Impactos da formação de verniz nos sistemas de lubrificação

Impactos da formação de verniz nos sistemas de lubrificaçãoA formação de verniz nos sistemas de lubrificação é um problema generalizado nas indústrias, impactando negativamente na vida útil dos equipamentos e afetando as operações na linha de produção. O verniz aumenta o desgaste dos componentes, reduz o desempenho do equipamento e desperdiça recursos valiosos de manutenção. A fim de aumentar a confiabilidade do equipamento, os usuários finais têm buscado ferramentas para prever a formação do verniz nos sistemas de lubrificação de máquinas e equipamentos da linha produtiva. Infelizmente, algumas metodologias de análise tradicionais de lubrificantes agregaram pouco na detecção de contaminantes específicos que conduzem a depósitos de camadas de verniz.

Este artigo analisa o mecanismo de formação de verniz e os impactos nocivos do verniz nos sistemas de lubrificação. O verniz lubrificante é definido como uma fina película insolúvel que se desenvolve em toda a parte interna de um sistema de lubrificação da máquina ao longo do tempo. É considerado um contaminante, composto predominantemente de degradação de derivados de petróleo e moléculas aditivas também degradadas. Embora uma ampla variedade de mecanismos contribua para a degradação do óleo, os três fatores mais comuns são a oxidação, degradação térmica e degradação química. A presença de verniz nos sistemas hidráulicos e de lubrificação causa danos sérios e caros.

Esses filmes envernizados aparecem em grande variedade de cores e consistências, variando de piche preto opaco aos depósitos de óleo gelatinoso. A presença de verniz em sistemas hidráulicos e outros componentes geram danos como:

Redução de folgas, afetando os regimes de lubrificação. Isso geralmente significa uma transição da lubrificação hidrodinâmica de condições mistas, tanto que aumenta taxas de desgaste das bombas, rolamentos e engrenagens.
Aumento do atrito nos componentes. Esse atrito resulta em maiores exigências de energia.
Elevação de temperatura. A camada de verniz age como um isolante, reduzindo o efeito de trocadores de calor e reduzindo a habilidade de resfriamento do lubrificante.
Restrição ou impedância do fluxo de óleo. O verniz pode causar entupimentos em válvulas, filtros e pequenos orifícios.
Aumento de taxas de desgaste. O filme de verniz captura contaminantes rígidos, criando uma superfície abrasiva que acelera o desgaste. As superfícies lacadas muitas vezes têm aspecto de lixas, quando examinadas sob um microscópio. As consequências da contaminação por verniz são preocupantes, pois implica interrupções não planejadas em instalações de geração de energia, aumentam a produção de sucatas de peças em máquinas injetoras de plástico, elevam as temperaturas de funcionamento e as taxas de desgaste em compressores de gás, além de uma série de outros problemas onerosos em diversas indústrias.
Devido aos custos potencialmente elevados associados à formação de verniz, é importante para o pessoal de manutenção e confiabilidade para ter uma ferramenta para medida de potencial preditivo de um verniz lubrificante. Determinar o potencial de um fluido de verniz permite que o usuário possa investigar a causa raiz e implementar a manutenção corretiva antes de uma falha catastrófica. No entanto, os programas de análise de rotina de petróleo muitas vezes não conseguem identificar os danos potenciais da camada de verniz. A lista a seguir identifica muitas das metodologias de análises de óleo comumente realizadas em testes, cada uma com sua definição de por que elas são ineficazes em determinar o potencial de um verniz lubrificante.

Espectrometria ou Análise Elemental

A análise irá determinar o espectrógrafo de elementos metálicos em uma amostra. Embora alguns contaminantes metálicos possa, agir como um catalisador na degradação do lubrificante, os subprodutos responsáveis pelo verniz são freqüentemente não-metálicos e, portanto, não podem ser diretamente identificados ou medidos utilizando este método.

Conteúdo de água no lubrificante

Embora este teste seja útil na detecção das condições que podem acelerar a degradação do óleo, a presença de água não tem uma correlação direta com a formação de verniz de um lubrificante.

Viscosidade

A viscosidade de um lubrificante pode aumentar a partir da polimerização da cadeia de hidrocarbonetos. O verniz normalmente ocorre muito antes de uma mudança significativa na viscosidade, não se consolidando como um útil indicador de que a degradação está ocorrendo. Portanto, a propensão de sugimento de verniz não pode ser determinada a partir de mudanças de análise isolada da viscosidade do óleo.

Número Ácido

Número Ácido é a medida de componentes ácidos do lubrificante. Este teste é ineficaz para mensurar diretamente todas as maneiras de formação de verniz, porque alguns dos subprodutos produzidos durante a degradação oxidativa, térmica e química são não-ácidas.
Análise de infravermelho

A análise de infravermelho mostra a impressão digital molecular de um lubrificante. A análise de infravermelho pode ser útil em apontar as causas possíveis, mas os dados produzidos são difíceis de interpretar e quantificar, tornando-se pouco eficazes em quantificar o potencial envernizamento de um lubrificante, quando utilizado sozinho.

ISO 4406 – Contador de Partículas

A maioria dos engenheiros de confiabilidade depende de contagem de partículas para determinar a limpeza de seus lubrificantes. Como os vernizes são insolúveis no lubrificante, este teste detecta suaves aumentos dos níveis de contaminantes e são úteis na detecção de verniz nos lubrificantes. Porém, infelizmente, os contaminantes leves são geralmente menores do que um mícron. Na verdade, a grande maioria dos contaminantes insolúveis em lubrificantes está sob os limites de detecção em teste de contagem de partículas ISO. A norma ISO 4406 é um sistema de classificação de pureza hidráulica, que consiste no número de partículas de contaminação superiores a 2 microns, 5 microns e 15 microns numa amostra de 1 mililitro do fluído.

Análise quantitativa por espectrofotometria

A Análise Quantitativa por Espectrofotometria é uma técnica de isolamento proposital e medição da degradação do lubrificante específico em subprodutos responsável pela formação de verniz. O processo começa por tratar a amostra do lubrificante com uma mistura química específica destinada a isolar o material de subprodutos insolúveis. Em seguida, um processo de separação recolhe o verniz formado a partir da degradação de produtos insolúveis. O processo termina com a análise espectrofotométrica sobre a degradação isolada do subproduto. Os resultados são apresentados em uma escala de 1-100 e indicam a avaliação do potencial do verniz lubrificante.