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6/22/2020 1 © Copyright Noria Corporation Vale Carajás – Ao Vivo e On Line Lubrificador Prático Confiável De 22/06 a 01/07/2020 4 horas diárias –8 manhãs - Total 32 horas aula © Copyright Noria Corporation Conheça seu instrutor Marcello Attilio Gracia, MSc. • Mestre em Engenharia pela EPUSP 2005 – Tese em Tribologia (Análise de óleo x vibrações) • Certificações Internacionais em Lubrificação pelo ICML: MLE, MLT II, MLA III, LLA II • Engenheiro Mecânico com 32 anos de experiência em lubrificantes, lubrificação industrial, filtragem de fluidos e análises de óleo preditivas. • Experiência técnica em empresas petroleiras e serviços de campo • Ministração de diversos treinamentos técnicos • Desenvolvimento e implantação de trabalhos de engenharia de lubrificação com abordagem consultiva, focados em aumentar a disponibilidade e a confiabilidade de componentes rotativos das plantas. • Prof. Pós Graduação da UNIFIEO – Osasco; • Como Consultor Técnico dos serviços Noria: • Ministra treinamentos, realiza consultorias de melhorias de lubrificação e desenha programas de monitoramento por análise de óleo, todos eles focados em aumento de confiabilidade e redução de custos operacionais • Treina e capacita profissionais para qualificação e certificação industrial (cerca de 1000 profissionais por ano, nos últimos 8 anos). • Especialista na Metodologia RCM-R®, certificado como Yellow Belt 1 2 6/22/2020 2 © Copyright Noria Corporation Política para Aparelhos de Recepção Móveis • Deixe seus celulares e rádios desligados ou no modo vibração; • Não fale ao telefone durante o período de aula; • Se você precisar sair da sala durante o curso, seja o mais silencioso possível. Agradecemos pela sua Colaboração! A Noria respeitosamente pede que câmeras digitais ou de vídeo não sejam usadas para gravar nenhuma parte da apresentação sem específica autorização prévia de um representante da Noria Corporation/Confialub. PROPRIEDADE DA NORIA CORPORATION / CONFIALUB Noria – A Primeira Máquina a Ser Lubrificada 3 4 6/22/2020 3 © Copyright Noria Corporation Noria Corporation • Serviços de Consultoria • Educação e Treinamento • Revistas e Newsletters • Conferencias • Recursos Online • Neutralidade em Vendas Empresa Líder Mundial em Educação e Consultoria sobre Lubrificação e Análises de Óleo de Equipamentos. © Copyright Noria Corporation Noria Corporation Serviços de Consultoria • Desenvolvimento de Programas de Lubrificação; • Investigação de Falhas; • Estudos de Caso. 5 6 6/22/2020 4 © Copyright Noria Corporation Desenvolvimento Profissional Treinamentos Abrangentes • Lubrificação de Máquinas I & II • Análises de Óleo I, II & III • Fundamentos de Lubrificação de Máquinas (Online) • Lubrificação Industrial – Fundamentos; • Opções de Treinamentos Personalizados © Copyright Noria Corporation Alguns Clientes – Brasil 7 8 http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://cdn.mundodastribos.com/wp-admin/uploads/2011/02/trabalhe-conosco-CSN.jpg&imgrefurl=http://www.mundodastribos.com/trabalhe-conosco-csn.html&usg=__B4C8QmQPFdrS_w3fsPkOK61MRnE=&h=260&w=296&sz=11&hl=pt-BR&start=8&zoom=1&tbnid=HhclMFVVP3pQCM:&tbnh=102&tbnw=116&ei=M1HSUPCZIs7G0AG_z4GYAQ&prev=/search?q=csn&num=10&hl=pt-BR&tbo=d&biw=1366&bih=611&site=imghp&tbm=isch&itbs=1 http://www.bunge.com.br/home/default.asp 6/22/2020 5 © Copyright Noria Corporation Diagnósticos da Lubrificação Desenho e procedimentação de Blindagens e Melhorias Desenhos de Salas de Lubrificação e Laboratórios de Campo Projetos Especiais Treinamentos Abertos e In Company Apresentação da CONFIALUB PROPRIEDADE DA NORIA CORPORATION / CONFIALUB Ferramenta de Diagnóstico 9 10 6/22/2020 6 As 6 Etapas do Processo de Lubrificação Processo de Lubrificação Seleção do Lubrificantes Recepção e ArmazenamentoManuseio e AplicaçãoControle de Contaminação Análise de Lubrificantes Descarte Ecológico .. PROPRIEDADE DA NORIA CORPORATION / CONFIALUB Um Diagnóstico Inicial é o Primeiro Passo 1221 Ref: DT Grau de Maturidade Cada um dos quarenta elementos é apresentado na mandala Ascend através um código colorido baseado no grau de maturidade, que compara o atual estado do elemento com a melhor prática. <30% Implementação Deficiente 31%-90% Implementação Básica 91%-100% Implementado O Gráfico Ascend é composto por três anéis de gerenciamento: ✓ Plataforma - O anel externo é considerado como base estrutural do programa e contém elementos cruciais, com prioridade na implementação; ✓ Gerenciamento e Administração do Programa - O anel intermediário contém elementos que permitem a gestão dos processos, das pessoas, dos recursos, da programação e monitoramento das tarefas de lubrificação. Estes elementos contemplam as atividades do dia a dia e se baseiam nos elementos da Plataforma; ✓ Indicadores de Desempenho (KPIs) - O anel interno contém elementos que avaliam o desempenho em cada um dos estágios do processo de lubrificação, mantêm os objetivos do programa, identificam os desvios e estabelecem recompensas. 11 12 6/22/2020 7 PROPRIEDADE DA NORIA CORPORATION / CONFIALUB Gráfico ASCEND™ e PIN © Copyright Noria Corporation International Council for Machinery Lubrication (ICML) www.lubecouncil.org +1 (918) 259-2950 info@lubecouncil.org • Certificações o Analista de Lubrificantes de Máquinas, Níveis I, II & III o Técnico em Lubrificação de Máquinas, Níveis I & II o Analista de Laboratório de Lubrificantes, Níveis I, II & III • Prêmio Augustus H. Gill (excelência na aplicação de análise de óleos no monitoramento das condições das maquinas e dos lubrificantes) • Prêmio John R. Battle (excelência na utilização de lubrificação de máquinas) • Desenvolvimento Curricular • Suporte para desenvolvimento de normas 13 14 6/22/2020 8 © Copyright Noria Corporation International Council for Machinery Lubrication (ICML) • Certificação de nível de engenharia visando a confiabilidade e os profissionais de gestão de ativos com forte ênfase em lubrificação e análise de lubrificantes • Certifica o conhecimento, a compreensão e as habilidades de um indivíduo para fornecer suporte geral de engenharia a um programa de lubrificação do usuário em uma planta industrial típica © Copyright Noria Corporation Agora a Empresa pode ser Certificada na Norma ICML 55.1 15 16 6/22/2020 9 PROPRIEDADE DA NORIA CORPORATION / CONFIALUB Combinados e Desenvolvimento da Semana Informação DETALHAMENTO Horários: Todos os dias 08:00 as 12:00 hs Abertura da Sala no TEAMS as 07:45 hs Intervalo 09:45hs as 10:00 hs Ultimo dia, 01/07/20 Avaliação de conteúdo – On Line, 50 testes, 1 hora OUTRAS DICAS: ✓ PARTICIPAÇÃO DE TODOS SERÁ MUITO INCENTIVADA ✓ Microfones fechados, mas a câmera obrigatoriamente aberta o tempo todo, se a conexão permitir ✓ Ir preenchendo o projeto a cada módulo ✓ Ao final de cada módulo, perguntas discursivas com respostas. Sugerimos ler-las e praticar-las. ✓ Teste de conhecimento final, ultimo dia 01/07 as 11:00 hs, On Line. Será enviado um link. PROPRIEDADE DA NORIA CORPORATION / CONFIALUB DIA ASSUNTO 1. Dia, 22/06/20 Inicio ao Fim do Módulo II 2. Dia, 23/06/20 Fim do Módulo IV 3. Dia 24/06/20 Fim do Módulo VI 4. Dia 25/06/20 Fim do Módulo VIII 5.o Dia, 26/06/20 Fim do Módulo X Metas Diárias Sugestão: Duvidas rápidas, pertinentes ao tema, liberadas Duvidas mais complexas, ao final dos módulos módulos DIA ASSUNTO 6. Dia, 29/06/20 Fim do Módulo XII 7. Dia, 30/06/20 Fim do Módulo XIV 8 Dia 01/07/20 Fim do Módulo XV, revisão 8. Dia 01/07/20 11:00 hs: Avaliação de conteúdo individual e sem consulta, câmeras abertas – On Line 17 18 6/22/2020 10 PROPRIEDADE DA NORIA CORPORATION / CONFIALUB Desafios do Dia a Dia Quais são os principais desafios da sua área de trabalho que podem ser resolvidos ou mitigados através de Boas Práticas de Lubrificação Focada em Confiabilidade? NOMES(GRUPO): CARGOS: DATA: Qual foi o principal aprendizado que este capítulo trouxe para você? Como os assuntos deste capítulo podem te apoiar nos desafios? Outras Observações Desafio 1 Desafio 2 Desafio 3 Desafio 1 Desafio 2 Desafio 3 Quais são os principais desafios da sua área de trabalho que podem ser resolvidos ou mitigados através de Boas Práticas de Lubrificação Focada em Confiabilidade? DESENVOLVER DURANTE O CURSO Desafio 1 Desafio 2 Desafio 3 Módulo I – Lubrificação Especializada Módulo II – Tipos de Máquinas e Trabalhos que Realizam © Copyright Noria Corporation Apresentação dos Participantes Ou Apelido Formação e Cargo Experiência em Lubrificantes e LubrificaçãoNome 19 20 6/22/2020 11 Boas Vindas ao Curso Lubrificador Prático Confiável Concentração Atenção e Participação de Todos Nossos Combinados 02049 Resumo do Curso • Lubrificação Especializada • Tipos de Máquinas • Introdução a Lubrificação • Contaminação • Controle da Contaminação • Armazenamento e Manuseio • Gestão de Inventário • Procedimentos da Sala de Lubrificação • Modificações de Equips. • Aplicação dos lubrificantes • Inspeções em campo • Amostragem/Laudos • Rotinas • Segurança REF: Noria 21 22 6/22/2020 12 Módulo I -Lubrificação Especializada............................................................................................ .....24 Módulo II - Tipos de Máquinas e o Trabalho que Realizam.............................................................30 Módulo III -Introdução à Lubrificação.................................................................................................58 Módulo IV – Falha do Lubrificante............................................................................................... .....107 Módulo V – Contaminação......................................................................................................... .......115 Módulo VI – Controle de Contaminação..........................................................................................144 Módulo VII – Armazenamento e Manuseio.....................................................................................165 Módulo VIII – Práticas de Almoxarifado/Recebimento.................................................................181 Módulo IX – Procedimentos de Sala de Lubrificação....................................................................191 Módulo X – Modificações e Blindagem de Equipamentos...........................................................201 Módulo XI – Aplicação dos Lubrificantes........................................................................................215 Módulo XII – Inspeções e Ensaios de Campo.................................................................................250 Módulo XIII – Noções de Amostragem e Análise de óleo.............................................................274 Módulo XIV – Rotas e Lubrificação Programada...........................................................................306 Módulo XV – Procedimentos para Segurança /Vazamentos/Descarte......................................316 Índice I.Lubrificação Especializada 23 24 6/22/2020 13 Como você definiria excelência na lubrificação? Desafio para a Classe Influência da Tribologia na Confiabilidade das Máquinas e na Economia Nacional. Confiabilidade da Máquina e Economia Nacional “Seis a sete por cento do PIB (US$795 bilhões*) são necessários somente para o reparo de danos causados por desgaste mecânico.” Professor Ernest Rabinowicz (MIT) Baseado no PIB de 2005 dos EUA Perda de Utilidade Obsolescência (15%) Degradação da Superfície (70%) Corrosão (20%) Desgaste Mecânico (50%) Abrasão Fadiga Adesão Acidentes (15%) 25 26 6/22/2020 14 O Que É Excelência em Lubrificação? • Coloque Óleo… – Limpo – Frio – Seco • Use os certos… – Lubrificante – Quantidade – Ponto – Frequência • Faça… – Conscientemente Por que a excelência em lubrificação é bem-vinda? O que pode fazer por você? • É um dos pilares da confiabilidade das máquinas; • Contribui significativamente para a vida útil das máquinas e confiabilidade; • Contribui para a produtividade da planta industrial / máquinas; • Contribui como ponto de partida tanto para plantas industriais quanto para frotas de equipamentos móveis. Significado de Qualificação: Adjetivo: Ter ou mostrar o conhecimento, habilidade ou treinamento para realizar bem uma determinada atividade ou tarefa. • Experiente • Treinado • Qualificado • Perito • Prático • Competente Trabalho Qualificado Exige habilidades especiais ou treinamentos. Impactos da Qualificação de Tarefas Como a falta de colaboradores qualificados afeta a organização? • Tempo de paradas não programadas • Quedas na produção • Aumento dos Reparos • Em última análise impactando o negócio. Uma equipe pode conseguir Excelência na Lubrificação sem educação, sem treinamento? 27 28 6/22/2020 15 Impactos da Qualificação de Tarefas • Receba e inspecione lubrificantes novos • Rotule e identifique contenedores de lubricantes, embalagens e máquinas • Controle o inventário • Proteja a integridade dos lubricantes • Transporte e aplicação de lubricantes e produtos • Realize inspeções de campo • Exclua e remove contaminantes • Amostre lubrificantes • Segurança, Resposta a Vazamentos e Derramamentos, Descarte de materiais perigosos • Modificações na configuração de máquinas • Comunicação, observação e atividades II.Tipos de Máquinas e o Trabalho que Realizam 29 30 6/22/2020 16 © Copyright Noria Corporation Todos esses Componentes Necessitam de Lubrificação 05412 EngrenagensCilindros Elementos Rolantes Mancais Planos Cabos de Aço Acoplamentos Flexíveis Barramentos REF: LubCoach 2011 Correntes Sistemas Hidráulicos Motores Elétricos Compressores Turbinas a)Máquinas que geram energia mecânica de outras fontes de energia Motores Elétricos | Turbinas | Motores a Combustão 31 32 6/22/2020 17 Motores Elétricos © Copyright Noria Corporation Turbinas 33 34 6/22/2020 18 © Copyright Noria Corporation Turbinas Rotação do Eixo Rotação das lâminas da turbina Fonte Aplicações Geradores de energia elétrica Compressores Bombas Sopradores Propulsores Fontes de Energia Hidráulica - Converte energia da água em movimento de rotação do eixo Vapor - A energia térmica extraída do vapor pressurizado é convertida em rotação mecânica do eixo Gás – A combinação entre ar comprimido e energia sob a forma de gás (combustível) gera ignição e consequentemente a rotação do eixo Eólica – Converte energia do ar em movimento de rotação do eixo Componentes Lubrificados • Rolamentos • Sistema de controle eletrohidráulico (EHC) • Selo de hidrogênio (em alguns casos) • Engrenagens (em alguns casos) Tipos • Hidráulica • Eletrohidráulica (EHC) • Gás • Eólica © Copyright Noria Corporation Turbinas – Exemplos Turbo Gerador a Vapor 35 36 6/22/2020 19 Motores a Combustão By Zephyris (Own work) [CC-BY-SA-3.0 © Copyright Noria Corporation Caminho do Fluxo de Óleo Através do Motor a Gasolina Objetivos • Resfriar • Reduzir Desgaste • Suprimir Espuma • Transportar contaminantes • Prevenir corrosão • Mitigar vazamentos • Controle de depositos • Controle da emissão dos escapamentos (volatilidade) • Redução do consumo de combustívelPonto para reposição de óleo Rolamento de árvore de cames Rolamento da haste de conexão do virabrequim Rolamento final cilindro Cárter de Óleo Filtro de oleoFiltro de reservatório Galeria principal de óleo Bomba de óleo força óleo sob pressão para filtro, rolamentos principais e demais peças Furações Virabrequim Abastecimento para Rolamento Principal Came ExcêntricoCilindro Linha de Pressão Válvula Balancim • Selante (inibe vazamento de gases da câmara de combustão) 37 38 6/22/2020 20 b)Máquinas que Transferem ou Convertem Energia Mecânica Mancais (Rolamentos & Planos) |Engrenagens & Redutores | Hidráulicos | Compressores | Acoplamentos,Guias, Correntes e Cabos © Copyright Noria Corporation Elementos Rolantes – Classificação de Rolamentos Pista Interna Conjunto de rolos separados por uma gaiola Pista Externa Às vezes, um par de vedações ou proteções Tipo de Rolo Tipo de Esfera Esferas Agulha Cilindrico Autocompensador Cônico 39 40 6/22/2020 21 Vista Explodida do Rolamento Autocompensador de Rolos REF: Timken Vista explodida de um mancal com rolamento autocompensador de rolos Timken, com furo cônico, que mostra os rolos, bucha de fixação, contraporca e arruela, anel de estabilização e juntas triplas de labirinto. Reentrâncias na caixa e na base, indicando bico graxeiro e dreno são mostradas.Rolamento de Rolos Esféricos. Arruela de Pressão Base & Caixa Combinadas Contraporca Anel de Vedação Anel de Vedação Anel Cônico Kit de Fixação Exemplos de Aplicações de Rolamentos 41 42 6/22/2020 22 © Copyright Noria Corporation Mancais Planos e Rolamentos Axiais Thrust Bearing Design Componentes de Mancais Planos Comuns Entrada de Óleo Pista de Rolamento Divisória (alguns) Caixa Folga Bucha Carregamento Axial Camada suporte de aço Camada de revestimento de Cobre, Chumbo e Latão Camada de barreira, Níquel Camada de sobreposição, Chumbo e latão Posição de guia e ranhura Desenho de Rolamento Axial 04513 Helicoidal Sem Fim Dentes Retos Espinha de Peixe De acordo com a geometria dos dentes e do eixo: • Eixos não intersectados, não cruzados paralelos – Dentes Retos, helicoidal e Espinha de Peixe; • Intersecção de Eixos em qualquer ângulo – Engrenagens conicas (dentes retos e espiral); • Sem Intersecção de Eixos em qualquer ângulo – Engrenagens sem fim e hipoidais. Funções • Transferir energia para um ângulo diferente • Aumentar ou diminuir a velocidade • Aumento de torque ou eficiência mecânica Engrenagem Hipoidal Classificação de Engrenagens Engrenagens 43 44 6/22/2020 23 Engrenagens e Redutores Sistemas Hidraulicos 04514 Cilindros • Converte energia hidráulica em energia mecânica linear • produz movimentos laterais Válvulas • Controle direcional da vazão – fluxo • Regulagem da pressão e vazão Bombas • Converte energia mecânica em energia hidraulica • Fornece ao sistema fluido pressurizado Motores • Converte energia hidráulica em energia mecânica rotacional • Executa trabalhos eficientes Filtro • Remove partiículas sólidas • Absorve Água (Alguns Tipos) Reservatório • Armazena o fluido • Permite assentamento e separação de contaminantes • Permite purga e drenagem de contaminantes • Dissipação de calor • Liberação de ar Força no Vaso Fechado 10 cm2 X 5Kg/cm2=50Kg Lei de Pascal: "Quando a pressão é exercida sobre qualquer parte de um fluido dentro de uma câmara fechada, uma pressão igual é transmitida sem diminuir em todas as direções ao longo do fluido dentro da câmara, independentemente da sua forma ". Area: 10 cm2 Pressão do Fluido: 5 kg/cm2 Area: 1 cm2 Carga: 5 kg Princípio Hidrostático 45 46 6/22/2020 24 Sistemas Hidráulicos & Componentes Atuadores Área de Desgaste Bombas Hidráulicas - Engrenagens • Simples e robustas • Compactas • Baixa manutenção • Baratas • Boa Eficiência • Alta tolerância à contaminação • Barulhenta • Funciona entre 500 a 3.000 psi (3.500 a 21.500 kPa) • Requer aditivos anti-desgaste (AW) 47 48 6/22/2020 25 • Compactas • Custo Moderado • Boa eficiência • Silenciosa • Folgas pequenas /sensível a contaminação • Pressões Moderadas entre 1.000 e 3.000 psi (7.000 to 21.000 kPa) • Requer aditivos anti-desgaste (AW) Sucção Saída Anéis Entrada Compressão Saída Palhetas Entrada Bombas Hidráulicas - Palhetas • Design complexo • Alto custo • Boa eficiência • Barulhenta • Volume / pressão pode ser variado pelo acionamento da placa basculante • Muito sensível à contaminação • Pressões de moderadas a altas entre 3.000 e 10.000 psi (21.000 a 70.000 kPa) • Requer aditivos anti-desgaste (AW) Outlet Port Inlet Port Cylinders Tilting Pad Rotating Shaft Pistons Bombas Hidráulicas - Pistões Pistões Placa Basculante Pistões Eixo Tomada de Saída Tomada de Entrada 49 50 6/22/2020 26 © Copyright Noria Corporation Compressores de Ar Enquanto o pistão move-se para baixo, o gás é puxado para a câmara de compressão Quando o pistão se move, o gás é comprimido e então pode ser empurrado para a saída a uma pressão mais alta © Copyright Noria Corporation Gás Comprimido 03290 • Ar Afetado pelo design do compressor, pressão, temperatura de descarga e temperatura de operação • Gás Quimicamente Ativo Oxigênio, cloro, dióxido de enxofre, sulfato de hidrogênio e cloreto de hidrogênio • Gases Hidrocarbonetos Tendem a lavar o lubrificante dos cilindros e a dissolver o lubrificante reduzindo a viscosidade • Gases Quimicamente Inertes Monóxido de carbono, nitrogênio, dióxido de carbono, hélio, hidrogênio, freon e amônia Gases que podem ser comprimidos 51 52 6/22/2020 27 • Parafusos • Lóbulos • Palhetas Deslizantes Compressores de Ar – Rotativo Único Estágio Múltiplos Estágios Raspador de óleo Anéis flutuantes Válvula de entrada e saída Anel de pistãoAnel de guia Haste do Pistão Compressores de Gases - Alternativos 53 54 6/22/2020 28 • Centrífuga radial • Centrífuga de fluxo axial Compressores - Dinâmicos Diversos Correntes Cabos de Aço Guias 55 56 6/22/2020 29 © Copyright Noria Corporation Acionamentos III.Introdução à Lubrificação 57 58 6/22/2020 30 © Copyright Noria Corporation Tipos de Atrito Soldagem (desgaste) Deslizamento Estacionário Carga Atrito de Deslizamento Força que resiste ao movimento relativo entre corpos sólidos deslizantes cujas superfícies opostas estão limpas e secas. Contato de Rolamento Atrito de Rolamento Força que resiste ao movimento relativo entre dois corpos sólidos quando um ou ambos rolam sobre a superfície do outro. Atrito Fluído Força que resiste ao fluxo de líquidos e gases. Tal força se opõe à ação deslizante, uma sobre a outra, nas camadas moleculares do fluido. Movimento Livre dos Corpos Velocidade Máxima Zero VelocidadeCorpo Estacionário Camadas de Fluído Geração de desgaste A “quebra” das superfícies dentro de uma máquina devido à interação superficial tem como resultado a liberação de partículas de desgaste no sistema. Alguns tipos de desgaste: • Adesivo • Abrasão de dois corpos • Desgaste abrasivo de três corpos • Fadiga superficial Geração de calor Alguns impactos causados pelo calor excessivo: • Perda de viscosidade • Aumento da depleção de aditivos • Aumento da oxidação do óleo • Aumento do potencial para formação de verniz © Copyright Noria Corporation Funções dos Lubrificantes Note-se que, dependendo da aplicação, os lubrificantes também possuem outras funções, incluindo servir como vedação (por exemplo, contendo gases de combustão), meio de tração (acoplamentos de fluido, aperto), amortecimento de choque e controle de emissões de gases de escape. Reduz a geração de calor e o consumo de energiaControle de Atrito Reduz o desgaste mecânico e corrosivo Controle do Desgaste Protege Superfícies de Substâncias Corrosivas Controle da Corrosão Absorve e Transfere Calor Controle da Temperatura Transporta as Partículas e Outros Contaminantes até os Filtros e Separadores Controle da Contaminação Transmite Força e Movimento – Sistemas Hidráulicos Transmissão de Potência 59 60 6/22/2020 31 © Copyright Noria Corporation Lubrificação Sob Condições de Deslizamento Pressões de Contato 100 psi – 300 psi Aumento da Película Lubrificante Aumento da velocidade, resfriamentodo óleo, redução de carga Redução da Película Lubrificante Marchas intermitentes, aquecimento do óleo, aumento de carga Película de Óleo CargaCarga Rotation Película de Óleo Pivô Pivô • A película lubrificante varia entre 5-200 microns dependendo da velocidade, viscosidade e carga. Películas lubrificantes típicas estão entre 5 e 20 microns • À baixas velocidades e nas partidas e paradas, há condições de lubrificação limite (contato metal-metal). • Contaminação com partículas e umidade degradam a película lubrificante. • Exemplos de aplicações incluem mancais de deslizamento, contato pistão/camisa, contatos deslizantes de cames e contatos laterais de anéis. Mancal de Bucha Mancal Eixo Carga A cunha de óleo proporciona flutuação hidrodinâmica Mancal Basculante Radial Sapata Anel de Alinhamento Eixo Desafio: Qual é o tamanho de 1 mícron? © Copyright Noria Corporation • Elemento rolante e pista do rolamento se deformam elasticamente para aumentar área de contato. • A película lubrificante normalmente tem menos de 1 micron. Para dobrar a película lubrificante é necessário quadruplicar a viscosidade. • Pressões de contato tipicamente altas (até 500.000 psi) transformam o óleo momentaneamente em sólido na zona de carga. Carga Esfera do Mancal Óleo Mancal • Cargas altamente concentradas criam uma onda de metal à frente da zona de carga • Os contatos de rolamento podem ocorrer em mancais de elementos rolantes, engrenamento de engrenagens (zona de linha de passo), seguidor de rolos de cames e contatos de roda dentada e de corrente Lubrificação Sob Condições de Rolamento Rolo de Cames 61 62 6/22/2020 32 © Copyright Noria Corporation Viscosidade Viscosidade: Resistência do Óleo ao Escoamento e Cisalhamento Viscosidade é a propriedade física mais importante do Lubrificante. Influenciada por: • Temperatura • Água • Contaminantes • Alterações Químicas • Pressão • Cisalhamento © Copyright Noria Corporation Dois Métodos Comuns de Medição da Viscosidade Viscosidade Absoluta Viscosidade CinemáticaAlta Viscosidade Baixa Viscosidade Resistência de óleo ao fluxo e cisalhamento pela força da gravidade Viscosidade Absoluta Viscosidade Cinemática Densidade= x Alterar a densidade do óleo pode Introduzir erros na tendência de viscosidade cinemática. Nota: Ao converter entre viscosidade absoluta e cinemática usando as equações acima, a gravidade específica deve ser medida à mesma temperatura. Resistência de um óleo ao fluxo e cisalhamento (atrito interno) A viscosidade absoluta é preferida para análise de óleos usados. = Viscosidade Cinemática Viscosidade Absoluta Densidade÷ Unidade Comum Centipoise (cP) (mPa•s) Unidade Comum Centistokes (cSt) (mm2/s) 63 64 6/22/2020 33 © Copyright Noria Corporation Viscosidade - Video © Copyright Noria Corporation Graus de Viscosidade ISO (ISO 3448) Grau de Viscosidad eISO VG Viscosidade Média cSt @ 40° C Limites de Viscosidade Cinemática cSt @ 40° C 10 10 9 11 15 15 13.5 16.5 22 22 19.8 24.2 32 32 28.8 35.2 46 46 41.4 50.6 68 68 61.2 74.8 100 100 90 110 150 150 135 165 220 220 198 242 Grau de ViscosidadeI SO VG Viscosidade Média cSt @ 40° C Limites de Viscosidade Cinemática cSt @ 40° C 320 320 288 352 460 460 414 506 680 680 612 748 1000 1000 900 1100 1500 1500 1350 1650 2200 2200 1980 2420 3200 3200 2880 3520 4600 4600 4140 5060 6800 6800 6120 7480 65 66 6/22/2020 34 © Copyright Noria Corporation Classificação de Viscosidade Óleo para Motor – SAE J (1) Grau de Viscosidade SAE Viscosidade a Baixas Temperaturas (C), cP Viscosidade a Altas Temperaturas (C) Partida a frio Max. Cinemática (cSt) a 100° C Min. Cinemática (cSt) a 100° C Max. 0W 6,200 a -35 3.8 ─ 5W 6,600 a -30 3.8 ─ 10W 7,000 a -25 4.1 ─ 15W 7,000 a -20 5.6 ─ 20W 9,500 a -15 5.6 ─ 25W 13,000 a -10 9.3 ─ 16 ─ 6.1 <8.2 20 ─ 6.9 < 9.3 30 ─ 9.3 <12.5 40 ─ 12.5 <16.3 40 ─ 12.5 <16.3 50 ─ 16.3 < 21.9 60 ─ 21.9 < 26.1 (1) SAE J 300 – A Norma possui requisitos adicionais que não são descritos nesse gráfico © Copyright Noria Corporation Como os Óleos Lubrificantes são Formulados? Misturador de Óleo Fornecedores de pacotes de aditivos Refinaria Vendedores de Lubrificantes Embalado Granel Tambor Container Caminhão Óleo Base Aditivos Formulação do Óleo Mineral Sintetico Vegetal Aumenta, suprime ou adiciona propriedades ao Óleo Básico 67 68 6/22/2020 35 © Copyright Noria Corporation Óleos Base O desempenho do lubrificante depende amplamente da qualidade e propriedades do óleo básico Mineral (≈95%)* Derivado do petróleo cru. As propriedades dependem da qualidade do óleo básico e do processo de refinação. Sintético (≈4.8%)* Fluídos sintéticos produzidos pelo homem a partir de diferentes compostos químicos. Vegetal (≈0.2%)* Derivado de óleos vegetais. Processos especiais de refino dependendo do tipo de semente. * Participação de mercado aproximada © Copyright Noria Corporation A Maioria do Óleos Lubrificantes são obtidos do Petróleo (cerca de 95%) 27% 13% 22% 20% 18% 100%* GASOLINA QUREROSENE E COMBUSTÍVEL PARA AERONAVES Ó l eo Di es el e G a s o l ina ÓLEO LUBRIFICANTE E CERAS ASFALTO Óleo Mineral = Óleo de Petróleo Óleo Cru • Purificado - As impurezas são removidas • Classificado - As moléculas de óleo são agrupadas por tamanho e tipo usando destilação a vácuo e solventes. Tipicamente 5 a 7 frações (grupos de viscosidade) • A qualidade é melhorada * Varia de acordo com a qualidade do petróleo bruto e processo de refinação Refinaria O que são hidrocarbonetos? 69 70 6/22/2020 36 © Copyright Noria Corporation Exemplos de Hidrocarbonetos H HC H H CH4 (Metano) Gás Natural Moléculas Fracas Tem vida curta Moléculas Fortes Ajudam o lubrificante a ter uma vida mais longa, resistem a temperaturas mais altas (melhor resistência à oxidação) H C H H C H H C H H C H H HC H H C5H12 (Pentano) C H C C C CC H H H HH C6H6 (Benzeno) C C C C H H H H H H H H H C4H9 (Buteno) Propriedades Relevantes das Bases • Viscosidade – Resistência ao fluxo e ao cisalhamento. • Ponto de Fulgor – Temperatura em que o lubrificante libera vapores inflamáveis. • Ponto de Fluidez – Temperatura mínima em que o lubrificante ainda flui. • Resistencia a Oxidação – A medida da longevidade do lubrificante exposto a altas temperaturas. Existem diferentes métodos em laboratório para medir. Operação do botão obturador Termômetro Guia do agitador Obturador Bico de ignição Fogo Teste de Ponto de Fulgor – Vaso Fechado Oil Teste Ponto de Fluidez (-31°F)/ -35°C 71 72 6/22/2020 37 © Copyright Noria Corporation Óleo Base Sintético Lubrificantes Sintéticos são fluidos desenvolvidos pelo Homem como Plásticos Líquidos • Moléculas desenvolvidas cientificamente • As moléculas possuem estruturas idênticas • As propriedades dos fluidos são previsíveis e consistentes • Desenvolvidas por polimerização Pequenas moléculas quimicamente combinadas …para formar grandes moléculas (síntese) Etileno Polialfaolefina Desafio: Você conhece algum plástico que use o prefixo “Poli”? Propriedades Globais dos Sintéticos • Moléculas mais resistentes a altas temperaturas. Vida mais longa ao lubrificante. • O lubrificante permanece fluido a temperaturas mais baixas. • Melhor coeficiente de tração (melhores propriedades de lubrificação). • Alguns são resistentes ao fogo. • Alguns são biodegradáveis. Óleo Mineral - Grupo I Sintéticoc - PAO 73 74 6/22/2020 38 © Copyright Noria Corporation Condições em que um fluido sintético pode ser exigido Resistência ao Fogo • Aplicações em turbinas a vapor / gás • Aplicações aeronáuticas • Aplicações em mineração • Aplicações em siderurgia Biodegradabilidade • Florestais • Aplicações subterrâneas • Aplicações sensíveis aomaio ambiente • Agricultura Extremos de Temperatura • Temperaturas de partida extremamente baixas (óleos com ponto de fluidez baixo) • Temperaturas extremamente elevadas (alta estabilidade térmica / oxidativa) • Ampla faixa de temperatura (óleos IV elevados) Performance • Estabilidade à oxidação (exposição a um ambiente catalisador) • Resistência química • Resistência à formação de depósitos • Compatibilidade com selos © Copyright Noria Corporation Óleo Base Vegetal (Bio-base) Shell • Naturelle Fluid HF-E • Naturelle Fluid HF-M • Naturelle Gear Fluid Castrol • Carelube Chain Oil 80 • Carelube GES 220 • Carelube HES • Carelube HTG Mobil • EAL 224H Canola Usos Gerais • Sistemas hidráulicos • Óleo de engrenagem • Sistemas de perda total (especialmente para motosserras e motocicletas) • Lubrificantes automotivos • Mais prevalecente na Europa devido a rigorosas diretrizes ambientais Formulação • Com base em óleo de Canola ou de Girassol, que são hidrogenados para formar ésteres naturais • Os pacotes de aditivos são misturados para melhorar as propriedades, como ponto de fluidez e viscosidade • Alto Índice de viscosidade (IV) • Não funciona bem em temperaturas mais frias (ponto de fluidez) • Fornecer uma boa proteção contra desgaste, mas não possui viscosidades muito altas (acima de 32 cSt) 75 76 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/12/Canola.jpg http://www.google.com/imgres?imgurl=&imgrefurl=http://arty.en.ec21.com/Crude_Rapeseed_Oil_Canola_Oil--2377563_2748542.html&h=0&w=0&sz=1&tbnid=cL0KHLrtriZvaM&tbnh=249&tbnw=202&zoom=1&docid=-tXQ4sIYO2fSSM&ei=3trOUp-qOYW-2QX49IH4CQ&ved=0CBcQsCUoBw 6/22/2020 39 © Copyright Noria Corporation Aditivos Os aditivos são compostos orgânicos e inorgânicos dissolvidos ou suspensos (como sólidos) no óleo. Pode representar entre 0.1% e 30% do volume total do óleo formulado. http://www.machinerylubrication.com/Read/28980/additives- lubrication-role Propósito dos Aditivos Melhora as propriedades existentes do óleo base Suprime as propriedades indesejadas do óleo base Adiciona novas propriedades ao óleo base dos profissionais de lubrificação monitoram a saúde dos aditivos como parte de seu programa de análise de óleo, de acordo com uma pesquisa recente em machinerylubrication.com 63% © Copyright Noria Corporation Resumo de aditivos comuns e suas funções Tipo de Aditivo O que faz Como Funciona Antioxidante/ Inibidores de oxidação Contra ataca os efeitos dos pró- oxidantes como calor, água, ar e metais catalíticos Reage com agentes oxidantes, formando sub- produtos estáveis Inibidores de Corrosão e Ferrugem Protege superfícies de ferro e aço de ferrugem (e corrosão no caso de superfícies não-ferrosas) Forma uma película de proteção resistente a água nas superfícies dos componentes Dispersantes Dispersa partículas de fuligem presentes no óleo de motor As moléculas do aditivo envolvem as partículas. Suas caudas solúveis em óleo suspendem as partículas não as permitindo se aglomerar ou criar depósitos Antiespumante Agentes anti-espuma e inibidores de espuma Retarda a formação de espuma estável na superfície do óleo no cárter, caixa de engrenagem ou reservatório Detergentes Limpa as superfícies do motor de depósitos e neutraliza ácidos corrosivos Compostos alcalinos neutralizam ácidos e limpam os depósitos das superfícies do motor. Anti-desgaste e EP Protegem as superfícies de desgaste sob condições de contato limite O aditivo reage com a superfície do componente produzindo uma película de baixa tensão de cisalhamento que protege contra desgaste abrasivo e adesivo. Outros Aditivos: Agentes demulsificantes, diminuidores do ponto de fluidez, melhoradores de IV, modificadores de atrito 77 78 6/22/2020 40 © Copyright Noria Corporation Aplicações Comuns dos Aditivos Equipamento Aditivos Utilizados Percentual do Volume de Óleo Motores Antioxidante, Inibidor de corrosão, detergente/dispersante, anti-desgaste, Anti-espumante, melhorador de alcalinidade 10 - 30% Turbinas e Compressores Antioxidante, Inibidor de corrosão, demulsificante, anti-espumante 0.5 - 5% Engrenagens, velocidade, cônica ou hipoide Anti-desgaste, antioxidante, anti-espumante, Algumas vezes inibidores de corrosão, extrema pressão 1 - 10% Engrenagens, sem- fim Extrema pressão, antioxidante, Inibidor de corrosão, ácidos graxos 3 - 10% Sisitemas Hidráulicos Antioxidante, anti-desgaste, anti-espumante, Inibidor de corrosão, diminuidor do ponto de fluidez, melhorador do índice de viscosidade 2 - 10% © Copyright Noria Corporation Estabilidade Química Evita a oxidação devido a altas temperaturas de operação, desgaste de densidade de detritos e contato de ar Demulsibilidade Rápida separação de água para reduzir a ferrugem e a corrosão, manter as propriedades do óleo e evitar a geração de lodo Viscosidade adequada Para o tamanho, tipo, velocidade, carga, temperatura, ambiente, idade e condição da transmissão Resistência da Película e Capacidade de Carga Para amortecer choque, torque elevado e carregamento de partida de fricção e desgaste excessivo (condições de contorno) Controle da Corrosão capacidade de proteger superfícies ferrosas e não ferrosas (engrenagens, rolamentos, eixos, paredes de caixas) da corrosão Óleo para Engrenagens : Requerimentos 79 80 6/22/2020 41 © Copyright Noria Corporation Óleo para Engrenagens: Formulação Típica Notas sobre Aditivos Anti-fricação (EP) • Os aditivos de enxofre e fósforo podem ser "quimicamente muito reativos". A Caterpillar reportou efeitos adversos dos óleos de engrenagens GL-5 S-P em vedações de silicone usadas em diferenciais e finais. • A reação aditiva do EP é maior em aplicações a alta temperatura, proporcionando benefícios limitados quando a temperatura de contato da engrenagem é baixa (partidas a frio, condições ambientais frias, etc.). • São utilizados lubrificantes sólidos como o bissulfureto de molibdênio, a grafite, o PTFE ou o bissulfureto de tungstênio, onde as temperaturas de operação são muito altas ou muito baixas. No entanto, esses filmes sólidos têm vida útil limitada e podem não suportar as cargas necessárias para a longevidade das engrenagens. • Os aditivos de enxofre e fósforo são um pouco corrosivos para os metais amarelos, particularmente a temperaturas superiores a 60 ° C. Operatção em Caixas de Direção Operation of Caixa de Direçãot Uniforme Choques Suaves Choques Moderados Choques Moderados Uniforme R&O R&O/EP EP EP Choques Suaves R&O R&O/EP EP EP Choques Moderados EP EP EP EP Choques Severos EP EP EP EP Os óleos compostos não estão incluídos nesta tabela porque são óleos especializados geralmente restritos a aplicações de engrenagem de sem-fim Tipos de Óleo para Engrenagens – AGMA Óleos R&O Altamente refinado. rico em aromáticos escuros com grande quantidade de inibidor de oxidação e ferrugem. Óleos Anti-fricção EP Óleos contendo os aditivos dos R&O e base com adição de grande quantidade de anti-desgaste e anti-fricção. Óleos Compostos Óleos contendo os aditivos dos R&O e base com adição de grande quantidade ( entre 3-10%) de Óleos gordurosos naturais ou sintéticos. Comumente usado em unidades de engrenagens helicoidais. © Copyright Noria Corporation Óleo para Engrenagens Abertas Requerimentos da Lubrificação Opções de Lubrificação para Engrenagens Abertas Asfalto/ Solvente Graxa Semi- fluida Alta-Visc. Sinteticos ISO VG 3,200-46,000 Custo Relativo Muito baixo Intermediário Muito alto Proteção da Engrenagem Viscosidade Aditivos/ Sólidos Viscosidade Bombeabilidade / Formação de Spray Bom Bom Bom Cor Escuro Escuro Claro Limpeza Pobre Moderado Melhor Risco de vazamentos a altas temperaturas Moderado Baixo Moderado Spray antes ou após contato Após Antes e Após Antes Condições do Ambiente Climas Extremos Pó Abrasivo AtmosferaCorrosiva Altas Cargas Engrenagens Abertas Grande Desafio da Lubrificação!!! • Adesividade • Capacidade para altas cargas • Proteção contra corrosão e ferrugem • Resistência a sprays de água 81 82 6/22/2020 42 © Copyright Noria Corporation Óleo para Engrenagens Automotivas: Designações de Serviço API Classificação API Tipo Aplicações Carga de Aditivo GL - 4 Equivalente ao obsoleto MIL-L- 2105; usualmente atendido com 50% de nível de aditivos GL-5 Transmissões manuais, engrenagens hipóides, espirais e cônicas em trabalhos moderados. 4% GL - 5 Virtualmente equivalente ao atual MIL-L-2105D; primariamente para serviços em campo, recomendado em todo o mundo por fabricantes de ônibus de passageiros e caminhões. Alto EP com modificadores de atrito. Serviço moderado e severo em engrenagens hipóides (diferenciais) e de outros tipos. Também pode ser usada em transmissões manuais 6% MT-1 Formulado para alta estabilidade térmica, aditivos EP r modificadores de atrito Para transmissões manuais não sincronizadas. 10% Tipos de Engrenagens em Aplicações de Trem de Potência • Comandos Finais • Rodas Motorizadas Transmissões • Manual • Automatica • Hidraulica • Diferenciais • Eixos Transversais © Copyright Noria Corporation Desafios na Lubrificação de Compressores ... Isso pode causar • Diminuição da viscosidade do óleo • Oxidação do óleo • Evaporação do Óleo • Formação de depósitos de carbono • Condensação de umidade Durante a compressão, o gás é aquecido ... Propriedades Lubrificantes • Resistência a Oxidação • Detergencia/solvencia • Proteção contra corrosão • Demulsibilidade • Viscosidades ISO VG 32 - 68 para a maioria dos compressores de parafuso Propriedades dos Lubrificantes Sinteticos para Compressores Polialquileno Glycol (PAG) Diésters and Poliolésters Polialfaolefinas (PAO) • Dissolve lamas e depósitos • Limpa a queima sem deixar resíduos quando degradado • Excelente para dissolver lodos e depósitos (detergência e solvência) • Compatível com óleos minerais • Similar aos óleos minerais (compativel) • Geralmente compatível com selos, juntas e materiais quando misturados com um éster Os lubrificantes sintéticos são preferidos para compressores alternativos e rotativos Agressores do Lubrificante • Calor compressivo • Umidade • Oxigenio e Gases Comprimidos • Partículas de Metal • Superfícies quente de descarga • Solubilidade em gás 83 84 6/22/2020 43 © Copyright Noria Corporation Requerimentos dos Fluidos Hidráulicos • Viscosidade adequada • Bom bombeamento a baixas temperaturas • Alta resistência ao filme lubrificante(AW) • Estabilidade térmica e a Oxidação • Proteção contra corrosão • Boa supressão de espuma • Não compressível • Boa demulsibilidade (fácil separação da água) © Copyright Noria Corporation Fluidos Hidráulicos Óleos Minerais Grupo I Grupo II Grupo III Óleos Sintéticos Compostos halogenados Poliglicóis (PAG) Poliéster PAO Silicones Ésteres Esteres fosfatados (resistência ao fogo) Poliol e Dibasico Ácido Ester Óleos Vegetais (Ésteres Naturais) Canola Soja Girassol Milho Óleos à base de água (principalmente para aplicações de resistência ao fogo e propósitos ambientais) Água Glicol Emulsões •Água em Óleo •Óleo em Água Soluções Sintéticas Opções de Óleos Base 85 86 6/22/2020 44 © Copyright Noria Corporation • Mantenha o óleo limpo, seco e frio (70-80% das falhas em sistemas hidráulicos são devidas a contaminação) • Use a viscosidade correta e fluídos hidráulicos de alta qualidade • Providencie filtros de qualidade em lugares que assegurem a proteção requerida – melhore-os quando necessário • Instale filtros off-line de alta eficiência ou use carrinhos de filtração • Troque filtros de óleo baseando-se na condição (eficiência de retenção e/ou pressão diferencial) • Instale respiros de qualidade • Previna a entrada de ar no sistema • Instale difusores nas linhas de dreno e retorno dos reservatório • Cheque o nível do fluído regularmente • Cheque a temperatura do óleo regularmente • Instale trocadores de calor sempre que necessário • Instale tampas de proteção nos finais de tubulação e/ou mangueiras quando o sistema estiver em manutenção ou desmontagem para evitar o ingresso de partículas • Use uma unidade de tranferência com filtração para encher ou adicionar óleo ao reservatório • Instale pontos de amostragem primários e secundários • Faça análises de óleo com contagens de partículas regularmente • Faça o flushing de sistemas novos antes da partida • Faça o flushing de sistemas após grandes reparos ou se no sistema não foi feito flushing nas últimas duas trocas de óleo • Remova temporariamente servo-válvulas e atuadores por blocos ou válvulas de flushing • Detecte e repare vazamentos de óleo ou água • Assegure o alinhamento correto da bomba e motor Melhores Práticas para a Manutenção de Sistemas Hidráulicos © Copyright Noria Corporation Mancais de Rolamento: fatores de velocidade O fator de velocidade do rolamento é comumente conhecido com Fator DN (velocidade angular em mm/min). Existem dois métodos para se calcular: Fatores que são influenciados pelos fatores de velocidade do rolamento: Método A Método B NDm Fator = DN = Di x N N =Velocidade (rpm) Do = Diâmetro externo (mm) Di = Diâmetro interno (mm) Dm = Diâmetro médio (diâmetro primitivo) Di Do N(Di + Do) 2 Dm Factor = (Di + Do) 2 • Tipo de lubrificante (óleo, graxa, névoa) • Tipo de espessante • Concentração de espessante • Grau NLGI • Tipo e viscosidade do óleo básico • Aditivos (especialmente AW/EP) • Temperatura de operação • Nível de abastecimento de graxa 87 88 6/22/2020 45 © Copyright Noria Corporation Considerações Sobre Graxa • A graxa geralmente falha quando metade da sua concentração de óleo no sabão é perdida • Os rolamentos maiores e os de alta velocidade diminuem a vida útil da graxa. Necessário graxa com alto fator DN (maior número de NLGI e menor viscosidade) • Um guia elaborado em 1989 por um grande fabricante de rolamentos sugere um valor DN de 108.000 como o limite econômico para uma lubrificação para a vida, embora não seja tecnicamente requerido. Fatores que Afetam a Seleção do Lubrificante Rolamento rígido de esferas com pista simples Vida Relativa da Graxa Rolamento de contato angular de esferas com pista simples 1 Rolamento auto-compensador de esferas 0.625 Rolamento de esferas axial 0.77 - 0.625 Rolamento de rolos cilíndricos com pista simples 0.2 - 0.17 Rolamentos de agulhas 0.625 - 0.43 Rolamentos de rolos cônicos 0.3 Rolamentos de rolos esféricos 0.25 Rolamento rígido de esferas com pista simples 0.14 - 0.08 Mancais de Rolamento estão presentes na maioria das máquinas; por isso são lubrificados com uma grande variedade de fórmulas e viscosidades lubrificantes. A maioria dos Mancais de Rolamento na indústria são lubrificados a graxa; Considerando que a viscosidade do óleo é crítica ao escolher a graxa certa Mancais de Rolamento: Lubrificação • Velocidade do Rolamento • Tamanho do Rolamento • Tipo de Rolamento • Carga • Temperatura mais baixa e mais alta de operação • Condições do Ambiente (poeira, sujeira, umidade etc.) • Conveniência da Aplicação • Torque © Copyright Noria Corporation Melhores Práticas para Rolamentos de Esferas • Mantenha o óleo limpo, seco e frio • Mantenha os contaminantes fora, especialmente água e partículas sólidas os quais têm grande influência na formação do filme EHD • Monitore rotineiramente a saúde do lubrificante e seus aditivos • Combine os requerimentos de viscosidade e aditivos às necessidades dos rolamentos • Re-lubrifique lentamente com o volume de graxa previamente calculado • Calcule a freqüência de re- lubrifcação baseando-se nas condições de operação e características físicas • Use os fatores de velocidade para determinar se graxa, óleoou lubrificação por névoa são requeridos • Evite contaminação cruzada de diferentes graxas ou óleos especialmente quando o rolamento está em serviço 89 90 6/22/2020 46 Mancais de Bucha: Lubrificação Quando você deve substituir um mancal de rolamento bor uma bucha? • Sempre que o fator DN exceder 300,000 • Se a Potência HP x rpm > 2.7 milhões • As velocidades são tipicamente controladas e constantes. • Devido à diversidade de aplicações que podem exigir desde um óleo de baixa viscosidade como nos fusos em máquinas têxteis (ISO VG 10) a altas viscosidades como em equipamentos de mineração carregados (ISO VG 1000). • Uma aplicação comum é em turbinas a vapor (ISO VG 32-46). • Lubrificantes comumente utilizados: baixos aditivos ou AW mas não EP. © Copyright Noria Corporation Mancais de Bucha: Problemas na Lubrificação 1. Viscosidade do óleo muito alta - O fornecimento inadequado de lubrificante pode ocorrer na partida em condições de baixa temperatura (a alta viscosidade na partida não deve exceder 2.000 cSt) ou devido a lubrificantes degradados (oxidação de óleo). 2. Viscosidade do óleo muito baixa - Viscosidade muito baixa para a aplicação (em relação ao tamanho do rolamento, cargas e velocidades). 3. Temperatura do lubrificante muito alta: O lubrificante operando muito quente, resulta em uma película lubrificante muito fina e a potencial formação de depósitos de rolamentos. 4. Perda da limpeza - Desalinhamento mecânico que leva ao carregamento da borda e ao afastamento do rolamento. 5. Carga excessiva - Provoca alta temperatura e película lubrificante fina, carga de partida excessiva, prevenindo ou retardando a geração de uma película lubrificante hidrodinâmica, resultando em stress do rolamento. 6. Eixo orbitando excessivamente - Instabilidade dos rolamentos, sincronia deficiente, turbilhonamento. Pode ser causada por viscosidade do óleo muito alta, problemas de abastecimento de óleo ou problemas mecânicos. 7. Perda da área de rolamento - Devido a outros mecanismos, como fadiga, danos à erosão elétrica, cavitação, abrasão, corrosão, etc. A metade inferior de um mancal de manga fraca mostrando desgaste e falha A amostra de óleo desse mancal de uma bomba de água para resfriamento apresentou cor verde / cinza devido ao desgaste 91 92 6/22/2020 47 © Copyright Noria Corporation Melhores Práticas para Mancais de Deslizamento • Mantenha o óleo limpo, seco e frio • Mantenha velocidade e carga consistentes no mancal para ajudar a gerenciar a espessura do filme lubrificante, porque a baixas velocidades, partidas e paradas exitem as condições de camada limite (contato metal com metal) • Monitore regularmente a temperatura do óleo de retorno do mancal a fim de manter a viscosidade • Inspecione sinais de espuma e/ou ar entranhado • Faça inspeções rotineiras nos visores para checar o nível, espuma e água • Mantenha o alinhamento correto • Faça uso de sistemas de monitoramento on line, vibrações e proxímetros • Esteja certo que a viscosidade é a correta para a carga atual, velocidade angular e geometria do mancal • Inspecione o lote do óleo novo antes do recebimento • Monitore qualquer instabilidade do mancal que pode causar desalinhamento do eixo tanto por alta viscosidade do óleo, problemas mecânicos ou problemas de fornecimento de óleo • Monitore as superficies internas durante a inspeção para detector abrasão, corrosão ou erosão das superficies lubrificadas © Copyright Noria Corporation Motores a Combustão: Classificação de Serviço API Categoria Status Serviço SG Obsoleto Para modelos de motor de 1993 ou anteriores. SH Obsoleto Para modelos de motor de 1996 ou anteriores. Válido quando antecedido por certas categorias “C”. SJ Atual 2000 Para todos os motores de automóveis atualmente em uso. Introduzido no Símbolo de Serviço API em 1996. SL Atual 2001 Pode ser usado onde são recomendadas categorias API SJ ou anteriores. SM 2004 Melhorias na economia de combustível, menos fósforo e melhor qualidade do óleo básico. SN 2010 Melhorias na conservação de recursos (óleo, combustível, emissões) Categoria Status Serviço CG-4 Obsoleto Introduzido em 1995. Motores de quatro tempos de alta velocidade para serviços pesados que usem combustíveis com menos de 0,5% de enxofre. Óleos CG-4 são requeridos para motores que cumpram as normas de emissões de 1994. Pode ser utilizado no lugar dos óleos CD, CE, e CF-4. CH-4 Atual Introduzido em Dezembro de 1998. Motores de quatro tempos de alta velocidade desenhados para cumprir as normas de emissões de 1998. Os Óleos CH-4 são especificamente desenvolvidos para o uso em motores diesel com conteúdo de enxofre de no máximo 0,5%. Pode ser usado no lugar dos óleos CD, CE, CF-4 e CG-4. CI-4 Atual Introduzido em Setembro de 2002. Desenvolvido para trabalhar com motores EGR. Melhorias no controle de fuligem, desgaste corrosivo e estabilidade a oxidação. CJ-4 Atual Introduzido em 2007, para motores, com menor teor de cinza sulfatada (detergente), menor BN, menos fósforo, custo maior do óleo básico e aditivos e melhor desempenho em emissões. Motores Diesel “C” Ignição por “Compressão” ou Óleos “Comerciais” Motores Gasolina “S” Ignição por Faísca (“Spark”) ou Óleos de “Serviço” De um modo geral, um óleo de motor diesel é formulado com 80% a mais de aditivo AW ZDDP e 30-50% a mais de detergente, dispersante e inibidor de corrosão comparado a um óleo de motor de carro de passeio. 93 94 6/22/2020 48 © Copyright Noria Corporation Motores a Combustão: Como ler a embalagem de óleo? Categorias de Lubrificantes para Motores USA • ILSAC – Comitê Internacional de Padronização e Aprovação • API: American Petroleum Institute • ACEA: Association of European Automotive Manufacturers • API e ILSAC esta nos EUA e a ACEA na Europa. Essas organizações são destinadas a especificar óleos de motores automotivos e a diesel em todo o mundo • Selo especial na frente do frasco (apenas categorias GF de conservação de energia) Gasolina Diesel De Para De Para API SA SN CA CJ-4 ILSAC GF-1 GF-5 N/A N/A ACEA A1 (A4) A5 B1 B5 Classificação de Serviço: S = motor à gasolina C = motor à diesel Classificação de Qualidade O óleo passou no teste ASTM de economia de combustível API (Instituto Americano de Petróleo) Grau de Viscosidade SAE (Sociedade de Engenheiros Automotivos) SAE 5W à baixas temperaturas SAE 30 em temperaturas de operação Viscosidade Máxima de Bombeamento (MPV) 60.000 cP @ - 35°C Viscosidade Máxima para Partidas à Frio (CCV) 3.500 cP @ -25°C Alta Temperatura, Alto Cisalhamento (HTHS)- 2,9 cP (150°C)Viscosidade Cinemática 9,3 cSt mínimo < 12,5 cSt máximo (100°C) PROPRIEDADE DA NORIA CORPORATION / CONFIALUB Depósito nos Pistões Corrosão Fuligem Desgaste na Sede da Válvula Desgaste nos Anéis Consumo de ÓleoObstrução dos Filtros Bombeabilidade do Óleo Usado Oxidação Aeração do Óleo Estabilidade ao Cisalhamento CI-4 CH-4 CG-4 CF-4 CF Lacas e Vernizes Comparativo de Desempenho – Óleos para Motores DieselMotores a Diesel: Classificação de Serviço API 95 96 6/22/2020 49 © Copyright Noria Corporation Graxas Lubrificantes O Que É Uma Graxa? • Definição Histórica: “Um produto sólido a semi-fluido, resultado da dispersão de um agente espessante em um líquido lubrificante. Outros elementos podem ser inclusos concedendo assim propriedades especiais” (ASTM D288). • O espessante era inicialmente conhecido como “uma esponja que segurava óleo.” • Óleos lubrificantes e aditivos são os componentes principais nas formulações de graxa e exercem influência considerável no seu comportamento. O Instituto Nacional de Graxa Lubrificante foi fundado para promover a troca de informações técnicas entre seus membros sobre tecnologias na fabricação e aplicações de graxas. © Copyright Noria Corporation Graxas Lubrificantes:Funções A função da graxa é permanecer em contato e lubrificar as superfícies em movimento sem vazamento sob a força da gravidade, ação centrífuga ou espremida sob pressão. Propriedades Funcionais da Graxa • Um selante • Manter o lubrificante mesmo quando os selos são ineficazes • Mais fácil de conter do que o óleo • Possui lubrificantes sólidos em suspensão • O nível de fluido não precisa ser controlado e monitorado Aplicações Adequadas das Graxas • Rolamentos com paradas e partidas freqüentes ou inverção da direção rotacional. • Máquinas que operam intermitente ou que estão armazenadas por um longo período de tempo • Máquinas com dificuldade de acesso para lubrificação frequente • Aplicações para a vida • Condições extremas de operação (altas temperaturas, pressões, cargas de choque ou velocidade lenta sob carga pesada) • Componentes usados 97 98 6/22/2020 50 © Copyright Noria Corporation Graxa Lubrificante: Anatomia 70 a 95% Óleo Base 3 a 30% Espessante 0 a 10% Aditivos • Mineral • Sintetico • Vegetal • Sabões metálicos simples • Sabões metálicos complexos • Espessantes não sabões (ex: poliuréia, argila, e sílica ) • Melhora propriedades desejáveis • Suprimi propriedades indesejáveis • Adiciona novas propriedades © Copyright Noria Corporation Graxa Lubrificante: Compatibilidade dos Espessantes Legend: Compativel Compatibilidade Incerta Incompativel C o m p le xo d e A lu m ín io B ár io C ál ci o C ál ci o 1 2 -H id ro xi C o m p le xo d e C ál ci o A rg ila Lí ti o Lí ti o 1 2 -H id ro xi C o m p le xo d e Lí ti o P o liu ré ia * Só d io Su lf o n at o d e C ál ci o Sí lic a Complexo de Alumínio Bário Cálcio N/A N/A Cálcio 12-Hidroxi N/A N/A Complexo de Cálcio Argila (Bentonita) Lítio Lítio 12-Hidroxi N/A Complexo de Lítio Poliuréia* Sódio Sulfonato de Cálcio N/A N/A N/A Sílica N/A N/A N/A N/A * Nem todas as graxas de poliuréia são mutuamente compatíveis* 99 100 6/22/2020 51 © Copyright Noria Corporation Graxa Lubrificante: Consistencia Penetrômetro de Cone ASTM D217 A Graxa é Trabalhada B Número de Penetração é Determinado A Consistência da Graxa é sua habilidade em resistir a deformação por uma força mecânica aplicada (penetração por um cone). . Cinco categorias de penetração 1. Intocada 2. Não trabalhada 3. Trabalhada 4. Trabalho Prolongado Bloco Indicador (mede a penetração) Cone (102,5 gramas/3,6 oz.) Copo de graxa (1 lb./0,45 kg de graxa) 77°F 25°C Queda por 5 seg. 1 número de penetração = 0,1 milímetro = 100 microns Pressão do Mandril Pistão Perfurado Graxa Trabalhador de Graxa Alta Penetração (graxa suave) Baixa Penetração (graxa dura) © Copyright Noria Corporation F O R M U L A Ç Ã O C O N D I Ç Õ E S D E T R A B A L H O Fatores que Influenciam a Consistência da Graxa Classificação NLGI de Consistência de Graxa • Viscosidade do òleo Base • Tipo de Espessante • Concentração do Espessante • Temperatura • Agitação (trabalho/cisalhamento) • Pressão • Contaminação • Exudação ou Oxidação NLGI # Numero de Penetração Analogia a um alimento Consistencia 000 445-475 Ketchup Fluida 00 400-430 Purê de Maça Semi-fluida 0 355-385 Mostarda Muito Macia 1 310-340 Molho de Tomate Macia 2 265-295 Pasta de Amendoim Mais Comum 3 220-250 Purê de Vegetais Firme 4 175-205 Iogurte Congelado Muito Firme 5 130-160 Patê Suave Dura 6 85-115 Queijo Cheddar Muito Dura Semi- fluida Bloco Firme 1ASTM - D217 – O número NLGI é uma medida de consistência. Quanto maior o número de penetração, mais suave é a graxa (Número inferior de NLGI). In c re a s in g C o n s is te n c y 101 102 6/22/2020 52 © Copyright Noria Corporation Graxa Lubrificante: Vantagens e Desvantagens VANTAGENS Melhor Desempenho nas Partidas e Paradas – Quando o sistema para de funcionar, o óleo é drenado, já a graxa permanece no componente diminuindo riscos de partidas à seco. Vazamento e Falta de Lubrificante – Selos desgastados e conectores podem reter graxa melhor do que óleo. Menos risco de falta de lubrificantes. Problemas de Vedação – A graxa excedente atua como uma vedação efetiva. Água e partículas não entram no rolamento facilmente. Contaminação de Produtos – O risco de contaminação de produtos alimentícios e farmacêuticos é reduzido com o uso da graxa devido a sua resistência em fluir para os produtos. Lubrificação por Pressão do Filme Lubrificante – Sob condições de cargas verticais, a graxa atua como um escorregador elástico fornecendo uma adequada lubrificação. Lubrificação para a Vida – A graxa é melhor em aplicações de lubrificação para a vida. Uso de Aditivos Sólidos – Aditivos solúveis sólidos como bissulfeto de molibdênio e grafite se mantém suspensos na graxa, enquanto tendem a se assentar em lubrificantes fluidos. DESVANTAGENS Menor Resfriamento/Transferência de Calor – O fluxo de óleo remove o calor desde o ponto de geração. A graxa tende a manter o calor no mesmo lugar. Limitações de Velocidade dos Rolamentos – A alta viscosidade efetiva da graxa impõe limitações de velocidade aos rolamentos para evitar geração excessiva de calor. Esse problema é intensificado pelas más propriedades de transferência de calor da graxa. Compatibilidade– Além da compatibilidade de óleo e aditivos, o usuário precisa ter cuidado em relação a compatibilidade dos espessantes das graxas. Em muitos casos a compatibilidade é ruim. Menor Resistência a Oxidação – O efeito de alguns espessantes em relação a estabilidade a oxidação torna a graxa mais suscetível à esse problema. Controle de Contaminação – Óleos lubrificantes suspendem e transportam partículas para os filtros, além de permitir que as partículas se assentem sob a força da gravidade. As graxas suspendem as partículas permanentemente. Alguns espessantes de graxa podem suspender 100% do seu peso em água. Partículas suspensas expõem as superfícies aos seus efeitos abrasivos. Dificuldade de Controlar o Volume – A dificuldade em aferir a quantidade adequada de graxa a adicionar, especialmente durante a relubrificação, leva ao freqüente uso excessivo ou a falta de graxa. Análise de Lubrificantes– Graxas em serviço são difíceis de amostrar e analisar. Lubrificantes Sólidos Os quatro lubrificantes sólidos mais utilizados são : • Grafite Usado em compressores de ar, indústria de alimentos, juntas de via férrea, engrenagem aberta, rolamentos de esferas, trabalhos de maquinas, etc. Também é muito comum para bloqueios lubrificantes, uma vez que um lubrificante líquido permite que as partículas fiquem presas no bloqueio agravando o problema. • Bissulfeto de Molibdênio Usado em graxas, juntas CV e veículos espaciais. Lubrifica no vácuo. • Nitrito de Boro Hexagonal Também chamado de "grafite branca". • Bissulfeto de Tungstênio Uso semelhante ao de bissulfureto de molibdênio, mas devido ao alto custo encontrado apenas em alguns rolamentos lubrificados a seco. 103 104 6/22/2020 53 IV.Falha do Lubrificante 04406 Por que o lubrificante precisa ser substituído? Principais razões pelas quais os lubrificantes devem ser substituídos: 1. Contaminação 2. Oxidação 3. Depleção ou Consumo de Aditivos Função: promover filme lubrificante Falha Funcional: não conseguir promover o filme lubrificante (é a negação da função) Mecanismo ou Modo de Falha: Rolamento travado Causa Raiz: Lubrificante contaminado 105 106 6/22/2020 54 © Copyright Noria Corporation Contaminação SÓLIDOS (PARTICULAS) UMIDADE AR OUTROS LUBRIFICANTES CALOR ANTICONGELANTE COMBUSTÍVEL FULIGEM RADIAÇÃO © Copyright Noria Corporation Indicadores Comuns de Oxidação Aumento de Viscosidade Campo Laboratório Oxidação FTIR (Espectroscopia infravermelho) Aumento do AN Cheiro de queimado Escurecimento A oxidação é a degradação permanente do lubrificantepor meio de reações químicas envolvendo oxigênio. 107 108 6/22/2020 55 © Copyright Noria Corporation Curso Duplo da Oxidação de Lubrificantes À medida que a oxidação avança: • As moléculas de cadeia longa são produzidas, o que leva a lamas, alcachofras e vernizes • São produzidos ácidos, o que leva à corrosão Ácidos Corrosão Aumento da Viscosidade Aumento da Acidez Oxidação Moléculas Solúveis de Cadeia Longa Borra, Verniz, Sedimentos Moléculas Insolúveis de Cadeia Longa © Copyright Noria Corporation Altas temperaturas aceleram a degradação do Óleo Para cada 10° C de aumento na temperatura de operação do óleo, sua vida útil cai pela metade (Regra de Arrhenius). Não pise no acelerador térmico! Temperatura atual do óleo Duas vezes mais vida do óleo 300° F (149° C) 282° F (139° C) 275° F (135° C) 257° F (125° C) 250° F (121° C) 232° F (111° C) 225° F (107° C) 207° F (97° C) 200° F (93° C) 182° F (83° C) 175° F (79° C) 157° F (69° C) 150° F (65° C) 132° F (55° C) Óleos mais propensos a degradação térmica-oxidativa: • Óleos minerais solventes-refinados (contendo compostos aromáticos, de enxofre e de oxigênio) • Óleo contaminado: água, sujeira, partículas de metal, aeração • Óleos expostos a turbulência e alta pressão 109 110 6/22/2020 56 © Copyright Noria Corporation Tipos de Depleção (Consumo) de Aditivos Separação (Transferência de Massa) Os aditivos são separados de óleo devido a procedimentos de filtração e limpeza Decantação por condensação– Os aditivos se tornam insolúveis e se precipitam Solid Additives Filtração – Aditivos sólidos ou condensados são filtrados do óleo Evaporação – Desidratadores a vácuo evaporam os aditivos (incomum) Centrifugação – Aditivos organometálicos de alto peso podem se separados do óleo sob altas forças centrífugas * Depende de várias condições, incluindo o tipo de óleo e a temperatura do óleo Adsorção (Transferência de Massa) Os aditivos tomam carona em partículas, gotas de água ou aderem às superfícies da máquina. Lavagem de Partículas Os aditivos atraídos pelas partículas são capturados pelo filtro ou dragados para o fundo dos Reservatórios Lavagem por Água A água draga os aditivos para o fundo dos depósitos Contatos de Superfície Aditivos EP e AW formam uma película lubrificante similar a sabão Adsorção de Superfície Aditivos polares se aderem as superfícies das máquinas Decomposição: Os aditivos são consumidos durante o serviço. Além disso, eles podem reagir inesperadamente devido à presença de contaminantes Neutralização Cisalhamento Hydrolise Degradação Térmica Oxidação As moléculas de aditivos mudam irreversivelmente © Copyright Noria Corporation O Que Faz a Graxa Ressecar? Contaminação: • Sujeira, poeira, partículas de cinza, etc. • Graxa incompatível Volatilização: • Altas temperaturas • Baixo ponto de fulgor • Craqueamento Exudação: • Centrifugação • Torção • Altas temperaturas • Graxa incompatível • Graxa de baixa qualidade • Vibração • Baixa viscosidade do óleo básico Oxidação: • Calor • Água • Metais de desgaste • Graxa de baixa qualidade • Radiação Gama Graxa deve ser renovada quando 50% do óleo é perdido 10 MF de Lubrificação: • Perda da lubrificação • Excesso de lubrificação • Lubrificante mal selecionado • Lubrificante adicionado errado • Lubrificante contaminado com partículas • Lubrificante contaminado com água • Lubrificante degradado • Lubrificante operando muito quente/muito frio • Aditivos deplecionados • Lubrificante com ar ou espuma 111 112 6/22/2020 57 V.Contaminação 04404 © Copyright Noria Corporation Contaminação: Danos Causados 113 114 6/22/2020 58 © Copyright Noria Corporation Contaminação: Examplo de Falha 12.7% Causa Raiz em Mancais de Rolamento 44,9% 13.4% 12,7% 10,8% 4,2% 4,5% 4,2% Contaminação por Partículas 44,9% Desmontagem 13,4% Desalinhamento 12,7% Lubrificação Insuficiente 10,8% Sobrecarga 4,2% Outros 4,5% Corrosão 4,2% 40 60 80 100 120 140 160 180 0 10 20 30 40 V ID A D O R O L A M N E TO E M % D E L 1 0 * TAMANHO DO FILTRO Contaminação por Partículas 0 20 40 60 80 100 120 1 2 3 4 5 % V ID A D O R O L A M E N TO MILÉSIMOS/POLEGADA Alinhamento 0 20 40 60 80 100 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 V ID A R E S TA N TE D O R O L A M E N TO % ÁGUA EM ÓLEO Contaminação por Água *L10, ou vida mínima, refere-se ao número de horas que 10% dos rolamentos falharão. 3 6 1 2 2 5 © Copyright Noria Corporation Contaminação por Partículas: Fontes Ingestão de partículas: Todas as novas partículas que entram em uma máquina ou óleo, independentemente da fonte Ingresso de Partículas Sólidas Construção Ingerido Gerado Partículas de serviço Partículas de Manufatura Atmosfera CombustãoProcesso Superfície Óleo • Reparos • Manut. prevent. • Filtros novos • Óleo novo • Mangueira suja, montagem, componentes • Containers de abastecimento • Rebarbas • Cavacos de usinagem • Respingos de solda • Abrasivos • Cavaco de broca • Limalha • Poeira • Componentes contaminados • Ar/Gás comprimido • Polpa • Carvão pulverizado • Pó de minério • Agregados • Cimento • Catalisadores • Argila • Peneiramento • Processos químicos • Respiro • Vedação • Abertura do tanque • Pó de minério • Escória • Poeira de pedreira • Pó de fundição • Soprado • Fuligem • Cinzas • Sistema de admissão de ar • Combustível contaminado • Desgaste mecânico • Desgaste corrosivo • Cavitação • Esfoliação • Fibras de mangueira • Fibra de filtros • Detritos de choque • Elastômeros • Lascas de tinta • Sedimentação • Dessorção de filtros • Precipitação de aditivos • Lodo • Óxidos insolúveis • Carbonização • Carvão mineral queimado 115 116 6/22/2020 59 © Copyright Noria Corporation Contaminação por Partículas: Exemplos Geradas Ingeridas Construídas Partículas de ferrugem © Copyright Noria Corporation Contaminação por Partículas: Entenda o Tamanho e Conte Cabelo Humano (80 microns) Pó Fino de Piso (40 microns) Glóbulos Brancos (20 microns) Glóbulos Vermelhos (5 microns) Bactéria (3 microns) Pó de Talco (10 microns) Tamanho Quantidade Típica de Partículas em 1 ppmmicrons polegadas 3 0,00012 1.036 5 0,0002 584 10 0,0004 183 20 0,0008 36 40 0,0016 5 80 0,0032 1 Conforme as partículas se tornam maiores... ... a quantidade se torna menor Microns = micrômetros 1.000.000 microns = 1 metro 25.400 microns = 1 polegada 25,4 microns = 0,001 polegada 117 118 6/22/2020 60 © Copyright Noria Corporation Contaminação por Partículas: Estudo de Caso Companhias de Óleo Avaliadas BP, ExxonMobil, Shell, ChevronTexaco, Valvoline and Castrol Tipos de produtos Óleo hidráulico, Óleo de turbina, Mancais e Motor 17/14 20/17 21/18 20/18 21/18 21/18 14/11 21/18 17/14 21/18 20/17 15/12 20/17 23/20 14/11 20/17 21/18 17/14 14/11 21/18 18/15 23/20 Um fornecedor de petróleo afirma que custa 25¢/galão para deixar o óleo novo em ISO 14/11 21/18 20/17 20/18 20/17 28/21 23/20 20/17 20/18 A Granel Tambores ISO Cleanliness Code Quão limpos estão os lubrificantes novos? © Copyright Noria Corporation Contaminação por Partículas: Ciclo de Vida do Crescimento Populacional Desgaste e Falha Óleo entregue no site ISO 18/16/13 Tambor de óleo deixado sem vedação ISO 20/18/15 (4x) Vareta usada para verificar o nível ISO 21/19/16 (8x) O óleo é transferido para um recipiente de enchimento sujo ISO 22/20/17 (16x) Funil sujo para introduzir óleo no cárter ISO 23/21/18 (32x) Máquina trabalhando sem um respiro adequado ISO 24/22/19 (64x) "Controle de contaminação é responsabilidade de todos" 119 120 6/22/2020 61 © Copyright Noria Corporation Contaminação por Partículas: Nível Típico de Limpeza ISO Típico Sisitem Hidráulico com Filtração 20/18/16 ÓleoNovo do Tambor 22/20/18 Sistema com Filtração 3 >200 14/13/11 Sistema Novo, após construção 23/22/20 © Copyright Noria Corporation Contaminação por Partículas: Código ISO 4406:99 Contaminantes Sólidos Exemplo de Contagem de Partículas Tamanho em microns (c) Quantidade de Partículas por ml Maiores em Tamanho 4 1.752 6 517 10 144 14 55 20 25 50 1.3 75 0,27 100 0,08 4µm 6µm 14µm Código ISO 1.301 321 41 18/16/13 2.500 640 80 18/16/13 2.501 641 81 19/17/14 5.000 1.300 160 19/17/14 uma partícula a mais 4X mais partículas Número de partículas por mL Número de Classe (R) Mais do que Até e inclusive 5.000.000 10.000.000 30 2.500.000 5.000.000 29 1.300.000 2.500.000 28 640.000 1.300.000 27 320.000 640.000 26 160.000 320.000 25 80,000 160.000 24 40,000 80.000 23 20.000 40.000 22 10.000 20.000 21 5.000 10.000 20 2.500 5.000 19 1.300 2.500 18 640 1.300 17 320 640 16 160 320 15 80 160 14 40 80 13 20 40 12 10 20 11 5 10 10 2,5 5 9 1,3 2,5 8 0,64 1,3 7 0,32 0,64 6 0,16 0,32 5 0,08 0,16 4 0,04 0,08 3 0,02 0,04 2 0,01 0,02 1 A p e n a s d o is n ú m e ro s d e c la s s e s ã o u s a d o s : IS O * / 1 6 / 1 3 o u I S O 1 6 / 1 3 Tabela de Série Renard R4 /R6 /R14 1.752 partículas > 4µm/ml 517 partículas > 6µm/ml 55 partículas > 14µm/ml ISO 18/16/13 121 122 6/22/2020 62 © Copyright Noria Corporation Example of base cleanliness targets for lubricating oils Equipamento ISO Rolamento de esferas 16/13/11 Rolamento de rolos 17/14/12 Mancal de Bucha 18/15/12 Redutores Industriais 18/15/12 Redutores Automotivos 18/16/13 Motor a Diesel 18/16/13 Óleos de turbina a vapor 18/14/11 Óleo de Máquina de Papel 18/14/11 Níveis de limpeza do alvo do OEM – Fabricantes Contaminação por Partículas: Exemplos © Copyright Noria Corporation Contaminação por Partículas: Quanto é necessário para deixar um lubrificante sujo? 1 Pegue uma aspirina 2 Em um tambor de 208 litros (55 gal) 1 ppm (aproximadamente igual a ISO 18/15/12) ISO 4406:99 Muito sujo para muitos sistemas de óleo hidráulico e de turbina! 123 124 6/22/2020 63 © Copyright Noria Corporation Contaminação por Partículas: Tabela de Extensão da Vida Útil dos Componentes Novo Nível Mais Limpo (Cóodigo ISO) N ív e l d e L im p e za A tu a l (C ó d ig o IS O ) Baseado na ISO 4406:99 – Escala de 4 micron foi omitida. 400% Aumento de Vida Útil 35% Aumento de extensão de vida Hidráulico e Motor a Diesel Mancais de Rolamento Redutores Mancais de Bucha e Turbinas © Copyright Noria Corporation Contaminação por Água: Fontes de Ingresso Vapor • Vazamentos de vapor pelas juntas • Vazamento pelos selos e costuras • Ventiladores de exaustão de vapor defeituosos • Bobinas de vapor usadas como aquecedores Meio Ambiente • Condensação no espaço superior do reservatório - mudanças de temperatura dia / noite • Chuva e neve • Água de inundações • Higroscopicidade Pulverização de Mangueiras • Mangueiras de lavagem de alta pressão • Água de combate a incêndios Água de Processo • Vazamento da carcaça da bomba • Vazamento interno Refrigeração e Condensado • Vazamento interno (trocador de calor) • Dano em selos • Água da torre de resfriamento • Condensado de combustão (motores) Muitas vezes ignorada como uma causa raiz de falhas A água é o segundo contaminante mais destrutivo 125 126 6/22/2020 64 © Copyright Noria Corporation Contaminação por Água: Exemplo – Fábrica de Chuva Ciclo da Precipitação 1. Umidade no Espaço Superior 2. Arrefecimento (por exemplo, durante a noite) 3. Suando o teto e as paredes do espaço superior livre 4. A água goteja no óleo criando “poças” no fundo do reservatório 5. Mais tarde, o óleo circulando quente absorve a água 6. A água circulante evapora no espaço de superior livre 7. O Ciclo continua.... Umidade no espaço superior de reservatórios e alterações frequentes de temperatura fazem com que a máquina seja um “fabricante de chuva”. Contaminação por Água: Impactos Problema Resultado Óleo Base Oxidação e hidrolise A água promove mudanças nas propriedades químicas e físicas em óleos minerais e alguns sintéticos. (Formação de ácido, mudança de viscosidade, verniz, lodo) Aeração A água encoraja problemas de aeração. (Espuma e ar entranhado) Efeitos na Viscosidade A água leva a emulsões estáveis, maior viscosidade e capacidade de carga de carga prejudicada. Máquina Corrosão A água no óleo confere aos ácidos um maior potencial destrutivo. A água é o promotor central da ferrugem. Perda do Filme Lubrificante A água em contatos elastohidrodinâmicos(elemento rolante de rolamentos) causa falha na resistência do filme e fragilização do hidrogênio. O flash de vaporização de água em contatos hidrodinâmicos (rolamentos de diâmetro) provoca falha no rolamento. Dano por vapor A água é a principal causa da cavitação da bomba hidráulica. A água passando entre o carregamento de superfícies de fricção pode explodir, causando fratura de metal (7oz de H2O se transforma em 55 galões de vapor). Entupiento e danos aos filtros Água causa pobre filtrabilidade e danos a válvula by pass. Aditivos Hidrolise Reações químicas com água. Sedimentos (flocos), Ácidos, perda de aditivos e sulfato de hidrogênio Lavagem por Água Lodo, sedimento, perda de aditivos, bactérias, baixa separação óleo / água Aumento da Constante Dielétrica O óleo torna-se um condutor elétrico. Perda de desempenho aditivo 127 128 6/22/2020 65 © Copyright Noria Corporation Contaminação por Água: Geração de Outros Contaminantes Bactérias (micróbios) Partículas de Ferrugem Aglomeração de Fuligem Cera (induzida temperatura de partidas a frio em alguns óleos de motor) Borra (a água lava as impurezas polares, ocasionando a formação de lodo) Ácidos (H2SO4, ácidos orgânicos etc.) © Copyright Noria Corporation Contaminação por Água: Danos aos Elementos Rolantes dos Rolamentos A água coloca rolamentos em alto risco quando a máquina está em repouso. Uma vez que a corrosão se inicia, a falha do rolamento é iminente. • Coeficiente de pressão-viscosidade prejudicado (fraca resistência do filme) • Fragilização por hidrogênio • As partículas de ferrugem levam a abrasão de três corpos • As superfícies enferrujadas com corrosão levam a "abrasão a dois corpos" • Corrosão estática 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 “A presença de água em óleos lubrificantes pode encurtar a vida dos rolamentos até 1 por cento ou menos, dependendo da quantidade presente.” – SKF PERCENTUAL DE ÁGUA NO ÓLEO Rolamentos podem perder 75% da vida devido à água antes do óleo está turvo* Muitas vezes aparece Normal Pode aparecer Turvo P e rc e n tu a l R e m a n e s c e n te d e V id a d o R o la m e n to Enquanto todos os estados de água no óleo podem causar danos ao óleo e à máquina, a água emulsionada é considerada a mais destrutiva. Depósitos em rolamento relacionados à água *Depende da química do óleo e da temperatura 129 130 6/22/2020 66 © Copyright Noria Corporation Contaminação por Água: Estados de Coexistencia no Óleo Água Dissolvida: Moléculas de água dispersas uma por uma por todo o óleo como umidade. Água Emulsificada: Glóbulos microscópicos de água dispersos em uma suspensão estável no óleo como similar à uma névoa. Água Livre: Água que rapidamente se assenta no fundo do tanque/depósito como chuva. Óleo Dissolvida* (ppm) Emulsificada* (ppm) Livre* (ppm) Fluido Hidráulico Novo 0-200 200-1.000 >1.000 Fluido Hidráulico Envelhecido 0-600 600-5.000 >5.000 Óleo R&O Novo 0-150 150-500 >500 Óleo R&O Novo 0-500 500-1.000 >1.000 Óleo Novo de Motor 0-2.000 >2.000 N/A *Valores aproximados para casos nas quais a água tenha contaminado esses diferentes tipos de óleo invisível (emulsão água em óleo)
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