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11 Out 2010


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REPARAÇÃO DE COMPONENTES

(A 20ª de 30 importantes etapas)

A Reparação de Componentes é a etapa mais exigente e aquela em que se acrescenta mais valor ao serviço prestado

 

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Com esta etapa dá-se início à Segunda Fase do processo de manutenção. O seu início tem por pressuposto a aprovação do orçamento de inspecção e de reparação.

Em simultâneo dá-se início à distribuição de sobressalentes para o início das submontagens, procede-se ao envio dos acessórios para as oficinas subsidiárias e iniciam-se as reparações e modificação de todos os componentes classificados como "reparável" e "a modificar", procedendo-se igualmente ao seu envio para outras entidades segundo um regime de subcontratação, quando não existe uma determinada capacidade instalada.

As Gamas de Reparação, entretanto, elaboradas são lançadas para a produção e a sua calendarização é consolidada com os restantes trabalhos em execução, referentes a outros motores pertencentes a outros clientes.

Esta etapa é, sem qualquer margem para dúvidas, a mais longa e penalizante no âmbito de todo o ciclo de manutenção dum motor.

A variedade de componentes necessitando de intervenção é grande, fazendo intervir diferentes tecnologias, numa sequência que pode atingir as 40 a 60 operações individuais, apenas para a reparação de um único componente. O prazo de execução destas reparações pode atingir, para certos componentes e perante determinados defeitos, cerca de 60 dias de calendário, o que é nitidamente superior ao prazo previsto para a realização do programa de manutenção acordado por contrato, na esmagadora maioria dos casos.

Este facto só é ultrapassável por recurso a troca de componentes, no âmbito duma prática denominada "pool" de reparáveis. Este conceito baseia-se na existência duma subárea "volante" do armazém para onde são dirigidos os componentes (identificados como críticos) após terem sido reparados. Quando é necessário incorporar um componente crítico reparado, remove-se um componente igual da "pool" de reparáveis para incorporação no motor e o componente original deste inicia um longo ciclo de reparação que no final culmina com o seu aumento à "pool", substituindo o componente removido, num ciclo que se repete tantas vezes enquanto for praticável esse tipo de reparação.

Esta prática, enfrenta, contudo, algumas restrições, de entre as quais se destacam as seguintes: o cliente não aceita que os componentes originais do seu motor sejam trocados (com reflexos negativos no prazo de entrega); a troca de componentes com TLV (tempo limite de vida) atribuído só poderá realizar-se sem prejuízo do cliente (não se pode instalar um componente com um potencial de funcionamento remanescente inferior ao que o componente original possuía); a troca de componentes não se poderá efectuar entre peças com diferentes opções incorporadas (por exemplo: o mesmo Número de Catálogo mas com diferentes tratamentos anti-corrosivos) e a troca também não poderá efectuar-se se daí resultar a incorporação de um componente com origem numa PMA e houver restrições desse género por parte do proprietário (só aceita proveniência do OEM).

Existem, espalhadas pelo mundo, muitas empresas classificadas como "reparadoras" de motores cuja capacidade de reparação de componentes é praticamente nula, reduzindo-se a sua actividade à inspecção, montagem e ensaio de motores, subcontratando ou efectuando a troca comercial (na linguagem anglo-saxónica designada por "exchange standard") dos componentes defeituosos.

A prática de "exchange standard" é muito utilizada (embora sujeita a restrições de preços e às mesmas restrições mencionadas para as trocas) e baseia-se no envio, para reparação, dum componente, módulo, acessório ou subparte, danificada e independentemente dos defeitos existentes (é condição essencial que possa ser reparável e possua valor venal), para uma oficina especializada, por troca com um produto igual ou equivalente (alternativo), mediante o pagamento dum preço bastante inferior ao custo de novo mas significativamente superior ao custo real da sua reparação.

Por motivos económicos, a actividade de reparação apenas se justifica se fôr possível repararem-se um número suficientemente grande de componentes, em série, que viabilize esse negócio. Para cada tipo de componente e reparação, existe um volume mínimo ("massa crítica") que viabiliza o retorno do investimento, para o qual deverá ser possível atingir o ponto de viabilidade ("break even point") num prazo razoável com os critérios de investimento.

Por forma a optimizar-se a actividade de reparação é necessário processar-se grandes volumes de componentes iguais ou idênticos em série, por forma a minimizarem-se os custos de produção, eliminando tempos improdutivos devidos à reconfiguração dos equipamentos e máquinas sempre que se inicia a reparação de componentes de geometria e natureza diferentes. Segundo o mesmo raciocínio, também a capacidade de engenharia deve ser orientada para problemas afins, evitando o máximo possível a sua dispersão por um número elevado de componentes diferentes.

A actividade de reparação de componentes é aquela que consome maiores recursos financeiros em investimento, é aquela que origina maior volume de investigação e desenvolvimento e, portanto, contribui, sobremaneira, para a criação de competências e para o fomento de transferência de tecnologia para o país e é aquela que, simultaneamente, poderá permitir maiores receitas e valor acrescentado.

Muitas vezes uma capacidade de reparação altamente especializada é o ponto de partida para uma actividade de fabricação de componentes, primeiro sob licença e posteriormente catapultar a empresa para outros projectos.

A reparação implica reabilitar os componentes, através da remoção dos defeitos ou da reconstrução de áreas dos componentes diminuídas pelo uso ou por incidentes. Em muitos casos os esquemas de reparação são descritos nos manuais técnicos (normalmente apenas nos "Overhaul Manual" e "Depot Maintenance") emitidos pelos fabricantes.

Para as situações mais exigentes ou para aquelas em que, por razões comerciais o fabricante prefere vender componentes novos e não está interessado em fomentar o mercado de componentes reparados, há necessidade de as entidades interessadas desenvolverem esquemas originais de reparação (à revelia dos fabricantes mas sob o controlo das autoridades aeronáuticas), de que se tornam proprietários (em exclusividade e com direitos de propriedade industrial).

Para além deste tipo de reparações existe um vasto conjunto de esquemas de recuperação elementares considerados como práticas correntes e que são do domínio público e constituem-se como regras de arte, e que são efectuadas por todos os reparadores detentores duma capacidade mínima.

No entanto, o desenvolvimento dum esquema de reabilitação, independentemente da massa crítica que possa constituir, só se justifica se o custo de reparação for inferior a cerca de 40% a 60% do seu custo de novo. Este valor é designado como limite de viabilidade económica de reparação e condiciona, para esses componentes, a prática do "exchange standard".

Uma das práticas correntes mais utilizadas é a reconstrução de roscas fêmeas existentes em "carteres" e componentes semelhantes. Normalmente as ligações dos "semi-carteres" e destes a outros acessórios e subpartes, efectua-se através de pernos roscados nas duas pontas. Uma das extremidades é introduzida no "carter" e a outra fica livre para ser fixa através de porca ao outro componente. É frequente a rosca fêmea (existente no corpo do "carter" de alojamento) danificar-se no acto de desaperto dos componentes, após sucessivas desmontagens. A fim de se recuperar o "carter" é usual  a utilização de uma peça postiça (designada na linguagem anglo-saxónica por "insert") que se introduz na furação onde existia previamente a rosca, agora danificada. É aberto um furo cego de maior diâmetro, introduz-se a peça postiça por interferência (com aperto) e de seguida é aberta uma nova rosca na peça postiça que irá alojar o perno. Nos motores de concepção recente esta solução já vem integrada de origem. Uma outra solução semelhante, consiste na colocação de uma manga metálica, entre a rosca e o perno, suficientemente moldável, a fim de permitir refazer a rosca original. Esta manga é designada segundo a linguagem anglo-saxónica por "helicoil". Este é um exemplo de uma reparação tipo prática corrente.

Uma reparação extremamente simples usada na remoção de fissuras superficiais pouco profundas, é o polimento dessa superfície. À custa da remoção de material (se for considerado excedentário) consegue-se eliminar a fissura, desde que não se prejudique a espessura local do componente nem se crie um entalhe. Em muitos casos, no acto de inspecção quando esse tipo de fissuras é identificado procede-se ao polimento da zona a fim de verificar se se trata de fissuração pouco profunda. Se essa fissuração for removida o componente passa de imediato à classificação "utilizável", caso contrário, tem de ser usada uma metodologia mais elaborada para remoção da fissura.

A reparação de fissuração superficial efectua-se por redução da profundidade da fissura através da remoção local de material circundante ou através do enchimento, por adição de material metálico (no estado líquido ou semi-líquido), do vazio criado pela fissura. Lembra-se que o perigo associado a uma fissura é a descontinuidade material que provoca. A mesma fissura pode ser tanto mais perigosa consoante o local da geometria do componente em que se situa, devido a um efeito de concentração de tensões nas peças. Uma fissura torna-se mais perigosa se se situar numa esquina, num canto duma peça ou numa zona de descontinuidade geométrica do que se situar numa parte plana da mesma.

A reparação de fissuras subsuperficiais é mais complexa dependendo da profundidade a que se encontra e da natureza e geometria locais do componente. Pode usar-se a técnica de criar um entalhe e recobri-lo com enchimento por soldadura. Em muitos casos o componente é rejeitado perante este tipo de defeitos (usualmente resultam de poros ou "ocos" originados no processo de fundição).

No caso de componentes de parede muito fina apresentando grande concentração de fissuras (muitas vezes trespassam a parede local de extremo a extremo) como ocorre nas câmaras de combustão, o problema resolve-se cortando e removendo a zona afectada e recolocando um remendo (na linguagem anglo-saxónica designado por "patch") de material não fissurado, através de soldadura. Outras vezes a deposição de um cordão de soldadura é suficiente. Todavia, neste tipo de situações, dado tratar-se de componentes de parede muito fina deve utilizar-se um processo de soldadura de baixa entrega térmica, de modo a minimizar o sobreaquecimento localizado que, doutra forma, estaria a potenciar a criação de outras fissuras, por deformação e fragilização local.

Outro tipo de reparação bastante frequente é a recuperação dimensional das peças. Este defeito, provocado por desgaste, retira material à peça, pelo que a sua reparação passa pelo processo inverso de repor o material removido pelo desgaste. Existem várias técnicas para repor material removido em superfícies. Um dos métodos mais comuns é a projecção sobre a superfície a recuperar e a alta velocidade de metal fundido. O metal de adição é fundido electricamente num "canhão" e posteriormente arrastado por uma corrente eléctrica, sob a forma de plasma, na direcção da superfície a recuperar. Nesta situação é sempre depositado material em excesso (formando uma superfície bruta) e posteriormente maquinado e rectificado para as dimensões originais da peça. O material de adição tem uma composição química e resistência mecânica muito próxima do material de base por forma a manter a homogeneidade física da peça. A espessura da camada depositada depende de vários parâmetros mas pode atingir cerca de 0.2 mm.

Outra forma de depositar metal numa superfície desgastada é a via electroquímica. Esta técnica é primariamente utilizada para depositar material de protecção anti-corrosivo, mas pode ser usado para repor dimensões originais. A espessura das camadas conseguidas por esta via é inferior ao processo de plasma. Por outro lado, a técnica electroquímica implica que a superfície da peça seja usada como um dos eléctrodos (positivo ou negativo) do circuito. A peça é mergulhada num tanque contendo um banho essencialmente constituído pelo metal (ou mistura de metais) a depositar. A peça é ligada ao eléctrodo positivo ou negativo, consoante o processo, e o restante banho ao outro eléctrodo. Ao fazer-se passar uma corrente eléctrica o metal é dirigido para a superfície a tratar e por via electroquímica combinado com o metal de base.

Outra forma tradicional de depositar metal noutra superfície é através de soldadura.

Todos estes processos envolvem várias tecnologias, de modo sequencial, desde as mais avançadas até às mais tradicionais de maquinação através de tornos, fresadoras, rectificadoras, tratamentos térmicos, etc.. Cada fase ou operação tem que ser controlada, a fim de nos certificarmos que a mesma foi bem sucedida ou atingiu os objectivos propostos. Existem algumas fases a que se devem suceder outras complementares, com o único objectivo de eliminar efeitos secundários causados por operações precedentes.

Por exemplo, a soldadura normalmente endurece a zona soldada e áreas limítrofes, através da formação de estruturas metalúrgicas mais duras e frágeis. Em complemento aumenta localmente a concentração de tensões que poderá ser prejudicial ao normal funcionamento dos componentes. Assim, há que minimizar estes efeitos colaterais dum processo principal que foi a recuperação duma superfície. Nessas circunstâncias as peças têm que se submeter a tratamentos térmicos de alívio das tensões através do seu sobreaquecimento moderado e controlado.

Alguns processos electroquímicos implicam, igualmente, um tratamento térmico para redução de efeitos secundários causados por aqueles.

Todavia, durante a etapa de reparação efectuam-se muitas operações que não derivam necessariamente de defeitos detectados. Existem operações que têm que ser executadas por diferentes razões, tais como a reaplicação de pinturas, protecções anticorrosivas ou protecções térmicas que foram removidas para permitir a limpeza das superfícies, a modificação de componentes segundo instruções do fabricante ou a reaplicação de tratamentos superficiais de modo a restabelecer a resistência mecânica original e que foi diminuída pelas condições normais de funcionamento do componente (como se trata da aplicação de grenalhagem (na linguagem anglo-saxónica designa-se por "peening" com as variantes de "shotpeening" e "vibropeening") que é uma variante da martelagem e se destina a provocar um aumento localizado da resistência mecânica através da criação de um estado triaxial de tensões de compressão).

Duma forma mais geral, a reparação de componentes faz envolver múltiplas tecnologias encadeadas em sequências lógicas e/ou convenientes, implicando um "lay-out" oficinal adequado ao percurso que as peças têm que realizar ao longo do seu ciclo de reparação.

O estabelecimento do "lay-out" mais adequado e a estruturação da sequência de operações mais optimizada, são fundamentais para a minimização dos custos e tempos de execução (sobretudo dos tempos improdutivos de transição entre postos de trabalho sequenciais, preparação e configuração de cada um deles) e fazem envolver uma disciplina, de grande importância (algumas vezes subvalorizada) designada por estudo de tempos e métodos.

Por outro lado a quantidade e variedade de produtos químicos (alguns perigosos) que são manuseados durante um processo de manutenção de motores aeronáuticos exige um tratamento adequado dos efluentes originados a fim de poupar o ambiente e cumprir as rigorosas normas de protecção ambiental em número e exigência crescente.

Um adequado departamento de aplicação de protecções anti-corrosivas por métodos electroquímicos por si só e tendo em conta a ETAR (Estação de Tratamento de Águas Residuais) que lhe é inerente, representa a maior parcela do orçamento de exploração duma oficina de reparação de componentes aeronáuticos, só se comparando com o departamento de tratamentos térmicos, pelo elevado consumo de energia eléctrica, e o departamento de ensaios de motores, pela energia eléctrica que consome e pela incorporação de instrumentação de medida que implica. Estas três áreas são as maiores consumidoras de recursos, representando eternos centros de prejuízo, quando avaliados na óptica de centros de custos e resultados.

À medida que os componentes vão concluindo os respectivos ciclos de reparação ou se vai decidindo no sentido da troca de componentes considerados críticos, os componentes inicialmente classificados como "reparável" ou "a modificar" vão sendo reclassificados como "utilizável" e, por isso, fornecidos às áreas de montagem para continuação dos trabalhos.


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