Compreender as propriedades dos óleos lubrificantes

O desempenho básico do óleo lubrificante

O óleo lubrificante é um produto tecnologicamente avançado, que é uma mistura complexa de hidrocarbonetos, e o seu verdadeiro desempenho é o efeito abrangente de alterações físicas ou químicas complexas.

O desempenho básico do óleo lubrificante inclui propriedades físicas e químicas gerais, propriedades físicas e químicas especiais e simulações de testes de bancada.

Propriedades físicas e químicas gerais

Cada tipo de massa lubrificante tem as suas propriedades físicas e químicas gerais comuns, que indicam a qualidade inerente do produto.

As propriedades físicas e químicas gerais do óleo lubrificante são as seguintes

Aspeto (cor)

A cor do óleo pode muitas vezes refletir o seu grau de refinação e estabilidade.

Para os óleos de base, quanto mais elevado for o grau de refinação, mais limpa será a remoção dos óxidos e sulfuretos de hidrocarbonetos e mais clara será a cor.

No entanto, mesmo nas mesmas condições de refinação, a cor e a transparência dos óleos de base produzidos a partir de diferentes fontes de petróleo e de óleos brutos de base podem ser diferentes.

Para novos acabamentos óleo lubrificanteA cor perdeu o seu significado original como indicador do grau de refinação do óleo de base devido à utilização de aditivos.

Densidade

A densidade é o índice de propriedades físicas do óleo lubrificante mais simples e mais comummente utilizado. A densidade do óleo lubrificante aumenta com o aumento do número de carbono, oxigénio e enxofre na sua composição.

Por conseguinte, sob a mesma viscosidade ou o mesmo peso molecular relativo, os óleos lubrificantes com mais hidrocarbonetos aromáticos e mais asfalteno e resina têm a densidade mais elevada, os com mais cicloalcanos estão no meio e os com mais alcanos têm a densidade mais pequena.

Viscosidade

A viscosidade reflecte o atrito interno do óleo e é um índice que indica a oleosidade e a fluidez do óleo.

Partindo do princípio de que não se adicionam aditivos funcionais, quanto mais elevada for a viscosidade, mais forte será a resistência da película de óleo e mais fraca será a fluidez.

Índice de Viscosidade

O índice de viscosidade representa o grau de variação da viscosidade do óleo com a temperatura.

Quanto mais elevado for o índice de viscosidade, menos a viscosidade do óleo é afetada pela temperatura e melhor é o seu desempenho viscosidade-temperatura.

Pelo contrário, quanto mais baixo for o índice de viscosidade, pior será o desempenho.

Ponto de inflamação

O ponto de inflamação é um índice que indica a volatilidade do óleo. Quanto mais leve for a fração do óleo, maior é a sua volatilidade e mais baixo é o seu ponto de inflamação.

Inversamente, quanto mais pesada for a fração do petróleo, menor será a sua volatilidade e maior será o seu ponto de inflamação.

Além disso, o ponto de inflamação também é um indicador do risco de incêndio dos produtos petrolíferos. O nível de perigo do óleo é dividido com base em seu ponto de inflamação, com pontos de inflamação abaixo de 45 ℃ considerados inflamáveis e aqueles acima de 45 ℃ considerados combustíveis. É estritamente proibido aquecer o óleo à sua temperatura de ponto de inflamação durante o armazenamento e transporte.

No caso da mesma viscosidade, um ponto de inflamação mais elevado é melhor. Portanto, os usuários devem escolher o óleo lubrificante de acordo com a temperatura de uso e as condições de trabalho. Geralmente, um ponto de inflamação que é 20-30 ℃ maior do que a temperatura de uso é considerado seguro para uso.

Ponto de vazamento e ponto de inclinação

O ponto de fluidez é a temperatura mais elevada à qual o óleo deixa de fluir sob condições de arrefecimento especificadas. A solidificação do óleo é diferente da solidificação de compostos puros.

O petróleo não tem uma temperatura de solidificação específica e a chamada "solidificação" significa apenas que perdeu a sua fluidez como um todo, e nem todos os componentes se transformaram em sólidos.

O ponto de fluidez do óleo lubrificante é um importante indicador de qualidade que representa a sua fluidez a baixa temperatura e é significativo para a produção, transporte e utilização. O óleo lubrificante com um ponto de fluidez elevado não pode ser utilizado a baixas temperaturas.

Por outro lado, não é necessário utilizar óleo lubrificante com um ponto de fluidez baixo em zonas com temperaturas mais elevadas, uma vez que quanto mais baixo for o ponto de fluidez do óleo, mais elevado será o custo de produção, conduzindo a desperdícios desnecessários.

Geralmente, o ponto de fluidez do óleo lubrificante deve ser 5-7 ℃ mais baixo do que a temperatura mais baixa do ambiente de uso.

No entanto, é importante considerar o ponto de fluidez, a viscosidade a baixa temperatura e as características de viscosidade-temperatura do óleo de forma abrangente ao escolher um óleo lubrificante a baixa temperatura.

Isto deve-se ao facto de os óleos de baixo ponto de fluidez poderem não cumprir os requisitos relativos às características de viscosidade e viscosidade-temperatura a baixa temperatura.

O ponto de fluidez e o ponto de inclinação são ambos indicadores da fluidez do óleo a baixa temperatura e não há diferença fundamental entre eles, exceto para métodos de medição ligeiramente diferentes. O ponto de derramamento e o ponto de inclinação do mesmo óleo não são completamente iguais e, em geral, o ponto de inclinação é maior do que o ponto de derramamento em 2-3 ℃, mas há exceções.

Valor de acidez, valor alcalino e valor de neutralização

O valor de acidez é um indicador da presença de substâncias ácidas no óleo lubrificante, com uma unidade de mgKOH/g.

O valor de acidez divide-se em valor de acidez forte e valor de acidez fraca, e os dois combinados constituem o valor de acidez total (TAN). Normalmente, aquilo a que chamamos "valor ácido" refere-se de facto ao "valor ácido total (TAN)".

O valor alcalino é um indicador da quantidade de substâncias alcalinas no óleo lubrificante, com uma unidade de mgKOH/g.

O valor alcalino também se divide em valor alcalino forte e valor alcalino fraco, e os dois combinados formam o valor alcalino total (TBN). Normalmente, aquilo a que chamamos "valor alcalino" refere-se de facto ao "valor alcalino total (TBN)".

O valor de neutralização inclui, de facto, tanto o valor ácido total como o valor alcalino total. No entanto, salvo indicação em contrário, aquilo a que geralmente chamamos "valor de neutralização" refere-se, de facto, apenas ao "valor ácido total", com uma unidade de mgKOH/g.

Teor de água

O teor de água refere-se à percentagem de água no óleo lubrificante, normalmente expressa como uma percentagem em peso.

A presença de água no óleo lubrificante pode danificar a película de óleo formada pelo óleo, resultando numa diminuição da eficácia da lubrificação, acelerar a corrosão dos metais por ácidos orgânicos, causar ferrugem no equipamento e tornar o óleo propenso a produzir sedimentos.

Em geral, quanto menos água houver no óleo lubrificante, melhor.

Impurezas mecânicas

As impurezas mecânicas referem-se aos precipitados ou suspensões gelatinosas no óleo lubrificante que são insolúveis em solventes como a gasolina, o etanol e o benzeno.

A maior parte destas impurezas são areia, pedra, limalhas de ferro e alguns sais de metais orgânicos que são difíceis de dissolver em solventes trazidos por aditivos.

Normalmente, as impurezas mecânicas no óleo de base do óleo lubrificante são controladas para menos de 0,005% (as impurezas mecânicas abaixo de 0,005% são consideradas inexistentes).

Teor de cinzas e teor de cinzas sulfatadas

O teor de cinzas refere-se à substância incombustível que permanece após a combustão em condições especificadas.

A composição das cinzas é geralmente considerada como sendo cerca de elementos metálicos e os seus sais.

O teor de cinzas tem conceitos diferentes para diferentes tipos de óleo. Para o óleo de base ou óleo sem aditivos, o teor de cinzas pode ser utilizado para determinar o grau de refinamento do óleo.

No caso do óleo com aditivos de sais metálicos adicionados (óleo novo), o teor de cinzas torna-se um meio de controlar quantitativamente a quantidade de aditivos adicionados. O teor de cinzas sulfatadas é utilizado em vez do teor de cinzas em países estrangeiros.

O método consiste em adicionar uma pequena quantidade de ácido sulfúrico concentrado à amostra de óleo antes da combustão e calcinação para converter os elementos metálicos dos aditivos em sulfato.

Resíduos

O resíduo refere-se ao resíduo negro deixado após o aquecimento e a combustão do óleo em condições experimentais especificadas.

É um importante indicador de qualidade do óleo de base do óleo lubrificante e é utilizado para determinar a natureza e a profundidade de refinação do óleo lubrificante.

A quantidade de resíduos no óleo de base do óleo lubrificante está relacionada não só com a sua composição química, mas também com o grau de refinação do óleo.

As principais substâncias que formam resíduos no óleo lubrificante são os colóides, os asfaltenos e os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. Estas substâncias decompõem-se e condensam-se em condições de fornecimento inadequado de ar, formando resíduos.

Quanto mais profunda for a refinação do óleo lubrificante, mais pequeno será o valor do resíduo. De um modo geral, quanto mais pequeno for o valor de resíduo do óleo base em branco, melhor.

Atualmente, muitos óleos contêm aditivos como metais, enxofre, fósforo e azoto, que têm valores de resíduos elevados.

Por conseguinte, o valor residual dos óleos que contêm aditivos perdeu o seu significado original. As impurezas mecânicas, o teor de água, o teor de cinzas e os resíduos são todos indicadores de qualidade que reflectem a pureza do óleo e o grau de refinação do óleo de base lubrificante.

Propriedades físicas e químicas especiais

Para além das propriedades físicas e químicas gerais acima referidas, cada tipo de óleo lubrificante deve também ter propriedades físicas e químicas especiais que caracterizam as suas características de utilização.

Quanto mais elevados forem os requisitos de qualidade ou quanto mais forte for a especialização do óleo, mais proeminentes serão as suas propriedades físicas e químicas especiais. Os métodos de ensaio que reflectem estas propriedades físicas e químicas especiais são brevemente descritos a seguir:

Estabilidade de oxidação

A estabilidade à oxidação indica as propriedades anti-envelhecimento do óleo lubrificante. Alguns lubrificantes industriais com uma longa vida útil requerem este indicador, tornando-o num requisito de desempenho especial para este tipo de óleos.

Existem muitos métodos para medir a estabilidade à oxidação do óleo.

Basicamente, uma determinada quantidade de óleo é oxidada com ar (ou oxigénio) e um catalisador metálico a uma determinada temperatura durante um determinado período de tempo.

De seguida, mede-se o índice de acidez do óleo, as alterações de viscosidade e a formação de precipitados. Todos os óleos lubrificantes têm diferentes tendências de oxidação automática, dependendo da sua composição química e das condições externas.

Com a oxidação que ocorre durante a utilização, formam-se gradualmente aldeídos, cetonas, ácidos, colóides, asfaltenos e outras substâncias.

A estabilidade à oxidação é a capacidade de suprimir a formação de substâncias prejudiciais à utilização do óleo.

Estabilidade térmica

A estabilidade térmica refere-se à capacidade dos produtos petrolíferos para suportar temperaturas elevadas, ou seja, a resistência do óleo lubrificante à decomposição térmica, que é indicada pela temperatura de decomposição térmica.

Alguns óleos hidráulicos anti-desgaste de alta qualidade, óleos para compressores e outros lubrificantes requerem uma elevada estabilidade térmica.

A estabilidade térmica dos produtos petrolíferos depende principalmente da composição do óleo de base, e muitos aditivos com baixas temperaturas de decomposição têm frequentemente um efeito adverso na estabilidade dos produtos petrolíferos. Os antioxidantes não podem melhorar significativamente a estabilidade térmica dos produtos petrolíferos.

Propriedades de oleosidade e de pressão extrema (EP)

A oleosidade refere-se à formação de uma forte película de adsorção física e química de substâncias polares no óleo lubrificante na superfície do metal na zona de fricção, que desempenha um papel na resistência a cargas elevadas e no desgaste anti-fricção.

As propriedades EP referem-se às substâncias polares no óleo lubrificante na zona de fricção que sofrem reacções químicas de fricção e decomposição sob alta temperatura e carga elevada, reagindo com a superfície metálica para formar uma película EP macia (ou plástica) de baixo ponto de fusão, proporcionando assim resistência à lubrificação por impacto, carga elevada e temperatura elevada.

Proteção contra a corrosão e a ferrugem

Devido à oxidação dos produtos petrolíferos ou à ação dos aditivos, ocorre frequentemente a corrosão do aço e de outros metais não ferrosos.

O teste de corrosão geralmente envolve a colocação de uma tira de cobre roxo em óleo e a observação das mudanças no cobre após ser colocado a 100°C por 3 horas. O ensaio de proteção contra a ferrugem é realizado sob a ação da água e do vapor de água, e a superfície do aço produzirá ferrugem.

A resistência à ferrugem é medida adicionando 30 ml de água destilada ou água do mar artificial a 300 ml de óleo de ensaio, colocando uma barra de aço, agitando-a a 54°C durante 24 horas e observando se há ferrugem na barra de aço.

Os produtos petrolíferos devem ter propriedades de proteção contra a corrosão e a ferrugem dos metais. Nas normas relativas aos óleos lubrificantes industriais, estes dois itens são normalmente itens de teste obrigatórios.

Resistência da espuma

A resistência à espuma refere-se à capacidade do óleo lubrificante de resistir à formação de espuma sob agitação mecânica ou aeração.

A espuma pode causar problemas nos sistemas de lubrificação, tais como a redução da eficiência da lubrificação e a erosão por cavitação. A resistência à espuma do óleo lubrificante é normalmente medida por um método de teste padronizado e os resultados do teste são utilizados para classificar o nível de resistência à espuma do óleo lubrificante.

Estabilidade hidrolítica

A estabilidade hidrolítica refere-se à estabilidade dos produtos petrolíferos sob a ação da água e de metais (principalmente cobre).

Quando o valor de acidez do produto petrolífero é elevado ou quando este contém aditivos que se decompõem facilmente em substâncias ácidas em contacto com a água, este indicador pode não cumprir os requisitos.

O método de medição consiste em adicionar uma determinada quantidade de água ao óleo de ensaio, misturá-lo e agitá-lo com uma folha de cobre a uma determinada temperatura e, em seguida, medir a acidez da camada de água e a perda de peso da folha de cobre.

Resistência à emulsão

No óleo lubrificante industrial, é muitas vezes inevitável misturar alguma água de arrefecimento durante a utilização.

Se a resistência à emulsão do óleo lubrificante for fraca, formará uma emulsão com a água misturada, dificultando a descarga da água do fundo do tanque de óleo circulante, o que pode causar uma lubrificação deficiente.

Por conseguinte, a resistência à emulsão é uma propriedade física e química importante do óleo lubrificante industrial.

Em geral, o produto oleoso é agitado vigorosamente com 40 ml de óleo de ensaio e 40 ml de água destilada a uma determinada temperatura durante um certo tempo e, em seguida, é observado o tempo de separação da camada de óleo - camada de água - camada de emulsão em 40-37-3 ml.

Para o óleo de engrenagem industrial, o óleo de ensaio é misturado com água, agitado a uma determinada temperatura e a 6.000 rpm durante 5 minutos, deixado durante 5 horas e, em seguida, mede-se o volume de óleo, água e camada de emulsão.

Valor de libertação de ar

Este é um requisito das normas relativas aos óleos hidráulicos porque, nos sistemas hidráulicos, se o ar dissolvido no óleo não puder ser libertado a tempo, afectará a precisão e a sensibilidade do transmissão hidráulica.

Em casos graves, pode não satisfazer os requisitos do sistema hidráulico. O método de medição desta propriedade é semelhante ao da resistência à espuma, mas mede o tempo de libertação do ar (névoa) dissolvido no óleo.

Vedação da borracha

Os vedantes de borracha são normalmente utilizados em sistemas hidráulicosOs produtos petrolíferos das máquinas entram inevitavelmente em contacto com alguns vedantes.

Os produtos petrolíferos com fraca capacidade de vedação da borracha podem causar inchaço, retração, endurecimento e fissuração da borracha, afectando o seu desempenho de vedação.

Por conseguinte, é necessário que os produtos petrolíferos tenham uma boa adaptabilidade à borracha. As normas relativas aos óleos hidráulicos exigem um índice de vedação da borracha, que é medido pela alteração de um anel de borracha de um determinado tamanho após ter sido imerso em óleo durante um determinado período.

Estabilidade ao cisalhamento

Os produtos petrolíferos com melhoradores de viscosidade adicionados, durante a utilização, devido ao cisalhamento mecânico, os polímeros de elevado peso molecular no óleo são cisalhados, resultando numa diminuição da viscosidade do óleo, afectando a lubrificação normal.

Por conseguinte, a estabilidade ao cisalhamento é uma propriedade física e química especial que deve ser medida para esses produtos petrolíferos.

Existem muitos métodos para medir a estabilidade ao cisalhamento, incluindo o método de cisalhamento ultrassónico, o método de cisalhamento do bocal, o método de cisalhamento da bomba Weksler e o método de cisalhamento da máquina de engrenagens FZG. Estes métodos medem, em última análise, a taxa de diminuição da viscosidade do óleo.

Solubilidade

A solubilidade é normalmente representada pelo ponto de anilina. Os limites de solubilidade dos aditivos compostos em óleos de diferentes graus são diferentes, e o valor limite do óleo com baixo teor de cinzas é maior do que o do óleo demasiado alcalino, e o valor limite do óleo de grau único é maior do que o do óleo de grau múltiplo.

Volatilidade

A volatilidade do óleo de base está relacionada com o consumo de óleo, a estabilidade da viscosidade e a estabilidade da oxidação. Estas propriedades são particularmente importantes para o óleo multigrau e para o óleo de poupança de energia.

Desempenho à prova de ferrugem

Isto refere-se às propriedades físico-químicas específicas que a massa lubrificante anti-ferrugem deve ter. Os métodos de ensaio incluem o ensaio em húmido, o ensaio de pulverização de sal, o ensaio de placa empilhada, o ensaio de deslocamento de água, bem como o ensaio de caixa de lâminas e o ensaio de armazenamento a longo prazo.

Desempenho elétrico

O desempenho elétrico é uma propriedade única do óleo isolante, incluindo principalmente o ângulo de perda dieléctrica, a constante dieléctrica, a tensão de rutura e a tensão de impulso.

O grau de refinação, as impurezas e o teor de água do óleo de base têm um impacto significativo no desempenho elétrico do óleo.

Propriedades físico-químicas especiais da massa lubrificante

Para além das propriedades físico-químicas gerais, as massas lubrificantes para fins especiais têm as suas próprias propriedades físico-químicas únicas.

Por exemplo, a massa lubrificante com boa resistência à água requer um teste de resistência à água; a massa lubrificante para baixas temperaturas requer um teste de binário a baixas temperaturas; a massa lubrificante multiusos requer testes de resistência ao desgaste por pressão extrema e de prevenção da ferrugem; a massa lubrificante de longa duração requer testes de vida útil dos rolamentos, etc.

Existem métodos de ensaio correspondentes para a determinação destas propriedades.

Outras propriedades físico-químicas especiais

Para além das propriedades gerais, cada tipo de óleo deve ter as suas propriedades especiais únicas.

Por exemplo, óleo de têmpera requer a determinação da taxa de arrefecimento; o óleo emulsionado requer a determinação da estabilidade da emulsificação; o óleo para carris de guia hidráulica requer a determinação do coeficiente de antiderrapagem; o óleo lubrificante para pulverização requer a determinação da difusividade da névoa de óleo; o óleo de refrigeração requer a determinação do ponto de fluidez; o óleo para engrenagens a baixa temperatura requer o ensaio do simulador de arranque a frio, etc.

Estas propriedades requerem uma composição química especial do óleo de base ou a adição de determinados aditivos especiais para as garantir.

Notas sobre a utilização de óleo lubrificante:

Armazenamento de óleo:

Não armazenar o óleo na vertical em ambientes exteriores para evitar a contaminação por água e detritos.

O óleo pode ser armazenado na vertical dentro de casa, com a parte superior virada para cima, para facilitar a extração.

Apertar a tampa de vedação para manter a vedação do tambor de óleo.

Manter a superfície do bidão limpa e claramente identificada.

Manter o pavimento limpo para facilitar a deteção atempada de derrames de petróleo.

Registar o inventário e utilizar o método "primeiro a entrar, primeiro a sair".

Para o óleo utilizado frequentemente, utilize um interrutor para controlar o fluxo de um suporte de barril de óleo.

Manter o óleo novo separado do óleo usado e não utilizar um recipiente que tenha contido óleo usado para conter óleo novo, a fim de evitar a contaminação.

Segurança do óleo:

Armazenar o óleo separadamente e não colocar materiais inflamáveis à sua volta.

Não é permitido fumar nem acender chamas na zona de armazenamento de óleo.

Equipar com pelo menos dois extintores de incêndio.

Não amontoar panos de óleo ou óleo de limpeza depois de limpar a máquina para evitar a combustão.

Armazene os óleos especiais inflamáveis ou solventes químicos separadamente e marque-os com um rótulo de inflamável.

Precauções de utilização:

Consultar um especialista em lubrificação e utilizar lubrificantes com especificações adequadas, minimizando o número de tipos de óleos utilizados.

Indicar as peças que devem ser lubrificadas, o nome do óleo, o ciclo de lubrificação, etc., com diagramas simples para cada máquina e designar uma pessoa responsável para evitar a utilização de um tipo de óleo incorreto.

Limpar e enxugar o óleo bomba de sucçãoO óleo deve ser colocado no recipiente de óleo, no pote de óleo e noutros recipientes e ferramentas antes de adicionar óleo de cada vez.

Utilizar recipientes específicos para cada tipo de óleo e rotulá-los com o nome do óleo para evitar a contaminação.

Antes de mudar o óleo, lavar a máquina com solventes e não utilizar produtos de limpeza solúveis em água.

Registar a manutenção da máquina após cada adição ou substituição de óleo lubrificante.

Se forem detectadas condições anormais do óleo ou se o óleo tiver atingido o ciclo de mudança de óleo, devem ser recolhidas amostras e enviadas para uma empresa profissional para testes químicos.

Proteção do ambiente e da saúde:

Não descarregar diretamente o óleo usado no esgoto ou no solo para evitar poluir o ambiente.

Recolha os óleos usados e os líquidos usados em barris específicos e entregue-os a empresas de reciclagem autorizadas pelo governo. Não os deite fora indiscriminadamente.

As pessoas com alergias ou escoriações cutâneas devem evitar o contacto direto com o óleo lubrificante.

Não usar roupas manchadas de óleo nem colocar panos manchados de óleo num saco.

Não utilizar panos sujos para limpar o óleo da pele para evitar que os fragmentos de metal presentes nos panos arranhem a pele e provoquem uma infeção.

Glossário de termos técnicos

Desgaste abrasivo: Desgaste mecânico causado pelo deslizamento relativo de duas superfícies em contacto.

Aditivo: Uma pequena quantidade de material adicionado para melhorar as propriedades de lubrificação.

Melhorador de aderência: Um aditivo adicionado ao óleo e à massa lubrificante para melhorar a aderência (por exemplo, poli-isobuteno).

Lubrificante adesivo: Um lubrificante com um melhorador de aderência adicionado para evitar que o lubrificante seja projetado devido à força centrífuga.

Revestimento anti-fricção (AF), revestimento anti-desgaste (AW): Lubrificantes sólidos de película seca que são amplamente utilizados, incluindo os tipos de cura à temperatura ambiente e de cura pelo calor.

A fórmula contém materiais lubrificantes sólidos (denominados "matérias-primas") e materiais aglutinantes. Ver "aglutinante".

Anti-envelhecimento: Envelhecimento dos materiais provocado pela oxidação, pelo sobreaquecimento ou pela presença de certos metais (como o cobre, o chumbo, a prata, etc.), que pode ser melhorado pela adição de certos aditivos (como os antioxidantes).

ASTM: American Society for Testing and Materials (Sociedade Americana de Ensaios e Materiais).

Óleo base: Componente básico do óleo lubrificante e da massa lubrificante.

Aglutinante: Um meio não volátil ou agente de moldagem utilizado para aumentar a força de ligação entre partículas de lubrificante sólido ou o grau de adesão entre uma película de lubrificante sólido e uma superfície de fricção.

Torque de rutura: O binário necessário para quebrar um ligação por parafusos.

Inércia química: (lubrificante) e algumas substâncias não reagem quimicamente.

Coeficiente de fricção: A relação entre a força de atrito entre duas superfícies em contacto e a força normal.

Desempenho a baixa temperatura: Indicado pelo ponto de turvação, ponto de fluidez e ponto de solidificação para óleo lubrificante, e pelos testes de pressão de fluxo Kesternich e de binário a baixa temperatura para massa lubrificante.

Coloide: Uma suspensão líquida estável de partículas (tamanho de partícula 10^-5~10^-7cm) como um soluto (sem sedimentação de partículas).

Massa complexa: Massa lubrificante feita de sabão metálico e vários ácidos como espessantes, particularmente adequada para altas temperaturas e utilização a longo prazo.

Consistência: Um parâmetro da massa lubrificante, dividido em penetração não trabalhada e penetração trabalhada, medido de acordo com a norma NLGI (National Lubricating Grease Institute). A consistência é simplesmente classificada em nove graus, tais como:

Densidade: a massa (em g) de lubrificante por unidade de volume (em cm3) a 20°C.

Produto de limpeza: um tensioativo que é utilizado para remover materiais residuais e sedimentares das superfícies.

Dispersão: capacidade de um líquido para dispersar substâncias insolúveis.

Valor DN: valor de referência para a massa lubrificante utilizada nos rolamentos, calculado multiplicando o diâmetro do rolamento (em mm) pela velocidade de rotação (em rotações por minuto).

Ponto de gota: a temperatura à qual uma massa lubrificante passa do estado semi-sólido para o estado líquido e é uma indicação da resistência ao calor da massa lubrificante.

Viscosidade dinâmica: também conhecida como viscosidade absoluta, esta propriedade reflecte a resistência interna entre as moléculas de fluido quando o óleo lubrificante está a fluir através de um tubo ou fenda.

Aditivo EP (extrema pressão): uma substância química que melhora a capacidade do lubrificante para suportar cargas pesadas e temperaturas elevadas, aumentando assim a resistência ao desgaste dos óleos e massas lubrificantes.

Ensaio Emcor: um ensaio de resistência à corrosão para massas lubrificantes resistentes à água que consiste em fazer funcionar pelo menos duas chumaceiras lubrificadas com massa lubrificante em água durante cerca de uma semana, com um valor de resistência à corrosão que varia entre 0 e 5 (0 indica ausência de corrosão e 5 indica corrosão grave).

Óleo de éster: um composto de ácido e álcool utilizado como material lubrificante e para a produção de massas lubrificantes.

Ponto de inflamação: a temperatura mais baixa a que uma mistura de vapor de óleo e ar pode inflamar-se quando exposta a uma chama.

Óleo de fluorosilicone: um óleo de silicone que contém átomos de flúor na sua estrutura molecular.

Desgaste por atrito: um tipo de desgaste mecânico-químico causado por micro-movimentos entre duas superfícies de contacto, resultando em picadas e na acumulação de óxidos na superfície de atrito.

Atrito: uma resistência ao movimento tangencial que ocorre quando dois objectos se movem um em relação ao outro na sua interface de contacto.

Massa lubrificante: um meio de lubrificação composto por um óleo de base e um espessante.

Inibidor: aditivo utilizado nos lubrificantes para retardar o envelhecimento e a corrosão.

Ponto de fluidez: a temperatura mais elevada à qual uma amostra de óleo não se move em condições de ensaio especificadas, expressa em graus Celsius.

Ponto de inclinação: a temperatura mais baixa à qual uma amostra de óleo pode fluir sob condições de teste especificadas, expressa em graus Celsius. É um indicador padrão utilizado para medir a fluidez a baixa temperatura dos óleos lubrificantes e é geralmente ligeiramente superior ao ponto de fluidez.

Perspectivas de desenvolvimento dos lubrificantes

Nos próximos 10 anos, a procura de lubrificantes na região da Ásia-Pacífico atingirá 15,5 milhões de toneladas, com a China a representar 40% da procura regional.

Até 2020, a procura de lubrificantes no mercado chinês duplicará, e o consumo poderá ultrapassar o dos Estados Unidos.

O rápido crescimento da procura de óleos para automóveis e a tendência para óleos para automóveis topo de gama conduzirão a indústria de lubrificantes a um período de rápido desenvolvimento.

À medida que a procura de lubrificantes para automóveis continua a aumentar de ano para ano, a qualidade dos lubrificantes também irá atingir um avanço, com os lubrificantes topo de gama a alinharem-se diretamente com as normas internacionais.

Um lubrificante de alta viscosidade indica uma boa qualidade?

Geralmente, quando a velocidade de funcionamento das peças é elevada, a carga na superfície das peças pode ser menor e a viscosidade do lubrificante correspondente é mais baixa (por exemplo, óleo de fuso).

Por outro lado, a viscosidade do lubrificante correspondente será mais elevada (por exemplo, óleo de engrenagem). Naturalmente, a seleção de lubrificantes deve, em última análise, seguir os requisitos do fornecedor para a seleção de lubrificantes.

No entanto, a qualidade dos lubrificantes inclui muitos indicadores para além da viscosidade, pelo que a viscosidade por si só não pode ser utilizada para avaliar a qualidade dos lubrificantes.

Óleo lubrificante

O óleo lubrificante, também conhecido como massa lubrificante, é um lubrificante oleoso não volátil, normalmente derivado do petróleo ou extraído de óleos animais e vegetais.

Existem três tipos principais de óleo lubrificante com base na sua origem: óleo animal e vegetal, óleo lubrificante de petróleo e óleo lubrificante sintético.

O óleo lubrificante de petróleo representa mais de 97% do consumo total, pelo que o óleo lubrificante se refere frequentemente ao óleo lubrificante de petróleo.

É utilizado principalmente para reduzir o atrito entre as peças móveis e tem outras funções, tais como arrefecimento, vedação, anticorrosão, prevenção da ferrugem, isolamento, transmissão de energia e remoção de impurezas em equipamento de máquinas.

O óleo lubrificante é produzido utilizando como matéria-prima fracções de óleo lubrificante e fracções de resíduos de unidades de destilação de petróleo bruto, sendo depois submetido a processos como a desasfaltamento com solvente, desparafinagem com solvente, refinação com solvente, refinação com hidrogénio ou refinação ácido-base, branqueamento, etc., para remover ou reduzir componentes como substâncias que formam carbono livre, substâncias com baixo índice de viscosidade, substâncias com fraca estabilidade à oxidação, parafina e substâncias químicas que afectam a cor do produto acabado.

O óleo base de óleo lubrificante qualificado é obtido e, após mistura e adição de aditivos, torna-se um produto de óleo lubrificante.

O principal desempenho do óleo lubrificante é a viscosidade, a estabilidade à oxidação e a lubricidade, que estão 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 utilização têm diferentes requisitos de viscosidade. O óleo lubrificante de alta viscosidade deve ser selecionado para máquinas com cargas pesadas e baixas velocidades.

A estabilidade à oxidação indica a capacidade de os produtos petrolíferos resistirem à oxidação no ambiente de utilização devido à temperatura, ao oxigénio do ar e à catálise metálica.

Após a oxidação, o produto oleoso gera substâncias semelhantes ao carbono, compostas principalmente por pequenos asfaltenos, substâncias ou películas viscosas semelhantes a laca, ou substâncias viscosas contendo água, consoante as condições de utilização, reduzindo ou perdendo assim a sua capacidade de utilização.

A lubricidade indica o desempenho anti-desgaste do óleo lubrificante.

Funções do óleo lubrificante

O óleo lubrificante é um lubrificante líquido utilizado em vários tipos de máquinas para reduzir a fricção, proteger as máquinas e as peças de trabalho, e serve principalmente para lubrificação, arrefecimento, prevenção de ferrugem, limpeza, vedação e tamponamento.

O óleo lubrificante representa 85% de todos os lubrificantes, e existem muitos tipos e graus. A utilização global anual é de cerca de 38 milhões de toneladas. Os requisitos gerais para o óleo lubrificante são:

(1) Anti-fricção e anti-desgaste, reduzindo a resistência à fricção para poupar energia, reduzindo o desgaste para prolongar a vida mecânica e melhorando a eficiência económica;

(2) Arrefecimento, exigindo que o calor de fricção seja descarregado da máquina em qualquer altura;

(3) Vedação, que requer prevenção de fugas, prevenção de poeiras e prevenção de fugas de gás;

(4) Anticorrosão e prevenção da ferrugem, que exige a proteção da superfície de atrito contra a deterioração do óleo ou a corrosão externa;

(5) Lavagem limpa, que requer a remoção da sujidade da zona de fricção;

(6) Dispersão e amortecimento das tensões, dispersão das cargas, amortecimento e redução do impacto e do choque;

(7) Transmissão de energia cinética, como sistemas hidráulicos, motores de controlo remoto e transmissões de variação contínua.

Composição do óleo lubrificante

O óleo lubrificante é geralmente constituído por duas partes: o óleo de base e os aditivos. O óleo de base é o principal componente do óleo lubrificante, determinando as suas propriedades básicas.

Os aditivos podem compensar e melhorar as deficiências de desempenho do óleo de base, conferir algumas propriedades novas e são um componente importante do óleo lubrificante.

Armazenamento de óleo lubrificante

Os óleos lubrificantes em barris e latas devem ser armazenados em armazéns, tanto quanto possível, para evitar o impacto do clima.

Os barris de óleo lubrificante abertos devem ser armazenados no interior do armazém. Os barris de óleo devem ser colocados horizontalmente, e ambas as extremidades do barril devem ser calçadas com cunhas de madeira para evitar que rolem.

Além disso, os barris de óleo devem ser controlados regularmente para verificar se há fugas e se as marcações na superfície do barril são claras.

Se o barril tiver de ser armazenado na vertical, recomenda-se que o barril seja invertido de modo a que a tampa do barril fique virada para baixo, ou que o barril seja ligeiramente inclinado para evitar que a água da chuva se acumule na superfície do barril e inunde a tampa. A água tem efeitos adversos em qualquer óleo lubrificante.

Superficialmente, pode parecer que a água não consegue penetrar na tampa intacta do barril e entrar no barril de petróleo, mas os barris de petróleo armazenados ao ar livre estão expostos a luz solar intensa durante o dia e a um clima mais frio durante a noite.

Esta expansão e contração térmicas podem afetar a pressão do ar no interior do cano.

Durante o dia, a pressão do ar no interior do barril é ligeiramente superior à pressão atmosférica, enquanto à noite se aproxima do vácuo.

Esta mudança de pressão entre o dia e a noite pode causar um efeito de "respiração". Parte do ar no interior do barril é "expirado" durante o dia e o ar é "inspirado" durante a noite.

Se a tampa do barril for imersa em água, a água entrará inevitavelmente no barril com o ar e, com o tempo, a quantidade de água misturada no óleo será considerável.

Ao retirar o óleo, o barril de óleo deve ser colocado horizontalmente num suporte de madeira com uma altura adequada, deve ser instalada uma torneira na tampa do barril para a descarga do óleo e deve ser colocado um recipiente debaixo da torneira para evitar pingos.

Em alternativa, o barril de óleo pode ser colocado verticalmente e pode ser utilizada uma bomba manual para extrair o óleo através de um tubo inserido na tampa do barril.

O óleo a granel armazenado em tanques de óleo está inevitavelmente contaminado com água condensada e impurezas, que acabam por se acumular no fundo do tanque, formando uma camada de material semelhante a lama, que contamina o óleo lubrificante.

Por conseguinte, o fundo do reservatório deve ser concebido de modo a ser côncavo ou inclinado e deve ser instalado um tampão de drenagem para a descarga atempada dos resíduos. Dentro dos limites do possível, o interior do reservatório de óleo deve ser limpo regularmente.

A temperatura tem um maior impacto na massa lubrificante do que no óleo lubrificante. A exposição prolongada a temperaturas elevadas (por exemplo, luz solar) pode provocar a separação dos componentes do óleo na massa lubrificante.

Por conseguinte, os barris de massa lubrificante devem ser armazenados no interior do armazém, com a boca do barril virada para cima.

A abertura do tambor para armazenar massa lubrificante é maior, facilitando a entrada de impurezas e água.

Após a utilização, a tampa do barril deve ser imediatamente fechada com firmeza.

O armazenamento de óleo lubrificante em locais demasiado frios ou demasiado quentes deve ser evitado porque tem efeitos adversos no óleo.

Óleo lubrificante Óleo base

O óleo de base para óleos lubrificantes pode ser classificado em duas categorias principais: óleo de base mineral e óleo de base sintética. O óleo de base mineral é amplamente utilizado e representa uma grande parte (mais de 95%) do consumo de óleo lubrificante, mas em algumas aplicações específicas, são necessários lubrificantes com óleo de base sintético, o que levou ao rápido desenvolvimento do óleo de base sintético.

O óleo de base mineral é extraído do petróleo bruto. Os principais processos de produção de óleo de base de óleo lubrificante incluem destilação atmosférica, desasfaltamento com solvente, refinação com solvente, desparafinagem com solvente e acabamento com argila ou hidrogenação.

A China reviu a sua norma relativa aos óleos de base para óleos lubrificantes em 1995, modificando principalmente o método de classificação e acrescentando duas normas especiais relativas aos óleos de base para baixo ponto de fluidez e refinação profunda. O aspeto mais importante da produção de óleo lubrificante mineral é a escolha do melhor petróleo bruto.

A composição química do óleo de base mineral inclui uma mistura de hidrocarbonetos com elevado ponto de ebulição e elevado peso molecular e misturas de não hidrocarbonetos.

A sua composição inclui geralmente alcanos (de cadeia linear, de cadeia ramificada e de cadeia ramificada múltipla), cicloalcanos (de anel simples, de anel duplo e de anéis múltiplos), aromáticos (aromáticos de anel simples, aromáticos de anéis múltiplos), aromáticos cicloalquílicos e compostos não hidrocarbonados, tais como oxigénio, azoto, compostos orgânicos de enxofre e compostos coloidais e asfaltenos.

No passado, as principais empresas petrolíferas estrangeiras classificavam os óleos de base em óleos de base parafínicos, óleos de base nafténicos e óleos de base intermédios, em função das propriedades do petróleo bruto e da tecnologia de transformação.

Desde os anos 80, com o desenvolvimento do óleo de motor, o óleo lubrificante tende a ser de baixa viscosidade, multigraduado e universal.

Foram apresentados requisitos mais elevados para o índice de viscosidade do óleo de base, e o anterior método de classificação do óleo de base não se pode adaptar a esta tendência.

Por conseguinte, atualmente, as principais empresas petrolíferas estrangeiras classificam geralmente o óleo de base de acordo com o índice de viscosidade, mas não existe uma norma rigorosa.

Em 1993, o API classificou os óleos de base em cinco categorias (API-1509) e incluiu-os no EOLCS (API Engine Oil Licensing and Certification System).