As normas ASTM estão evoluindo para monitorar efetivamente o verniz

Verniz é definido como a substância que precipita de um lubrificante e se acumula em superfícies. Se esse material se acumular em componentes, como válvulas de servo, ou dentro de sistemas de óleo, pode levar a problemas de manutenção e confiabilidade.

Com a introdução de óleos do Grupo II e Grupo III no início dos anos 2000, os depósitos de verniz tornaram-se cada vez mais graves. Descobriu-se que esses grupos de óleo não podiam reter soluções de verniz na capacidade dos produtos formulados de gerações mais antigas.

Embora tenha havido progressos na aprendizagem de como testar o óleo para mostrar seu potencial de verniz, ainda existem desafios e lacunas de informação. Os membros dos Subcomitês C e CS96 da ASTM D02 estão ampliando a base de conhecimento sobre este importante tópico.

A Relação entre MPC, RPVOT e RULER

Uma área promissora de pesquisa se concentra na relação entre os testes ASTM usados para caracterizar os parâmetros da tendência de formação de verniz de um óleo. Esses testes incluem:

• ASTM D7843 (MPC)
• ASTM D2272 (RPVOT)
• ASTM D6971 (RULER).

Cada um desses fornece dados focados em monitorar diferentes aspectos dos subprodutos de degradação de um óleo. Foi descoberto que traçar cada teste independentemente não fornece uma previsão altamente confiável do desempenho geral esperado do óleo no que diz respeito à formação e acumulação de verniz.

A utilização do ASTM D7873 (TOST a seco) pode determinar as relações entre esses testes. O teste de TOST a seco é um método que acelera o envelhecimento do óleo e acredita-se que produza óleos envelhecidos com uma química semelhante à forma como os óleos envelheceriam em serviço.

Durante um estudo, amostras foram retiradas após três, seis, nove e 12 semanas de exposição às condições de teste. Em seguida, foram realizados os testes RPVOT, MPC e RULER em cada amostra de teste. O estudo constatou que alguns óleos com bom desempenho no teste RPVOT produziram mais depósitos de verniz do que óleos com medições de RPVOT baixas. Por outro lado, alguns óleos com boa proteção antioxidante tiveram uma maior tendência a deixar depósitos de verniz do que óleos com menor proteção contra oxidação. Ambas as descobertas são não intuitivas.

A forma da curva de degradação do teste RPVOT ao longo do período representado pelas quatro amostras envelhecidas também diferiu entre diferentes marcas de óleo de turbina. Alguns óleos tiveram uma queda rápida inicial no teste antes de assumir uma taxa de degradação suave. Outras amostras mantiveram uma taxa de degradação suave durante todo o período de teste. Essas informações podem apresentar uma explicação de por que alguns óleos considerados de alto desempenho formaram mais verniz do que o esperado.

A relação entre esses métodos de teste é um item de trabalho ativo da ASTM que resultará em uma revisão da norma ASTM D7873 com novas orientações da indústria que fornecerão aos usuários uma ferramenta para selecionar óleos de turbina.

Ésteres de Fosfato

Os fluidos à base de éster de fosfato triarílico resistentes ao fogo são amplamente utilizados em sistemas de controle de óleo, mas atualmente estão fora do escopo do teste D7843 (MPC). No entanto, devido ao fato de serem conhecidos por degradar, oxidar e formar depósitos de verniz, eles se beneficiarão do teste MPC.

Pesquisas adicionais sobre esses mecanismos foram realizadas, e a ASTM concordou em emendar o método de teste MPC para incluir óleos resistentes ao fogo na próxima revisão do método de teste padrão. O monitoramento adequado dos depósitos de verniz de éster de fosfato de óleo produzidos exigirá a coleta de informações adicionais além dos requisitos atuais do teste MPC.

Além de uma avaliação geral, verificou-se que a cor da membrana do patch tem componentes distintos relacionados especificamente ao verniz e à termólise. Quando ocorre a termólise, certas substâncias se originam dos eventos de micro-diesel que ocorrem no sistema de óleo. Para acompanhar as substâncias adicionais formadas pela termólise, o teste MPC em breve reportará:

• A medição geral da cor.
• O peso do depósito encontrado.
• As cores dos depósitos dos componentes “A” e “B”.

Os componentes de cor “A” e “B” medidos pela revisão proposta do teste são usados para determinar se a cor geral do MPC é principalmente à base de carbono (micro-diesel) ou à base de verniz (oxidação). Um entendimento mais profundo da fonte do material capturado no patch do MPC auxiliará o usuário em:

• Realizar investigações de causa raiz após uma falha na válvula de servocomando.
• Determinar quando ação corretiva de remediação é necessária.

Acompanhando os Efeitos do Micro-Dieselamento

Os sistemas de óleo de controle eletro-hidráulico (EHC) de turbinas não operarão de forma otimizada sem um óleo excepcionalmente limpo (conforme definido pelos critérios de limpeza ISO). Outros testes têm demonstrado que, além dos materiais originados de reações de oxidação, este tipo de óleo tende a produzir um volume significativo de partículas que são menores que o limite de 4 mícrons do teste de limpeza ISO, mas maiores do que a mancha de 0,45 mícrons usada para coletar depósitos no teste MPC.

Essas partículas, quando presentes em abundância no sistema de óleo em operação, podem levar à corrosão por partículas e à falha das válvulas de servos. A extensão da presença dessas partículas extremamente pequenas também deve ser usada para desenvolver um novo critério de condenação para substituir o óleo que outros testes disponíveis provavelmente não detectariam.

Resumo

Ainda há muito a aprender sobre a formação de verniz e seu impacto na saúde do óleo e das máquinas. Atualizações nas formulações, especialmente nos grupos II, III e ésteres de fosfato, resultaram em acumulações inesperadas de verniz. O monitoramento de tendência de verniz no óleo precisa ser uma parte rotineira dos programas de monitoramento de condições. Em alguns casos, principalmente com ésteres de fosfato, estudos recentes descobriram que o verniz, juntamente com artefatos adicionais de óleo gerados durante a operação, devem ser monitorados.

Com essas novas informações e dados, avanços estão sendo incorporados pela ASTM para melhorar os métodos de padronização existentes e acompanhar os diferentes tipos de verniz criados devido às formulações de óleo em constante evolução e ao aumento da compreensão dos novos mecanismos de verniz. Informações adicionais sobre estudos de verniz e como eles estão sendo incorporados às normas da ASTM podem ser encontradas em um documento recentemente publicado da ASTM STP: STP 1634 – Guias e Práticas Padrão que Apoiam a Indústria de Monitoramento de Condições de Lubrificantes.

O comitê D02 da ASTM fornece à indústria de monitoramento de condições uma voz e um local para melhorar a profissão e a tecnologia. Os subcomitês D02 C e CS96 gerenciam e elaboram novas normas para monitoramento de condições de lubrificantes em serviço. A responsabilidade principal do subcomitê é desenvolver normas que promovam o conhecimento e a inovação, ao mesmo tempo em que garantem que os testes apropriados estejam sendo realizados e que os dados resultantes sejam corretamente implementados.

A ASTM International, uma organização de padrões global conduzida por voluntários, desempenha um papel significativo na indústria de monitoramento de condições atual. A ASTM é conhecida por seus métodos de teste de laboratório que fornecem instruções para obter dados consistentes e confiáveis. Além dos métodos de teste, os produtos da ASTM incluem Guias e Práticas que fornecem recomendações úteis sobre “como fazer”, incluindo critérios de aceitação de teste e níveis de ação que podem ser usados para aprimorar a eficácia das práticas comuns de manutenção e o uso de dados de teste de monitoramento de condições. A ASTM é uma fonte de pesquisa e inovação que tem e continuará a moldar o futuro da indústria de monitoramento de condições. Um dos tópicos mais significativos das discussões de monitoramento de condições nos últimos anos tem sido relacionado ao verniz.

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Agradecimentos especiais a Greg Livingstone, Fluitec International, e ao Dr. M. Hobbs, EPT Clean Oil.

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Por Bryan Johnson e Lisa Williams.