Ruler Test monitorando os antioxidantes nos óleos de turbina

Marcos Thadeu Lobo

Engenheiro Mecânico Graduado pela Universidade Estadual de Campinas ( Unicamp ). Exerce, atualmente, a função de Consultor Associado na empresa QU4TTUOR CONSULTORIA.

Ruler test

Aminas aromáticas e fenólicas são antioxidantes primários que compõe a formulação de óleos lubrificantes utilizados em muitas aplicações industriais e em turbinas hidráulicas, acionadas a vapor e alimentadas por Gás Natural Comprimido ( GNC ) com aditivação isenta de zinco (zinc-free).

Ao se medir a taxa de depleção dos compostos antioxidantes, em conjunto com algumas outras análises físico-químicas, é possível monitorar-se de forma bastante confiável a condição de serviço do óleo lubrificante em uso.

Figura 1 – Turbina alimentada a Gás Natural Comprimido ( GNC )

O Ruler Test (Remaining Useful Life Evaluation Routine by Linear Sweep Voltammetry – LSV ou Rotina de Avaliação da Vida Útil Remanescente por Voltametria de Varredura Linear) mensura o conteúdo de aminas antioxidantes aromáticas e fenólicas, analisando quantitativamente as concentrações relativas de antioxidantes nos óleos lubrificantes novo e usado de maneira a monitorar-se de forma confiável a taxa de depleção do pacote de aditivação antioxidante na carga de óleo lubrificante.

Figuras 2/3 – Aparelhagem para o RULER Test

Os aditivos antioxidantes são adicionados aos óleos lubrificantes com vistas a protegê-los contra o fenômeno da oxidação. As moléculas antioxidantes protegem o óleo lubrificante por reagir quimicamente com as moléculas que contenham radicais livres e que, se não forem neutralizadas, levarão à formação de depósitos em forma de borra e verniz.

Figuras 4/5 – Retardar o processo de oxidação: função dos antioxidantes

O Ruler Test utiliza a tecnologia LSV (Linear Sweep Voltammetry – LSV – Voltametria de Varredura Linear) para monitorar os aditivos antioxidantes, extraindo-os da amostra de óleo lubrificante e diluindo-os em solução química específica. Após esta ação, faz-se passar através de amostra devidamente preparada uma crescente tensão elétrica por tempo determinado.

Figuras 6/7 – Exemplos de voltagramas obtidos em RULER Test

Os compostos químicos antioxidantes aceitarão elétrons a determinadas faixas de tensão elétrica produzindo picos no gráfico do voltagrama produzido pelo equipamento utilizado no Ruler Test. As áreas compreendidas entre os picos do óleo lubrificante em uso são comparadas com as áreas localizadas entre os picos produzidos para o óleo lubrificante sem uso, de forma a se poder calcular o percentual de compostos químicos antioxidantes (ex. aminas aromáticas e fenólicas; fenóis) remanescentes.

O nível de compostos químicos antioxidantes , ainda, presentes no óleo lubrificante em uso darão um indicativo da capacidade do óleo lubrificante em resistir ao fenômeno da oxidação e à consequente formação de depósitos em forma de borras e vernizes em aplicações  tais como:

Figuras 8/9 – Ruler Test: ferramenta para monitoramento de borras e vernizes

1. Turbinas hidráulicas.
2. Turbo-geradores acionados a vapor.
3. Turbo-geradores de energia  elétrica  alimentados por Gás Natural Comprimido (GNC) com aditivação antioxidante e antidesgaste isenta de zinco (zinc-free).
4. Sistemas hidráulicos com aditivação antioxidante e  antidesgaste  isenta  de zinco.

Figuras 10/11 – Ruler Test: turbinas hidráulicas e acionadas a vapor

O monitoramento regular da taxa de depleção da aditivação antioxidante possibilita avaliar a Vida Útil Remanescente da carga de óleo lubrificante em uso possibilitando um adequado planejamento de sua substituição, quando necessário, com maior confiabilidade e conferindo ao staff de manutenção valiosa ferramenta adicional para quando da tomada de decisões.

Figuras 12/13 – Ruler Test: valiosa ferramenta na tomada de decisões

Em resumo, pode-se dizer que o Ruler Test é ensaio que, aplicado conjuntamente com outros ensaios físico-químicos (ex. AN; MPC; FTIR; RPVOT), será de grande utilidade no monitoramento da Vida Útil Remanescente do pacote antioxidante e da condição de serviço de óleos lubrificantes utilizados em turbinas e sistemas hidráulicos, turbinas acionadas a vapor e alimentadas por Gás Natural Comprimido (GNC).

O Ruler Test vem sendo cada vez mais utilizado pelos laboratórios de análise de óleos lubrificantes no auxílio ao planejamento e tomada de decisões de seus clientes, tendo em vista os elevados custos envolvidos na indisponibilidade de maquinário e intervenções não programadas.

Figura 14 – Disponibilidade de maquinário: objetivo do staff de manutenção