qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasd fghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzx cvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq Análise de Lubrificantes Lubrificantes wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc vbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc vbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbn mqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwert yuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopas 21/5/2011
cleversenai
SUMÁRIO.
1. Introdução 2. Lubrificantes 3. Classificação dos óleos quanto à origem 4. Aplicações dos óleos 5. Funções de um Lubrificante 6. Características dos óleos lubrificantes 7. Condições de falhas do óleo lubrificante 8. História da análise de lubrificantes 9. Objetivos da análise de lubrificantes 10. Tipos de análise de lubrificantes 11. Análises físico-químicas Viscosidade Ponto de Fulgor e Ponto de Inflamação Rigidez dielétrica Total Acid Number (TAN) e Total Base Number (TNB) Corrosão em lamina de cobre 12. Análises de Contaminações Teor de Água Insolúveis em Pentano 13. Espectrofotometria 14. Ferrometria Exame Analítico Exame Quantitativo 15. Comparação entre as Análises por Ferrografia e Espectrofotometria 16. Análise de lubrificantes por meio da técnica ferrográfica 17. Origem da Ferrografia 18. A técnica ferrográfica 19. Funcionamento do ferrógrafo 20. Ferrograma 21. Ferrografia quantitativa 22. Ferrografia analítica 23. Ferrografia e outras técnicas 24. Coleta de amostras de lubrificante Escolha do ponto de coleta Volume da amostra Métodos de coleta 25. Cuidados ambientais com o uso e o descarte de lubrificantes 26. Conclusão
04 05 05 05 06 07 07 08 08 08 09 09 09 10 10 11 11 11 12 12 13 13 13 13 14 14 15 16 17 18 21 22 23 23 23 23 24 26
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
27 2
Introdução.
Este relatório tem como tema “Análise de Lubrificantes”. Segue uma apresentação dos tipos de lubrificantes e suas funções, bem como a apresentação das principais formas de análises praticadas para se obter o diagnóstico das condições dos equipamentos. O presente relatório visa facilitar a compreensão dos métodos utilizados na análise de lubrificantes, sendo esta uma importante ferramenta da manutenção preditiva. Este relatório foi confeccionado após ampla consulta a fontes confiáveis e prévio diálogo com profissionais da área, para assim, poder apresentar temas relevantes ao tema proposto.
3
Lubrificantes. Os lubrificantes são substâncias que colocadas entre duas superficies móveis ou uma fixa e outra móvel, formam uma película protetora que tem por função principal reduzir o atrito, o desgaste, bem como auxiliar no controle da temperatura e na vedação dos componentes de maquinas e motores, proporcionando a limpeza das peças, protegendo contra a corrosão decorrente dos processos de oxidação, evitando a entrada de impurezas, podendo também ser agente de transmissão de força e movimento. Os lubrificantes podem ser gasosos como o ar; líquidos como os óleos em geral; semi-sólidos como as graxas e sólidos como a grafita, o talco, a mica, etc.
Classificação dos óleos quanto a origem. Quanto à origem, os óleos podem ser classificados em quatro categorias: óleos minerais, óleos vegetais, óleos animais e óleos sintéticos.
Óleos minerais: São substâncias obtidas a partir do petróleo e, de acordo com sua estrutura molecular, são classificados em óleos naftênicos ( obtidos do petróleo rico em asfalto e praticamente não tem parafina) ou óleos parafínicos ( obtido do petróleo rico resíduo ceroso ou seja, parafinas e não contém asfalto.
Óleos vegetais: São extraídos de sementes: soja, girassol, milho, algodão, arroz, mamona, babaçu, etc.
Óleos animais: São extraídos de animais como a baleia, o cachalote, o bacalhau, a capivara, etc. Óleos sintéticos: São produzidos em indústrias químicas que utilizam substâncias orgânicas e inorgânicas para fabrica-los. Estas substâncias podem ser silicones, ésteres, resinas, glicerinas, etc.
Aplicações dos óleos. Os óleos animais e vegetais raramente são usados isoladamente como lubrificantes, por causa da sua baixa resistência à oxidação, quando comparados a 4
outros tipos de lubrificantes. Em vista disso, eles geralmente são adicionados aos óleos minerais com a função de atuar como agentes de oleosidade. A mistura obtida apresenta características eficientes para lubrificação, especialmente em regiões de difícil lubrificação. Alguns óleos vegetais são usados na alimentação humana. Os óleos sintéticos são de aplicação muito rara, em razão de seu elevado custo, e são utilizados nos casos em que outros tipos de substâncias não têm atuação eficiente. Os óleos minerais são os mais utilizados nos mecanismos industriais, sendo obtidos em larga escala a partir do petróleo.
Funções de um lubrificante. Controlar o atrito (lubrificar): reduzir ou eliminar o atrito. Controlar o desgaste e o consumo de energia : reduzir ou eliminar o desgaste; em situações especiais, prover um desgaste controlado (acamamento de mancais, por exemplo); manter o consumo de energia o menor possível.
Controlar a temperatura (motores, mancais): efeito de refrigeração. Controlar a corrosão : usualmente evitar a corrosão. Isolar correntes elétricas: em equipamentos elétricos, porém também em motores e outros equipamentos.
Transmitir força: sistemas hidráulicos. Amortecer choques: amortecedores, engrenagens. Remover contaminantes: ação de lavagem, manter motores internamente limpos.
Vedar (motores, sistemas hidráulicos, graxas): em motores, evitar a fuga de gases da câmara de combustão, em outros equipamentos, evitar o ingresso de impurezas, por exemplo.
Transportar resíduos (fluídos de corte, motores): resíduos de operações de corte de metais, resíduos do desgaste interno i nterno de equipamentos, por exemplo.
5
Características dos óleos lubrificantes. Os óleos lubrificantes, antes de serem colocados à venda pelo fabricante, são submetidos a ensaios físicos padronizados que, além de controlarem a qualidade do produto, servem como parâmetros para os usuários. Os principais ensaios físicos padronizados para os óleos lubrificantes são:
Viscosidade: Resistência ao escoamento oferecida pelo óleo. A viscosidade é inversamente proporcional à temperatura. O ensaio é efetuado em aparelhos denominados viscosímetros. Os viscosímetros mais utilizados são o Saybolt, o Engler, o Redwood e o Ostwald.
Índice de viscosidade : Mostra como varia a viscosidade de um óleo conforme as variações de temperatura.
Densidade relativa : Relação entre a densidade do óleo a 20º C e a densidade da água a 4º C, ou a relação entre a densidade do óleo a 60º F e a densidade da água a 60º F.
Ponto de fulgor (flash point) : Temperatura mínima à qual pode inflamar-se o vapor de óleo, no mínimo, durante 5 segundos. O ponto de fulgor é um dado importante quando se lida com óleos que trabalham em altas temperaturas.
Ponto de combustão : Temperatura mínima em que se sustenta a queima do óleo.
Ponto de mínima fluidez : Temperatura mínima em que ocorre o escoamento do óleo por gravidade. O ponto de mínima fluidez é um dado importante quando se lida com óleos que trabalham em baixas temperaturas.
Resíduos de carvão : Resíduos sólidos que permanecem após a destilação destrutiva do óleo.
Condições de falhas do óleo lubrificante. O lubrificante pode apresentar dois processos básicos de falha. O primeiro ocorre devido à contaminação por partículas de desgaste do equipamento ou por agentes externos, sendo a água um dos contaminantes mais comuns nas instalações industriais. O segundo processo de falha está relacionado com a degradação das propriedades, 6
devido às alterações das características do lubrificante, prejudicando o desempenho de suas funções.
História da análise de lubrificantes. O uso da análise de óleo como técnica de manutenção começou a ser aplicada na década 50. A crise do petróleo intensificou o uso da análise de óleo, que passou a cumprir uma nova função na manutenção das máquinas, permitindo o monitoramento das condições do óleo lubrificante e identificar a necessidade de troca ou apenas reposição parcial. Neste período foram introduzidas técnicas preditivas que permitiam através da análise de óleo diagnosticar problemas nos equipamentos.
Objetivos da análise de lubrificantes. A análise de lubrificantes é utilizada com dois objetivos principais: Identificar as condições do óleo: escolher o lubrificante correto; manter o lubrificante limpo (filtragem); manter a temperatura correta; manter o lubrificante seco; garantir o bom desempenho da lubrificação; reduzir os gastos com o lubrificante. Identificar possíveis falhas do equipamento: reduzir ou eliminar falhas por deficiências na lubrificação; proteger o equipamento do desgaste excessivo ou prematuro; reduzir os custos de manutenção; aumentar a disponibilidade do equipamento; reduzir os gastos com o lubrificante. A análise do óleo lubrificante pode ser utilizada para a avaliação das condições do equipamento. Através da avaliação da composição química, quantidade e forma dos contaminantes, foram desenvolvidas técnicas de acompanhamento e análise que permitem definir mecanismos de falha de componentes da máquina.
Tipos de análise de lubrificantes.
7
As análises dos lubrificantes podem ser divididas em quatro grupos: Análise físico-química; Análise de contaminações; Espectrofotometria; Ferrografia.
Análises Físico-Químicas. As análises físico-químicas têm como objetivo principal a identificação das condições do lubrificante. Estas análises podem ser efetuadas de forma pontual, ou seja, medidas isoladas; ou análise periódica, ao longo do tempo, para o acompanhamento das condições do lubrificante. A seguir são descritas as principais análises físico-químicas utilizadas na manutenção dos equipamentos.
Viscosidade: A viscosidade é a medida de resistência ao escoamento de um fluido, é a principal propriedade dos óleos lubrificantes. A viscosidade diminui devido à contaminação por solvente ou óleos de menor viscosidade. A viscosidade aumenta devido à oxidação, presença de insolúveis, água e contaminação por óleos de maior viscosidade. O Índice de Viscosidade mede a intensidade de variação da viscosidade em relação à temperatura. Quanto maior o Índice de Viscosidade, menor é a variação da viscosidade em função da temperatura. Os ensaios para determinação deste valor são previstos pelas normas ASTM D2270 e NBR 14358.
Ponto de Fulgor e Ponto de Inflamação: Inf lamação:
8
O Ponto de Fulgor representa a temperatura que o óleo deve atingir para que uma chama passada sobre a superfície inflame os vapores. O ensaio é definido pela ASTM D92 e o valor é medido em Graus Centígrados. O Ponto de Inflamação representa a temperatura que o óleo deve atingir para que uma chama passada sobre a superfície inflame os vapores formados e sustente a combustão. O ensaio é definido pela ASTM D92 e o valor é medido em Graus Centígrados.
Rigidez dielétrica. A rigidez dielétrica de um óleo isolante expressa a sua resistência à passagem da corrente elétrica. É definida como a voltagem na qual ocorre a passagem de corrente elétrica entre dois eletrodos, sob as condições prescritas pelo teste. No estado puro, livre de qualquer contaminante, o óleo é um condutor de eletricidade extremamente pobre (ou seja, um bom isolante). Por isso, a rigidez dielétrica indica principalmente a presença, ou ausência, no óleo, de agentes contaminantes, como água, impurezas ou partículas condutoras, que podem estar presentes quando são encontrados valores relativamente baixos de rigidez dielétrica.
Total Acid Number (TAN) e Total Base Number (TBN): O TAN (Total Acid Number) representa o número de acidez total, este valor indica a quantidade total de substâncias acidas contidas no óleo. As substâncias ácidas geradas pela oxidação do óleo podem atacar metais e produzir compostos insolúveis. As normas que definem este ensaio são ASTM D664 e ASTM D974, a unidade é mgKOH/g. O TBN (Total Basic Number) é a massa em miligramas de ácido clorídrico ou perclórico, expressa em termos de quantidade equivalente de hidróxido de potássio, necessária para neutralizar todas as substâncias presentes em um grama de óleo que reage com esses ácidos. Este teste é normalmente feito em óleos de motores que contêm aditivos alcalinos (reserva alcalina do produto). Em óleos usados, é uma indicação da reserva alcalina remanescente, que, enquanto existir, não permitirá a presença de ácidos 9
fortes. A natureza dos aditivos torna possível a determinação tanto do TAN como do TBN do produto, quer seja em óleos novos ou usados. O principal valor do teste de alcalinidade em óleos usados é o de, por comparação com resultados de ensaios anteriores no mesmo óleo, permitir avaliar as transformações pelas quais o óleo passa, em serviço.
Corrosão em lâmina de cobre: Alguns óleos têm incorporados em sua formulação certos aditivos contendo cloro, enxofre ou sais inorgânicos, que, sob condições específicas de serviço, podem contribuir no caso dos óleos lubrificantes, para corrosão em partes dos equipamentos ou, no caso dos óleos de corte, nas peças a serem s erem usinadas. Existem vários tipos de testes de corrosão para produtos derivados do petróleo, dependendo da aplicação a que esses produtos se destinam. Como os metais mais sujeitos a esse tipo de ataque corrosivo são o cobre e suas ligas, materiais amplamente empregados em mancais, o teste mais utilizado é o que avalia o ataque corrosivo a uma lâmina de cobre sob condições padronizadas. Este valor define as características de proteção corrosiva do óleo lubrificante e determina o comportamento do óleo em relação ao cobre e as suas ligas. As normas para este ensaio são ASTM D130 e NBR 14359.
Análise de Contaminações. A contaminação do lubrificante ocorre devido a presença de substâncias externas que infiltram no sistema, pelo desgaste do equipamento ou por reações que ocorrem no próprio lubrificante. Os principais ensaios utilizados na manutenção para detectar a presença de lubrificantes são:
Teor de Água: A determinação da presença e teor de água em óleos lubrificantes pode se dar por diferentes métodos, como verificação de turbidez em óleos claros, crepitação em 10
chapa aquecida, destilação por arraste, presença de espuma pelo aquecimento acima de 100º C e determinação quantitativa pelo método Karl Fischer. Observe-se que apenas métodos quantitativos podem oferecer resultado definitivo no que diz respeito ao comprometimento das funções do óleo, pela água. A
contaminação
por
água
é
indesejável na maioria dos sistemas de lubrificação; a presença dessa substância pode resultar em formação de emulsões, falha ou ineficiência de lubrificação em pontos críticos, precipitação dos aditivos – por hidrólise, formação de borras (em óleos “sujos”), o quer pode provocar entupimento em telas, filtros ou tubulações ou
aceleração de processo de corrosão das superfícies metálicas. As normas ASTM D1744 e a ASTM D95 definem os procedimentos para este ensaio, sendo o valor definido pela % de presença de óleo na amostra.
Insolúveis em Pentano: Este ensaio determina a saturação do lubrificante por presença de insolúveis em pentano. Estes contaminantes são constituídos por partículas metálicas, óxidos resultantes da corrosão, material carbonizado proveniente da degradação do lubrificante e material resinoso oxidado (lacas, vernizes).
Espectrofotometria. A espectrometria pode ser feita pelo método da absorção atômica ou de emissão ótica. Em termos gerais este ensaio identifica todos os elementos químicos presentes no lubrificante. A amostra é introduzida numa câmara de combustão e os materiais são “desintegrados” até o seu nível atômico. Cada elemento
químico possui frequências particulares, como impressões digitais, tornando possível a identificação. Estes tipos de ensaios fornecem informações sobre o desgaste do equipamento, com dados precisos do conteúdo de substâncias metálicas (ferro, cobre, alumínio, níquel, cromo, chumbo, etc.) assim como contaminações externas, como por exemplo, o silício, além disso, podem avaliar os aditivos presentes no lubrificante.
11
Ferrografia. As Análises Ferrográficas podem ser divididas em dois grupos: Analítica e Quantitativa.
Exame Analítico: Permite a observação visual das partículas de desgaste, para que sejam identificados os tipos de desgastes presentes. No ensaio analítico as partículas são classificadas em função das suas características quando observadas no microscópio. Esta classificação pode ser: Pelo tipo: esfoliação, abrasão, corrosão, etc. Pela forma: laminares, esferas, etc. Pela natureza: óxidos, polímeros, contaminantes orgânicos, etc.
Exame Quantitativo: Este exame permite a classificação das partículas de acordo com o tamanho e a quantidade. O acompanhamento da evolução destes valores permite avaliar as condições de deteriorização do equipamento.
Comparação entre as Análises por Ferrografia e Espectrofotometria. Espectrofotometria: •Vantagens:
- Detecção de todas as partículas presentes: desgaste, componentes químicos (aditivos), contaminantes. - Boa sensibilidade na detecção de partículas menores de 1 mícron.
12
•Desvantagens:
- Baixa sensibilidade na detecção de partículas superiores a 2 mícrons. - Não distingue partículas quanto ao tamanho ou quanto à forma.
Ferrografia Vantagens: - Detecção de partículas em ampla faixa de tamanhos: >2 a <50 mícrons. - Distinção das partículas pelo tamanho e forma. - Facilidade de análise das partículas segregadas. •Desvantagens:
- Não detecta todos os elementos presentes na amostra. - Baixa sensibilidade na detecção de partículas part ículas menores que 1 mícron.
Análise de lubrificantes por meio da técnica ferrográfica. A ferrografia é uma técnica de avaliação das condições de desgaste dos componentes de uma máquina por meio da quantificação e observação das partículas em suspensão no lubrificante. Essa técnica satisfaz todos os requisitos exigidos pela manutenção preditiva e também pode ser empregada na análise de falhas e na avaliação rápida do desempenho de lubrificantes.
Origem da Ferrografia. A ferrografia foi descoberta em 1971 por Vernon C. Westcott, um tribologista 13
de Massachusetts, Estados Unidos, e desenvolvida durante os anos subseqüentes com a colaboração de Roderic Bowen e patrocínio do Centro de Engenharia Aeronaval Americano e outras entidades. O objetivo inicialmente proposto foi o de quantificar a severidade do desgaste de máquinas e para a pesquisa foram adotadas as seguintes premissas: Toda máquina desgasta-se antes de falhar. O desgaste gera partículas. A quantidade e o tamanho das partículas são diretamente proporcionais à severidade do desgaste que pode ser constatado mesmo a olho nu. Os componentes de máquinas, que sofrem atrito, geralmente são lubrificados, e as partículas permanecem em suspensão durante certo tempo. t empo. Considerando que as máquinas e seus elementos são constituídos basicamente de ligas de ferro, a maior parte das partículas provém dessas ligas.
Esta técnica procurava superar as limitações de outras análises na identificação do mecanismo de desgaste dos componentes das máquinas. No ano de 1982 a Ferrografia foi liberada para o uso civil, sendo introduzida no Brasil no ano de 1988.
A técnica ferrográfica. O método usual de quantificação da concentração de material particulado consiste na contagem das partículas depositadas em papel de filtro e observadas em microscópio. Este método, porém, não proporciona condições adequadas para a classificação dimensional, que é de grande importância para a avaliação da intensidade do desgaste de máquinas. Orientando-se pela quinta premissa, ou seja, de que há predominância de ligas ferrosas nas máquinas e seus elementos, Westcott inventou um aparelho para separar as partículas de acordo com o tamanho. O aparelho chama-se ferrógrafo. fer rógrafo.
14
Figura 01. Funcionamento do ferrógrafo
Funcionamento do ferrógrafo. Acompanhando a figura anterior, o ferrógrafo de Westcott é constituído de um tubo de ensaio, uma bomba peristáltica, uma mangueira, uma lâmina de vidro, um ímã e um dreno. A bomba peristáltica, atuando na mangueira, faz com que o lubrificante se desloque do tubo de ensaio em direção à lâmina de vidro, que se encontra ligeiramente inclinada e apoiada sobre um ímã com forte campo magnético. A inclinação da lâmina de vidro garantirá que o fluxo do lubrificante tenha apenas uma direção. O lubrificante, do tubo de ensaio até a extremidade final da mangueira, transporta partículas grandes e pequenas com a mesma velocidade. Quando o fluxo passa sobre a lâmina de vidro, a velocidade de imersão ou afundamento das partículas grandes passa a ser maior que a velocidade das pequenas. Isto ocorre devido à ação do campo magnético do ímã. Nesse momento, começa a separação entre partículas grandes e pequenas. As partículas grandes vão se fixando na lâmina de vidro logo no seu início, e as menores se depositam mais abaixo.
15
Figura 02. Funcionamento do ferrógrafo.
Ferrograma. A figura seguinte mostra um ferrograma, isto é, uma lâmina preparada que permite obter a dimensão aproximada de partículas depositadas. A lâmina mede aproximadamente 57 mm. Ao longo dela passa o fluxo de lubrificante que vai deixando as partículas atrás de si. Como foi dito, as maiores ficam no início do fluxo e as menores, no final. Figura 03. Partículas em lâmina de ferrograma.
As partículas não magnéticas, como as provenientes de cobre e suas ligas, alumínio e suas ligas, cromo e suas ligas, compostos orgânicos, areia etc., também se 16
depositam no ferrograma. Isto é explicável pela ação da gravidade, auxiliada pela lentidão do fluxo, além de algum magnetismo adquirido pelo atrito desses materiais com partículas de ligas de ferro. As partículas não magnéticas distinguem-se das partículas de ligas ferrosas pela disposição que as primeiras assumem no ferrograma. No ferrograma as partículas de materiais não magnéticos depositam-se aleatoriamente, sem serem alinhadas pelo campo magnético do ímã. Outra importante utilidade do ferrograma é que ele permite descobrir as causas dos desgastes: deslizamento, fadiga, excesso de cargas etc. Essas causas geram partículas de forma e cores específicas, como se fossem impressões digitais.
Ferrografia quantitativa. Com a evolução do ferrógrafo, chegou-se ao ferrógrafo de leitura direta, que permite quantificar as partículas grandes e pequenas de modo rápido e objetivo. Seu princípio é o mesmo adotado nas pesquisas com ferrogramas e encontra-se esquematizado a seguir.
Figura 04. Ferrógrafo de leitura direta.
17
A luz, proveniente da fonte, divide-se em dois feixes que passam por uma fibra óptica. Esses feixes são parcialmente atenuados pelas partículas nas posições de entrada e seis milímetros abaixo. Os dois feixes atenuados são captados por sensores ópticos ou fotodetectores que mandam sinais para um processador, e os resultados são mostrados digitalmente em um display de cristal líquido. Os valores encontrados são comparados com os valores obtidos por um ensaio sobre uma lâmina limpa, considerando que a diferença de atenuações da luz é proporcional à quantidade de partículas presentes. O campo de medição vai de 0 a 190 unidades DR (Direct Reading = Leitura Direta), mas é linear apenas até 100. A partir deste valor, as partículas empilham-se umas sobre as outras, acarretando leituras menores que as reais. Por isso, muitas vezes é necessário diluir o lubrificante original para se manter a linearidade. O acompanhamento da máquina, por meio da ferrografia quantitativa, possibilita a construção de gráficos, e as condições de maior severidade são definidas depois de efetuadas algumas medições. Os resultados obtidos são tratados estatisticamente. Por exemplo, o gráfico a seguir, chamado gráfico de tendências, é obtido por meio da ferrografia quantitativa.
18
Gráfico 01. Gráfico de tendências.
O valor L + S, chamado concentração total de partículas, é um dos parâmetros utilizados para avaliação do desgaste. Significados: L - (abreviatura de Large, que significa grande) corresponde ao valor encontrado de partículas grandes (> 5 µm). S - (abreviatura de small, que significa pequeno) corresponde ao valor encontrado de partículas pequenas (< 5 µm). Outros parâmetros podem ser utilizados juntamente com o L + S, por exemplo, o índice de severidade Is = (L ( L + S) (L - S). O gráfico a seguir, chamado “curva da asa”, mostra a evolução do desgaste
dos
elementos de uma máquina. Observe que o tamanho das partículas provenientes de desgaste normal varia de 0,1 µm até aproximadamente 5 µm. A presença de partículas maiores que 10 µm praticamente garantirá a indesejável falha do componente. Gráfico 02. Evolução de Desgaste Severo.
19
Para maior clareza, observe o gráfico seguinte que mostra as faixas limítrofes dos tamanhos das partículas.
Gráfico 03. Leituras do Ferrógrafo Quantitativo.
Ferrografia analítica. A identificação das causas de desgaste é feita por meio do exame visual da morfologia, cor das partículas, verificação de tamanhos, distribuição e concentração no ferrograma. Pela ferrografia analítica, faz-se a classificação das partículas de desgaste em cinco grupos. O quadro a seguir mostra os cinco grupos de partículas de desgaste e as causas que as originam Tabela 01. Classificação das Partículas
As fotografias constituem a única forma de mostrar, com clareza, os aspectos dos ferrogramas, mas podemos esboçá-los, simplificadamente, para registrar as informações, conforme exemplo a seguir. 20
Tabela 02. Formas de Partículas.
Ferrografia e outras técnicas. Ferrografia, espectrometria e análise de vibrações constituem as principais técnicas de diagnóstico das condições dos componentes mecânicos das máquinas. As duas primeiras empregam métodos diversos para avaliar o mesmo tipo de problema: o desgaste. Ambas concentram a análise nas partículas suspensas no lubrificante, mas com parâmetros diferentes. A ferrografia tem por parâmetros a concentração, o tamanho, a morfologia e a cor das partículas, enquanto a espectrometria considera apenas a concentração dos elementos químicos que as compõem. A análise de vibrações tem por parâmetro o comportamento dinâmico das máquinas, quando excitadas por forças provenientes de irregular distribuição de massas, erros de montagem, pulsações dinâmicas etc., bem como de problemas mais avançados de desgaste. Em resumo, a ferrografia, a espectrometria e a análise de vibrações se complementam, pois, de forma isolada, essas técnicas apresentam limitações.
21
Coleta de amostras de lubrificante. Para se coletar uma amostra de lubrificante em serviço, deve-se escolher criteriosamente o ponto de coleta; o volume a ser recolhido e qual método deverá ser utilizado na coleta.
Escolha do ponto de coleta. As partículas que interessam para a análise são aquelas geradas recentemente. Considerando este pré-requisito, o ponto de coleta deverá ser aquele em que uma grande quantidade de partículas novas estejam presentes em região de grande agitação. Pontos após filtros ou após chicanas de reservatórios devem ser evitados, pois esses elementos retiram ou precipitam as partículas do lubrificante.
Volume de amostra. São necessários apenas 100 ml de amostra, que é colocada em um frasco com capacidade para 150 ml. Excesso de lubrificante, após a coleta, deve ser descartado imediatamente, para evitar que as partículas se precipitem. O espaço de 50 ml, que corresponde a 1/3 do frasco, é deixado vazio para permitir uma agitação posterior da amostra.
Métodos de coleta. Os principais métodos de coleta de lubrificantes envolvem válvulas de coleta, bombas de coleta e imersão. A coleta de amostras de lubrificante, na maioria dos casos, pode ser feita com o auxílio de uma bomba de coleta. A figura seguinte mostra o esquema de uma bomba de coleta.
22
Figura 05. Bomba de Amostragem.
Se o lubrificante estiver em constante agitação, a amostra poderá ser coletada pelo método da imersão que consiste em mergulhar o frasco no lubrificante. Em casos de temperaturas elevadas o frasco é fixado em um cabo dotado de braçadeiras. Esse cuidado é necessário para evitar queimaduras no operador.
Cuidados ambientais com o uso e o descarte de lubrificantes. A Lei dos Crimes Ambientais – Lei n° 9.605/98, resumidamente, faz referência a causar poluição com danos danos à saúde humana ou mortandade de animais ou a destruição da flora, por resíduos sólidos, líquidos ou gasosos, detritos, óleos ou substâncias oleosas. O Art. 75 da Lei dos Crimes Ambientais trata da multa relativa ao descumprimento da mesma, como segue: “O valor da multa de que trata este Capitulo será fixado no regulamento desta
Lei e corrigido periodicamente, com base nos índices estabelecidos na legislação pertinente, sendo o mínimo de R$ 50,00 (cinqüenta reais) e o máximo de R$ 50.000.000,00 (cinqüenta milhões de reais).”
A Resolução do CONAMA n° 362/05, resumidamente, faz referência ao descarte de óleos lubrificantes e afins impróprios para uso, pois o descarte de óleos lubrificantes usados ou emulsões oleosas para o solo ou cursos d água á gua gera graves danos ambientais. Proíbem quaisquer descartes em solos, águas superficiais, subterrâneas, no mar territorial e em sistemas de esgoto ou evacuação de águas residuais; qualquer forma de eliminação que provoque contaminação atmosférica. Exige que todo lubrificante
23
usado deve ser destinado à reciclagem e devem ser adotadas medidas que evitem a contaminação do óleo usado com produtos estranhos est ranhos ao uso. A Portaria n° 20 de 18.6.2009 da ANP (Agência Nacional do Petróleo) especifica quem pode transportar reciclar ou rerrefinar lubrificantes minerais (automotivos ou industriais) e estabelece exigências rígidas: Das Disposições Gerais
Art. 1º Ficam estabelecidos, pela presente Resolução, os requisitos necessários à autorização para o exercício da atividade de coleta de óleo lubrificante usado ou contaminado e a sua regulação. Parágrafo único. A atividade de coleta de que trata o caput deste artigo, considerada essencial aos interesses da coletividade, compreende a retirada, o transporte, a armazenagem e a alienação do óleo lubrificante usado ou contaminado com vistas à destinação ambientalmente adequada.
Art. 3º A atividade de coleta de óleo lubrificante usado ou contaminado somente poderá ser exercida por pessoa jurídica, constituída sob as leis brasileiras, que possuir autorização da ANP.
Art. 17. O coletor de óleo lubrificante usado ou contaminado deverá coletar o produto, emitindo, ao gerador, o respectivo Certificado de Coleta de óleo usado, que deverá ser confeccionado de acordo com o Convênio ICMS nº 38, de 7 de julho de 2000, ou outro ato administrativo que venha a substituí-lo, conforme modelo constante do Anexo II.
Art. 18. Todo o óleo lubrificante usado ou contaminado coletado, mesmo que excedente da quantidade contratada deverá ser destinado somente a rerrefinador ou a responsável por destinação ambientalmente adequada, conforme disposto no art. 3º da Resolução CONAMA nº 362, de 23 de junho de 2007, exigindo os correspondentes Certificados de Recebimento no caso de rerrefino ou documento que comprove outra destinação licenciada pelo órgão ambiental competente.
24
Conclusão.
Após a pesquisa de materiais de referência e levando em consideração a amplitude do tema em questão, o presente relatório consiste numa apresentação ordenada de temas que envolvem a análise de lubrificantes, bem como a sua função como importante ferramenta da manutenção preditiva. O conteúdo do mesmo se destina a esclarecer, de uma forma prática, sobre as principais formas de análises de lubrificantes existentes.
25
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
CATERPILLAR, Informações Técnicas. Análise de Óleo uma Ótima Ferramenta. Disponível em: www.frankm.blog.terra.com.br www.frankm.blog.terra.com.br.. Acesso em 24 de maio de 2010. CURSO TÉCNICO MANUTENÇÃO MECÂNICA. Lubrificação Industrial . São Paulo. SENAI-SP, 1991. 194p. LEI DE CRIMES AMBIENTAIS. Lei 9.605/98. Disponível em: www.mma.gov.br www.mma.gov.br.. Acesso em 20 de maio de 2010. PROGRAMA DE CERTIFICAÇÃO DE PESSOAL DE MANUTENÇÃO. Lubrificação - Mecânica. Espírito Santo. SENAI-ES/ CST (Companhia Siderúrgica de Tubarão), 1996. Disponível em: www.scridb.com www.scridb.com.. Acesso em 27 de maio de 2010. RUNGE, Peter. (Silubrin). Funções de um Lubrificante. Disponível em: www.blogdalubrificacao.com.br.. Acesso em 20 de maio de 2010. www.blogdalubrificacao.com.br TELECURSO 2000. Profissionalizante-Manutenção. Análise de lubrificantes por meio da técnica ferrográfica. Disponível em: www.scridb.com www.scridb.com.. Acesso em 27 de maio de 2010. TELECURSO 2000. Profissionalizante-Manutenção. Lubrificação Disponível em: www.scridb.com www.scridb.com.. Acesso em 27 de maio de 2010.
Industrial.
VANDEPUT, Danny. Preditiva em Motores com Mancais Deslizantes . Cedido por Predictive Service.
26
27
