Quando se projeta um sistema de lubrificação centralizada, o que vem primeiro: o sistema ou a escolha da graxa? A maioria das pessoas começa com o sistema e depois encontra uma graxa adequada para ele. No entanto, a melhor abordagem é começar com uma graxa que atenda às necessidades da máquina e, em seguida, projetar um sistema de lubrificação que funcione com o lubrificante.
O que há em uma Graxa?
Antes de considerar quais testes devem ser realizados para ajudar a selecionar a graxa certa, é necessário entender o básico da formulação da graxa. Durante os cursos de treinamento da Noria, a classe frequentemente é questionada: “O que é graxa?” As respostas típicas incluem “óleo muito grosso,” “um lubrificante parecido com pasta,” etc. De acordo com a ASTM D288, a graxa é definida como “um produto sólido a semilíquido proveniente da dispersão de um agente espessante em um lubrificante líquido. Outros ingredientes que conferem propriedades especiais podem ser incluídos.”
Basicamente, uma graxa é composta por três partes: o óleo base, os aditivos e um espessante. O óleo base pode constituir entre 70% a 95% da graxa. Ele fornece a viscosidade e a espessura do filme da graxa, sendo a base sobre a qual a graxa é construída. Pode-se usar óleo mineral, sintético ou à base de vegetais em uma graxa. O tipo de óleo é selecionado com base nas propriedades desejadas para a aplicação.
Os aditivos são usados para conferir novas propriedades ou para suprimir ou melhorar as propriedades existentes do óleo base. Eles podem compor entre 0% a 10% da graxa e normalmente oferecem proteção para equipamentos rotativos durante a partida e desligamento. Os aditivos também podem ajudar a proteger contra ferrugem e corrosão.
O espessante é crítico, pois é o veículo que entrega o óleo base e os aditivos ao equipamento. Pode representar entre 3% a 30% da graxa. Existem muitos tipos de espessantes, mas a maioria se encaixa em duas categorias: sabão simples ou sabão complexo. Outros espessantes, como poliureia, argila e sílica, não se enquadram nessas categorias, mas também atuam como agentes espessantes em formulações de graxas especiais.
Seleção de Graxa
Agora que você tem uma compreensão melhor de como a graxa é formulada, vamos analisar quatro testes que podem revelar como os ingredientes da graxa irão interagir dentro de um sistema de lubrificação. A primeira propriedade a considerar é a viscosidade aparente do óleo base.
Teste de Viscosidade Aparente
A viscosidade é a propriedade mais importante de qualquer lubrificante. Para determinar a viscosidade necessária do óleo base, você deve identificar a viscosidade ideal para cada componente do sistema que planeja lubrificar. A viscosidade do óleo base da graxa é indicada na ficha técnica do produto. Uma vez que você tenha estabelecido a viscosidade necessária, teste a graxa para verificar sua viscosidade aparente. Isso se relaciona à mobilidade da graxa ao passar pelas linhas e componentes de um sistema de lubrificação centralizada. A viscosidade aparente envolve a influência coletiva do óleo base, dos aditivos e do espessante. O teste padrão ASTM D1092 é ideal para medir a viscosidade aparente das graxas lubrificantes. Ele pode ajudar a prever quedas de pressão em um sistema de lubrificação centralizada sob fluxo constante e a uma temperatura constante. Os resultados deste teste são reportados em centipoise.
Teste de Penetração com Cone
Você também precisará determinar a consistência necessária ou a classe NLGI da graxa. Um ponto de partida geral é a temperatura operacional esperada e o fator de velocidade. Outras variáveis que podem impactar a consistência necessária incluem o tipo de rolamento, o tipo de espessante, a viscosidade do óleo base e o tipo de óleo base.
O teste de penetração com cone (ASTM D217) é frequentemente utilizado para avaliar a consistência da graxa. Ele utiliza um cone pesado para penetrar em um bloco de graxa, com quatro padrões para testar a consistência da graxa: não perturbada, trabalhada, trabalhada prolongada e bloco. O foco deste artigo será nos testes não perturbados e trabalhados.
Um teste de penetração não perturbada fornece informações sobre a consistência da graxa durante as condições de armazenamento. Os testes de penetração trabalhada revelam qual será a consistência da graxa enquanto ela estiver dentro de uma máquina ou componente. Isso é essencial em sistemas de graxa centralizada, pois a graxa pode ficar em “condições de armazenamento” por um período prolongado antes de alcançar o componente. As condições de armazenamento se aplicam à graxa tanto quando ela está em um tambor ou outro recipiente de armazenamento quanto nas linhas de fornecimento.
Entre os fatores a considerar ao planejar o caminho da linha de fornecimento estão as exposições à temperatura, os caminhos verticais e o tempo que leva para a graxa entrar na linha de fornecimento e alcançar seu destino. Esses fatores podem fazer com que o óleo base e o espessante se separem, levando à falta de óleo no equipamento.
Teste de Estabilidade Estrutural
Em seguida, avalie quão estável a graxa será quando submetida às condições operacionais. Você precisa saber se a graxa será capaz de suportar as cargas previstas e por quanto tempo antes de começar a falhar. O método de teste de estabilidade estrutural ASTM D1831 utiliza um teste de penetrômetro de graxa não trabalhada. A mesma graxa é então trabalhada em um dispositivo padrão de estabilidade de rolo por duas horas a uma temperatura entre 20 a 35 graus Celsius (68 a 95 graus Fahrenheit). A graxa é então submetida novamente ao teste de penetrômetro. A diferença entre os dois testes é usada para medir o efeito da baixa estabilidade a cisalhamento do óleo na graxa.
Teste de Ventabilidade
O teste final está relacionado especificamente a como combinar a graxa ao projeto do sistema de lubrificação e ao tamanho da tubulação a ser utilizada. Dependendo de quão longe a graxa será bombeada, o tamanho da tubulação pode impactar significativamente o custo do sistema. O teste de ventabilidade identifica o diâmetro da linha de fornecimento necessário para uma graxa específica. Ele também pode ajudar a determinar se a graxa pode ser usada em um sistema de lubrificação centralizada e se as válvulas de graxa e injetores funcionarão adequadamente. O teste pressuriza a graxa a 1.800 psi em uma bobina de 25 pés. Após a graxa estabilizar a 1.800 psi, uma válvula de alívio é aberta e o manômetro é lido após 30 segundos. Comparando essa leitura de pressão com uma tabela de referência da linha de fornecimento, será possível determinar o diâmetro necessário.
Além disso, ao escolher uma linha de fornecimento, certifique-se de selecionar um material apropriado. Alguns metais, como cobre e aço galvanizado, podem ter efeitos severos na composição da graxa.
Também deve ser observado que, quando a graxa é submetida a certas condições sob pressão, ela pode passar pelo que é chamado de cake-lock. Isso ocorre quando o movimento do espessante da graxa é restrito, levando a um bloqueio na linha ou componente. O óleo base pode continuar a fluir, mas o espessante não. Sem o espessante, o óleo base pode não alcançar as zonas de trabalho dos componentes, causando a falta de lubrificação. Todas as três partes de uma graxa (óleo base, aditivos e espessante) podem contribuir para o cake-lock, e nenhum elemento isoladamente pode aumentar ou diminuir a possibilidade dessa condição.
Com os resultados desses testes, você agora terá as informações necessárias para tomar uma decisão informada. Considere o seu orçamento para um sistema centralizado ao fazer a seleção da graxa, mas projete o sistema em torno da graxa. Evite erros comuns, como ter um diâmetro de linha de fornecimento muito pequeno ou muito grande, usar pressão demais ou de menos para empurrar a graxa pelas linhas de fornecimento e sacrificar propriedades essenciais da graxa apenas para que o lubrificante possa fluir através do sistema.
Agora, se lhe perguntarem o que vem primeiro ao projetar um sistema de lubrificação centralizada, o sistema ou a graxa, você saberá a resposta correta.
Por Devin Jarrett, Noria Corporation.
Traduzido pela equipe de conteúdos da Noria Brasil.
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ML 12/2017: "4 Grease Tests for Centralized Lubrication Systems"
