamento do material, entre outros. Isso, por sua vez, permite o reconhecimento correto de onde devem ser realizadas as mudanças.

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Quais os passos para a realização de uma análise de falhas?

A análise de falhas é um procedimento que ocorre por passos, o que permite um conhecimento mais profundo do problema. As etapas envolvidas neste processo são:

Etapa 1: Descrição da falha

A primeira das etapas trata de uma descrição detalhada do problema sofrido pelo produto. Para isso, informações com respeito ao processamento, manufatura, material utilizado e histórico de serviço do componente são obtidas. Posteriormente, tem-se o detalhamento de qual é a falha, onde ela ocorreu, quando ela surgiu, se foi depois de uma mudança no projeto/processo de produção, ou se já era recorrente, e também a determinação de sua gravidade. A partir disso, consegue-se compreender a dimensão do problema a ser analisado e suas características.

Etapa 2: Exame visual e formulação de hipóteses

Com o fim da primeira etapa, tem-se a realização de um exame de vista. Assim, a partir de uma observação visual, registram-se as dimensões e outras características de destaque da falha. Além disso, fotografias são realizadas para auxílio de tais análises.

Feito o exame visual, e a partir das informações obtidas na primeira etapa, hipóteses sobre a causa do problema são elaboradas. Portanto, uma discussão com base nos dados levantados é realizada de forma a trazer teorias sobre como a falha aconteceu, a sua motivação e seus caminhos.

Etapa 3: Verificação das hipóteses e realização de ensaios não destrutivos

Com a elaboração das hipóteses de causas das falhas, realizam-se suas verificações, as mais bem elaboradas e explicativas são priorizadas. Essa verificação normalmente faz o uso de ensaios não destrutivos (END), já que estes não ocasionam mudanças físicas, nem destruição da amostra, e conseguem identificar a falha e algumas de suas características, como seu tamanho.

Etapa 4: Ensaios mecânicos e procura por mecanismos de prevenção à falha

Finalizada a etapa anterior, observa-se se existe a necessidade da realização de ensaios mecânicos, já que estes causam a perda total da amostra.

A utilização de tal procedimento traz informações importantes para a análise, já que permite avaliar as condições de falha do material. Assim, é possível concluir se o problema ocorreu dentro da especificação, e também verificar toda sua superfície irregular e propriedades mecânicas.

Normalmente, depois da realização de um ensaio mecânico, uma análise química do material é realizada. Dentre as técnicas utilizadas para tal procedimento podem-se citar: espectroscopia com raio X, microscopia eletrônica de varredura e óptica, etc. Estas permitem uma maior investigação das características da falha do material.

Todas essas técnicas e procedimentos contribuem para o levantamento de informações para a identificação de mecanismos que impedirão a ocorrência da irregularidade.

Etapa 5: Avaliação de índices, proposição de ações corretivas e monitoramento

Na quinta etapa da análise de falhas, avaliam-se a recorrência, severidade, detecção e risco da falha. Para isto, pode-se realizar uma simulação das condições de serviço do produto em observação, o que ajuda na identificação dos dados mencionados anteriormente.

Assim, proposições de ações corretivas são realizadas, atuando diretamente na causa identificada, removendo-a e resolvendo o problema. Com isso, faz-se um monitoramento das ações decididas e especificadas, com um acompanhamento detalhado para a verificação de tudo o que foi proposto.

Elaboração de relatório de análise de falhas 

Após a realização dos passos descritos anteriormente, descrevem-se todos os procedimentos feitos durante a análise de falhas em um relatório. Este se inicia com a apresentação do que foi analisado, e o porquê desta investigação. Além disso, o documento relata sobre as propriedades estabelecidas para o material em estudo, o processamento sofrido por ele até o produto final, suas condições de operação, como temperatura, e os esforços por ele sofridos.

Além dessas informações, todas as etapas e processos realizados na análise são descritos no relatório. Assim, discute-se quais ensaios não destrutivos foram aplicados, se houve necessidade de ensaio mecânico e químico, e se sim qual foi feito, além das hipóteses discutidas durante todo o processo. 

Os resultados obtidos durante toda a análise são apresentados detalhadamente. Além disso, as conclusões sobre o procedimento são explicadas no relatório, e as soluções recomendadas são apresentadas.

Benefícios da análise de falhas

Os benefícios decorridos de uma análise de falhas são inúmeros. Como mencionado anteriormente, a utilização deste processo permite a elaboração de soluções para as irregularidades apresentadas. Sendo assim, tem-se a garantia de uma estabilidade com relação à recorrência dos problemas analisados, e o aumento da confiabilidade na qualidade da empresa.

Além disso, a análise de falhas é importante para a redução de gastos. Isso porque o custo com reparos e correções em produtos ou na produção é superior ao investimento feito para tal investigação, tornando possível a utilização desta economia para outras estratégias dentro da empresa. 

Assim, a análise de falhas é bastante importante para a garantia da qualidade e aprimoramento de um produto, e também para a consolidação da confiabilidade de uma empresa ou serviço.

Case de sucesso: Hastes New Arms

A New Arms é uma empresa especializada em hastes para para-brisas de automóveis, oferecendo produtos de muita qualidade para a indústria automotiva. A empresa veio até a EESC jr., procurando um auxílio para a resolução de um problema que incomodava seus clientes, microbolhas na superfície da pintura dessas hastes. 

Assim, observamos as análises já realizadas pela empresa, e realizamos a busca pela melhor alternativa de identificação do problema. Com isto, elegemos a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e conseguimos observar picos de oxigênio onde o problema estava presente. Assim, analisamos todos os processos pelos quais o produto passava até chegar ao mercado, e os estudamos a fundo.

Ao final do projeto, que durou cerca de dois meses, conseguimos indicar os pontos de atenção na produção das hastes e assim evitar mais unidades defeituosas. Como consequência, a empresa foi capaz de manter a boa relação com seus clientes e a qualidade de seus produtos.

Como podemos ajudar?

A EESCJr. conta com profissionais capacitados para atuar na análise de falhas de um produto ou material garantindo sua qualidade e segurança ao usuário final. Conte-nos mais sobre o seu problema!! Agende um diagnóstico gratuito.

Texto escrito por Gabriel Severino de Almeida, Consultor do Núcleo de Materiais da EESC jr. – Empresa júnior de Engenharia e Arquitetura da USP de São Carlos.