Monitoramento dos óleos lubrificantes em turbinas a vapor e a gás natural

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Monitoramento dos óleos lubrificantes em turbinas a vapor e a gás natural

Por: Marcos Thadeu Giacomini Lobo

Modernas turbinas movidas a vapor e a gás natural sujeitam o óleo lubrificante a severas condições de operação. Os mancais de deslizamento destes equipamentos submetidos a elevadas temperaturas de serviço, reservatórios com volumes cada vez menores que reduzem o tempo de residência do óleo lubrificante e questões relacionadas à formação de depósitos por verniz têm se tornado questões críticas. Visto que o óleo lubrificante é a pedra angular na operação confiável de turbinas movidas a vapor e a gás natural, um confiável monitoramento da condição do óleo lubrificante é necessário para garantir longos períodos de operação sem imprevistos.

Monitoramento dos óleos lubrificantes em turbinas a vapor e a gás natural
Monitoramento dos óleos lubrificantes em turbinas a vapor e a gás natural

Existem quatro razões primárias para a degradação do óleo lubrificante em turbinas movidas a vapor e a gás natural:

• Oxidação: todos os óleos lubrificantes oxidam quando colocados em operação e expostos ao oxigênio do ar atmosférico. A oxidação não é acelerada somente pelo ar que se encontra dissolvido no óleo lubrificante que está no reservatório. As crescentes temperaturas de serviço em turbinas movidas a vapor e a gás natural, razões de escoamento cada vez mais elevadas e menores tempos de residência no reservatório, levam a uma maior interação entre oxigênio e óleo lubrificante.

• Degradação térmica: em turbinas movidas a vapor e a gás natural, o óleo lubrificante pode ser exposto a temperaturas tais que podem provocar alterações químicas no óleo básico e na aditivação, sendo o resultado das citadas reações químicas a formação de depósitos que não são prontamente solúveis no óleo lubrificante. Estes materiais insolúveis podem se depositar no sistema de lubrificação causando oscilações na operação do maquinário e, até mesmo, avarias catastróficas.

• Contaminação: óleos lubrificantes em turbinas movidas a vapor e a gás natural são sujeitos a contaminação com uma larga variedade de produtos, tais como água (especialmente em turbinas movidas a vapor), material particulado sólido oriundo do ambiente, produtos químicos de lavagem e contaminantes internos, como os metais de desgaste. Embora nenhum dos citados contaminantes seja a causa primária da oxidação do óleo lubrificante, eles contribuem para a aceleração da degradação. Metais de desgaste, como o cobre, o ferro e o chumbo, são catalisadores da reação de oxidação. A água (especialmente a água tratada com produtos químicos) pode afetar adversamente a capacidade do óleo lubrificante referente à dissipação da espuma e demulsibilidade.

Formação excessiva de espuma pode provocar respostas lentas em sistemas de controle hidráulico, cavitação em bombas hidráulicas e mancais de deslizamento e questões de segurança quando a espuma transborda do reservatório e contamina os pisos.

• Depleção de aditivos: depleção gradual e lenta da aditivação é algo normal e esperado. Aditivos antioxidantes, por exemplo, são consumidos à medida que desempenham a sua função. Agentes demulsificantes podem auxiliar na decantação da água, mas, se forem expostos a grandes volumes de água, podem ser removidos. Aditivos antiespumantes podem ser removidos por sistemas de filtração ultrafina ou podem aglomerar-se quando o óleo lubrificante não é circulado por extensos períodos de tempo.

Todos os citados fatores devem ser consistentemente monitorados ao longo de toda a vida de trabalho do óleo lubrificante. Os ensaios a serem realizados para óleos lubrificantes utilizados em turbinas a vapor e a gás natural podem ser divididos em três categorias:

– monitoramento de propriedades físico-químicas;
– avaliação da contaminação;
– monitoramento de propriedades de desempenho.

Monitoramento da condição do óleo lubrificante

• Propriedades físico-químicas

Viscosidade cinemática (ASTM D445): a viscosidade é a propriedade mais importante de qualquer óleo lubrificante e é definida como a resistência ao escoamento que o óleo lubrificante possui a uma dada temperatura. A viscosidade cinemática de um óleo lubrificante é medida através do ensaio ASTM D445, e mudanças de viscosidade em óleos lubrificantes para uso em turbinas movidas a vapor e a gás natural, usualmente, indicam contaminação com outro tipo de óleo lubrificante. Em casos extremamente severos, haverá elevação de viscosidade em função de oxidação excessiva. Craqueamento térmico (geralmente oriundo do contato com superfícies muito aquecidas) do óleo básico leva a um decréscimo da viscosidade.

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Lubes em Foco 64