Revista Lubes em Foco edição 93
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Introdução
Nos artigos anteriores, foram abordados os seguintes temas:
- A importância do monitoramento de lubrificantes como ferramenta de manutenção preditiva e preventiva (Revista Lubes em Foco – Edição 88 – Lubes em Foco (portallubes.com.br)),
- Boas práticas na coleta de amostras (Revista Lubes em Foco – Edição 89 – Lubes em Foco (portallubes.com.br))
- Seleção de análises para o monitoramento
- Viscosidade cinemática , IA, e IB – Revista Lubes em Foco edição 90 – Lubes em Foco (portallubes.com.br)
- teor de água e teor de elementos – Revista Lubes em Foco edição 91 – Lubes em Foco (portallubes.com.br)
- FTIR e avaliação de contaminação – Revista Lubes em Foco edição 92
Neste último artigo da série o tema principal é a definição de limites de alerta.
As principais propriedades utilizadas na avaliação de lubrificantes durante seu uso foram descritas nos artigos anteriores. A seleção dos ensaios varia de acordo com a aplicação. A Tabela 1 apresenta uma sugestão inicial para algumas aplicações.
Após o início do monitoramento, é fundamental analisar os resultados recebidos do laboratório para avaliar tendências e decidir ações de manutenção antecipadas, evitando que ocorra danos ao equipamento.
Alguns fabricantes de equipamentos indicam limites de alerta e até mesmo frequência de coleta de amostras e propriedades a serem monitoradas no lubrificante. Nestes casos, estas indicações devem ser respeitadas.
Quando estas informações não estão disponíveis, os resultados das análises permitem que estes limites sejam definidos. De uma forma geral, é mais indicado que este processo seja feito, porque o mesmo equipamento em localização e aplicação diferentes apresenta severidade de operação diferente e isto afeta muito estes limites de alerta.
Dispondo de 5 resultados de avaliação, se possível de uma mesma carga, é possível calcular média e desvio padrão para cada ensaio e definir os limites de alerta, conforme figura 1. Algumas propriedades necessitam apenas de um limite, como limite máximo para teor de água, teor de metais, contagem de partículas, índice de acidez (IA) e FTIR (oxidação, nitração e sulfatação) e limite mínimo para índice de basicidade (IB).
Uma boa prática é coletar amostras com maior frequência no início do monitoramento para definir estes limites. Deve-se verificar o impacto deste maior número de coletas no nível de óleo lubrificante antes de fazê-las.
É importante definir as ações que devem ser tomadas quando os limites de alerta são atingidos para que os limites críticos sejam evitados. Por exemplo: se a viscosidade cinemática atingir o limite de alerta superior, deve-se verificar nível de degradação do lubrificantes (IA e FTIR oxidação podem ajudar), tempo de uso da carga, contaminação através de reposição de nível com óleo mais viscoso e se houve aumento na temperatura de operação (promove oxidação mais rapidamente). Identificando a causa do aumento de viscosidade anormal, as correções são feitas e acompanha-se a eficácia das ações corretivas nos resultados da coleta seguinte. Desta forma, se estabelece um processo de melhoria contínua, que promove redução de custos de manutenção referentes a falhas de equipamento e aumenta a confiabilidade dos equipamentos.
É muito importante destacar que somente trocar a carga quando alguma anormalidade é identificada não é a solução. É fundamental investigar a causa da anormalidade e efetuar as correções necessárias. A troca de carga é apenas uma das opções possíveis a serem consideradas para solucionar o desvio identificado.
Os limites definidos por estes cálculos nunca devem ser menos restritivos que os limites indicados pelo fabricante, mas podem ser mais restritivos. A figura 2 mostra um exemplo.
Neste exemplo, o equipamento é uma turbina aero derivada utilizada para geração de energia, ou seja, fundamental para que a unidade opere. O fabricante define o limite de alerta de 42,0 cSt a 40°C (linha vermelha destacada no gráfico). Em 8 000 horas de operação e monitoramento, calcula-se a média (29,28 cSt ) e desvio padrão (1,45) e o limite de alerta de 30,73 cSt a 40°C e o crítico é 32,2 cSt a 40°C. Neste caso, não é razoável esperar que a viscosidade atinja 42,0 cSt para se tomar alguma ação.
Nota-se que a viscosidade está aumentando constantemente e, associando este comportamento com IA (índice de acidez) e FTIR oxidação que também estão sendo acompanhados nas mesmas amostras, comprova-se que isto ocorre em função da degradação natural do lubrificante. O fabricante estabelece o limite máximo de 2,0 mg KOH/g para IA e o valor mais elevado medido neste período foi de 0,50 mg KOH/g. Juntando todos estes dados e informações, conclui-se que o lubrificante está em boas condições de uso e está sofrendo degradação normal da aplicação.
A figura 3 apresenta gráficos de monitoramento de um lubrificante usado em motor a gás. O lubrificante em uso está correto e atende às especificações do fabricante. O limite crítico do IB (índice de basicidade) é de 3,0 mg KOH/g. Os gráficos da figura se referem a uma carga de lubrificante e não foi necessária reposição de nível.
A análise destes gráficos permite alguns comentários:
- A partir das 37 000 horas de uso, a coleta de amostras demorou muito para ser realizada e o motor ficou mais de 1 000 horas sem monitoramento do lubrificante;
- A amostra coletada em torno das 38 200 horas mostrou IB (índice de basicidade) muito próximo do limite mínimo indicando fortemente que a carga deveria ser trocada.
A troca de carga não foi realizada e o motor continuou em operação sem a proteção do IB. A partir deste momento, a neutralização dos resíduos ácidos provenientes da queima do combustível não foi mais adequada. Os efeitos podem ser observados no aumento mais rápido do teor de ferro proveniente, principalmente, do desgaste corrosivo e na oxidação mais rápida do lubrificante observada pelo FTIR.
Este exemplo mostra que o período de troca recomendado pelo fabricante (cerca de 2000 horas) não pode ser estendido porque a reserva alcalina do IB não suporta esta extensão. O uso além do indicado desta carga provocou a necessidade de revisão geral do motor antes do previsto e foram necessárias trocas de mais peças do que o esperado.
O acompanhamento das tendências de variação das propriedades do lubrificante em uso permite identificar com bastante assertividade como está o processo de lubrificação do equipamento. É importante ter certeza de que o lubrificante está correto antes de fazer estas análises.
A correlação entre as propriedades auxilia muito na investigação dos desvios. A tabela 2 sugere algumas interações a serem observadas.
A definição e o monitoramento eficaz dos limites de alerta em lubrificantes são fundamentais para garantir a confiabilidade e a eficiência dos equipamentos. Esses limites atuam como indicadores essenciais, permitindo que intervenções sejam realizadas antes que problemas se agravem, evitando falhas inesperadas. A integração dos resultados deste monitoramento com outras técnicas preditivas (análise de vibração, termografia, monitoramento de temperatura) intensifica ainda mais este processo contribuindo muito para a redução de custos operacionais e prolongando a vida útil dos ativos.
Investir em análises regulares e no estabelecimento de limites personalizados, baseados em normas, recomendações do fabricante e histórico de operação, fortalece a manutenção preditiva e promove uma operação sustentável. Dessa forma, o monitoramento de lubrificantes não apenas protege os equipamentos, mas também contribui para a competitividade e sustentabilidade das operações industriais.
