Análises de Óleos Usados: Monitoramento e Benefícios

Análises de Óleos Usados
e Ferrografia
André Bittencourt
Emerson Reis
Francisco Magalhães
George Costa
Laíse Tavares
Luan Silva

 Monitorar as condições de vida do equipamento;
 Monitorar as condições do lubrificante em uso no equipamento;
 Monitorar as condições do sistema ao qual o equipamento pertence.
Objetivo

 Reduzir os custos de manutenção
 Reduzir paradas ou intervenções não programadas
 Estender intervalos entre as revisões
 Fornecer detecção rápida de problemas potenciais
 É uma ferramenta de manutenção pró-ativa confiável, desde que
corretamente utilizada
 Mantém um controle efetivo da manutenção e confiabilidade na
operação
 Evita trocas de óleo desnecessárias
 Maior disponibilidade de equipamentos
 Redução do estoque de peças de reposição
Benefícios Para o Cliente

 1 – Propriedades físico-químicas do óleo usado
 2 – Contaminantes destrutivos da máquina e do lubrificante
 3 – Presença e identificação de partículas de desgaste
As Categorias de Análises de Óleos
Pró-ativo
Pró-ativo
Preditivo
A carga pode continuar em uso ?
Podemos otimizar os intervalos de troca ?
Interpretando as pistas, os problemas podem ser identificados e
corrigidos antes que causem danos permanentes.
Avaliando os dados de desgaste, as paradas programadas dos
equipamentos podem ser ampliadas ou encurtadas.

O que a análise de óleos nos informa?

 Não detectará falhas repentinas de componentes
 A análise de elementos está limitada à partículas
menores que 8 mícrons
 Deve-se conhecer detalhes químicos do lubrificante
que está sendo analisado
 Está sujeita à interferência de aditivos
 As consequências da Repetibilidade e da
Reprodutibilidade dos ensaios devem ser consideradas
(laboratórios externos)
 Deve ser complementada por outras ferramentas de
monitoramento para garantir uma boa vida e maior
confiabilidade do equipamento, como:
Análise de vibrações
Termografia
Ferrografia
Quais as limitações das análises de óleos usados?
GLÓBULO BRANCO
CABELO HUMANO TALCO EM PÓ
QUAL O TAMANHO DE 1 MICRON?

 Participação da gerência é necessária para o seu êxito
 Local de amostragem correto
 Dispositivos de coleta adequados
 Frascos de amostragem limpos e adequados
 Frequência apropriada de coleta
 Seleção adequada dos exames
 Uso de reativos e solventes de alta pureza
 Calibração de instrumentos e exames padronizados
 Interpretação dos resultados por técnicos certificados
 Procedimentos de amostragem
 Envio imediato das amostras
 Preparação da amostra adequada no laboratório
 Uso de instrumentos e métodos de ensaios padronizados
 Técnicos de laboratório certificados
Integridade do Programa de Análise de Óleo

1. Identificar os equipamentos e os pontos de amostragem. Escolher
pontos de coleta em lugares estrategicamente localizados que
forneçam as informações desejáveis (condição do lubrificante,
condição da máquina, contaminação). É importante coletar
sempre as amostras no mesmo ponto e da mesma maneira;
2. A bomba de coleta é uma boa alternativa, mas o ideal mesmo é
instalar dispositivos fixos em pontos de coleta no equipamento, de
preferência para zonas vivas com turbulência, como os cotovelos,
que são uma boa opção, como podemos ver nas figuras;
3. Prepare Instruções de Trabalho ou Procedimentos Escritos
para a coleta de amostras, que sejam claros e explicativos.
Treine corretamente todos os colaboradores e alinhe a
visão de toda a equipe.
Boas Práticas de Amostragem

4. Utilize frascos de coleta e utensílios limpos e apropriados, sempre
descartando os frascos usados e no caso do uso de mangueiras e
bomba, nunca utilizar a mesma mangueira para a coleta de diversos
pontos. Não permitir a entrada de contaminações externas nos
frascos de amostra, pois dificilmente ela será distinguida da
contaminação original do lubrificante. Sempre drenar quantidade
suficiente de óleo antes de completar o frasco de amostra, evitando
assim o excesso de contaminantes que podem estar acumulados
nos pontos;
5. O volume de amostra deve ser o suficiente para a realização de
todos os ensaios que se deseja, portanto, verifique com o laboratório
o volume necessário antes de coletar e nunca encha o frasco com
mais do que ¾ de seu volume total.
Entra Lixo... Sai Lixo

6. Sempre coletar a amostra com o equipamento operando nas
condições normais de temperatura, velocidade, ciclos e cargas,
quando não for possível, coletar ele ainda quente, neste caso,
mantenha sempre o mesmo tempo de espera após a parada da
máquina;
7. Evite coletas em drenos, se for inevitável instale “tubos de Pilot”
para que os resíduos do fundo do tanque não sejam capturados
pelo frasco. Evite também a coleta com o equipamento frio,
após elementos filtrantes ou em zonas mortas com o óleo parado
dentro da máquina;

8. Identifique o frasco de amostra, preenchendo todas as
informações das etiquetas como nome e número da máquina,
data da coleta, nome do produto em uso, volume do reservatório,
local da coleta, tempo de uso da carga e volume reposto desde a
última troca. No caso de monitoramento de óleo concorrente, é
fundamental o envio de uma amostra de óleo novo para a
construção da linha base dos parâmetros de monitoramento.
Todas estas informações serão preciosas na hora da interpretação
dos resultados e acompanhamento do histórico de tendências do
monitoramento;
9. Utilize frequências adequadas de amostragem de acordo com o
tipo de máquina e equipamentos ou de acordo com os resultados
últimos ensaios. Não se esqueça que o que importa é criticidade
da máquina e não o volume de óleo do reservatório;
10. Após coletadas, as amostras devem ser imediatamente enviadas
ao laboratório; Recomendamos enviar no máximo em 48 horas.

Imersão de Tubo e Bomba de Vácuo
 Amostras de tanques e reservatórios
 Óleo de motor, caso não haja um ponto vivo disponível
 Aplicações onde contagem de partículas de desgaste e umidade não
são requeridas
Para Linhas Pressurizadas
 Amostragem por conector
 Amostragem por engate para alta pressão
 Amostragem por válvula regulável de esfera
 Amostragem portátil de engate rápido e conector
Válvulas de Amostragem de Minimess
 O volume morto é mínimo; fácil de purgar
 Interface com o instrumento de campo
(bomba de vácuo)
 Baixo custo de equipamento e instalação
Amostragem Correta - Dispositivos

Sistemas Circulatórios (sistemas hidráulicos, turbinas à vapor,
rolamentos em máquinas de papel, etc.)
 Retorno ou drenos pressurizados
 Drenos não pressurizados, usando bomba de vácuo
 Retorno ou linhas de drenagem com coletores antes do reservatório
(tanque)
Sistemas Circulatórios com Linhas de Retorno Inacessíveis, com
Perda Total ou com Múltiplas Linhas de Retorno Sem Coletor
(motores diesel, engrenagens com circulação, sistemas circulatórios de
compressores, acionamentos hidrostáticos, etc.)
 Amostragem depois da bomba e antes do filtro
Amostragem Correta – Pontos de Coleta

Pontos de Coleta Principal e Secundário

Amostragem Correta – Periodicidade das Coletas

Testes Mais Usuais
Viscosidade (cSt)
 A mais importante das análises.
 Óleos industriais feitas à 40oC e óleos automotivos à 100oC.
 Quando fora dos limites de controle, pode provocar aumentos consideráveis na temperatura de
trabalho e grandes riscos para os equipamentos.
Água (% volume)
 Precipitação de aditivos por hidrólise.
 Formação de borras.
 Possibilidade de contribuir para a corrosão de superfícies metálicas.
 Aceleração do processo de oxidação do óleo.
Oxidação por Infravermelho (A/cm)
 É a análise determinante da permanência ou não do óleo em uso.
 Relaciona-se diretamente com a viscosidade.
 Fortemente influenciada pelas condições de trabalho do equipamento.
 Não há como corrigir valores acima do limite admissível, a não ser com reposições de óleo novo
(paliativo).

Espectroscopia de Metais (ppm)
 Avalia o teor de metais presentes no óleo;
 Os metais podem ser provenientes do desgaste do equipamento, de contaminantes externos ou da
própria aditivação do lubrificante.
Testes Mais Usuais

Espectroscopia de Metais

Limites de Alerta – Motores MACK

Qual caixa de engrenagens está pior?
Amostra 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Leitura
Fe (ppm)
35 52 42 60 50 43 25 35 65
Normalização da Taxa de Desgaste

Padronize suas informações para a Taxa de Desgaste
Amostra 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Leitura Fe
(ppm)
35 52 42 60 50 43 25 35 65
Horas de
Operação
260 327 300 400 285 215 175 250 400
Desgaste Fe
(ppm/100 h)
13 16 14 15 17 20 14 14 16
Taxa de Desgaste = Concentração Medida x 100
Horas de Operação
Neste caso, Taxa de Desgaste = 52 ppm x 100 = 16 ppm / 100 h
327 h
Normalização da Taxa de Desgaste

TAN (mg KOH/g óleo)
 Utilizado para avaliação de alguns óleos sintéticos, quando o teste de
oxidação não é possível ser feito.
 Influenciado pelos aditivos presentes em cada tipo de óleo.
TBN (mg KOH/g óleo)
 Utilizado principalmente para avaliação de óleos de motores à diesel.
 É a reserva alcalina do lubrificante
 Classificado como análise avançada.
CONTAGEM DE PARTÍCULAS (ISO 4406:99)
 Quantifica as partículas presentes no óleo.
 Dados informativos para o cliente.
 Classificado como análise avançada.
Testes Mais Usuais

ÓLEOS INDUSTRIAIS
 Corrosão em Lâmina de Cobre
 Demulsibilidade
 Espuma
 Insolúveis em Membrana
 Ponto de Mínima Fluidez
 Ponto de Fulgor
 Rigidez Dielétrica
 Nitração
 IR Comparativo
ÓLEOS AUTOMOTIVOS
 Diluição por Combustível
 Teor de Fuligem
 Teor de Glicol
 IR Comparativo
Testes Específicos por Aplicação

É uma técnica de avaliação das
condições de desgaste dos
componentes de uma máquina por meio
da quantificação e observação das
partículas em suspensão no lubrificante.
Conceito de
Ferrografia

Origem
A ferrografia foi descoberta em 1971 por Vernon
C. Westcott, um tribologista de Massachusetts,
Estados Unidos, e desenvolvida durante os anos
subseqüentes com a colaboração de Roderic Bowen e
patrocínio do Centro de Engenharia Aeronaval
Americano e outras entidades.

Princípios
1. Toda máquina desgasta-se antes de falhar.
2. O desgaste gera partículas.
3. A quantidade e o tamanho das partículas são diretamente
proporcionais à severidade do desgaste que pode ser constatado
mesmo a olho nu.
4. Os componentes de máquinas, que sofrem atrito, geralmente são
lubrificados, e as partículas permanecem em suspensão durante um
certo tempo.
5. Considerando que as máquinas e seus elementos são
constituídos basicamente de ligas de ferro, a maior parte das
partículas provém dessas ligas

Formas mas comuns de ferrografia

Como ocorre a ferrografia
Ocorre através do usual de quantificação da concentração de
material particulado consiste na contagem das partículas
depositadas em papel de filtro e observadas em microscópio.
A ferrografia em si é possível com o auxilio de um
equipamento inventado por Westcott chamado ferrógrafo.

Funcionamento
1. A bomba peristáltica, atuando na mangueira, faz com que o lubrificante se
desloque do tubo de ensaio em direção à lâmina de vidro.
2. A inclinação da lâmina de vidro garantirá que o fluxo do lubrificante tenha
apenas uma direção.
3. O lubrificante, do tubo de ensaio até a extremidade final da mangueira,
transporta partículas grandes e pequenas com a mesma velocidade.
4. A passagem do fluxo sobre a lâmina de vidro, a velocidade de imersão ou
afundamento das partículas grandes passa a ser maior que a velocidade das
pequenas, permitindo que se começe a separação entre partículas grandes e
pequenas.
5. As partículas grandes vão se fixando na lâmina de vidro logo no seu início,
e as menores depositam-se mais abaixo.

Tipos de ferrografia
Ferrografia analítica: permite a visualização das
partículas para que se possam ser identificados os
tipos de desgaste presentes
Ferrografia quantitativa: utiliza os mesmos
princípios da Ferrografia analítica, a diferença está
no formato do corpo de prova e no método de
leitura.

REFERÊNCIAS
https://www.google.com.br/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=8&cad=r
ja&uact=8&ved=0ahUKEwiYmra7qLrXAhVCIZAKHeddDB0QFghQMAc&url=http%
3A%2F%2Fessel.com.br%2Fcursos%2Fmaterial%2F01%2FManutencao%2F33ma
nu2.pdf&usg=AOvVaw1yAJl69Y7iwI3ebHA105JY
https://www.manutencaoemfoco.com.br/preditiva-ferrografia/
http://www.preditivaonline.com.br/ferrografia/

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