A Anatomia de um Relatório de Inspeção de Filtro

Por Jim Fitch, fundador da Noria.

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Quando a história do campo de monitoramento de condição for escrita, provavelmente haverá um capítulo, ou pelo menos algumas páginas, sobre a estranha contradição em torno da infrequência do uso dos testes de filtro usado (no início). A suposição é que os testes de filtro eventualmente terão uso generalizado à medida que equívocos e desconhecimento de seus benefícios desaparecerem. Enquanto escrevo hoje, a grande maioria das pessoas envolvidas no monitoramento de condição desconhece a riqueza de informações encontradas em filtros usados.

O aplicativo alvo está relacionado principalmente a equipamentos críticos, ou seja, aqueles que são caros de reparar ou têm altos custos de tempo de inatividade. Um programa de monitoramento de condição bem projetado deve alinhar os dados coletados com os modos de falha que buscamos detectar. É verdade que esses são os modos de falha de maior risco para a máquina, provavelmente com base em sua ocorrência e consequências (interrupção nos negócios, etc.).

Pense na lógica por trás disso. Os filtros são projetados para purificar, removendo contaminantes sólidos que são prejudiciais ao óleo e à máquina. Se o filtro está fazendo um bom trabalho, ele está removendo os contaminantes tão rapidamente quanto eles estão entrando (ingressão). Isso é conhecido como balanço de massa. O número de partículas que entram no sistema de óleo (ingressão de partículas) é igual ao número de partículas capturadas pelo filtro (remoção de partículas); isso alcança um nível de limpeza do óleo estável e controlado. Embora a remoção de partículas seja vantajosa para o óleo e para a máquina, ela recebe notas muito baixas quando o óleo limpo é amostrado para análise.

As razões para realizar análise de óleo se enquadram em três categorias: análise das propriedades do fluido, análise de contaminação do fluido e análise de resíduos de desgaste do fluido. A filtragem pode ter um impacto negativo significativo na análise de contaminação e resíduos de desgaste, duas das três categorias.

Você não concordaria que é valioso saber sobre sujeira e outros contaminantes abrasivos? Eles são a principal causa de falha de muitos componentes da máquina, especialmente rolamentos. Pode-se argumentar que é ainda mais importante saber a quantidade e a caracterização dos resíduos de desgaste gerados pela sua máquina.

Precisamos parar de nos enganar. Em muitos casos, o óleo não é o melhor lugar para obter respostas para essas perguntas. As respostas (partículas) estavam brevemente no óleo, com certeza, mas foram rapidamente removidas e agora residem nas interstícies do filtro.

Com o tempo, seu filtro fica carregado de dados, como um disco rígido. Mas infelizmente, o filtro geralmente é descartado, juntamente com os dados que ele contém. Em contraste, um filtro habilmente inspecionado e analisado conta uma história sobre a história da máquina e do óleo. Sim, muitas vezes é mais caro do que a análise do óleo por si só. No entanto, você não pode analisar o que não está lá. Vá para onde os dados estão, não para onde costumavam estar. Não seja mão de vaca e imprudente.

Muitos dos principais laboratórios que oferecem serviços de análise de óleo também oferecem análise de filtros usados. A Noria também oferece testes de filtro usados. O relatório mostrado na figura 5 é um exemplo dos dados que podem ser extraídos de um filtro ao ser recebido pelo laboratório para inspeção e análise.

Inspeção visual do filtro

Certifique-se de estar utilizando um laboratório familiarizado com a forma de examinar um filtro usado. Existem muitas sutilezas que exigem conhecimento e habilidades especiais. Elas estão relacionadas ao meio filtrante, ao tubo central (núcleo), às vedações, ao verniz (tampas e tubo central) e adesivos. O filtro completo precisa ser examinado, e os resultados devem ser incluídos na seção de comentários do relatório.

Em seguida, o filtro deve ser dissecado. O conjunto de mídia precisa ser cortado (ou separado) para permitir que as dobras sejam abertas como um acordeão. A condição do conjunto de dobras deve ser examinada de perto em termos de integridade estrutural e fabricação. Procure por buracos, quebras e lama.

As camadas individuais do conjunto de dobras podem então ser descoladas para permitir que o meio filtrante real seja examinado (geralmente a camada central). Alguns filtros possuem até seis camadas diferentes. Muitos laboratórios utilizam mesas de luz para verificar inconsistências no meio filtrante.

Deve ser utilizado um sistema para caracterizar ou classificar as observações visuais do filtro e do meio filtrante. No caso do filtro analisado, foram observadas “preocupações significativas”. Uma descrição da natureza dessas preocupações é fornecida na tabela. Os laboratórios de melhor qualidade incluirão fotos anotadas do filtro e do meio filtrante no relatório.

Desgaste de Partículas e Contaminação

Remover a contaminação é a função primária do filtro. Procure evidências de que o filtro está desempenhando esse trabalho e que a integridade da mídia não foi comprometida (rachaduras, rupturas, etc.).

As partículas podem ser facilmente removidas da mídia do filtro para análise tanto suave quanto dura. Um método é o método de ressuspensão de partículas usando um banho ultrassônico. Outros laboratórios retro lavam o filtro ou uma amostra da mídia para extrair as partículas para exame. Ambos os métodos são adequados.

As partículas podem então ser examinadas visualmente, semelhante à ferrografia analítica. Isso pode ser feito melhor preparando um micropatch ou ferrograma (ou ambos). A caracterização de contaminantes e detritos de desgaste pode seguir a metodologia descrita na norma ASTM D7684.

Fotomicrografias de partículas relevantes (significativas) devem sempre ser incluídas no relatório. Idealmente, essas imagens são anotadas ou têm uma legenda com informações descritivas. Imagens de microscopia eletrônica de varredura (SEM) também são frequentemente fornecidas pelos laboratórios.

A análise elemental é importante para entender melhor a composição das partículas. Exemplos de dados elementares de partículas extraídas de um filtro podem ser vistos na página dois do relatório de exemplo (Figura 5). As concentrações relativas de metais ajudam a fornecer contexto sobre o tipo de partículas e sua origem. Os dados podem ser comparados com filtros anteriores para alertar sobre condições em mudança.

Diferentes métodos podem ser utilizados para analisar elementos das partículas. Isso inclui o Plasma Acoplado Indutivamente (ICP), por digestão ácida e espectroscopia de fluorescência de raios-X (XRF). A Microscopia Eletrônica de Varredura com Detecção de Elétrons Secundários (SEM-ESD) é outra opção.

Verniz e Lodo

Muitos filtros estarão carregados com contaminantes macios. Vários métodos podem ser utilizados para compreender melhor a origem/mecanismo de formação dos insolúveis do verniz, incluindo FTIR e extração por solvente. A colorimetria também é muito útil. Se forem encontrados contaminantes macios, sua caracterização deve ser incluída no relatório também.

O número de empresas que adicionaram a análise de filtros usados aos seus programas de monitoramento de condições aumentou consideravelmente nos últimos dez anos. As partículas têm uma história para contar. Mas para obter a história completa, vá onde as partículas estão, não apenas onde costumavam estar.