Analise de Falhas em Trem de Pouso Fokker 100 - Estudo de Caso e Questionario

IMPLANTES BUC0 MAXILARES E TITÂNIO PURO ORIENTAÇÃO Copo escaneado TREM DE POUSO DA FOKKER 100 CASO 1 TREM DE P0USO DA FOKKER 100 GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO Fatec Itaquera Prof Miguel Reale CURSO CST Manutenção Industrial Disciplina Análises de Falhas Professor Rafael Maia Alunoa RM Semestre Turno Manhã Data Avaliação Oficial P2 Nota Escolha dois casos e responda os questionários abaixo 1Que tipo de falha ocorreu 2Onde quando e como ela aconteceu 3Qual é a gravidade do problema 40 que é característico da falha 5Quais são os tipos de desgaste 6Como se classifica a corrosão 7Qual foi o modo de fratura 8A origem da fratura está visível 9Qual a relação entre a direção de propagação da fratura e a direção esperada normal de propagação 10Quantos pontos de início de fratura existem 11No caso de um metal ou liga forjada existem descontinuidades tais como inclusões dobras juntas soldadas etc 12Há evidências de corrosão 13A aplicação das tensões foi unidirecional ou alternada 14De que forma a peça entra em contato com seu par no conjunto mecânico 15Que reações podem ter ocorrido com a peça durante sua história 16A que condições térmicas a peça foi submetida 17Existem evidências de que o equipamento tenha sido operado em condições acima de sua capacidade 18Tanto no que diz respeito à velocidade de operação quanto à carga máxima suportada 19Existem evidências de que tenha havido abuso no uso do equipamento CASO 1 TREM DE POUSO DA FOKKER 100 Caso referese à investigação da fratura da aba de fixação do cilindro externo do trem de pouso principal de aeronave Fokker F100 ocorrida em 1999 Os detalhes deste acidente não foram fornecidos pela companhia aérea nem encontrados no sítio da ANAC Vc acha que tem o direito a acessar estas informações antes de escolher a aeronave do seu voo TREM DE POUSO DA FOKKER 100 Fig Corte AA detalhe da composição relativa das regiões claras da microestrutura separadas a sua orientação bandeada da macroestrutura forjada Propriedades de trinca TREM DE POUSO DA FOKKER 100 CONCLUSOES Os pontos de corrosão localizada foram formados na interface entre a bucha de aço e a superfície do furo de Al corrosão galvânica e corrosão por fresta associadas com a presença de tensão residual de tração na superfície do furo A corrosão fresta e intergranular progrediu preferencialmente ao longo dos contornos de grão recristalizados do cilindro forjado contendo precipitados A propagação instável das trincas ocorreu preferencialmente pelo mecanismo de fratura dúctil intergranular frágil TREM DE POUSO DA FOKKER 100 SETORIAL O valor da tensão crítica de fratura com presença de pretrinca foi obtido através da MFLE que relaciona o tamanho crítico da trinca a com os valores de tenacidade a fratura do material Klc e de tensão crítica de fratura et Klc V Glai12 Equação 1 No caso de presença pretrinca de corrosão de 13 mm em furo de raio de 3 cm valor de a efetivo 313 cm o valor estimado da tensão crítica de fratura é de 40 MPa para Kuc 13 MPa m12 Este valor está bem abaixo da tensão de projeto para fratura por sobrecarga 140 MPa A falha do trem de pouso não deveria ser atribuída ao piloto Existe informação de acidentes nos EUA e como decorrência novas diretrizes de END da Messier e Fokker O que foi feito com o documento de análise da falha produzido no Brasil TREM DE POUSO DA FOKKER 100 CONCLUSÕES A corrosão localizada e a progressão instável de trincas foram favorecidas pela orientação bandeada da microestrutura da peça forjada que era perpendicular à superfície livre do furo A fratura do trem de pouso foi frágil e promovida pela presença de concentradores de tensão prétrinca de corrosão 13 mm Questão a falha foi por sobrecarga em relação à tensão de projeto problema na aterrissagem CASO 2 IMPLANTES BUCOMAXILAR DE TITÂNIO PURO Análise de falha de placa malleável para fixação óssea na região bucomaxilar Placa foi cedida pelo Instituto de Ortopedia e Traumatologia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo após a cirurgia de revisão Nenhuma informação foi disponibilizada para a investigação do caso tipo de fratura óssea data de operação data da recuperação e documentação radiográfica Esta falha não foi notificada à ANVISA Como os implantes são certificados para comercialização no país IMPLANTES BUCOMAXILAR DE TITÂNIO PURO Fig Placa malleável para fixação óssea na região bucomaxilar Fig Detalhe da microestrutura da placa mostrando grãos com 1 fase com rupturas ver setas e 11 porosfossas de fixação sequencias da fase Ti a e precipitação intergranular da fase enriquecida em ferro IMPLANTES BUCOMAXILAR DE TITÂNIO PURO Fig Detalhe da placa a A superfície de fratura tem forma de V com ângulo de 75 com o eixo principal da placa b Detalhe da superfície da resistência da placa junto a superfície de fratura mostrando cliques nucleares intergranulares IMPLANTES BUCOMAXILAR DE TITÂNIO PURO Fig Exame mais otacnogáfico Região de inicio da fratura mostrando topografia rugosa e contornos estrias paralelas em diferentes orientação c e d Detalhes do fraturamento secundário IMPLANTES BUCOMAXILAR DE TITÂNIO PURO Fig Exame micrografico de placa de Ti após ensaio de fadiga an a e M13 Re 10 Hs a Região de fratura por fadiga mostrando estrias paralelas em diferentes orientações maciação mecânica b Região de fratura local por sobrecarga mostrando alveolos atripicos a 275 MPAs b 145 MPa 70 IMPLANTES BUCOMAXILAR DE TITÂNIO PURO Fig Exame microestrutural fratura de superfície de fratura Conclusão 1 placa ancorada a rraura por fadiga Fig Exame microestrutural região da superfície de fratura IMPLANTES BUCOMAXILAR DE TITÂNIO PURO CONCLUSOES O fabricante da placa não pôde ser identificado durante a inspeção visual do produto contrariando a norma ABNT NBR 15465 2016 Implantes para cirurgia Requisitos para acondicionamento e embalagem de produto para fornecimento A microestrutura da placa apresentou contudo precipitados intergranulares enriquecidos em Fe estabilizador da fase Tig Microestrutura não está em acordo com a especificação de microestrutura de Ti puro da norma ABNT NBR ISO 58322 2001 microestrutura uniforme A falha prematura da placa ocorreu por corrosãofadiga iniciada em entalhes de corrosão intergranular associados com precipitação de fase Tig em presença de esforços cíclicos instabilidade mecânica do implante IMPLANTES BUCOMAXILAR DE TITÂNIO PURO SETORIAL Ainda não existem no país mecanismos de notificação compulsória de falhas de implantes ortopédicos para a agência reguladora Agência Nacional de Vigilância Sanitária ANVISA Há um bom trabalho de tradução das normas técnicas para implantes da ISO e realizado pelo Comitê Brasileiro OdontoMédicoHospitalar CB26 da ABNT mas o uso dessas normas em relações comerciais ainda é ruim apesar de fundamental para a melhora da qualidade dos implantes metálicos comercializados no país IMPLANTES BUCOMAXILAR DE TITÂNIO PURO SETORIAL A certificação de implantes ortopédicos com comercialização no país pela ANVISA tem ocorrido mesmo sem a realização de ensaios de conformidade de produtos prevista pelas normas da ABNT O Sistema Único de Saúde SUS do Ministério da Saúde que compra mais de 80 dos implantes cirúrgicos metálicos comercializados no Brasil tem a responsabilidade de disseminar a adoção das normas da ABNT na descrição técnica dos implantes em seus processos de licitação CASO 3 PALHETAS DE TURBINA A VAPOR Foi investigada a falha de palhetas de turbina a vapor de termoléctrica para o Instituto de Resseguros do Brasil IRB O instalação crítica era do tipo ciclo combinado com potência total de 345 MW contendo 3 turbinas a gás da General Electric com potência de 80 MW e uma turbina a vapor da Fuji Japan com potência de 120 MW A turbina a vapor operava normalmente até a ruptura simultânea de 17 palhetas sendo 16 palhetas em posições adjacentes do seu último estágio composto por um total de 65 palhetas forjadas aço inoxidável martensítico 12CrNiMoV PALHETAS DE TURBINA A VAPOR Fig Aspecto geral de duas palhetas fraturadas rede metal lado de bava pressa e estrias densas plásticas e perda de material na parte superior das palhetas PALHETAS DE TURBINA A VAPOR Fig Foi exame macrofotográfico região de fratura plana de comprimento de 84 mm com marcas de pressa região do bordo de fuga da palheta aspeotas de indicador crescimento casual da trinci PALHETAS DE TURBINA A VAPOR Fig Foram macroestrutural da região com inicio ragmada superficial Corte paralelo ao esto principal da palheta a porta da borda de fuga lado da base grandol Detalhe da superfície da palheta mostrando mesma deformação plástica da supertace associado à ação do mecanismo de corte ida apesar do para a direita causado pela ação encontro das partículas compesas de forca PALHETAS DE TURBINA A VAPOR CONCLUSÕES A fratura das palhetas do ultimo estágio da turbina a vapor após um ano de uso foi promovida por mecanismo de corrosão por partículas exógenas de ferro junto ao bordo de fuga da face de baixa pressão da palhetas proximos da raiz A corrosão da palheta promoveu a formação de concentradores de tensão promovendo a nucleação de trincas de fadiga A turbina a vapor investigada operou por pouco mais de um ano antes da ruptura das palhetas sugerindo que a ruptura da palhetas ocorreu por falhas operacionais na usina de ciclo combinado PALHETAS DE TURBINA A VAPOR CONCLUSÕES As turbinas de vapor do ciclo combinado gerlamente operam em regime de carga parcial promovendo a ingestão de material particulado e a erosão nos bordos de fuga inferiores do lado de baixa pressão das palhetas do ultimo estágio inversão de direção de fluxo do fluido na saída da turbina Informações da Controladoria Geral da União indicam que o IRB pagou a termelétrica em 2006 a quantia de quase meio milhão de reais devido ao sinistro na turbina a vapor As termelétricas já são responsáveis por 25 da matriz de eletricidade do país produzindo energia mais cara e com maior pegada de CO2 DISCIPLINA Análise de Falhas Aluno a Semestre CURSO CST Manutenção Industrial Professor RM Data Nota Turno Avaliação Oficial P2 Manhã Escolha dois casos e responda os questionários abaixo 1 Que tipo de falha ocorreu 2 Quando e com que frequência 3 Que apareceu defeito ou problema 4 Onde quando e estado do local 5 Quais os tipos de desgasta 6 Quais as causas física da corrosão 7 Como ocorre o ataque eletroquímico 8 Qual o condutividade do eletrólito e a direção esperada normal de propagação 9 Quais as medidas para controle da falha 10 O ataque foi repentino ou gradual 11 Existem evidências de que electrones migraram da zona da ruptura 12 Há evidências de corrosão 13 Há rachaduras susceptibilidade ou fissuras unidirecional ou alternada 14 De que forma a peça entrou em contato com seu par no conjunto mecânico 15 O que pode ter ocorrido com a peça durante uso 16 As condições térmicas a peça foi submetida 17 Há evidências de que a peça tenha sofrido oxidação ou uma camada de óxidos carbonatados 18 Existe um ultrassom ruído durante a velocidade de operação normal do equipamento 19 Existem evidências de que tenha havido abuso no uso do Equipamento 7 PALHETAS DE TURBINA A VAPOR CONCLUSÕES As turbinas a vapor são condições suficientemente agressivas em termos de temperatura e pressão por isso a verificação da operação e manutenção devem ocorrer costeiramente para evitar a antecipação da vida útil Analisando a camada oxidada grafite cinza e RBB para a manutenção e operação dentro de parâmetros normais registrase que houve uma pequena corrosão por ponto A manutenção a baixa temperatura a mair de oxidabilidade do aço predomina a corrosão mais com carbon para as peças de aço principalmente quanto existe maior concentração de água PALHETAS DE TURBINA A VAPOR A forma das palhetas do últimos estágio é bastante atraente para o ataque do aço de baixo C por isso se verifica afilamento da parte das extremidades das palhetas Acúmulo de água e remoção concentrado de sílica promovendo do de corrosão cavitação Analisando a sopa mineralizada em mais de uma zona da ruptura da palheta verificase a presença de um alta concentração de sílica principalmente nas do da colisão com as pás próximas a soprar parte das palhetas