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QUÍMICA APLICADA Profa. Dra. Maria Carolina Alves de Freitas Gotardo FEVEREIRO/2014 EMENTA Abordagem dos processos de conservação de energia do âmbito da Química. II. OBJETIVOS GERAIS Dar condições ao futuro engenheiro de interagir com os principais processos envolvidos nas suas atribuições no exercício da engenharia como a Lubrificação, a Corrosão e a Proteção Contra a Corrosão. II. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Capacitar os estudantes de engenharia para a seleção, formas de uso e aplicação dos lubrificantes. Alertar os mesmos quanto às causas da corrosão, seus tipos, e as formas de proteção. III. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO Lubrificantes industriais. Classificação, origem, composição, principais características dos mais comuns. Critérios de seleção características e propriedades.Viscosidade, Índice de Viscosidade, Ponto de Gota das graxas. Noções gerais sobre corrosão eletroquímica e sobre a proteção contra a corrosão. Bibliografia Básica GENTIL, V. Corrosão. 5ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007. ISBN 9788521615569. TASSINARI C.A. et al. Química tecnológica. Pioneira Learning Thomsom, 2003. Rosenberg, J. L.; EPSTEIN, L. M. Teoria e problemas de química Geral. 8.ed. Porto Alegre: Bookman, 2007. LUBRIFICAÇÃO E LUBRIFICANTES AULA 01 LUBRIFICAÇÃO “Utilização de substâncias especiais entre duas superfícies em movimento relativo, promovendo a formação de uma película que evita o contato direto entre elas.” É um dos mais importantes processos de conservação de energia utilizados no mundo atual. Evita-se as perdas de energia pela diminuição: ATRITO DESGASTE GERAÇÃO DO CALOR ATRITO O atrito é uma designação genérica da resistência que se opõe ao movimento. Esta resistência é medida por uma força denominada força de atrito. ATRITO Encontramos o atrito em qualquer tipo de movimento entre sólidos, líquidos ou gases. ATRITO INTERNO (amortecimento da vibração em sólidos) ATRITO SUPERFICIAL (avião em movimento e o ar ao seu redor) ATRITO SÓLIDO (atrito entre dois corpos rígidos que apresentam um movimento relativo um em relação ao outro, sem que haja elemento algum entre eles) ATRITO FLUIDO (se houver um fluido entre os corpos) ATRITO SÓLIDO: Causas: coesão de moléculas situadas em uma ou outra superfície que se encontram em contato . Ampliando-se uma pequena porção de uma superfície aparentemente lisa, temos a idéia perfeita de uma cadeia de montanhas. Exames acurados do contorno de superfícies sólidas, feitas no microscópio eletrônico e por outros métodos de precisão, mostraram que é quase impossível, mesmo com os mais modernos processos de espelhamento, produzir uma superfície verdadeiramente lisa ou plana. ATRITO SÓLIDO Supondo duas barras de aço com superfícies aparentemente lisas, uma sobre a outra, tais superfícies estarão em contato nos pontos salientes. Quanto maior for a carga, maior será o número de pontos em contato ATRITO SÓLIDO Ao movimentar-se uma barra de aço sobre a outra haverá um desprendimento interno de calor nos pontos de contato. Devido à ação da pressão e da temperatura, estes pontos se soldam. Para que o movimento continue, é necessário fazer uma força maior, a fim de romper estas pequeníssimas soldas (microssoldas). Com o rompimento das microssoldas, temos o desgaste metálico, pois algumas partículas de metal são arrastadas das superfícies das peças. Quando os pontos de contato formam soldas mais profundas, pode ocorrer a ruptura das peças. Quanto maior for a carga, maior será o número de pontos em contato. ATRITO SÓLIDO O atrito é responsável por perdas de energia em torno de 20% nos carros e desgaste das partes em contato. ASPECTOS FAVORÁVEIS: Simples caminhar; Freios de um automóvel; Trabalho de um esmeril TODOS OS MECANISMOS POSSUEM PEÇAS QUE DESLIZAM ENTRE SI, ONDE O ATRITO É TOTALMENTE INDESEJÁVEL, GERANDO PERDA DE POTÊNCIA E RENDIMENTO. Quando utiliza-se um fluido separando duas superfícies em contato, tem-se o chamado atrito fluido. Ocorrerá um deslizamento entre as moléculas do fluido, umas sobre as outras, e a resistência a esse deslizamento é denominada ATRITO FLUIDO. Um fluido é uma substância que se deforma continuamente quando submetida a uma tensão de cisalhamento, não importando o quão pequena possa ser essa tensão. ATRITO FLUIDO Quando duas superfícies em movimento relativo são separadas por uma película fluida lubrificante, e se movimenta com módulo de velocidade pequeno tem-se o chamado Movimento laminar (sem turbulência). Nessa situação o fluido se separa em camadas paralelas ou seja, divide-se essa película em camadas extremamente finas, cada uma movendo-se na mesma direção, porém com velocidades diferentes. Camada em contato com o corpo fixo imóvel. Camada adjacente ao corpo móvel desloca-se na mesma velocidade deste. Camadas intermediárias se deslocam em velocidades proporcionais a sua distância do corpo fixo Camada do centro move-se com metade da velocidade do corpo móvel (velocidade média) ATRITO FLUIDO ATRITO FLUIDO O movimento relativo entre camadas vizinhas com velocidades diferentes implica no surgimento de uma força de cisalhamento entre as mesmas. Essa força tenta frear a camada mais rápida e acelerar a camada mais lenta e é chamada de resistência de cisalhamento. A soma de tais resistência constitui o ATRITO FLUIDO. Maior a viscosidade (resistência oposta ao escoamento do óleo) Maior o atrito fluido. Atrito fluido – corresponde a uma porcentagem mínima do atrito sólido, que ocorre na ausência de um lubrificante (Princípio da Lubrificação). ATRITO FLUIDO LUBRIFICANTE “Qualquer material que, interposto entre duas superfícies que realizam movimento entre si, reduzindo o atrito”. Normalmente utiliza-se óleos ou graxas. Quando recobertos por um lubrificante, os pontos de atrito das superfícies sólidas fazem com que o atrito sólido seja substituído pelo atrito fluido. Nessas condições, o desgaste entre as superfícies será bastante reduzido. FUNÇÕES DO LUBRIFICANTE a. Controle do atrito − transformando o atrito sólido em atrito fluido, evitando assim a perda de energia. b. Controle do desgaste − reduzindo ao mínimo o contato entre as superfícies, origem do desgaste. c. Controle da temperatura − absorvendo o calor gerado pelo contato das superfícies (motores, operações de corte etc.). d. Controle da corrosão − evitando que ação de ácidos destrua os metais. LUBRIFICANTE Além dessa redução do atrito, outros objetivos são alcançados com a lubrificação, se a substância lubrificante for selecionada corretamente. FUNÇÕES DO LUBRIFICANTE e. Transmissão de força −funcionando como meio hidráulico, transmitindo força com um mínimo de perda (sistemas hidráulicos, por exemplo). f. Amortecimento de choques −transferindo energia mecânica para energia fluida (como nos amortecedores dos automóveis) e amortecendo o choque dos dentes de engrenagens. g. Remoção de contaminantes − evitando a formação de borras, lacas e vernizes. h. Vedação −impedindo a saída de lubrificantes e a entrada de partículas estranhas (função das graxas), e impedindo a entrada de outros fluidos ou gases (função dos óleos nos cilindros de motores ou compressores). LUBRIFICAÇÃO PELÍCULA LUBRIFICANTE Formação de película lubrificante O FLUIDO DEVE APRESENTAR: Adesividade: para aderir às superfícies e ser arrastada por elas durante o movimento. Coesividade: para que não haja rompimento da película. PROPRIEDADE DO FLUIDO: oleosidade A lubrificação pode ser classificada de acordo com a película lubrificante TOTAL LIMITE MISTA CLASSIFICAÇÃO DA LUBRIFICAÇÃO Lubrificação total ou hidrodinâmica CLASSIFICAÇÃO DA LUBRIFICAÇÃO A película lubrificante separa totalmente as superfícies, não havendo contato metálico entre elas, isto é, a película possui espessura superior à soma das alturas das rugosidades das superfícies. Serão resultantes, assim, valores de atrito baixos e desgaste insignificantes. Lubrificação total: CLASSIFICAÇÃO DA LUBRIFICAÇÃO A película contínua de lubrificante apresenta espessura variável entre 0,025 mm e 0,25 mm, e os valores do coeficiente de atrito são bastante baixos. O desgaste é insignificante. Lubrificação limite CLASSIFICAÇÃO DA LUBRIFICAÇÃO Em consequência, da geometria, aspereza da superfície, carga excessiva, baixa velocidade ou falta de lubrificante suficiente, não ocorre formação de uma película total, permitindo o contato entre as superfícies ocasionalmente. Lubrificação limite CLASSIFICAÇÃO DA LUBRIFICAÇÃO A espessura da película é mínima basicamente é a soma das espessuras da rugosidade de cada superfície, podendo ser “monomolecular” (~10 µm) LUBRIFICAÇÃO LIMITE pode ocorrer quando: Velocidade de relativa entre as superfícies é muito baixa; Pressão entre as superfícies é muito alta; Óleo utilizado para lubrificação não tem viscosidade suficiente para evitar o atrito sólido. É o caso de engrenagens submetidas a altas pressões (devido a pequena área de contato dos dentes) e quando há combinação de movimentos como de deslizamento e rotação. PRINCÍPIOS DA LUBRIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO DA LUBRIFICAÇÃO Lubrificação limite: uso de aditivos no lubrificante: Aditivos de oleosidade ou anti-desgaste: Atuam como reforçador de película, ou seja, aumentar a resistência da película ao rompimento. Aumentam a “molhabilidade” do lubrificante pela polaridade da molécula do aditivo. Óleos de origem animal ou vegetal Ação física. Aditivos de extrema pressão Condições muito severas (cargas muito elevadas) Ação química O aditivo reage ou decompõe termicamente, formando uma película sólida protetora sobre a superfície metálica, evitam assim a soldagem das partes em contato. Lubrificação mista Podem ocorrer os dois casos anteriores. CLASSIFICAÇÃO DA LUBRIFICAÇÃO Imagine um lago com 30 cm de profundidade e um esquiador aquático. Enquanto ele está parado, ele encosta com os esquis no fundo do lago (atrito de repouso). Quando puxamos o esquiador e ele ganha velocidade, aos poucos, ele começa flutuar na água e não tem mais atrito com o fundo do lago. A partir deste momento forma-se uma lubrificação total. Quando a velocidade do esquiador não é suficiente para formar a separação total, falamos de atrito misto. Isso acontece justo no momento de partida e no final de movimento. Neste momento temos uma falha de separação que pode gerar atrito e desgaste. CLASSIFICAÇÃO DA LUBRIFICAÇÃO Lubrificação mista Lubrificação mista CLASSIFICAÇÃO DA LUBRIFICAÇÃO Na partida de máquinas os componentes em movimento estão apoiados sobre as partes fixas, havendo uma película insuficiente, permitindo o contato entre as superfícies (lubrificação limite). Quando o componente móvel adquire velocidade, é produzida uma pressão (pressão hidrodinâmica), que separa totalmente as superfícies, não havendo contato entre elas (lubrificação total). Os mancais são suportes que mantêm as peças (geralmente eixos) em posição ou entre limites, permitindo seu movimento relativo. Os mancais de deslizamento possuem um espaço entre o eixo e o mancal denominado folga ou luz. As dimensões da folga são proporcionais ao diâmetro “d” do eixo (0,0006d a 0,001d) e suas funções são suportar a dilatação e a distorção das peças, bem como neutralizar possíveis erros mínimos de alinhamento. As rugosidades das superfícies metálicas oferecem resistência a rotação do eixo no mancal, causando aquecimento e desgaste se não houver a lubrificação. PRINCÍPIOS DA LUBRIFICAÇÃO LUBRIFICAÇÃO DE MANCAIS – MAIS IMPORTANTE APLICAÇÃO DA LUBRIFICAÇÃO TOTAL A folga é utilizada para introdução do lubrificante. O óleo introduzido na folga adere às superfícies dos eixo e do mancal, cobrindo-as com uma película de lubrificante. PRINCÍPIOS DA LUBRIFICAÇÃO LUBRIFICAÇÃO DE MANCAIS – MAIS IMPORTANTE APLICAÇÃO DA LUBRIFICAÇÃO TOTAL PRINCÍPIOS DA LUBRIFICAÇÃO POSIÇÕES DO EIXO EM RELAÇÃO AO MANCAL: 1) Com a máquina parada, devido à folga, o eixo toma uma posição excêntrica em relação ao mancal, apoiando-se na parte inferior. 2) Nesta posição a película lubrificante entre o eixo e o mancal é mínima, ou praticamente nenhuma. 3) Na partida da máquina, o eixo começa a girar e o óleo, aderindo à sua superfície, é arrastado, formando-se a cunha lubrificante. 4) Durante as primeiras rotações, o eixo sobe ligeiramente sobre a face do mancal, em direção contrária à da rotação, permanecendo um considerável atrito entre as partes metálicas (resistência de arranque), pois existe contato entre as superfícies (lubrificação limite). IMPORTÂNCIA NA ESCOLHA ADEQUADA DO LUBRIFICANTE se o óleo não revestir rapidamente as superfícies, o atrito e o esforço de arranque serão grandes. Entretanto, com um óleo com de viscosidade adequada essa resistência não acontece. POSIÇÕES DO EIXO EM RELAÇÃO AO MANCAL: 5) À medida que a velocidade aumenta, maior será a quantidade de óleo arrastada, formando-se uma pressão hidrodinâmica na cunha lubrificante, que tende a levantar o eixo para sua posição central, eliminando o contato metálico (lubrificação total). Ocorre uma redução no esforço para manter o eixo em movimento. LUBRIFICAÇÃO LIMITE LUBRIFICAÇÃO TOTAL IMPORTANTE: ÓLEO EM QUANTIDADE SUFICIENTE LUBRIFICANTES CLASSIFICAÇÃO Quanto ao estado físico: GASOSOS LÍQUIDOS SEMISSÓLIDOS (PASTOSOS) SÓLIDOS b) Quanto à origem: NATURAIS SINTÉTICOS LUBRIFICANTES GASOSOS Os lubrificantes gasosos são usados em casos especiais, como em locais onde não são possíveis as aplicações dos lubrificantes convencionais. Exemplo podemos citar bolsas de ar, para obter atrito excepcionalmente baixo e reduzir o calor da interface. Podemos citar alguns deles, como o ar, nitrogênio e os gases halogenados. Este tipo de lubrificação apresenta problemas devido às elevadas pressões requeridas para manter o lubrificante entre as superfícies além de problemas de vedação. LUBRIFICANTES LÍQUIDOS As substâncias líquidas são as preferidas como lubrificantes, porque podem penetrar facilmente nas partes móveis pela ação hidráulica, mantendo-as separadas e agindo ainda como fluidos resfriadores. Podem ser subdivididos em: ÓLEOS MINEIRAIS ÓLEOS GRAXOS (VEGETAIS OU ANIMAIS) ÓLEOS SINTÉTICOS Outra subdivisão: óleos minerais puros, óleos graxos, óleos compostos, óleos aditivados e óleos sintéticos. Os óleos graxos podem ser de origem animal ou vegetal. Primeiros lubrificantes a serem utilizados, sendo mais tarde substituídos pelos óleos minerais. A substituição se deu devido à sua instabilidade química, principalmente em altas temperaturas, o que provoca a formação de ácidos e vernizes, e pequena resistência a oxidação (tornam-se rançosos facilmente). Evolução das máquinas e nas necessidades de desempenho. LUBRIFICANTES LÍQUIDOS – óleos graxos São principalmente utilizados em misturas de óleos compostos. A porcentagem de óleo graxo é pequena (até 30%), variando de acordo com a finalidade do óleo. Os óleos graxos conferem aos óleos minerais propriedades de emulsibilidade, oleosidade e extrema pressão. LUBRIFICANTES LÍQUIDOS – óleos graxos Óleos vegetais: Óleo rícino (extraído da semente de mamona); Óleo de coco; Óleo de oliva; Óleo de dendê; Óleos animais: Óleo de baleia Óleo de mocotó; Óleo de peixe; São pouco usados pois oxidam facilmente. LUBRIFICANTES LÍQUIDOS – óleos graxos LUBRIFICANTES LÍQUIDOS – óleos minerais Os óleos minerais são provenientes da destilação e refinação do petróleo. Apresentam as propriedades relacionadas da onde provêm. PETRÓLEO - Composição química É constituído quase inteiramente por carbono (C) e hidrogênio (H) em várias combinações químicas (hidrocarbonetos). São encontrados também pequenas quantidades de vários outros elementos, como o enxofre, oxigênio, sódio, ferro, nitrogênio,entre outros (geralmente considerados como impurezas). Certas características físico-químicas do petróleo, como fluidez, cor e odor, podem variar em função de sua composição e do local extraído. Dependendo dos tipos de hidrocarbonetos predominantes em sua composição, o petróleo pode ser classificado em: base parafínica base naftênica base mista PETRÓLEO DE BASE PARAFÍNICA Constituído principalmente por hidrocarbonetos parafínicos: hidrocarbonetos saturados, desde o metano (CH4) até a parafina (C35H72). Petróleos da Pensilvânia Petróleo do Recôncavo Baiano PETRÓLEO DE BASE PARAFÍNICA Este tipo de petróleo produz derivados com as seguintes propriedades: • Gasolina de baixa octanagem. • Querosene de alta qualidade. • Óleo diesel com boas características de combustão. • Óleos lubrificantes de alto índice de viscosidade, elevada estabilidade química e alto ponto de fluidez. • Resíduos de refinação com elevada percentagem de parafina. PETRÓLEO DE BASE NAFTÊNICA Constituído principalmente por hidrocarbonetos cicloparafínicos ou naftênicos Petróleos de Cáucaso PETRÓLEO DE BASE NAFTÊNICA Este tipo de petróleo produz derivados com as seguintes propriedades: • Gasolina de alta octanagem. • Óleos lubrificantes de baixo ponto de fluidez, baixo índice de viscosidade e baixo resíduo de carbono. PETRÓLEO DE BASE MISTA Quando possuem misturas de hidrocarbonetos parafínicos, naftênicos e aromáticos, com propriedades intermediárias, de acordo com maior ou menor percentagem de hidrocarbonetos parafínicos e naftênicos. Petróleo do Irã Petróleo da Romênia Compostos aromáticos PETRÓLEO - LUBRIFICANTES Dependendo da origem os óleos lubrificantes são classificados em: 1) ÓLEOS parafínicOS 2) ÓLEOS naftênicOS ÓLEOS PARAFÍNICOS: Alto ponto de fluidez Alto índice de viscosidade Boa resistência a oxidação Menor oleosidade Menor resíduo de carbono ÓLEOS NAFTÊNICOS: Baixo ponto de fluidez Baixo índice de viscosidade Menor resistência a oxidação Maior oleosidade Maior resíduo de carbono REFINO DO PETRÓLEO OLÉOS BÁSICOS Os óleos básicos são a matéria-prima principal para a produção dos diversos tipos de lubrificantes. Formulação de Óleos Lubrificantes Os óleos básicos são utilizados na preparação de óleos lubrificantes através de misturas entre si e/ou com aditivos. LUBRIFICANTES LÍQUIDOS – óleos SINTÉTICOS São produzidos em laboratório; Há um maior controle em sua fabricação; Permite a obtenção de vários tipos de cadeia molecular, com diferenças características físico-químicas. Produtos mais puros. Não são derivados do petróleo. Matéria Prima: produtos provenientes da indústria petroquímica. Custo mais elevados. 54 LUBRIFICANTES LÍQUIDOS – óleos SINTÉTICOS São óleos que suportam altas condições de cargas e temperaturas, mantendo estáveis suas características; Usados em temperaturas que variam desde valores abaixo de zero grau centígrado até 400 ⁰C; não formam resinas e não afetam compostos de borracha natural ou sintética. Não se decompõem em temperaturas elevadas; Baixo risco de combustão; LUBRIFICANTES LÍQUIDOS – óleos SINTÉTICOS Hidrocarbonetos sintéticos Entre os hidrocarbonetos sintéticos destacam-se hoje com maior importancia de um lado os polialfaoleofinas (PAO) e os óleos hidrocraqueados. Estes óleos são fabricados a partir de óleos minerais, porém levam um processo de sintetização, o qual elimina os radicais livres e impurezas, deixando-os assim mais estável a oxidação. Também consegue-se através desde processo um comportamento excelente em relação a viscosidade-temperatura. Estes hidrocarbonetos ¨semi-sintéticos¨ atingem IV (Inices de Viscosidade) até 150. Poliolésteres Para a fabricação de lubrificantes especiais, fluidos de freios, óleos hidraúlicos e fluidos de corte os poli-alquileno-glicois, miscível ou não miscível em água tem hoje cada vez mais importancia. LUBRIFICANTES LÍQUIDOS – óleos SINTÉTICOS Diésteres São ligações entre ácidos e alcóois através da perda de água. Certos grupos formam óleos de ester que são usados para a lubrificação e, também, fabricação de graxas lubrificantes.Os diésteres estão hoje aplicados em grande escala em todas as turbinas da aviação civil por resistir melhor a altas e baixas temperaturas e rotações elevadíssimas. Dos óleos sintéticos eles tem o maior consumo mundial. Óleos de silicone Os silicones destacam-se pela altíssima resistência contra temperaturas baixas,altas e envelhecimento, como também pelo seu comportamento favorável quanto ao índice de viscosidade.Para a produção de lubrificantes destacam-se os Fenil-polisiloxanes e Methil-polisiloxanes.Grande importância tem os Fluorsilicones na elaboração de lubrificantes resistentes a influência de produtos químicos,tais como solventes, ácidos etc. Poliésteres Perfluorados Óleos de fluor- e fluorclorocarbonos tem uma estabilidade extraordinária contra influência química. Eles são quimicamente inertes, pórem em temperaturas acima de 260°C eles tendem a craquear e liberar vapores toxicos. LUBRIFICANTES LÍQUIDOS – óleos SEMI - SINTÉTICOS Os óleos semi-sintéticos ou de base sintética, empregam mistura em proporções variáveis de básicos minerais e sintéticos, buscando reunir as melhores propriedades de cada tipo, associando a otimização de custo, uma vez que as matérias-primas sintéticas possuem custo muito elevado. LUBRIFICANTES SEMI-SÓLIDO OU GRAXAS Uma graxa lubrificante pode ser definida como um material semi-sólido, constituindo de um agente espessante (sabão metálico) disperso num lubrificante líquido (óleo). O lubrificante líquido, que em geral compõe 70 a 95% em peso da graxa acabada, proporciona a lubrificação propriamente dita. O espessante oferece uma consistência semelhante ao gel para manter o lubrificante líquido no lugar. O óleo fica preso numa trama de fibras de sabão que se assemelha aos pelos de uma escova pela ação de forças de atração. LUBRIFICANTES SEMI-SÓLIDO OU GRAXAS A utilização de graxas ocorre em lugar dos óleos: Aplicações onde ocorreria um vazamento de óleo apresentando alta afinidade com as superfícies sólidas. Necessidade de vedação natural da graxa, atmosferas corrosivas e úmidas Necessidade de espessura extra da película da graxa. Em geral, quase todas as graxas amolecem em serviço, porém recuperam sua consistência original quando deixadas em repouso. LUBRIFICANTES SEMI-SÓLIDO OU GRAXAS Em um veículo existem muitos pontos a serem lubrificados que, por condições operacionais ou construtivas, não podem ser lubrificados por um óleo lubrificante. Exemplo: Mancais das rodas; Articulações da suspensão; Necessitam de um lubrificante que permaneça por longos períodos sem necessidade de relubrificação, devido às dificuldades operacionais de desmontagem destes pontos e que evite o atrito e o desgaste destas peças. LUBRIFICANTES SEMI SÓLIDO OU GRAXAS Fabricação por dois processos: O sabão, já pronto, é dispersado a quente no óleo apropriado. LUBRIFICANTES SEMI SÓLIDO OU GRAXAS Fabricação por dois processos: 2) O sabão é preparado, a quente ou a frio, na presença do óleo lubrificante. Nesse processo as gorduras são previamente fundidas e misturadas com a parte do óleo lubrificante e junta-se, em seguida, o álcali adequado para neutralização do ácido graxo, obtendo-se a saponificação. Posteriormente, mistura-se o restante do óleo para se obter a consistência desejada. LUBRIFICANTES SEMI SÓLIDO OU GRAXAS COMPONENTES: LUBRIFICANTE LÍQUIDO: Pode-se utilizar óleos minerais ou sintéticos. A escolha dependerá da aplicação a ser dada à graxa (viscosidade, temperatura de trabalho, velocidade, cargas suportadas pelas graxas). Óleos sintéticos: pode-se obter graxas para temperaturas muito baixas (-30oC a -60oC) ou temperaturas muito altas (120oC a 150oC). LUBRIFICANTES SEMI SÓLIDO OU GRAXAS COMPONENTES: 2) AGENTE ESPESSANTE: Existe uma grande variedade de espessantes, dentre os quais, destacam-se sabões metálicos, argilas tratadas, polímeros de uréia e outros, sendo que cerca de 90% dos casos os espessantes empregados são sabões metálicos (éster metálico de um ácido graxo). Também atua como lubrificante, e a formação da película lubrificante se dá pela polaridade da molécula. As graxas são diferenciadas quanto à natureza do espessante. TIPOS DE GRAXAS Quanto à natureza do sabão metálico, as graxas classificam-se da seguinte forma: • Graxas à base de sabão de Cálcio – bastante aderentes, são indicadas para uso em peças que trabalham em contato com água. Não são indicadas para utilização em temperaturas superiores a 800C. • Graxas à base de sabão de Sódio – recomendadas para mancais planos e rolamentos que trabalham a altas velocidades e temperaturas elevadas (até 1200C) e, ocasionalmente, em engrenagens. É desaconselhável o seu uso em presença de umidade, pois o sabão é solúvel em água. • Graxas à base de sabão de Alumínio – são indicadas para uso onde o principal requisito seja a característica de aderência da graxa, proporcionando boa proteção contra a ferrugem e resistência à lavagem por água. Não resiste a temperaturas elevadas. • Graxas à base de sabão de Lítio – são bastante aderentes e relativamente insolúveis em água, substituindo, em aplicações convencionais, muito bem as graxas de Cálcio e Sódio, sendo, portanto, de aplicações múltiplas. Possuem grande estabilidade mecânica e alto ponto de gota, sendo de fácil aplicação por meio de pistolas e sistemas centralizados de lubrificação. TIPOS DE GRAXAS • Graxas à base de sabão Complexo – sabão complexo é aquele, em que a fibra do sabão é formada pela cocristalização de um sabão normal (Cálcio, Sódio, Alumínio ou Lítio) e um agente complexo, como: ácido acético, lático, etc. Esse tipo de graxa apresenta como característica principal um elevado ponto de gota. Graxas espessadas sem sabão – são as que utilizam espessantes químicos inorgânicos ou orgânicos dispersos no óleo. Esses tipos de espessantes não são feitos com álcali metálico como os usados nas graxas espessadas com sabão. Exemplos: poliuréia e argila orgânica. São utilizadas visando o aproveitamento de suas características especiais como descrito adiante. TIPOS DE GRAXAS TIPOS DE GRAXAS TIPOS DE GRAXAS LUBRIFICANTES SEMI SÓLIDO OU GRAXAS ADITIVOS São compostos químicos que adicionados ao produto reforçam algumas de suas qualidades ou lhe cedem novas ou ainda eliminam as propriedades indesejáveis. Os mais usuais são: inibidores de oxidação, inibidores de corrosão, agentes de oleosidade, lubrificantes sólidos (grafite, bissulfeto de molibdênio, mica e amianto pulverizado), agentes modificadores da estrutura, agentes de extrema pressão, agentes de adesividade. A finalidade é substituir a película fluída por uma película sólida, principalmente em casos de lubrificação limite. São usados para trabalho em altas temperaturas. Podem ser misturados com lubrificantes líquidos ou pastosos (graxas) para melhorar sua resistência ao calor gerado pelo atrito entre superfícies. Os mais utilizados são: grafite coloidal, bissulfeto de molibdênio e teflon LUBRIFICANTES SÓLIDOS A principal vantagem dos lubrificantes grafitados é sua capacidade de formar filmes sobre as superfícies metálicas proporcionando assim baixos coeficientes de atrito. Nas temperaturas ordinárias, o grafite não é atacado por ácidos, álcalis e halogênios em geral: não se combina com o oxigênio até que prevaleçam temperaturas de ordem de 593ºC LUBRIFICANTES SÓLIDOS - GRAFITE é usado em pó ou misturado com graxas ou óleos ou como dispersão em água. Resiste a pressões extremas. A eficácia como lubrificante aumenta com a pressão desenvolvida, assegurando a lubrificação em pressões superiores a 28.000 kg/cm² (muito acima do limite elástico de qualquer metal). Apresenta coeficientes de atrito menores do que o grafite, a temperaturas inferiores a 900ºC. LUBRIFICANTES SÓLIDOS – BISSULFETO DE MOLIBDÊNIO O “teflon” pode ser utilizado como lubrificante, apresentando baixo coeficiente de atrito. Resiste a quase todos os agentes químicos e apresenta excelente resistência a oxidação. Pode ser incorporado em forma de pó ao metal sinterizado para formar superfícies de mancais. Vantagens: aumento a vida útil das peças, diminuição do custo de manutenção, facilita a limpeza, permite uma lubrificação mais eficiente, mais prolongada e de melhor qualidade LUBRIFICANTES SÓLIDOS – TEFLON LISTA DE EXERCÍCIO AULA 01 DEFINA LUBRIFICAÇÃO. EXPLIQUE O ATRITO SÓLIDO E O ATRITO FLUIDO. QUAL A PRINCIPAL FUNÇÃO DOS LUBRIFICANTES E QUAIS AS OUTRAS FUNÇÕES QUE ELE PODE DESEMPENHAR? QUAL A PROPRIEDADE QUE UM FLUIDO DEVE APRESENTAR PARA FORMAÇÃO DA PELÍCULA LUBRIFICANTE? CONSIDERANDO A PELÍCULA, COMO PODEMOS CLASSIFICAR A LUBRIFICAÇÃO? EXPLIQUE EM QUE SITUAÇÕES OCORRE A FORMAÇÃO DA LUBRIFICAÇÃO LIMITE. QUAIS OS ADITIVOS QUE PODEM SER UTILIZADOS NO CASO DA LUBRIFICAÇÃO LIMITES? EXPLIQUE A LUBRIFICAÇÃO MISTA. UTILIZANDO A LUBRIFICAÇÃO DE MANCAIS EXPLIQUE A IMPORTÂNCIA DA ESCOLHA ADEQUADA DO LUBRIFICANTE. COMO OS LUBRIFICANTES PODEM SER CLASSIFICADOS? QUAL O PRIMEIRO TIPO DE LUBRIFICANTE UTILIZADO E POR QUE ELE DEIXOU DE SER UTILIZADO? DIFERENCIE LUBRIFICANTES SINTÉTICOS, SEMI-SINTÉTICOS E MINERAIS. QUAIS AS VANTAGENS DO USO DOS LUBRIFICANTES SINTÉTICOS? Quais os componentes da graxa? Explique o papel de cada um deles. Em que situações utiliza-se graxas ao invés dos lubrificantes líquidos? Em que situações utiliza-se os lubrificantes sólidos?
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