INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE

SÃO PAULO

Trabalho de Máquinas e Aparelhos

Mecânicos:

Fluidos Hidráulicos Industriais

Cassio Eidi de Medeiros

Prontuário: 1050699

Turma 310

São Paulo

2012

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE

SÃO PAULO

Trabalho de Máquinas e Aparelhos

Mecânicos:

Fluidos Hidráulicos Industriais

São Paulo

2012

Sumário

1 Introdução

2 Desenvolvimento

2.1GERAL – FLUIDOS

2.1.1 O que são Fluídos?

2.2GERAL – FLUIDOS HIDRÁULICOS

2.2.1 O que são Fluídos Hidráulicos?

2.2.2 Tipos de Fluídos hidráulicos

2.2.3 Normas

2.2.4 Contaminação

2.2.5 Filtração

2.2.6 Tratamento

3 Conclusão

4 Bibliografia

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Introdução

Neste trabalho será abordado os fluídos hidráulicos industriais, com o objetivo

de oferecer o resultado de uma vasta pesquisa focada no conhecimento envolto

sobre tal assunto.

De modo detalhado, discorre-se sobre informações sobre a importância, o

uso, os tipos, as normas estabelecidas, contaminação, filtragem e tratamento dos

fluidos hidráulicos.

De forma instrutiva, este trabalho terá propósitos apenas educacionais, a

ponto de seu uso ser restrito apenas para consulta. Contido em 40 páginas e

dispostos em 4 partes.

DESENVOLVIMENTO

GERAL – FLUIDOS

O que são fluídos?

Antes de adentrarmos no tema, iremos conhecer melhor o conceito “fluido” .

Em um primeiro contato com o assunto é apresentado uma explicação primitiva,

levando em conta apenas os estados físicos da matéria. Em curtas linhas, fluido é

definido como toda substância que não possui uma forma própria, apenas toma a

forma do recipiente em que se encontra. Analisando tal afirmação, vemos que fluido

é limitado em toda substância líquida e gasosa, as únicas que se encaixam em tal

disposição. Podemos ver que, mesmo tendo tal disposição, ainda há uma diferença

entre os dois tipos de estados: qualquer substância gasosa ocupa todo recipiente

em que se encontra pelo fato de suas moléculas terem ligações interparticulares

mais fracas que as dos outros estados, fazendo suas moléculas se colidirem e se

locomoverem por todo o espaço.

Ainda usando a comparação entre sólidos e fluídos, encontra-se em livros

específicos de tal assunto a seguinte definição: “Os pontos de um fluido, em contato

com uma superfície sólida, aderem aos pontos dela, com os quais estão em

contato”. Ou seja, imaginemos dois corpos, um fixo no chão e outro móvel, sendo o

segundo em cima do primeiro, estando entre eles um fluido. Ao exercemos uma

força cisalhante no corpo de cima, os pontos do sólido correspondentes aos pontos

do fluído continuarão ligados a ele, mas há uma evidente diferença comparando à

um mesmo sistema, sem o fluído. No caso do com fluido, a força horizontal irá

provocar uma deformação que não resultará num equilíbrio estático no sistema, ao

contrário do sem fluido, que o sistema irá conseguir chegar num total equilíbrio. Logo

chegamos a definição mais completa presenta nos livros: “Fluído é uma substância

que se deforma continuamente, quando submetida a uma força tangencial constante

qualquer ou, em outras palavras, fluído é uma substância que, submetida a uma

força tangencial constante, não atingem uma nova configuração de equilíbrio

estático.”

GERAL – FLUIDOS HIDRÁULICOS

Nota: Os trechos em itálico foram tirados do livro Mecânica dos Fluídos, de Franco Brunetti.(ver em Bibliografia)

O que são fluídos hidráulicos?

Fluido ou óleo hidráulico é a denominação dado a todos os fluidos de baixa

compressibilidade usados em sistemas hidráulicos de máquinas ou dispositivos ou

equipamentos, como freios, direção assistida, transmissões em escavadeiras e

retroescavadeiras, caminhões de lixo, empilhadeiras, etc. Podemos encontrar eles

facilmente no nosso dia-a-dia, em quase todas as máquinas que possuem tal

sistema.

Há quatros funções primárias do óleo hidráulico:

O fluido hidráulico tem como principais funções:

Transmitir potência

Lubrificar partes móveis

Vedar folgas entre conjuntos

Dissipar calor

Para poder exercer tais funções, os fluidos hidráulicos devem possuem certas

propriedades das a seguir:

Viscosidade ideal

Lubrificação

Compatibilidade com o sistema em que esta inserido

Compressibilidade

Resistência a fogo

Transferência de calor

Não ser tóxico

Baixa volatilidade

Fácil utilização

Ter preço adequado

Mas, tais propriedades listadas não serão encontradas em um único óleo

hidráulico. Tais propriedades estão presentes em determinados óleos de acordo

com sua utilidade.

Propriedades químicas gerais dos fluidos hidráulicos

Viscosidade cinética: de 15 a 100 mm²/s

Densidade: em torno de 0,9kg/dm³

Condutividade Térmica: Boa

Calor Específico: Elevado

Ponto de inflamação: 180ºC a 200ºC

Ponto de Combustão: Aprox. 40ºC maior que o anterior

Ponto de solidificação: -10ºC a -15ºC

Compressibilidade: Redução de 0,7% do volume para 100 bar

Resistência ao envelhecimento: Boa

Tipos de Fluídos hidráulicos

Usando como referência diversas empresas no ramo da fabricação, foi

montado um esquema básico dos tipos de fluídos hidráulicos, que são divididos de

acordo com sua utilidade.

Utilizando o quesito de composição, os fluídos hidráulicos são dividido em

quatro tipos:

Fluidos hidráulicos a base mineral

Esse tipo de fluído hidráulico tem em sua composição Zinco, que protege

contra corrosão e desgaste e tal óleo possui propriedades detergentes

excepcionais, ou seja, faz com que substâncias “estranhas” não interajam

com a máquina em questão, e também não se misture com o próprio óleo.

Listam-se algumas vantagens de tal óleo:

■ Excelente resistência ao envelhecimento.

■ Notável estabilidade de oxidação.

■ Excelente detergência.

■ Muito boa proteção à corrosão.

■ Elevada estabilidade ao cisalhamento.

Fluidos hidráulicos resistentes a fogo

Possui uma larga vida útil, é uma excelente proteção contra desgaste e garante uma

elevada estabilidade química. Utilizado em aplicações minerais, tal óleo, por não ter

em sua composição etileno glicol, é composto basicamente de água-glicol.

Suas aplicações são:

■ Proteção contra ferrugem

■ Proteção contra corrosão

■ Boa estabilidade

■ Resistência a formação de espuma

■ Boa fluidez, mesmo que estocado por longos períodos

Fluidos Base Água Glicol – Elaborados com ingredientes de alta

qualidade, estes fluidos são extremamente estáveis e podem ser operados

sob baixas temperaturas.

A linha é composta por diversos tipos, sendo cada um desenvolvido para

as necessidades de diferentes indústrias e clientes. Para processadores

de alimentos, por exemplo, o tipo grau alimentício é o mais indicado. Para

as Forças Armadas, o fluido deve atender a especificação MIL-H-22072 e

por este motivo um produto específico teve de ser elaborado. Sua primeira

utilização é datada de 1954 para o sistema de catapulta da Marinha

americana e continua sendo até hoje utilizado.

Fluidos Base Poliól Éster – Estes fluidos asseguram resistência ao fogo

e poder lubrificante sob uma ampla faixa de temperaturas de utilização

devido ao seu elevado índice de viscosidade. São formulados com ésteres

orgânicos sintéticos de alta qualidade e aditivos cuidadosamente

selecionados para atingir excelente desempenho hidráulico. Possuem

excelente estabilidade térmica, baixa volatilidade e elevada resistência à

oxidação. Estão disponíveis nas viscosidades ISO 46 e 68.

Emulsão Inversa – Fluido base emulsão inversa exibe boa lubricidade e

é compatível com a maioria das vedações. É, portanto, ideal para

aplicações em usinas siderúrgicas e em muitas plantas automotivas.

Embora seja uma opção de baixo custo, tem sua aplicação limitada para

algumas temperaturas podendo sofrer congelamento caso a temperatura

ambiente atinja 0 ºC.

Fluidos com Elevado Teor de Água (HWCF) – Esta linha de produtos

contém geralmente 90-99% de água significando que sua viscosidade e

resistência ao fogo está intimamente a ela relacionadas. Comercializado

na forma concentrada, estes produtos possuem excelente relação custo-

benefício.

Fluidos hidráulicos biodegradáveis

O fluido biodegradável proporciona uma proteção contra oxidação, podendo ser

usado nas mesma condições que um óleo normal em termos de intensidade de uso.

Sendo desenvolvido para, em pequenas quantidades não poluir águas como os

lençóis freáticos, esse tipo não é recomendado para operações com temperaturas

abaixo de 7ºC ou acima de 71ºC. Também não se recomenda estocagem em

temperaturas entre 23ºC e 77ºC.

Fluidos hidráulicos baixa temperatura

Tal tipo de fluido proporciona confiabilidade e funcionalidade em todas as operações

realizadas em baixas temperaturas, sem prejudicar o rendimento do sistema em

questão.

Fluidos hidráulicos sintéticos

Em geral, são óleos a base de Polialfaoleofina (PAO). Estes óleos não tóxicos

podem ser usados em sistemas hidráulicos que solicitam baixa fluidez e alto ponto

de fulgor. A vida útil longa destes lubrificantes reduzem o consumo e o custo de

manutenção. Estes óleos tem cada vez mais importância na indústria alimentícia e

farmacêutica.

Tipos de óleo sintético:

1. Hidrocarbonetos sintéticos

Entre os hidrocarbonetos sintéticos, destacam-se hoje com maior importância de um

lado os poli-alfa olefina (PAO) e os óleos hidrocraqueados. Estes óleos são

fabricados a partir de óleos minerais, porém levam um processo de interização, o

qual elimina os radicais livres e impurezas, deixando-os mais estável a oxidação.

Também se consegue através desde processo um comportamento excelente em

relação a viscosidade e temperatura. Estes hidrocarbonetos, semi-sintético atingem

IV (Índices de Viscosidade) até 150.

2. Poliolésteres

Para a fabricação de lubrificantes especiais, fluidos de freios, óleos hidráulicos e

fluidos de corte os poli-alquileno-glicois, miscível ou não miscível em água tem hoje

cada vez mais importância.

3. Diésteres

São ligações entre ácidos e alcoois através da perda de água. Certos grupos

formam óleos de Ester que são usados para a lubrificação e, também, fabricação de

graxas lubrificantes. Os diésteres estão hoje aplicados em grande escala em todas

as turbinas da aviação civil por restir melhor a altas e baixas temperaturas e

rotações elevadísmas. Dos óleos ntéticos eles têm o maior consumo mundial.

4. Óleos de silicone

Os óleos de silicones destacam-se pela altíssima resistência contra temperaturas

baixas, altas e envelhecimento, como também pelo seu comportamento favorável

quanto ao índice de viscosidade. Para a produção de lubrificantes destacam-se os

Fenil-poliloxanes e Methil-poliloxanes. Grande importância tem os Fluorlicones na

elaboração de lubrificantes restentes a influência de produtos químicos, tais como

solventes, ácidos etc.

5. Oleos Poliésteres Perfluorados

Óleos de flúor- e fluorclorocarbonos tem uma estabilidade extraordinária contra

influência quimica. Eles são quimicamente inertes, porém em temperaturas acima de

260°C eles tendem a craquear e liberar vapores tóxicos.

Fluidos hidráulicos de minerais tratados

São óleos minerais fabricados através de um processo especial de hidro-

craqueamento. A diferencia destes óleos perante óleos minerais convencionais é a

alta resistência à oxidação e a envelhecimento. Eles são livres de hidrocarbonetos

não saturados. Sendo assim, eles não absorvem o oxigênio do ar.

Normas

São muitas as normas que padronizam os fluídos hidráulicos. São elas:

VISCOSIDADE

DIN 51519

Essa Norma determina a viscosidade dos fluídos de acordo com sua

utilização.

ISO 3448:1992

Estabelece um sistema de classificação de viscosidade para lubrificantes

industriais líquidos e fluidos relacionados, incluindo óleos minerais utilizados

como lubrificantes, fluidos hidráulicos, óleos elétricos e para outras

aplicações. O método usual para viscosidade cinemática-determinação é que

o especificado na norma ISO 3104. Pode haver algumas substâncias

químicas puras e produtos naturais, utilizados como lubrificantes, que não se

enquadram dentro da classificação.

ANSI / AGMA 9005-E021

O sistema de classificação AGMA classifica os lubrificantes para engrenagens

abertas ou fechadas, levando em consideração não só a viscosidade dos

óleos, mas também a aditivação dos produtos.

**Tabelas com as viscosidades se encontra anexadas ao trabalho, depois da bilbiografia.**

***Tais tabelas foram retiradas do “Manual de Lubrificação Texaco para óleos automotivos e

industriais”.***

CONTAMINAÇÃO

ISO4406:1999 e NAS 1638

Essas normas que visa controlar os níveis de contaminação dos fluídos

hidráulicos.

LUBRIFICAÇÃO

DIN 50512

Designa a lubrificação, os equipamentos e os pontos de lubrificação.

ISO 6743/4

Padroniza os lubrificantes, através de classes, sendo cada classe

correspondente à finalidade de tal.

CLASSIFICAÇÃO DE ÓLEOS

DIN 51524 , ISO 11 158, CETOP RP75H

7th Luxembourge Report

Tal relatório reuni as seguintes normas:

o ISO 12922 :Padroniza lubrificantes, óleos industriais e produtos

relacionados (classe L) - Família H (sistemas hidráulicos) -

Especificações para categorias HFAE, DFAS, HFB, HFC, HFDR e

HFDU.

o CEN / TR 14489:2005 : Padroniza os fluídos hidráulicos resistentes

ao fogo fluidos hidráulicos - Diretrizes para a seleção de fluidos e a

consideração de riscos para a saúde, segurança e meio ambiente.

TESTE DE PROPRIEDADES DE ÓLEOS

EPA 56/6-82-003 e OECD 301

Normas referentes aos testes feitos nos fluídos biodegradáveis, testando sua

biodegrabilidade.

EPA 560/6-82-002 e OECD 203:1-12

Normas referentes aos testes feitos nos fluídos biodegradáveis, testando sua

toxidade.

ISO 10767-1:1996

Especifica um método de precisão para a determinação de níveis de pressão

de oscilação e impedância da fonte gerada em sistemas de alimentação de

fluido hidráulico e componentes de deslocamento positivo por bombas

hidráulicas.

ISO 11170:2003

Define uma sequência de testes para verificar elementos de filtro. Ele pode

ser usado para verificar as suas características hidráulico, mecânicas e de

separação. ISO 11170:2003 não se destina a ser um filtro para um dever

particular ou reproduzir as condições de serviço. Isto só pode ser feito por um

protocolo de teste específico desenvolvido para o efeito, incluindo as

condições reais de utilização (por exemplo, o fluido de trabalho). O

procedimento na norma ISO 11170:2003 é aplicável aos fluidos individuais, ou

tipos de fluidos com a química similar.

ISO 13357

Esta parte da ISO 13357 especifica um procedimento para a avaliação da

filtrabilidade de óleos lubrificantes, em particular aquelas concebidas para

aplicações hidráulicas, na presença de água. O procedimento só se aplica a

óleos de base mineral, uma vez que os fluidos fabricado a partir de outros

materiais (por exemplo, resistentes ao fogo fluidos) podem não ser

compatíveis com as membranas de teste especificados. A gama de aplicação

foi avaliada com óleos de viscosidade de até ISO grau de viscosidade (VG)

100, tal como definido na norma ISO 3448. Dentro do intervalo descrito, a

filtrabilidade como definido não é dependente da viscosidade do óleo. O

procedimento não é adequado para alguns óleos hidráulicos em que as

propriedades específicas foram conferidas pela utilização de insolúveis /

parcialmente solúvel aditivos, ou por particularmente grandes espécies

moleculares. Filtrabilidade NOTA é um requisito principal para óleos

lubrificantes usados em sistemas hidráulicos por causa dos filtros finos

utilizados nesta aplicação.

ISO 4404:2001

Determinação da resistência à corrosão de resistentes ao fogo fluidos

hidráulicos .

ISO 7745:2010

ISO 7745:2010 especifica as características operacionais para as várias

categorias de fluidos resistentes ao fogo definido pela norma ISO 6743-4.

ISO 7745:2010 especifica os fatores a serem considerados na escolha de

um fluido a partir destas categorias para uma aplicação proposta.

ISO 7745:2010

Identifica dificuldades que possam surgir do uso de tais fluidos e indica

como eles podem ser minimizados. Procedimentos adequados são dadas

para a substituição de um fluido com uma outra a partir de uma categoria

diferente. Aspectos de saúde e segurança no manuseio e descarte de

fluidos resistentes ao fogo também são abordados.

ISO 7745:2010

Não se aplica aos resistentes ao fogo, fluidos utilizados nos sistemas

hidráulicos de aeronaves comerciais e militares. Os padrões aeronáuticos

adequados também são normalmente aplicadas onde os fluidos

hidráulicos de aeronaves estão cheios para sistemas baseados em terra.

ISO/DIS 4263-3

Petróleo e produtos relacionados - Determinação do comportamento de

envelhecimento inibida óleos e fluidos hidráulicos sintéticos.

ISO/NP 1564-0

Do fluido hidráulico de controle de contaminação poder - Princípios gerais

e diretrizes para seleção e aplicação de filtros hidráulicos (a ser

desenvolvido como uma especificação técnica).

Contaminação

No decorrer do uso, pode haver a contaminação dos óleos hidráulicos

utilizados nas máquinas, causados por sujeira, partículas de desgaste de metal,

tinta, enfim, qualquer corpo estranho dentro de um fluido que se misturam na

composição do próprio e faz com que perca gradativamente suas propriedades

originas, inutilizando-o. Os estudos comprovam que 75% a 85% das falhas ocorridas

em sistemas hidráulicos são diretamente ligadas à contaminação, e como as folgas

são mínimas nos sistemas hidráulicos modernos, mesmo as partículas invisíveis a

olho nu podem acarretar o início do desgaste de um componente, e aumentar a

perda de eficiência de todo o sistema. Por isso, é muito importante o controle de

contaminação.

Há três medidas básicas para evitar tal problema:

* Estabelecer os níveis-alvo de limpeza do fluido para cada máquina e

sistema.

* Selecionar e instalar equipamento de filtragem e técnicas de eliminação de

contaminantes para atingir os objetivos de níveis de limpeza.

* Monitorar a limpeza do fluido em intervalos regulares para assegurar que os

objetivos sejam atingidos. Ajustar as técnicas de filtragem e eliminação de

contaminante, conforme requerido, para estabilizar os objetivos de limpeza.

Contaminação por água

Ocorre em três etapas:

Água Dissolvida: Quando a presença de água é inferior ao ponto de

saturação do fluído, em geral abaixo de 1000 ppm, a fase de

contaminação não apresenta alteração na coloração do fluído; não há

indicação visual.

Água Emulsificada: Presença de água próximo à tangência do ponto de

saturação; início de aparecimento de micro bolhas de água e mudança no

aspecto visual do fluído, apresentando aparência leitosa (branqueamento)

do fluído.

Água Livre: Presença de água acima do ponto de saturação do fluído;

apresenta separação de fases; é visualmente identificada através de

presença de água; índice de contaminação muito além do aceitável para

sistemas hidráulicos, causando em curto período avarias permanentes no

fluído e em componentes internos ao sistema.

CONTROLE DE CONTAMINAÇÃO

PARA FLUIDOS LUBRIFICANTES E HIDRÁULICOS

Os contaminantes são influências não desejadas que podem destruir a integridade dos fluidos dos sistemas hidráulicos. A menos que estes contaminantes forem controlados, o controle dos contaminantes nos fluidos lubrificantes tem como finalidade que o equipamento alcance sua vida útil de serviço prevista.

A contaminação de fluidos lubrificantes tornou-se mais preocupante nos

últimos anos com o surgimento de uma nova geração de equipamentos, onde os

componentes internos têm folgas cada vez menores para gerar elevadas pressões

de trabalho e maior força aos equipamentos.

Processos de verificação de contaminação

- Contagem de partículas e Contagem óptica - Teste de Membrana

-Caracterização de Partículas – Para a determinação da severidade, modo e tipos de desgaste em máquinas por meio da identificação da morfologia, acabamento superficial, coloração, natureza e tamanho das partículas encontradas em amostras de óleos ou graxas lubrificantes de qualquer viscosidade, consistência e opacidade são utilizados vários métodos tais como:

- Ferrografia - Ferrografia quantitativa e Ferrografia analítica - Espectrofotometria; - Espectrometria de absorção atômica e Espectrometria de infravermelho

Em decorrência das menores folgas, os equipamentos hidráulicos se tornaram mais sensíveis aos contaminantes sólidos em suspensão nos fluidos e o controle dessa contaminação passou a ser indispensável para assegurar o funcionamento e a longa vida de válvulas, bombas e motores.

Há portanto a necessidade de se determinar, com clareza e precisão, qual o nível de limpeza que o fluido deve ter, para garantir o perfeito funcionamento dos sistemas hidráulicos.

Há muitos anos, organizações como ISO, NAS, entre outras, têm estabelecido critérios para determinar o nível de contaminação dos fluidos. Atualmente as normas internacionais mais aceitas são a ISO 4406 e a NAS 1638 (HDA, 2006).

Contaminação por óleo – efeitos:

- Alteração da constituição do óleo; - Corrosão;

- Diminuição da viscosidade dinâmica.

Classificação de contaminação

Há portanto a necessidade de se determinar, com clareza e precisão, qual o

nível de limpeza que o fluido deve ter, para garantir o perfeito funcionamento dos

sistemas Hidráulicos. Há muitos anos, organizações como NFPA, ASTM, SAE, ISO,

NAS, entre outras, têm estabelecido critérios para determinar o nível de

contaminação dos fluidos. Atualmente as normas internacionais mais aceitas são a

ISO 4406 e a NAS1638.

Como ocorre a contaminação de um sistema hidráulico?

Na maioria das vezes os contaminantes entram no sistema em forma de pó de metal ou borracha, além disso, a água e o ar aprisionado também contagiam o fluido.

A contaminação do líquido também pode ser chamada de deterioração aditiva, uma vez que os aditivos são as principais fontes de fornecimento de petróleo com determinadas características específicas. Uma vez que esses aditivos são mais vulneráveis às alterações químicas e físicas, a sua deterioração pode resultar em degradação do fluido.

A deterioração dos fluidos no sistema hidráulico de bombas, motores e válvulas muitas vezes ocorre devido a temperaturas elevadas, portanto, é aconselhável manter a temperatura de funcionamento do fluido hidráulico bem abaixo dos 60 graus Celsius (140 graus Fahrenheit).

Nível da Contaminação em sistemas hidraúlicos

Para determinar a contaminação de um sistema, há duas formas básicas: a quantitativa e a qualitativa. A quantitativa é por quantidade do resíduo contaminante por área ou volume específico. Já qualitativo é por tamanho de partícula ou cor do fluido.

Processo por ultra-som

No processo por ultra-som os componentes funcionais a serem examinados são colocados em um banho de ultra-som e, por um espaço de tempo definido com uma densidade de som e temperatura de banho também definida, submetidos à ação do ultra-som. A contaminação por partículas é solta pela entrada de energia e em seguida mediante lavagem com um líquido apropriado é removida do componente. A dispersão de partículas no líquido de lavagem obtida desta forma é analisada segundo processos de avaliação determinados. (vide capítulo 3.4) Deve-se observar que a densidade de energia do ultra-som, assim como a duração da ação do mesmo sobre o objeto de teste sejam incluídos no resultado. O processo por ultra-som é particularmente adequado para peças pequenas e componentes funcionais, nos quais todas as superfícies devam ser analisadas. Peças de fundição e elastômeros, na medida do possível, não devem ser tratadas com ultra-som, sendo que aqui há o perigo que o carbono, inserido no fundido, se desprende e assim falsificando a análise. Estes efeitos devem ser examinados antes de uma análise por ultra-som.

Processo por lavagem

Componentes funcionais com superfícies de fácil acesso, ou componentes, nos quais somente parte das superfí-cies deve ser avaliada, são examinadas pelo processo de lavagem. Neste método a superfície a ser analisada é lavada num ambiente definido limpo com um líquido de análise igualmente definido limpo. Antes da análise é confeccionada uma “prova cega” na qual todas as superfícies do ambiente, p. ex. a bandeja de coleta, são enxaguadas e este “valor cego” é tomado como contaminação básica do equipamento de análise. Depois o fluido da lavagem é analisado pelos processos de avaliação definidos. Veja na figura abaixo:

As áreas marcadas em LARANJA são as áreas de lavagem, as áreas marcadas em AZUL são designadas com áreas de análise. Na realidade os dois circuitos são conectados através de válvulas apropriadas de tal forma que se pode comutar entre os dois tanques de abastecimento. O croqui mostra o circuito simplificado. O fluido de análise é submetido a uma pressão de 4 a 6 bar e com isto transportado através do filtro de sistema e a pistola pulverizadora no ambiente de análise. O filtro de sistema é responsável para que o fluido de análise é pulverizado sobre a superfície a ser analisada com uma limpeza definida. O fluido carregado com as partículas é recolhido na bacia coletora e é filtrado com auxílio de vácuo através da membrana de análise. A membrana assim obtida é avaliada segundo os métodos de análise descritos a seguir.

Processo por agitação

Este método é raramente aplicado sendo que manualmente é muito difícil de ser reproduzido. Na aplicação de dispositivos de agitação automáticos, como são usados, por exemplo, em laboratórios químicos, a reprodutibilidade dos resultados é garantida. Os componentes funcionais examinados são peças desgastáveis cujas superfícies internas devem ser analisadas (p. ex. tubos, tanques). O importante é que as partículas, depois da agitação, sejam lavadas para fora do interior dos componentes funcionais. A tabela seguinte 17A mostra uma comparação dos diferentes processos de análise para examinar componentes funcionais individuais ou grupos funcionais:

Processos de avaliação

A avaliação do fluido de lavagem carregado com partículas pode ser efetuada segundo diversos pontos de vista. No caso de componentes fortemente contaminados oferece-se a assim chamada “análise gravimétrica”, e para componentes bastante limpos uma contagem de partículas em diferentes faixas de tamanho.

Filtração

Para a filtração dos fluídos hidráulicos são utilizados filtros que removem as

partículas de impurezas e a umidade (água) presentes no óleo e o recondiciona para

o seu uso. Os tipos de filtros variam de acordo com o tamanho das partículas que

removem.

A tabela a seguir apresenta , de acordo com a pressão na qual trabalha o

fluído, a filtração recomendada pela ISO, NAS e SAE:

A primeira coluna representa a taxa de limpeza mínima estabelecida pela

ISO. Já as outras duas seguintes é de acordo com a NAS e a SAE. Já a última

coluna representa o nível de filtragem.

A tabela a seguir estabelece o nível mostrado na última coluna da tabela

anterior o quanto equivale em porcentagem.

Tipos de filtros

Um sistema hidráulico precisa de um sistema de filtragem bom o suficiente para retirar de circulação a contaminação perigosa para os componentes hidráulicos (bombas, válvulas e atuadores). 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. Outro determinante é o material do filtro propriamente dito, que pode ser de tela metálica, fibra celulósica ou material sintético (variando de acordo com cada fabricante). Devido à evolução da tecnologia que fabrica componentes com folgas cada vez mais apertadas e para trabalhar com pressões cada vez mais elevadas, se faz necessária a aplicação de elementos absolutos de alta qualidade, construídos em camadas múltiplas com alta eficiência de retenção e especificações controladas em laboratório. Esses elementos podem ser posicionados na linha de pressão (após a bomba), na linha de retorno (após o óleo passar pelos consumidores) ou fora do circuito (off-line) filtrando o óleo do tanque com um conjunto motobomba independente, onde variações dos filtros de pressão são os filtros para montagem diretamente nos manifolds, os filtros tipo sandwich para proteger uma válvula específica e as baterias filtrantes para aplicações em altas vazões e altas pressões. Outro tipo de filtro são os respiros, que são colocados no tanque para que sejam removidos os contaminantes sólidos do ar e também umidade, no caso de respiros com sílica gel ou dessecantes.Pode-se ainda mencionar o filtro de sucção (montado na sucção da bomba). Entretanto, pela característica de ser bem aberto, geralmente não causa impacto na classe de limpeza do sistema e serve simplesmente para proteger a bomba contra contaminantes de grandes dimensões.

Filtros de sucção

Os filtros de sucção servem para proteger a bomba da contaminação do fluido. “São localizados antes da conexão de entrada da bomba, alguns podem ser de tela/celulose submersos no fluido, outros podem ser montados externamente. Ambos os elementos são de micragem alta para não provocar perda de carga na sucção da bomba e a consequente cavitação da mesma. Por esse motivo, são usados como proteção primária contra a contaminação” esclarece Sanches.

Filtros de Pressão

Servem para filtrar o óleo sob pressão antes que o mesmo seja utilizado pelo sistema. Os filtros de pressão são adequados especialmente para proteger os componentes sensíveis do lado filtrado do filtro, tais como servo-válvulas.

Filtros de Retorno

Permitem a retirada da contaminação gerada pelos componentes do sistema, juntamente com possíveis contaminantes externos.

Na maioria dos sistemas, o filtro de retorno é o último componente pelo qual passa o fluido antes de entrar no reservatório. Tanto os filtros de pressão e retorno podem ser encontrados em versão duplex. Nesse caso a filtragem é contínua e a vál vula duplex é acionada quando um elemento precisa de manutenção, desviando o fluxo para a câmara do filtro oposta.

Filtragem Off-Line

Sistema independente de um sistema hidráulico principal de uma máquina. Fazem parte da filtragem off-line componentes como bomba, filtro, motor elétrico e os sistemas de conexões. O fluido é bombeado fora do reservatório através do filtro e retorna para o reservatório em um ciclo contínuo.

Análise de Fluido

A indústria de filtragem usa os procedimentos da ISO 16889 - Procedimento para Teste de Múltipla Passagem - para avaliar o desempenho do elemento de filtro. Além disso, a análise do fluido assegura a conformidade com as especificações do fabricante, verificado a composição e o nível de contaminação.

Entre os métodos aplicados estão os Contadores de Partículas portátil ou estacionário, e a Análise Laboratorial. Um dos mais conhecidos também é o Teste de Membrana, análise feita a partir de uma amostra do fluido que é passada por um meio filtrante de membrana.

VANTAGENS E DESVANTAGENS DE CADA TIPO DE FILTRO

Filtro de Sucção Interna

Vantagens Desvantagens

Protege a bomba da contaminação do reservatório

São de difícil manutenção

São filtros baratos Não possuem indicador

Podem bloquear o fluxo do fluido

Não protege os elementos do sistema das partículas geradas pela bomba

Filtro de Sucção Externo

Vantagens Desvantagens

Protege a bomba da contaminação do reservatório

Pode bloquear o fluxo do fluido

Possui indicador que mostra quando o elemento está sujo

Não protege os elementos do sistema das partículas geradas pela bomba.

Podem ser trocados sem que haja a necessidade de se desmontar a linha de

sucção

Filtro de linha de pressão

Vantagens Desvantagens

Filtra partículas muito finas A carcaça deve ser protegida para altas pressões

Pode proteger um componente específico contra o perigo de contaminação por partícula

São caros, apesar de aguentarem altas pressões, choques hidráulicos e

diferencial de pressão

Filtro de Linha de Retorno

Vantagens Desvantagens

Retém contaminação no sistema antes que ela entre no reservatório

Não proteção direta para componentes do circuito

Mais barata que um filtro de pressão Alguns componentes podem ser afetados pela contrapressão gerada pela

pelo filtro

Fluido pode ter filtragem fina

Filtro Off - Line

Vantagens Desvantagens

Mais fácil de se trocar Ocupa maior espaço

Independente do sistema

Tratamento

Caso não possa mais ser filtrado e reutilizado o óleo, deve eliminá-lo de

acordo com as normas ambientais estabelecidas não só pela ISO, mas também por

entidades que protegem o meio ambiente, como a CETESB e IBAMA.

Na eliminação dos óleos em questão, deve-se isolá-lo de qualquer contato

com a natureza, aterrando-o em um lugar apropriado, como aterros sanitários.

Óleo Industrial

O tratamento dos fluidos lubrificante e hidráulicos tem por objetivo a eliminação dos

agentes prejudiciais à lubrificação:

- Partículas sólidas , água e gases.

Através de circuito fechado, o processo é executados em "paralelo", isto é, com a

máquina (injetora, prensa, extrusora, redutor, turbina, laminador, etc.) em

funcionamento. Este procedimento é de relevada importância, uma vez que faz com

que o fluído limpo escoe por tubulações, bombas e válvulas e superfícies internas

não atingidas nem pela troca de óleo.

A retenção de partículado é feita através de filtros com micragens regressivas.

A desidratação e desgaseificação é processada através de elementos

coalescentes de fibra de vidro submetidos à vácuo.

O PRINCÍPIO

Conservar o lubrificante em operação significa manter suas características Físico-

químicas para que este fluído cumpra a importante função de lubrificar, transmitir

potência, dissipar calor, etc.

O tratamento visa o recondicionamento físico completo do fluído, reduzindo o grau

de limpeza e teores de água e gases à níveis excedentes aos do óleo novo.

PRINCIPAIS BENEFÍCIOS

Fornecimento após ou durante o serviço, laudos de contagem de partículas. (de

acordo com NORMA ISO 4406 ou NAS 1638).

A multiplicação da vida útil do lubrificante, uma vez que o mesmo se torna ácido em

função da combinação da temperatura, alguns gases (principalmente O e H),

partículas metálicas (Cobre, Ferro, Chumbo, etc...) e fundamentalmente água, que

mesmo em dissolução, é extremamente nociva e formadora de compostos ácidos.

A preservação de componentes internos. (bombas, válvulas, etc...) Partículas geram

desgastes que geram partículas. Essa "usinagem" e "travamentos" não ocorre em

fluídos limpos.

Os gases facilitam o atrito entre peças e a perda de transmissão de potência em

fluídos hidráulicos, além de que alguns deles são corrosivos. Obtem-se

desgaseificação completa do fluído.

Quanto maior a frequência de tratamento, menor é a formação de borra no

reservatório, proveniente da combinação dos contaminantes.

Conclusão

Vemos que, o fluído hidráulico é muito importante para o funcionamento das

indústrias. Mas requer um uso consciente, seguindo todas as normas estabelecida,

não só apenas em termos de produtividade, mas também em proteção ao meio

ambiente.

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