Análise da Contaminação do Óleo – Clarilub
Análise da Contaminação do Óleo
A contaminação do lubrificante ocorre devido à 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:
A. Karl Fisher e Destilação:
Estes ensaios são utilizados para identificar a presença de água. A água provoca a formação de emulsões, falha da lubrificação em condições críticas, precipitação dos aditivos, formação de borra e aumento da corrosão. 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.
B. 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).
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, conforme mostrado na figura 30. Cada elemento químico possui frequências particulares, como impressões digitais, tornando possível a identificação.
As figuras 31, 32 e 33 apresentam os principais tipos de ensaios espectrométricos que podem ser utilizados na definição dos componentes presentes em uma amostra de lubrificante.
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.
Esta técnica de manutenção preditiva foi desenvolvida para aplicações militares pelo "Naval Air Engineering Center dos EUA" com a finalidade de aumentar a confiabilidade no diagnóstico de condições das máquinas. 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.
Os princípios básicos da Ferrografia são:
- Toda máquina apresenta desgaste;
- O desgaste gera partículas;
- O tamanho e quantidade das partículas indicam a severidade do desgaste;
- A morfologia e o acabamento superficial das partículas indicam o tipo de desgaste.
As Análises Ferrográficas podem ser divididas em dois grupos: Analítica e Quantitativa.
A. Exame Analítico
Permite a observação visual das partículas de desgaste, para que sejam identificados os tipos de desgastes presentes. A figura 34 mostra esquematicamente o procedimento para a preparação de um ferrograma para o exame analítico.
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, orgânicas, etc...
Um exemplo é a esfoliação. Este é o tipo de desgaste mais comum. O tamanho das partículas pode variar de 5 a 15 microns. Tem a forma de flocos de aveia. Este tipo de partícula pode ser gerado sem o contato metálico, mas apenas pela transmissão da força tangencial entre duas peças separadas por filme de lubrificante. A quantidade e o tamanho aumentarão com a redução da espessura do filme que pode ser causada por: sobrecarga, diminuição da viscosidade do óleo, redução da velocidade da máquina, etc.
O desgaste por abrasão é apresentado na figura 36. Estas partículas são semelhantes a cavacos de torno com dimensões de 2 a centenas de microns. A principal causa para este tipo de desgaste é a contaminação por areia. Os pequenos grãos de areia ingeridos pela máquina se incrustam, por exemplo, num mancal de metal patente e o canto vivo exposto usina o eixo que está girando, tal qual um torno mecânico.
B. 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.
Classificação das Partículas:
Large = L: maiores do que 5 microns
Small = S: menores ou iguais a 5 microns
L + S = concentração total de partículas.
PLP = (L-S)(L+S)*100 = modo de desgaste
IS = (L2-S2)/diluição2 = índice de severidade
A seguir é apresentada uma comparação entre as Análise por Ferrografia e Espectrometria.
- Detecção de todas as partículas presentes: desgaste, componentes químicos (aditivos),contaminantes.
- Boa sensibilidade na detecção de partículas menores de 1 mícron.
- Baixa sensibilidade na detecção de partículas superiores a 2 microns.
- Não distingue partículas quanto ao tamanho ou quanto à forma
- Detecção de partículas em ampla faixa de tamanhos: >2 a <50 microns.
- Distinção das partículas pelo tamanho e forma.
- Facilidade de análise das partículas segregadas.
- Não detecta todos os elementos presentes na amostra.
- Baixa sensibilidade na detecção de partículas menores que 1 micron.
Mini Laboratórios para Análise do Lubrificante
Atualmente existem equipamentos portáteis que podem efetuar diversas análises do lubrificante até mesmo em campo. Estes equipamentos são conhecidos como mini laboratórios, que podem realizar ensaios como: Viscosidade, Microscópio, Analisador Ferrográfico, Software de Análise, Partículas de Desgaste e Kit para Coleta de Amostras.