Análise de Lubrificante

7/30/2019 Anlise de Lubrificante

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Elementos Estratgicos Para oSucesso de um

Programa de Anlise de leo

Autor: James C. Fitch - Noria Corporation

Traduzido por:

- Eng Andr Luiz de Pdua Pereira

- Eng Jnio Barbosa

E-Mail dos tradutores:[email protected] presente arquivo pode ser obtido no site:

www.vibra.dynamiczone.com

O arquivo original em Ingls pode ser obtido no site:

http://www.noria.com

Freqentemente, os usurios associam um programa de anlise de leo com um alerta

antecipado sistemtico de falha de lubrificao ou da mquina, o qual, por conseguinte,auxilia no controle aos danos dos equipamentos. Tais benefcios so teis e freqentementealcanados, mas os mesmos deveriam ser considerados de baixa relevncia na escala deimportncia de um programa de anlise de leo, comparada ao objetivo mais recompensadorque a preveno de falha.Sempre que uma estratgia de manuteno pr-ativa aplicada, trs passos so necessrios

para assegurar que seus benefcios sejam alcanados. Uma vez que a manuteno pr-ativa,por definio, envolve o monitoramento contnuo e o controle das causas fundamentais defalha nas mquinas, o primeiro passo simplesmente fixar um objetivo, ou padro, associadoa cada causa fundamental.Em anlise de leo, as causas fundamentais de maior importncia esto relacionadas contaminao fluida (partculas, umidade, calor, fluido refrigerante, etc.) e degradao dosaditivos. Porm, o processo de definir objetivos precisos e desafiadores (por exemplo, altalimpeza ) s o primeiro passo. O controle das condies do fluido dentro destes objetivosdeve ento ser alcanado e os padres devem ser mantidos. Este o segundo passo efreqentemente inclui uma auditoria de como so contaminados os fluidos e ento eliminandosistematicamente estes pontos de entrada. Freqentemente se requerem uma filtrao melhore o uso de um sistema separador.O terceiro passo o elemento de ao vital de prover o circuito de realimentao de um

programa de anlise de leo. Quando excees acontecem (por exemplo, em sobre as metas

Monitoramento de Vibrao em Mquinas (http://www.vibra.dynamiczone.com/)
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de resultados) podem ento ser conduzidas imediatamente as aes corretivas. Usando aestratgia de manuteno pr-ativa, o controle de contaminao se torna uma atividadedisciplinada de monitorar e controlar a alta limpeza fluida , no uma atividade crua deregistrar as tendncia dos nveis de sujeira.Finalmente, quando os benefcios de extenso de vida da manuteno pr-ativa se fazem

sentir pela advertncia antecipada de necessidade de manuteno, compreende-se anecessidade de um programa de manuteno baseado na condio. Enquanto a manuteno

pr-ativa acentua o controle de causas fundamentais, a manuteno preditiva mira nadescoberta da falha incipiente, tanto nas propriedades do fluido quanto nos componentes dasmquinas, tais como os rolamentos e engrenagens. Seguindo os procedimentos amostrais deleo , a seleo de procedimentos apropriados de testes das amostras, e a interpretao deresultados dos testes esboados nesta seo, a ao corretiva imediata pode ser ento dirigida

para efetivamente evitar as reaes em cadeia, de falhas, e a adicional autodestruio doequipamento.

Mtodos Amostrais de leo

O timo desempenho de amostragem de leo depende diretamente do sucesso nas trs reasseguintes:

1. Seleo do Ponto Amostral timo

Em sistemas circulantes de leo, como mostrado nas Figuras 1 e 2, a melhor localizao doponto de coleta est na zona viva do sistema, a montante dos filtros onde partculas deingresso e resduos do desgaste esto mais concentradas. Normalmente, isto significa que acoleta de amostras feita nas linhas de dreno ou de retorno do fluido . Em alguns casos ondeo lubrificante escoa diretamente para o tanque de descarte sem ser dirigido por uma linha (por

exemplo, um motor Diesel), a linha de presso a jusante da bomba (e antes do filtro) deve serusada. Evite sempre tirar amostras de zonas mortas, tais como tanques estticos ereservatrios. Em sistemas de lubrificao por borrifao, tipia de lubrificao,componentes lubrificados por inundao, as amostras so melhor colhidas, quando tiradas detomadas de dreno depois de deixar descarregar, consideravelmente, ou preferencialmente,

pelo uso de um amostrador porttil fora da linha circulante .



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FIGURA 1. A amostragem do fluido em um sistema hidrulico, atravs das linhas de retornoa montante dos filtros para anlise rotineira.

2. Coletando amostras representativas

Uma vez que um ponto amostral selecionado corretamente e validado, uma amostra deveser feita sem se perturbar a integridade dos dados. Quando uma amostra puxada de zonasturbulentas, como em um cotovelo conforme Figura 3, partculas, umidade, e outroscontaminantes entram na garrafa em concentraes representativas. Alm disso, sempredeveriam ser tiradas amostras das mquinas em seu ambiente de trabalho tpico,

preferencialmente enquanto as mesmas esto funcionando e o lubrificante atingiu suatemperatura operacional normal. Da mesma forma, durante (ou imediatamente antes) a coletadas amostras, as mquinas deveriam estar funcionando a cargas, velocidades e ciclos normaisde trabalho.Deve-se deixar correr bastante, o fluxo de leo nas vlvulas, antes de se tirar as amostras.

Nunca encha uma garrafa de amostra mais que trs-quartos, para possibilitar a agitaoadequada pelo laboratrio. Evite mtodos amostrais que envolvem a remoo da tampa degarrafa, especialmente onde uma contaminao atmosfrica significativa esteja presente.

Nos sistemas no circulantes, a amostragem esttica a nica opo. Freqentemente, amesma pode ser feita, efetivamente, atravs de aberturas de dreno se um volume suficiente defluido descarregado antes da real amostra. Alternativamente, poderiam ser usadosamostradores de vcuo, especialmente para sistemas fluidos maiores (Figura 4). Deve sertomado o cuidado para sempre tirar amostras a uma distncia fixa em relao ao fundo dodepsito de leo. A descarga pelo tubo de suco tambm importante. Nunca reutilize otubo de suco, para evitar a contaminao cruzada, decorrente da mistura de fluidos.A amostragem esttica usando um amostrador de vcuo pode ser melhorada com a instalaode uma vlvula de engate rpido amostral, na qual o tubo de vcuo instalado.Freqentemente se requerer a perfurao e rosqueamento, preferencialmente na parede doreservatrio ou da carcaa. melhor se a vlvula puder ser localizada perto das linhas deretorno, onde turbulncia alta. s vezes desejvel instalar um pequena trecho de aoinoxidvel por dentro da vlvula.



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FIGURA 2. Localizao amostral primria para grandes sistemas circulantes. Situa-se na linhade retorno principal. Possui pontos secundrios para o diagnstico de defeitos em linhas de drenoindividuais, de rolamentos e engrenagens. Uma sonda com amostrador a vcuo ser necessriacaso a presso de drenagem seja insuficiente.

FIGURA 3. Localizaes amostrais em cotovelos, asseguram condies turbulentas que



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para diferentes classes de mquina . Baseado em tendncias, estes intervalos podem serajustados para o grau de contaminao atmosfrica e a necessidade de limpeza de mquina.Para condies muito sujas ao redor de equipamentos crtico, podem ser programada acontagem de partculas "in-loco" a cada dois dias. A contagem de partculas freqentementeusada como uma referncia para uma anlise de laboratrio mais conclusiva.

Tabela 1 - Freqncias RecomendadasdeAmostragem

Horas

Motores Diesel - fora estrada 150

Transmisso, diferencial, acionadores finais 300

Hidrulico - equipamento mvel 200

Turbinas a gs- industrial 500

Turbinas a vapor 500

Compressores de Ar/Gases 500

Resfriadores 500

Caixas de engrenagem - altas velocidades/cargas 300

Caixas de engrenagem - baixas velocidades/cargas 1000

Mancais: de rolamento e escorregamento 500

Motores alternativos de aviao 25-50

Turbinas a gs de aviao 100

Caixas de engrenagens de aviao 100-200

Hidrulico de aviao 100-200

Seleo dos Testes de Anlise de leo

Para ser completamente efetivo, um programa deve abranger trs categorias de anlise:

(1) Propriedades fluidas,

(2) Contaminao fluida, e



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(3) Resduos fluidos de desgaste.

Anlise de Propriedades fluidas

Esta funo essencial de ajuda na anlise de leo, assegura a qualidade fundamental do fluido

lubrificante. O padro ao qual as propriedades de um leo usado deveriam ser comparadashabitualmente o das propriedades do leo novo; uma listagem de cada uma daspropriedades do leo novo deveria ser uma componente obrigatria nos relatrios de anlisede leo usados. Exemplos de testes comuns incluem a viscosidade, acidez total, alcalinidadetotal, infravermelho para oxidao, espectroscpio de emisso para elementos aditivos, pontode brilho (flash point), gravidade especfica, e teste de oxidao de bomba rotativa (RBOT).

Anlise de Contaminao fluida

Apesar do uso de filtros e separadores, os contaminantes so os mais elementos mais nocivoss superfcies da mquina, sendo os elementos, que em ltima instncia, conduzem osequipamentos falhas e s paradas para manuteno. Para a maioria das mquinas, acontaminao slida a causa nmero um das falhas relacionadas ao desgaste. Igualmente, as

partculas, a umidade, e outros contaminantes so as principais causas de falha dos elementosaditivos e dos lubrificantes estocados. importante executar testes bsicos como a contagemde partculas, anlise de umidade, teste de glicol, e de diluio de combustvel quandodirigido por um programa de manuteno pr-ativa bem projetado.

Anlise dos Resduos de Desgaste nos Fluidos

Distintamente das propriedades fluidas e da anlise de contaminao, a anlise de resduos dedesgaste nos fluidos especificamente relacionada sade da mquina. Devido tendnciadas superfcies da mquina em liberar nmeros crescentes de partculas maiores e maiores amedida que o desgaste avana, o tamanho, o formato, e a concentrao destas partculas contauma histria esclarecedora da condio do estado interno da mquina. Comumente soempregados dois mtodos de anlise: O primeiro mtodo o do espectroscpio de emisso, que avalia os vrios elementos

presentes no leo, tais como o ferro, o alumnio, o cobre, o cromo, e o chumbo. Enquanto noverdadeiramente quantitativo devido a uma tendncia (BIAS) intrnseca de visualizar apenasas pequenas partculas, o espectroscpio mostra-se extremamente til em numerosasaplicaes. O segundo mtodo, conhecido como ferrografia analtica, supera o falseamento (BIAS) detamanho de partcula do espectroscpio mas possui limitada habilidade para distinguir as

qualidades elementares das partculas. Isto em parte devido ao fato de que um examevisual das partculas em uma lmina (ferrograma). O benefcio superior da ferrografia suahabilidade sem igual para detectar muitos mecanismos de desgaste comuns, pelo olho hbilde um tribologista experiente. Tipicamente, a anlise da densidade de resduos de desgaste oucontagem de partculas ferrosas executado como uma tela anterior da ferrografia analtica.Isto assegura que um nmero suficiente de partculas est presente, antes da preparao deum ferrograma.A concepo de uma anlise de leo pode ser feita efetivamente quando as ferramentas paraanlise "In Loco" esto disponveis. Para muitas mquinas, o contador de partculas servecomo a melhor linha de defesa primria. Somente quando a contagem de partculas excede os



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limites prefixados executado um teste de exceo. O melhor teste de exceo a anlise departculas ferrosas, tal como executado por um contador de partculas ferrosas. Quando nveisferrosos esto altos, uma condio de falha existe sendo acionado um gatilho para posterioresensaios e anlises. Alm de um contador de partculas "In Loco", analisadores de umidade eviscosmetros "In Loco" tambm avaliam importantes condies de causa fundamental .

Interpretando os Resultados dos Testes

A maioria das mquinas altamente complexa e consiste em uma metalurgia extica emecanismos complicados. A quantidade numerosa de superfcies de desgaste e corrosonormalmente empregam dinmicas variadas de contato e de cargas, todas elascompartilhando um mesmo lubrificante.

Uma falha em se obter conhecimentos sobre estes e muitos outros detalhes internos damquina, como uma base de referncia para a interpretao do desgaste a partir dos dados deanlise de leo, pode conduzir a muita confuso e indeciso em resposta aos resultados de

anlise do leo.Uma boa abordagem montar uma pasta, tipo agenda, de trs anis com abas e ndice paracada tipo de mquina. Inclua nesta agenda a fotocpia dos manuais de operao emanuteno, e outras informaes acumuladas. A seguir, apresentamos um exemplo de dadose informaes a incluir:1. Identifique os tipos de rolamento em uso e sua metalurgia.2. Identifique as velocidades e torques dos eixos.3. Identifique os tipos de engrenagens em uso, suas velocidades e cargas. Determine a durezado metal das engrenagens, tratamentos de superfcie e metais-liga.4. Localize e identifique todas as outras superfcies de desgaste, como cames, pistes,embuchamentos, bronzinas, etc. Determine a metalurgia dos tratamentos de superfcie.5. Localize e identifique os refrigeradores, radiadores e trocadores de calor, e os tipos defluidos usados.6. Obtenha diagramas/esquemas do circuito de fluxo fluido.7. Localize e determine os tipos de selos em uso, tanto os externos como os internos.8. Identifique possveis contatos com substncias qumicas de processo e tipos.9. Registre as taxas de fluxo de lubrificante, faixas de temperaturas dos lubrificantes,temperaturas de entrada e de dreno dos mancais, e presses de leo.10. Registre as especificao de lubrificante detalhadas e a capacidade do compartimento.11. Registre o desempenho do filtro, especificao e sua localizao.Em muitos casos, os dados de anlise de lubrificantes podem ser inconclusivos quando

usados a ss. Quando combinadas com informaes de inspeo com sensores, porm, umadeterminao mais fidedigno e certa, pode ser feita. Igualmente, a aplicao de outrastecnologias de manuteno (como vibrao e termografia) pode ajudar como apoio a umaconcluso que previna os elevados custos de um reparo ou destruio da mquina

Referncias

1. Fitch, J.C., The 1O Most Common Reasons Why Oil Analysis Programs Fail and theStrategies That Effectively Overcome Them, Diagnetics, Inc., Tulsa, OK, 1995.



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2. Fitch, J.C., Oil Analysis and Proactive Maintenance Seminar Workbook, Diagnetics, Inc.,Tulsa, OK, 1996.

3. Fitch, J.C., Three-Step Implementation of Fluid Contamination Control, Diagnetics, Inc.,Tulsa, OK, 1990.

4. Troyer, Drew D., Three Dimensions of Equipment Condition Monitoring with OilAnalysis, P/PM Technology, Minden, NV April 1995.

5. Fitch, E.C., Fluid Contamination Control, FES, Inc., Stillwater, OK, 1988.

6. Troyer, Drew D., Oil Analysis and Machine Condition Monitoring: A GeneralIntroduction and Workshop, The Vibration Institute Proceedings, Willowbrook, IL, 1996.

7. Troyer, Drew D. and Borden, H.B., Streamlining Oil Analysis With Field Testing, P/PMTechnology, Minden, NV, April, 1994.

Magazine http://www.noria.com/art_link.html


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