Por Kyle Nannenga, Especialista em mangas plissadas da Donaldson Torit
Em todas as indústrias, há períodos em que as atividades planejadas não ocorrem em um processo. Nas operações das fábricas, isso muitas vezes significa um período de tempo específico durante o qual o equipamento de produção está off-line ou indisponível para uso. Esse fenômeno é chamado de tempo de parada, e pode ser extremamente caro tanto do ponto de vista do equipamento quanto no que diz respeito ao tempo perdido de produção.
Provavelmente, não é realista esperar que uma fábrica funcione sem problemas 24 horas por dia, 7 dias por semana, 365 dias por ano. Portanto, os gerentes de fábrica devem programar períodos para realizar a manutenção nos sistemas.
Há dois tipos de tempo de parada: o planejado e o não planejado. Há custos associados a cada um deles.
Tempo de inatividade planejado
Na maioria das operações das fábricas, há períodos programados por semana, mês, trimestre e/ou ano em que equipamentos específicos são desligados para permitir a manutenção preventiva. Geralmente, isso é denominado tempo de parada programado ou planejado quando o equipamento é removido da produção. Esses eventos de parada programada são indispensáveis para evitar interrupções não programadas da produção. A programação prévia dessas revisões periódicas permite ao pessoal o tempo necessário para realizar verificações de manutenção e/ou reparar o equipamento para garantir que funcione na capacidade necessária.
Tempo de parada não planejado
O tempo de parada não planejado, como seu nome sugere, ocorre inesperadamente e é difícil de prever. Tais paradas não programadas causam interrupções significativas nas operações da fábrica. O pessoal da fábrica normalmente tem um único objetivo em mente quando ocorre uma parada não programada: colocar a produção em funcionamento o mais rápido possível. A cada minuto que uma fábrica não está funcionando, as perdas podem variar de vários milhares de dólares por hora a várias centenas de milhares de dólares por hora!
Conscientização sobre tempo de parada
Estudos realizados sobre o custo médio de perda de produção por indústria estão tornando as empresas mais conscientes da importância de reduzir tanto o tempo de parada não planejado quanto o planejado em suas operações.
Atualmente, os gerentes de manutenção estão encarregados de aumentar a vida operacional e a confiabilidade dos equipamentos de produção, reduzir o tempo de parada da produção e melhorar a segurança geral e as condições de trabalho no ambiente de produção. Essas exigências destacaram a importância de produtos de qualidade nos equipamentos de produção, bem como a importância da manutenção nas operações da fábrica.
Uma área na qual os gerentes de manutenção se concentram é a melhoria do desempenho e a maior vida útil de seus equipamentos de coleta de pó.
Controle de pó
Em muitas operações das fábricas, o controle de pó é parte integrante do processo de produção. Os coletores de pó lidam com aplicações que variam de: receptores de filtros (comumente usados em sistemas pneumáticos de transporte de material a granel e sistemas centrais de vácuo), coleta de pó nocivo (despejos de mangas, ventilação de recipientes, embalagem a granel, carregamento de vagão e caminhão e transportadores de correia) e ventilação de processos (trituração, moagem, redução de tamanho, aplicações em secadores, além de mistura e combinação).
O coletor de pó mais comum nas operações de fábricas é o tradicional coletor de filtro de mangas. O coletor de filtro de mangas tradicional utiliza filtros de mangas, ou bolsas, para remover o pó de um fluxo de ar transportado. Muitos projetos de filtro de mangas prolongam a vida útil do filtro usando ar comprimido para uma limpeza por pulso periódica desses filtros a fim de deslocar a aglutinação de pó depositada e devolver as características de fluxo dos filtros.
Os filtro de mangas têm sido a locomotiva na indústria há décadas. Conforme os filtros de mangas envelhecem, eles precisam de maiores cuidados ou manutenção preventiva (MP) para manter a operação, e quanto maior for o filtro de mangas, mais cuidados requerem. Os filtros de mangas são normalmente trocados à medida que a queda de pressão média fica muito alta ou com condições de perturbação que podem danificar as mangas (ou seja, abrasão da manga, ofuscamento por pó, picos de temperatura ou apenas má aplicação).
A troca de filtros em coletores pode ser muito trabalhosa, demorada e, francamente, um processo muito sujo. O processo de remoção das gaiolas de suporte do filtro e, em seguida, os filtros sujos podem consumir uma enorme quantidade de tempo de pessoal. Dependendo da quantidade de mangas filtrantes e do projeto do coletor, o tempo total para completar uma troca de mangas filtrantes pode facilmente exceder 24 horas. Mesmo durante o tempo de parada planejado, este processo pode exceder significativamente as operações da planta de recursos alocados quando a parada foi programada.
Na ocorrência de condições anormais (ou seja, mangas danificadas ou desgastadas, obstrução prematura das mangas, ou mangas danificadas por variações de altas temperaturas) o tempo de parada não planejado se torna uma situação muito sensível ao tempo, crítica e cara. Se as mangas de reposição não estiverem em estoque, o gerente de manutenção poderá ter que arcar com taxas adicionais para agilizar a entrega das mangas de reposição, às vezes, a um custo adicional de vários milhares de dólares. Mesmo quando as mangas são recebidas na fábrica, ainda pode levar mais de 12 a 24 horas para que o pessoal da fábrica substitua totalmente as mangas. Além do custo inesperado das mangas de reposição e do frete rápido para obter essas mangas rapidamente, outro custo significativo a ser considerado é o custo por hora de produção perdida. Em algumas instalações e indústrias, tal condição de anormalidade poderia custar a uma fábrica bem mais de US$ 250.000 em perda de produção!
Minimização do tempo de parada
Parte do desafio de minimizar o tempo de parada planejado e não planejado é reduzir as horas de recursos necessários para realizar uma troca de filtro e, ao mesmo tempo, prolongar a vida útil dos filtros. Em combinação, a maior vida útil e a troca mais rápida reduzirão os custos do tempo de parada. Tendo em vista esta realidade, houve uma mudança nos últimos anos, da compra de filtros de mangas convencionais para a compra de filtros de mangas plissadas para a operação de filtro de mangas.
O motivo de usar filtros de mangas plissadas
Os filtros de mangas plissadas combinam os benefícios funcionais dos filtros de mangas convencionais com os benefícios da tecnologia de filtro cartucho. O elemento da manga plissada está disponível em poliéster spunbond, membrana ePTFE e nanofibras em spunbond. Cada uma dessas opções de elemento pode otimizar a eficiência do filtro de mangas plissadas. O elemento de manga plissada oferece maior eficiência e mais elementos de filtragem em um pacote de filtros muito mais curto do que um filtro de mangas convencional. Como resultado dessas características, os filtros de mangas plissadas podem oferecer em média 2 a 3 vezes a vida útil de um filtro de mangas tradicional.
Como as mangas plissadas minimizam o tempo de parada
Como um substituto direto para os filtros de mangas e gaiolas tradicionais, os filtros de mangas plissadas proporcionam maior vida útil do filtro e menor manutenção. O pessoal da fábrica não terá que puxar uma gaiola de suporte do filtro e depois uma manga filtrante durante a substituição do filtro. A instalação e remoção dos filtros de mangas plissadas é mais rápida e fácil devido ao desenho de peça única das mangas plissadas. A facilidade de instalação também diminui a exposição do pessoal de manutenção ao pó, pois é um processo consideravelmente mais limpo durante a troca.
A eliminação da gaiola e a utilização de filtros de mangas plissadas mais curtos simplifica a instalação e reduz a substituição a uma fração do tempo. Isso diminui o tempo de produção perdido e reduz os custos de manutenção e mão de obra atribuídos à troca de filtros de mangas e gaiolas convencionais.
O menor comprimento dos filtros de mangas plissadas também proporciona maior espaço de descida, o que estimula a precipitação do material, permitindo que partículas mais pesadas e abrasivas caiam no espaço aberto enquanto os pós mais leves são filtradas pelo elemento eficiente. Isso reduz significativamente a abrasão potencial nos filtros de mangas plissadas, resultando em maior vida útil para os filtros de mangas plissadas e redução do tempo de parada associado à abrasão da manga.
O filtro de mangas plissadas também pode proporcionar uma queda de pressão significativamente menor quando comparado aos filtros de mangas tradicionais. A maior área filtrante e maior permeabilidade dos elementos filtrantes plissados apresenta um caminho mais fácil para o fluxo de ar. Um determinado volume de ar por unidade de tempo (CFM) pode ser processado com uma menor queda de pressão, o que se traduz em economia de energia. Menos energia significa menores custos operacionais, o que beneficia o orçamento operacional da fábrica.
Em alguns casos, a menor queda de pressão disponível com filtros de mangas plissadas pode permitir que os filtros de mangas plissadas movimentem um volume de ar maior com a mesma quantidade de energia. Entretanto, é fundamental uma atenção especial aos projetos de coletores e padrões de fluxo de ar quando se considera este benefício potencial.
Por fim, o aumento da eficiência disponível com elemento de manga plissada como membrana de ePTFE ou elemento de nanofibras pode permitir um melhor desempenho na captura de partículas de pó submicrônicas, onde os filtros de mangas convencionais simplesmente não são capazes de oferecer o desempenho necessário. Portanto, os filtros de mangas plissadas podem ser muito benéficos em situações em que os coletores de filtro de mangas devem melhorar o desempenho da filtragem. Esta eficiência quando acoplada ao comportamento de carga superficial melhorado do elemento da manga plissada pode oferecer tanto maior vida útil do filtro quanto menores emissões.
Estudo de caso da manga plissada na redução do tempo de parada
Uma fábrica no sudoeste dos Estados Unidos estava tendo grandes restrições de tempo de parada com seu coletor de filtro de mangas em uma aplicação de secador. A natureza abrasiva da aplicação resultou na troca de mangas filtrantes pelo pessoal a cada cinco semanas. O tempo de parada não planejado resultava em perdas de aproximadamente US$ 20.000 por hora, de modo que o tempo de troca de 12 horas associado a esse filtro de mangas se aproximava de uma perda de US$ 250.000 por evento.
Uma troca para filtros de mangas plissadas ofereceu não apenas mais filtragem de superfície, mas também uma configuração de filtro mais curta. Os filtros de mangas plissadas também permitiram ao cliente operar o filtro de mangas com uma queda de pressão mais baixa, eliminando praticamente o problema de abrasão do filtro de mangas da fábrica.
A frequência de troca de filtro melhorou de uma troca a cada 5 semanas para uma a cada 24 meses, e o tempo para efetivamente realizar uma troca de filtro diminuiu de 12 horas para apenas 4 horas. As mangas plissadas não apenas duraram mais tempo, mas o tempo de manutenção para trocá-las também foi significativamente reduzido, permitindo a esse cliente minimizar o tempo perdido de produção.
Embora uma maior atenção esteja sendo direcionada ao custo do tempo de parada por bons motivos, tenha em mente o valor agregado que os filtros de mangas plissadas podem proporcionar nas aplicações. Ao obter maior eficiência, menor queda de pressão estabilizada e maior vida útil do filtro, você pode melhorar significativamente as operações da fábrica ao mesmo tempo em que reduz o tempo de parada planejado e não planejado.
