Curso de Engenharia Mecnica e Automao...

Curso de Engenharia Mecânica e Automação Sistemas

PROJETO E CONSTRUÇÃO DE UM SISTEMA

OFF-LINE DE FILTRAGEM DE ÓLEO LUBRIFICANTE

PARA AUXILIAR NA MANUTENÇÃO DE

EQUIPAMENTOS

Matheus Travaglia

Campinas – São Paulo – Brasil

Dezembro de 2008

II

Curso de Engenharia Mecânica e Automação Sistemas




EQUIPAMENTOS

Matheus Travaglia

Monografia apresentada à disciplina Trabalho de Conclusão de Curso, do Curso de Engenharia Mecânica - Automação e Sistemas da Universidade São Francisco, sob a orientação do Professor Ivo Giannini, como exigência parcial para conclusão do curso de graduação. Orientador: Professor Ivo Giannini

Campinas – São Paulo – Brasil

Dezembro de 2008

III




EQUIPAMENTOS

Matheus Travaglia Monografia defendida e aprovada em 10 de Dezembro de 2008 pela

Banca Examinadora assim constituída:

Prof. Ivo Giannini (Orientador)

USF – Universidade São Francisco – Campinas – SP. Prof. Mario Antonio Monteiro (Membro Interno)

USF – Universidade São Francisco – Campinas – SP. Prof. Paulo José Coelho Canavezi (Membro Interno)

USF – Universidade São Francisco – Campinas – SP.

IV

"Os dias prósperos não vêm por acaso, nascem de

muita fadiga e persistência”.

Henry Ford

V

Primeiramente a Deus que me concedeu o dom

da vida.

Aos meus pais, Maurício e Maria por acreditar no

meu potencial quanto estudante e idealizador

deste projeto.

As minhas irmãs, Maristela e Marcela e meu

cunhado Paulo que me apoiaram em vários

momentos desta caminhada.

A minha sobrinha, Marina que com seu ar de

criança, me fortaleceu nos momentos difíceis.

A minha namorada Patrícia que me ensinou a ter

fé, perseverança e não desistir dos meus

objetivos.

VI

Agradecimentos

Agradeço primeiramente ao Professor Ivo Giannini, meu orientador, que acreditou

em mim e incentivou-me para a conclusão deste trabalho, face aos inúmeros

percalços do trajeto.

Agradeço também ao Professor Paulo José Coelho Canavezi, um companheiro de

percurso e de discussões profícuas, dentro e fora do contexto deste trabalho,

agraciando-me incontáveis vezes com sua paciência, conhecimento e amizade.

Eu agradeço fraternalmente a todos.

VII

SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS .......................................................................................... X

LISTA DE TABELAS ........................................................................................ XI

NOMENCLATURA........................................................................................... XII

RESUMO......................................................................................................... XIII

ABSTRACT.....................................................................................................XIV

1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 1

1.1 Objetivo................................................................................................ 1

1.2 Justificativa .......................................................................................... 1

2 REVISÃO DA LITERATURA .......................................................................... 2

2.1 Tipos de manutenção .......................................................................... 3

2.1.1 Manutenção corretiva ................................................................... 3

2.1.2 Manutenção preventiva ................................................................ 3

2.1.2.1 Manutenção preditiva ............................................................ 4

2.1.2.2 Manutenção de melhoria ....................................................... 4

3 O FLUIDO HIDRÁULICO................................................................................ 5

3.1 Principais características físicas do fluido............................................ 5

3.1.1 Viscosidade .................................................................................. 5

3.1.2 Índice de viscosidade ................................................................... 5

3.1.3 Ponto de fulgor ............................................................................. 5

3.1.4 Ponto de fluidez ............................................................................ 5

3.1.5 Cor................................................................................................ 6

3.1.6 Ponto de gota ............................................................................... 6

3.2 Óleo mineral......................................................................................... 6

3.3 Óleo sintético ....................................................................................... 7

4 CONTAMINAÇÃO .......................................................................................... 8

4.1 Escala micrômetro ............................................................................... 9

4.2 Tipos de contaminação...................................................................... 10

4.2.1 Contaminação por partículas...................................................... 10

4.2.2 Contaminação por água ............................................................. 10

4.2.3 Contaminação por ar .................................................................. 11

4.3 Padrão de limpeza do fluido............................................................... 12

VIII

4.3.1 ISO 4406 (INTERNATIONAL STANDARDS ORGANIZATION) . 12

4.3.2 NAS 1638 ................................................................................... 15

4.4 Padrão de limpeza para o componente ............................................. 16

4.4.1 Superfície do meio filtrante ......................................................... 16

4.4.2 Meio filtrante de profundidade .................................................... 17

4.5 O teste de múltipla passagem............................................................ 18

4.6 Razão Beta ........................................................................................ 19

4.7 Carga de contaminante...................................................................... 21

4.8 Perfil da vida do elemento ................................................................. 22

4.9 Tipos de filtros e localizações ............................................................ 23

4.9.1 Filtro de sucção .......................................................................... 23

4.9.2 Filtro de pressão ......................................................................... 23

4.9.3 Filtro de retorno .......................................................................... 24

4.9.4 Filtragem off-line ......................................................................... 24

5 MANUTENÇÃO EM EQUIPAMENTOS HIDRÁULICOS .............................. 25

5.1 Instrumentos usados na manutenção preventiva............................... 27

5.1.1 Contagem de partículas.............................................................. 27

5.1.2 Determinação do teor de água ................................................... 28

5.1.3 Estado do óleo............................................................................ 29

6 RECICLAGEM DE ÓLEOS LUBRIFICANTES ............................................. 29

6.1 As Novas Leis da Agência Nacional do Petróleo – ANP.................... 30

7 METODOLOGIA EXPERIMENTAL .............................................................. 31

7.1 Construção do sistema de filtragem off-line ....................................... 31

7.2 Etapas da fabricação ......................................................................... 31

7.3 Parte mecânica .................................................................................. 33

7.4 Parte elétrica...................................................................................... 34

7.4.1 Circuito de potência .................................................................... 34

7.4.2 Circuito de comando................................................................... 34

7.4.3 Comando de desarme de desarme ............................................ 35

7.4.4 Componentes e funcionamento do comando elétrico................. 35

7.5 Redução de custo na fabricação........................................................ 37

8 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS .................................. 38

8.1 Teste de desempenho de filtragem do sistema off-line............................38

8.2 Aplicação do sistema de filtragem off-line auxiliando a manutenção ..41

IX

9 CONCLUSÃO ............................................................................................... 42

10 EXTENSÕES .............................................................................................. 42

11 REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS ........................................................... 43

12 BIBLIOGRAFIA CONSULTADA ................................................................ 43

Anexo 1 - Fases de funcionamento do circuito de comando ..................... 44

Anexo 2 - Relatório de análise de óleo ......................................................... 45

Anexo 3 - Relatório de contagem de partículas........................................... 46

Anexo 4 - Tabelas de acoplamento flexível Falk ......................................... 47

Anexo 5– Catálogo da Parker........................................................................ 48

Anexo 6 – Catálogo da Parker....................................................................... 49

Anexo 7– Catálogo da HDA ........................................................................... 50

X

LISTA DE FIGURAS Figura 3.1: Gráfico da viscosidade x temperatura .......................................................................... 7

Figura 4.1: Fotografia da partícula contaminante. Ampliado 100x escala, Parker Filtration .......... 8

Figura 4.2: Folga típica de componentes hidráulicos, Hydac Filtertechnik..................................... 9

Figura 4.3: Contaminação por água, Parker filtration ..................................................................... 10

Figura 4.4: Exemplo de classificação ISO. .................................................................................... 13

Figura 4.5: Exemplo classificação ISSO ........................................................................................ 13

Figura 4.6: Amostra de fluidos, Parker filtration .............................................................................. 14

Figura 4.7: Superfície do meio filtratante, Hayward ........................................................................ 16

Figura 4.8: Fibras de vidro, Hayward .............................................................................................. 17

Figura 4.9: Teste de filtros, Hayward .............................................................................................. 18

Figura 4.10: Fórmula da razão beta, Parker filtration...................................................................... 19

Figura 4.11: Fórmula da eficiência, Parker filtration........................................................................ 19

Figura 4.12: Gráfico da razão beta/eficiência, Parker filtration ....................................................... 20

Figura 4.13: Curva de entrada de contaminante no elemento, Parker filtration ............................. 21

Figura 4.14: Elementos filtrantes, Hydac Filtertechnik.................................................................... 22

Figura 4.15: Comparativo de vida dos tipos de elemento, Hydac Filtertechnik.............................. 22

Figura 4.16: Filtro de sucção, Hydac Filtertechnik .......................................................................... 23

Figura 4.17: Filtro de pressão, Hydac Filtertechnik......................................................................... 23

Figura 4.18: Filtro de retorno, Hydac Filtertechnik .......................................................................... 24

Figura 4.19: Filtro off-line, Hydac Filtertechnik................................................................................ 25

Figura 5.1: Principais causas de falhas em sistemas mecânicos, Hydac Filtertechni.................... 25

Figura 5.2: Sensores de contaminação por partículas sólidas, Hydac Filtertechnik ...................... 28

Figura 7.1: Simbologia do esquema hidráulico................................................................................31

Figura 7.2: Vista lateral.................................................................................................................. .32

Figura 7.3: Vista frontal....................................................................................................................32

Figura 7.4: Circuito elétrico do sistema de filtragem off-line............................................................34

Figura 7.5: Manômetros de identificação de pressão......................................................................35

Figura 7.6: Detalhes da caixa de comando................................................................................... ..36

Figura 7.7: Caixa de comando instalada..........................................................................................36

Figura 8.1: Contador de partículas.........................................................................................38

Figura 8.2: Microscópico Zeiss.........................................................................................................38

Figura 8.3: Reservatório de 400 litros...............................................................................................38

Figura 8.4: Reservatório de 800 litros...............................................................................................38

Figura 8.5: Amostra 1 ampliada 100X..............................................................................................39





Figura 8.10: Amostra 1 ampliada 100X............................................................................................40

XI

Figura 8.11: Amostra 1 ampliada 100X...........................................................................................41

Figura 8.12: Amostra 2 ampliada 100X...........................................................................................41

LISTA DE TABELAS Tabela 4.1: Tamanho relativo das partículas, Hydac Filtertechnik ................................................. 9

Tabela 4.2: Número de partículas por ml, Parker filtrati.................................................................. 13

Tabela 4.3: Padrões de limpeza para os componentes.................................................................. 14

Tabela 4.4: Padrão de níveis de limpeza........................................................................................ 15

Tabela 4.5: Classe de pureza, Parker filtration ............................................................................... 15

Tabela 4.6: Razão beta/eficiência, Parker filtration......................................................................... 20

Tabela 8.1: Nível de limpeza............................................................................................................39

Tabela 8.2: Nível de limpeza............................................................................................................40

XII

NOMENCLATURA Abreviaturas ABNT - Associação brasileira de normas técnicas

ANSI - American National Standards Institute

ASTM - American Society for Testing and Materials

CETOP - Comité Européen des Transmissions Óleohydrauliques et

Pneumatiques

DIN - Deutsches Institut für Normung

EP - Extrema pressão

H - Óleo hidráulico

HL - Óleo hidráulico com aditivos

HLP - Óleo hidráulico com aditivo EP

HLPD - Óleo hidráulico com detergentes

HVI - Alto índice de viscosidade

HVLP - Óleo hidráulico com alto índice de viscosidade

ISO - International Organization for Standardization

IV - Índice de viscosidade

LVI - Baixo índice de viscosidade

MVI - Médio índice de viscosidade

NAS - National Aerospace Standard

NFPA - National Fluid Power Association

SAE - Society of Automotive Engineers

XIII

RESUMO

Projetar e construir com menor custo financeiro um sistema de filtragem de

óleo lubrificante para auxiliar na manutenção de equipamentos com nível elevado de

partículas contaminantes. Um sistema de filtragem totalmente independente e

eficiente, para que ocorra o aumento da vida útil de lubrificantes, reduzindo o

descarte de óleo obtendo se assim menos agressões ao meio ambiente.

PALAVRAS-CHAVE: Filtragem, manutenção e lubrificantes.

XIV

ABSTRACT Projecting and construing with smaller financial costs a lubrification oil filtering

system to help the maintenance of equipments with high level of polluting particles. A

totally independent and efficient filtering system to give more time liter of lubrification

products, reducing the oil discard obtaining less environment aggression.

KEY WORD: Filtering, maintenance and lubricants.

1

1 INTRODUÇÃO A hidráulica Industrial e Móbil vem se destacando e ganhando espaço como um meio de

transmissão de energia nos mais variados segmentos do mercado, sendo o que apresenta um maior

crescimento, está presente em todos os setores industriais. Amplas áreas de automação foram

possíveis com a introdução de sistemas hidráulicos para controle de movimentos.

Todos os equipamentos hidráulicos estão sujeitos a desgastes nas suas condições normais

de operação, devido o decorrer do tempo, do uso e até por causa acidental. É missão da manutenção

é repor em operação com níveis corretos e garantir o rendimento dos investimentos feitos

prolongando ao máximo a sua vida útil e mantendo os equipamentos em operação o máximo de

tempo possível, assim, reduzindo ao mínimo os desperdícios, rejeições e reclamações de produtos,

evitando atrasos ou interrupções da produção, minimizando os custos dos consumos em energia e

fluidos e conseguindo o melhor aproveitamento dos recursos da empresa.

O bom desempenho de um sistema hidráulico depende dos métodos empregados em sua

manutenção. A falta de uma boa manutenção pode causar sérios danos, tais como, perda de

produção, custos de reposição dos componentes, reposição freqüente do fluido, baixa vida dos

componentes e aumento dos custos da manutenção geral.

Um sistema hidráulico precisa de um sistema de filtragem bom o suficiente para retirar de

circulação a contaminação perigosa para os componentes hidráulicos. Do ponto de vista das funções

os filtros hidráulicos podem ser de sucção, pressão, retorno ou off-line. O filtro é dimensionado

através da vazão, pressão, tipo de fluido, temperatura de trabalho e o grau de contaminação.

Em vista desta necessidade, desenvolver um sistema off-line para auxiliar a manutenção

preditiva, beneficiando a empresa.

1.1 Objetivo O objetivo é projetar e construir um sistema de filtragem off-line para auxiliar a manutenção

preditiva em equipamentos que contém óleo lubrificante com impurezas em nível elevado, exemplo

em turbo geradores de uma fábrica de papel e celulose, este sistema é totalmente independente do

sistema hidráulico principal.

1.2 Justificativa Visando a necessidade de projetar um sistema de filtragem eficiente, que faça aumentar a

vida útil de lubrificantes, neste caso específico de uma fábrica de papel e celulose, diminuindo assim

o custo financeiro e aumentando a vida útil do equipamento, bem como evitando o descarte no meio

ambiente, evitando a poluição ambiental.

2

2 REVISÃO DA LITERATURA A manutenção é definida no ponto de vista industrial como sendo a atividade de fazer com

que o patrimônio físico da empresa, seja mantido deforma a assegurar sua funcionalidade

operacional, afirma Xavier (2001).

De acordo com a norma brasileira ABNT - NBR - 5462/1981, manutenção é o conjunto de

ações destinadas a manter ou recolocar um item em um estado no qual ele pode executar a função

requerida.

Até 1914, a manutenção tinha importância secundária, e era executada pelo mesmo efetivo

de operação, afirma Tavares (1999). Com a primeira guerra mundial e a implantação da linha de

montagem em série por Henry Ford, a manutenção precisou criar equipes e desenvolver métodos e

técnicas para atender às exigências do sistema produtivo e garantir a função dos equipamentos, uma

vez que uma falha nos equipamentos implicava na paralisação da produção, elevando os custos,

reduzindo a produtividade e o lucro.

Nesta fase, a necessidade de uma maior produção e a confiabilidade dos equipamentos

militar das nações em conflito durante a guerra, também contribuiu para a evolução da manutenção.

Segundo Coral Neto (1992), a partir de 1914, podem ser destacadas cinco fases de

mudanças organizacionais com reflexos na manutenção. Na primeira fase, entre os anos de 1914 e

1930, surge a manutenção Corretiva, ocupando uma posição hierárquica organizacional bem baixa.

A manutenção Corretiva constitui um método que se caracteriza pela intervenção no

equipamento ou ativo da empresa na ocorrência de falha, restabelecendo a sua função, afirma Xavier

(2001).

Na segunda fase, entre os anos 1930 e 1947, deu-se o aparecimento da manutenção

preventiva, já ocupando uma posição hierárquica organizacional equiparável à produção.

A manutenção preventiva caracteriza-se pela intervenção no equipamento, bloqueando com

antecedência as causas potenciais de falhas através de ações em intervalos fixos de tempo, afirma

Xavier (2001).

No final da década de 40, surge com destaque na indústria, um órgão de assessoramento da

manutenção, a engenharia de manutenção com a finalidade de planejar e controlar as atividades de

manutenção, além de analisar causas e efeitos das avarias. O surgimento da engenharia de

manutenção foi impulsionado pelos esforços pós-guerra, progresso da mecanização industrial com

conseqüente falta de mão-de-obra qualificada, e aumento da demanda de mercadorias. Esta terceira

fase se encerra em 1960.

De 1960 a 1972, a manutenção passou a adotar modernos métodos de controle em

decorrência do advento do computador e expansão internacional das empresas. Nesta quarta fase

observa-se, também, a necessidade da profissionalização gerencial.

A partir de 1973, evidencia-se uma evolução da manutenção preventiva que, até então,

baseava-se no tempo, para uma manutenção preventiva fundamentada na performance e no

desempenho dos equipamentos. Por meios de técnicas que forneciam o diagnóstico preliminar de

falhas dos equipamentos, nesta quinta fase evidencia-se o uso do método da prevenção da

manutenção.

3

Nas últimas décadas, as organizações vêm passando por transformações rápidas e

profundas, impulsionadas pelo aumento da competitividade e pelo desenvolvimento tecnológico,

levando as empresas a uma verdadeira revolução nos seus sistemas produtivos. Parte desta

revolução está associada aos equipamentos de produção que vêm sendo submetidos a metas cada

vez mais desafiadoras em termos de qualidade dos produtos, custos e produtividade, levando estes

equipamentos a uma complexidade maior, implicando em grandes transformações nos sistemas de

manutenções e a um novo enfoque sobre a organização da manutenção.

Conforme Xavier (2001), nos últimos 20 anos a atividade de manutenção tem passado por

mais mudanças do que qualquer outra atividade.

No estágio atual, Tavares (1999) defende a manutenção como um elemento tão importante

no desempenho dos equipamentos quanto ao que vinha sendo praticado na operação.

2.1 Tipos de manutenção Segundo Martins (2000), historicamente a manutenção é classificada em preventiva e

corretiva. Mas recentemente surgiram os conceitos da manutenção preditiva e manutenção de

melhoria, já utilizados em várias empresas e classificadas como técnicas de manutenção preventiva.

2.1.1 Manutenção corretiva É a atuação para correção da falha ou do desempenho menor que o esperado do

equipamento, afirma Xavier (2001). Caracteriza-se pela ação, sempre após a ocorrência da falha, que

é aleatória, e suas adoções levam em conta fatores técnicos e econômicos. Do ponto de vista do

custo de manutenção, a manutenção corretiva é mais barata do que prevenir falha nos equipamentos,

porém pode causar grandes perdas por interrupção da produção, afirma Xenos (1998). É comum a

adoção da manutenção corretiva para algumas partes menos críticas dos equipamentos, porém é

preciso dispor dos recursos necessários – peças de reposição, mão-de-obra e ferramental – para agir

rapidamente.

2.1.2 Manutenção preventiva É a atuação realizada de forma a reduzir ou evitar a falha ou queda no desempenho,

obedecendo a um plano previamente elaborado, baseado em intervalos definidos de tempo, segundo

Xavier (2001). Caracteriza-se pela busca sistemática e obstinada para evitar a ocorrência de falhas

procurando prevenir, mantendo um controle contínuo sobre os equipamentos, efetuando operações

julgadas convenientes. A manutenção preventiva, considerada o coração das atividades de

manutenção, envolve algumas tarefas sistemáticas tais como as inspeções, reformas e

principalmente troca de peças, afirma Xenos (1998). O custo da manutenção preventiva é elevado,

tendo em vista que peças e componentes dos equipamentos podem ser substituídos antes de

atingirem seus limites de vida útil. Conforme Xavier (2001), para adoção de uma política de

manutenção preventiva devemos considerar fatores tais como: impossibilidade da adoção de

manutenção preditiva, aspectos de segurança pessoal ou da instalação, equipamentos críticos de

4

difícil liberação operacional, riscos de agressão ao meio ambiente, sistemas complexos ou de

operação contínua.

As manutenções preventivas podem ser divididas em:

� Programada ou sistemática – quando os serviços de manutenção são efetuados de forma

periódica, isto é, em intervalos pré-estabelecidos, dias de calendários, ciclos de operações,

horas de operações e outros desprezando as condições dos componentes envolvidos.

� Rotina – são as manutenções preventivas feitas com intervalos pré determina dose de

tempos reduzidos, com prioridades claramente definidas e curtas duração de execução, na

maioria das vezes apoiada apenas nos sentidos humanos, sem causar a indisponibilidade da

instalação ou equipamento. Geralmente são conhecidas como inspeções e verificações

sistemáticas apoiadas pelo uso de “check list” e programação desenvolvida pela própria

equipe de manutenção ou inspetores.

2.1.2.1 Manutenção preditiva É também conhecida como manutenção sob condição ou manutenção com base no estado

do equipamento, segundo Xavier (2001), pode ser definida como a atuação realizada com base em

modificações de parâmetros de condição ou desempenho do equipamento, cujo acompanhamento

obedece a uma sistemática. Caracteriza-se pela previsibilidade da deterioração do equipamento,

prevenindo falhas por meio do monitoramento dos parâmetros diversos, com o equipamento

funcionando. Conforme Nepomuceno (1989), manutenção preditiva é a execução da manutenção

preventiva no momento adequado, antes que o equipamento quebre.

Ela tem a finalidade de estabelecer quais são os parâmetros que devem ser escolhidos em

cada tipo de máquina ou equipamento, em função das informações que as alterações de tais

parâmetros sobre o estado mecânico de um determinado componente. Para adoção da política de

manutenção preditiva, devemos levar em consideração fatores, tais como: segurança, custos e

disponibilidade dos equipamentos. Os custos de instrumentação e aparelhos de medições, bem como

os de mão-de-obra envolvidos nesta política, não são significativos, se comparados aos resultados,

tanto sob o aspecto técnico, quanto econômico. No tocante à produção, a manutenção preditiva é a

que oferece melhores resultados, pois intervém o mínimo possível na planta, de acordo com Xavier

(2001).

2.1.2.2 Manutenção de melhoria É a intervenção que visa implantar um melhoramento contínuo dos equipamentos e serviços,

com o intuito de reduzir o índice de indisponibilidade, aumento de performance, aumento do ciclo de

vida e segurança, através da aplicação de novos dispositivos, bem como a adoção de novas técnicas

de trabalho. Esta intervenção pode ocorrer antes do surgimento do defeito e deve ser informada ao

projetista do equipamento ou sistema envolvido, a fim de efetuar as modificações necessárias já na

concepção do projeto.

5

Nesta linha de melhoria tem-se o “kaisen”. A palavra de origem japonesa, a qual significa na

prática melhoria continua que podem ser obtidas com mudanças pequenas no processo e padrão

existente, através do uso da criatividade das pessoas envolvidas no sistema.

3 O FLUIDO HIDRÁULICO O fluido hidráulico é o elemento fundamental de um sistema hidráulico industrial. Ele é um

meio de transmissão de energia, um lubrificante e um veículo de transferência de calor.

3.1 Principais características físicas do fluido 3.1.1 Viscosidade De todas as características físicas, é a viscosidade a que representa o maior interesse em

relação à propriedade lubrificante dos óleos. É a resistência que um óleo impõe ao escoamento. Essa

medida é determinada em aparelhos chamados viscosímetros. Hoje existem óleos "multigrade" que

apresentam viscosidades múltiplas dentro de certos valores (por exemplo, óleos SAE 20W/50), isto

quer dizer que, em temperaturas baixas ou altas, o óleo mantém a mesma fluidez e o mesmo poder

lubrificante.

3.1.2 Índice de viscosidade É a expressão numérica da variação da viscosidade com a variação da temperatura. Assim, o

alto índice de viscosidade revela variação relativamente pequena de viscosidade, em função da

temperatura, enquanto o baixo índice de viscosidade indica tendência do óleo a apresentar grande

variação de viscosidade com uma pequena variação de temperatura. Óleos parafínicos possuem

maior índice de viscosidade do que óleos naftênicos. De acordo com o IV, os óleos lubrificantes

podem ser classificados em três categorias:

� HVI-alto índice de viscosidade (maior que 80); � MVI-médio índice de viscosidade (40-80); � LVI-baixo índice de viscosidade (0-40).

3.1.3 Ponto de fulgor

É a temperatura em que o óleo, quando aquecido em aparelho adequado, desprende os

primeiros vapores que se inflamam momentaneamente em contato com a chama.

3.1.4 Ponto de fluidez É a temperatura mínima em que o óleo, submetido a um processo de resfriamento, ainda

escoa livremente. Esta característica tem grande importância no caso especial de lubrificantes

utilizados a baixas temperaturas.

6

3.1.5 Cor É determinada por comparação com cores padronizadas, em aparelhos ASTM ou similar. A

única importância da cor, no que se referem os óleos lubrificantes, está na sua aceitação geral como

índice de uniformidade de determinado tipo ou marca. Erro comum, que ocorre em muitos

consumidores, é o de supor que a cor esteja relacionada com a qualidade do lubrificante.

3.1.6 Ponto de gota É a temperatura em que uma graxa passa do estado pastoso ao estado líquido. A

determinação é feita, aquecendo-se a graxa em condições padronizadas e tomando-se como ponto

de gota, a temperatura na qual se dá a queda da primeira gota de graxa liquefeita.

Este ensaio permite comparar as graxas entre si, principalmente quando se correlaciona o

ponto de gota com a temperatura de trabalho.

3.2 Óleo mineral Os óleos minerais são obtidos da separação de componentes do petróleo, sendo uma mistura

de vários compostos, mas formados por grande número de hidrocarbonetos.

A norma DIN 51524 classifica os óleos em:

� Óleos H - são óleos minerais sem aditivos e resistentes ao envelhecimento, correspondem

aos óleos lubrificantes;

� Óleos HL - são óleos com aditivos para aumentar a proteção anticorrosiva e a resistência ao

envelhecimento. São usados em instalações que trabalham sob altas condições térmicas.

� Óleos HLP - são óleos com aditivos protetivos à corrosão, oxidação e desgaste. Estes fluídos

são usualmente utilizados na hidráulica. Eles são apropriados para todos os componentes,

desde que mantidos os requisitos de viscosidade.

� Óleos HVLP - são óleos com índice de viscosidade alto, para uso em equipamentos expostos

a uma ampla faixa de temperatura.

� Óleos HLP-D - são óleos com aditivos detergentes e dispersantes. Estes óleos, em parte,

podem absorver quantidades consideráveis de água Na utilização de óleos HLP-D as

contaminações não sedimentam. Elas são mantidas em suspensão e precisam ser filtradas.

Por esse motivo é necessário aumentar a área de filtragem. O conteúdo de água precisa

estar abaixo de 0,1%, porque a água acelera o envelhecimento do óleo, piora as

propriedades de lubrificação, capacita a corrosão e a cavitação, encurtam a durabilidade das

vedações e piora a filtrabilidade.

7

A viscosidade do óleo varia em função da temperatura, como segue no diagrama abaixo:

Figura 3.1 : Gráfico da viscosidade x temperatura

3.3 Óleo sintético Em geral são óleos a base de Polialfaoleofina. Estes óleos não tóxicos podem ser usados em

sistemas hidráulicos que solicitam baixa fluidez e alto ponto de fulgor. A vida útil destes lubrificantes

reduz o consumo e o custo de manutenção. O motivo principal da aplicação desses fluidos é a

capacidade de resistência ao fogo.

� Ester fosfato – é o fluido sintético cujas propriedades mais se aproximam das do óleo mineral.

A estabilidade térmica também é a mais considerável, pois esse tipo de fluido pode atingir até

150°C, sem que haja variação na sua composição. Existem algumas limitações, como alto

custo de aquisição, incompatibilidade com elastômeros convencionais das vedações, baixo

índice de viscosidade, peso específico alto e incompatibilidade com tintas comumente usadas

na pintura dos reservatórios.

Além dos óleos minerais e sintéticos, há também as misturas, como a água-glicol sendo a

mais conhecida.

8

� Mistura de água-glicol - consistem em soluções de etileno propileno de glicol com inibidores

de corrosão e aditivos contra sobrecarga. O conteúdo de água na mistura pode atingir a

ordem de 35 a 60%. A água contida no fluido não produz um efeito corrosivo nos metais

comumente utilizados em sistemas hidráulicos.

4 CONTAMINAÇÃO Segundo a Caterpillar, a contaminação do óleo é o maior inimigo do sistema hidráulico, em

qualquer máquina. Em torno de 80% das avarias dos componentes hidráulicos ficam a dever-se à

contaminação por partículas estranhas ao óleo. Este tipo de contaminação afeta negativamente o

rendimento das máquinas, tanto por abrasão como pelo progressivo acumular de partículas sobre a

superfície dos componentes, como mostra na figura abaixo:

Figura 4.1: Fotografia da partícula contaminante. Ampliado 100x escala, Parker Filtration

Danos do Contaminante:

� Bloqueio dos orifícios;

� Desgaste dos componentes;

� Formação de ferrugem ou outra oxidação;

� Formação de componentes químicos;

� Deficiência dos aditivos;

� Formação de contaminantes biológicos.

O que se espera do fluido hidráulico é que ele crie um filme lubrificante para manter as peças

de precisão separadas. O ideal é um filme fino o suficiente para preencher completamente a folga

entre as peças.

Esta condição resulta em baixo índice de desgaste. Quando o índice de desgaste é mantido

baixo o suficiente, o componente pode alcançar sua expectativa de vida, o que pode ser milhões de

ciclos de pressurização.

A espessura de um filme lubrificante depende da viscosidade do fluido, carga aplicada e

velocidade relativa das duas superfícies. Em muitos componentes, cargas mecânicas são tão altas

que comprimem o lubrificante em um filme fino, com espessura menor que 1 mícron. Se as cargas

forem altas a ponto de exceder o limite, o filme será perfurado pela aspereza da superfície de duas

peças em movimento.

9

O resultado contribuirá para uma fricção desgastante já que cada vez mais as folgas entre

peças são menores, como indica na figura abaixo:

Figura 4.2: Folga típica de componentes hidráulicos, Hydac Filtertechnik

4.1 Escala micrômetro Os tamanhos das partículas geralmente são medidos em uma escala micrométrica. Um

mícron é uma milionésima parte de um metro ou 39 milionésimos de uma polegada. O limite da

visibilidade humana é de aproximadamente 40 microns. Sendo que, a maioria das partículas, que

causam danos aos sistemas de lubrificação ou hidráulicos, são menores que 40 microns. Portanto,

elas são microscópicas e não podem ser vistas a olho nu, como mostra na figura abaixo:

Tabela 4.1: Tamanho relativo das partículas, Hydac Filtertechnik

10

4.2 Tipos de contaminação Em sistemas de fluido surgem os mais diversos tipos de contaminação. Trata-se neste caso

por gases, líquidos e impurezas sólidas.

4.2.1 Contaminação por partículas A contaminação por partículas geralmente é classificada como sedimento ou pequenas

partículas. Sedimento pode ser definido como o acúmulo de partículas menores que 5µm. Este tipo

de contaminação também causa falha no sistema/componente ao decorrer do tempo. Por outro lado,

as pequenas partículas são contaminantes maiores que 5µm e podem causar falhas catastróficas

imediatas.

Se não forem adequadamente absorvidos, os contaminantes da manufatura ou montagem

serão deixados no sistema. Estes contaminantes incluem sujeira, respingo de solda, partículas de

borracha de mangueiras e vedações, areia de fundição e sedimentos de metal dos componentes

usinados. Também quando o fluido é inicialmente adicionado ao sistema, à contaminação é

introduzida. Durante o sistema de operação a contaminação entra através das tampas de respiro,

vedação gasta e outros sistemas de abertura.

A operação do sistema também gera contaminação interna. Isto ocorre quando o desgaste do

sedimento do metal e os produtos químicos reagem com as superfícies dos componentes para gerar

mais contaminação.

4.2.2 Contaminação por água Há algo mais para manutenção adequada do fluido do que somente remover o problema de

partículas. A água é virtualmente um contaminante universal e, como os contaminantes de partículas

sólidas, deve ser removida dos fluidos de operação.

A água pode estar no estado dissolvido ou no estado “livre”. A água livre, ou emulsificada é

definida como a água acima do ponto de saturação de um fluido específico. Neste ponto, o fluido não

pode dissolver ou reter mais água. A água livre geralmente é percebida como uma descoloração

“leitosa” do fluido, como mostra na figura abaixo:

Figura 4.3: Contaminação por água, Parker filtration

11

Seus principais danos são:

� Corrosão das superfícies do metal;

� Desgaste abrasivo acelerado;

� Fadiga do rolamento;

� Falha do aditivo do fluido;

� Variação da viscosidade;

� Aumento na condução elétrica.

Aditivos antidesgaste falham na presença de água e formam ácidos. A combinação de água,

calor e metais diferentes encorajam a ação galvánica. Superfícies de metal ponteadas e corroídas

como resultado final. Maiores complicações ocorrem quando a temperatura decresce e o fluido tem

menos habilidade para reter a água. Quando o ponto de congelamento é alcançado, formam-se

cristais de gelo de uma forma adversa afetando totalmente a função do sistema. As funções de

operação podem tornar-se vagarosa ou errante.

A condução elétrica torna-se um problema quando a contaminação da água enfraquece as

propriedades de isolação de um fluido, decrescendo assim sua força dielétrica kV.

Os fluidos estão constantemente expostos à água e vapor de água enquanto são

manuseados e armazenados. Por exemplo, é comum em armazenamentos externos de tanques e

barris. A água pode assentar no topo interno dos containeres dos fluidos e cair ao fundo no container

durante as mudanças de temperatura. A água também pode ser introduzida quando da abertura ou

enchimento destes containeres. A água pode adentrar num sistema através de cilindro desgastado,

vedações do atuador ou através de aberturas dos reservatórios. A condensação é também uma fonte

primária da água. Como os fluidos resfriam-se em um reservatório ou tanque, o vapor de água

condensará nas superfícies internas causando ferrugem ou outros problemas de corrosão.

4.2.3 Contaminação por ar Em um sistema líquido, o ar pode existir tanto no estado dissolvido livre ou indissolvido. O ar

dissolvido pode não acarretar um problema, mantendo-o em solução. Quando um líquido contém o ar

indissolvido, problemas podem ocorrer na passagem pelos sistemas/componentes. Pode haver

alterações de pressão que comprimem o ar e produzam uma grande quantidade de calor em

pequenas bolhas de ar. Este calor pode destruir os aditivos e até mesmo o fluido base. Se a

quantidade de ar dissolvido tornar-se alta o suficiente, ocorrerá um efeito negativo na quantidade de

trabalho desempenhado pelo sistema. O trabalho desempenhado em um sistema hidráulico baseia-se

no fluido ser relativamente incompressível, mas o ar reduz o módulo de elasticidade do fluido. Isto se

deve ao fato de que o ar é até 20.000 vezes mais compressível que o líquido onde está dissolvido.

Quando o ar está presente, a bomba trabalha mais para comprimir o ar e trabalha menos para o

sistema. Nesta situação, o sistema é chamado de “esponjoso”.

Seus principais danos são:

� Perda de força transmitida;

� Redução na saída da bomba;

� Perda de lubrificação;

12

� Aumento da temperatura de operação;

� Espuma do fluido no reservatório;

� Reações químicas.

O ar, em qualquer forma, é uma fonte potencial de oxidação nos líquidos. Ele acelera a

corrosão das peças de metal, particularmente quando a água também está presente. A oxidação dos

aditivos pode também ocorrer.

Ambos os processos produzem óxidos que promovem a formação de partículas, ou formam

um tipo de lodo no líquido. Desgaste e interferência aumentam, se os sedimentos da oxidação não

forem prevenidos ou removidos.

4.3 Padrão de limpeza do fluido A fim de detectar ou corrigir os problemas, é usada a escala de referência de contaminação.

A contagem de partículas é o método mais comum para obterem-se níveis de padrão de limpeza. São

usados instrumentos ópticos muito sensíveis para contar o número de partículas em várias faixas de

tamanho. Estas contagens são reportadas como um número de partículas maiores que um certo

tamanho encontradas em um específico volume de fluido.

As principais normas técnicas são:

� SAE - 749 d / 1963;

� SAE - NAS - 1638 / 1964;

� CETOP - RP70H / 1989;

� ISO - 4405 / 1991;

� ISO - 4407 / 1991;

� ISO - 4406 / 1991;

� ISO - 11218 / 1993;

� SAE - AS 4059 / 1999.

As normas mais difundidas são a NAS 1638 e a ISO 4406:1999.

4.3.1 ISO 4406 (INTERNATIONAL STANDARDS ORGANIZATION) A fim de detectar ou corrigir os problemas, é usada a escala de referência de contaminação.

A contagem de partículas é o método mais comum para obterem-se níveis de padrão de limpeza. São

usados instrumentos ópticos muito sensíveis para contar o número de partículas em várias faixas de

tamanho. Esta contagem é reportada como um número de partículas maiores que um certo tamanho

encontradas em um específico volume de fluido.

A ISO 4406 (International Standards Organization), nível padrão de limpeza, tem obtido uma

vasta aceitação em muitas indústrias de hoje. Uma versão modificada vastamente utilizada deste

padrão, refere-se ao número de partículas maior que 2, 5 e 15 mícrons em um certo volume,

geralmente 1 mililitro ou 100 mililitros. O número de partículas 2+ e 5+ mícrons é usado como ponto

de referência para partículas sedimentadas. O tamanho 15+ indica a quantidade de partículas

13

maiores presentes que contribuem grandemente para uma possível falha catastrófica do componente.

Na figura abaixo mostra um exemplo de classificação ISO.

Figura 4.4: Exemplo de classificação ISO.

Uma classificação ISO de 18/16/13 pode ser definida como:

Figura 4.5: Exemplo classificação ISO Na ISO 4406 as quantidades de partículas são averiguadas cumulativamente, isto é, > 4 µm

(c), > 6 µm (c) e > 14 µm (c) (manual mediante filtração do fluido através de uma membrana de

análise ou automático com contador de partículas) e agregados a números indicativos. O objetivo

desta agregação de quantidades de partículas a números indicativos é de simplificar o

parecer/análise da pureza de fluidos. Na tabela abaixo mostra a Norma ISO 4406 e a quantidade de

partículas contaminantes por 100ml de óleo.

Tabela 4.2: Número de partículas por ml, Parker filtrati

14

Nas figuras abaixo, são exemplificados os números ISO de acordo com a quantidade de

partículas contaminantes.

Figura 4.6: Amostra de fluidos, Parker filtration

Muitos fabricantes de equipamentos hidráulicos e rolamentos de carga especificam um ótimo

nível de limpeza requerido para seus componentes. Submeter os componentes a um fluido com

níveis maiores de contaminação pode resultar em uma vida mais curta para o componente.

Na tabela abaixo veja alguns componentes e seus níveis de limpeza recomendados. É

sempre bom consultar o fabricante do componente para obter por escrito as recomendações do nível

de contaminação do fluido. Esta informação é necessária para selecionar o nível de filtragem correto.

Pode servir também como garantia contra possíveis reclamações futuras, visto que pode delinear a

linha entre o uso normal e operação excessiva ou abusiva.

Tabela 4.3: Padrões de limpeza para os componentes

15

Tabela 4.4: Padrão de níveis de limpeza.

4.3.2 NAS 1638 Como a ISO 4406, a NAS 1638 descreve a concentração de partículas em fluidos. Os

métodos de análise podem ser utilizados análogos á ISO 4406:1987.

Do contrário à ISO 4406, na NAS 1638 são contadas determinadas faixas de partículas e

agregadas a estes números indicativos.

Na tabela seguinte são representadas as classes de pureza em função da concentração de

partículas averiguadas.

Tabela 4.5: Classe de pureza, Parker filtration

16

4.4 Padrão de limpeza para o componente Muitos fabricantes de equipamentos hidráulicos e rolamentos de carga especificam um ótimo

nível de limpeza requerido para seus componentes. Submeter os componentes a um fluido com

níveis maiores de contaminação pode resultar em uma vida mais curta para o componente.

É sempre bom consultar o fabricante do componente para obter por escrito as

recomendações do nível de contaminação do fluido. Esta informação é necessária para selecionar o

nível de filtragem correto. Pode servir também como garantia contra possíveis reclamações futuras,

visto que pode delinear a linha entre o uso normal e operação excessiva ou abusiva.

O meio filtrante é aquela parte do elemento que remove o contaminante. Geralmente o meio

filtrante vem em forma de folhas e então é plissado para expor mais área da superfície para o fluxo do

fluido. Isto reduz a pressão diferencial enquanto aumenta a capacidade de retenção de

contaminantes.

Em alguns casos, o meio filtrante pode ter camadas múltiplas e telas para atingir certo critério

de desempenho. Depois de plissado e cortado no comprimento apropriado, as duas pontas são

ligadas usando-se um clipe especial, adesivo ou outro mecanismo selador.

O meio filtrante mais comum inclui tela de aço, celulose, compostos da fibra de vidro ou

outros materiais sintéticos. O meio filtrante é geralmente classificado de superfície ou profundidade.

4.4.1 Superfície do meio filtrante Para meio filtrante do tipo superfície, o fluido basicamente tem um caminho direto para a

passagem do meio filtrante. O contaminante é capturado na superfície do elemento onde passa o

fluxo do fluido. Os elementos filtrantes de superfície geralmente são feitos de telas. Visto que o

processo usado no entrelaçamento do fio pode ser controlado, já que o elemento filtrantes de

superfície tem um poro de tamanho consistente. Este poro de tamanho consistente é o diâmetro da

partícula esférica mais larga que passará através do elemento sob teste em condições específicas.

Entretanto, a formação do contaminante superfície do elemento, permitirá ao meio filtrante capturar

partículas menores do que a faixa de tamanho do poro. Da mesma forma, as partículas que têm

diâmetro menor, mas que podem ser maiores em comprimento (tais como forma de fibra), podem

passar para o lado filtrado do meio filtrante. Na figura a seguir é mostrada uma comparação entre o

filtro de superfície e o filtro de profundidade.

Figura 4.7: Superfície do meio filtratante, Hayward

17

4.4.2 Meio filtrante de profundidade Para tipos de meio filtrantes de profundidade, o fluido deve tomar caminhos indiretos através

do material que forma o meio filtrante. As partículas são depositadas nas aberturas em forma de

labirinto por todo o meio filtrante. Por causa de sua construção, um meio filtrante tipo profundo tem

muitos poros de vários tamanhos. Dependendo da distribuição dos tamanhos dos poros, este meio

filtrante pode ter uma alta faixa de captura de partículas com tamanhos pequenos.

A natureza do meio filtrante e o processo de entrada do contaminante no elemento do filtro

explicam porque alguns elementos duram muito mais do que outros. Em geral, o meio filtrante contém

milhões de pequeníssimos poros formados pelas fibras do meio filtrante. Os poros têm um faixa de

diferentes tamanhos e são interconectados por todas as camadas do meio filtrante para formar um

caminho tortuoso para o fluxo do fluido.

Os dois tipos básicos de meio filtrante de profundidade que são usados para elementos de

filtros, são celulose e fibra de vidro. Os poros no meio filtrante de celulose tende a ter uma vasta faixa

de tamanhos e são muito irregulares em formas, devido ao tamanho e forma irregulares das fibras.

Em contraste, o meio filtrante de fibra de vidro consiste de vários tamanhos de fibras que são

muito uniformes em tamanho e forma. As fibras são geralmente mais finas que as fibras de celulose e

têm uma seção circular uniforme. As diferenças típicas das fibras contam para a vantagem de

desempenho do meio filtrante de fibra de vidro. Fibras mais finas significam mais poros reais em um

dado espaço. Além do mais, fibras mais finas podem ser arranjadas mais perto uma das outras para

produzir poros menores para filtragem fina.

Como resultado a capacidade de retenção de contaminante, assim como a eficiência da

filtragem é aumentada. Na figura abaixo é demonstrada a construção típica das fibras.

Figura 4.8: Fibras de vidro, Hayward

18

4.5 O teste de múltipla passagem A indústria de filtragem usa os procedimentos da ISO 4572 “Procedimento para Teste de

Múltipla Passagem” para avaliar o desempenho do elemento de filtro. Este procedimento é também

reconhecido pela ANSI American National Standards Institute e NFPA- National Fluid Power

Association.

Durante o Teste de Múltipla Passagem, o fluido circula através do circuito sob condições

precisamente controladas e monitoradas. A pressão diferencial pelo elemento de teste é

continuamente anotada, conforme uma quantidade de contaminante constantemente injetado no lado

do óleo não filtrado do elemento, como é mostrado na figura abaixo.

Figura 4.9: Teste de filtros, Hayward

Sensores de partículas à laser determinam os níveis de contaminantes no lado filtrado e não

filtrado do elemento de teste. Este atributo de desempenho (Razão Beta) é determinado para vários

tamanhos de partículas.

Três importantes características de desempenho do elemento são resultado do Teste de

Múltipla Passagem:

� Capacidade de retenção de contaminante;

� Diferencial de pressão de elemento de filtro de teste;

� Eficiência de filtragem ou separação, expressada como “Razão Beta”.

19

4.6 Razão Beta

A Razão Beta, também conhecida como a razão filtragem, é a medida da eficiência de

captura de partículas por um elemento de filtro. Ela é, portanto, uma razão de desempenho e é

calculada pela fórmula abaixo:

Figura 4.10: Fórmula da razão beta, Parker filtration

O exemplo poderia ser lido:

Beta 10 é igual a 5. Agora, um número de Razão Beta sozinho significa muito pouco. Ele é

um passo preliminar para achar-se a eficiência de captura de contaminante pelo filtro. Esta eficiência,

expressada como percentual, pode ser encontrada através de uma simples equação mostrada na

figura abaixo:

Figura 4.11: Fórmula da eficiência, Parker filtration

Então, no exemplo, o filtro testado possui 80% de eficiência ao remover 10 micra e partículas

maiores. Para cada 5 partículas introduzidas no filtro nesta faixa de tamanho, 4 eram retiradas pelo

meio filtrante do filtro.

A razão beta/tabela de eficiências mostra alguns números Razão Beta comuns e suas

correspondentes eficiências:

20

Tabela 4.6: Razão beta/eficiência, Parker filtration

Quando um filtro possui eficiência maior que 99%, a filtragem é chamada de absoluta, como

indicada no gráfico abaixo:

Figura 4.12: Gráfico da razão beta/eficiência, Parker filtration

21

4.7 Carga de contaminante A entrada do contaminante no elemento é simplesmente o processo de bloquear os poros por

todo o elemento. Visto que o elemento fica bloqueado com partículas de contaminantes e há poucos

poros para o fluxo do fluido e a pressão requerida para manter o fluxo através do meio filtrante

aumenta. Inicialmente, a pressão diferencial através do elemento aumenta vagarosamente porque há

uma abundância de poros do meio filtrante para o fluido passar e o processo de bloqueio do poro têm

pouco efeito na perda de pressão geral. Entretanto, alcança-se um ponto em que sucessivos

bloqueios dos poros do meio filtrante reduzem significativamente o número de poros disponíveis para

o fluxo do fluido através do elemento. Neste ponto, a pressão diferencial pelo elemento aumenta

exponencialmente.

Com o decorrer do tempo, a pressão no filtro aumenta até entrar em colapso e romper o

elemento filtrante, como demonstrado na figura a seguir:

Figura 4.13: Curva de entrada de contaminante no elemento, Parker filtration

A quantidade, o tamanho, a forma e o arranjo dos poros através do elemento são algumas

razões para alguns elementos terem vidas mais longas que outros.

Para uma dada espessura de meio filtrante e nível de filtragem, há menos poros no meio

filtrante de celulose do que meio filtrante de fibra de vidro.

O meio filtrante de fibra de vidro com múltiplas camadas, relativamente não é afetado por

entrada de contaminante por um longo período. O elemento captura seletivamente as partículas de

vários tamanhos, conforme o fluido passa por ele. Os poros muito pequenos no meio filtrante não são

bloqueados por grandes partículas. Estes pequenos poros do lado filtrado permanecem disponíveis

para toda a grande quantidade de pequenas partículas presentes no fluido.

22

4.8 Perfil da vida do elemento

Todo elemento tem uma relação de diferencial de pressão característico versus entrada de

contaminante. Este relacionamento pode ser definido como o “perfil da vida do elemento”. O perfil real

da vida é obviamente afetado pelas condições do sistema operante. Variações no fluxo do sistema e

a viscosidade do fluido afetam o diferencial de pressão para o elemento limpo e têm um efeito bem

definido sobre o perfil real da vida do elemento. Na figura abaixo, tem-se exemplos de elementos

filtrantes.

Figura 4.14: Elementos filtrantes, Hydac Filtertechnik

É muito difícil avaliar o perfil de vida do elemento nos sistemas de operações reais. O sistema

operante versus o tempo em operação suave, o ciclo de trabalho e a mudança das condições

ambientais de contaminação afetam o perfil de vida do elemento. Além do mais, a instrumentação de

alta precisão para reportar as variações na perda de pressão do elemento está raramente disponível.

A maioria dos projetistas de máquinas simplesmente especifica a carcaça do filtro com indicadores de

pressão diferencial para avisar quando o elemento deve ser substituído. A vida útil do elemento é

diferente para cada tipo de material, como mostra o gráfico abaixo.

Figura 4.15: Comparativo de vida dos tipos de elemento, Hydac Filtertechnik

23

4.9 Tipos de filtros e localizações Os filtros se dividem em:

� Sucção;

� Retorno;

� Pressão;

� Off-line.

4.9.1 Filtro de sucção Os filtros de sucção servem para proteger a bomba da contaminação do fluido. Eles são

localizados antes da conexão de entrada da bomba. Alguns podem ser de tela submersos no fluido.

Outros podem ser montados externamente. Em ambos os casos, eles usam elementos muito abertos,

devido aos limites da cavitação das bombas. Por este motivo, eles não são usados como proteção

primária contra a contaminação. Alguns fabricantes de bombas não recomendam o uso do filtro de

sucção. Na figura abaixo, é demonstrada a localização do filtro de sucção.

Figura 4.16: Filtro de sucção, Hydac Filtertechnik

4.9.2 Filtro de pressão Os filtros de pressão são localizados após a bomba. São projetados para proteger o sistema

de pressão e dimensionados para uma faixa específica de fluxo na linha de pressão.

Os filtros de pressão são adequados especialmente para proteger os componentes sensíveis

do lado filtrado do filtro.

Localizados logo após a bomba, eles também protegem o sistema todo da contaminação

gerada pela bomba, como demonstrado na figura abaixo.

Figura 4.17: Filtro de pressão, Hydac Filtertechnik

24

4.9.3 Filtro de retorno Quando a bomba é um componente sensível no sistema, o filtro de retorno pode ser a melhor

escolha. Na maioria dos sistemas, o filtro de retorno é o último componente pelo qual passa o fluido

antes de entrar no reservatório. Assim, captura sedimentos do desgaste dos componentes do sistema

e partículas que entram através das vedações do cilindro antes que tais contaminantes possam entrar

no reservatório e serem circulados.

Uma vez que este filtro é localizado imediatamente acima do reservatório, sua faixa de

pressão e custo pode ser relativamente baixa.

Em alguns casos, cilindros com largos diâmetros da haste podem resultar em multiplicação

do fluxo. O aumento da faixa do fluxo na linha de retorno pode levar a válvula by-pass a ser aberta,

permitindo que o fluxo não filtrado passe para o lado filtrado. Isto pode ser indesejável e deve-se

tomar cuidado no dimensionamento do filtro.

Ambos os filtros de pressão e retorno podem ser encontrados em uma versão duplex. Sua

mais notável característica é a filtragem contínua, a qual é feita com duas ou mais câmara de filtro e

inclui o valvulamento necessário para permitir a filtragem contínua e ininterrupta. Quando um

elemento precisa de manutenção, a válvula duplex é acionada, desviando o fluxo para a câmara do

filtro oposta.

Assim, o elemento sujo pode ser substituído, enquanto o fluxo continua a passar pela

montagem do filtro. Tipicamente, a válvula duplex previne qualquer bloqueio de fluxo. Na figura

abaixo, é demonstrada a localização do filtro de retorno.

Figura 4.18: Filtro de retorno, Hydac Filtertechnik

4.9.4 Filtragem off-line Também referida como recirculagem, ou filtragem auxiliar, este sistema é totalmente

independente de um sistema hidráulico principal de uma máquina.

A filtragem off-line consiste de uma bomba, filtro, motor elétrico e os sistemas de conexões.

Estes componentes são instalados fora da linha como um pequeno subsistema separado das linhas

de trabalho ou incluído em um de resfriamento. O fluido é bombeado fora do reservatório através do

filtro e retorna para o reservatório em um ciclo contínuo. Com este efeito “polidor”, a filtragem off-line

25

é capaz de manter um fluido em um nível constante de contaminação. Como com o filtro da linha de

retorno, este tipo de sistema adequa-se melhor para manter a pureza, mas não fornece proteção

específica aos componentes.

Uma circulação contínua da filtragem off-line tem a vantagem adicional de ser relativamente

fácil de adequar em um sistema existente que tenha filtragem inadequada. Mais ainda, a manutenção

do filtro pode ser feita sem desligar o sistema principal. Muitos sistemas se beneficiariam

grandemente de uma combinação de filtros de sucção, pressão, retorno e off-line.

Figura 4.19: Filtro off-line, Hydac Filtertechnik

5 MANUTENÇÃO EM EQUIPAMENTOS HIDRÁULICOS A experiência de projetistas e usuários de sistemas de óleos hidráulicos e lubrificantes tem

demonstrado que 80% das falhas de sistemas são resultantes diretas da contaminação, de acordo

com Parker Filtration, e mostradas no gráfico abaixo.

Figura 5.1: Principais causas de falhas em sistemas mecânicos, Hydac Filtertechni

O custo devido à contaminação resulta em:

� Perda de produção (paradas);

� Custos de reposição dos componentes;

26

� Reposição freqüente do fluido;

� Baixa vida dos componentes;

� Aumento dos custos da manutenção geral,

� Aumento do índice de sucata.

A contaminação interfere em quatro funções do fluido hidráulico:

1. Atuar como um meio de transmissão de energia;

2. Lubrificar as partes internas dos componentes;

3. Atuar como um meio trocador de calor;

4. Preencher a folga entre os componentes móveis.

Se uma destas quatro funções for impedida, o sistema hidráulico não se desempenhará

conforme projetado. O resultado da parada pode facilmente custar muito mais do que imaginado por

hora de manufatura.

A manutenção do fluido hidráulico ajuda a prevenir ou reduzir a parada não planejada. Isto é

conseguido através de um programa contínuo de melhoria que minimiza e remove os contaminantes.

Segundo a Caterpillar, o desempenho hidráulico pode cair em até 20%antes que um operador

possa detectar um problema. Este percentual é considerado enorme, pois significa trabalhar com uma

máquina durante cinco dias e obter uma produção correspondente a quatro dias de trabalho, com

plena capacidade do sistema hidráulico. É também comprovado que 80% de todos os problemas

hidráulicos podem ser prevenidos com uma boa manutenção preventiva, que começa com a

"inspeção ao redor da máquina" executada regularmente antes de cada turno. Além dessa medida

rotineira necessária, o ideal é estabelecer um programa seguro para a execução de todos os

procedimentos de manutenção dentro dos intervalos, levando-se em conta as recomendações do

fabricante, afinal os equipamentos são projetados para máximo rendimento e nem poderia ser

diferente a produtividade, disponibilidade mecânica e custo operacional são os fatores de maior

impacto na lucratividade proporcionada por uma máquina.

A Manutenção Preventiva é feita sob condição de: inspeção multisensorial e inspeção

instrumental.

Os tipos de inspeção multisensorial são:

-Visual Devem-se verificar os seguintes itens:

� Vazamento Externo;

� Nível do fluido;

� Oxidação dos Componentes;

� Corrosão dos Componentes;

� Condições dos Instrumentos;

� Movimento dos Atuadores;

� Aparência do Fluido;

� Indicadores de sujidade dos filtros;

� Limpeza dos componentes e instalação;

� Sinalizadores Visuais.

27

-Auditiva Devem-se verificar os seguintes itens:

� Cavitação;

� Aeração;

� Golpe de aríete;

� Ruídos em solenóides;

� Barulhos provenientes de atrito entre peças metálicas;

� Ruídos em rolamentos;

� Sinalizadores sonoros.

-Tátil Devem-se verificar os seguintes itens:

� Aquecimento;

� Vibração.

-Olfativa Devem-se verificar os seguintes itens:

� Oxidação, combustão e decomposição do fluido hidráulico;

� Queima de solenóides.

5.1 Instrumentos usados na manutenção preventiva A determinação contínua da quantidade de partículas, do teor de água e estado do óleo,

demonstra ser, portanto, um processo eficiente para um monitoramento das condições. Assim,

perigos previsíveis para mancais de rolamento ou componentes hidráulicos podem ser detectados a

tempo, podendo-se executar trabalhos de manutenção em função do estado do fluido hidráulico.

Os tipos de instrumentos usados na manutenção preditiva de sistemas hidráulicos são:

� TERMÔMETRO DIGITAL;

� ESTETOSCÓPIO ELETRÔNICO;

� TESTADOR DE SOLENÓIDE;

� TACÔMETRO DIGITAL;

� MANÔMETRO DIGITAL DE MEMÓRIA;

� MEDIDOR DE ESPESSURA DE CAMADAS;

� MEDIDOR DE DUREZA DE ELASTÔMEROS;

� CONTADOR DE PARTÍCULAS SÓLIDAS;

� SENSOR DE ÁGUA;

� SENSOR DE ENVELHECIMENTO DO ÓLEO.

5.1.1 Contagem de partículas Os sistemas de medição on-line são chamados de contadores de partículas por extinção.

Nestes, a determinação da quantidade e o tamanho de partículas ocorre com auxílio de detectores

óticos. A montagem pode ser efetuada na linha de pressão assim como na linha de retorno. A

28

intensidade e a duração do obscurecimento da luz, causado por uma partícula que passa por ela,

permite, em conjunto com a velocidade do fluxo, a determinação das classes de pureza do óleo.

A vantagem dos aparelhos de medição é sua grande faixa de medição, sua precisão, a

capacidade de autodiagnóstico e os valores medidos correspondem às normas internacionais ISO ou

NAS. Além disso, deve-se destacar sua insensibilidade frente ao turvamento do meio hidráulico

originado pela contaminação; esta é compensada por recalibração da intensidade de luz

internamente no sensor.

Em conformidade com a ISO 4406 (1999), a avaliação do estado é efetuada através da

determinação da quantidade de partículas em três diferentes classes de tamanhos para partículas >4

µm(c), >6 µm(c) e >14 µm(c). A calibração dos aparelhos é efetuada em conformidade com a Norma

ISO 11943 para medições on-line e, respectivamente, ISO 11171 para aplicações laboratoriais.

Nas figuras abaixo, são demonstrados alguns tipos de sensores de contaminação por

partículas sólidas.

Figura 5.2: Sensores de contaminação por partículas sólidas, Hydac Filtertechnik

5.1.2 Determinação do teor de água Em óleos hidráulicos e lubrificantes, a água surge de três formas:

- Água livre, visivelmente separada do óleo.

- Água emulsionada, como gotículas de água visíveis, finamente distribuídas no óleo.

- Água dissolvida, parte percentual de água não visível.

Água livre e emulsionada no óleo podem ser determinadas on-line com precisão suficiente e

métodos de medição capacitivos. Tais sensores medem o teor volumétrico de água no óleo. A

montagem do sensor para a medição de água livre é efetuada em sua maioria nas linhas de retorno.

A determinação de água dissolvida é efetuada por meio de sensores sensitivos a umidade. O

valor de medição é indicado, independente do óleo, como grau de saturação percentual do fluido. Os

sensores indicam assim as alterações em meios operacionais a tempo, com precisão e com extrema

estabilidade por um longo período.

29

5.1.3 Estado do óleo O envelhecimento do óleo é um processo químico complexo, no qual o fluido básico oxida

numa reação em cadeia sob influência de temperatura e oxigênio. Partículas metálicas e água atuam

como catalisador acelerando os processos de envelhecimento. No decorrer do envelhecimento do

óleo formam-se, além de ácidos carbônicos, também produtos de elevada molecularidade como

vernizes, resinas e lodos. Os ácidos carbônicos acarretam corrosão, os produtos de elevada

molecularidade conduzem ao impedimento da funcionabilidade. O Multisensor monitora os

parâmetros críticos e, ligado a isso, o aumento da viscosidade e o número de dieletricidade do meio

hidráulico. Além disso, também é monitorada a umidade e a temperatura do óleo. As grandezas de

medição estão à disposição do usuário como valores de medição analógicos ou podem, através de

valores lineares, ativarem saídas comutadoras.

Além do monitoramento de processos de envelhecimento, o sensor é apropriado, de maneira

ideal, para a detecção de misturas. Através da viscosidade alterada ou número de dieletricidade, o

sensor reconhece, por exemplo, preenchimento de meios hidráulicos errados ou penetração de

fluidos de processo.

6 RECICLAGEM DE ÓLEOS LUBRIFICANTES

A questão da reciclagem de óleos lubrificantes usados ganha cada vez mais espaço no

contexto da conservação ambiental. Nos países desenvolvidos, a coleta de óleos usados é

geralmente tratada como uma necessidade de proteção ambiental. Na França e na Itália, um imposto

sobre os óleos lubrificantes custeia a coleta dos mesmos. Em outros países, esse suporte vem de

impostos para tratamento de resíduos em geral. Nos Estados Unidos e Canadá, ao contrário do que

ocorre no Brasil, normalmente é o gerador do óleo usado quem paga ao coletor pela retirada do

mesmo.

Entre 1991 - 1993, a ONU financiou estudos sobre a disposição de óleos usados. A principal

conclusão desses estudos foi que a solução para uma disposição segura de óleos lubrificantes

usados é o re-refino (reciclagem).

Os óleos lubrificantes estão entre os poucos derivados de petróleo que não são totalmente

consumidos durante o seu uso. Fabricantes de aditivos e formuladores de óleos lubrificantes vêm

trabalhando no desenvolvimento de produtos com maior vida útil, o que tende a reduzir a geração de

óleos usados. No entanto, com o aumento da aditivação e da vida útil do óleo, crescem as

dificuldades no processo de regeneração após o uso. Quando os óleos lubrificantes industriais

usados estão contaminados, fora da faixa de viscosidade ou com outros pequenos problemas, o certo

é enviá-los para um serviço de reaproveitamento do óleo básico e de todos os seus subprodutos.

Os óleos usados de base mineral não são biodegradáveis e podem ocasionar sérios

problemas ambientais quando não adequadamente dispostos. O uso de produtos lubrificantes de

origem vegetal biodegradáveis ainda se encontra em estágio pouco avançado de desenvolvimento

para a maior parte das aplicações.

30

A poluição gerada pelo descarte de 1 t/dia de óleo usado para o solo ou cursos d'água

equivale ao esgoto doméstico de 40 mil habitantes. A queima indiscriminada do óleo lubrificante

usado, sem tratamento prévio de desmetalização, gera emissões significativas de óxidos metálicos,

além de outros gases tóxicos, como a dioxina e óxidos de enxofre.

6.1 As Novas Leis da Agência Nacional do Petróleo – ANP

Foram criadas pela ANP portarias que regram o mecanismo de coleta de óleos lubrificantes

usados, cujos conteúdos objetivam reforçar o cumprimento da Resolução 9/1993 instituída pelo

CONAMA. Esta resolução considera que a reciclagem do óleo lubrificante usado ou contaminado é

instrumento prioritário para a gestão ambiental. Assim, todo o óleo lubrificante usado ou contaminado

deve obrigatoriamente ser recolhido e ter destinação adequada, de forma a não afetar negativamente

o ambiente, sendo proibidos quaisquer descartes em solos, águas subterrâneas, no mar e em

sistemas de esgoto ou evacuação de águas residuais.

As portarias registradas sob os números 125, 126, 127 e 128/99 ditam normas para o

gerenciamento do recolhimento, coleta e destinação final dos óleos lubrificantes usados. Segundo as

novas portarias, os produtores e os importadores de óleos lubrificantes acabados são responsáveis

pela coleta e destinação final do óleo lubrificante usado ou contaminado, proporcionalmente ao

volume de óleo acabado que comercializam, podendo, para tanto, contratar empresas coletoras

credenciadas e especializadas para esse serviço.

31

7 METODOLOGIA EXPERIMENTAL

7.1 Construção do sistema de filtragem off-line

O objetivo desse capítulo é mostrar a construção mecânica e elétrica do sistema de filtragem

off-line. Abaixo segue a simbologia do esquema hidráulico.

Figura 7.1: Simbologia do esquema hidráulico

7.2 Etapas da fabricação

� Carrinho

Estruturas fabricadas de aço carbono 1020, contem três rodas para se locomover. Tem a

finalidade de fixação do motor, bomba, filtro e caixa de comando do sistema.

Foi construído, lixado e depois pintado para proteção de corrosão e bom visual.

• Peças utilizadas em sua montagem:

02 Rodas de ferro.

02 Pneu 3.5x 8 borracha 2 lonas.

02 Câmara ar 3.5 x 8 borracha.

01 Roda maciça de borracha.

02 abraçadeira galvanizada 3/4“.

10m mangueira borracha 3/4 2 lona, 175 lbs.

01 niple 3/4“ galvanizado.

02 espiga 3/4”de aço carbono.

04 cotovelo 3/4"galvanizado.

0,8 m tubo 3/4“galvanizado escala 40.

32

01 filtro de óleo.

02 válvula 3/4" esfera de inox.

02 tee 3/4 galvanizado.

02 bucha redução 3/4x3/8 galvanizado.

04 conector macho de latão 3/8 p/ mangueira de 1/4.

1m tubo 1/4 naylon pressão de rup.1200 psi.

02 manômetro reto.

01 bomba de engrenagem.

01 motor elétrico.

• Construção das linhas de entrada e saída.

Foi utilizada fita de vedação e ajustado com aperto para evitar vazamentos, pintura com tinta

preta para proteção contra corrosão e bom visual.

• Dimensionamento do acoplamento.

Foi utilizado um acoplamento elástico de grade de aço da marca Falk, o tamanho selecionado

foi 5F. De acordo com a tabela do fabricante em Anexo 4.

Na montagem do acoplamento foi utilizado lubrificação conforme fabricante.

• Montagem do sistema off-line.

Foi fixado motor, bomba, alinhado o acoplamento, colocado tubulações de entrada e saída da

bomba e o filtro de óleo. Também foi instalado caixa de comando elétrico.

Nas figuras abaixo mostra o sistema de filtragem montado e finalizado.

Figura 7.2: Vista lateral. Figura 7.3: Vista frontal.

33

7.3 Parte mecânica

Os equipamentos mecânicos que compõem o sistema off-line de filtragem são:

• Bomba de engrenagem;

• Motor elétrico;

• Carrinho;

• Filtro.

No projeto do sistema off-line de filtragem foi necessário seguir uma especificação da

manutenção da área industrial.

• Ter uma vazão de 60 litros por minuto;

• Ser móvel;

• Filtro com capacidade de 10 microns, com razão b 2 200 para máxima eficiência;

• Baixo custo

Característica de dimensionamento do sistema off-line.

Bomba de engrenagem conforme catálogo da bomba em Anexo 5 e 6.

Fabricante – Parker Hannifin Ind. Com. Ltda.

Modelo – PGP 330.

Código – P51A197BEOJ17-11.

Largura da engrenagem 1 ¾ pol.

Corpo da entrada 1 ¼ pol.

Corpo de saída 1 pol.

Deslocamento 73,1 cm cub./ver.

Pressão máxima 207 bar.

Motor corrente alternada, 1200 rpm, 2 cv, trifásico, 440 V.

Fabricante – WEG do Brasil Ltda.

Cabo elétrico com 5 metros.

Carrinho de aço carbono 1020.

2 rodas com pneus e uma maciça de borracha.

Filtro conforme catálogo da HDA em Anexo 7.

Fabricante – HDA Ltda.

Modelo – FR24A 010 10B, elemento 011008.

Pressão Max. 7 bar.

Eficiência beta 10>5.

34

7.4 Parte elétrica

O circuito elétrico do sistema de filtragem off-line baseia-se em dois circuitos e um desarme

de segurança, circuito de potência e circuito de comando e um pressostato de controle de pressão do

sistema hidráulico, como mostra na Figura 7.4.

Figura 7.4: Circuito elétrico do sistema de filtragem off-line

7.4.1 Circuito de potência Circuito de potência é o circuito onde se encontram as cargas a serem acionadas, tais como

motores, resistências de aquecimento, entre outras. Neste podem circular correntes elétricas da

ordem de 10 A ou mais, e atingir tensões de até 440 V. É composto basicamente:

• Motor trifásico;

• Dois contatores;

• Relé térmico;

• Fusíveis;

• Transformador.

7.4.2 Circuito de comando Circuito de comando é onde fica o painel de comando com botoeiras, sinaleiras, e

controladores diversos. Encontra-se a interface com o operador da máquina ou dispositivo, portanto

trabalha com baixas correntes e baixas tensões. È composto basicamente:

• Contatores;

• Pressostato;

• Botoeiras;

• Sinalizadores;

• Relés;

35

7.4.3 Comando de desarme

Existe um sistema de desarme de segurança, com objetivo de evitar danos a componentes do

sistema hidráulico e também monitorar a saturação do filtro.

O funcionamento do pressostato está regulado conforme indicação do fabricante do filtro

relacionado à saturação. A pressão nominal do sistema hidráulico é 1.5 kgf e o pressostato está com

desarme de 4 kgf.

Com o pressostato desarmado o sistema aciona um giroflex e uma sirene para mostrar

alguma irregularidade no sistema. Para voltar à operação precisa ser rearmado o sistema.

Com a intenção de melhor monitoramento do sistema de filtragem foram instalados dois

manômetros, um antes outro depois do filtro, assim é possível verificar com facilidade a variação de

pressão do sistema de filtragem. Abaixo mostra mais detalhes.

Figura 7.5: Manômetros de identificação de pressão.

7.4.4 Componentes e funcionamento do comando eletrico

RT1 – relé térmico.

BO – desliga o motor.

B1 e B2 – liga o motor com sentido de rotação horário ou anti-horário.

B3 – desliga a buzina (alarme).

P1 – pressostato (desarme 4 kgf).

C1 e C2 – contador de potência.

D1 – contador auxiliar.

HO – sinalização desligado.

H1 – sinalização liga rotação horária.

H2 – sinalização liga rotação anti-horária.

H3 – sinalização giroflex e sirene.

36

Em Anexo 1 pode se observar fases de funcionamento do circuito de comando que esta

resumido abaixo.

Com comando desligado aciona-se a sinalização (H0), demonstrando que o motor esta

parado. Acionando-se o botão (B1) carrega o contator (C1) e fecha o selo, o motor liga no sentido de

rotação horário e aciona (H1) como sinalização, verifica-se a rotação da bomba se esta girando do

lado certo de funcionamento (horário).

Para inverter a rotação, desliga-se o motor acionando o botão (B0), em seguida botão (B2)

que carrega o contator (C2) e fecha o selo, o motor liga no sentido de rotação anti-horário e aciona

(H2) como sinalização.

Caso aconteça sobrecarga no sistema hidráulico 1,5 kgf, o pressostato (P1) 4 kg é acionado,

desarmando o circuito, acionando sistema de sinalização giroflex e sirene (H3).

Para rearmar o circuito precisa acionar o botão desliga a buzina (B3) e aparece a sinalização

desligada (H0).

Nas figuras abaixo mostra detalhes do comando elétrico instalado no sistema de filtragem.

Figura 7.6: Detalhes da caixa de comando. Figura 7.7: Caixa de comando instalada.

37

7.5 Redução de custo na fabricação

Custo do equipamento de filtragem off-line.

Antes da fabricação foi cotado em 2 fabricantes diferentes.

Parker Hannifin Ind. Com. Ltda.

Projeto CS09.058

Descrição: Carrinho de filtragem composto de: filtro, pressostato para filtro, motor elérico 2cv, bomba

de engrenagem, painel elétrico e mangueiras.

Preço de R$ 9.500,00.

Nortel Suprimentos Ind.S/A.

Descrição: mesma da anterior.

Preço de R$ 11.000,00.

Preço do sistema de filtragem off-line do projeto.

Carrinho, material e mão de obra - R$ 500,00.

Filtro e pressostato - R$ 700,00.

Bomba - R$ 800,00.

Painel elétrico – R$ 1800,00.

Motor elétrico - R$ 500,00.

Preço de R$ 4.300,00.

38

8 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS

8.1 Teste de desempenho de filtragem do sistema off-line

O teste de eficiência de filtragem foi realizado na empresa INTERNATIONAL PAPER Ltda,

com auxilio de equipamentos que compõem a técnica preditiva chamada ferrografia. Na Figura 8.1

mostra um contador de partículas e Figura 8.2 microscópico acoplado com uma câmera digital.

Figura 8.1: Contador de partículas Figura 8.2: Microscópico Zeiss

Os níveis de limpeza de um fluido são medidos em função dos níveis de contaminação

iniciais, taxas de entrada de contaminantes, tamanho do reservatório e eficiência do elemento

filtrante.

As Tabelas 8.1 e 8.2 abaixo listam o tempo necessário aproximado para obter-se

determinados níveis de limpeza, baseado nas hipóteses colocadas.

Figura 8.3: Reservatório de 400 litros Figura 8.4: Reservatório de 800 litros

39

Teste reservatório 400 litros.

Tempo de filtragem (h) Nível de limpeza (ISO) Lamina 1,5 18/16/13 Amostra 1 2,5 17/15/12 Amostra 2

4 16/14/11 Amostra 3

Tabela 8.1: Nível de limpeza

Figura 8.5: Amostra 1 ampliada 100X Figura 8.6: Amostra 2 ampliada 100X

Figura 8.7: Amostra 3 ampliada 100X

Notas:

Os resultados da tabela baseiam-se nas seguintes hipóteses:

1. O óleo lubrificante tipo regal 68, fabricante Texaco.

2. O filtro do sistema de filtragem possui elemento filtrante 10 microns.

3. Temperatura do óleo ambiente.

4. As amostras foram retiradas do dreno do reservatório.

5. Teste realizado 02/11/2008.

40

Teste reservatório de 800 litros.

Tempo de filtragem (h) Nível de limpeza (ISO) Lamina 2,5 19/17/14 Amostra 1 3,5 18/16/13 Amostra 2

5 17/15/12 Amostra 3

Tabela 8.2: Nível de limpeza


Figura 8.10: Amostra 1 ampliada 100X

Notas:

Os resultados da tabela baseiam-se nas seguintes hipóteses:

1. O óleo lubrificante tipo regal 68, fabricante Texaco.

2. O filtro do sistema de filtragem possui elemento filtrante 10 mícrons.

3. Temperatura do óleo ambiente.

4. As amostras foram retiradas do dreno do reservatório.

5. Teste realizado 02/11/2008.

41

8.2 Aplicação do sistema de filtragem off-line auxiliando a manutenção

Na empresa INTERNATIONAL PAPER Ltda, semanalmente são gerados listas de

equipamentos para ser inspecionados pela manutenção preditiva, aonde é feito análise de óleo.

Nessa inspeção é verificada a presença de partículas contaminantes no lubrificante, se o nível de

contaminantes for elevado (preocupante), se recomenda a utilização do sistema de filtragem off-line

para normalizar a quantidade de contaminação, até futuras paradas programadas do equipamento.

Seguindo esse procedimento a equipe de manutenção preditiva gera um relatório com

descrição do equipamento, dados do lubrificante, aspectos da analise do óleo e a atividade de

melhoria que deve ser feito, na maioria dos casos filtragem do óleo lubrificante.

Em Anexo 2 um exemplo de relatório de analise de óleo de um gerador , que recomenda a

utilização do sistema de filtragem off-line.

No dia 28/10/2008, durante uma inspeção no redutor acionamento do rolo da maquina de

papel, foi encontrado na amostra de óleo alto nível de contaminantes, analisando a mostra foi

encontrado limalhas devido desgaste de um rolamento do eixo de entrada do redutor.

Foi recomendada a filtragem do óleo até programar uma troca o rolamento. Na Figura 8.11

Amostra 1 se observa lamina com contaminantes e Figura 8.12 Amostra 2 depois de utilizado sistema

de filtragem off-line.

Em Anexo 3 segue demonstração de contagem de partículas antes de depois da filtragem off-

line.


42

9 CONCLUSÃO

Com todo o conhecimento obtido no decorrer do curso de Engenharia Mecânica - Automação

e Sistemas, me senti capaz de projetar e construir com baixo custo, um sistema off-line de filtragem

de óleo lubrificante para manutenção de equipamentos. Um projeto eficiente conforme as mais

exigentes normas vigentes do mercado.

Este equipamento já se encontra operando no auxílio à manutenção de equipamentos, não

deixando nada a desejar com os da concorrência.

Com o sistema off-line de filtragem a vida útil de lubrificantes é prolongada, gerando assim

um maior lucro para a empresa, que economiza na reposição deste fluido, e para o meio ambiente.

Observa-se que os resultados obtidos atendem as exigências do atual campo de trabalho,

onde lucro e sustentabilidade devem caminhar juntos. Assim considera-se que este projeto tenha

atingido os objetivos do trabalho de conclusão de curso, visto que obteve um caráter multidisciplinar,

envolvendo as áreas integrantes do curso de Engenharia Mecânica - Automação e Sistemas.

10 EXTENSÕES

Este trabalho pode ser continuado no sentido de melhorar o sistema, acrescentando no

sistema de filtragem um sistema com a função de retirar água do óleo.

Também como extensão do projeto, pode-se colocar um inversor de freqüência no

acionamento do motor, com objetivo de poder variar a velocidade, com isso mudar a vazão da

bomba.

Outro ponto de trabalho futuro é a instalação de um aparelho que é capaz de medir e

registrar vazão do óleo que é filtrado no sistema off-line para o reservatório.

43

11 REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS

Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT - NBR - 5462/1981 BOSCH REXROTH, Catálogo

Geral, 2004.

CORAL NETO, João P. Gerenciamento da Qualidade na Manutenção, Porto Alegre, In: 7º

Congresso Brasileiro de Manutenção. Anais, 1992.

CRUZ, Antônio Geraldo Baeta. Lubrificantes e Lubrificação Industrial. 1ed, 1999.

EXNER, H., FREITG, R., GEIS, H. Hidráulica: Princípios Básicos e Componentes da tecnologia

dos Fluidos. 2 ed. São Paulo: Ed Mannesmann Rexroth, 1991.

FITCH, E. C. Fluid Contamination Control, 4 ed, 1995.

XENOS, Harilaus G. Gerenciando a Manutenção Produtiva, Belo Horizonte: Ed. de desenvolvimento gerência, 1998.

XAVIER, Júlio A. N. Manutenção Função Estratégica. Rio de Janeiro, Qualitymarck Ed., 2001.

MOURA Carlos R.S., CARRETEIRO, Ronald P. Lubrificantes e Lubrificação. 3 ed, Rio de Janeiro,

Ed. Técnica Ltda, 1987.

NEPOMUCENO, Lauro X. Técnicas de Manutenção Preditivas, São Paulo, Ed. Edgar Blucher,

1989.

____________. Manutenção Preditiva em Instalações Industriais, São Paulo, Ed. Edgar Blucher,

1985.

PETRÓLEO, Esso Indústria Brasileira. Linha de produtos, 5 ed.1989

12 BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

Relação de sites pela Internet:

http://www.institutopostoecologico.com.br/artigos_colaboradores2 – acesso em 11-11-2008 –

(17h30min)

Fialho, Arivelto Bustamante - Automação Hidráulica: projetos, dimensionamento e análise de

circuitos, Editora Érika, 2006.

Mattos, Edson Ezequiel de – Bombas industriais / Edson Ezequiel de Mattos, Reinaldo de Falco – 2. ed. – Rio de Janeiro: Interciência, 1998.

44

Anexo 1 - Fases de funcionamento do circuito de comando

45

Anexo 2 - Relatório de análise de óleo

46

Anexo 3 - Relatório de contagem de partículas

47

Anexo 4 – Tabelas de acoplamento flexível Falk

48

Anexo 5– Catálogo da Parker

49

Anexo 6 – Catálogo da Parker

50

Anexo 7– Catálogo da HDA

Gráfico de perda de carga, (Q x P).

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