Combinação de Ensaios de Análises de Óleo para Identificar Causas Raízes das Falhas de Máquinas

A importância de se selecionar ensaios corretos para analisar o desempenho de um componente crítico do equipamento não pode ser isolada num teste específico, requer a combinação de dois ou mais testes ou um grupo de testes dependendo da atividade do equipamento no processo de produção.

Para manter o equipamento ativo, é necessário evitar constantemente falhas e paradas para manutenções corretivas ou, no pior dos casos, a substituição de componentes ou da máquina toda em decorrência de uma falha catastrófica.

Os programas de análises de óleo desempenham um papel muito importante no monitoramento de Causas Raízes, testando continuamente uma pequena amostra do lubrificante em uso por um custo muito baixo em comparação com o valor de uma ação corretiva, como a substituição total do lubrificante ou ainda de peças ou de toda a unidade que deve ser descartada devido a uma avaria grave, sem falar em lucro cessante, horas de mão de obra entre outros custos.

O problema

Um dos principais problemas é a dificuldade de avaliar os relatórios de análises de óleo pela equipe de manutenção quando há resultados conflitantes no laudo. Para este estudo, vamos usar como exemplo envolvendo ASTM D2982-07 (Detecção de Glicol-Base Anticongelante em Óleos Lubrificantes Usados1) junto com ASTM D5185-18 (Determinação de Multi elementos químicos por Espectroscopia de Emissão Atômica com plasma acoplado (ICP-AES1) de Óleos Lubrificantes Novos e Usados em motores a diesel de combustão interna.

Quando essas duas ferramentas muito diferentes são usadas separadamente, os resultados podem ser potencialmente inconclusivos e qualquer ação pode ser imprecisa, com consequências caras e/ou catastróficas devido ao equipamento operar fora das condições específicas.

A combinação desses dois métodos nas análises de óleo compõe uma ferramenta importante para a verificação de contaminação de lubrificantes com anticongelante em motores de combustão interna. Cada método de teste usado individualmente, embora importante por si só, pode não contar toda a história. Neste estudo comparativo, iremos desenvolver mais profundamente a importância desses dois métodos usados ​​juntos como uma ferramenta complementar para a determinação de falha de componente devido a um vazamento de refrigerante, a gravidade do problema, possíveis soluções e as futuras prevenções.

O objetivo

A vantagem de entender corretamente um relatório de análises de óleo no caso de contaminação de óleo devido à intrusão de refrigerante em motores a diesel é monitorar o desempenho do componente em condições não ideais e ainda decidir quando aplicar manutenção proativa, preventiva ou corretiva devido às suas condições de operação.

A presença de refrigerante no cárter pode levar à corrosão ou danos de algumas peças e componentes sensíveis, o que pode ser observado na análise de elementos, mas a presença e a gravidade do contaminante podem ser posteriormente identificadas com a análise colorimétrica. Além da degradação física, química e térmica do lubrificante devido à presença do contaminante, esses dois fatores combinados podem determinar a gravidade da falha, prever a vida útil do lubrificante em algum grau e ajudar a identificar a causa raiz do problema.

A interpretação do laudo de análises de óleo deve considerar todos os testes para um melhor entendimento a fim de evitar danos caros ao equipamento, paradas excessivas para manutenção corretiva ou substituição de peças ou do equipamento completo devido às falhas.

Estudos de caso

Com base em resultados reais de equipamentos, trabalhando em diferentes ambientes, condições e regimes, selecionamos alguns relatórios para analisar a seguir.

Estudo de Caso #1

Neste caso, houve alta concentração de contaminante (líquido de arrefecimento), nenhum desgaste na análise de elementos e presença de glicol positiva em um Komatsu PC490LC-10, utilizando lubrificante 15W40.

A análise indica que um nível crítico de contaminação está presente. A concentração de água e de aditivos da composição do líquido de refrigeração são altos. O teste de glicol é positivo, o que representa uma probabilidade de perda de refrigerante ou adições necessárias incomuns. Um teste de pressão do refrigerante pode confirmar a localização do vazamento ou fonte de intrusão do refrigerante. O teste de FTIR (infravermelho) e o de viscosidade foram afetados devido à condição de contaminação da amostra.

Nenhum desgaste foi detectado pela análise de elementos, o que significa que a gravidade dos danos à unidade ainda permanece sob controle, mas a degradação do lubrificante esta excessivamente alta. Os dados fornecidos indicam que o óleo e o filtro foram trocados na amostragem. Devido ao nível de contaminação, um dreno adicional e/ou lavagem do sistema podem ser necessários. A reamostragem foi recomendada após a ação corretiva ser realizada para confirmar a melhoria das condições.

Estudo de Caso #2

Nesse caso, havia alta concentração de contaminantes do líquido de arrefecimento, nenhum desgaste na análise de elementos e presença de glicol positiva em um Cummins ISLG, utilizando lubrificante 15W40.

A análise indica que estão presentes aditivos refrigerantes significativos. O teste de glicol químico úmido é positivo, confirmando a presença de contaminação por anticongelante. Um teste de pressão do sistema de resfriamento e a realização de inspeção são necessários para localizar a fonte de entrada do contaminante e vazamentos. Continuar a operação sem correção do vazamento avançará a degradação do lubrificante e acelerará o desgaste dos componentes. Por esse motivo, a amostragem deve ser repetida numa frequência reduzida para monitorar de perto a contaminação e a degradação do lubrificante sem comprometer a integridade do componente.

Estudo de caso #3

Nesse caso, houve alta concentração de contaminante do líquido refrigerante, desgaste na análise de elementos e presença de glicol positiva. Ação corretiva imediata e reamostragem foram recomendadas no Komatsu D61PX-23, utilizando lubrificante 15W40.

A análise indica condições críticas de contaminação pelos aditivos do líquido refrigerante e também por água. O teste de glicol deu positivo, confirmando a presença de contaminação por anticongelante. Um teste de pressão do sistema de resfriamento e uma inspeção são necessários para verificar o vazamento e localizar a fonte de entrada do contaminante. O silício presente pode ser proveniente total ou parcialmente dos aditivos de refrigeração. O desgaste pode ser gerado devido à ação corrosiva do contaminante e geralmente está associado ao desgaste da área do cilindro. A degradação do lubrificante é causada pelo contaminante, bem como combinada com as possíveis altas temperaturas devido à ineficácia do sistema de resfriamento ou operação crítica do óleo. Drenar, lavar e reabastecer o sistema é altamente recomendado. Reamostragem após as ações corretivas foram realizadas para confirmar a melhoria das condições.

Estudo de Caso #4

Neste caso, havia alta concentração de contaminante do líquido refrigerante, desgaste na análise de elementos e a presença de glicol deu negativa. Ação corretiva imediata e reamostragem são recomendadas para o Komatsu PC490LC-10, utilizando lubrificante 15W40.

A análise indica condições anormais devido à contaminação do líquido de arrefecimento, mas o teste de glicol é negativo e outros contaminantes não foram detectados na última análise. O desgaste anterior pode ser gerado devido à ação corrosiva do contaminante e geralmente está associado ao desgaste da área do cilindro. Recomenda-se monitorar o sistema de refrigeração quanto a perdas e/ou adições incomuns necessárias. Os dados fornecidos indicam que o óleo e o filtro foram trocados na amostragem. Drenar, enxaguar e recarregar o sistema é altamente recomendado. A reamostragem na metade do intervalo normal deve ser realizada.

Como podemos perceber nos estudos de caso mostrados, os dois métodos revisados ​​para interpretar se a contaminação por glicol está presente têm uma relação simbiótica. Eles podem ser usados ​​de forma independente, mas você precisa estar ciente das limitações de ambos ao optar por usar um ou outro em práticas diagnósticas. O uso da análise de elementos por si só pode confundir a visibilidade de possíveis informações no diagnóstico sobre a origem do vazamento. Usar a opção colorimétrica por si só torna o resultado vulnerável a problemas com o teste usado em conjunto com mecanismos modernos de execução que podem produzir resultado falso negativo, além de perder visibilidade sobre a gravidade do problema. Se usado em conjunto, aumenta a chance de melhorar seu programa de confiabilidade no que diz respeito a dados completos sobre problemas relacionados ao refrigerante em seus motores.

Essa e outras formas de correlacionar os resultados das análises de óleo para investigação e mitigação das causas raízes serão abordados no curso Análises de Óleo II. Faça a sua inscrição e venha aproveitar ao máximo as potencialidades dessa técnica para aumento da Confiabilidade dos Ativos.