MECNICO LUBRIFICADOR

SERRA 2006

SUMRIO1. ATRITO .................................................................................................................................................... 5 1.1. ATRITO .................................................................................................................................... 5 1.2. TIPOS DE ATRITO ..................................................................................................................... 7 1.3. TIPOS DE LUBRIFICAO ........................................................................................................... 8 1.3.1. Lubrificao Fluida............................................................................................................. 8 1.3.2. Lubrificao Limite ou Semifluida...................................................................................... 9 1.3.3. Formao da Pelcula e da Cunha de leo ...................................................................... 9 1.3.4. Distribuio das Presses na Pelcula Lubrificante ........................................................ 11 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 4. PETRLEO ........................................................................................................................................... 13 CRONOLOGIA DO APARECIMENTO DOS LUBRIFICANTES ............................................................ 13 PETRLEO ............................................................................................................................. 13 CRONOLOGIA DO APARECIMENTO DO PETRLEO ..................................................................... 13 ORIGEM DO PETRLEO ........................................................................................................... 14 TIPOS DE PETRLEO .............................................................................................................. 15 OBTENO DOS LUBRIFICANTES ............................................................................................. 20 LUBRIFICANTES ................................................................................................................................. 22 DEFINIO ............................................................................................................................. 22 TIPOS DE LUBRIFICANTES ....................................................................................................... 22 PROPRIEDADES DOS LUBRIFICANTES ....................................................................................... 23 CARACTERSTICAS FSICAS DOS LEOS LUBRIFICANTES ................................................ 25 4.1. DENSIDADE ............................................................................................................................ 25 4.2. COR ...................................................................................................................................... 26 4.3. VISCOSIDADE ......................................................................................................................... 27 4.3.1. Aparelhamento ................................................................................................................ 28 4.3.2. Interpretao dos Resultados.......................................................................................... 31 4.4. NDICE DE VISCOSIDADE ......................................................................................................... 32 4.5. PONTOS DE FULGOR E DE INFLAMAO ................................................................................... 36 4.5.1. Aparelhagem ................................................................................................................... 37 4.5.2. Fornecimento dos Resultados......................................................................................... 38 4.5.3. Interpretao dos Resultados.......................................................................................... 38 4.6. PONTOS DE NVOA E DE FLUIDEZ (ASTM D 97)...................................................................... 41 4.6.1. Aparelhamento ................................................................................................................ 43 4.6.2. Procedimento................................................................................................................... 43 4.6.3. Fornecimento dos Resultados......................................................................................... 44 4.6.4. Interpretao dos Resultados.......................................................................................... 44 4.7. CINZAS .................................................................................................................................. 45 4.8. CORROSO EM LMINA DE COBRE .......................................................................................... 46 4.9. ESPUMA................................................................................................................................. 47 4.10. INSOLVEIS ............................................................................................................................ 49 4.11. ACIDEZ E ALCALINIDADE ......................................................................................................... 50 4.12. GUA ..................................................................................................................................... 51 5. GRAXAS................................................................................................................................................ 53 5.1. INTRODUO.......................................................................................................................... 53 5.2. DEFINIO ............................................................................................................................. 53 5.3. VANTAGENS DA LUBRIFICAO A GRAXA ................................................................................. 54 5.4. DESVANTAGENS DE LUBRIFICAO A GRAXA ........................................................................... 56 5.5. CARACTERSTICAS DAS GRAXAS ............................................................................................. 56 5.5.1. Consistncia .................................................................................................................... 56 5.5.2. Interpretao do Ensaio .................................................................................................. 57 5.5.3. Ponto de Gota.................................................................................................................. 59 5.6. TIPOS DE GRAXAS .................................................................................................................. 61 5.7. EXEMPLOS DE GRAXAS AUTOMOTIVAS E INDUSTRIAIS .............................................................. 63

6.

ADITIVOS .............................................................................................................................................. 64 6.1. INTRODUO.......................................................................................................................... 64 6.2. EXIGNCIAS DOS ADITIVOS ..................................................................................................... 65 6.3. ANTIOXIDANTES ..................................................................................................................... 66 6.3.1. Antiespumante................................................................................................................. 66 6.3.2. Detergente ....................................................................................................................... 67 6.3.3. Dispersante...................................................................................................................... 68 6.3.4. Antiferrugem .................................................................................................................... 68 6.3.5. Anticorrosivos .................................................................................................................. 69 6.3.6. Antidesgaste .................................................................................................................... 69 6.3.7. Aumentador de ndice de Viscosidade ............................................................................ 70 6.3.8. Abaixador do Ponto de Fluidez ....................................................................................... 70

7.

CLASSIFICAO DE LUBRIFICANTES......................................................................................... 72 7.1. CLASSIFICAO API ............................................................................................................... 72 7.1.1. Classificao SAE ........................................................................................................... 74 7.1.2. leos Multiviscosos ......................................................................................................... 76 7.1.3. Classificao API - Engrenagens .................................................................................... 76 7.2. LUBRIFICANTES INDUSTRIAIS ................................................................................................... 77 7.2.1. Classificao ISO ............................................................................................................ 77 7.2.2. Classificao de AGMA................................................................................................... 78

8.

MTODOS GERAIS DE APLICAO DE LUBRIFICANTES ..................................................... 80 8.1. LUBRIFICAO MANUAL .......................................................................................................... 80 8.2. COPO COM AGULHA OU VARETA ............................................................................................. 80 8.3. COPO COM TORCIDA OU MECHA ............................................................................................. 81 8.4. COPO CONTA-GOTA ............................................................................................................... 81 8.5. LUBRIFICAO POR ANEL........................................................................................................ 82 8.6. LUBRIFICAO POR COLAR ..................................................................................................... 82 8.7. LUBRIFICAO POR BANHO DE LEO....................................................................................... 83 8.8. LUBRIFICAO POR MEIO DE ESTOPA OU ALMOFADA ............................................................... 84 8.9. LUBRIFICAO POR SALPICO OU BORRIFO ............................................................................... 85 8.10. LUBRIFICAO POR NEVOA DE LEO ....................................................................................... 85 8.11. SISTEMAS CIRCULATRIOS ..................................................................................................... 86 8.11.1. Por Gravidade ............................................................................................................. 86 8.11.2. Por Bombas Mltiplas e Lubrificadores Mecnicos .................................................... 87 8.11.3. Por Bomba nica ........................................................................................................ 87 8.11.4. Precaues na Aplicao de Lubrificantes ................................................................. 88 8.11.5. Lubrificao a leo ..................................................................................................... 88 8.11.6. Lubrificao Graxa ................................................................................................... 89

9.

RECEBIMENTO E MANUSEIO DE LUBRIFICANTES.................................................................. 90 9.1. ESTOCAGEM .......................................................................................................................... 92 9.1.1. Importncia de um Bom Armazenamento ....................................................................... 92 9.1.2. Mtodos e Prticas de Estocagem.................................................................................. 93 9.2. FATORES QUE AFETAM OS PRODUTOS ESTOCADOS ................................................................. 96 9.2.1. Contaminao pela gua ................................................................................................ 96 9.2.2. Contaminao por Impurezas ......................................................................................... 98 9.2.3. Contaminao com Outros Tipos de Lubrificantes ......................................................... 99 9.2.4. Deteriorao Devido a Extremos de Temperaturas ...................................................... 100 9.2.5. Deteriorao Devido a Armazenagem Prolongada....................................................... 100 9.2.6. Contaminao com Outros Tipos de Produtos ............................................................. 101 9.3. O DEPSITO DE LUBRIFICANTES ........................................................................................... 101 9.3.1. Estocagem e Manipulao de Lubrificantes em Uso .................................................... 103 9.3.2. Os Cuidados na Movimentao de Lubrificantes.......................................................... 105 9.4. OS RECURSOS DA DISTRIBUIO DE LUBRIFICANTES ............................................................. 106 9.4.1. Equipamentos para Distribuir leo................................................................................ 106 9.4.2. Equipamentos para Distribuir Graxa ............................................................................. 108 9.4.3. Equipamentos Auxiliares ............................................................................................... 109 9.5. RECEBIMENTO E ARMAZENAGEM A GRANEL DE LEOS LUBRIFICANTES .................................. 112

9.5.1. 9.5.2. 9.5.3. 10.

Recebimento.................................................................................................................. 112 Armazenamento ............................................................................................................ 113 Descarte de leos Usados............................................................................................ 113

LUBRIFICAO DE MANCAIS ...................................................................................................... 115

10.1. LUBRIFICAO DE MANCAIS PLANOS ..................................................................................... 115 10.1.1. Fatores de Escolha da Viscosidade/ Consistncia Adequada.................................. 116 10.2. LUBRIFICAO DOS MANCAIS DE ROLAMENTOS ..................................................................... 118 10.2.1. Lubrificao a Graxa ................................................................................................. 118 10.2.2. Lubrificao a leo ................................................................................................... 119 10.3. VEDAES ........................................................................................................................... 119 10.4. INTERVALOS DE LUBRIFICAO ............................................................................................. 120 11. LUBRIFICAO DE MOTORES DE COMBUSTO INTERNA ................................................ 124

11.1. MTODOS MAIS COMUNS ...................................................................................................... 124 11.2. LUBRIFICAO DOS MANCAIS ................................................................................................ 124 11.3. LUBRIFICAO DOS CILINDROS ............................................................................................. 126 11.4. RESFRIAMENTO DOS MBOLOS ............................................................................................. 128 11.5. PURIFICAO DO LUBRIFICANTE ............................................................................................ 128 11.6. PURIFICAO DO AR............................................................................................................. 129 11.7. PURIFICAO DO COMBUSTVEL ............................................................................................ 129 11.8. SISTEMA DE LUBRIFICAO SOB PRESSO ............................................................................ 130 11.8.1. Sistema de Lubrificao por Salpique....................................................................... 130 11.8.2. Sistema de Lubrificao Combinado Sob Presso e Salpique ................................ 130 12. FLUIDOS HIDRULICOS................................................................................................................. 131

12.1. PRINCIPAIS FLUIDOS............................................................................................................. 131 12.1.1. gua .......................................................................................................................... 131 12.1.2. leos Minerais .......................................................................................................... 131 12.1.3. Fluidos Sintticos ...................................................................................................... 132 12.1.4. Fluidos Resistentes ao Fogo..................................................................................... 132 12.2. ESCOLHA DO FLUIDO HIDRULICO ......................................................................................... 132 12.3. CARACTERSTICAS DO FLUIDO HIDRULICO IDEAL .................................................................. 133 12.4. CONTROLE DE USO DE LEOS HIDRULICOS ......................................................................... 134 13. REFERNCIAS ................................................................................................................................. 136

ANEXOS ............................................................................................................................................................ 137

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1.

ATRITO 1.1. Atrito

Quando um corpo qualquer, slido, lquido ou gasoso, move-se sobre a superfcie de um outro se origina uma resistncia a este movimento, a qual pode ser expressa, ou representada por uma fora que a tangente s superfcies em contato. A esta fora que tende a se opor ao movimento, denominamos fora de ATRITO, RESISTNCIA DE ATRITO ou simplesmente ATRITO. O atrito dito esttico quando ocorre antes do movimento relativo. Quando o atrito observado aps o incio do movimento, conhecido como ATRITO CINTICO. FORA LIMITE DE ATRITO (F') o valor mximo da fora de atrito esttico e ocorre quando o movimento iminente. comumente designado por ATRITO.

Figura 1

A relao entre o atrito e a reao normal que o corpo exerce sobre a superfcie (N) uma constante a qual denominamos COEFICIENTE DE ATRITO ( ).Fat = tg N

Segundo as leis clssicas do atrito: a) O valor de independe da carga ou fora exercida pelo corpo sobre a superfcie, ou em outras palavras, a fora de atrito diretamente proporcional carga; Fat = x N b) O coeficiente de atrito independente da rea aparente de contato entre as superfcies em movimento;

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c) O coeficiente de atrito cintico menor que o coeficiente de atrito esttico; d) O atrito independente das velocidades relativas dos corpos em contato. As superfcies em movimentos esto realmente em contato, somente nos pontos salientes da superfcie aparentemente plana (visveis ao microscpio), mas que constituem uma diminuta poro da rea aparente. As elevadas presses locais resultam numa deformao plsticas desses mesmos pontos de contato e, em pouco tempo ao combinada da presso e da temperatura, causam uma presso local, formando MICRO-SOLDAS. Para que o movimento seja restabelecido, a fora agora deve ser maior, at que ocorra o cisalhamento dessas micro-soldas e o ciclo recomece medida que o movimento continua. Assim sendo, o deslizamento das superfcies como se diz corretamente, no corresponde realidade dos fatos, consistindo mais em aes alteradas de "adeso" e de "escorregamento", cujos efeitos so facilmente demonstrveis, por aparelhos sensveis para medio do atrito. Como resultado final dessas micro-soldagens e aes de cisalhamento, partculas de metal so arrastadas das superfcies, causando assim o DESGASTE METLICO. Pelo emprego de LUBRIFICANTES, as aes de "adeso" e escorregamento" so substitudas em maior ou menor extenso pelo cisalhamento do filme lubrificante, com redues correspondentes da fora de atrito e do desgaste.N

N Figura 2

Em uma atmosfera normal, metais no lubrificantes "deslizam" uns sobre os outros com coeficientes de atrito compreendidos entre 0,15 e 1,5.

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Entretanto, mesmo em tais circunstncias, a maioria das superfcies metlicas apresenta normalmente uma fina camada de xido ou hidrxido, a qual atua como um filme lubrificante slido, propiciando assim uma menor frico. oportuno acentuar, que nas superfcies metlicas quimicamente puras, isto , isentas de xidos ou hidrxidos e mantidas no vcuo, o coeficiente de atrito observado bastante superior queles valores indicados (2,0 ou mais) ocorrendo mesmo uma completa soldagem (engripamento), sob condies de baixa carga ou presses unitrias, inclusive.Tabela 1 - Alguns coeficientes de atrito esttico. Metal x Metal Metal x Madeira Madeira x Madeira Metal x Couro Pedra x Pedra Terra x Terra 0,15 / 0,30 0,20 / 0,60 0,25 / 0,50 0,30 / 0,60 0,40 / 0,65 0,25 / 1,00

Por outro lado, a reduo do atrito, causada pelas pelculas naturais de xidos e hidrxidos metlicos, pode ser acentuado sobre maneira, pelo uso de lubrificantes.

1.2. Tipos de Atritoa) ATRITO DE DESLIZAMENTO: quando a superfcie de um corpo

ESCORREGA ou DESLIZA em contato com a superfcie de outro corpo. Exemplos: O esfregar das palmas das mos; um pisto trabalhando dentro do seu cilindro; um eixo girando em seu mancal; b) ATRITO DE ROLAMENTO: quando a superfcie de um corpo ROLA sobre a superfcie do outro sem escorregar. Exemplos: Uma bola rolando no cho; os roletes rolando sobre as pistas de um mancal de rolamento. Para ser vencido, este tipo de atrito exige menor esforo do que o necessrio para vencer o atrito de desligamento. c) ATRITO FLUIDO: quando um fluido se interpe entre duas superfcies slidas

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em movimento relativo, h um desligamento entre as molculas do fluido umas sobre as outras. A gua o meio lubrificante e, o esforo para vencer este tipo de atrito menor que o de rolamento. Uma substncia mantida integrada pela coeso. Substncias slidas bem como lquidas, tm propriedades coesivas em maior ou menor escala. Por exemplo: a qualidade coesiva do ao maior que a da madeira; a da madeira maior que a da graxa; a da graxa maior que a do leo; e do leo maior que a da gua, etc.Lente de aumento Carga

Escorregamento sem lubrificante (h contato entre as superfcies) Movimento

Atrito Slido

Figura 3 - Atrito slido.

1.3. Tipos de Lubrificao 1.3.1. Lubrificao FluidaTambm conhecida como lubrificao hidrodinmica, lubrificao de pelcula densa ou compactada e que corresponde quela em que as superfcies em movimento so separadas por uma pelcula contnua de lubrificante. Quando esta condio for preenchida, podemos esperar que a lubrificao proporcione valores de atrito baixos de desgaste insignificante, resultado valores para o coeficiente de atrito fluido compreendidos entre 0,001 e 0,03 vai depender da viscosidade do lubrificante, da velocidade relativa, das superfcies em movimento, da rea das superfcies, da espessura do filme lubrificante, da configurao geomtrica e da carga exercida sobre a pelcula lubrificante.

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Como vemos os valores dos coeficientes de atrito para este tipo de lubrificao, comparados com os valores observados para superfcies em contato no lubrificadas ( = 0,15/ 1,5), so acentuadamente bem menores. Em condies ideais, a separao deveria ser completa e absoluta, mas na prtica, observam-se contatos ocasionais entre os pontos salientes.

1.3.2. Lubrificao Limite ou SemifluidaPara termos a lubrificao fluida necessrio entre as superfcies, uma pelcula de leo cuja espessura seja maior que a soma das alturas das rugosidades das duas superfcies. Esta espessura mnima para mancais comuns pode ser tomada igual a 10 micra. Como caso intermedirio entre a lubrificao seca e a lubrificao fluida, temos a lubrificao semifluida ou limite, na qual a espessura da pelcula lubrificante igual mnima acima referida. Quando as presses entre as duas superfcies mveis so muito levadas, chega-se a um ponto no qual no mais possvel manter uma pelcula lubrificante, havendo ruptura da pelcula em alguns pontos. H nestas condies uma combinao de atritos slidos e fluidos. O coeficiente de atrito nestes casos dependendo, evidentemente, da natureza qumica do lubrificante e do metal (ou metais) em contato, varia geralmente de 0,05 a 0,15 contra 0,001 a 0,03 da lubrificao fluida.

1.3.3. Formao da Pelcula e da Cunha de leoA mais importante aplicao da lubrificao fluida a lubrificao dos mancais. Os casquilhos so sempre ajustados a um dimetro pouco maior que do munho, denominando-se o espao entre eles de LUZ ou FOLGA sendo suas dimenses proporcionais ao dimetro do eixo. Essa folga representa a tolerncia prevista para a dilatao e a distoro de cada uma das peas quando ambas esto sujeitas ao calor a ao esforo, bem como a fim de neutralizar possveis erros mnimos de alinhamento.

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Alm disso, esta folga tambm necessria para a introduo do lubrificante e para permitir a formao da pelcula do leo. As rugosidades das superfcies oferecem resistncia rotao do eixo no mancal causando o aquecimento e o desgaste. Os lubrificantes mantm separadas estas superfcies, evitando assim a sua destruio e o desperdcio de fora motriz. Vejamos agora, as posies relativas ocupadas pelo munho e a calha, desde o incio do movimento at o eixo atingir a rotao de trabalho.

Contato Metlico

Figura 4 - Eixo em repouso.

Com o eixo em repouso h contato metlico com interpenetrao das rugosidades. O leo introduzido na folga adere a superfcies do munho e da calha, cobrindo-se com uma camada ou pelcula lubrificante. Esta adeso facilita a distribuio uniforme do leo, que ocupa o espao em forma de cunha e constitui um volume ou depsito de leo.

Figura 5 - Incio da rotao.

Ao iniciar-se a rotao, graas s propriedades adesivas do leo, inicia-se o arrastamento de pequenas quantidades deste, do depsito s superfcies que suportam a presso, mas no obstante ainda existe contato metlico. O eixo sobe ligeiramente sobre a face do mancal, em direo contrria a da rotao at que

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comea a escorregar por encontrar as superfcies cada vez mais umedecidas de leo. At agora houve considervel atrito conhecido como RESISTNCIA AO ARRANQUE. H no caso uma LUBRIFICAO LIMITE. Se o leo no cobrir rapidamente as superfcies, o atrito e o esforo de arranque sero grandes. Com o leo correto, tais fatos no sucedem. medida que a velocidade aumenta maior ser a quantidade de leo arrastada parte onde a folga mais estreita, criando-se gradualmente uma presso hidrulica na cunha de leo, produzida pelo efeito de bombeamento, resultante da rotao do eixo. Durante este bombeamento, o eixo arrasta o leo do ponto de mnima de presso a ponto de presso mais elevada no mancal. Havendo leo em quantidade suficiente no mancal, esta presso hidrulica inicial levanta o eixo, eliminando assim o contato metlico, e o eixo gira sobre uma delgada pelcula de leo, que rapidamente reduz o esforo necessrio para mant-lo em movimento.

1.3.4. Distribuio das Presses na Pelcula LubrificanteAs ilustraes representam as duas vises, em corte longitudinal e transversal, de um mancal sem ranhuras, trabalhando sob condies de lubrificao, fluida; neste caso a presso hidrosttica sobre o filme de leo varia de ponto para ponto, de acordo com a distribuio figurada. A presso mxima no filme de leo atinge valores que excedem consideravelmente a presso mdia que, como se sabe, dada pelo quociente da carga sobre o munho pela rea de sua projeo. H dois detalhes interessantes a ressaltar no diagrama transversal de presso: a) o ponto de espessura mxima de pelcula de lubrificante no corresponde ao ponto de presso mxima; b) a presso mnima uma subpresso, ou seja, uma presso inferior atmosfera.

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carga

carga

Presso Mxima

Figura 6

Aumentando ainda mais a rotao do eixo, a presso hidrulica na cunha de leo aumenta de tal forma que empurra o eixo para o outro lado do mancal. O deslocamento do eixo que se observa ainda facilitado pela rpida queda de presso fluida neste lado, quando o leo comea a sair do mancal. A presso hidrulica provocada pela rotao do munho, combinada com um amplo suprimento de leo, to considervel que, mesmo em mancais que suportam cargas de ordem de 150 kg/ cm2 ou mais, o leo bombeado e forado sob o eixo com a mxima segurana.

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2.

PETRLEO 2.1. Cronologia do Aparecimento dos Lubrificantes

2600 / 1700 a.C. - No tmulo de Ra-Em-Ka no Egito mostrado um tipo de tren transportando um monumento de pedra e um homem que despeja um lquido para lubrificar os deslizadores do tren. 2500 a.C. - H referncias de que No construiu sua arca calafetando-a com "piche". 1600 a.C. - A me de Moiss para salvar o filho construiu uma arca de junco e untou-a com lodo e piche. 1400 a.C. - Matria graxa encontrada no eixo de uma carruagem enterrada no tmulo de Yuaa e Thuiu.

2.2. PetrleoSubstncia negra, viscosa e de cheiro penetrante encontrada no subsolo e que nos tempos recentes, quando se descobriu sua interminvel aplicao, foi chamada de ouro negro. A palavra petrleo provm do latim: "Petroleum", que significa "leo de pedra".

2.3. Cronologia do Aparecimento do Petrleo1000 a.C. - Chineses encontravam gs natural quando escavavam a procura de sal. 600 a.C. - Nabucodonosor utilizou asfalto para revestir paredes e pavimentar as ruas da Babilnia. H 2000 anos atrs - Talvez a mais antiga manifestao da utilizao do petrleo. O leo obtido em Agrigentum na Siclia era usado em lamparinas no templo de Jpiter. 1627 - Condes da Regio de Habau - Lichtemberg fizeram a 1 concesso petrolfera que se tem notcia, permitindo a explorao nos mananciais de sua propriedade em Pecheidronn.

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Incio do Sc. XIX - O Austraco Jos Hecker, organiza na Galcia Oriental uma indstria para produzir leo de iluminao. Tornou-se o primeiro magnata do petrleo. 1846 O gelogo canadense Abraham Gesner, partindo do carvo betuminoso obteve um leo incolor que deu o nome de querosene (do grego Keros = cera). 1848 - O escocs James Young refinou o carvo betuminoso e conseguiu um leo parafnico servindo por toda Europa como lubrificante. 1855 - Catedrtico de qumica da Universidade de Yale, Benjamim Silliman, submeteu o petrleo ao aquecimento que se compunha em diversos subprodutos, os quais ainda desconhecidos da poca. Um lquido leve e facilmente inflamvel tornou-se popular pelo nome de gasolina. O outro mais pesado, menos inflamvel, mas tambm com grande contedo energtico foi chamado nafta. O alemo Gottlib Daimler aproveitaria em 1885 a gasolina como combustvel no motor que inventara. Em 1892 Rudolf Diesel faria o mesmo com a nafta, conhecida hoje como motor diesel. 1859 - Edwin Drake - Perfurou um poo para encontrar petrleo com profundidade de 69 1/2 ps (21 metros) e produziu 840 gales dirios. considerado o primeiro poo de petrleo do mundo. 1862 - John Davison Rockefeller percebeu que o melhor negcio no era tirar o petrleo e sim lev-lo at o consumidor j transformado em querosene, parafina, lubrificante, gasolina. Instalou-se em Cleveland com uma refinaria. Rockefeller ganhou tanto dinheiro que em 1874 era dono da metade das refinarias americanas. Sua companhia Standard Oil Company cresceu sem concorrncia at 1901, quando foi descoberta no Texas uma das maiores jazidas petrolferas do mundo, formandose ento as Companhias Gulf Oil Corporation e a Texas Oil Company.

2.4. Origem do PetrleoO Petrleo formado por restos de vegetais e pequenos animais, principalmente molusco, como caramujinhos, ostras e mariscos, que se depositaram em grande quantidade, no fundo dos mares e lagos, h milhes de anos. Com os movimentos

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da crosta da Terra, durante seu resfriamento, esses mares e lagos foram sendo soterrados. E, sob a presso das camadas de rochas, sob a ao do calor e, tambm, do tempo, essa massa de restos orgnicos se transformou num leo formado pela combinao de molculas de carbono e de hidrognio em composto de hidrocarbonetos denominado petrleo. O petrleo apresenta-se tanto em estado lquido como semi-slido, de consistncia semelhante das graxas. A cor varia do negro ao mbar, conforme os restos de vegetais ou de animais de que se origina. inflamvel. Os gregos, por exemplo, atiravam lanas em fogo embebidas no petrleo, contra cidades e acampamentos inimigos.

2.5. Tipos de PetrleoPodemos dividir o petrleo, de acordo com a sua composio, em trs grandes tipos: a) Parafnicos - composto de hidrocarbonetos parafnicos; b) Naftnicos - composto de hidrocarbonetos naftnicos; c) Aromticos - composto de hidrocarbonetos parafnicos e naftnicos. Cada um desses trs tipos possui caractersticas prprias e de acordo com o tipo de aplicao indicado ou contra-indicado. Os leos naftnicos e principalmente os parafnicos se prestaram mais para a formulao de leos lubrificantes; no sendo este fator decisivo visto que com os modernos recursos de aditivao conseguem-se caractersticas importantes e que anteriormente no possua. Os leos aromticos no se prestam para a produo de lubrificantes.Tabela 2 Caractersticas Pontos de fluidez ndice de viscosidade Resistncia oxidao Oleosidade Resduo de carbono Emulsibilidade Parafnicos alto alto grande pequena grande pequena Naftnicos baixo baixo pequena grande pequeno grande

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Figura 7 - A Perfurao Feita Atravs dos Equipamentos Ilustrados.

A jazida de petrleo - uma rea rochosa do subsolo em cujos poros o petrleo se acumula. O petrleo nunca se encontra sob a forma de lago subterrneo, como se costuma acreditar. Assim, O termo lenol petrolfero no expressa a realidade. Sob presses vindas de cima, o petrleo desceu, infiltrando-se em rochas porosas, gota a gota, do jeito (mal comparando) com que caf morno embebe torro de acar, at encontrar uma camada de rocha impermevel - isto , sem poros - que o deteve. Esta camada de rocha impermevel forma, ento, os limites naturais da jazida. Para que se suspeite de presena de petrleo em quantidade que justifique uma possvel explorao comercial, necessrio que as formaes sedimentares tenham considervel espessura. Estudar e definir tais formaes a primeira tarefa. As regies que apresentam essas caractersticas so chamadas de bacias

sedimentares e so nelas que os gelogos e os geofsicos vo trabalhar, para saberem onde se deve perfurar um poo. Programa-se um longo trabalho de estudos e anlises de superfcie e subsuperfcie da terra. Os tcnicos decidem perfurar somente depois de realizarem um prognstico de comportamento das inversas camadas do subsolo, atravs de mtodos e processos altamente cientficos. Surge, ento, ao fim de tanta pesquisa, o poo pioneiro. A perfurao de um poo noite e dia sem parar - Desde o momento em que a perfurao iniciada, o trabalho se processa ininterruptamente durante as vinte e

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quatro horas e s se encerra quando atinge os objetivos predeterminados. O objetivo de um poo, em termos de perfurao, traduzido na profundidade programada: oitocentos, dois mil, cinco mil metros. Isso requer trabalho rduo e viglia permanente. medida que a broca avana, vo-se acrescentando tubos, em segmentos de dez metros. Trabalho estafante. Normalmente, uma broca tem vida til de quarenta horas. Para troc-la, tem-se de retirar todos os segmentos da tubulao e recoloc-los. Imagine o trabalho e o tempo, se a perfurao estiver, por exemplo, a profundidade de quatro mil metros. As brocas e a velocidade dependem da dureza das rochas - Para vencer rochas muito duras, empregam-se brocas de tungstnio ou diamante. Para rochas menos resistentes, so utilizadas brocas de dentes ou lminas. H perfuraes que progridem mais de quinhentos metros por dia. Porm so conhecidas perfuraes que no passam dos dez metros por dia (regio do alto Juru, Amazonas). Tais fatos demonstram a variao de dureza do terreno. Quando a lama valiosa - Chama-se lama de perfurao uma mistura de betonita, argila, leo diesel, gua, etc., que mantm a presso ideal para que as paredes do poo no desmoronem e que serve, tambm, para lubrificar a broca e deter o gs e o petrleo, no caso de descoberta. A lama explica o poo - Enquanto se processa a perfurao, todo o material triturado pela broca vem superfcie em mistura com a lama. De posse desse material, o gelogo examina os detritos nele contidos. Aos poucos, vai reunindo a histria geolgica das sucessivas camadas rochosas vencidas pela sonda. A anlise dos dados assim recolhidos pode dar a certeza de que a sonda encontrou petrleo. Pode tambm sugerir que a perfurao deve continuar ou, ento, que no h esperana de qualquer descoberta. O gelogo, contudo, dispe, desde o comeo do furo, de muitas informaes, transmitidas pelos trabalhos preliminares de pesquisa. Normalmente, ele sabe que a zona de maior possibilidade est localizada a partir de uma determinada profundidade. Alm disso, ele pode buscar auxlio na interpretao de outro poo perfurado nas proximidades. No momento em que a broca perfura o limite do lenol, o petrleo jorra para fora, s vezes at 100 metros de altura. Quando diminui a presso interna do bolso, o

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petrleo tem que ser bombeado, atravs de uma unidade de bombeamento para reservatrios situados junto ao poo. Dos reservatrios o leo transportado para as refinarias atravs de naviospetroleiros, composies ferrovirias ou atravs de oleodutos. Na refinaria o petrleo bruto ser destilado; e dessa operao se obter a srie de derivados, que segundo alguns, ultrapassam a casa dos mil. REFINAO DO PETRLEO - Na refinaria, o petrleo submetido a diversos processos, pelos quais se obtm a grande srie de derivados: gs liquefeito, gasolinas, naftas, leo diesel, querosene para avies a jato, leos combustveis, asfaltos, lubrificantes, solventes, parafinas, coque de petrleo e resduos. Conforme a qualidade do petrleo - mais leve ou mais pesado - as parcelas dos derivados variam. Assim, os petrleos mais leves do maior quantidade de gs liquefeito, gasolinas, naftas (produtos leves), enquanto os mais pesados do origem a volumes maiores de leos combustveis, asfaltos e resduos (produtos pesados). No meio da srie esto os produtos mdios, como o leo diesel e os querosenes. De cada cem partes do petrleo processado numa refinaria, apenas trs partes so consumidas nas diversas unidades produtoras. Um parque de refino de petrleo no produz apenas combustvel. Temos unidades que produzem lubrificantes para motores, parafinas para velas fraes especiais para produo de detergentes, solventes, enxofre, benzeno, tolueno, naftas para petroqumica, etc. Estas unidades tambm valorizam, em boa escala, o petrleo processado e so muitos teis para a indstria nacional.

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Figura 8 - Processo de refinao de derivados de petrleo.

Os produtos industriais obtidos do petrleo so numerosos. Eis uma lista bsica:Tabela 3 Derivado Obtido Gs de Refinaria Gs cido Eteno Dixido de Carbono Propanos Especiais Propeno Butanos Especiais Gs Liquefeito de Petrleo Gasolinas Naftas Nafta para Petroqumica Aguarrs Mineral Solventes de Borracha Hexano Comercial Solvente de Diversos Benzeno Tolueno Principais Uso Petroqumica gs de rua Produo de enxofre Petroqumica Fludo refrigerante Fludo refrigerante Petroqumica Propelentes Combustvel domstico Combustvel automotivo Solventes Petroqumica Solventes Solventes Petroqumica, extrao de leos. Solventes Petroqumica Petroqumica, solventes. [...]

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[...] Xilenos Querosene de Iluminao Querosene de Aviao leo Diesel Lubrificantes bsicos Parafinas leos Combustveis Resduo Aromtico Extrato aromtico leos Especiais Asfaltos Coque Enxofre N-Parafinas Petroqumica, solventes. Iluminao para nibus, caminhes, etc. Combustvel para avies Combustvel para nibus, caminhes. Lubrificantes de mquinas e motores em geral [...] Fabricao de velas, indstria alimentos. Combustveis industriais leos extensor de borracha e plastificante Usos variados Usos variados Pavimentao Indstria de Produo de Alumnio Produo de cido sulfrico Produo detergente biodegradveis

2.6. Obteno dos LubrificantesOs leos lubrificantes tm sido preparados com crus de petrleo das mais variadas provenincias do globo terrestre. Como seria de esperar, as caractersticas fsicas e o grau de rendimento operacional e quantitativo dos lubrificantes, fabricados a partir de tais crus, apresentam diferenas considerveis. Estes leos so obtidos com base na parte mais viscosa dos crus, depois de separados, por destilao, do leo Diesel e de outros produtos mais leves. Quando considerados pelo volume, uma esmagadora maioria dos leos lubrificantes produzidos em todo o mundo provm diretamente de crus, sob a forma de seus destilados ou produtos residuais. Muito embora os crus petrolferos das vrias partes do mundo diferem muito, tanto nas suas propriedades como na aparncia, so relativamente poucas as diferenas detectadas por anlise elementar. De fato, as amostras de petrleo bruto proveniente das mais variadas origens provam conter carbono, em propores que variam de 83 a 87% e hidrognio de 14 a 11%. As anlises elementares de crus petrolferos realmente revelam muito pouco da enorme variedade, ou da natureza dos leos lubrificantes que se podem preparar com eles.

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O conhecimento das propores e da qualidade dos seus constituintes muito importante para a refinaria, que tem de classificar tipos de crus e avaliar as propriedades fsicas dos leos lubrificantes deles obtidos. Alm das flagrantes diferentes fsicas que apresentam os leos lubrificantes extrados de crus diferentes, existem outras menos perceptveis. Por exemplo, os que provm de certos crus podem conter vestgios de determinados compostos naturais de enxofre, capazes de atuar como inibidores de oxidao, quando o leo se encontra em servio efetivo e sujeito s elevadas temperaturas, evitando ou retardando a formao de produtos de oxidao, cidos ou resinosos. Outros podem apresentar considerveis diferenas na forma como reagem a certos aditivos qumicos, que possam vir a ser-lhes introduzidos na fase de acabamento, para lhes conferirem as caractersticas necessrias a determinadas aplicaes. O fabricante de leos lubrificantes tem, pois, de escolher criteriosamente entre os crus de vrias procedncias, o que lhe convm. Na fabricao do lubrificante, o refino do cru, que nada mais o que o petrleo, dar origem aos chamados leos bsicos. Eles tm designao prpria, de acordo com suas caractersticas. Exemplos: Spindle Oil - parafnico, baixo ponto de fluidez. Bright Stock - parafnico, emulsificante. Neutro mdio - parafnico, antiespumante. Opaco leve - naftnico, antioxidante. Os bsicos tero propriedades semelhantes aos dos crus que foram originados. Um cru naftnico dar origem a um bsico tambm naftnico. Na formulao do lubrificante se usam diferentes tipos do bsico, para obter-se as propriedades requeridas para o emprego daquele lubrificante. A mistura de bsicos denomina-se. "blending".

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3.

Lubrificantes 3.1. Definio

Sabemos que se colocarmos uma camada de um lubrificante entre duas superfcies, impediremos o contato entre estas. Retirando esse contato, evitaremos durante o movimento, cisalhamento e arranhamento com o desprendimento de calor e desgaste dessas superfcies. Definiremos, ento, como LUBRIFICANTE, as substncias que, interpostas entre duas superfcies, em deslocamento relativo, diminuem a resistncia ao movimento. A funo dos lubrificantes evitar o contato metlico, reduzir o atrito, e, conseqentemente o desgaste, refrigerar, etc. Os principais fatores que exercem influncia na lubrificao so: VELOCIDADE, TEMPERATURA e PRESSO.

3.2. Tipos de LubrificantesLQUIDOS - So os lubrificantes mais usados por seu poder de penetrao e principalmente porque atuam como agente removedor de calor. Compreende os leos minerais, leos graxos e gua. Aproximadamente, 95% dos lubrificantes so lquidos. PASTOSOS - So as graxas comuns e tambm as composies betuminosas. Sua principal caracterstica promover vedao e no escorrer. Participam com 3 a 5% do mercado. GASOSOS - So os lubrificantes que so usados onde no se podem usar os lubrificantes comuns. Temos como exemplo de alguns dos mais usados: o AR, os GASES, HALOGENADOS, o NITROGNIO. Seu uso restrito devido

principalmente necessidade de vedaes e altas presses. SLIDOS - So os lubrificantes que resistem s elevadas temperaturas. Exemplo dos mais comumente usados: a GRAFITE, o XIDO DE ZINCO (Zn 02), o TALCO, a MICA, BISSULFETO de MOLIBDNIO (MoS2,), etc. So usadas tambm, adicionados a leos e graxas.

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Os leos graxos foram os primeiros lubrificantes a serem utilizados pelo homem. Com o desenvolvimento industrial e o aperfeioamento da maquinaria, houve a necessidade imperativa de substituio dos leos graxos pelos leos minerais. Atualmente, os leos graxos so utilizados, principalmente em misturas com leos minerais no preparo dos leos compostos. Essas adies so de at 30% e tm por finalidade conferir ao lubrificante maior oleosidade ou facilidade de emulso em presena de vapor d'gua. A principal desvantagem dos leos graxos est na sua pequena resistncia oxidao, rancificando-se facilmente e formando gomosidades, alm de seu preo ser superior ao dos leos minerais. Os leos graxos conforme sua origem podem ser classificados em: leos vegetais e leos animais. Os principais leos vegetais normalmente utilizados so: leo de rcino, extrado da semente da mamona, o leo de coco, leo de oliva, leo de semente de algodo. Dos leos de origem animal podemos citar o leo de banha, leo de mocot, leo de baleia, leo de espermacete, leo de peixe e, leo de foca. Os lubrificantes sintticos esto em contnuo desenvolvimento sendo, de um modo geral, de custo muito elevado e por isso utilizado apenas em casos especficos. Em casos especiais a gua usada como lubrificantes, lembramos, porm, que suas propriedades lubrificantes so bastante reduzidas, alm de sua ao corrosiva sobre os metais.

3.3. Propriedades dos LubrificantesA primeira e mais bvia propriedade de um lubrificante a capacidade de manter separadas superfcies em movimento, em todas as condies de presso, temperatura e na presena de contaminantes. A segunda propriedade possibilitar que a maioria dos lubrificantes dissipe o calor gerado atravs do contato das peas ou provenientes de fontes externas.

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Os lubrificantes devem ser suficientemente estveis, de forma a exercer seu trabalho durante sua vida til estimada que pode ser de segundo na lubrificao por perda total, ou dez ou mais anos em uma turbina a vapor. Finalmente o lubrificante deve proteger as superfcies, que entre em contato, contra a corroso atmosfrica ou dos produtos corrosivos gerados dentro do equipamento, como gases cidos provenientes de um motor de combusto interna.

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4.

Caractersticas Fsicas dos leos Lubrificantes

Ao se analisar um lubrificante, procura-se, em laboratrio, encontrar um meio de reproduzir as condies prticas a que so submetidos os produtos em estudo, a fim de que da resulte um nmero ou uma indicao que permita uma pr-avaliao de desempenho desses produtos. Muitas vezes no se consegue essa reproduo e, nesses casos, lana-se mo de ensaios empricos cujos resultados tm valor meramente comparativo. Com este esprito, existe uma grande quantidade de teste de laboratrio procurando cobrir toda a srie de informaes sobre lubrificantes de que a tecnologia necessita para indicao e aplicao do produto certo no lugar certo e acompanhamento do seu desempenho durante seu uso nos equipamentos.

4.1. DensidadeDensidade (D) a relao entre o peso de dado volume da substncia considerada a determinada temperatura e o peso de igual volume de gua a 4C. Peso especfico (PE) o peso da unidade de volume da substncia considerada em g/ cm3 ou kg/ l. Na prtica, para medir a densidade dos lquidos, usamos os densmetros ou picnmetros, que j nos do leituras diretas temperatura convencionada, que de 20/ 4C. Isto significa que o volume do produto considerado a 20 C em relao da gua a 4 C. Outro sistema muito utilizado o da Densidade em graus API a 60/ 60F, e que pode ser convertida densidade normal pela seguinte tabela:Tabela 4 API 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 DENSIDADE 1,000 0,993 0,986 0,979 0,972 0,966 0,959 0,953 0,947 0,940 0,934 API 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 DENSIDADE 0,893 0,887 0,882 0,876 0,871 0,865 0,860 0,855 0,850 0,845 0,840 API 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 DENSIDADE 0,806 0,802 0,797 0,793 0,788 0,874 0,780 0,775 0,771 0,767 0,763

[...]

26

[...]

21 22 23 24 25 26

0,928 0,922 0,916 0,910 0,904 0,898

38 39 40 41 42 43

0,835 0,830 0,825 0,820 0,816 0,811

55 56 57 58 59 60

0,759 0,755 0,751 0,747 0,743 0,739

importante no esquecer que a densidade em 0 API cresce. Como a densidade varia com a temperatura, como j dissemos acima, as leituras devem ser feitas temperatura convencionada ou os valores devero ser corrigidos por meio de tabelas j calculadas e que facilitam o trabalho. A principal aplicao da densidade est em podermos transformar rapidamente frmulas dadas em % volume, para frmulas expressas em % peso e vice versa, ou ento transformar kg em litros, ou toneladas em m3 de produto. A densidade tambm nos pode dar alguma indicao sobre a natureza do produto, pois sabemos que leos parafnicos tm densidade menor do que leos naftnicos (ou, pelo contrrio, mais alta densidade em 0 API) desde que estejam na mesma faixa de viscosidade. Num leo usado, o aumento da densidadeO

API indica diluio por combustvel. Um

aumento pode indicar presena de fuligem ou hidrocarbonetos oxidados. Evidentemente h necessidade de confirmao por outras provas, pois as causas da mudana de densidade podem anular-se s outras.

4.2. CorA cor de um leo j foi considerada importante indicao de sua qualidade. A maioria dos leos produzidos por destilao era de cor plida ou avermelhados por transferncia, isto , contra a luz, enquanto os leos contendo base residual eram verdes ou pretos. Nos leos naftnicos observa-se ainda comumente uma fluorescncia, isto , contra a luz, enquanto os leos contendo base residual eram verdes ou pretos. Nos leos naftnicos observa-se ainda comumente uma fluorescncia azulada e, nos parafnicos, esverdeada (luz refletida).

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Entretanto, a variedade e complexidade dos processos tecnolgicos de refinao e o emprego de aditivos tornaram inaplicveis tais generalizaes e a adoo do critrio da cor como ndice de qualidade ou tipo de leo. Contudo, como critrio de uniformidade, a cor ainda figura na maioria das especificaes de leos e observada pelos fabricantes, dado o efeito psicolgico que uma alterao pronunciada nesta caracterstica pode exercer no consumidor e tem a utilidade de poder acusar, em determinados casos, contaminao do produto durante sua manipulao. Para a determinao da cor de produtos de petrleo por transmisso existem vrios aparelhos correspondentes a mtodos de ensaio padronizados, geralmente consistindo na comparao da cor (intensidade e matiz) de uma camada ou coluna de leo fixa, com uma srie de vidros coloridos, ou de uma coluna de lquido de altura varivel com um ou poucos vidros coloridos padres. Um dos mais empregados o Colormetro ASTM (D1500) consistindo de uma fonte de luz, vidros coloridos padronizados, recipiente fechado com a amostra e um visor. A amostra comparada com vrias cores padronizadas e numeradas de 0,5 a 8. A cor padronizada que mais se assemelhar a da cor da amostra indicar o nmero de cor ASTM.

4.3. ViscosidadeA viscosidade a mais importante propriedade fsica dos leos lubrificantes derivados do petrleo. a medida da caracterstica de como o leo flui. A mecnica de estabelecer uma pelcula lubrificante adequada depende, em grande parte, da viscosidade. Para avaliar a viscosidade um leo numericamente, quaisquer dos vrios testes padres podem ser usados. Embora esses testes difiram por terem maior ou menor riqueza de detalhes eles medem o tempo necessrio em que uma determinada quantidade de leo, a uma temperatura estabelecida, flui, por gravidade, atravs de um orifcio ou estrangulamento de dimenses especificadas. Mais espesso o leo, maior ser o tempo necessrio para a sua passagem.

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O controle rigoroso da temperatura do leo importante. A viscosidade de qualquer leo de petrleo aumenta quando o leo resfriado e diminu quando o leo aquecido. Por esta mesma razo, a viscosidade de um leo deve ter sempre o seu valor acompanhado da temperatura em que a viscosidade foi determinada. A viscosidade, pelo seu valor somente, no significa nada. Os dois mtodos mais comuns de testar a viscosidade de um leo lubrificante so o Saybolt e o Cinemtico. Destes, o Saybolt (ASTM D88) o mais simples. Contudo, o Cinemtico (ASTM D445) geralmente considerado mais acurado. H tambm os mtodos Redwood e Engler, que so largamente usados na Europa. Cada mtodo de teste tem o seu prprio aparelhamento - viscosmetro.

4.3.1. AparelhamentoO viscosmetro Saybolt Universal usado para leos de viscosidade baixas ou intermedirias. Consiste num recipiente cilndrico, onde a amostra de leo colocada em um frasco receptor colocado abaixo dele para receber e medir o leo descarregado do recipiente, pelo qual o leo flui. Este fluxo interrompido ou iniciado por meio de uma vlvula. O recipiente, contendo a amostra, dispe de uma camisa d'gua para facilitar a manuteno da temperatura constante. A temperatura controlada por dois termmetros; um no leo e outro na gua da camisa. Para ajustar a temperatura, uma fonte externa de calor aplicada ao banho de gua. O tempo do fluxo de leo no receptor medido com um cronmetro ou aparelho semelhante. Para leos muito viscosos, usado o viscosmetro Saybolt Furol. Este aparelho difere do Saybolt Universal somente no orifcio de escoamento de leo que, naquele, maior. Isto reduz o tempo do fluxo quando se trata de leos pesados, que pode ser medido sem dificuldade. Com leo temperatura do teste usualmente 40C (100 F) ou 100C (210 F) a passagem do leo permitida do recipiente para o frasco receptor. Isto feito abrindo-se a vlvula do orifcio do recipiente. O tempo, em segundos, decorrido para

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o fluxo de leo encher o frasco receptor que tem uma marca indicando 60cc, medido. Este tempo a viscosidade Saybolt. A viscosidade Saybolt pode ser assim representada: x - Segundos Saybolt Universal a 40C ou SSU 40C y - Segundos Saybolt Universal a 100C ou SSU a 100C z - Segundos Saybolt Furol a 40C ou SSF a 40C w - Segundos Saybolt Furol a 100C ou SSF a 100C Quanto maior o nmero que expressa a viscosidade, mais viscoso o leo. O Viscosmetro Cinemtico o mais utilizado por ser o mais preciso e permitir seu uso em qualquer fludo, seja uma tinta, seja um solvente, etc. O viscosmetro consiste de um tubo de vidro que varia em funo da viscosidade estimada do fludo e do seu aspecto (transparente ou opaco). A viscosidade Cinemtica o tempo que um determinado volume de lquido flui, por gravidade atravs de um tubo capilar. Sua unidade o centistoke (cSt). O viscosmetro, dependendo do seu tipo, preenchido com o leo a ser testado, levado a um banho para normalizar as temperaturas do viscosmetro e do leo (40C ou 100C). Depois de normalizada a temperatura, o leo ainda dentro do banho, deixado fluir atravs do tubo capilar do viscosmetro at pontos determinados. O tempo de escoamento medido (em segundos) e multiplicado por uma constante. Esta constante previamente calculada e se refere s variaes dimensionais do viscosmetro. O resultado desta multiplicao ser a viscosidade Cinemtica. Viscosidade Cinemtica, cSt = CT C = Constante do viscosmetro em cSt/ S. t = tempo de escoamento, em segundos.

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Figura 9

Figura 10 - Viscosmetro Cinemtico.

Atualmente todos os lubrificantes industriais so especificados com viscosidade Cinemtica, conforme a norma ISO.

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Figura 11

4.3.2. Interpretao dos ResultadosA Viscosidade , muitas vezes, o que primeiro se leva em considerao na seleo de um lubrificante. Para lubrificao mais eficiente, a viscosidade deve estar conforme a velocidade, carga e condies de temperatura de um mancal a ser lubrificado. Maiores velocidades, mais baixas presses e menores temperaturas requerem leos de viscosidade mais baixa. Um leo mais pesado do que o necessrio pode resultar numa frico excessiva do fluido e cria arraste desnecessrio. Menores velocidades, maiores presses ou temperaturas mais altas, por outro lado, requerem um leo que proporcione um filme resistente necessrio para agentar a carga e dar necessria proteo s superfcies em contato. Por estas razes, os testes de viscosidade tm um papel importante na determinao das propriedades de um leo lubrificante. Alm disso, as concluses mais diretas e mais bvias para julgar a viscosidade de um leo dependem, contudo, de certas informaes que tambm sejam disponveis. Uma vez que a viscosidade de um leo lubrificante determinada pelo corte na sua temperatura de destilao, parte da que h uma relao aparente na viscosidade e na volatilidade. De um modo geral, os leos mais leves tm maior volatilidade - mais suscetveis de evaporar.

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Sob alta temperatura, portanto, as condies de operao podem mudar e isso deve ser levado em considerao quando se usa um leo de certa viscosidade, porm, voltil. Ainda que o significado do teste de viscosidade tenha sido considerado do ponto de vista de leos novos, esses testes tm tambm lugar para avaliao de leos usados. Os leos drenados dos crteres, dos sistemas de circulao e das caixas de engrenagens so, muitas vezes, analisados para determinar seu aproveitamento para outro servio ou para diagnosticar o desempenho defeituoso de uma mquina. Um aumento da viscosidade durante o servio pode, muitas vezes, indicar oxidao, as molculas do leo aumentam em seu tamanho e isto faz com que o leo fique espesso. Quando a oxidao atingiu um ponto de causar um aumento sensvel na viscosidade, sinal de que houve aprecivel deteriorao do leo.

4.4. ndice de ViscosidadeOs lquidos tm uma tendncia de reduzir a viscosidade quando aquecidos e a aumentar a viscosidade quando resfriados. Contudo, esta correspondncia entre a viscosidade e mudana da temperatura mais pronunciada em alguns lquidos do petrleo, as mudanas na viscosidade podem ter profundos efeitos no desempenho de um produto ou sobre certas aplicaes desse mesmo produto. A propriedade de resistir s mudanas de temperaturas pode ser expressa como ndice de viscosidade (IV). O ndice de viscosidade um nmero abstrato, emprico. Maior IV que tenha um leo, menor a sua tendncia a mudar de viscosidade com a mudana de temperatura. A sensibilidade de um leo lubrificante variao da viscosidade em funo da temperatura fator importante a ser considerado em inmeras aplicaes. Por esta razo vrios mtodos para exprimir esta sensibilidade foram propostos, mas, o mais usual presentemente o denominado ndice de Viscosidade (IV). O IV , portanto com j foi dito um nmero emprico, que relaciona a mudana de viscosidade de um leo relativamente insensvel (IV = 100) e baseado nas viscosidades medidas respectivamente a 37.8 e 99C ou a 100 e 200F.

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No obstante, possvel hoje em dia, encontrar leos que so mais sensveis temperatura do que a referncia (IV = Zero) bem como outros que so menos sensveis que a referncia (IV 100) e, portanto, , perfeitamente normal obter valores para o IV tanto abaixo de zero como acima de 100. O IV calculado pelas frmulas abaixo: IV = IV =LU LH LU D

x 100 de onde deduzimos x 100

Onde: U = viscosidade a 100F de um leo cujo IV desejamos calcular. L = viscosidade a 100F de um leo com IV zero e tendo a 210F a mesma viscosidade que o leo cujo IV queremos determinar. H = viscosidade a 100F de um leo com IV = 100 tendo 210F a mesma viscosidade que leo cujo IV queremos calcular. Este valor no mostrado nas tabelas e sim o valor da diferena D. D = L - H e desta relao podemos, se quisermos, conhecer o valor de H em funo do valor D, dado pelas tabelas. Abaixo, alguns exemplos de ndices de viscosidade encontrados na linha de produtos de um determinado fabricante.Tabela 5 Aplicao Motor a gasolina Motor a gasolina, sinttico Motor de dois tempos Motocicletas, 4 tempos Motor diesel Sistemas hidrulicos, aeronuticos Transmisses hidrulicas Sistemas hidrulicos industriais IV 120 180 95 130 100 200 95 140 Aplicao Mancais e engrenagens Turbinas Compressores de Ar Compressores de Refrigerao Tmpera IV 90 95 95 60 95

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Tabela 6 - Clculo do IV (dean - davis) em funo da viscosidade a 98,9c expresso em viscosidade cinemtica. Viscosidade Cinemtica a 98,9C (210F) cs 2,00 2,10 2,20 2,30 2,40 2,50 2,60 2,70 2,80 2,90 3,00 3,10 3,20 3,30 3,40 3,50 3,60 3,70 3,80 3,90 4,00 4,10 4,20 4,30 4,40 4,50 4,60 4,70 4,80 4,90 5,00 5,10 5,20 5,30 5,40 D (L-H) 1,745 1,905 2,073 2,249 2,429 2,617 2,814 3,017 3,225 3,442 3,667 3,898 4,135 4,379 4,630 4,89 5,156 5,428 5,708 5,994 6,30 6,69 7,12 7,60 8,14 8,75 9,43 10,17 10,95 11,78 12,63 13,52 14,42 15,34 16,27 Viscosidade Cinemtica a 98,9C (210F) cs 5,50 5,60 5,70 5,80 5,90 6,00 6,10 6,20 6,30 6,40 6,50 6,60 6,70 6,80 6,90 7,00 7,10 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,70 7,80 7,90 8,00 8,10 8,20 8,30 8,40 8,50 8,60 8,70 8,80 8,90 D (D-H) 17,21 18,15 19,09 20,03 20,97 21,91 22,85 23,79 24,72 25,66 26,61 27,60 28,67 29,82 31,03 32,31 33,69 35,12 36,55 37,80 39,03 40,26 41,51 42,80 44,05 45,32 46,66 48,01 49,36 50,75 52,08 53,44 54,82 56,22 57,64 Viscosidade Cinemtica a 98,9C (210F) cs 9,00 9,10 9,20 9,30 9,40 9,50 9,60 9,70 9,80 9,90 10,00 1,10 10,20 10,30 10,40 10,50 10,60 10,70 10,80 10,90 11,00 11,10 11,20 11,30 11,40 11,50 11,60 11,70 11,80 11,90 12,00 12,10 12,20 12,30 12,40 D (L-H) 59,04 60,44 61,87 63,33 64,76 66,20 67,65 69,13 70,64 72,10 73,59 75,17 76,76 78,32 79,90 81,52 83,10 84,70 86,32 87,95 89,61 91,29 93,00 94,74 96,45 98,17 99,90 101,67 103,44 105,21 106,99 108,81 110,71 112,57 114,44

L 8,376 9,061 9,771 10,507 11,267 12,053 12,865 13,702 14,503 15,451 16,304 17,302 18,265 19,254 20,268 21,307 22,373 28,462 24,578 25,718 26,89 28,14 29,45 30,83 32,39 38,85 35,49 37,21 39,00 40,85 42,74 44,68 46,61 48,62 50,61

L 52,61 54,61 58,61 58,61 60,61 62,61 64,61 66,61 68,61 70,62 72,66 74,77 76,99 79,31 81,73 84,22 86,77 89,36 91,98 94,37 96,80 99,23 101,69 104,21 106,67 109,16 111,75 114,38 116,98 119,68 122,24 124,85 127,48 130,14 132,85

L 135,51 138,18 140,88 143,63 146,33 149,04 151,76 154,53 157,34 160,09 162,89 165,78 168,71 171,59 174,51 177,48 180,39 183,38 186,30 189,30 192,30 195,36 198,47 201,62 204,71 207,82 210,95 214,12 217,32 220,48 223,68 226,99 230,33 233,63 236,95

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Tabela 7 Viscosidade Cinemtica a 98,9C (210F) cs 12,50 12,60 12,70 12,80 12,90 13,00 13,10 13,20 13,30 13,40 13,50 13,60 13,70 13,80 13,90 14,00 14,10 14,20 14,30 14,40 14,50 14,60 14,70 14,80 14,90 15,00 15,10 15,20 15,30 15,40 15,50 15,60 15,70 15,80 15,90 16,00 16,10 16,20 16,30 16,40 D (L-H) 116,33 118,24 120,12 122,07 124,01 125,96 127,95 129,97 132,01 134,03 136,08 138,13 140,20 142,29 144,36 146,45 148,58 150,73 152,85 154,98 157,15 159,33 161,49 163,70 165,92 168,14 170,44 172,75 175,05 177,24 179,59 182,06 184,39 186,77 189,16 191,56 194,04 196,53 198,99 201,47 Viscosidade Cinemtica a 98,9C (210F) cs 16,50 16,60 16,70 16,80 16,90 17,00 17,10 17,20 17,30 17,40 17,50 17,60 17,70 17,80 17,90 18,00 18,10 18,20 18,30 18,40 18,50 18,60 18,70 18,80 18,90 19,00 19,10 19,20 19,30 19,40 19,50 19,60 19,70 19,80 19,90 20,00 20,20 20,40 20,60 20,80 D (D-H) 204,02 206,56 209,07 211,64 214,22 216,81 219,45 222,12 224,82 227,49 230,18 232,88 235,61 238,38 241,11 234,9 246,7 149,5 252,2 255,0 257,9 260,7 263,6 266,5 269,4 272,3 275,3 278,4 281,3 284,4 287,4 290,4 293,4 296,5 299,7 287,4 290,4 293,4 296,5 299,7 Viscosidade Cinemtica a 98,9C (210F) cs 21,00 21,20 21,40 21,60 21,80 22,00 22,20 22,40 22,60 22,80 23,00 23,20 23,40 23,60 23,80 24,00 24,20 24,40 24,60 24,80 25,00 25,20 25,40 25,60 25,80 26,00 26,20 26,40 26,60 26,80 27,00 27,20 27,40 27,60 27,80 28,00 28,20 28,40 28,60 28,80 D (L-H) 334,40 341,3 348,0 354,6 361,6 368,7 375,4 382,6 389,7 396,6 404,1 411,4 418,4 426,0 433,5 440,7 448,3 456,2 463,4 471,4 479,2 487,4 494,9 503,1 511,5 519,8 528,1 536,6 545,2 553,7 561,5 570,3 579,1 588,0 596,9 605,8 614,8 623,0 632,2 641,4

L 240,31 243,70 247,06 250,46 253,89 257,32 260,81 264,36 267,94 271,47 275,04 278,61 282,21 285,85 289,45 293,07 296,75 300,45 304,11 307,78 311,51 315,26 318,97 322,75 326,54 330,34 334,26 338,19 342,09 345,89 340,87 353,97 357,92 361,94 365,97 370,02 374,19 378,37 382,52 386,68

L 390,91 395,15 399,35 403,63 407,92 412,22 416,60 421,04 425,50 429,92 434,36 438,81 443,33 447,87 452,37 456,9 461,5 466,1 470,6 475,2 479,9 484,5 489,2 493,9 498,6 503,3 508,2 513,1 517,9 522,8 527,7 532,6 537,5 542,5 547,5 552,4 562,5 572,7 582,40 593,3

L 603,0 614,0 624,7 635,10 646,3 657,3 667,8 679,2 690,4 701,1 712,8 724,2 735,1 747,0 758,6 769,7 781,5 793,7 804,9 817,2 829,3 841,8 853,3 865,9 878,7 891,5 904,1 917,1 930,1 943,1 955,0 968,3 981,6 994,9 1008,4 1021,9 1035,5 1047,8 1061,6 1075,4

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4.5. Pontos de Fulgor e de InflamaoO ponto de fulgor e o ponto de inflamao dos produtos lquidos de petrleo so basicamente medidas da sua inflamabilidade. O ponto de fulgor a temperatura mnima qual um lquido suficientemente vaporizado para criar uma mistura vapor-ar que se inflamar se houver ignio. Como o nome do teste indica a combusto a esta temperatura tem somente uma curta durao (fulgor). O ponto de inflamao, entretanto, significa alguma coisa mais. a mnima temperatura em que o vapor gerado em quantidade suficiente para sustentar a combusto. Em qualquer caso, a combusto somente possvel quando a relao do vapor de combustvel e de ar permanece entre certos limites. Uma mistura que for demasiada pobre ou demasiada rica no queimar. A prtica de testar o ponto de fulgor e o ponto de inflamao foi originariamente aplicada ao querosene para indicar a sua potencialidade de risco de fogo. Desde ento, o objetivo tem sido ampliado para incluir leos lubrificantes e outros produtos de petrleo. Embora seja costume indicar o ponto de fulgor (e algumas vezes o ponto de inflamao) nos dados de um leo lubrificante, estas propriedades no tm o significado que parece ter. Somente em circunstncias especiais estaria o leo lubrificante presente a algum srio risco de incndio. Sendo estreitamente ligados s caractersticas de vaporizao de um produto de petrleo, os pontos de fulgor e de inflamao do, contudo uma indicao grosso modo da sua volatilidade e outras propriedades. O ponto de inflamao de um leo lubrificante comum est to intimamente ligado ao seu ponto de fulgor que geralmente omitido nos dados da anlise. Para os produtos comerciais comuns, o ponto de inflamao encontra-se 50F (10C) acima do ponto de fulgor. Os pontos de inflamao e de fulgor no devem ser confundidos com a temperatura de combusto espontnea, que um assunto totalmente diverso. A combusto espontnea envolve, no somente a volatilidade, como a temperatura necessria para precipitar a reao qumica - combusto - sem o auxlio de uma fonte externa de ignio. Embora seja de esperar que um produto de petrleo mais voltil tenha um ponto de fulgor ou de inflamao mais baixo do que um menos voltil, a sua temperatura ASTM de combusto espontnea geralmente mais alto.

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4.5.1. AparelhagemNo teste de ponto de Fulgor, vaso aberto Cleveland, a amostra de leo est contida numa cpsula de lato especificada com preciso a qual descansa sobre um disco de metal. Sob o disco coloca-se uma fonte de calor e na cpsula um termmetro que indica a temperatura da amostra. Uma pequena chama piloto de gs usada para testar a inflamabilidade da mistura vapor-ar. O espao de tempo que a chama piloto exposta, deve ser medido com um cronmetro. A amostra deve ser aquecida conforme a prescrio, partindo de uma temperatura de 100F (40C) ou mais, abaixo daquela do ponto de fulgor. A cada mltiplo de 5C de aumento de temperatura a chama piloto passada por sobre a cpsula. O teste para o ponto de fulgor completado quando a chama piloto produz uma inflamao temporria na poro da amostra vaporizada. O mesmo procedimento seguido para determinar o ponto de inflamao. Quando a chama produzida pela mistura vapor-ar continua pelo menos por 5 segundos, o ponto de inflamao foi atingido. Para cada teste, natural que os vapores devem ter livre escapamento para evitar dissipao excessiva dos mesmos. Para melhor preciso e consistncia dos resultados, o teste realizado usualmente em uma cmara escura de modo que a ignio possa ser prontamente observada. O teste em vaso aberto utilizado para derivados do petrleo que tenham Ponto de Fulgor acima de 79C.

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Ponto de Fulgor e Inflamao Mtodo: Vaso Aberto Cleveland (VAC) Chama de Teste

Termmetro

Vaso de Flash Cleveland Cobertura de Asbesto Chapa Amostra de leo

Corte de um Aparelho Cleveland

Figura 12 - Mtodo Vaso aberto Cleveland.

4.5.2. Fornecimento dos ResultadosO ponto de inflamao fornecido como sendo a temperatura qual uma chama persiste por 5 segundos ou mais.

4.5.3. Interpretao dos ResultadosPara apreciar o significado do ponto de fulgor e do ponto de inflamao fornecidos pelo teste, deve-se levar em conta o que esse teste mediu. Deste modo, necessrio compreender como uma mistura de combustvel e ar foi criada. Para todos os fins, um lquido de petrleo, no queima nesse estado, mas, sim, vaporizado primeiro. O vapor mistura-se com o oxignio do ar e, quando houver uma concentrao suficiente de vapor, a mistura pode ser inflamada por uma fasca ou por chama. A mistura s pode ser inflamada se a concentrao do vaporcombustvel no ar for mais de 1% ou menos de cerca de 6% em volume. Uma mistura confinada contendo mais do que 6% em volume de vapor-combustvel, corre o risco de explodir somente se ele receber ar suficiente para trazer o vapor ao limite de explosividade.

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Quando se deseja obter Ponto de Fulgor/ Inflamao de combustveis ou resultados mais precisos em lubrificantes, usa-se a aparelhagem de vaso fechado. Os dois equipamentos usados so o Pensky-Martens e o TAG. A significao do ponto de fulgor e do ponto de inflamao se contradiz na disparidade que existe nas caractersticas de volatilidade dos diferentes lquidos de petrleo. Constantemente, entre os leos lubrificantes de viscosidade semelhantes, h variaes apreciveis na volatilidade e, por conseguinte, nos pontos de fulgor e de inflamao. Em geral, contudo, as temperaturas de armazenagem e manuseamento dos leos lubrificantes so bastante baixas para evitar qualquer possibilidade de incndio. Entre as excees desta situao esto produtos tais como os leos de tmpera e de revenir, que entram em contato direto com metais alta temperatura. Os leos transferidores de calor, usados para aquecimento ou resfriamento, podem tambm atingir altas temperaturas nos limites do ponto de fulgor e de inflamao. Da mesma forma, ao se avaliar um leo para trens de laminao de chapas a quente que saem dos fornos de recozimento, o risco de incndio deve ser levado em considerao. Em muitos destes casos, contudo, a temperatura de auto-ignio da maior significao. temperatura de auto-ignio, como determinado pelo teste, o incndio no simplesmente uma possibilidade - ele pode realmente ocorrer espontaneamente, isto , sem ignio de qualquer fonte externa. Uma vez que os pontos de fulgor e de inflamao esto relacionados com a volatilidade, eles oferecem uma indicao aproximada da tendncia dos leos lubrificantes evaporarem em servio. Est patente que menores pontos de fulgor e de inflamao implicam em uma maior oportunidade de perdas por evaporao. A relao entre os resultados do teste e a volatilidade, contudo, no deve ser conclusiva. A comparao distorcida por vrios fatores adicionais, o mais importante dos quais , provavelmente, a maneira como o leo produzido. A relao entre os pontos de fulgor e de inflamao, de um lado, e a volatilidade, do outro , alm disso, distorcida por diferenas do tipo de leo. Para uma dada

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viscosidade, um leo parafnico revela pontos de fulgor e de inflamao mais altos do que para outros tipos e pode ser reconhecido pelo resultado do teste. Os leos parafnicos podem ser tambm indicados por um alto ndice de viscosidade e por um alto ponto de fluidez. Os pontos de fulgor e de inflamao so talvez os de maior significao na avaliao de leos usados. Se um leo sofre um aumento dos pontos de fulgor e de inflamao durante o servio, isso indica perda por evaporao. Os componentes mais volteis foram vaporizados deixando os menos volteis no restante. Da mesma forma, o aumento de viscosidade pode alterar as propriedades lubrificantes; o leo no mais se prestar aplicao pretendida. Se, por outro lado, os pontos de fulgor e de inflamao caem em servio, haver suspeita de contaminao. Isto pode ocorrer com os leos para motores que so diludos pelo combustvel no queimado. A passagem da gasolina ou combustveis pesados para o crter reduz a viscosidade do leo e os mancais e outras partes mveis podem ser danificadas pela excessiva fluidez do lubrificante. Estes combustveis, sendo mais volteis do que o leo lubrificante, rebaixa os pontos de fulgor e de inflamao da mistura. Assim sendo a determinao do ponto de fulgor ou de inflamao em leos usados constitui um mtodo simples de indicar a presena de diluio com o combustvel mais voltil. Ambos tm como caracterstica, manter a amostra em um recipiente fechado, limitando ao mximo a sada de gases volteis antes do teste. Isto garante uma maior preciso nos resultados. importante notar que combustveis no tem Ponto de Fulgor e Ponto de Inflamao. O resultado do teste, sempre realizado em vaso fechado, um nico, j que o Ponto de Fulgor e Ponto de Inflamao se confundem neste caso. A seguir (tabela 7) alguns exemplos de Ponto de Fulgor, vaso aberto, de alguns leos lubrificantes, segundo um determinado fabricante.

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Tabela 8 Aplicao Motor diesel martimo Engrenagens Motor a gasolina Sistemas hidrulicos Compressores de refrigerao Usinagem de Metais Ponto de Fulgor 240C 220C 205C 200C 218C 165C

4.6. Pontos de Nvoa e de Fluidez (ASTM D 97)Muitas vezes necessrio conhecer como um leo de petrleo se comporta ao se resfriar, antes de perder as suas caractersticas de fludo. Esta informao pode ter considervel importncia, pois varia largamente a este respeito entre leos diferentes - ainda que tenham a mesma viscosidade. Se um leo lubrificante resfriado suficientemente, ele atinge num dado momento, uma temperatura qual ele no mais fluir, mesmo sob a influncia da gravidade. Esta condio pode ser provocada tanto pelo espessamento do leo, o que sempre acontece quando a temperatura reduzida, como pela cristalizao de matria parafnica que ele possa conter e que restringe o fluxo das pores ainda fluidas. Para muitas aplicaes, um leo que no tenha condies de fluir por si prprio baixa temperatura qual um leo em repouso pode ser despejado do seu recipiente d uma idia de quanto ele pode ser resfriado sem perigo de distrbios. Quando certos leos so resfriados, os cristais de parafina comeam a se formar antes que o ponto de fluidez seja atingido. Esta formao cristalina d ao leo uma aparncia turva, ou melhor, nebulosa e a temperatura em que essa nvoa comea a se formar conhecida como ponto de nvoa, pode-se admitir que o leo relativamente livre de componentes parafnicos. O comportamento de um leo a baixas temperaturas depende do tipo do cru do qual ele foi refinado, o mtodo de refinao e a presena de aditivos. Os leos bsicos parafnicos contm componentes parafnicos que ficam completamente em soluo na temperatura ordinria. Quando a temperatura cai, entretanto, estes componentes parafnicos comeam a se cristalizar e ficam completamente cristalizados a uma

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temperatura ligeiramente abaixo do ponto de fluidez. A esta ltima temperatura, o leo em repouso geralmente no fluir sob a influncia da gravidade. A cristalizao dos componentes parafnicos no significa que o leo est realmente solidificado; seu fluxo impedido pela estrutura cristalina. Se esta estrutura for rompida pela agitao; o leo continuar a fluir at que a temperatura atinja uns graus abaixo do ponto de fluidez. Um leo predominantemente naftnico, por outro lado, reage de maneira diferente. Alm de ter um teor comparativamente mais baixo de componentes parafnicos, um leo naftnico torna-se mais espesso quando resfriado do que um leo parafnico de viscosidade semelhante. Por este motivo, seu ponto de fluidez pode ser determinado pelo congelamento real de todo o leo, em vez de o ser pela formao de cristais de parafina. Em tal caso, a agitao tem pouca influncia sobre a fluidez a menos que ela provoque elevao de temperatura. O ponto de fluidez de um leo parafnico pode ser substancialmente baixado pelo processo de refinao que remova os componentes parafnicos. Para muitos leos lubrificantes, contudo, estes componentes importam em vantagens para o ndice de viscosidade e estabilidade oxidao. O bom desempenho de um leo, geralmente, que estabelece o limite alm do qual a remoo desses componentes no aconselhvel. No obstante, possvel baixar o ponto de fluidez de um leo parafnico pela introduo de um aditivo depressante do ponto de fluidez. Tal aditivo aparentemente impede o agrupamento dos cristais entre si de modo a, oferecer menos restries s pores fluidas do leo. Contudo, necessrio notar bem que um aditivo depressante do ponto de fluidez teria pouca ou nenhuma ao sobre um leo naftnico.

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4.6.1. AparelhamentoA amostra de leo est contida num frasco de vidro com suporte metlico para manej-lo. A boca do frasco fechada com uma rolha, atravs da qual introduzido um termmetro para indicar a temperatura, controlada por banhos quentes e frios, nos quais o frasco pode ser parcialmente imerso (figura 13).Ponto de Nvoa

Ponto de Fluidez e de Nvoa

Incio da Cristalizao

Ponto de Fluidez

Superfcie Imvel por 5 segundos Resfriamento

Posio do Termmetro p/ Ponto de Nvoa

Posio do Termmetro p/ Ponto de Fluidez

Figura 13 - Ponto de fluidez e de nvoa.

4.6.2. ProcedimentoDevido semelhana dos testes muitas vezes conveniente determinar o ponto de fluidez diretamente aps os testes de ponto de nvoa. Para determinar o ponto de nvoa, a amostra resfriada a uma temperatura de pelo menos 25F (aproximadamente 16C) acima do ponto de nvoa previsto. De vez em quando, observando sempre o mesmo nmero de graus Fahrenheit de queda de temperatura, examina-se a amostra procurando-se a nvoa dentro dela e o teste

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concludo quando aparece. ( caracterstico dos leos naftnicos eventualmente solidificarem sem passar pela fase do ponto de nvoa). Para o teste de ponto de fluidez, a amostra tem de ser novamente aquecida a uma temperatura especificada, antes de ser resfriada. O ponto de fluidez de um leo pode ser destorcido pela temperatura histrica, bem como pela agitao, e os processos padres de aquecimento e de resfriamento devem ser observados para assegurar um teste de eficientes resultados. O leo aquecido resfriado em mltiplos de 5F (aprox. 2,2C). De vez em quando, o frasco removido do banho e inclinado por no mais de trs segundos. Este processo continuado at que o leo cesse de mostrar movimento, quando o frasco for inclinado.

4.6.3. Fornecimento dos ResultadosO ponto de nvoa indicado temperatura na qual a nvoa aparece. O ponto de fluidez fornecido como a temperatura de 5F (aprox. 2,2C), acima daquela em que o leo no muda de posio, quando o frasco for inclinado.

4.6.4. Interpretao dos ResultadosO ponto de fluidez de um leo est ligado sua habilidade de iniciar a lubrificao, quando uma mquina fria posta em funcionamento. A agitao, pela bomba, romper a estrutura cristalina, que possa se haver formado, se o leo no est realmente congelado e, em conseqncia, a fluidez restaurada. Entretanto, o leo usualmente alimenta a bomba se a temperatura estiver abaixo do seu ponto de fluidez. Motores de carros e muitas mquinas que esto paradas e do a partida sob condies de baixa temperatura, requerem um leo que flua prontamente, mesmo frio. O que se aplica principalmente aos sistemas de lubrificao em circuito, aplica-se igualmente aos lubrificadores por gravidade e aos sistemas hidrulicos. Um leo de baixo ponto de fluidez ajuda a manter completa lubrificao, quando o equipamento

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posto em funcionamento e mais fcil de manusear no tempo frio. O baixo ponto de fluidez especialmente desejvel em leo de transformador que deve circular sob todas as condies de temperatura. O controle de grandes avies depende dos leos hidrulicos que devem manter-se fluidos depois de estarem expostos queda de temperaturas extremas. Por esta e outras aplicaes semelhantes, o ponto de fluidez de importante considerao. O ponto de nvoa de um leo lubrificante, por outro lado, de menor significao, mas condies de temperaturas extremamente baixas raramente s encontradas com equipamento lubrificado desta maneira. A nvoa nos leos combustveis,

contudo, poder provocar o entupimento dos filtros, se no forem disponveis facilidades de aquecimento. Se a temperatura de um leo no cai abaixo do seu ponto de fluidez, de se esperar que o leo continue fluindo, sem dificuldades. s vezes, acontece, entretanto, que o leo armazenado por longos perodos temperatura abaixo do seu ponto de fluidez. Em alguns casos, a estrutura cristalina de parafina que se pode formar nessas circunstncias, no derreter nem se redissolver, quando a temperatura do leo levada de volta ao seu ponto de fluidez. A fluidez normal do leo nestas condies, s ser alcanada fazendo com que os cristais de parafina voltem a se dissolver, aquecendo o leo bem acima do seu ponto de fluidez.

4.7. Cinzasleos lubrificantes puros (sem aditivos) e novos (sem uso) compe-se de hidrocarbonetos (carbono e hidrognio) e pequena poro de impurezas (composto de enxofre, oxignio e nitrognio). Todos esses elementos qumicos, ao se queimarem em presena do ar, produziro vapor d'gua e gases (xidos de carbono, enxofre e nitrognio); no deixando resduos. Ao se queimar um leo que contenha um aditivo de base metlica, ou que tenha sido j utilizado e sofrido contaminaes por substncias que tenham metal em sua constituio, haver formao de um resduo fixo.

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O mtodo de determinao, em laboratrio, consiste em queimar uma determinada quantidade de - amostra em uma cpsula de porcelana. Inicia-se com um aquecimento brando at que o leo se inflame; retira-se a chama e deixa-se queimar at o final da fase lquida; calcina-se, em chama forte ou em mufla (755C) at o peso constante. Obtm-se assim as Cinza Simples ou Cinza Oxidada. Se, se desejar obter Cinza Sulfatada, umedece-se o resduo carbonceo com cido sulfrico, antes de calcinao, evapora-se o excesso de cido em fogo brando e calcina-se at peso constante (800C). Para leos com aditivos de base metlica, faz-se sempre a cinza sulfatada, que de maior preciso, por impedir a volatilizao parcial do metal, durante a calcinao. O ensaio executado para, como se disse acima, determinar se um lubrificante possui aditivo ou est contaminado por impurezas de base metlica. Se for necessrio faz-se uma anlise qumica ou espectrogrfica para se conhecer a natureza e a quantidade dos metais presentes. Um leo mineral puro poder apresentar no mximo 0,01 % de cinza. O clculo para a determinao da cinza sulfatada, que o mtodo mais representativo feito atravs da frmula:w W x 100 Cinza Sulfatada, % =

Sendo: w = gramas de cinza W = gramas de amostra

4.8. Corroso em Lmina de CobreA umidade presente no leo ou condensada da atmosfera pode causar corroso dos metais em motores e sistemas circulatrios. Para se determinar proteo que o leo oferece as superfcies metlicas, contra a corroso, se utiliza o teste de lmina de cobre conforme a ASTM D130.

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O teste consiste em se imergir uma lmina de cobre eletroltico, polida, em 30ml de amostra de leo lubrificante. Aps 3 horas de aquecimento a uma temperatura de 120C, a lmina lavada e comparada com lminas padro, com quatro classificaes. Aquela lmina padro que mais se assemelhar com lmina de teste dar o resultado da corroso, atravs de um nmero, conforme a tabela abaixo (tabela 9).Tabela 9 Classificao de Lmina de Cobre Classificao Designao 1 Levemente corroda 2 Moderadamente corroda 3 Escurecida 4 Corroda

Como o teste feito com o cobre, ele no avalia a capacidade do lubrificante impedir a corroso proveniente de outras origens.

4.9. EspumaOs leos lubrificantes, quando agitados em presena do ar tendem a formar espuma. Ela indesejvel, principalmente em sistemas circulatrios, engrenagens de alta velocidade, etc. Portanto, os leos lubrificantes devem possuir caractersticas antiespuma. Isto conseguido atravs de aditivos incorporados ao leo, ou ento por tratamento especial. O mtodo ASTM D-892 nos d uma indicao da tendncia formao de espuma dos leos, bem como a estabilidade da espuma formada. O teste consiste em se manter inicialmente uma amostra do leo temperatura de 75F (24C), na qual injetado ar a uma velocidade constante, durante 5 min. medese assim o volume de espuma formada, em milmetros; deixa-se a amostra em repouso durante 10 min. e ento se mede o volume de espuma restante. O teste repetido com uma segunda amostra a 200F (93,5C). Em seguida, aps o desaparecimento de toda espuma remanescente, faz-se novamente o teste com a mesma amostra a 24C.

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Esfera Porosa

Volume de espuma aps 5 minutos de aerao ml 1 75F 2 200F 3 75 F 10 20 10

Volume de espuma aps 10 minutos de repouso ml 0 traos 0 traos 0-5

Esfera Porosa

Figura 14

O resultado do teste expresso da seguinte maneira:Tabela 10 Formao de espuma ASTM D 892. Volume de espuma em ml, ao fim do perodo de 5 min., em que insuflado ar. Estabilidade de espuma ASTM 892. Volume de espuma em ml ao Fim do perodo de repouso de 10 min. -

TESTE A 75F (24C) A 200F (93,5C) A 75F aps o teste a 200F

Uma vez referido o mtodo de ensaio (ASTM D 892-IP146), o resultado pode tambm ser expresso pela seguinte notao: Formao de espuma: (- -) (- -) (- -) Estabilidade da espuma (- - -) (- -) (- -) Sendo os nmeros dados entre parnteses, respectivamente os volumes, em ml., de espuma medidos s diferentes temperaturas, conforme seqncia do teste.

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4.10. InsolveisO ensaio de insolveis permite determinar a quantidade de sedimentos existentes nos lubrificantes que no se dissolvem em determinados tipos de solventes. Este ensaio muito utilizado para avaliao dos leos lubrificantes em uso. Existem dois tipos de ensaios: Insolvel em Pentano e Insolvel em Tolueno. Todos os contaminantes que possam se separar do leo por precipitao ou sedimentao so chamados insolveis em pentano. So eles: fuligem, resinas, partculas metlicas provenientes do desgaste, poeira e matrias estranhas do leo. Os materiais no solubilizados com o pentano, podem ser tratados com uma soluo de tolueno que dissolve as resinas de oxidao. As matrias estranhas que no se dissolveram com o tolueno se chamam insolveis em tolueno. A diferena entre as matrias insolveis em pentano e as matrias insolveis em tolueno representa a quantidade de resinas de oxidao no leo lubrificante. Tal como sucede em outros ensaios, a interpretao depende do tipo de leo do servio e do resultado de outros ensaios, efetuados com o lubrificante. Porm, em geral, um baixo contedo de materiais insolveis em pentano indica um leo em boas condies de uso. Ao contrrio, alto teor de insolveis em pentano sinaliza presena de oxidao ou contaminao. Um valor relativamente alto para matrias insolveis em tolueno indica uma contaminao de uma fonte externa como combustvel mal queimado ou filtragem de ar ineficiente em motores de combusto interna. Abaixo alguns exemplos de limites para insolveis, que podem variar em funo dos fabricantes de motores.Tabela 11 Motor diesel ferrovirio A) Insolvel em Pentano B) Insolvel em Tolueno Diferena A-B Motor a lcool A) Insolvel em Pentano B) Insolvel em Tolueno Diferena A-B Motor a gasolina A) Insolvel em Pentano B) Insolvel em Tolueno Diferena A-B 3,0% Max 2,5 Max 1,0% Max 4,5% Max 3,5% Max 1,0% Max 4,5% Max 3,5% Max 1,0% Max [...]

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[...] Sistemas hidrulicos Insolvel em Pentano Engrenagens Insolvel em Pentano Compressores Insolvel em Pentano

0,1% Max 0,5% Max 0,1% Max

4.11. Acidez e AlcalinidadeUm leo mineral puro, de boa qualidade, praticamente neutro (pH = 7). Se for usado na lubrificao de um motor de combusto interna, o leo se contamina com os produtos cidos resultantes da combusto e a sua acidez, inicialmente desprezvel, vai aumentando pouco a pouco. A partir de um determinado grau de acidificao, o leo lubrificante inicia um ataque corrosivo aos componentes do motor. Isto ir acarretar a necessidade de troca prematura de peas. Para controlar a acidez do leo, feito o teste de TBN - Nmero de Basicidade Total. O TBN definido como a quantidade de