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Análise de Óleo

Espuma no óleo? Como acontece e quais suas consequências?

 19 de abril

Em outros artigos, já dissemos que uma forma muito simples para definir a função da lubrificação é por meio da expressão “apartar a briga”. O óleo lubrificante tenta separar as partes em atrito, e, com isso, diminui o desgaste.

Durante o trabalho, alguns sistemas podem formar espuma naturalmente. Mas o pior é quando a espuma não se dissipa. Para evitá-la, os óleos são aditivados com antiespumantes.

Descubra, a seguir, a razão pela qual a formação de espuma é indesejada ao processo industrial e o que a análise de espuma indica de útil para a equipe de manutenção.

espuma do óleo

O que é análise de espuma?

Denomina-se o conjunto de pequenas bolhas de ar formadas e acumuladas na superfície de um fluido ou próxima dela, com aspecto de espuma.

A origem dessas bolhas é simples… entrada de ar que não vai embora com a velocidade necessária para não causar problemas à máquina.

O ensaio em laboratório faz uma simulação do que pode ocorrer em campo. Uma das normas mais importantes é a ASTM D982.

Esse ensaio força a entrada de ar seco na amostra de óleo através de uma pedra porosa com milhares de pequenos orifícios. Desses orifícios surgem borbulhas muito pequenas que se juntam formando uma camada de espuma densa e consistente.

E, fazendo uma analogia simples, a espuma formada no laboratório lembra muito bem o colarinho de espuma de um copo de chope.

O ensaio é dividido em duas fases:

  • Tendência à formação: Mede a quantidade de espuma após certo tempo (5 minutos) de insuflação.
  • Tendência à dissipação: Mede a quantidade residual de espuma depois que a insuflação foi desligada (10 minutos).

Essas duas fases podem ser repetidas algumas vezes em temperaturas diferentes. Cada repetição é chamada de “sequência”.

Geralmente são utilizadas três sequências: a frio (temperatura ambiente), a quente (93,5°C) e novamente a frio, depois que a amostra é deixada descansando e esfriando.

Os resultados são expressos em unidades de volume (mililitros) de espuma. Literalmente, é a medida do “colarinho” do nosso chope.

Os volumes da tendência à formação e à dissipação são separados por uma barra, e cada sequência é separada por ponto e vírgula.

Suponhamos um resultado como 50/0 ; 120/20 ; 45/10.

Seu significado é:

  • Sequência I = 50 ml de tendência com 0 ml de dissipação (não sobrou nenhum colarinho ao final de 10 minutos de descanso);
  • Sequência II = 120 ml de tendência com 20 ml de dissipação;
  • Sequência III = 45 ml de tendência com 10 ml de dissipação.

Por que a presença de espuma no óleo lubrificante é um problema?

A pior consequência é a quebra do filme lubrificante. As bolhas não possuem resistência para manter as partes lubrificadas separadas.

Uma vez que a espuma é um bom isolante térmico, sua presença também pode afetar o controle de temperatura da máquina.

Outra consequência é a aceleração da oxidação pela presença de maiores quantidades de ar além de disfunção nas propriedades físico-químicas e na cavitação.

Em níveis muito elevados, poderemos ver transbordamento em reservatórios e até filtros comportando-se como se estivessem entupidos.

Além disso, podem ocorrer falhas catastróficas em turbinas, em sistemas hidráulicos ou em engrenagens, que não são raras.

A análise de espuma indica as causas?

Conforme descrito acima, o ensaio apenas faz uma simulação do comportamento da formação e da dissipação da espuma. Então, a resposta é: “Não, a análise de espuma não aponta as causas”.

Não há escapatória. Espuma são bolhas de ar. Portanto, para que haja espuma, é necessário que ocorra a entrada de ar. Todo óleo produz espuma quando em movimento. Se a espuma não se dissipa, aí o problema é realmente sério.

Geralmente isso se dá por agitação violenta. Os exemplos mais comuns são o simples movimento das engrenagens batendo no óleo ou um retorno violento do óleo para o reservatório (o nível baixo de óleo aumenta a altura da “cachoeira”). Entradas de “ar falso” também provocam espuma (pense em um orifício no circuito de sucção do óleo).

Se sua máquina nunca apresentou espuma antes, a melhor dica é perguntar-se “o que foi que mudou no sistema”.

Verifique os seguintes pontos mínimos:

  • É realmente uma espuma que nunca existiu antes? Os visores de nível têm sido observados regularmente?
  • Se a máquina parar, a espuma se dissipa rapidamente, com menos de 30 minutos? Em caso positivo, é provável que o problema seja mecânico.
  • O nível de óleo está correto, nem muito baixo nem muito alto? Veja se a “cachoeira de retorno” está normal.
  • Houve alguma modificação de velocidade que possa alterar a agitação?
  • Houve alguma modificação física na tubulação (novas válvulas ou curvas)?
  • As tampas de mancais estão bem fechadas? Não há nenhum orifício que permita a entrada de ar falso?
  • O circuito antes de bombas de alta pressão é estanque? Não há nenhuma vedação danificada ou mal instalada que permita a entrada de ar?
  • O fundo do reservatório contém borras que poderiam estar sendo revolvidas?
  • O óleo está sendo reabastecido corretamente, sem possibilidade de mistura com outros óleos ou graxas?
  • A análise de óleo mostrou aumento na contaminação por água?
  • A análise de óleo mostrou aumento no particulado?
  • Houve alguma indicação na análise de óleo que sugira a presença de outros lubrificantes?
  • Será que o óleo já não está oxidado?

A resposta a essas perguntas lhe ajudará a corrigir o problema.

Mas o que causa uma espuma “duradoura”, que não se dissipa com a velocidade necessária?

Vimos algumas situações que podem fazer o ar entrar no óleo.

Todavia, ainda não falamos nada a respeito de razões que impedem que o ar saia. Será? Releia as dicas acima e tente descobrir as mais importantes.

Basicamente o que temos são bolhas resistentes que não se rompem facilmente.

Você se lembra das bolhas de sabão de nossa infância? Existiam alguns truques, tais como a quantidade certa de sabão, um pouco de glicerina e até amido de milho. Bolhas lindas e duradouras…

Esses produtos adicionados alteram a propriedade chamada de “tensão superficial” e também a estrutura das camadas do líquido que formam as bolhas.

No óleo lubrificante, essas alterações podem ocorrer por tantos motivos diferentes que não conseguiremos esgotar a questão. Os mais importantes foram citados anteriormente. Relembrando:

  • Óleo oxidado
  • Particulado sólido
  • Borras
  • Contaminação por outros produtos, incluindo outros óleos, graxa e até água

Como resolver os problemas de espuma?

Os procedimentos de manutenção para resolver os problemas com espuma no óleo dependerão da origem do problema. Não é incomum que o resultado da análise de espuma indique a necessidade de trocar inteiramente ou drenar parcialmente o lubrificante para a subsequente reposição.

No caso de a origem da espuma ser a contaminação do óleo, será necessário limpá-lo através da operação de flushing. Essa operação, porém só deve ser feita quando a causa do problema que levou ao acúmulo de partículas no óleo for solucionada. Para controlar a contaminação, recomenda-se a instalação de filtros apropriados, que vão evitar que o óleo limpo se contamine novamente.

Caso tenha sido detectada a contaminação por graxa, deve-se buscar quantificar o volume desse produto que é efetivamente necessário à relubrificação. Estabelecer cronogramas de monitoramento e relubrificação sistemática ajudará a empresa a entrar em um processo de melhoria contínua, permitindo aos funcionários aprender com a própria experiência a conhecer as máquinas. É muito importante manter sua equipe bem treinada.

No caso de contaminação cruzada por lubrificantes diferentes entre si, procedimentos simples como organização do local de trabalho já colaboram muito. Nesse sentido, etiquetar os vasilhames de óleo e treinar a equipe para compreender a diferença entre os lubrificantes e a importância de ter atenção pode prevenir significativos problemas.

Readitivação é uma boa solução?

A quantidade de aditivos antiespumante necessária é muito pequena. Apenas algumas frações de porcentagem.

Para piorar, muitos aditivos não são solúveis ao óleo; somente são incorporados à mistura com processos possíveis apenas na fábrica de lubrificante. Essa ação é tão séria que conhecemos casos nos quais filtros exageradamente finos foram capazes de reter os aditivos. Ainda bem que são casos raros.

São inúmeros as situações de melhora momentânea da espuma; porém, depois ressurgem os problemas. Em algumas situações, com níveis até piores.

A indicação mais conservativa é trocar uma parte do óleo por óleo novo, exatamente do mesmo modelo em uso. Essa nova porção de óleo costuma trazer resultados práticos bem satisfatórios.

A análise de espuma não confere com o que estou observando em campo. Isso é possível?

Sim. É perfeitamente possível.

Relembrando, o ensaio é apenas uma simulação com temperatura e vazão de ar controladas. São parâmetros fixos estabelecidos nas normas.

No seu sistema, o nível de introdução de bolhas no óleo pode ser (e geralmente é) completamente diferente para mais ou para menos daquele utilizado na simulação padronizada em laboratório.

Ahhh… então não serve para nada?

Pelo contrário, a análise de espuma é muito importante e até obrigatória em muitos casos.

Devo fazer análise de espuma regularmente?

Depende de seu tipo de máquina e de seu histórico de problemas.

Antes de encomendar uma análise de espuma, verifique o que dissemos acima sobre verificações simples que podem ser feitas em campo. Na dúvida, solicite uma análise.

Algumas máquinas são tão sensíveis que possuem indicação de análise de espuma regular.

Por exemplo, turbinas costumam exigir análises semestrais ou anuais para verificar se a tendência à formação está menor que 400 ml e a dissipação é melhor que 10 ml. Mas isso não é regra! Leia o Manual de seu equipamento, uma vez que existem sistemas que pedem praticamente zero de espuma.

Consulte um especialista em análise de óleo clicando aqui.

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