LEOS LUBRIFICANTES1 - ORIGEM Os lubrificantes lquidos tm origem
mineral, vegetal, animal e sinttica. Os de uso mais comum so os
leos minerais que so substncias obtidas a partir do petrleo e que
dependendo de sua estrutura molecular so classificados em leos
bsicos parafnicos, naftnicos e aromticos. A estrutura est
relacionada com a origem e a cada tipo de leo bsico corresponde uma
srie de propriedades desejveis, conforme a aplicao do lubrificante.
2 - PRODUO Na produo de bsicos para lubrificantes, o petrleo
submetido aos processos de destilao primria e vcuo, que permitem
separar as vrias fraes de leos bsicos, juntamente com um resduo. A
extrao dos leos bsicos feita principalmente de duas formas: 2.1 -
Tratamento das fraes destiladas em unidades de processo para remoo
de compostos indesejveis e obteno de lubrificantes com determinadas
faixas de viscosidade. 2.2 - Tratamento dos resduos da destilao
para remoo de compostos asflticos, conseguindo-se lubrificantes de
maior viscosidade. 3 - CLASSIFICAO De acordo com o que vimos,
podemos classificar os leos lubrificantes bsicos em destilados e
residuais. Combinando esta classificao com a referente estrutura
molecular dos bsicos, temos parafnicos, naftnicos e aromticos.
Outra forma de classificao seria agrupar os bsicos em funo do tipo
de tratamento que sofreram e tambm pelo seu grau de viscosidade.
Podem ainda ser designados por termos relacionados aplicao que tero
na indstria. 4 - TIPOS DE LEOS LUBRIFICANTES BSICOS Vejamos agora
os principais tipos:
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LEOS LUBRIFICANTES4.1 - Bsicos Turbina (Turbine Neutrals):
Destilados parafnicos de baixa ou mdia viscosidade, normalmente
refinados com solventes, hidrogenados e percolados em argila. Sua
prinicipal caracterstica a boa demulsibilidade. 4.2 - Bsicos
Neutros (Solvent Neutrals): Destilados parafnicos com viscosidade
variada, refinados com solventes e hidrogenados. Como no passado
eram tratados por cido sulfrico e a seguir neutralizados, continuam
a ser chamados de neutros. 4.3 - Bsicos Brilhantes (Bright Stocks):
Residuais parafnicos, refinados com solvente e por hidrogenao.
Normalmente so desasfaltados. Apresentam colorao avermelhada. 4.4 -
Bsicos Cilindro (Cylinder Stocks): Residuais parafnicos, refinados
com solvente e por hidrogeno. Apresentam colorao verde ou verde
acastanhado, sem brilho. 4.5 - Bsicos Plidos (Acid Treated Pales):
Destilados naftnicos tratados por hidrogenao. 4.6 - Bsicos Plidos
Extrados (Extracted Pales): Destilados naftnicos extraidos por
solventes e a seguir hidrogenados. 4.7 - Bsicos Pretos (Black
Oils): Residuais asflticos sem grandes tratamentos, apresentando
colorao preto brilhante. Cada pas, de acrdo com suas necessidades,
convenincias e recursos, escolhe o tipo de bsico mais adequado. No
Brasil so usados os seguintes tipos: TURBINA NEUTROS BRILHANTES
CILINDRO PLIDOS PLIDOS EXTRADOS PRETOS : : : : : : : Leve e Pesado
Leve, Mdio e Pesado Parafnico Leve e Pesado Leve, Mdio e Pesado
Leve e Mdio Tipo nico
Na prtica, os Turbinas, Neutros, Plidos e Plidos Extrados so
identificados pela viscosidade cinemtica 40 C; e os Brilhantes,
Cilindros e Pretos pela viscosidade 100 C. 5 - ADITIVOS O leo
lubrificante pode ser aditivado ou no dependendo da sua
aplicao.
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LEOS LUBRIFICANTESA adio de aditivos tem o objetivo de reforar
ou conferir ao leo bsico as caracteristicas necessrias lubrificao
de equipamentos modernos. A busca constante de mquinas com maior
produtividade e rendimento requer lubrificantes cada vez mais
desenvolvidos para fazer face s exigncias de resistir a crescentes
esforos e temperaturas extremas. Estes altos desempenhos do leo so
conseguidos graas aos aditivos. Os principais aditivos so:
anti-oxidantes, anti-corrosivos, anti-desgastes, anti-ferruginosos,
anti-espumantes, de extrema presso, depressores de ponto de fluidez
e melhoradores do ndice de viscosidade. 6 - CONSIDERAES SOBRE
ESPECIFICAO E DESEMPENHO Especificao a faixa de variao de cada uma
das caracteristicas do leo bsico que permitem identific-lo. Esta
identificao realizada atravs de anlises de laboratrio e o conjunto
de anlises que caracterizam o produto chamamos de anlise tpica.
Entretanto, convm ressaltar que dois produtos que possuem a mesma
anlise tpica podem no ser indicados para a mesma aplicao, ou seja,
podem no ter o mesmo desempenho. Desempenho o comportamento do
lubrificante numa dada aplicao. Como existem testes para determinar
a anlise tpica, existem testes para se determinar o desempenho de
um determinado produto. Essa distino muito importante e como
exemplo podemos citar as classificaces dos leos automotivos, em que
temos a classificao SAE, que faz referncia ao grau de viscosidade,
e a classificao API, que trata das classes de servio e, portanto,
do desempenho. Nestas aplicaes, embora j partindo de bsicos
adequados, a aditivao a principal responsvel pelo desempenho do
lubrificante. 7 - LEOS BSICOS NACIONAIS O bsico nacional provm de
tres fontes: Refinaria Duque de Caxias (REDUC), no Rio de Janeiro,
Refinaria Landulpho Alves (RLAM), em Mataripe na Bahia, e
Lubrificantes do Nordeste (LUBNOR), em Fortaleza. A REDUC refina
petrleos parafncos importados produzindo os seguintes bsicos:
Neutros Leve, Mdio e Pesado e tambm dois tipos de Spindle; um
apropriado para uso em transformadores e outro destinado a produo
de leos brancos. Sob a denominao de Turbina, temos os Turbina Leve
e Pesado. Alm disto, ainda so produzidos os bsicos: Cilindro I e II
e o Bright Stock (Bsico Brilhante). A RLAM refina o petrleo baiano,
produzindo os leos bsicos Neutros Leve e Mdio em conjunto com o
Bright Stock.
A LUBNOR refina petrleo naftnico importado, produzindo atravs de
hidrogenao, leos lubrificantes naftnicos e isolantes. 3 de 100
LEOS LUBRIFICANTES8 - TIPOS DE TRATAMENTO DO PETRLEO 8.1 - Reduo
do Cru ou Toping: As fraes mais leves so separadas, ou seja, gases
e combustveis, ficando como resduo um material que permitir a
obteno dos bsicos. 8.2 - Destilao a Vcuo: So produzidos os
seguintes produtos tipo Neutro: - Spindle - Neutro Leve - Neutro
Mdio - Neutro Pesado Os resduos desta unidade passam para a prxima
unidade. 8.3 - Desasfaltamento a Propano: Dependendo do grau de
extrao, obtm-se: - Bright Stock - Cilindro Leve - Cilindro Pesado
8.4 - Desaromatizao por Furfural: Destina-se a eliminar os
componentes aromticos, que devido sua instabilidade qumica,
reatividade e tendncia formao de borras, causam problemas de
desempenho. Este processo melhora tambm o ndice de viscosidade dos
bsicos. Os bsicos tipo Turbina recebem uma desaromatizao mais forte
para melhorar sua demulsibilidade e tratamento com aditivos
anti-oxidante. 8.5 - Desparafinao a MIBC: Eliminam-se as ceras
parafnicas pesadas que impedem um ponto de fluidez baixo,
caracterstica indispensvel quando se pensa em lubrificantes que
podem atuar em baixas temperaturas. Alm do mais, estas ceras causam
um resduo elevado de carbono. 8.6 Hidrogenao: um tratamento que
visa eliminar as duplas ligaes existentes nas cadeias de carbono.
Isto evita a oxidao e o escurecimento do bsico na presena de luz. O
processo tambm elimina compostos de enxofre, notadamente os mais
reativos. Aps a hidrogenao, a estabilidade do bsico melhora e sua
colorao fica mais clara. 9 - FABRICAO DE LUBRIFICANTES Findo os
diversos tratamentos, os leos bsicos so enviados s companhias
fabricantes de lubrificantes. Estas, atravs de formulaes prprias,
produzem os lubrificantes adicionando aos leos bsicos, quando
necessrio, aditivos para conferir as qualidades necessrias sua
aplicao. Normalmente, uma fbrica de lubrificantes utiliza dois
processos para preparar seus leos lubrificantes: 4 de 100
LEOS LUBRIFICANTES9.1- Batelada: Os leos bsicos so colocados em
misturadores providos de agitadores e aquecimento. Os aditivos so
adicionados de acordo com a formulao do produto. Misturase e ao
final tira-se uma amostra para anlise no laboratrio afim de
verificar se o produto est dentro da especificao. Caso positivo, a
batelada liberada para envasar. Normalmente, uma amostra e toda a
documentao pertinente retida para posterior consulta. 9.2 - Mistura
Automtica Contnua: Este processo destina-se produo de grandes
quantidades. Um dosador controla a vazo de vrios componentes
lquidos simultaneamente dentro de quantidades pr-determinadas de
acordo com a frmula do produto. Os lquidos so misturados por
turbilhonamento na tubulao coletora e enviados para um tanque de
armazenamento. Amostras so colhidas para verificao da qualidade do
produto que, aps aprovao, segue procedimento semelhante ao caso
anterior. 10 - ESPECIFICAES E ANLISES DOS BSICOS preciso padronizar
os leos bsicos a fim de que os lubrificantes produzidos a partir
dos mesmos apresentem uniformidade em termos de aparncia e tenham
suas caractersticas variando dentro de limites definidos. A isso se
chama especificao do produto. Vejamos a seguir, quais seriam as
principais caractersticas de um bsico que compem sua especificao:
10.1 - Viscosidade: a resistncia do leo bsico ao escoamento. Quanto
maior a dificuldade para escorrer, maior a viscosidade. Esta
propriedade importante porque ajuda a impedir o contato direto
entre duas superficies metlicas evitando o atrito e,
consequentemente, o desgaste das partes. O lubrificante fica
interposto entre as duas partes formando um filme protetor, cuja
resistncia depende em grande parte da viscosidade do leo. Essa
viscosidade determinada em funo dos esforos a que estaro submetidas
as partes em contato. Portanto, bsicos so preparados para atender a
uma larga gama de viscosidades e podem ser classificados em leves,
mdios e pesados. Os fabricantes de lubrificantes, de um modo geral,
usam os viscosmetros Cinemticos para medir as viscosidades dos leos
lubrificantes. Os bsicos utilizados no Brasil provem atualmente de
duas refinarias: Reduc e Relam. A seguir, as faixas de viscosidade
dos bsicos produzidos na Reduc:
10.2 - ndice de Viscosidade: Mede a variao da viscosidade em
funo da variao da temperatura. Quanto menor a variao da viscosidade
com a temperatura, maior o indice de viscosidade. 5 de 100
LEOS LUBRIFICANTESO ndce de viscosidade depende da natureza dos
bsicos. Por exemplo: os leos parafnicos tm um maior ndice de
viscosidade do que os naftnicos. 10.3 Cor: A cor normalmente indica
a uniformidade do produto. Para isso considera-se uma faixa dentro
da qual a cor deve variar para que o produto possa ser identificado
pela aparncia. Podemos considerar como regra geral que, quanto
maior a viscosidade, mais forte a cor dos bsicos. Os leos bsicos e
os lubrificantes so normalmente identificados pela cor ASTM. Os
bsicos parafnicos quando submetidos radiao ultra-violeta apresentam
acentuada fluorescncia. 10.4 - Ponto de Fulgor: Ponto de fulgor a
menor temperatura na qual os vapores do produto inflamam-se na
presena de uma chama. Os leos bsicos no so considerados combustveis
e tm portanto um alto ponto de fulgor. Normalmente, o ponto de
fulgor medido pelo mtodo do vaso aberto de Clevand (ASTM D-92). Os
bsicos naftnicos tm um ponto de fulgor mais baixo do que parafnicos
de viscosidade equivalente. 10.5 - Ponto de Fuidez: a menor
temperatura na qual o lubrifcante flui. uma propriedade muito
importante e tem que ser sempre levada em conta, principalmente
quando h possibilidade do lubrificante ser usado em climas frios,
pois o mesmo pode no fluir, no lubrificando e causando danos ao
equipamento. Os leos naftnicos possuem melhor ponto de fluidez, ou
seja, eles deixam de fluir a temperaturas mais baixas do que os
parafnicos que se solidificam, devido cristalizao das ceras
parafnicas que possuem. O ponto de fluidez pode ser melhorado
aumentando-se o grau de desparafinao no caso dos parafnicos, e
usando-se aditivos abaixadores do ponto de fluidez para o caso dos
naftnicos e parafnicos. 10.6 - Resduo de Carbono: Resduos so
indesejveis e muito importante conhecer-se a natureza dos mesmos,
pois resduos duros riscam as superficies dos metais em movimento.
Este teste mostra a tendncia de formao de carbono como resduo,
quando este bsico "queimado". Por exemplo, comparando-se bsicos
parafnicos e naftnicos de mesma viscosidade, o teor de resduo de
carbono deixado pelos parafnicos maior e mais duro do que os
naftnicos. Isto uma propriedade importante quando se vai formular
um leo para determinadas aplicaes.
10.7 Cinzas: O teor de cinzas de um lubrificante est relacionado
com a quantidade de materiais no combustveis que podem estar
presentes. Mesmo que o bsico esteja livre de cinzas, os
lubrificantes so formulados com solues de aditivos metlicos que no
so completamente queimados e deixam uma quantidade razovel de
cinzas. O percentual de cinzas de um leo queimado, fornece uma
indicao da quantidade de aditivo metlico e contaminao por slidos no
combustveis. 6 de 100
LEOS LUBRIFICANTES10.8 - Nmero de Neutralizao: Um leo pode
apresentar caractersticas cidas ou bsicas dependendo da sua origem,
processo de refino e deteriorao em servio. Os dados sobre a extenso
e natureza destas caractersticas podem ser obtidos atravs do nmero
de neutralizao. leos parafnicos produzem cidos orgnicos quando
oxidados, enquanto que os naftnicos produzem borras e lama. 10.9
Corroso: H testes especficos para se determinar a corrosividade de
um leo. importante determinar a presena de enxofre nos leos, pois o
mesmo ataca os metais, principalmente o cobre e seus derivados.
10.10 Demulsibildade: a capacidade do leo de se separar da gua.
Esta propriedade muito importante em leos de turbina e em sistemas
nos quais o leo ter contato com a gua, podendo perder sua
capacidade de lubrificao devido a este contato.
* Especificao da Agncia Nacional de Petrleo ANP
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LEOS LUBRIFICANTESLEOS LUBRIFICANTES BSICOS REGULAMENTO TCNICO
ANP N 004/99 TIPOS DE LEOS LUBRIFICANTES BSICOS leo Abreviao
Parafnico Spindle 09 PSP 09 Parafnico Neutro Leve 30 PNL 30
Parafnico Neutro Mdio 55 PNM 55 Parafnico Neutro Mdio 80 PNM 80
Parafnico Neutro Pesado 95 PNP 95 Parafnico Bright Stock 30 PBS 30
Parafnico Bright Stock 35 PBS 35 Parafnico Turbina Leve 25 PTL 25
Parafnico Turbina Pesado 85 PTP 85 Parafnico Cilindro 45 PCL 45
Parafnico Cilindro 60 PCL 60 Naftnico Hidrogenado 10 NH 10 Naftnico
Hidrogenado 20 NH 20 Naftnico Hidrogenado 140 NH 140
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LEOS LUBRIFICANTESENSAIOS Aspecto PSP 09 Lmp. e Trans p. 1,0 8,3
10,9 anotar 90 1 160 -9 0,05 PNM 55 Lmp. e Transp. 2,5 50,3 61,9
anotar 95 1 220 -3 0,10 PNM 80 Lmp. e Trans p. 3,5 75,0 82,8 anotar
95 1 226 -3 0,15 PNP 95 Lmp. e Transp . 3,5 94,0 101,8 anotar 95 1
200 -3 0,15 PTL PTP PBS 25 85 30 Lmp. e Lmp. e Lmpid Transp.
Transp. o 1,0 24,1 27,1 anotar 105 1 200 -6 0,05 2,0 80,8 86,5
anotar 100 1 240 -3 0,10 8,0 anotar 28,5 32,7 95 1 280 -3 1,1 PBS
33 Lmpido PCL 45 PCL 60 NAL 20 Lmp. e Transp . 2,0 18,7 21,8 anotar
30 (mx) 1 160 -30 0,10 MTODOS Visual
Cor ASTM, mx Viscosidade a 40 C, cSt Viscosidade a 100 C, cSt
ndice de viscosidade, mn Corrosividade ao cobre, 3h a 100 C, mx
Ponto de fulgor, C, mn Ponto de fluidez, C , mx Resduo de carbono
Conradson, % peso, mx ndice de acidez total, mg KOH/g, mx
6,5 anotar 30,6 34,8 95 1 280 -3 0,8
anot ar 75 1 290 +6 4,0
anota r 75 1 290 +9 5,0
MB-351 MB-293 MB-293 P-MB-477 MB-287 MB-50 P-MB-820 MB-36
0,05
0,05
0,05
0,05
0,03
0,03
0,05
0,05
0,10
0,15
0,05
MB-101
9 de 100
LEOS LUBRIFICANTESCinzas, % peso, mx Estabilidade oxidao, h,
para IAT 2,0 mg KOH/g, mn (1) Emulso a 54,4 C, ml (min), mx 0,005
0,005 0,005 0,005 0,003 2500 0,003 2000 0,005 0,005 0,05 0 0,050
0,005 MB-47 ASTM D 943
-
-
-
-
40-400 (15)
40-400 (20)
-
-
-
-
-
MB-1201
(1) O produto dever atender ao limite estabelecido com pelo
menos uma composio de aditivos disponvel no mercado.
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