Os melhores programas de análise de óleo incorporam algum grau de análise no local. Para a maioria das plantas, usinas e minas, o monitoramento de partículas é a atividade de análise de óleo mais produtiva disponível.
Estudos mostram que a contaminação por partículas é responsável por até 80% das falhas de máquinas relacionadas à lubrificação. Partículas duras podem entrar no sistema através de vedações, respiradores, trocas de óleo novas e complementações. Elas também podem ser geradas dentro do sistema devido ao desgaste dos componentes. Essas partículas podem desgastar, fatigá-los e corroer as superfícies dos componentes, roubando-lhes vida útil preciosa.
Porque as partículas causam tantos problemas, elas devem ser monitoradas regularmente e controladas filtrando o óleo ou trocando-o conforme necessário. As partículas são geradas quando uma máquina falha, e o monitoramento do aumento da geração de resíduos de desgaste alerta o técnico para uma falha iminente.
O simples teste de patch permite ao técnico identificar rapidamente níveis anormais de contaminação e resíduos de desgaste, de modo que as ações corretivas possam ser programadas de acordo. Embora vários excelentes dispositivos automáticos de monitoramento de partículas (contadores de partículas e medidores de resíduos de desgaste) estejam disponíveis, a microscopia de patch de baixo custo permite o monitoramento de partículas no local sem gastar muito dinheiro.
O teste de patch pode ajudar o pessoal de manutenção a determinar se o monitoramento de partículas no local atende às suas necessidades. Ele também pode fornecer experiência e informações que ajudarão a determinar se um dispositivo de monitoramento de partículas mais sofisticado é necessário e, em caso afirmativo, qual dispositivo atende melhor às suas necessidades.
O procedimento para realizar a microscopia de patch de baixo custo é explicado abaixo.
Analisando os Resíduos no Patch
Após a preparação do patch, várias informações podem ser determinadas ao examinar visualmente os resíduos coletados no patch.
Primeiro, usando o microscópio com magnificação de 100x, pode-se fazer uma comparação com um catálogo de patches padrão, que pode ser obtido em várias fontes. O código de limpeza ISO apropriado pode então ser estimado.
Um exercício de correlação em laboratório mostrou que o código ISO obtido por este método de comparador e o código ISO obtido usando um contador de partículas portátil padrão estavam dentro de um número de código ISO.
Da mesma forma, um exame visual da morfologia de uma partícula – sua forma, tamanho, cor e outros detalhes – também pode ser usado, como na ferrográfica convencional, para ajudar a elucidar a origem de quaisquer partículas observadas.
Frequentemente, o teste de patch pode adicionar uma peça do quebra-cabeça que foi perdida por outros instrumentos no local ou pela análise em laboratório. Os exemplos a seguir destacam alguns casos em que a microscopia de patch foi usada para ajudar a determinar um problema mecânico sério que, de outra forma, poderia ter passado despercebido.
Estudos de Caso Demonstram a Utilidade do Teste de Patch
Exemplo #1
Em um sistema hidráulico de alta pressão, o operador suspeitava que a bomba de pistão de fluxo axial tivesse sofrido danos e estivesse operando com eficiência reduzida. A análise em laboratório sugeriu que o sistema estava satisfatório, sem evidências de ferro, cobre, zinco ou estanho, e seu código ISO 16/13 estava dentro do nível de limpeza alvo para esse sistema.
Um teste de patch rotineiro (1 µm) mostrou a presença de inúmeras partículas de desgaste de corte em latão/bronze (Figura 1). Um exame subsequente da bomba de pistão revelou desgaste severo nas superfícies da almofada deslizante/placa oscilante.
Exemplo #2
Uma amostra de óleo hidráulico de um alimentador prévio é detalhada na Figura 2.
A análise espectrográfica não detectou nenhum desgaste anormal ou contaminação. No entanto, neste caso, o índice PQ e a contagem de partículas mostraram um nível anormal de contaminação. A espectrometria não conseguiu detectar ferro devido à limitação da análise do tamanho das partículas (menos de 5 µm).
O teste de adesão, por outro lado, mostrou uma alta concentração de partículas esféricas com tamanhos variando de 20 µm a 75 µm – típicas de detritos de soldagem (Figura 3).
A manutenção foi realizada nas proximidades desta unidade sem qualquer proteção. Detritos de soldagem e rebarbas do ambiente entraram no sistema hidráulico da unidade através de uma ventosa de reservatório inadequada.
Exemplo #3
A análise na Figura 4 foi de uma amostra de óleo hidráulico de um pré-alimentador semelhante à unidade detalhada no Exemplo #2. A análise espectrográfica, a contagem de partículas e o índice PQ não detectaram nenhum desgaste anormal ou contaminação.
Embora a viscosidade do fluido hidráulico estivesse abaixo da especificação, não houve problema óbvio. No entanto, o teste de mancha revelou possível deterioração do elemento do filtro (Figura 5).
Exemplo #4
A amostra deste exemplo foi retirada de uma bomba de reforço de água de produção em uma instalação de bombeamento de petróleo em terra. Este exemplo mostra as limitações da análise espectrográfica e também, neste caso, a limitação do analisador PQ (Figura 6).
As grandes partículas tipo bronze maiores que 100 µm (Figura 7) não foram detectadas pelo espectrômetro de emissão nem pelo instrumento PQ, que mede os detritos ferromagnéticos na amostra. É importante observar que o bronze gera uma medição negativa de PQ em relação à leitura positiva de ferroso.
Exemplo #5
O patch mostra detritos depositados em um patch de 3 µm (Figura 8). A amostra era um óleo de engrenagem 320 cSt proveniente de um redutor de marcha. As partículas de bronze apresentadas são típicas desse tipo de aplicação. O tamanho, formato, morfologia e número das partículas são indicativos da gravidade do desgaste.
Preparando um Pano de Filtro para Detecção de Contaminação por Partículas
Suprimentos Necessários para o Teste:
- Funil para confecção do pano
- Bomba de vácuo para amostragem de óleo
- Disco de filtro de 25 mm
- Pinça
- Espíritos minerais filtrados ou querosene de grau reagente (outros solventes também podem ser adequados)
- Microscópio de 100x ou melhor
Procedimento para Preparação do Pano:
Nota:
A menos que você tenha certeza de que as essências minerais e a garrafa estão livres de contaminantes, é altamente recomendado que as essências minerais sejam dispensadas por meio de um filtro instalado na garrafa (não ilustrado aqui).
Conclusão
A capacidade de detectar e analisar grandes partículas de diferentes materiais, tanto metálicos quanto não metálicos, é vital para o sucesso de qualquer programa de análise de óleo. Seja realizado em um laboratório, como a maioria dos exemplos citados, ou no campo, a microscopia de patch no local pode oferecer algumas vantagens distintas sobre os instrumentos e testes convencionais de análise de óleo realizados fora do local e é uma excelente adição a qualquer programa de análise de óleo.
Por Mervin H. Jones.
Traduzido pela equipe de conteúdos da Noria Brasil.
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ML 11/2024: "Effective Use of the Patch Test for Simple On-Site Analysis"
