Baixe Análises de óleos lubrificantes e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Mecânica, somente na Docsity! Elementos Estratégicos Para o Sucesso de um Programa de Análise de Óleo Autor: James C. Fitch - Noria Corporation Traduzido por: - Engº André Luiz de Pádua Pereira - Engº Jânio Barbosa E-Mail dos tradutores: vibra@atlanticpost.comO presente arquivo pode ser obtido no site: www.vibra.dynamiczone.com O arquivo original em Inglês pode ser obtido no site: http://www.noria.com Freqüentemente, os usuários associam um programa de análise de óleo com um alerta antecipado sistemático de falha de lubrificação ou da máquina, o qual, por conseguinte, auxilia no controle aos danos dos equipamentos. Tais benefícios são úteis e freqüentemente alcançados, mas os mesmos deveriam ser considerados de baixa relevância na escala de importância de um programa de análise de óleo, comparada ao objetivo mais recompensador que é a prevenção de falha. Sempre que uma estratégia de manutenção pró-ativa é aplicada, três passos são necessários para assegurar que seus benefícios sejam alcançados. Uma vez que a manutenção pró-ativa, por definição, envolve o monitoramento contínuo e o controle das causas fundamentais de falha nas máquinas, o primeiro passo simplesmente é fixar um objetivo, ou padrão, associado a cada causa fundamental. Em análise de óleo, as causas fundamentais de maior importância estão relacionadas à contaminação fluida (partículas, umidade, calor, fluido refrigerante, etc.) e degradação dos aditivos. Porém, o processo de definir objetivos precisos e desafiadores (por exemplo, alta limpeza ) é só o primeiro passo. O controle das condições do fluido dentro destes objetivos deve então ser alcançado e os padrões devem ser mantidos. Este é o segundo passo e freqüentemente inclui uma auditoria de como são contaminados os fluidos e então eliminando sistematicamente estes pontos de entrada. Freqüentemente se requerem uma filtração melhor e o uso de um sistema separador. O terceiro passo é o elemento de ação vital de prover o circuito de realimentação de um programa de análise de óleo. Quando exceções acontecem (por exemplo, em sobre as metas de resultados) podem então ser conduzidas imediatamente as ações corretivas. Usando a estratégia de manutenção pró-ativa, o controle de contaminação se torna uma atividade disciplinada de monitorar e controlar a alta limpeza fluida , não uma atividade crua de registrar as tendência dos níveis de sujeira. Finalmente, quando os benefícios de extensão de vida da manutenção pró-ativa se fazem sentir pela advertência antecipada de necessidade de manutenção, compreende-se a necessidade de um programa de manutenção baseado na condição. Enquanto a manutenção pró-ativa acentua o controle de causas fundamentais, a manutenção preditiva mira na Monitoramento de Vibração em Máquinas (http://www.vibra.dynamiczone.com/) descoberta da falha incipiente, tanto nas propriedades do fluido quanto nos componentes das máquinas, tais como os rolamentos e engrenagens. Seguindo os procedimentos amostrais de óleo , a seleção de procedimentos apropriados de testes das amostras, e a interpretação de resultados dos testes esboçados nesta seção, a ação corretiva imediata pode ser então dirigida para efetivamente evitar as reações em cadeia, de falhas, e a adicional autodestruição do equipamento. Métodos Amostrais de Óleo O ótimo desempenho de amostragem de óleo depende diretamente do sucesso nas três áreas seguintes: 1. Seleção do Ponto Amostral Ótimo Em sistemas circulantes de óleo, como mostrado nas Figuras 1 e 2, a melhor localização do ponto de coleta está na zona viva do sistema, a montante dos filtros onde partículas de ingresso e resíduos do desgaste estão mais concentradas. Normalmente, isto significa que a coleta de amostras é feita nas linhas de dreno ou de retorno do fluido . Em alguns casos onde o lubrificante escoa diretamente para o tanque de descarte sem ser dirigido por uma linha (por exemplo, um motor Diesel), a linha de pressão a jusante da bomba (e antes do filtro) deve ser usada. Evite sempre tirar amostras de zonas mortas, tais como tanques estáticos e reservatórios. Em sistemas de lubrificação por borrifação, tipóia de lubrificação, componentes lubrificados por inundação, as amostras são melhor colhidas, quando tiradas de tomadas de dreno depois de deixar descarregar, consideravelmente, ou preferencialmente, pelo uso de um amostrador portátil fora da linha circulante . FIGURA 1. A amostragem do fluido em um sistema hidráulico, através das linhas de retorno a montante dos filtros para análise rotineira. 2. Coletando amostras representativas Uma vez que um ponto amostral é selecionado corretamente e validado, uma amostra deve ser feita sem se perturbar a integridade dos dados. Quando uma amostra é puxada de zonas turbulentas, como em um cotovelo conforme Figura 3, partículas, umidade, e outros contaminantes entram na garrafa em concentrações representativas. Além disso, sempre deveriam ser tiradas amostras das máquinas em seu ambiente de trabalho típico, preferencialmente enquanto as mesmas estão funcionando e o lubrificante atingiu sua temperatura operacional normal. Da mesma forma, durante (ou imediatamente antes) a coleta das amostras, as máquinas deveriam estar funcionando a cargas, velocidades e ciclos normais de trabalho. Deve-se deixar correr bastante, o fluxo de óleo nas válvulas, antes de se tirar as amostras. Nunca encha uma garrafa de amostra mais que três-quartos, para possibilitar a agitação adequada pelo laboratório. Evite métodos amostrais que envolvem a remoção da tampa de garrafa, especialmente onde uma contaminação atmosférica significativa esteja presente. Nos sistemas não circulantes, a amostragem estática é a única opção. Freqüentemente, a mesma pode ser feita, efetivamente, através de aberturas de dreno se um volume suficiente de fluido é descarregado antes da real amostra. Alternativamente, poderiam ser usados amostradores de vácuo, especialmente para sistemas fluidos maiores (Figura 4). Deve ser tomado o cuidado para sempre tirar amostras a uma distância fixa em relação ao fundo do depósito de óleo. A descarga pelo tubo de sucção também é importante. Nunca reutilize o tubo de sucção, para evitar a contaminação cruzada, decorrente da mistura de fluidos. A amostragem estática usando um amostrador de vácuo pode ser melhorada com a instalação Monitoramento de Vibração em Máquinas (http://www.vibra.dynamiczone.com/) empregados dois métodos de análise: · O primeiro método é o do espectroscópio de emissão, que avalia os vários elementos presentes no óleo, tais como o ferro, o alumínio, o cobre, o cromo, e o chumbo. Enquanto não verdadeiramente quantitativo devido a uma tendência (BIAS) intrínseca de visualizar apenas as pequenas partículas, o espectroscópio mostra-se extremamente útil em numerosas aplicações. · O segundo método, conhecido como ferrografia analítica, supera o falseamento (BIAS) de tamanho de partícula do espectroscópio mas possui limitada habilidade para distinguir as qualidades elementares das partículas. Isto é em parte devido ao fato de que é um exame visual das partículas em uma lâmina (ferrograma). O benefício superior da ferrografia é sua habilidade sem igual para detectar muitos mecanismos de desgaste comuns, pelo olho hábil de um tribologista experiente. Tipicamente, a análise da densidade de resíduos de desgaste ou contagem de partículas ferrosas é executado como uma tela anterior à da ferrografia analítica. Isto assegura que um número suficiente de partículas está presente, antes da preparação de um ferrograma. A concepção de uma análise de óleo pode ser feita efetivamente quando as ferramentas para análise "In Loco" estão disponíveis. Para muitas máquinas, o contador de partículas serve como a melhor linha de defesa primária. Somente quando a contagem de partículas excede os limites prefixados é executado um teste de exceção. O melhor teste de exceção é a análise de partículas ferrosas, tal como executado por um contador de partículas ferrosas. Quando níveis ferrosos estão altos, uma condição de falha existe sendo acionado um gatilho para posteriores ensaios e análises. Além de um contador de partículas "In Loco", analisadores de umidade e viscosímetros "In Loco" também avaliam importantes condições de causa fundamental . Interpretando os Resultados dos Testes A maioria das máquinas é altamente complexa e consiste em uma metalurgia exótica e mecanismos complicados. A quantidade numerosa de superfícies de desgaste e corrosão normalmente empregam dinâmicas variadas de contato e de cargas, todas elas compartilhando um mesmo lubrificante. Uma falha em se obter conhecimentos sobre estes e muitos outros detalhes internos da máquina, como uma base de referência para a interpretação do desgaste a partir dos dados de análise de óleo, pode conduzir a muita confusão e indecisão em resposta aos resultados de análise do óleo. Uma boa abordagem é montar uma pasta, tipo agenda, de três anéis com abas e índice para cada tipo de máquina. Inclua nesta agenda a fotocópia dos manuais de operação e manutenção, e outras informações acumuladas. A seguir, apresentamos um exemplo de dados e informações a incluir: 1. Identifique os tipos de rolamento em uso e sua metalurgia. 2. Identifique as velocidades e torques dos eixos. 3. Identifique os tipos de engrenagens em uso, suas velocidades e cargas. Determine a dureza do metal das engrenagens, tratamentos de superfície e metais-liga. 4. Localize e identifique todas as outras superfícies de desgaste, como cames, pistões, embuchamentos, bronzinas, etc. Determine a metalurgia dos tratamentos de superfície. 5. Localize e identifique os refrigeradores, radiadores e trocadores de calor, e os tipos de fluidos usados. 6. Obtenha diagramas/esquemas do circuito de fluxo fluido. 7. Localize e determine os tipos de selos em uso, tanto os externos como os internos. 8. Identifique possíveis contatos com substâncias químicas de processo e tipos. 9. Registre as taxas de fluxo de lubrificante, faixas de temperaturas dos lubrificantes, temperaturas de entrada e de dreno dos mancais, e pressões de óleo. 10. Registre as especificação de lubrificante detalhadas e a capacidade do compartimento. Monitoramento de Vibração em Máquinas (http://www.vibra.dynamiczone.com/) 11. Registre o desempenho do filtro, especificação e sua localização. Em muitos casos, os dados de análise de lubrificantes podem ser inconclusivos quando usados a sós. Quando combinadas com informações de inspeção com sensores, porém, uma determinação mais fidedigno e certa, pode ser feita. Igualmente, a aplicação de outras tecnologias de manutenção (como vibração e termografia) pode ajudar como apoio a uma conclusão que previna os elevados custos de um reparo ou destruição da máquina Referências 1. Fitch, J.C., The 1O Most Common Reasons Why Oil Analysis Programs Fail and the Strategies That Effectively Overcome Them, Diagnetics, Inc., Tulsa, OK, 1995. 2. Fitch, J.C., Oil Analysis and Proactive Maintenance Seminar Workbook, Diagnetics, Inc., Tulsa, OK, 1996. 3. Fitch, J.C., Three-Step Implementation of Fluid Contamination Control, Diagnetics, Inc., Tulsa, OK, 1990. 4. Troyer, Drew D., Three Dimensions of Equipment Condition Monitoring with Oil Analysis, P/PM Technology, Minden, NV April 1995. 5. Fitch, E.C., Fluid Contamination Control, FES, Inc., Stillwater, OK, 1988. 6. Troyer, Drew D., Oil Analysis and Machine Condition Monitoring: A General Introduction and Workshop, The Vibration Institute Proceedings, Willowbrook, IL, 1996. 7. Troyer, Drew D. and Borden, H.B., Streamlining Oil Analysis With Field Testing, P/PM Technology, Minden, NV, April, 1994. Magazine http://www.noria.com/art_link.html Monitoramento de Vibração em Máquinas (http://www.vibra.dynamiczone.com/)