Já alguma vez se interrogou sobre o que mantém o motor do seu automóvel a funcionar sem problemas? O óleo lubrificante desempenha um papel crucial na redução da fricção e do desgaste, mas há mais do que parece. Nesta publicação do blogue, vamos mergulhar nas propriedades básicas do óleo lubrificante, tal como explicado por um engenheiro mecânico experiente. Descubra a complexa mistura de hidrocarbonetos que constituem este fluido essencial e saiba como as suas propriedades físicas e químicas contribuem para o seu desempenho.
O óleo lubrificante é um produto tecnicamente avançado composto por uma mistura complexa de hidrocarbonetos. O seu desempenho efetivo é o resultado de múltiplas alterações físicas e químicas que ocorrem simultaneamente.
As propriedades do óleo lubrificante englobam as propriedades físicas e químicas gerais e especiais, bem como os resultados dos ensaios de simulação em banco de ensaio.
Cada tipo de massa lubrificante tem propriedades físicas e químicas gerais específicas que são indicativas da sua qualidade interna.
As propriedades físicas e químicas gerais do óleo lubrificante são as seguintes
A cor de um produto petrolífero pode frequentemente indicar o seu nível de refinação e estabilidade. Níveis de refinação mais elevados resultam na remoção de óxidos e sulfuretos de hidrocarbonetos, levando a uma cor mais clara.
No entanto, mesmo que o processo de refinação seja idêntico, a cor e a clareza dos óleos de base produzidos a partir de diferentes fontes e géneros de petróleo bruto podem variar.
No caso dos óleos lubrificantes recentemente produzidos, a adição de aditivos anula a importância da cor como indicador do nível de refinação do óleo de base.
A densidade é uma propriedade física simples e amplamente utilizada do óleo lubrificante.
A densidade do óleo lubrificante aumenta com o aumento do seu teor de carbono, oxigénio e enxofre.
Por conseguinte, com a mesma viscosidade ou peso molecular, o óleo lubrificante com uma maior proporção de aromáticos, colóides e asfaltenos terá a densidade mais elevada. O óleo lubrificante com mais cicloalcanos terá uma densidade moderada, enquanto o óleo lubrificante com mais alcanos terá a densidade mais baixa.
A viscosidade é uma medida da fricção interna dos produtos petrolíferos e reflecte o grau de oleosidade e fluidez do produto.
Sem a adição de aditivos funcionais, uma viscosidade mais elevada corresponde normalmente a uma película de óleo mais forte, mas a uma fluidez mais fraca.
O ponto de inflamação é uma medida da taxa de evaporação do óleo. Quanto mais leve for a fração de óleo, maior será a sua taxa de evaporação e menor será o seu ponto de inflamação. Pelo contrário, as fracções mais pesadas de petróleo têm taxas de evaporação mais baixas e pontos de inflamação mais elevados.
O ponto de inflamação é também um indicador do risco de incêndio dos produtos petrolíferos. O nível de perigo dos produtos petrolíferos é determinado com base no seu ponto de inflamação. Os produtos com pontos de inflamação inferiores a 45°C são considerados inflamáveis, enquanto os produtos com pontos de inflamação superiores a 45°C são considerados não inflamáveis.
É estritamente proibido aquecer os produtos petrolíferos até à temperatura do seu ponto de inflamação durante o armazenamento e o transporte.
Em geral, são preferidos pontos de inflamação mais elevados, especialmente quando se escolhe um óleo lubrificante com base na temperatura de funcionamento e nas condições de trabalho. Um ponto de inflamação que seja 20 a 30°C mais elevado do que a temperatura de funcionamento é considerado seguro para utilização.
O ponto de congelação refere-se à temperatura máxima a que o óleo deixa de fluir em condições de arrefecimento específicas.
A solidificação dos produtos petrolíferos é distinta da dos compostos puros e não existe uma temperatura de solidificação definida para os produtos petrolíferos. Pelo contrário, a "solidificação" refere-se apenas a uma perda de fluidez como um todo, uma vez que nem todos os componentes se tornam sólidos.
O ponto de congelação do óleo lubrificante é um índice de qualidade crucial que indica a sua fluidez a baixa temperatura. É importante para a produção, transporte e utilização. O óleo lubrificante com um ponto de congelação elevado não pode ser utilizado em ambientes de baixa temperatura, enquanto o óleo com um ponto de congelação baixo é desnecessário em áreas de alta temperatura, uma vez que aumenta o custo de produção.
Normalmente, o ponto de congelação do óleo lubrificante deve ser 5 a 7°C mais baixo do que a temperatura mínima de funcionamento. No entanto, é importante ter em conta o ponto de congelação, a viscosidade a baixa temperatura e as características da temperatura de viscosidade do óleo ao escolher um óleo lubrificante para baixa temperatura. O óleo com um ponto de fluidez baixo pode não ter as características desejadas de viscosidade a baixa temperatura e temperatura de viscosidade.
O ponto de congelação e o ponto de fluidez são ambos indicadores da fluidez a baixa temperatura dos produtos petrolíferos, mas os métodos de determinação são ligeiramente diferentes. Embora o ponto de fluidez e o ponto de congelação do mesmo óleo nem sempre sejam iguais, o ponto de fluidez é normalmente 2 a 3°C mais elevado do que o ponto de congelação, embora haja excepções.
O índice de acidez é uma medida da presença de substâncias ácidas no óleo lubrificante e é expresso em unidades de mgKOH/g. Pode ser dividido em valores de acidez forte e fraca, sendo a combinação dos dois referida como o valor de acidez total (TAN). Quando se refere a "valor de acidez", normalmente significa "valor de acidez total (TAN)".
O valor alcalino é um indicador da quantidade de substâncias alcalinas no óleo lubrificante e é expresso em unidades de mgKOH/g. Também pode ser dividido em valores alcalinos fortes e fracos, sendo a combinação dos dois referida como o valor alcalino total (TBN). Quando se refere a "valor alcalino", normalmente significa "valor alcalino total (TBN)".
O valor de neutralização engloba tanto o valor ácido total como o valor básico total, mas, salvo indicação em contrário, o "valor de neutralização" refere-se normalmente ao "valor ácido total" e é expresso em unidades de mgKOH/g.
O teor de água refere-se à percentagem de água no óleo lubrificante, normalmente expressa em peso.
A presença de água no óleo lubrificante pode perturbar a película de óleo e afetar negativamente a lubrificação. Também acelera a corrosão dos ácidos orgânicos nas superfícies metálicas, causando ferrugem no equipamento e aumentando o risco de sedimentação.
Em resumo, quanto mais baixo for o teor de água no óleo lubrificante, melhor.
As impurezas mecânicas referem-se a precipitados insolúveis ou suspensões coloidais no óleo lubrificante que não podem ser dissolvidos em solventes como a gasolina, o etanol e o benzeno.
Estas impurezas são frequentemente constituídas por areia e limalhas de ferro, bem como por alguns sais de metais orgânicos introduzidos por aditivos difíceis de dissolver nos solventes.
Em geral, as impurezas mecânicas do óleo de base do óleo lubrificante devem ser mantidas abaixo de 0,005% (um nível de 0,005% ou inferior é considerado como ausente).
As cinzas são as substâncias incombustíveis que permanecem após a combustão em condições específicas.
As cinzas são normalmente constituídas por elementos metálicos e os seus sais.
O conceito de cinzas pode variar consoante os produtos petrolíferos. No caso do óleo de base ou dos produtos petrolíferos sem aditivos, as cinzas podem ser utilizadas para avaliar a profundidade de refinação do produto. Para produtos petrolíferos com aditivos de sais metálicos, as cinzas servem como meio de quantificar a quantidade de aditivos adicionados.
Em alguns países estrangeiros, as cinzas de ácido sulfúrico são utilizadas como substituto das cinzas. Isto envolve a adição de uma pequena quantidade de ácido sulfúrico concentrado à amostra de óleo após a queima, mas antes de ser incinerada, convertendo os elementos metálicos do aditivo em sulfato.
Nas condições experimentais especificadas, o resíduo negro que se forma após a evaporação aquecida e a combustão dos produtos petrolíferos é designado por resíduo de carbono.
O resíduo de carbono é um índice de qualidade essencial para o óleo base de óleo lubrificante, utilizado para determinar a sua natureza e profundidade de refinação.
A quantidade de resíduos de carbono no óleo de base do óleo lubrificante é influenciada não só pela sua composição química, mas também pela profundidade de refinação do óleo.
Os principais componentes que contribuem para o resíduo de carbono no óleo lubrificante são a goma, o asfalteno e os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos.
Em condições de falta de ar, estas substâncias sofrem uma intensa decomposição térmica e condensação, levando à formação de resíduos de carbono.
Normalmente, quanto maior for a profundidade de refinação do óleo, menor será o valor do resíduo de carbono.
Regra geral, quanto mais baixo for o valor do resíduo de carbono do óleo de base, melhor será a sua qualidade.
No entanto, muitos produtos petrolíferos contêm atualmente aditivos de elementos metálicos, enxofre, fósforo e azoto, que resultam em valores elevados de resíduos de carbono.
Por conseguinte, o resíduo de carbono do óleo aditivado já não tem o seu significado original na determinação da qualidade do óleo.
As impurezas mecânicas, a humidade, as cinzas e os resíduos de carbono são indicadores de qualidade que reflectem a pureza dos produtos petrolíferos e a profundidade de refinação do óleo de base lubrificante.
Para além das propriedades físicas e químicas gerais, cada óleo lubrificante deve também possuir propriedades físicas e químicas específicas que caracterizam as suas características de utilização.
Quanto mais elevados forem os requisitos de qualidade ou quanto mais específica for a aplicação do óleo, mais acentuadas se tornam as suas propriedades físicas e químicas únicas.
Segue-se uma breve introdução aos métodos de ensaio que reflectem estas propriedades físicas e químicas especiais:
A estabilidade à oxidação refere-se ao desempenho anti-envelhecimento dos lubrificantes.
Para lubrificantes industriais com vidas úteis longas, este índice é um requisito e tornou-se um requisito de desempenho específico para estes tipos de óleos.
Existem vários métodos para determinar a estabilidade à oxidação dos produtos petrolíferos.
Essencialmente, uma quantidade específica de óleo é sujeita a oxidação a uma temperatura específica durante um determinado período de tempo na presença de ar (ou oxigénio) e catalisadores metálicos. O valor ácido resultante, a alteração da viscosidade e a formação de sedimentos do óleo são então medidos.
Todos os lubrificantes têm diferentes tendências para a oxidação automática, dependendo da sua composição química e das condições externas.
Com o uso, ocorre a oxidação e algumas substâncias como aldeídos, cetonas, ácidos, colóides, asfaltenos e outras são gradualmente geradas.
A estabilidade à oxidação é o desempenho de inibir a formação destas substâncias, que são prejudiciais à usabilidade dos produtos petrolíferos.
A qualidade da estabilidade térmica refere-se à resistência a altas temperaturas dos produtos petrolíferos, ou à capacidade do óleo lubrificante de resistir à decomposição térmica, especificamente, a temperatura de decomposição térmica.
Alguns óleos hidráulicos anti-desgaste e óleos de compressor de alta qualidade têm requisitos estabelecidos para a estabilidade térmica.
A estabilidade térmica dos produtos petrolíferos depende principalmente da composição do óleo de base.
Muitos aditivos com baixas temperaturas de decomposição podem ter um impacto negativo na estabilidade dos produtos petrolíferos.
Os antioxidantes não podem aumentar significativamente a estabilidade térmica dos produtos petrolíferos.
A oleosidade refere-se à capacidade de as substâncias polares do óleo lubrificante formarem uma película sólida de adsorção física e química na superfície metálica das peças de fricção, proporcionando resistência a cargas elevadas e reduzindo a fricção e o desgaste.
A pressão extrema refere-se à decomposição de substâncias polares no óleo lubrificante na superfície metálica das peças de fricção sob alta temperatura e alta carga, resultando numa reação com a superfície metálica para formar uma película de pressão extrema macia (ou plástica) com um ponto de fusão baixo.
Esta película proporciona lubrificação e resistência a impactos, cargas elevadas e altas temperaturas.
A oxidação do óleo ou os efeitos dos aditivos podem frequentemente levar à corrosão do aço e de outros metais não ferrosos.
Um teste de corrosão típico envolve colocar uma barra de cobre vermelho em óleo e expô-la a 100 ℃ durante 3 horas, seguido da observação de quaisquer alterações no cobre.
Outro ensaio de resistência à corrosão é realizado expondo as superfícies de aço à oxidação sob a ação da água e do vapor.
A determinação da resistência à ferrugem consiste em adicionar 30 ml de água destilada ou água do mar artificial a 300 ml de óleo de ensaio e, em seguida, colocar um barra de aço na mistura, agitando-a a 54 ℃ durante 24 horas e observando se a barra de aço foi corroída.
Os produtos petrolíferos devem ter a capacidade de resistir à corrosão do metal e à ferrugem. Estas duas propriedades são normalmente testadas e exigidas nas normas para lubrificantes industriais.
Durante o funcionamento do óleo lubrificante, a presença de ar leva frequentemente à formação de espuma, especialmente quando o óleo contém aditivos tensioactivos. A espuma é difícil de dissipar e a sua formação pode ter consequências negativas.
A formação de espuma no óleo lubrificante pode destruir a película de óleo, provocar a sinterização da superfície de fricção ou aumentar o desgaste, acelerar a oxidação e a deterioração do óleo lubrificante e aumentar a resistência do ar no sistema de lubrificação, afectando a circulação do óleo lubrificante. Por conseguinte, a anti-espuma é um índice de qualidade crucial para o óleo lubrificante.
A estabilidade hidrolítica descreve a estabilidade do óleo quando exposto à água e a metais (principalmente cobre).
Se o óleo tiver um elevado valor de acidez ou contiver aditivos que se decomponham facilmente em substâncias ácidas em contacto com a água, este índice é frequentemente insatisfatório.
O método de medição consiste em adicionar uma quantidade específica de água ao óleo de ensaio, misturar e agitar a tira de cobre a uma determinada temperatura durante um determinado período de tempo e, em seguida, medir o valor de acidez da camada de água e a perda de peso da tira de cobre.
Na utilização industrial, o óleo lubrificante é frequentemente misturado com alguma água de arrefecimento.
Se o óleo lubrificante tiver fracas propriedades anti-emulsificantes, formará uma emulsão com a água misturada, dificultando a separação da água e a sua descarga do fundo do tanque de óleo circulante, o que conduz a uma lubrificação deficiente.
Por conseguinte, a demulsibilidade é uma propriedade física e química crucial dos lubrificantes industriais.
Normalmente, 40 ml de óleo de ensaio e 40 ml de água destilada são agitados vigorosamente a uma temperatura específica durante um determinado período de tempo e, em seguida, observa-se o tempo de separação da camada de óleo, da camada de água e da camada de emulsão em 40-37-3 ml.
No caso do óleo de engrenagem industrial, o teste consiste em misturar o óleo com água, agitá-lo durante 5 minutos a uma temperatura específica e a 6000 rpm, deixá-lo repousar durante 5 horas e, em seguida, medir os mililitros de óleo, água e camada de emulsão.
A norma relativa ao óleo hidráulico exige que o óleo tenha boas propriedades de libertação de ar, uma vez que nos sistemas hidráulicos, se o ar dissolvido no óleo não for libertado atempadamente, pode afetar a precisão e a sensibilidade da transmissão hidráulica e, em casos graves, não cumprir os requisitos do sistema hidráulico.
O método de medição desta propriedade é semelhante ao da antiespuma, mas mede o tempo de libertação do ar (MIST) dissolvido no óleo.
Em sistemas hidráulicosA borracha é normalmente utilizada como vedante.
Os produtos petrolíferos das máquinas entram inevitavelmente em contacto com alguns vedantes.
Os produtos petrolíferos com fraca compatibilidade com a borracha podem causar inchaço, encolhimento, endurecimento e fissuras, afectando a sua capacidade de vedação.
Por conseguinte, é necessário que os produtos petrolíferos tenham uma boa compatibilidade com a borracha.
A norma relativa aos óleos hidráulicos exige um índice de vedação da borracha, que é determinado pela observação da alteração do tamanho de um anel de borracha após ter sido embebido em óleo durante um determinado período de tempo.
Durante a utilização de óleo com agentes de aderência, o cisalhamento mecânico pode causar a quebra do polímero de elevado peso molecular no óleo, reduzindo a sua viscosidade e prejudicando a lubrificação normal.
Consequentemente, a estabilidade ao cisalhamento é uma propriedade física e química crucial que deve ser testada para este tipo de óleo.
Existem vários métodos para determinar a estabilidade ao cisalhamento, incluindo o método de cisalhamento ultrassónico, o método de cisalhamento do bocal, o método de cisalhamento da bomba Vickers e o método de cisalhamento da roda dentada FZG.
Estes métodos medem, em última análise, a taxa de declínio da viscosidade do óleo.
A solubilidade é frequentemente medida pelo ponto de anilina.
Os diferentes tipos de óleo têm pontos de anilina variáveis, que representam o limite de solubilidade dos aditivos compostos. O valor limite para o óleo com baixo teor de cinzas é superior ao do óleo peralcalino, e o valor limite para o óleo de fase única é superior ao do óleo de várias fases.
A volatilidade do óleo de base afecta o consumo de combustível, a estabilidade da viscosidade e a estabilidade da oxidação.
Estas propriedades são especialmente importantes para os óleos multi-estágio e para os óleos economizadores de energia.
Refere-se às propriedades físicas e químicas específicas da massa lubrificante anti-ferrugem.
Os seus métodos de ensaio incluem o ensaio de humidade, o ensaio de pulverização de sal, o ensaio de laminação, o ensaio de deslocamento de água, bem como o ensaio de caixa de persiana, o ensaio de armazenamento a longo prazo, etc.
O desempenho elétrico é uma caraterística única do óleo isolante, que consiste essencialmente no ângulo de perda dieléctrica, na constante dieléctrica, na tensão de rutura, na tensão de impulso, etc.
A profundidade de refinação, as impurezas e a humidade do óleo de base têm um impacto significativo no desempenho elétrico dos produtos petrolíferos.
Para além das propriedades físicas e químicas gerais da massa lubrificante, as massas lubrificantes especializadas têm as suas próprias propriedades físicas e químicas específicas.
Por exemplo, as massas lubrificantes com boa resistência à água requerem um ensaio de encharcamento com água;
A massa lubrificante para baixas temperaturas deve ser submetida a um ensaio de binário a baixas temperaturas;
A massa lubrificante multiusos deve ser testada quanto à sua resistência ao desgaste sob pressão extrema e à ferrugem;
A massa lubrificante de longa duração deve ser submetida a um teste de vida útil da chumaceira.
Existem métodos de ensaio correspondentes para determinar estas propriedades.
Para além do desempenho geral, cada produto petrolífero deve ter o seu próprio desempenho especial único.
Por exemplo, a taxa de arrefecimento de óleo de têmpera deve ser medido;
O óleo emulsionado deve ser submetido a um teste de estabilidade da emulsão;
O coeficiente anti-crise deve ser medido para o óleo hidráulico dos carris de guia;
O óleo lubrificante para pulverização deve ser testado quanto à sua difusividade;
O ponto de coagulação do óleo refrigerante deve ser determinado;
O óleo para engrenagens a baixa temperatura deve ser testado quanto à formação do ponto de fluidez, etc. Estas características requerem uma composição química especial do óleo de base ou aditivos específicos para as assegurar.
Desgaste abrasivo: Desgaste mecânico causado pelo deslizamento de duas superfícies de contacto em movimento relativo.
Aditivo: Uma pequena quantidade de substâncias adicionadas para melhorar o desempenho da lubrificação.
Melhorador de aderência: Aditivos adicionados ao óleo e à massa lubrificante para melhorar a aderência, como o poli-isobutileno.
Lubrificante de aderência: Um lubrificante que contém um modificador de aderência para evitar que se desprenda devido à força centrífuga.
Revestimento AF (Antifriction Coating): O lubrificante sólido de película seca mais utilizado, que pode ser curado à temperatura ambiente ou com calor. A fórmula consiste em materiais lubrificantes sólidos (conhecidos como "matérias-primas") e materiais de ligação, ver "Aglutinante".
Anti-envelhecimento: Envelhecimento dos materiais causado por factores como a oxidação, o sobreaquecimento ou a presença de determinados metais (por exemplo, cobre, chumbo, prata). A resistência ao envelhecimento dos materiais pode ser melhorada através da adição de aditivos como os antioxidantes.
ASTM: American Society for Testing and Materials (Sociedade Americana de Ensaios e Materiais).
Óleo base: Os componentes fundamentais do óleo lubrificante e da massa lubrificante.
Aglutinante: Um meio não volátil ou excipiente utilizado para melhorar a ligação entre partículas de material lubrificante sólido ou para aumentar a adesão entre a película lubrificante sólida e a superfície de fricção.
Torque de afrouxamento: A força necessária para afrouxar um ligação por parafusos.
Inércia química: Um lubrificante que não reage com determinadas substâncias.
Coeficiente de fricção: A relação entre a força de atrito e a força normal entre duas superfícies de contacto.
Desempenho a baixas temperaturas: O ponto de turvação, o ponto de fluidez e o ponto de congelação são utilizados para avaliar o desempenho do óleo lubrificante, enquanto os testes de pressão de fluxo Kesternich e de binário a baixa temperatura podem ser utilizados para medir a massa lubrificante.
Coloide: Partículas num líquido estável com um tamanho que varia entre 10^-5 e 10^-7 cm, utilizadas como uma solução sem sedimentação de partículas.
Massa composta: Massa lubrificante feita com um espessante de sabão metálico e vários ácidos, especialmente adequada para altas temperaturas e utilização a longo prazo.
Consistência: Um índice de massa lubrificante que se divide em penetração do cone de não trabalho e penetração do cone de trabalho e é medido de acordo com a norma NLGI (National Lubricating Grease Institute).
Basta dividir a consistência em nove graus, por exemplo:
| Grau de consistência | Cone de trabalho (1/10mm) |
| 00 | #：400-430 |
| 0 | #：350-385 |
| 1 | #：310-340 |
| 2 | #：265-295 |
Densidade: A massa do lubrificante por unidade de volume a 20°C, expressa em g/cm3.
Detergentes: Tensioactivos que removem resíduos superficiais e sedimentos.
Dispersibilidade: Melhora a dispersibilidade de substâncias insolúveis num líquido.
Valor DN: Um valor de referência para a velocidade da massa lubrificante de rolamentos em rotação, expresso como o diâmetro do passo do rolamento (mm) multiplicado por rotações por minuto.
Ponto de gotejamento: A temperatura à qual a massa lubrificante muda de um estado semi-sólido para um estado líquido, indicando a resistência ao calor da massa lubrificante. A temperatura do ponto de gotejamento é definida como a temperatura à qual a primeira gota cai do recipiente à medida que a temperatura aumenta.
Viscosidade dinâmica: Também conhecida como viscosidade absoluta, que reflecte a resistência interna entre as moléculas de fluido quando o óleo lubrificante flui. É medida pelo fluxo de óleo lubrificante através de um tubo ou fenda.
Aditivo EP: Uma substância química utilizada para melhorar a capacidade de suportar cargas pesadas e temperaturas elevadas, aumentando a resistência ao desgaste do óleo e da massa lubrificante.
Emcor: Um teste de resistência à corrosão para massa lubrificante em rolamentos em água. Pelo menos duas chumaceiras lubrificadas com massa são testadas depois de funcionarem em água durante cerca de uma semana. O valor da resistência à corrosão varia de 0 a 5, sendo que 0 indica ausência de corrosão e 5 indica corrosão grave.
Óleo de éster: Compostos de ácidos e álcoois utilizados como materiais lubrificantes e na produção de massas lubrificantes.
Ponto de inflamação: A temperatura mais baixa a que uma mistura de vapor de óleo e ar se inflama e se inflama.
Óleo de Fluorosilicone: Um óleo de silicone que contém átomos de flúor nas suas moléculas.
Desgaste por corrosão por atrito: Um tipo de desgaste mecanoquímico causado por um ligeiro deslizamento de dois corpos em contacto, resultando em picadas na superfície de fricção e na acumulação de lascas de óxido entre as superfícies de fricção.
Atrito: O fenómeno de resistência tangencial na interface de contacto de dois objectos em movimento relativo.
Massa lubrificante: Um meio lubrificante composto por óleo de base e um espessante.
Inibidor: Um aditivo utilizado em lubrificantes para retardar o envelhecimento e a corrosão.
Ponto de congelação: A temperatura máxima do produto petrolífero quando a amostra de óleo arrefecida deixa de se mover nas condições de ensaio especificadas, expressa em °C.
Ponto de fluidez: A temperatura mais baixa à qual uma amostra arrefecida pode fluir sob condições de teste especificadas, expressa em °C. É um índice convencional utilizado para medir a fluidez a baixa temperatura do óleo lubrificante. O ponto de fluidez é ligeiramente superior ao ponto de congelação. Anteriormente, o ponto de fluidez era normalmente utilizado, mas atualmente o ponto de congelação é amplamente utilizado a nível internacional.
Na próxima década, a região da Ásia-Pacífico deverá registar uma procura de óleo lubrificante de 15,5 milhões de toneladas, com a China a representar 40% da procura da região.
Em 2020, a procura de lubrificantes na China duplicou e ultrapassou a dos Estados Unidos.
O rápido crescimento da procura interna de óleos para automóveis e a tendência para óleos para automóveis de alta qualidade conduzirão a indústria de lubrificantes para automóveis a um período de rápido desenvolvimento.
À medida que a procura de lubrificantes para automóveis continua a aumentar, o mesmo acontece com a qualidade do óleo, com os produtos de óleo topo de gama a alinharem-se diretamente com as normas internacionais.
Em geral, quando a velocidade de funcionamento dos componentes é elevada, é provável que a carga superficial seja menor e que o óleo lubrificante correspondente tenha uma viscosidade mais baixa, como o óleo de fuso. Por outro lado, se a velocidade de funcionamento for baixa, a carga superficial é maior e o óleo lubrificante deve ter uma viscosidade mais elevada, como o óleo de engrenagens. No entanto, é importante notar que o óleo lubrificante deve cumprir os regulamentos estabelecidos pelo fornecedor do equipamento para a seleção do óleo.
É importante notar que a qualidade do óleo lubrificante não pode ser avaliada apenas com base na sua viscosidade, uma vez que tem vários outros indicadores a considerar.
O óleo lubrificante é geralmente produzido a partir de óleo fraccionado ou de óleo vegetal refinado. É também conhecido como massa lubrificante e é um óleo lubrificante não volátil. De acordo com as suas fontes, os óleos lubrificantes podem ser divididos em óleos animais e vegetais, lubrificantes de petróleo e lubrificantes sintéticos.
O óleo lubrificante de petróleo é responsável por mais de 97% do consumo total e, como resultado, o óleo lubrificante é frequentemente utilizado indistintamente com o óleo lubrificante de petróleo. O principal objetivo do óleo lubrificante é reduzir a fricção entre as peças móveis e também serve como agente de arrefecimento, veda superfícies, previne a corrosão e a ferrugem, proporciona isolamento, transmite energia, limpa impurezas, etc.
As matérias-primas para a produção de óleo lubrificante são a fração de óleo lubrificante e a fração de resíduos das unidades de destilação de petróleo bruto. Os componentes, tais como substâncias formadoras de carbono livre, substâncias com baixo índice de viscosidade, substâncias com fraca estabilidade à oxidação, parafina e produtos químicos que afectam a cor, são reduzidos ou removidos através de processos como a desasfaltagem com solvente, a desparafinagem com solvente, a refinação com solvente, a hidrofinação, a refinação ácido-base e a refinação com argila. O resultado é um óleo de base de óleo lubrificante qualificado.
Após a adição de aditivos, o óleo de base torna-se num produto de óleo lubrificante. As principais propriedades do óleo lubrificante são a viscosidade, a estabilidade à oxidação e a lubricidade, que estão todas intimamente relacionadas com a composição das fracções de óleo lubrificante.
A viscosidade é um importante indicador de qualidade que reflecte a fluidez do óleo lubrificante. Diferentes condições de serviço têm diferentes requisitos de viscosidade, sendo o óleo lubrificante de alta viscosidade preferido para máquinas de carga pesada e baixa velocidade.
A estabilidade à oxidação refere-se à capacidade do produto petrolífero para resistir à oxidação em ambientes de serviço devido à temperatura, ao oxigénio do ar e à catálise metálica. A oxidação do óleo resulta na formação de substâncias finas de carbono à base de asfalteno, substâncias viscosas semelhantes a tintas, ou películas de tinta, ou substâncias aquosas viscosas, que reduzem ou eliminam o desempenho do óleo.
A lubricidade é uma medida da capacidade do óleo lubrificante para reduzir o atrito.
O óleo lubrificante é um lubrificante líquido que é utilizado em vários tipos de máquinas para reduzir a fricção, proteger as máquinas e prolongar a vida útil das peças maquinadas. Desempenha várias funções importantes, incluindo a lubrificação, o arrefecimento, a prevenção da ferrugem, a limpeza, a vedação e o amortecimento. O óleo lubrificante representa 85% de todos os lubrificantes utilizados e existem inúmeras marcas disponíveis com uma taxa de consumo anual de aproximadamente 38 milhões de toneladas em todo o mundo.
Os requisitos gerais para o óleo lubrificante incluem:
O óleo lubrificante é composto por um óleo de base e aditivos. O óleo de base é o principal componente do óleo lubrificante e determina as suas propriedades básicas. Os aditivos são utilizados para melhorar o desempenho do óleo de base e acrescentar novas propriedades, tornando-os numa parte importante do óleo lubrificante.
Os óleos lubrificantes em barril e em lata devem ser armazenados num armazém para os proteger dos efeitos do clima.
Os barris abertos de óleo lubrificante devem ser mantidos no armazém e armazenados horizontalmente, com as duas extremidades firmemente calçadas com cunhas de madeira para evitar que rolem.
Inspecionar regularmente os barris para detetar fugas e assegurar que as marcações nas suas superfícies são claras.
Se for necessário armazenar o barril na vertical, é aconselhável virá-lo de cabeça para baixo, com a tampa virada para baixo, ou incliná-lo ligeiramente para evitar que a água da chuva se acumule na superfície e possa inundar a ligação do barril.
A água pode ter efeitos negativos nos óleos lubrificantes e, embora não seja fácil penetrar na tampa do cano, pode entrar no cano se este estiver exposto a mudanças de temperatura extremas.
A exposição ao sol quente durante o dia e a temperaturas frias à noite pode causar expansão e contração térmicas, levando a alterações na pressão do ar dentro do barril. Este efeito de "respiração" pode fazer com que o ar seja expelido do barril durante o dia e inalado de volta à noite, potencialmente trazendo água para dentro do barril se a tampa estiver imersa. Com o tempo, isto pode resultar numa quantidade significativa de água misturada com o azeite.
Para distribuir o óleo, colocar o barril numa estrutura de madeira de altura apropriada e utilizar uma torneira na tampa para drenar o óleo para um recipiente para evitar pingos. Em alternativa, inserir um tubo de óleo a partir da extremidade do barril e utilizar uma bomba manual para distribuir o óleo.
Ao armazenar óleo a granel num tanque, é inevitável que a condensação e a sujidade se misturem e formem uma camada de lama no fundo, potencialmente contaminando o óleo lubrificante. Para evitar esta situação, o fundo do depósito deve ser concebido em forma de borboleta ou inclinado e deve ser instalada uma torneira de drenagem para descarregar regularmente os resíduos. Recomenda-se também a limpeza regular do interior do depósito.
A massa lubrificante é mais sensível às mudanças de temperatura do que o óleo lubrificante. A exposição prolongada a temperaturas elevadas (como a luz solar) pode provocar a separação dos componentes do óleo na massa lubrificante, pelo que é importante armazenar os barris de massa lubrificante num armazém, com a boca do barril virada para cima.
A abertura maior dos barris de massa lubrificante facilita a penetração de sujidade e água, por isso, certifique-se de que fecha a extremidade do barril imediatamente após a distribuição.
Os óleos lubrificantes não devem ser armazenados em áreas demasiado frias ou demasiado quentes durante longos períodos de tempo, uma vez que as temperaturas extremas podem ter efeitos adversos no óleo.
Os óleos de base para óleos lubrificantes são essencialmente classificados em óleos de base minerais e sintéticos. Embora os óleos de base minerais sejam amplamente utilizados e constituam uma grande parte do mercado (cerca de 95% ou mais), certas aplicações requerem produtos misturados com óleos de base sintéticos, o que levou a um rápido crescimento da utilização de óleos de base sintéticos.
Os óleos de base minerais são derivados do petróleo bruto e são submetidos a vários processos de refinação, tais como a destilação atmosférica e de vácuo, a desasfaltagem com solvente, a refinação com solvente, a desparafinagem com solvente e a argila ou hidrorrefinação.
Em 1995, a norma para óleos de base lubrificantes na China foi actualizada, com uma modificação do método de classificação e a adição de duas normas especiais de óleos de base para baixo ponto de fluidez e refinação profunda. A seleção do melhor petróleo bruto é crucial na produção de lubrificantes minerais.
A composição química dos óleos de base minerais inclui hidrocarbonetos de elevado ponto de ebulição com elevado peso molecular e misturas de não hidrocarbonetos. Estas composições são normalmente constituídas por alcanos (de cadeia linear, de cadeia ramificada e de cadeia ramificada múltipla), cicloalcanos (monocíclicos, bicíclicos e policíclicos), aromáticos (monocíclicos e policíclicos), cicloalquil aromáticos, compostos orgânicos contendo oxigénio, azoto e enxofre, colóides, asfaltenos e outros compostos não hidrocarbonados.
No passado, as principais empresas petrolíferas estrangeiras classificavam os óleos de base com base na natureza e na tecnologia de processamento do petróleo bruto em categorias como o óleo de base parafínico, o óleo de base intermédio e o óleo de base nafténico. No entanto, com a tendência para óleos de motor de baixa viscosidade, de vários níveis e universais na década de 1980, foram impostos requisitos de índice de viscosidade mais elevados aos óleos de base. Como resultado, o método de classificação original tornou-se desatualizado e as empresas petrolíferas estrangeiras começaram a classificar os óleos de base com base no índice de viscosidade sem uma norma rigorosa.
Em 1993, o API introduziu um sistema de classificação de cinco categorias para óleos de base (API-1509) e incorporou-o no sistema de licenciamento e certificação de óleos de motor do API (EOLCS).
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