UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA...

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA

CLEBER APARECIDO PINHEIRO

DESENVOLVIMENTO DE MELHORIA NO SISTEMA DE EMBALAGEM

RESISTENTE À CORROSÃO PARA ARAMES DE AÇO DE CLASSIFICAÇÃO

AWS ER 70S-6: UM ESTUDO DE CASO

Lorena

2016

CLEBER APARECIDO PINHEIRO

Desenvolvimento de melhoria no sistema de embalagem resistente à corrosão para arames

de aço de classificação AWS ER 70S-6: um estudo de caso

Trabalho de conclusão de curso

apresentado à Escola de Engenharia de

Lorena da Universidade de São Paulo

para obtenção de título de Engenheiro

Industrial Químico

Orientadora: Profa. Dra. Liana Alvares Rodrigues

Lorena

2016

AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIOCONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE

Ficha catalográfica elaborada pelo Sistema Automatizadoda Escola de Engenharia de Lorena,

com os dados fornecidos pelo(a) autor(a)

Pinheiro, Cleber Aparecido Desenvolvimento de melhoria no sistema deembalagem resistente à corrosão para arames de aço declassificação AWS ER 70S-6: um estudo de caso /Cleber Aparecido Pinheiro; orientadora Liana Alvares Rodrigues. - Lorena, 2016. 91 p.

Monografia apresentada como requisito parcialpara a conclusão de Graduação do Curso de EngenhariaIndustrial Química - Escola de Engenharia de Lorenada Universidade de São Paulo. 2016Orientadora: Liana Alvares Rodrigues

1. Embalagem barrica. 2. Oxidação. 3. Arame de açoaws er 70s-6. I. Título. II. Rodrigues, Liana Alvares, orient.

Dedico esse trabalho à minha mãe, que sempre me apoiou e

em todos os momentos de minha vida pessoal, acadêmica e

profissional.

AGRADECIMENTOS

Como fora bem dito por Sêneca: “Quem acolhe um benefício com gratidão, paga a

primeira prestação de sua dívida”. Assim, vejo que se faz necessário e justo agradecer às

pessoas as quais me apoiei e me edifiquei nesses anos de estudos e vivências.

Em primeiro lugar agradeço a Deus por me proporcionar saúde, serenidade e

aprendizado nos vários momentos e fases vividas ao longo dessa jornada.

Agradeço a todos aqueles que tive o prazer de dividir o mesmo transporte e o

mesmo teto ao longo desses anos de faculdade, e que se tornaram grandes amigos,os quais

levarei por toda vida: Denis Toledo, desde o início até o fim, com este aprendi a alegria de

ver sempre o lado bom em todas as coisas e jamais desistir; Danilo Braga, “ Equilibrado e

perspicaz”, com este pude aprender mais sobre prestatividade; Rodolfo “Charles”, com sua

inteligência e objetividade, apesar da menor idade, neste encontrei muita maturidade;

Evandro Neves e Sandro Martins , sempre mostrando pelos próprios exemplos de vida que

a vitória é possível. Ao grande amigo Anderson Cunha, incentivador e presente em todos

os momentos. E ao amigo Marley, alegre e brincalhão. A vocês meu sincero obrigado, pois

sem a ajuda que me dedicaram nada disso seria possível.

Gostaria de agradecer todos os professores do curso Eclipse pré-vestibulares, em

especial Washington Bernardes, Wellington Bernardes, Bernadete Baruel e Márcio Maia,

dos quais sempre recordarei com carinho o apoio, a amizade e as palavras de incentivo.

Agradeço aos professores da Escola de Engenharia de Lorena: Antônio Carlos da

Silva, Antônio Carlos França (in memorian), Bruno Cortez, Carlos Roberto de Oliveira

Almeida (in memorian),Domingos Sávio Giordani, Durval Rodrigues, Félix Monteiro

Pereira, Francisco José Moreira Chaves, Gerônimo Virgínio Tagliaferro, Isabel Coelho

Calegão, Jayne Barbosa, João Paulo Pascon, Luciana Maria Guimarães, Maria Ismenia

Sodero, Marcelo Holanda, Marco Antônio Pereira, Marcos Villela Barcza, Sebastião

Ribeiro,Sílvio Silvério da Silva. Sou muito grato aos ensinamentos acadêmicos,

profissionais e pessoais.

Gostaria de saudar e expressar gratidão à Profa. Dra. Liana Alvares Rodrigues, pela

paciência, empatia e solicitude ao longo da orientação na produção desse trabalho. Foram

incontáveis os aprendizados.

E por fim, e com maior expressão de amor e respeito, agradeço a meus familiares,

que sempre foram e serão minha base e meu porto seguro.

Pontualmente agradeço aos meus queridos sobrinhos Pedro, Matheus e Ohanna

pelo carinho e pela alegria que sempre transmitem. Às minhas irmãs Claudete e Cleunice e

que deram suporte familiar para meus estudos. Ao meu primo “irmão” Jefferson que

sempre me animou e acreditou em meu potencial.

Agradeço à minha querida noiva e grande amor Rafaela, por nunca ter me deixado

desanimar e estar ao meu lado nos momentos felizes e também nos mais delicados. Com

uma palavra amiga, um incentivo e brilho no olhar, mostrando que sempre há o lado bom

em tudo na vida. Estendo esse agradecimento à nova família que ganhei: Sr. Raimundo,

Sra. Francisca, Ricardo, tia Amélia, tio Tadeu, Rafael e Júnior; os quais, com muita

alegria sempre me deram todo apoio que estava ao seu alcance.

Dedico um agradecimento especial ao meu núcleo familiar, ao cerne de toda minha

força e inspiração na realização desse objetivo. À minha mãe, Conceição, a quem devo

tudo que sou, a pessoa mais importante de minha vida, minha parceira e grande amor de

minha vida. Ao meu pai José (in memorian) que me ensinou os valores do trabalho e

sempre incentivou meus estudos. À minha irmã e segunda mãe Cleide (in memorian), que

esteve sempre presente em minha formação e orgulhosa do caminho que segui. E ao meu

irmão Cáudio (in memorian) que foi um grande referencial de garra, perseverança e

sucesso. Espero que onde estejam, possam sentir-se felizes com nossa conquista.

A todos vocês, meus mais sinceros agradecimentos.

EPÌGRAFE

“O final é quando você desiste”

Sérgio Vaz

RESUMO

PINHEIRO, A. C.Desenvolvimento de melhoria no sistema de embalagem resistente à

corrosão para arames de aço de classificação AWS ER 70S-6: um estudo de

caso.2016. 91f. Monografia (Trabalho de conclusão de curso)- Escola de Engenharia de

Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2016.

Este projeto de monografia teve como objetivo principal elevação da qualidade,

desenvolvendo a melhoria do processo produtivo de embalagens para arames de aço AWS

ER 70S-6, com foco no desenvolvimento de um modelo de embalagem que conferisse

proteção contra oxidação. A realização do projeto foi impulsionada pelo crescente número

de reclamações de clientes referentes a oxidação de material e ao alto custo pelo tratamento

dessas falhas. Para solucionar esse problema, foram desenvolvidos dois protótipos

diferentes (nomeados de “B” e “C”) que foram comparados com o modelo de embalagem

que já estava em uso (nomeado “A”). Ao final do projeto, após análises de desempenho foi

constatado que o modelo “C” obteve melhores resultados. Com isso, sua produção foi

padronizada e efetivada após realizações de testes de qualidade internos e também com

clientes externos. Os resultados foram satisfatórios, com excelente retorno financeiro e

redução total das ocorrências de reclamações de clientes referentes a oxidação de material.

Desse modo, o padrão de qualidade do produto foi substancialmente elevado conferindo

maior credibilidade à empresa produtora. Por se tratar de um projeto alicerçado na

melhoria contínua, além da otimização do sistema de embalagens , também foram

analisadas e reportadas melhorias que futuramente poderiam ser realizadas ao longo do

processo de trefilação para obtenção de melhores resultados em qualidade.

Palavras- chave: Embalagem barrica, oxidação, arame de aço AWS ER 70S-6.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Modelo de melhoria de produção (CHAMBERS,S., JOHNSTON R. , SLAK, N., 2002. P.661) ................................................................................................................. 23

Figura 2 – Ciclo PDCA. (MARSHALL JUNIOR, I. et al., 2006. P.88) ……..........…...... 24

Figura 3 – Diagrama Causa e Efeito. (MARSHALL JUNIOR, I. et al., 2006. P.100)....... 26

Figura 4- Representação exemplificada de fluxograma. (MARSHALL JUNIOR, I. et al., 2006.P.104)......................................................................................................................... 27

Figura 5- Representação de corrosão por pite. (GENTIL,V., 1996. P.40).......................... 30

Figura 6- Célula de ação local (RAMANATHAN, L. V., 2004. P.76) .............................. 32

Figura 7- Representação do processo de soldagem MIG/MAG (MARTINS FILHO, E. G., 2012, P.22) ......................................................................................................................... 33

Figura 8- Representação da passagem do fio metálico pela fieira, com redução de diâmetro. (BRESCIANI et al., 2011.P.49) ......................................................................................... 35

Figura 9 - Esquema da máquina de trefilar com deslizamento, com duas fieiras. (BRESCIANI et al.,2011.P.51)......................................................................................... 35

Figura 10 – Estrutura da carepa do fio máquina (PENNA, J. A. CUNHA, H. M.,1977. P.402) ...................... .......................................................................................................... 29

Figura 11- Etapas da trefilaçao seca (O próprio autor, 2015) ............................................ 46

Figura 12 – Descarepação mecânica feita por conjunto de roletes e lixadeira, respectivamente (O próprio autor, 2014)............................................................................ 47

Figura 13 - Fotografia do arame após a passagem pelo decapador (O próprio autor, 2014)................................................................................................................................... 48

Figura 14 – Quantificação do percentual de carepa residual obtida pelo uso do software Image J. (O próprio autor, 2014) ........................................................................................ 48

Figura 15 – Etapas da trefilação úmida (O próprio autor, 2015) ....................................... 51

Figura 16 – Bobinamento rosetado do arame (O próprio autor, 2014) .............................. 51

Figura17 – Modo de montagem da embalagem “A” em barrica de 250 Kg (O próprio autor, 2014) ........................................................................................................................ 52

Figura 18 – Condensação do ar quente dentro da embalagem e favorecimento do processo corrosivo (O próprio autor, 2014) ...................................................................................... 53

Figura19- Diagrama causa- efeito para o problema de oxidação do arame no interior da embalagem (O próprio autor, 2014) .................................................................................. 54

Figura 20- Célula de ação local (O próprio autor, 2014) .................................................. 56

Figura 21 – Corrosão por pites no arame (O próprio autor, 2014) ..................................... 57

Figura 22 – Trocador de calor utilizado para resfriamento de material (O próprio autor,

2014) .................................................................................................................................. 59

Figura 23 – Embalagem “B” (O próprio autor, 2014) ...................................................... 60

Figura 24 – Embalagem “C”(O próprio autor, 2014) ........................................................ 61

Figura 25- Fluxograma de produção da embalagem “B”(O próprio autor, 2014) ............ 63

Figura 26- Fluxograma de produção da embalagem “C”(O próprio autor, 2014) ............. 64

Figura 27 – Esquema de montagem da embalagem “B” e cilindro vazado utilizado ....... 67

Figura 28- Material bobinado na embalagem “B”(O próprio autor, 2014) ....................... 67

Figura 29- Resfriamento do material com a utilização do trocador de calor (O próprio

autor, 2014) ...................................................................................................................... 68

Figura 30 – Fechamento da embalagem “B” (O próprio autor, 2014) ............................... 68

Figura 31- Detalhamento da montagem da embalagem “C” (O próprio autor, 2014) ...... 69

Figura 32- Embalagem “C” fechada (O próprio autor, 2014) .......................................... 69

Figura 33- Acondicionamento das embalagens testadas em Pallete (O próprio autor, 2014)

............................................................................................................................................. 70

Figura 34 – Resultados da inspeção visual da embalagem “A” após dez dias de teste (O

próprio autor, 2014) ........................................................................................................... 70

Figura 35 – Resultados da inspeção visual da embalagem “B” após dez dias de teste (O

próprio autor, 2014) .......................................................................................................... 71

Figura 36 – Resultados da inspeção visual da embalagem “C” após dez dias de teste (O

próprio autor, 2014) ........................................................................................................... 71

Figura 37- Corrosão identificada na embalagem “A”, após vinte dias de teste (O próprio

autor,2014) ........................................................................................................................ 72

Figura 38- Resultados da inspeção visual da embalagem “B” após vinte dias de teste (O

próprio autor, 2014) ............................................................................................................ 72

Figura 39 – Resultados da inspeção visual da embalagem “C” após vinte dias de teste (O

próprio autor, 2014) ........................................................................................................... 72

Figura 40- Material da embalagem “A”, após trinta dias de testes (O próprio autor, 2014)

............................................................................................................................................. 73

Figura 41- Embalagem “B”. O material não apresentou oxidação (O próprio autor, 2014)

............................................................................................................................................. 73

Figura 40 - Embalagem “C”. O material não apresentou oxidação (O próprio autor, 2014)

............................................................................................................................................. 74

LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 1- Percentual de representatividade de falhas por oxidação por ano (O próprio

autor, 2015) ........................................................................................................................ 42

Gráfico 2- Relação entre tempo livre da mão de obra por modelo de embalagem (O próprio

autor, 2015) ....................................................................................................................... 75

LISTA DE TABELAS

Tabela 1- Ocorrências de reclamações de clientes e suas respectivas falhas (O próprio autor, 2015) ...................................................................................................................... 41

Tabela 2- Gastos Estimados (O próprio autor, 2015) ....................................................... 43

Tabela 3- Metas para ocorrências de oxidação após a realização do projeto (O próprio autor, 2015) ....................................................................................................................... 45

Tabela 4- Especificação de composição química para o aço AWS ER 70S-6 (AWS A5.18/A5.18M:2005, 2005.P. 2) ...................................................................................... 45

Tabela 5 - Percentual de remoção de carepa de amostras após decapagem mecânica (O próprio autor, 2014) ........................................................................................................... 49

Tabela 6- Cinco por quês (O próprio autor) .................................................................... 55

Tabela 7 – Tabela de análise de formação de ponto de orvalho

(http://www.rennercoatings.com/hotsite/site/tabelas4.html) ............................................. 58

Tabela 8 – Comparativos dos tempos gastos por etapa do processo para cada modelo de

embalagem (O próprio autor, 2014) ................................................................................... 75

Tabela 9 – Temperaturas e Umidades relativas medidas para o ambiente e embalagens (O

próprio autor, 2014) ........................................................................................................... 76

Tabela 10- Temperaturas e UR%, referentes ao período de 02 à 31 de janeiro de 2014 (O

próprio autor) ..................................................................................................................... 77

Tabela 11 – Análise de absorção de água condensada pela sílica gel (O próprio autor,

2014) .................................................................................................................................. 78

LISTA DE SÍMBOLOS

°C Graus Célcius

Kg Quilograma

L Litro

m Metro

T Temperatura

ABREVIAÇÕES

CQT Controle de Qualidade Total

MAG Metal Active Gas

MIG Metal Inert Gas

UR Umidade Relativa do ar

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 17

1.1 Contextualização ................................................................................................... 17

1.2 Justificativas .......................................................................................................... 18

1.3 Relevância do Assunto ........................................................................................... 18

1.4 Objetivo Geral ....................................................................................................... 19

1.5 Objetivos Específicos ............................................................................................ 20

1.6 Limitações ............................................................................................................. 20

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ...................................................................... 21

2.1 Gestão da Qualidade .............................................................................................. 21

2.1.1 Controle da Qualidade Total ....................................................................... 22

2.1.2 Ferramentas de controle da qualidade ........................................................ 23

2.1.3 Ciclo PDCA ................................................................................................ 23

2.1.4 5W2H .......................................................................................................... 25

2.1.5 Diagrama causa e efeito .............................................................................. 25

2.1.6 Fluxograma ................................................................................................. 26

2.1.7 Padronização .............................................................................................. 28

2.1.8 Cinco Porquês ............................................................................................. 29

2.1.9 Auditoria Interna ......................................................................................... 29

2.2 Corrosão ................................................................................................................ 30

2.2.5 Corrosão por pites ....................................................................................... 30

2.2.6 Corrosão por célula de ação local .............................................................. 31

2.3 Processo de soldagem ............................................................................................ 32

2.4 Conformação Mecânica .......................................................................................... 34

2.4.1 Trefilação .................................................................................................... 34

3 METODOLOGIA ................................................................................................. 37

3.1 A empresa ............................................................................................................... 37

3.2 Método de Pesquisa ................................................................................................ 37

3.3 População e Amostra .............................................................................................. 38

3.4 Coletas de Dados .................................................................................................... 38

3.5 Análise de Dados .................................................................................................... 39

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ...................................................................... 40

4.1– Desenvolvimento das Etapas do Ciclo PDCA .............................................. 40

4.1.1- Plan (Planejar) ................................................................................ 41

4.1.1.1-Identificação do problema a ser tratado ............................. 41

4.1.1.2- Justificativa da realização do projeto ................................. 42

4.1.1.3- Objetivos estabelecidos ..................................................... 44

4.1.1.4- Metas estabelecidas ........................................................... 44

4.1.1.5- Análise do aço AWS ER 70S-6 ......................................... 45

4.1.1.6- Análise dos processos de trefilação e bobinamento e

levantamento dos fatores que influenciam na oxidação do material

.......................................................................................................... 46

4.1.1.7- Estudo da eficácia da embalagem em barrica de 250 Kg de

aço AWS ER 70S-6, e identificação dos fatores que propiciam a

oxidação do material ...................................................................... 52

4.1.1.8- Determinação da causa raiz do problema de oxidação do

arame nas embalagens barrica de 250 Kg de arame ....................... 54

4.1.1.9-Tipos de corrosão que ocorrem no interior da embalagem ..

...........................................................................................................55

4.1.1.10- Estudo da influência da temperatura do material embalado

e formação do ponto de orvalho no interior da embalagem ............ 57

4.1.1.11-Proposições para o desenvolvimento de novos modelos de

embalagens resistentes à corrosão.................................................... 58

4.1.1.12- Especificação da quantidade da sílica gel ........................ 61

4.1.1.13- Desenvolvimento de fluxograma de produção dos novos

modelos de embalagem ................................................................. 62

4.1.1.14- Desenvolvimento de metodologia para alcançar os

objetivos .......................................................................................... 65

4.1.1.15- Tempo de realização do projeto ....................................... 66

4.1.1.16- Custo estimado do projeto .............................................. 66

4.1.2- Do (Executar) ................................................................................... 66

4.1.2.1- Desenvolvimento das embalagens propostas e do trocador de

calor ............................................................................................. 66

4.1.2.2 -Teste das embalagens “A”, “B” e “C” .............................. 70

4.1.2.3 - Coleta organização dos dados referentes à temperatura e

umidade relativa do ar .................................................................... 76

4.1.2.4 - Verificação da efetividade da sílica gel ............................ 77

4.1.3- Check (Verificação) ....................................................................... 78

4.1.3.1- Verificação dos resultados dos testes realizados

confrontados com os objetivos planejados ..................................... 78

4.1.4- Act (Agir Corretivamente) .............................................................. 80

4.1.4.1- Realização de possíveis ações corretivas para alinhamento

da produção .................................................................................... 80

4.1.4.1- Efetivação do padrão de processo do novo modelo de

embalagem e treinamento com os colaboradores .......................... 80

4.2- Realização de testes com clientes .................................................................. 81

4.3 Resultados financeiros ...................................................................................... 81

5 CONCLUSÃO ..................................................................................................... 82

6 REFERÊNCIAS.................................................................................................. 84

7 ANEXOS................................................................................................................ 86

17

1 INTRODUÇÃO

1.1 Contextualização

Atualmente o grau de competitividade e exigência do mercado, leva as empresas a

implementarem cada vez mais a prática da qualidade total e gestão da mesma para que se

possa obter produtos com maior valor agregado e que atendam às necessidades dos

clientes. Assim sendo, torna-se uma realidade a melhoria constante dos processos

produtivos e reduções de custos e desperdícios.

A qualidade total reflete a visão de um sistema voltado para resultados como um todo,

com abrangência a todos colaboradores da corporação. Com isso, todos colaboradores tem

a função de promover e inspecionar a qualidade, para que o produto final atenda às

expectativas do cliente (CONTADOR et al., 2010).

No mercado de arames de soldas a qualidade é um fator primordial. Caso o material

esteja com padrões de qualidade fora de especificação poderão ocorrer falhas no cordão de

solda. Tais falhas podem gerar fraturas na estrutura soldada, não atendendo assim às

expectativas dos clientes.

Um dos motivos causadores de falha no cordão de solda é a oxidação do arame.

Quando existe a ocorrência de oxidação no material, ocorre a devolução do mesmo à

empresa produtora, onerando custos e causando a insatisfação do cliente.

Para que se possa manter competitiva no mercado, a empresa produtora de arames de

solda precisa se ater às necessidades do mercado, ofertando produtos de qualidade e cada

vez mais aumentar a satisfação dos clientes, fato esse que concomitantemente reduz as

reclamações e melhora a imagem da empresa, assim como sua participação no mercado

consumidor. Portanto, garantir a qualidade do produto em todas as etapas do processo é de

fundamental importância para o resultado final.

18

1.2 Justificativa

O projeto justificou-se pela busca de elevação da qualidade do material e redução

de custos com o tratamento da falha devido a reclamação de clientes, pois quando ocorre

uma reclamação e consequentemente a devolução do material, existe a necessidade de

realizar o ressarcimento financeiro ou o envio de outro produto ao cliente. Esses custos

oriundos da falha do produto geram ônus financeiros que são indesejáveis à empresa.

A produção de um material isento de oxidação foi o foco da melhoria, pois atendeu

à melhoria da qualidade e de processos, bem como redução dos custos citados.

Outro fator relevante foi o enquadramento do projeto no princípio de melhoria

contínua, o qual é constantemente praticado na empresa. Diante disso, o projeto se

justificou por utilizar materiais já disponíveis em estoque, otimizando um processo já

existente.

1.3 Relevância do Assunto

Inúmeras são as aplicações dos arames de aço AWS ER 70S-6 em processos de

soldagem, pois tem fácil adaptação a processos automatizados de soldagem e traz como

benefícios a não formação de escória e menor necessidade de interferência humana

(WAINER et al., 2005).

No presente estudo, os arames de aço AWS ER 70S-6 produzidos foram

acondicionados em barricas de 250 Kg. Devido à quantidade de metal embalado, existe a

facilidade de utilizá-los em processos contínuos e automatizados. Para tais aplicações é

necessário que o material esteja isento de oxidação afim de que não venha ocasionar falhas

e instabilidades no processo de soldagem e perda das peças produzidas devido a

descontinuidade no cordão de solda.

Tornou-se então, de fundamental importância garantir que o material produzido não

sofresse oxidação após ser embalado, a fim de que não houvesse falhas posteriores em sua

aplicação nos processos de soldagem.

19

A melhoria no sistema de embalagens foi benéfica à empresa e seus clientes.

Benefícios para a empresa:

Redução de devolução de material pelos clientes.

Aumento no padrão de qualidade.

Otimização do Processos

Redução do custo financeiro devido ao tratamento da falha

Diminuição das ocorrências de reclamação de clientes

Maior satisfação dos clientes com o produto adquirido

Benefícios para os clientes:

Produto isento de oxidação.

Otimização do processo de soldagem, não precisando interrompê-lo para

trocar arame de solda oxidado.

Maior satisfação com o produto e com a empresa fornecedora.

Aumento do tempo de atividade das máquinas

Eliminação do tempo de troca de arame por falha

Eliminação de peças descartadas devido à falha no cordão de solda

Eliminação do prejuízo causado pelo descarte da peça com falha de

soldagem

1.4 Objetivo Geral

O objetivo geral deste trabalho foi a melhoria do sistema de produção de

embalagens para arame de aço AWS ER 70S-6, conferindo proteção ao material isentando-

o de oxidação.

20

1.5 Objetivos Específicos

Desenvolver um novo padrão de embalagens em barricas para arames de aço AWS

ER 70S-6.

Padronizar o novo sistema de produção das mesmas.

Desenvolver novo padrão de auditoria de qualidade do material produzido.

Aumentar o aproveitamento do tempo da mão de obra.

Reduzir o custo relacionado às reclamações dos clientes por motivo de oxidação

(reposição de material).

Indicar melhorias futuras nos processos de trefilação.

1.6 Limitações

A principal limitação desse trabalho foi financeira, uma vez que tendo a produção

já estabelecida com insumos fixos, a melhoria do sistema de produção de embalagens foi

realizada através do aproveitamento dos materiais já existentes na fábrica.

21

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Esse capítulo apresentará conceitos teóricos que serão importantes para

compreender a relevância da pesquisa. Resumidamente, os tópicos e sua relevância serão

dispostos na seguinte ordem:

Gestão da qualidade: Abordou-se a importância de gerenciar a qualidade,

bem como as ferramentas de controle. Essas, serão utilizadas no trabalho a fim de

determinar a causa raiz da falha, desenvolver a metodologia e estabelecer o

controle de qualidade.

Corrosão: Esse tópico abordou a o modo de ocorrência desse processo.

Processo de soldagem: Conceituar-se-á como é dado o processo de

soldagem por arames de aço AWS ER 70S-6 e qual a influência do arame de solda

oxidado sobre ele.

Conformação Mecânica: Apresentará conceitos sobre conformação

plástica de metais, com foco no processo de trefilação. Os arames são produzidos

por esse processo, por isso esse tópico torna-se relevante ao entendimento do

trabalho.

2.1 Gestão da Qualidade

Atualmente a prática da qualidade total e sua gestão são fundamentais para a

sobrevivência das corporações bem como para satisfação e fidelização do mercado

consumidor.

Para CONTADOR et al , produzir bens com alto padrão de qualidade requer

envolvimento de todos os colaboradores, em todos os setores da corporação, pois assim

consegue-se obter um produto com menor custo de produção e com maior atendimento às

necessidades de utilização e satisfação dos clientes.

Para que se possa gerenciar a qualidade e obter resultados sólidos, a utilização de

um método de controle de qualidade é fundamental. No presente trabalho foi aplicado o

Controle de Qualidade Total (CQT), que forneceu ferramentas de controle. Essas foram

22

utilizadas constantemente até que se atingisse a estabilidade do processo e os objetivos

desejados.

2.1.1 Controle de Qualidade Total

O Controle Total de Qualidade (CQT) possui ferramentas de gestão que conduzem

um processo à eficiência em qualidade, pois proporciona meios de se controlar e gerenciar

processos com grande eficiência (CAMPOS, V. F., 1992).

O conceito de Controle de Qualidade Total é utilizado para designar um sistema de

qualidade voltado para resultados que abrangem toda organização, bem como todos os que

compõem a mesma. Sua aplicação é ampla, cobrindo em sua totalidade todas as áreas

funcionais assim como todos os colaboradores de uma empresa e é voltado

simultaneamente para os interesses da empresa e do mercado (CONTADOR et al.,2010).

Pela visão de mercado, a qualidade torna-se um fator estratégico, pois satisfazer as

necessidades e expectativas do cliente a um valor competitivo é um ponto forte que a

empresa tende a primar. Já na visão da empresa, a qualidade é uma forma em que se tem de

manter competitiva no mercado. Pois a busca de meios mais eficientes de produção,

redução de perdas e otimização de processos tornam a empresa mais voltada para a prática

da qualidade (CONTADOR et al.,2010).

Conforme CHAMBERS,S., JOHNSTON R. , SLACK, N, o CQT é uma filosofia

que visa melhorar todo um processo organizacional e também é utilizado como forma de

administração das melhorias realizadas dentro de uma empresa, pois com a melhoria

contínua aumenta-se a qualidade dos bens produzidos. A Figura 1 representa o modelo de

melhoria contínua da produção.

23

Figura 1 – Modelo de melhoria de produção

Fonte: Chambers,S., Johnston R. , Slack, N, 2002.

A prática da melhoria contínua da produção, leva à interconexão dos processos de

prevenção à falhas, abordagens e técnicas de melhorias e administração da qualidade total.

Esse ciclo torna-se benéfico à empresa, pois a torna constantemente competitiva, sendo

uma geradora contínua de processos de alta qualidade e produtos que satisfazem às

expectativas dos clientes.

2.1.2 Ferramentas de controle da qualidade

São ferramentas gerenciais que proporcionam o controle e melhoria de processos.

No presente trabalho, foram utilizados o ciclo PDCA, 5W2H, diagrama de causa e efeito,

cinco porquês, fluxograma ,padronização de processos e auditoria interna.

2.1.3 Ciclo PDCA

O ciclo PDCA é um método de gerenciamento voltado para a melhoria contínua,

onde suas fases descrevem seu funcionamento. Utilizando-o de modo cíclico e

ininterrupto, alcança-se a melhoria contínua na organização. (MARSHALL JUNIOR et

Abordagens e Técnicas de Melhoria

Prevenção e recuperação de falhas

Administração da qualidade total

Melhoria da produção

24

al.,2006). Esse ciclo foi utilizado de modo contínuo, para que se alcançassem os objetivos

do presente trabalho. Ele é mostrado na Figura 2.

Figura 2 – Ciclo PDCA

Fonte: Marshall Junior et al ,2006.

O ciclo PDCA divide-se em quatro fases, sendo elas (MARSHALL JUNIOR et

al.,2006):

Plan (Planejar): Primeira fase do ciclo. Nela estabelecem-se os objetivos e as

metas, para que sejam desenvolvidos os métodos e procedimentos para alcançá-los. Nessa

etapa são utilizadas ferramentas como o 5W2H, diagrama de causa e efeito, cinco porquês

e fluxograma de processos.

Do (Executar): Segunda fase do ciclo. Nessa etapa implementa-se o planejamento

realizado na etapa anterior. É necessário dispor de educação e treinamento dos métodos

que foram desenvolvidos na primeira fase. Durante a execução ocorre a coleta de dados, os

quais serão utilizados na seguinte fase de verificação.

Check (Verificação): Terceira fase do ciclo. Nela, ocorre a verificação do que foi

executado, assim como a análise dos dados coletados. Nessa etapa utiliza-se ferramentas de

acompanhamento como cartas de controle, histogramas, entre outros.

Act (Agir Corretivamente): Quarta fase do ciclo. Nessa etapa pode-se seguir por

dois caminhos.

O primeiro é o de prevenir que erros indesejados se repitam, caso as metas não

tenham sido alcançadas.

25

O segundo é adotar como padrão o método planejado na primeira fase, uma vez que

as metas foram alcançadas a partir da metodologia estabelecida. Faz então a efetivação dos

padrões de processo.

Com o ciclo PDCA obtêm-se maior previsibilidade dos processos e resultados,

aumentando a competitividade da organização no mercado (MARSHALL JUNIOR et

al.,2006).

2.1.4 5W2H

Essa ferramenta é usada principalmente para mapear e padronizar processos através do

desenvolvimento de um plano de ação e também da elaboração de procedimentos que estão

vinculados a indicadores (MARSHALL JUNIOR et al.,2006).

O 5W2H representa letras iniciais de palavras em inglês, são elas:

Why (por que): Justifica-se a necessidade de realização do projeto.

What (o que): Deve-se conter as etapas do projeto.

Where (onde):Indica o local onde foi realizado o projeto.

When (quando): Refere-se ao tempo em que o projeto foi realizado.

Who (quem): Determina os responsáveis pelo projeto.

How (como será feito): Deve conter a metodologia utilizada no projeto.

How much (quanto custa): Estima-se o custo do projeto.

2.1.5 Diagrama causa e efeito

Segundo Marshall Junior et al. (2006, p.100) “O Diagrama causa e efeito, também

conhecido como diagrama de Ishikawa ou diagrama espinha de peixe, é uma ferramenta de

26

representação das possíveis causas que levam a determinado efeito”. No trabalho, será

utilizado com o intuito de se obter a causa raiz da oxidação dos arames, para que se possa

atuar efetivamente no processo e indicar melhorias futuras no mesmo.

Para utilizar o diagrama, deve-se agrupar as causas por categorias e semelhanças

que são previamente estabelecidas. A vantagem desse diagrama é que se pode ter atuação

específica e direcionada nas possíveis causas. Um exemplo pode ser visto na Figura 3,

onde são analisadas as causas que geraram exames laboratoriais com erro (MARSHALL

JUNIOR et al.,2006).

Figura3 – Diagrama causa e efeito


2.1.6 Fluxograma

Para Marshall Junior et al. (2006, p.103), “ Fluxograma é uma representação gráfica

que permite a fácil visualização de um processo”.

27

Sua apresentação é de modo seqüencial e encadeado, a fim de que se tenha uma

visão integrada de todo processo (Figura 4). Isso permite que se possa realizar uma análise

crítica, detectando oportunidades de melhorias bem como falhas no processo. Seus

símbolos são padronizados, de modo a facilitar a representação dos processos.

Figura 4 – Representação exemplificada de fluxograma


O uso dos fluxogramas na prática de melhoria contínua é fundamental, pois ao se

realizar o mapeamento de um processo e encadear as atividades sequencialmente, torna-se

possível visualizar etapas passíveis de melhorias e assim poder atuar acertivamente.

28

2.1.7 Padronização

É uma ferramenta fundamental para a melhoria dos processos. Possibilita a análise

crítica e permite a melhoria dos procedimentos e métodos da empresa, pois proporciona

uma análise pontual do que se deve melhorar.

O processo de padronização se dá pela participação e colaboração de todos

envolvidos no processo e visa a organização das atividades. Com isso, obtêm-se a redução

de desperdícios, otimização do processo, melhoria da qualidade e estabilidade dos

processos, entre outros (MARSHALL JUNIOR et al.,2006).

Para LIKER,K.J, MEIER,D., a realização de padrões promove maior organização

dos processos, pois estabelece o modo mais adequado de produção. Dentre os benefícios

oriundos da padronização de processos pode-se destacar:

Utilização adequada dos recursos,

Uniformidade da produção

Otimização do tempo

Redução de consumo de insumos

Redução de desperdícios

Melhoria da qualidade

Maior participação e comprometimento dos colaboradores

Além dos benefícios citados, a padronização promove maior participação dos

colaboradores envolvidos, pois conhecendo as etapas do processo se tem maior

possibilidade de propor melhorias e desenvolver novas técnicas para sua realização. Assim,

segundo LAFRAIA, B.R.J., MIGUELES, P.C., SOUZA, C. G., propicia a formação de

processos e pessoas voltadas para a excelência operacional.

O Anexo A mostra o padrão desenvolvido para o trabalho realizado.

29

2.1.8 Cinco Porquês

Trata-se de uma técnica assertiva para detecção da principal causa de um defeito.

Para se obter a principal causa de um problema, se perguntam cinco vezes o motivo de sua

ocorrência. A realização de uma análise bem sucedida dos cinco porquês leva a descoberta

do parâmetro de controle mais apropriado. Desse modo atua-se assertivamente na solução

do principal foco do problema.(CHAMBERS,S., JOHNSTON R. , SALCK, N., 2002).

A utilização dos cinco porquês é estilo eficaz de solução de problemas, pois

desenvolve a habilidade de transformar o problema de múltiplas causas e impactos em um

único problema de causa– efeito , pela identificação da causa responsável pelo grande

impacto (OHNO, T.,1997).

2.1.9 Auditoria Interna

A auditoria é uma estratégia sólida capaz de identificar, avaliar e administrar

processos e riscos impactantes. A auditoria Interna tem foco em processos pertinentes à

empresa e permite que sejam identificados e avaliados os fatores que impactam direta ou

indiretamente na qualidade do processo (ATTIE, W., 2006).

Para ATTIE, W , a auditoria interna assegura que os procedimentos adotados para

garantir a qualidade nos processos estão adequados para proporcionar eficiência das

células da empresa. Além disso, é importante geradora de informações precisas, que

auxiliam os administradores da empresa nas tomadas de decisões para alcançar as metas

organizacionais.

Para que se torne eficaz, é necessário que ocorra periodicamente. Desse modo, o

processo é avaliado constantemente e o foco na qualidade é permanente.

A realização da auditoria interna pode ocorrer de diversas maneiras, porém a mais

utilizada é a verificação de uma lista de itens que devem atender às premissas de qualidade

interna da empresa. Um exemplo do modelo de auditoria interna foi mostrado no Anexo B

do presente trabalho (ALMEIDA, M.C, 1996).

30

2.2 Corrosão

Este tópico irá abranger conceitos sobre corrosão, os quais serão importantes para a

compreensão da oxidação dos arames de aço AWS ER 70S-6.

A corrosão consiste na deterioração de um material, geralmente metálico, pela ação

química ou eletroquímica do meio, podendo estar ou não associado a esforços mecânicos.

A deterioração do material ocasiona alterações prejudiciais indesejáveis, tornando-o

inadequado para o uso. Desgaste, variações químicas e modificações estruturais são alguns

exemplos destas alterações (GENTIL, 1996).

Com exceção de alguns metais nobres, que podem ocorrer no estado elementar, os

metais são geralmente encontrados na forma de compostos, tais como óxidos e sulfetos.

Assim a corrosão ocorre devido à tendência que os metais apresentam de retornar a sua

condição de estabilidade (GENTIL, 1996).

2.2.1 Corrosão por Pites

A corrosão puntiforme ou por pites se processa em pontos ou pequenas áreas

localizadas na superfície metálica, produzindo pites, que são cavidades que apresentam o

fundo em forma angulosa e profundidade, geralmente, maior que o seu diâmetro, como

mostra a Figura 5 (GENTIL, 1996).

Figura 5 – Representação de corrosão por pite.

Fonte : Gentil,1996.

31

Esse tipo de corrosão pode ser detectado visualmente por pequenos pontos na

superfície do material. Todavia com a evolução do processo corrosivo, torna-se dificultosa

a identificação da corrosão, pois em muitos casos, o próprio material corroído preenche a

cavidade do pite.

A ocorrência da corrosão por pites se dá principalmente em metais que possuem

películas passivadoras (protetoras). A presença de íons cloreto dissolvidos em solução é

principal fator de início e propagação desse tipo de corrosão (PELLICCIONE, da S.A et al,

2013).

Segundo RAMANATHAN, L. V., os íons cloreto (Cl-) presentes em solução são

adsorvidos preferencialmente na superfície da película protetora mais facilmente que o

oxigênio, causando o rompimento do filme passivador, dando início ao processo corrosivo.

Desse modo, enquanto houver a reação de redução do oxigênio na superfície do

material, haverá também a dissolução do metal no interior do pite. Essa reação é dita

catódica se dá no filme passivador (RAMANATHAN, L. V, 2004):

Reação catódica: H2O + ½ O2 + 2e- 2OH-

A dissolução do metal causa o acúmulo de cargas positivas (Mn+) no interior do

pite, e recebe o nome de reação anódica:

Reação anódica: M0 M n+ + ne-

Para manter a neutralidade elétrica, os íons cloreto (Cl -) migram para o interior do

pite, deixando o meio concentrado em MCln , desencadeando a reação de hidrólise:

M n+ + H2O M(OH)n + H+

M n+(Cl-)n +2 H2O M(OH)2 + n H+Cl-

2.2.2 Corrosão por célula de ação local

O processo corrosivo se dá nas descontinuidades do material, devido à grande área

do catodo e pequena área do anodo.

32

Assim, conforme RAMANATHAN, L. V., quanto mais rápida for a chegada do

oxigênio para a redução na superfície do óxido (catodo), maior será a velocidade de

dissolução do metal exposto na descontinuidade. A representação desse tipo de corrosão

pode ser visto na Figura 6.

Figura 6 – Célula de ação local

Fonte: RAMANATHAN, L. V., 2004

As reações de oxidação do aço e redução do metal são:

Reação Anódica: M0 M n+ + ne-

Reação Catódica: H2O + ½ O2 + 2e- 2OH-

2.3 Processo de Soldagem

Este tópico mostrará, de maneira geral, como se dá o processo de soldagem e o que

a oxidação do arame acarreta à qualidade do cordão de solda.

O processo recebe genericamente o nome de MIG/MAG, o qual utiliza os arames

de solda que serão foco do presente trabalho. Segundo Wainer et al. (2005, p.01),

“Denomina-se soldagem ao processo de união entre duas partes metálicas, usando uma

fonte de calor, com ou sem aplicação de pressão. A solda é o resultado desse processo.”

33

Segundo WAINER et al., esse processo de soldagem utiliza um arco elétrico como

fonte de calor, mantido entre um eletrodo nú consumível , o qual é alimentado

continuamente, e a peça a soldar. Para proteger a região de soldagem pode-se utilizar um

gás inerte como argônio, ou um gás ativo tal como o dióxido de carbono.

Ao se iniciar o processo de soldagem, ocorre um curto-circuito entre o eletrodo

(arame) e a peça, provocando o aquecimento ao longo do eletrodo e na região de contato

do mesmo com a peça de trabalho. Assim, é transformado então em gotas de metal fundido

que são transferidas para uma poça de fusão e formam consequentemente o cordão de

solda. Nesse processo o gás ou mistura de gases são de extrema importância, pois

protegem o arco elétrico e o metal de solda fundido contra a contaminações que podem ser

ocasionadas pelo contato com o ar atmosférico (MARTINS FILHO, 2012). O processo de

soldagem MIG/MAG pode ser representado pela Figura 7.

Figura7 – Representação do processo de soldagem MIG/MAG

Fonte: Martins Filho, 2012.

Para que o processo de soldagem ocorra sem falhas, a peça de trabalho e o arame de

solda devem estar isentos de oxidação. Caso isso ocorra haverá instabilidade no arco

elétrico, prejudicando assim a qualidade do cordão de solda e consequentemente da peça

soldada.

Havendo oxidação na peça de trabalho, essa deve ser lixada e limpa de modo a deixá-la

em condições propícias para a soldagem. Já o arame, caso apresente oxidação, deve ser

descartado (WAINER et al., 2005).

34

2.4 Conformação Mecânica

Esse tópico apresentará conceitos sobre conformação mecânica, com foco em trefilação

que é o processo de produção dos arames de aço AWS ER 70S-6.

Entende-se como processo de conformação de corpos metálicos aquele que modifica a

forma desse corpo para uma outra forma definida. Dentro dos processos de conformação

há uma divisão em dois grupos: processos metalúrgicos e processos mecânicos. Nos

processos metalúrgicos as modificações de forma podem também relacionar-se à tensões

externas, e por vezes em temperaturas elevadas, porém com liquefação do metal. Já nos

processos mecânicos, as modificações são provocadas a partir de forças externas de tensão,

às vezes sob altas temperaturas e sem liquefação do metal e processos metalúrgicos.A

trefilação é um tipo de processo de conformação mecânica, onde as modificações são

provocadas a partir de forças externas de tensão (BRESCIANI et al., 2011).

2.4.1 Trefilação

Para Bresciani et al. (2011,p. 48), “ A trefilação é um processo de conformação

plástica que se realiza pela operação de conduzir um fio (ou barra ou tubo) através de uma

ferramenta (fieira), que contém um furo em seu centro, por onde passa o fio”.

Conforme o fio metálico passa pela fieira, esse sofre a redução de secção (Figura8)

e assim ocasiona-se o encruamento do material, uma vez que a operação é realizada a frio,

e com isso alteram-se as propriedades mecânicas finais do fio produzido. Tais alterações

conferem ao material menor ductilidade e maior resistência mecânica (BRESCIANI et al.,

2011).

35

Figura 8- Representação da passagem do fio metálico pela fieira, com redução de diâmetro.

Fonte: Bresciani et al., 2011.

O processo de trefilar deforma mecanicamente a frio o material metálico. Essa

deformação ocorre numa temperatura abaixo da temperatura de recristalização do metal,

não eliminando o encruamento. Assim se obtém fios (ou tubos/ barras) com diâmetros

menores e com propriedades mecânicas controladas.

No processo de produção de arames são utilizadas as máquinas do tipo de

deslizamento, onde o fio metálico desliza por toda extensão da máquina de trefilar, desde a

desbobinadeira até a bobinadeira, onde se obtém o fio metálico (arame) já com o diâmetro

desejado pelo processo (BRESCIANI et al., 2011). O funcionamento da máquina de

deslizamento pode ser observado pela Figura 9.

Figura 9 – Esquema da máquina de trefilar com deslizamento, com duas fieiras.

Fonte: Bresciani et al., 2011

36

Comumente, em processos de trefilação de fios, a matéria prima é o fio máquina, o

qual é obtido pela laminação do aço na aciaria e sua composição varia conforme a

utilização desejada do produto final. Dependendo do diâmetro final do fio que se deseja

obter, pode haver a necessidade de um número maior de seqüências de redução, utilizando

máquinas de trefilar com nove ou até onze passes de redução (BRESCIANI et al., 2011).

Para que haja melhor deslizamento do arame pela fieira são utilizados lubrificantes

que podem ser sólidos ou líquidos. Quando se utiliza o lubrificante sólido (sabão

granulado), o processo de trefilação recebe o nome de trefilação seca. Já quando o

lubrificante utilizado é líquido, o processo de trefilar ocorre por imersão das fieiras em um

tanque contendo lubrificante. Nesse caso o processo recebe o nome de trefilação úmida.

37

3 METODOLOGIA

3.1 A Empresa

O trabalho foi realizado em uma empresa multinacional de grande porte, com

operações em países da América, Europa e Ásia. A empresa atua com operações de

conformações mecânicas produzindo bens de consumo para construção civil, indústrias

agropecuárias, automobilísticas e navais. Por razões de sigilo, a empresa será no presente

trabalho denominada como “Empresa E”.

3.2 Método de Pesquisa

A metodologia aplicada para presente trabalho foi o estudo de caso. Conceitualmente, o

estudo de caso é uma estratégia de pesquisa de âmbito plural, que abrange os propósitos

exploratório, descritivo ou explanatórios. Nessas três frentes existe a ocorrência de

experimentos. Tem como objetivo o esclarecimento das decisões, levando em conta os

motivos pelas quais foram tomadas, como essas foram implementadas e quais são seus

resultados obtidos (YIN,2001).

É uma estratégia utilizada para se examinar eventos contemporâneos, onde são

realizadas pesquisas, levantamentos de evidências e observações sobre o caso. Então,

posteriormente realizam-se experimentos, que podem ocorrer em laboratório ou em campo

(YIN,2001).

Trata-se de uma investigação empírica que explora fenômenos contemporâneos, onde

os limites desse fenômeno ainda não estão claramente definidos; baseia-se em fontes de

evidências, onde os dados obtidos precisam convergir com os resultados desejados e é

beneficiado pelo prévio desenvolvimento de levantamentos e proposições teóricas a fim de

conduzir a coleta de dados bem como a análise dos mesmos (YIN,2001).

38

Esta monografia mostrou um processo, onde se analisou os impactos da mudança de

um sistema de embalagens para arames de aço AWS ER 70S-6, tanto na linha de produção

como para o cliente.

Foram propostos e desenvolvidos novos modelos de embalagens e seus desempenhos

foram comparados por meio da coleta de dados e, posteriormente, a análise dos mesmos. A

análise dos pontos fortes e fracos do fenômeno foi feita para que se pudesse obter uma

melhor compreensão acerca de todo o processo. Assim, houve a padronização do protótipo

de embalagem com melhor resultado e posteriormente a padronização do mesmo na linha

de produção.

3.3 População e Amostra

O universo analisado no presente trabalho foi a linha de produção de bobinamento de

arames de aço AWS ER 70S-6 em embalagens de barrica de 250 Kg, localizada na fábrica

de trefilação de aços. Analisou-se uma unidade de cada embalagem proposta, sob as

mesmas condições, durante o período de trinta dias.

3.4 Coleta de Dados

No estudo de caso, os dados foram coletados de modo que se definissem instrumentos

e métodos que garantissem a confiabilidade dos resultados obtidos.

Os resultados obtidos foram comparados e analisados para os três modelos de

embalagens propostas e testadas, mantendo as mesmas variáveis e mesmo ambiente para

todos os casos, evitando-se que o estudo pudesse sofrer interferências por meio do

pesquisador.

39

3.5 Análise de Dados

A partir dos dados obtidos foram analisadas as possibilidades de produção da

embalagem de melhor desempenho e, consequentemente, foi padronizado o processo de

produção do melhor modelo, conforme as seguintes etapas:

Quantificação das reclamações de clientes devidas a oxidação de material.

Análise do sistema de produção da embalagem atual.

Análise do tipo de oxidação que ocorre no interior da embalagem.

Quantificação do tempo de produção e tempo morto para produção da embalagem

atual.

Desenvolvimento do modo de produção das embalagens propostas.

Quantificação do tempo de produção e tempo morto para a produção das

embalagens propostas.

Quantificação do tempo necessário para oxidação do material nas diferentes

embalagens propostas.

Análise da temperatura e umidade relativa do ar dia a dia.

Comparação dos resultados dos modelos de embalagens testados.

Determinação da embalagem com melhor desempenho.

Teste com cliente, utilizando o produto já na nova embalagem.

Acompanhamento posterior das reclamações de clientes por motivo de oxidação de

metal.

40

4- RESULTADOS E DISCUSSÃO

O foco principal do trabalho foi o desenvolvimento de um novo modelo de embalagem

em barrica de 250 kg para arames de aço AWS ER 70S-6 que fossem resistentes à

corrosão.

Contudo, foram estudados outros fatores que influenciam na oxidação dos arames nas

etapas de trefilação seca e úmida, anteriores à etapa de embalagem do arame. E, a partir

das análises realizadas, obteve-se propostas para futuras melhorias de processo como:

- Utilização de decapagem química.

- Redimensionamento dos roletes na decapagem mecânica.

- Redimensionamento da granulometria das lixas utilizadas na decapagem mecânica.

- Tratamento da água utilizada nos banhos de limpeza do material.

Porém, as melhorias citadas exigem alto investimento, maior tempo para

implementação e consequentemente maior tempo de parada de produção.

Como o objetivo do projeto foi atuar na melhoria contínua do processo, realizou-se

então a otimização do processo de embalagem do material produzido, conferindo proteção

contra oxidação do metal, aproveitando os materiais disponíveis em estoque. Isso tornou o

projeto dinâmico e de baixo custo, pois não houve a necessidade de parar a linha de

produção nem de lançar mão de novos investimentos, pois os modelos propostos foram

desenvolvidos com os próprios materiais disponíveis em estoque.

4.1–Desenvolvimento das Etapas do Ciclo PDCA

O ciclo PDCA foi a ferramenta utilizada para a gestão do projeto. As fases do ciclo

bem como a descrição das mesmas,foram desenvolvidas da seguinte maneira:

41

4.1.1- Plan (Planejar)

4.1.1.1- Identificação do problema a ser tratado

Foi verificado alto índice de ocorrências de reclamações específicas para arames de

aço AWS ER 70S-6, embalados em barricas de 250 Kg, como mostrado na Tabela 1.

Tabela 1- Ocorrências de reclamações de clientes e suas respectivas falhas

Ano Medidas dimensionais do

material Mistura de aço Oxidação

Total de

Reclamações

2008 17 1 1 19

2009 12 1 7 20

2010 9 2 5 16

2011 9 0 6 15

2012 7 0 5 12

2013 3 0 4 7

Fonte: O próprio autor

Observou-se que o número total de reclamações de clientes diminuiu com o passar

dos anos, pois foram feitas constantes melhorias no processo para redução de falhas

dimensionais do material. Por outro lado, a representatividade percentual da falha por

oxidação foi crescente, pois para essa falha ainda não havia um tratamento pontual. O

percentual de representatividade da falhas devido a oxidação por ano é mostrado no

Gráfico 1.

42

Gráfico 1- Percentual de representatividade de falhas por oxidação por ano


Devido ao crescimento percentual das falhas de oxidação em relação ao total de

ocorrências decidiu-se tratar tal falha, pois tornou-se significativa.

Ressalta-se que as falhas oriundas de medidas dimensionais, abordadas na Tabela

1, apesar de representarem alta ocorrência, estão relacionadas a troca de maquinários, o

que necessitaria de maior investimento, por esse motivo não foram abordadas para o

estudo.

4.1.1.2- Justificativa da realização do projeto

A realização do projeto foi justificada por fatores econômicos, de qualidade e de

produtividade, os quais são descritos a seguir:

Fator Econômico: A principal justificativa econômica baseia-se na redução do

custo despendido para tratar a falha por oxidação. Por se tratar de um produto com alto

valor agregado e alta rentabilidade financeira, quanto menor for a incidência de

reclamações e devoluções, maior será o ganho da empresa. Isso porque se reduzirão os

custos referentes a:

5,26%

35,00%

31,25%

40,00%41,67%

57,14%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

% O

corr

ênci

as d

e O

xida

ção

Ano base de Análise

Percentual de representatividade de falhas por oxidação por ano

43

Devolução de Material: Que gera custo de logística, para a retirada do

material nas instalações do cliente e posterior envio de novo produto.

Extornos financeiros: Que geram custos devido ao ressarcimento financeiro,

isto é, devolução do valor pago pelo produto ao cliente.

Atraso de Produção: Por se tratar de produção enxuta, todo excedente à

ordem de produção gera atraso no cronograma de produção. O material de

devolução gera atraso em toda cadeia produtiva, pois a ordem de serviço é

previamente programada conforme a disponibilidade de uso das máquinas e

de mão de obra. Assim, tendo que se produzir um material excedente à

ordem, gera-se um custo não programado, tanto em relação ao

funcionamento das máquinas e gasto de insumos, quanto aos custos

referentes à mão de obra.

Os gastos estimados com custo das falhas por oxidação devidos à material

devolvido são expressos na Tabela 2. Esses refletem a perda de faturamento em

decorrência da falha de oxidação.

Tabela 2- Gastos estimados

Ano Ocorrências de

oxidação

Quantidade de material

devolvido (t) Gasto estimado (R$)

2008 1 1 8.000,00

2009 7 14 112.000,00

2010 5 10 80.000,00

2011 6 12 96.000,00

2012 5 10 80.000,00

2013 4 12 96.000,00

Fonte: O próprio autor.

Fator de Qualidade: Quanto menor a ocorrência de falhas, maior será o nível de

qualidade dos produtos. Assim, eliminando erros de produção, maior será a satisfação dos

clientes e como conseqüência, a solidez do nome da empresa no mercado consumidor.

A melhoria contínua é uma prática que gera ganhos de produção e amplia o

conhecimento dos profissionais envolvidos, fazendo com que a empresa como um todo se

beneficie dos resultados e do aprendizado obtido.

44

Fator de Produtividade: Diminuindo-se as ocorrências de falha, diminui-se também

a quantidade de material que deve ser produzido para devolução ao cliente. Cabendo então

à produção, realizar a manufatura apenas dos materiais já programados, não tendo assim

excedentes à ordem.

4.1.1.3- Objetivos estabelecidos

Reduzir a ocorrência das falhas por oxidação em embalagens de barrica de 250 kg

de arames de aço AWS ER 70S-6.

Desenvolver um novo modelo de embalagens em barrica de 250 Kg para arames de

aço AWS ER 70S-6.

Padronizar o novo modelo de embalagens assim como modo de produção das

mesmas.

Melhor o aproveitamento do tempo livre da mão de obra a fim de evitar evasão do

posto de trabalho.

Indicar melhorias futuras no processo de trefilação a fim de se reduzir falhas que

causem oxidação do material por ineficácia na decapagem mecânica e na limpeza

do material.

4.1.1.4- Metas estabelecidas

A análise feita para determinação da meta teve como base o total de ocorrências por

oxidação do ano de 2013, conforme visto anteriormente na Tabela 1. A partir daí

determinou-se a as metas para serem alcançadas após a realização do projeto, que são

mostradas na Tabela 3.

45

Tabela 3- Metas para ocorrências de oxidação após a realização do projeto.

Meta Número de ocorrências de oxidação

Máximo 2

Objetivo 1


4.1.1.5- Análise do aço AWS ER 70S-6

O aço utilizado para a produção do arame em estudo é o de especificação AWS ER

70S-6. É um aço de baixo teor de carbono, mas com elevados teores de manganês (Mn) e

silício (Si). A Tabela 4 mostra a composição química típica do aço AWS ER 70S-6,

expressa em %peso.

Tabela 4 – Especificação de composição química para o aço AWS ER 70S-6

Elemento C Mn Si P S Ni Cr Mo V Cud

Mínimo 0,06 1,40 0,80 ... ... ... ... ... ... ...

Máximo 0,15 1,85 1,15 0,025 0,035 0,15 0,15 0,15 0,03 0,50

Fonte: Norma ANSI/AWS A 5.18M:2005

O aço de especificação AWS ER 70S-6, tem sua aplicação em processos de

soldagem. O Mn e Si conferem grande capacidade de desoxidação ao aço, proporcionando

ao cordão de solda melhoras em suas características mecânicas como limite de resistência e

escoamento , permitindo assim aplicações de alta responsabilidade como na indústria na de

vasos de pressão e aeronáutica.

Outro fato a se considerar é a carepa do fio máquina desse aço. Denomina-se por

carepa a camada de óxidos de ferro que se formam a altas temperaturas, sendo produtos da

oxidação do aço em contato com o oxigênio presente no ar atmosférico. A carepa desse aço

é constituída por: Óxido de Ferro (FeO), Tetróxido de Ferro (Fe3O4) e Dióxido de Ferro

(Fe2O3) (PENNA, J. A. CUNHA, H. M., 1977).

46

A estrutura da carepa está representada na Figura 10, conforme PENNA, J.A.

CUNHA, H.M..

Figura 10 – Estrutura da carepa do fio máquina

Fonte: Penna, J. A. Cunha, H. M., 1977

Para que haja fluidez no processo de trefilação, bem como uniformidade na camada

de cobre posteriormente depositada no arame, é necessário que haja a limpeza prévia do fio

máquina, isto é, a descarepação ou remoção da carepa.

Para fins de processo de obtenção do arame de aço AWS ER 70S-6 se faz

necessário a remoção de no mínimo 85% da carepa contida no fio máquina, para que não

haja danos durante de trefilação e no acabamento do produto final . Esse valor de 85% de

remoção foi obtido com base em testes de processos realizados em estudos anteriores na

empresa “E”.

4.1.1.6- Análise dos processos de trefilação e bobinamento e levantamento dos

fatores que influenciam na oxidação do material.

De modo geral, o processo pode ser dividido em três grandes partes: trefilação seca,

trefilação úmida e bobinamento do material acabado.

Etapa de Trefilação seca: Onde se inicia o processo de conformação mecânica a

partir do fio máquina de aço AWS ER 70S-6. Ocorre a redução de diâmetro do fio

máquina de 5,5mm para aproximadamente 2,00 mm já com o arame acabado. Essa fase

Aço

FeO

Fe3O4

Fe2O3

47

recebe o nome de “seca” por utilizar lubrificante granulado sólido. Esse processo de

trefilação se dá por cinco principais etapas, sendo elas descritas na Figura 11.

Figura 11- Etapas da trefilação seca.


Ao analisar essa fase do processo, verificou-se uma oportunidade de melhoria na

etapa de decapagem mecânica do fio máquina.

O método de decapagem mecânica ocorre pela passagem do fio máquina por um

conjunto de roletes e em seguida, por uma lixadeira, que tem a função de remover a carepa

do metal. Esse conjunto de decapadores está representado na Figura 12.

Figura 12 – Descarepação mecânica feita por conjunto de roletes e lixadeira,

respectivamente.


Ao sair do conjunto de decapadores, o arame apresentou áreas com aspectos

disformes, que caracterizam ineficácia na remoção da carepa, como mostrado na Figura

13.

Fio Máquina Ø5,5mm

Decapagem Mecânica

(Roletes e Lixadeira)

Trefilação Bobinamento em carretel

Arame acabado

Ø2,00mm

Roletes

Lixadeira

48

Figura 13- Fotografia do arame após a passagem pelo decapador.


Para quantificar e avaliar a eficácia da remoção da carepa, foram analisadas dez

amostras de dez diferentes lotes de fio máquina, logo após passarem pelo conjunto de

decapadores. Para isso, utilizou-se o software Image J, que permite a quantificação do

percentual da área analisada de material que ainda contém carepa residual, como mostrado

na Figura 14.

Figura 14 – Quantificação do percentual de carepa residual obtida pelo uso do

software Image J.


49

Assim, se obteve o percentual de remoção de carepa. Os resultados foram

expressos na Tabela 5.

Tabela 5- Percentual de remoção de carepa de amostras após decapagem mecânica.

Quantidade de carepa residual por amostra (%)

Lote Bobina Análise Amostra

01

Amostra

02

Amostra

03

Amostra

04

Amostra

05

Amostra

06

Amostra

07

1 25 1 36,4 22,0 36,6 27,2 24,0 37,9 25,2

2 98 2 32,4 20,8 25,2 26,7 33,8 28,6 30,3

3 37 3 24,7 29,9 29,9 31.1 24,9 27,0 20,7

4 81 4 23,0 15,2 19,6 20,5 22,5 27,0 26,7

5 37 5 34,2 20,3 32,3 37,5 23,1 25,5 31,1

6 40 6 29,8 32,2 29,7 27,9 32,8 28,8 34,7

7 71 7 59,0 51,9 31,0 33,7 45,8 28,4 34,9

8 14 8 40,7 34,8 47,0 36,1 35,2 38,7 38,4

9 39 9 21,1 45,1 42,2 39,3 38,4 38,2 31,5

10 17 10 38,0 46,2 40,8 34,3 35,6 36,2 47,4

Quantidade de carepa residual

por amostra (%)

Lote Bobina Análise Amostra

08

Amostra

09

Amostra

10

Carepa Residual

Média (%)

Desvio

(%)

1 25 1 32,3 22,2 29,0 29,3 6,1

2 98 2 26,2 30,4 28,9 28,3 3,8

3 37 3 27,2 30,7 29,6 27,2 3,3

4 81 4 21,8 23,5 20,3 22 3,5

5 37 5 24,5 30,1 36,7 29,5 5,9

6 40 6 34,2 37,6 28,4 31,6 3,2

7 71 7 34,9 33,0 38,0 39,1 9,9

8 14 8 36,2 46,1 36,2 38,9 4,4

9 39 9 39,9 33,6 35,6 36,5 6,7

10 17 10 49,5 37,2 40,0 40,5 5,3


50

Verificou-se que a média de percentual de remoção de carepa foi de 32,3%, ou seja,

houve 67.7% de limpeza do material. Esse valor foi aquém dos 85% desejados. A

quantidade de carepa residual verificada pode causar dificuldades na trefilação como

quebra do arame e abertura de fieiras. Também na etapa posterior, provocará

irregularidades na deposição do cobre, ocasionando pontos de aço expostos ao ar

atmosférico, proporcionando assim ocorrência de oxidação do material.

Para aumentar a efetividade na remoção da carepa foram elencadas propostas para

melhorias futuras em:

Decapagem mecânica: Foi proposto o redimensionamento do conjunto de

roletes. Pois, segundo PENNA, J.A. CUNHA, H.M., para remoção de 90%

da carepa é necessário que haja 12% de alongamento do fio máquina, ao

passar pelo conjunto de roletes.

Lixadeira: Propô-se o ajuste de sua velocidade de rotação e realização de

testes com lixas de menor granulometria, objetivando aumentar a remoção

de carepa nessa etapa.

Decapagem química do fio máquina: Segundo RIBBE, P. A.et al , tem alto

índice de remoção de carepa, chegando em média de 95%.

Sabe-se que o sistema de decapagem química da empresa “E” foi substituído pela

decapagem mecânica em meados do ano de 2008, devido a altos custos de manutenção,

aquisição de insumos, tratamento dos efluentes, segurança dos colaboradores e espaço

físico. Observou-se que, a partir de sua substituição houve crescimento nas ocorrências de

oxidação de material.

Etapa de Trefilação Úmida: Segunda fase do processo de trefilação. Nela ocorre a

redução de diâmetro do arame de 2,00 mm para 1,00 mm. Se dá imersa em um tanque com

lubrificante líquido, por isso recebe o nome de úmida. Ela ocorre em sete etapas principais,

que foram representadas na Figura 15.

51

Figura 15 – Etapas da trefilação úmida.


Ao analisar essa etapa, foi verificado que a água de lavagem continha ácidos,

álcalis, e compostos orgânicos que foram arrastados das etapas anteriores. Além disso, os

tanques de lavagem utilizavam água potável, conforme portaria número 2914 do Ministério

da Saúde (Cap.V, art. 34). Essa água apresentava cloro dissolvido, o que segundo

PELLICCIONE, da S.A et al., favorece a formação de corrosão por pites no material

acabado.

Para eliminar o arraste de substâncias indesejadas e remover o cloro da água de

lavagem foram elencadas propostas para melhorias futuras em:

Absorventes de umidade: Implementar absorventes que removam umidade

contida no arame, na entrada dos tanques de água de lavagem.

Pré-tratamento da água: Remover os cloretos presentes na água potável.

Tanques de água de lavagem: Maior agitação do tanque e implementação do

sistema de filtragem da água utilizada durante o processo.

Etapa de Bobinamento do material: Onde o material acabado ,vindo da trefiação

úmida, é bobinado nas barricas de 250 Kg. O bobinamento característico desse material

recebe o nome de rosetado, como visto na Figura 16.

Figura 16 – Bobinamento rosetado do arame


Arame Ø2,00 mm

Desen-graxe

Trefilação Úmida

Decapagem Ácida

Águas de Lavagem Cobreação Bobina-

mento

52

Foi observado nessa etapa que a temperatura do material bobinado estava,em

média, 10ºC mais alta que a temperatura ambiente. Tal fato ocorreu devido à própria

arquitetura da máquina de bobinar, que possui roletes e guias, que por atrito com o arame

transferem energia na forma de calor ao material.

Para deixar o material à temperatura ambiente foi proposta a seguinte melhoria em:

Polias e roletes: substituição das peças de material metálico por peças de

materiais cerâmicos, pois esses têm baixa condutividade térmica.

4.1.1.7- Estudo da eficácia da embalagem em barrica de 250 Kg de aço AWS ER

70S-6 e identificação dos fatores que propiciam a oxidação do material.

Inicialmente, a análise contemplou o estudo da modo de montagem da embalagem

convencional ,em barrica de 250 Kg. Esse modelo, foi denominado como “A”, e foi

representado esquematicamente na Figura 17.

Figura 17 – Modo de montagem da embalagem “A” em barrica de 250 Kg.


Ao analisar a embalagem, verificou-se a seguinte ordem na montagem, após o

material ser bobinado:

I. Com o arame ainda quente, é fixada a sílica gel na parte inferior da embalagem.

53

II. Envolveu-se o material metálico com um saco plástico, até aproximadamente a

metade da embalagem.

III. Um disco de madeira foi posicionado sobre o saco plástico, comprimindo-o.

IV. Acima do disco foi inserido uma haste de aço.

V. Em seguida, faz-se a união da haste de metal com um conector no fundo da

embalagem, utilizando uma mola metálica para unir as duas partes. Essa mola

exerceu pressão entre os componentes da embalagem, fazendo com que esses

permanecessem estáveis perante possíveis movimentações externas à embalagem.

Por fim, realizou-se o fechamento da embalagem utilizando de uma tampa de pressão.

Após a observação da montagem da embalagem foram feitas as seguintes

considerações:

I. Ao se embalar o arame ainda quente, facilitou-se a condensação do vapor d’água no

saco plástico. Essa água, ao entrar em contato com o arame, favorece o início do

processo corrosivo, como mostrado esquematicamente na Figura 18.

Figura 18 – Condensação do ar quente dentro da embalagem e favorecimento do

processo corrosivo.


54

II. A sílica gel teve sua eficiência reduzida. Pois, segundo informações do fabricante,

seria necessário que a temperatura do material estivesse na mesma temperatura que

a do ambiente para poder se obter efetividade total do dissecante.

III. O saco plástico atuou como isolante térmico e teve mobilidade dentro da

embalagem. Isso favoreceu o contato entre a superfície molhada do plástico com o

arame, iniciando o processo corrosivo.

4.1.1.8- Determinação da causa raiz do problema de oxidação do arame de aço

AWS ER 70S-6 nas embalagens barrica de 250 Kg.

Para a determinação da causa raiz do problema de oxidação causada no interior da

embalagem foi utilizado o diagrama de causa- efeito ou diagrama de Ishikawa (Figura 19).

Figura 19- Diagrama causa- efeito para o problema de oxidação do arame no interior da

embalagem.


Analisou- se os fatores relacionados à causa raiz do problema listados no diagrama

de Ishikawa e conclui-se que a oxidação do material embalado seria evitada se:

Houvesse a utilização de um trocador de calor para resfriar o material

embalado temperatura ambiente, logo após sair da máquina de bobinar.

55

O material fosse embalado em um novo modelo de embalagem, com

montagem mais adequada, evitando o contato do vapor condensado com o

arame.

Utilizasse corretamente a sílica, inserindo-a na embalagem somente quando

o arame estivesse com a mesma temperatura que o ambiente.

Como complemento ao diagrama de causa e efeito, utilizou-se a ferramenta dos

cinco por quês, que segundo CHAMBERS,S., JOHNSTON R. , SLACK, N. é um meio

eficaz para confirmação da causa raiz do problema, e é mostrado na Tabela 6.

Tabela 6- Cinco por quês

Por que? Respostas

1º Embalagem ineficiente

2º Retém água condensada no plástico

3º O Calor do arame se isola na embalagem proporcionando posterior

condensação com o abaixamento da temperatura

4º Material é embalado com temperatura superior à temperatura ambiente

5º Não há um sistema de refrigeração do material acabado e isolamento

dentro da embalagem


Associando as duas análises, chegou-se a conclusão que se deveria desenvolver

primeiramente um sistema de refrigeração do material para que se diminuíssem os efeitos

da condensação e também pudesse melhorar a eficiência da sílica gel.

4.1.1.9- Tipos de corrosão que ocorrem no interior da embalagem

Considerando-se os fatores já citados tais como presença de umidade no interior da

embalagem, presença de íons cloreto que podem ser dissolvidos a partir da condensação da

água e irregularidades no acabamento do material, concluiu-se que poderão haver dois

tipos predominantes de corrosão associados à oxidação do material: corrosão por célula de

ação local e corrosão por pites.

56

Célula de ação local: O processo corrosivo se deu nas descontinuidades do

material, devido à grande área do catodo (cobre) e pequena área do anodo (Aço). Assim,

quanto mais rápida for a chegada do oxigênio (dissolvido na água condensada) para a

redução na superfície na camada de cobre, maior será a velocidade de dissolução do aço. O

mecanismo desse tipo de corrosão pode ser visto na Figura 20.

Figura 20- Célula de ação local


As reações de oxidação do aço e redução do cobre são:

Reação de Oxidação do Aço: Fe0 Fe 2+ + 2e-

Reação no filme passivador: H2O + ½ O2 + 2e- 2OH-

Corrosão por Pites: Os íons cloreto (Cl-) presentes na água de lavagem do processo

são adsorvidos na superfície da película de cobre mais facilmente que o oxigênio, causando

o rompimento do filme passivador, dando início ao processo corrosivo

Enquanto houve a reação de redução do oxigênio na superfície do material, houve

também a dissolução do ferro no interior do pite. Essa reação é dita catódica se dá no filme

passivador:

Reação catódica: H2O + ½ O2 + 2e- 2OH-

A dissolução do ferro causou o acúmulo de cargas positivas (Fe2+) no interior do

pite:

Reação anódica: Fe0 Fe 2+ + 2e-

57

Para manter a neutralidade elétrica, os íons cloreto (Cl -) migraram para o interior

do pite, deixando o meio concentrado em FeCl2 e ocorre a reação de hidrólise:

Fe 2+ + H2O Fe(OH)2 + H+

Fe 2+(Cl-)2 +2 H2O Fe(OH)2 + 2 H+Cl-

O mecanismo desse tipo de corrosão é mostrado na Figura 21.

Figura 21 – Corrosão por pites no arame.


4.1.1.10- Estudo da influência da temperatura do material embalado e formação do

ponto de orvalho no interior da embalagem.

O estudo iniciou-se pela quantificação das temperaturas máxima e mínima do

ambiente fabril, pois o material deveria ser refrigerado até atingir a temperatura ambiente.

Constatou-se que o arame ao sair da máquina de bobinar possuía em média 10ºC a mais

que a temperatura ambiente.

A máxima temperatura ambiente atingida foi de 30ºC enquanto que a mínima foi de

20ºC.

Diante disso, considerou-se que o ar que estivesse confinado dentro da embalagem

deveria estar a temperatura ambiente da fábrica.

Então realizou-se o estudo da temperatura necessária para a formação do ponto de

orvalho, que acarretará a formação da primeira gota de água condensada dentro da

embalagem. A Tabela 7, foi utilizada para realizar essa análise.

58

Tabela 7 – Tabela de análise de formação de ponto de orvalho.

UR % 0ºC 5ºC 10ºC 15ºC 20ºC 25ºC 30ºC 35ºC 40ºC

90% -13.4 3.5 8.2 13.4 18.3 23.2 28.0 33.0 38.2

85% -2.0 2.6 7.3 12.5 17.4 22.1 27.0 32.0 37.1

80% -2.8 1.9 6.5 11.6 16.5 21.0 25.9 31.0 36.2

75% -3.6 0.9 5.6 10.4 15.4 19.9 24.7 29.6 35.0

70% -4.5 -0.2 4.5 9.1 14.2 18.6 23.3 28.1 33.5

65% -5.4 -1.0 3.3 8.0 13.0 17.4 22.0 26.8 32.0

60% -6.5 -2.1 2.3 6.7 11.9 16.2 20.6 25.3 30.5

55% -7.4 -3.2 1.0 5.6 10.4 14.8 19.1 23.9 28.9

50% -8.4 -4.4 -0.3 4.1 8.69 13.3 17.5 22.2 27.1

45% -9.6 -5.7 -1.5 2.6 7.0 11.7 16.0 20.2 25.2

40% -10.8 -7.3 -3.1 0.9 5.4 9.5 14.0 18.2 23.0

35% -12.1 -8.6 -4.7 -0.8 3.4 7.4 12.0 16.1 20.6

30% -14.3 -10.2 -6.9 -2.9 1.3 5.2 9.2 13.7 18.0

Fonte: http://www.rennercoatings.com/hotsite/site/tabelas4.html

Diante da análise dos dados da tabela e verificou-se que , para umidade relativa de

80% e temperatura ambiente de 30°C, haverá a formação do ponto de orvalho quando a

temperatura cair para 25,9 °C. Porém para a mesma temperatura, mas com um valor de

umidade relativa de 70%, a temperatura de ponto de orvalho cai para 23,3ºC.

Diante disso, foi levantada a necessidade se desenvolver um trocador de calor, que

pudesse refrigerar o material à temperatura ambiente e também reduzir a umidade relativa

no interior da embalagem.

4.1.1.11- Proposições para o desenvolvimento de novos modelos de embalagens

resistentes à corrosão.

O primeiro passo, antes do desenvolver novos modelos de embalagem, foi o

desenvolvimento do trocador de calor, pois com o uso desse equipamento pôde-se resfriar

59

o material, reduzir a umidade relativa do ar confinado na embalagem, e obter integral

eficácia da sílica gel com ação dissecante.

Após o desenvolvimento do trocador de calor, foram realizados testes empíricos

objetivando quantificar o tempo médio de resfriando do material das embalagens

convencionais.

O tempo médio de resfriamento do material para atingir a temperatura ambiente foi

de 11 minutos. Porém foi adotado o tempo de residência de 15 minutos de troca de calor. O

trocador de calor desenvolvido é mostrado de maneira ilustrativa na Figura 22. E seu

funcionamento se dá pela sucção do ar à temperatura ambiente, que passa por um filtro que

remove as impurezas e absorve a umidade contida no ar. O ar frio é direcionado para entrar

em contato com o arame e, na parte superior da embalagem ocorre a saída do ar quente

removido do sistema.

Figura 22 – Trocador de calor utilizado para resfriamento de material.

Fonte: O Próprio autor.

Após o desenvolvimento do trocador de calor, foram iniciadas as proposições dos

novos modelos de embalagem.

60

O foco principal do desenvolvimento foi proporcionar isolamento térmico da

embalagem, visando retardar o fenômeno da condensação. Também se objetivou a

eliminação do contato do saco plástico com o vapor d’água condensada que pudesse entrar

em contato com o arame e iniciar o processo corrosivo.

Então, foram propostos dois modelos, que atenderam a premissa de se utilizar os

materiais disponíveis em estoque. Em ambos modelos foi determinado que o saco plástico

deveria ser colocado nas “paredes” da embalagem e, ao final do bobinamento, que fosse

lacrado de modo a reduzir o volume de ar à temperatura ambiente dentro da embalagem.

As embalagens propostas receberam o nome de embalagem “B” e embalagem “C”,

enquanto que a embalagem convencional foi denominada “A”.

Embalagem “B”: Esse modelo foi desenvolvido com o objetivo de facilitar o

bobinamento do material. Utilizou-se um cilindro vazado do mesmo material que a

embalagem em barrica de 250 Kg. Desse modo, o bobinamento do arame foi semelhante

ao da embalagem “A”, ou seja, nas “paredes” da embalagem. Nesse modelo, o saco

plástico foi disposto entre a embalagem e o cilindro vazado. A Figura 23 mostra de

maneira ilustrativa a embalagem “ B”.

Figura 23 – Embalagem “B”


Embalagem “C”: Nesse modelo, foi aplicado o mesmo princípio de isolamento

térmico do material, estando esse já à temperatura ambiente. O diferencial foi a disposição

61

do saco plástico junto à parede da embalagem. Assim, o bobinamento ocorre na superfície

do saco plástico.

Atentou-se aos ajustes de máquina, a fim de que não houvessem alterações bruscas

de velocidade da máquina, para que assim não ocorresse o agarramento do plástico pelo

arame. A Figura24 mostra de modo ilustrativo a embalagem “C”.

Figura 24 – Embalagem “C”.


4.1.1.12- Especificação da quantidade de sílica gel

Inicialmente se verificou com o fornecedor a relação da quantidade em peso de

sílica necessária para absorver 1 litro de água. Essa relação foi de 1,0 Kg de sílica gel para

1L de água.

Posteriormente foi verificado o volume vapor d’água contido no ar confinado

dentro da embalagem. Para isso, foram analisados relatórios de estudos internos da

empresa “E”. O volume de água dissolvida, para a temperatura de 30ºC e umidade relativa

do ar de 100% foi de 128 mL. Por motivos de segurança, foi considerado o valor máximo

de umidade relativa.

62

Assim, para haver a absorção dos 128 mL de água, em caso de condensação, seriam

necessários 128g de sílica.

No modelo convencional “A” se utilizavam 250g de sílica, pois foi verificado que

quando houve o dimensionamento do dissecante a relação era de 1,5Kg de sílica para 1L

de água. E, quando o dissecante teve sua proporção de absorção otimizada de 1 Kg de

sílica para 1 L de água, não houve alinhamento de informações. Desse modo, manteve-se o

dimensionamento de insumo baseado em informações desatualizadas.

Já para os modelos propostos para o teste (“A”, “B” e “C”), foram utilizados 200g

de sílica, em saches. Houve o dimensionamento de 56,2% além do máximo volume de

água que poderia ser absorvido, pois se objetivou prolongar a ação dissecante mesmo após

a abertura da embalagem.

Com o dimensionamento mais adequado da sílica, houve redução de custos de

20,02% referente a esse item, gerando economia estimada de R$ 51.800,00 ao ano.

4.1.1.13- Desenvolvimento de fluxograma de produção dos novos modelos de

embalagens

O fluxograma de produção da embalagem “B” é representado na Figura 25.

63

Figura 25- Fluxograma de produção da embalagem “B”.


64

O fluxograma de produção da embalagem “C” é representado na Figura 26.

Figura 26- Fluxograma de produção da embalagem “C”.


65

4.1.1.14- Desenvolvimento de metodologia para alcançar os objetivos

A metodologia dos testes foi desenvolvida objetivando simular situações reais que

possibilitassem avaliar o desempenho dos modelos de embalagens analisados. As etapas

propostas para a realização dos testes foram:

i. Treinamento do colaborador (operador de máquina) para a realização dos

procedimentos de montagem das embalagens “B” e “C”, conforme descritos nos

fluxogramas da Figura 25 e da Figura 26.

ii. Acompanhamento da montagem da embalagem, bobinamento do material,

funcionamento do trocador de calor e fechamento das embalagens.

iii. Acompanhamento da produção das embalagens “A”, “B” e “C”, dentro das mesmas

condições operacionais.

iv. Verificação, dia a dia da temperatura ambiente e da umidade relativa do ar e

organização dos dados em planilha digital.

v. Simulação das situações reais que ocorrem no transporte do material:

acondicionamento em palletes, movimentação do material, simulação de chuva e

variação de temperatura.

vi. Realização da abertura das embalagens para inspeção visual e registro por fotos do

surgimento de oxidação, a cada dez dias.

vii. Realização de análise visual e comparação de desempenho das embalagens “A”,

“B” e “C”, após trinta dias de testes.

viii. Estudo do processo corrosivo do material oxidado na embalagem “A”, “B” ou “C”,

caso ocorra.

ix. Definição do modelo de embalagem com melhor desempenho.

x. Programação de produção de material, utilizando o modelo de embalagem de

melhor desempenho.

xi. Realização de testes com clientes externos, que registraram ocorrência de material

oxidado.

xii. Análise dos resultados obtidos dos testes realizados com os clientes.

xiii. Desenvolvimento de padrão operacional de produção do novo modelo de

embalagem

66

xiv. Desenvolvimento de modelo de auditoria interna de qualidade, para o novo modelo

de embalagem.

xv. Padronização da produção da nova embalagem.

4.1.1.15- Tempo de realização do projeto

O projeto foi realizado em 120 dias, contemplando todas as fases do mesmo. Com

início em dezembro de 2013 e término em fevereiro de 2014.

4.1.1.16- Custo estimado do projeto

Seguindo as premissas já citadas anteriormente, o projeto não teve custos estimados

visto que teve que ser desenvolvido com insumos que já constavam em estoque.

4.1.2 Do (Executar)

Nessa etapa foram executadas as ações propostas na etapa do planejamento.

4.1.2.1- Desenvolvimento das embalagens propostas e do trocador de calor.

Desenvolvimento da embalagem “B”: Iniciou-se fazendo o cilindro vazado. Para

isso utilizou-se uma embalagem barrica, onde retirou-se o fundo e se fez um corte em

toda sua extensão , com a finalidade de se reduzir seu diâmetro e assim poder acondicioná-

lo no interior da barrica. As partes cortadas foram unidas com fita adesiva. O cilindro

vazado e seu posicionamento na embalagem “B” são mostrados na Figura 27.

67

Figura 27 – Esquema de montagem da embalagem “B” e cilindro vazado utilizado.


Em seguida, se fez a montagem da embalagem e o bobinamento do material,

conforme previsto na etapa de planejamento e seguindo o fluxograma descrito

anteriormente pela Figura 25.

Como pode ser visto na Figura 28, o material foi bobinado na “parede” do cilindro

vazado, envolto eternamente pelo saco plástico.

Figura 28- Material bobinado na embalagem “B”.


Posteriormente, realizou-se o resfriamento do material utilizando o trocador de

calor, como mostrado na Figura 29.

Cilindro Vazado

Arame bobinado

68

Figura 29- Resfriamento do material, utilizando o trocador de calor.


Por fim, realizou-se o fechamento da embalagem, como mostra a Figura 30.

Figura 30 – Fechamento da embalagem “B”


Desenvolvimento da embalagem “C”: O ponto de maior atenção no

desenvolvimento desse modelo de embalagem foi a acomodação do saco plástico de

maneira uniformemente na superfície interna da embalagem a fim de não haver

agarramento pelo arame durante o bobinamento. Feito isso, o processo de bobinar ocorreu

normalmente.

Trocador de Calor

69

A montagem da embalagem “C” foi realizada conforme fluxograma visto

anteriormente na Figura 26. A disposição da montagem desse modelo é observada

detalhadamente na Figura 31, onde se vê claramente o material bobinado no plástico, e

esse aderido á parte interna da barrica. Vale ressaltar, que após o bobinamento, o material

foi resfriado no trocador de calor pelo tempo de 15 minutos.

Figura 31- Detalhamento da montagem da embalagem “C”.


A embalagem “C” fechada é mostrada na Figura 32.

Figura32- Embalagem “C” fechada.


Plástico

Disco de madeira

Sílica gel

Mola metálica

Haste metálica

70

Pôde-se observar que houve pequena quantidade de ar confinado dentro da

embalagem. Assim, se ocorresse a condensação, a atuação da sílica gel como dissecante

protegeria o material.

4.1.2.2- Teste das embalagens “A”, “B” e “C”

Após a produção das embalagens “A”, “B” e “C”, iniciou-se a etapa de testes. Nela,

as embalagens foram acondicionadas em pallete na área externa da fábrica, de modo que

ficassem expostas à ação do tempo, como mostra a Figura 33.

Figura 33- Acondicionamento das embalagens testadas em Pallete


Verificação após dez dias de teste: Os resultados verificados para as embalagens

“A”, “B” e “C”, são mostrados nas Figuras 34, 35 e 36, respectivamente.

Figura 34 – Resultados da inspeção visual da embalagem “A” após dez dias de teste


A

B C

71

Figura 35 – Resultados da inspeção visual da embalagem “B” após dez dias de teste.


Figura 36 – Resultados da inspeção visual da embalagem “C” após dez dias de teste.


Considerações realizadas após a inspeção visual:

Embalagem “A”: O plástico interno já continha pequenas gotas de água

condensada. Também foram observados pontos já corroídos.

Embalagens “B” e “C”: Não apresentaram corrosão, mantendo a integridade

do material.

Verificação após vinte dias de teste:

Embalagem “A”: Apresentou aumento da área corroída, tanto na parte

superior, quanto em toda extensão vertical do material bobinado, como pode

ser visto na Figura 37.

72

Figura 37- Corrosão identificada na embalagem “A”, após vinte dias de teste.


Embalagens “B” e “C”: Não apresentaram nenhum ponto visível de

oxidação, conservando assim a integridade do material, como mostrado na

Figura 38 e Figura 39, respectivamente.

Figura 38 – Resultados da inspeção visual da embalagem “B” após vinte dias de teste.


Figura 39 – Resultados da inspeção visual da embalagem “C” após vinte dias de teste.


73

Verificação e abertura das embalagens após 30 dias de testes:

Embalagem “A” : Devido ao modo de produção desse modelo, não havia

isolamento completo do material, pois o plástico se movimentava conforme

o deslocamento da embalagem. Então, retirou-se facilmente o plástico que

envolvia o material e se fez a análise.

Observou-se aumento da área corroída, que se difundiu por toda extensão do

material bobinado, como mostrado na Figura 40.

Figura 40- Material da embalagem “A”, após trinta dias de testes.


Embalagem “B”: Não apresentou oxidação. A embalagem atingiu o objetivo de

proteção do material, como mostrado na Figura 41.

Figura 41- Embalagem “B”. O material não apresentou oxidação.


Embalagem “C”: Não apresentou oxidação. A embalagem atingiu o objetivo de

proteção do material, como mostrado na Figura 42.

74

Figura 42 -Embalagem “C”. O material não apresentou oxidação.


Considerações: Dentre os três modelos de embalagens avaliados, obteve-se sucesso

nos dois modelos desenvolvidos (“B” e “C”).

O modelo “C” teve vantagem relacionada ao custo, pois utiliza os mesmos itens do

modelo convencional, não onerando nenhum custo adicional em sua aplicação.

Já o modelo “B”, apesar de atender às expectativas teve a desvantagem de utilizar o

cilindro vazado em sua composição. Realizou-se a cotação do valor do cilindro vazado e

verificou-se que utilizando esse item, haveria um aumento de 57% no custo da embalagem.

Assim sendo, o modelo “B” não foi economicamente viável para produção em larga escala,

mesmo sendo eficaz na proteção contra oxidação do material.

Com relação ao aproveitamento do tempo da mão de obra nos processos, houve

ganho para os três modelos. Pois, utilizando o trocador de calor o processo ganhou 15

minutos de permanência do colaborador no local de suas atividades, uma vez que foi

necessário acompanhar o resfriamento do material. Com isso, houve maior aproveitamento

do tempo do colaborador, propiciando que esse ficasse mais participativo do processo e

com possibilidades reduzidas de evasão do posto de trabalho, evitando assim a exposição a

riscos de acidentes.

Foram comparados os tempos de cada etapa de produção de cada modelo de

embalagem e os dados foram dispostos na Tabela 8:

75

Tabela 8 – Comparativos dos tempos gastos por etapa do processo para cada

modelo de embalagem.

Tempo gasto por etapa do

processo (minutos)

Modelo "A"

sem trocador

de calor

Modelo "A" com

trocador de calor

Modelo

"B"

Modelo

"C"

Preparação da embalagem 2 2 3 3

Bobinamento do material 20 20 20 20

Resfriamento do material 0 15 15 15

Fechamento da embalagem 3 3 2 2

Tempo livre da mão de obra 18 3 3 3


O tempo da mão de obra – entre os ciclos de processo- foi melhor aproveitado com

a utilização do trocador de calor, pois ganhou-se 15 minutos de permanência e colaboração

no processo. Desse modo, houve melhor adequação do tempo de trabalho, reduzindo o

tempo livre da mão de obra, como mostrado no Gráfico 2. O valor percentual desse ganho

no aproveitamento do tempo da mão de obra operacional foi de 92,7%.

Gráfico 2- Relação entre tempo livre da mão de obra por modelo de embalagem.


18

3 3 3

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

"A" sem trocador de calor

"A" com trocador de calor

"B" "C"Tem

po li

vre

da m

ão d

e ob

ra (

min

)

Modelo de Embalagem

Tempo livre da mão de obra (min) x Modelo de embalagem

76

4.1.2.3- Coleta e organização dos dados referentes à temperatura e umidade

relativa do ar

Coletou-se os dados referentes à temperatura do material após o bobinamento e o

percentual de umidade relativa do ar (UR%) do ambiente fabril e do interior da

embalagem, no momento do fechamento. Também se aferiu a temperatura e umidade

relativa do ar às 12:00 h e às 00:00 h durante o período de trinta dias, do mês de janeiro de

2014. Os dados referentes às temperaturas e umidades relativas medidas no momento do

fechamento das embalagens “A”, “B” e “C” estão dispostos na Tabela 9.

Tabela 9 – Temperaturas e Umidades relativas medidas para o ambiente e embalagens.

Embalagem T ambiente

(°C)

UR % ambiente

(ºC)

T embalagem

(°C)

UR % embalagem

(ºC)

T ponto de orvalho

(ºC)

“A” 30 90 30 75 24,7

“B” 30 90 30 75 24,7

“C” 30 90 30 75 24,7


As medidas de temperatura e umidade relativa verificadas dia a dia estão dispostas

na tabela 10.

77

Tabela 10- Temperaturas e UR%, referentes ao período de 02 à 31 de janeiro de 2014.

Dia 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

T °C Min 11 10 10 16 16 12 11 12 10 15 11 13 16 13 12

T °C Máx 29 31 32 26 30 27 28 29 31 23 28 29 23 24 24

UR 12hr 96 83 85 75 95 93 91 91 84 82 87 88 90 72 90

UR 0hr 78 92 78 71 85 83 82 78 70 78 81 81 84 87 85

Dia 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

T °C Min 10 14 13 10 12 10 13 13 10 12 13 14 12 13 10

T °C Máx 23 23 25 27 28 29 32 31 32 32 24 24 27 28 31

UR 12hr 92 83 86 85 85 86 79 92 83 78 88 90 70 88 83

UR 0hr 91 76 84 73 71 77 70 81 65 77 72 72 57 70 63


Nota-se pela análise feita das temperaturas ambiente mínimas que em média está

foi de 12,23 ºC. O que propiciava a formação de ponto de orvalho no interior das

embalagens já no primeiro dia, todavia a ação da sílica gel não permitiu a oxidação nos

modelos “B” e “C”. A oxidação ocorreu devido ao fato da embalagem modelo “A” ter

contato entre o plástico (contendo água condensada) e o material metálico.

4.1.2.4- Verificação da efetividade da sílica gel

A fim de se analisar a eficiência do dissecante, foi verificada a massa do sache de

sílica gel antes e depois da realização dos testes. Desse modo, se quantificou a massa de

água condensada absorvida pelo dissecante. Os resultados foram dispostos na Tabela 11.

78

Tabela 11 – Análise de absorção de água condensada pela sílica gel

Modelo de

embalagem

Massa do sache

antes do teste (g)

Massa do sache

após o teste (g)

Massa de água

condensada

absorvida (g)

Percentual de

uso do

dissecante (%)

A 202,0027 297,4816 95,4789 47,74

B 200,0150 313,9102 113,8952 56,95

C 199,8524 309,9256 110,0732 55,04


Observando os dados obtidos, verificou-se que o modelo “A” teve menor retenção

de água pela sílica, uma vez que parte da água condensada ficou aderida ao plástico

contido no interior da embalagem.

Já para os modelos “B” e “C”, a eficiência foi maior, havendo a absorção de toda

água condensada. Essa constatação foi possível devido ao fato de que não foi observado

nenhum ponto de oxidação nem umidade nos materiais observados.

Outro fator importante é que mesmo havendo a retenção da água condensada, não

foi atingido o limite de absorção da sílica, podendo então ter a ação dissecante mesmo após

a abertura da embalagem.

4.1.3- Check (Verificação)

4.1.3.1- Verificação dos resultados dos testes realizados confrontados com os objetivos

planejados

Trocador de calor: Demonstrou eficácia na refrigeração do material bem

como na diminuição da umidade relativa no interior da embalagem. Por ser

necessária a utilização desse equipamento por 15 minutos, sob o

acompanhamento do colaborador, houve o melhor aproveitamento do tempo

de trabalho da mão de obra, reduzindo de 18 minutos para 3 minutos o

tempo livre operacional. Com isso, a ausência do posto de trabalho e

79

exposição à riscos de acidentes de trabalho foram reduzidos. Os objetivos

da refrigeração do material e otimização do tempo ocioso foram alcançados.

Embalagens: As três embalagens foram produzidas e testadas nas mesmas

condições de temperatura, umidade relativa do ar, resfriamento de material. Os testes

ocorreram sob as mesmas condições de variações de temperatura e intempéries do clima.

Os resultados foram:

Modelo “A”: Não demonstrou eficácia na proteção do material contra a

corrosão. Devido à sua própria estrutura de montagem, propiciou o contato

da água condensada com o material bobinado, possibilitando a corrosão.

Apesar da ação da sílica gel, houve formação de gotas junto ao plástico.

Modelo “B”: Foi eficaz na proteção do material bobinado, não havendo

nenhum ponto de oxidação formado. A sílica gel foi eficaz e absorveu a

umidade contida na embalagem. Porém, verificou-se uma desvantagem em

relação ao custo dessa embalagem que devido a utilização do cilindro

vazado teve um aumento de 57% no valor para produção desse modelo.

Apesar de seu bom desempenho, não foi verificada como uma alternativa

economicamente viável.

Modelo “C”: Apresentou eficácia na proteção do material, não propiciando

a formação de oxidação do metal. O desempenho da sílica gel na remoção

da umidade foi comprovada, visto que ao abrir a embalagem, notou-se a

integridade do material de modo completo. Devido a esse modelo ter bom

desempenho nos testes e utilizar os mesmos insumos que a embalagem

convencional (“A”), optou-se por ela, visto que o custo de produção se

manteve o mesmo, mas com elevado nível de qualidade.

Os objetivo de desenvolver uma embalagem resistente a corrosão foi atingido e o

modelo com melhor desempenho , “C”, foi escolhido para realizar testes posteriores com

clientes externos.

Sílica gel: Após realizado o redimensionamento, fez-se a redução do uso da

quantidade de sílica gel na embalagem, que era de 250g, passando para

200g. Assim, se reduziu 20% do custo referente à aquisição desse insumo.

80

Esse dissecante apresentou bom desempenho, absorvendo a água que foi

condensada. Devido ao fato de não atingir o limite de sua absorção, ainda pôde

permanecer ativa após a abertura da embalagem. A otimização do uso da sílica

gel contribuiu para que se alcançasse o objetivo de produzir um modelo de

embalagem resistente a corrosão.

4.1.4- Act (Agir Corretivamente)

4.1.4.1- Realização de possíveis ações corretivas para alinhamento da produção

As principais ações foram:

Treinamento operacional com abordagem sobre o modo adequado de acomodação

do plástico nas paredes da embalagem.

Treinamento operacional sobre a utilização adequada do trocador de calor.

4.1.4.2- Efetivação do padrão operacional de montagem do novo modelo de

embalagem e treinamento com os colaboradores

O novo padrão foi efetivado conforme anexo A. O treinamento foi realizado com

base no padrão desenvolvido.

Para que houvesse manutenção da qualidade da montagem do novo modelo de

embalagem, foi desenvolvido um padrão de auditoria interna, que visou avaliar

periodicamente a realização da tarefa, mostrado no Anexo B. A periodicidade da auditoria

foi de uma vez a cada turno, a fim de se garantir a qualidade na montagem da embalagem.

81

4.2- Realização de testes com clientes

Após a verificação e constatação do melhor modelo de embalagem, foram

realizados testes com três diferentes clientes, nos segmentos automobilístico, de esquadrias

metálicas e de vasos de pressão.

Os mesmos não detectaram oxidação no material e ficaram satisfeitos com a

qualidade do mesmo. Destacou-se a facilidade de se proteger o material após o uso, caso

houvesse material ainda não utilizado. Pelo fato de haver um saco plástico externo ao

material, teve-se a facilidade em fechar a embalagem e proteger o arame da ação da

umidade local.

4.3 – Resultados financeiros

Após a efetivação do novo modelo de embalagem não foi detectada nenhuma

ocorrência nos anos de 2014 e 2015. Tomando-se como base ano de 2013 onde o custo

com o tratamento de falha foi de aproximadamente R$ 96.000,00, houve redução de 100%

de gastos com defeitos de qualidade. Logo, economizou-se R$96.000,00 com a melhoria

realizada no processo. Com a otimização da sílica gel, reduziu-se o custo em R$ 51.800,00.

Desse modo,houve economia anual de R$ 147.800,00.

82

5- CONCLUSÃO

Perante os estudos de processos realizados pôde-se concluir que um dos fatores que

propiciam a formação de oxidação no material, detectados na etapa de trefilação seca é a

limpeza (descarepação) do mesmo. Observou-se que a partir do ano de 2008, onde houve a

transição do sistema de decapagem química para mecânica, as ocorrências de oxidação

aumentaram. Comprovou-se que a descarepação mecânica não obteve a eficiência

desejada, removendo em média 67,7% da carepa, onde o objetivado era de no mínimo

85%. Para melhorar esse percentual, foi proposto o redimensionamento dos roletes,

verificação da granulometria de lixa mais adequada, bem como revisão dos parâmetros de

ajuste de máquina.

A etapa de trefilação úmida também influenciou para a formação de oxidação no

material, visto que a água de lavagem utilizada continha cloretos dissolvidos, os quais

propiciam a formação de corrosão por pites. Para solução desse problema, foi proposto o

pré- tratamento da água, com a remoção desses íons.

Durante o bobinamento foi detectado que havia troca de calor entre a máquina e

material, onde se verificou que em média o material fica com sua temperatura aumentada

em 10ºC, em relação ao ambiente e devido a isso, conforme ocorre o resfriamento desse ar

dentro da embalagem, há formação de condensação do vapor de água e,consequentemente,

início do processo corrosivo quando a água entra em contato com o arame. Para se evitar

esse fenômeno foi desenvolvido o trocador de calor.

O trocador de calor teve desempenho satisfatório, pois foi possível aliar o

resfriamento do material a temperatura ambiente, bem como reduzir o percentual de

umidade relativa no interior da embalagem, devido ao seu filtro de ar. Com a utilização do

trocador de calor, houve melhor aproveitamento do tempo da mão de obra, reduzindo o

tempo livre operacional de 18 minutos para 3 minutos. Assim se garantiu que o

colaborador acompanhasse o resfriamento do material e não se evadisse do posto de

trabalho, evitando a exposição a possíveis riscos.

No que se refere aos três modelos de embalagens testados, conclui-se que a

embalagem “C” teve melhor desempenho, tendo como diferencial o custo de produção que

foi mantido. O modelo de embalagem “B” obteve bom desempenho, porém seria

83

necessário aumentar o custo para sua produção, por esse motivo não foi produzido. Já o

modelo “A” mostrou-se ineficaz na proteção contra corrosão.

Pelo ponto de vista econômico, houve redução de custos oriundos do tratamento de

falha por qualidade do material em 100 %, pois não houveram ocorrências de falhas por

oxidação nos períodos de 2014 e 2015.

Os objetivos foram alcançados e as modificações de processo observadas foram

registradas e disponibilizadas para possível investimento futuro.

84

6- REFERÊNCIAS

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ATTIE, W. Auditoria: Conceitos e aplicações. 2. ed. São Paulo: Atlas, 2006.

AWS A5.18/A5.18M:2005 – Specification for Carbon Steel Electrodes and Rods for Gas

Shielded Arc Welding

BALLESTERO-ALVAREZ, M. E. et al. Administração da Qualidade e da Produtividade:

Abordagens do Processo Administrativo, 1a ed. São Paulo: Atlas S.A., 2001.

BRESCIANI, E.F. et al.Conformação Plástica dos Metais, 6a ed., 1a ed. digital São Paulo:

EPUSP,2011. Disponível em:

www.fem.unicamp.br/~sergio1/CONFORMACAOPLASTICADOSMETAIS.pdf

CAMPOS, V. F. TQC- Controle de Qualidade Total (No estilo japonês), 2a ed. Belo

Horizonte: Fundação Chistiano Ottoni, 1992.

CONTADOR, J.C. et al. Gestão de Operações: A Engenharia de Produção a serviço da

modernização da empresa, 3a ed. São Paulo: Edgard BlücherLtda, 2010.

CHAMBERS,S., JOHNSTON R. , SLACK, N. Administração da Produção, 2a ed.São

Paulo: Atlas, 2002

GENTIL, V., Corrosão, 3a ed. Rio de Janeiro:LTC- Livros Técnicos e Científicos S.A.,

1996.

LAFRAIA, B.R.J., MIGUELES, P.C., SOUZA, C. G. Criando o Hábito da Excelência:

Comprometendo a Força da Cultura da Excelência em SMS, 1a ed. Rio de Janeiro:

Qualitymark Editora Ltda:2006

LIKER,K.J, MEIER,D. O Modelo Toyota: Manual de Aplicação -Um guia prático para a

implementação dos 4PS da Toyota. 1a ed. Porto Alegre: Bookman Companhia Editora

LTDA:2007

85

MARTINS FILHO, E. G. Estudo da influência relativa das variáveis do processo de

soldagem MIG-MAG (GMAW), 2012, 86 f., Dissertação (mestrado) – Centro Federal de

Educação Tecnológica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de

Materiais, Belo Horizonte, 2012.

MARSHALL JUNIOR, I. et al. Gestão da Qualidade, 7a ed. Rio de Janeiro: Editora

FGV,2006.

OHNO, T. O sistema Toyota de Produção: Além da produção em larga escala, 1a ed. Porto

Alegre: Bookman, 1997

PELLICCIONE, da S.A et al. Análise de falhas em equipamentos de processo:

Mecanismos de Danos e Casos Práticos, 2a ed.,Interciência:2013

PENNA, J. A. CUNHA, H. M. Formação de carepa e descarepação mecânica de fio

máquina. XXXII Congresso Internacional da ABM, Contribuição Técnica nº 1422, Julho,

1977.

RAMANATHAN, L. V. Corrosão e seu Controle, 1a ed., Hemus, 2004.

RENNER MARÍTIMA E MANUTENÇÃO. Cálculo do ponto de orvalho.Curitiba, 2010. Disponível em:

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RIBBE, P. A.et al. Corrosão e Tratamentos Superficiais dos Metais,1a ed., São Paulo:

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YIN, R.K.ESTUDO DE CASO: Planejamento e Métodos, 2a ed., Porto Alegre: Bookman,

2001

WAINER, E. et al. Soldagem: Processos e Metalurgia, 1a ed. São Paulo: Edgard

BlücherLtda, 2005

86

7- ANEXOS

87

ANEXO A – Padrão Operacional de montagem do modelo de embalagem “C”.

Fábrica “E”

Código: PO-EC-2015-01

Revisão A

Data da Emissão 12/12/2015

Página 1 1/3

Emitido por: Cleber Aparecido Pinheiro

Aprovado por: Cleber Aparecido Pinheiro Título

MONTAGEM DA EMBLAGEM BARRICA 250 KG

1- Objetivo: Realizar a montagem correta da embalagem de barrica de 250 Kg.

2- Responsável: Operador de Máquina de bobinamento.

3- Periodicidade da tarefa: Realizada para cada unidade de material produzido.

4- Fluxograma da Tarefa:

88

Fábrica “E”


Revisão A


Página 2 2/3




5- Padrão visual de montagem da embalagem

6- Padrão visual da embalagem lacrada

Plástico

Disco de madeira

Silica gel

Mola metálica

Haste metálica

Cinta plástica

89

Fábrica “E”


Revisão A


Página 3 3/3




7- Pontos de Atenção:

Meio Ambiente Descartar os resíduos nos coletores adequados.

Segurança Atenção com o fluxo de paleteiras. Dar preferência de passagem

aos equipamentos móveis.

Qualidade Não tocar o material sem luvas. Utilizar o trocador de calor.

8- Registro da Revisão

Revisão Data Descrição

A 12/12/2015 Inserido fluxograma detalhado do processo.


90

ANEXO B- Padrão de auditoria de qualidade para a montagem da embalagem

“C”.

Fábrica

“E”

Código: AO-EC-2015-01

Revisão

A

Data de Realização

____ /_____ /2016

Máquina: MBB ____

Auditor:

Auditado:

Título

AUDITORIA DE QUALIDADE : PROCESSO MONTAGEM DA EMBLAGEM BARRICA 250 KG

Itens verificados : Máquina de bobinar Tolerância Conforme?

Velocidade de bobinamento : 15 (m/s) (+/-) 0,5 m/s Sim Não

Peso programado : 250 (Kg) + 1 Kg Sim Não

Nível do Lubrificante: 200 (mm) - 50 mm Sim Não

Monitor LCD em funcionamento Não se aplica Sim Não

Observações:

Itens verificados : Montagem da Embalagem Objetivo Conforme?

Avarias na barrica Não deve haver Sim Não

Avarias no saco plástico Não deve haver Sim Não

Aderência do plástico à superfície da barrica Totalmente aderida Sim Não

Qualidade do bobinamento Uniforme Sim Não

Excesso de plástico dobrado para fora Deve estar dobrado Sim Não

Avarias no disco de madeira Não deve haver Sim Não

Posicionamento do disco de madeira Acima do arame Sim Não

Avarias no sache de sílica Não deve haver Sim Não

Inserção do trocador de calor na embalagem Dentro da barrica Sim Não

Tempo de residência do trocador de calor 15 minutos Sim Não

Quantidade de sílica utilizada 200g Sim Não

Posicionamento da Sílica Fundo da barrica Sim Não

Avarias na haste metálica Não deve haver Sim Não

Posicionamento da haste metálica Acima do disco Sim Não

Avarias na mola metálica Não deve haver Sim Não

91

Itens verificados : Montagem da

Embalagem

Objetivo Conforme?

Posicionamento da haste metálica Conectando o fundo da

barrica com a haste metálica Sim Não

Montagem de acordo com o padrão

visual, conforme padrão PO-EC-2015-

01 ?

Sim Não

Realização do lacre da embalagem

acordo com o padrão visual,

conforme padrão PO-EC-2015-01 ?

Sim Não

Fechamento da embalagem Tampa de pressão Sim Não

Utilização dos tampões laterais Deve-se utilizar Sim Não

Utilização do lacre metálico Deve haver Sim Não

Obervações:

O processo avaliado está em conformidade? Sim Não

Justificar:

Fonte : O próprio autor

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