Curso de informação sobre lubrificantes e lubrificaçãoSubstâncias lubrificantes Autor: Engo Ronald Pinto Carreteiro Substâncias Lubrificantes As mais variadas substâncias são usadas como lubrificantes. Conforme seu estado, os lubrificantes podem ser classificados em: 1234Líquidos Pastosos Sólidos Gasosos 1- Lubrificantes Líquidos Os líquidos são mais empregados porque penetram entre partes móveis por ação hidráulica, mantendo-as separadas e atuando como removedores do calor. Os lubrificantes líquidos podem ser: óleos minerais, óleos graxos ( orgânicos), óleos compostos e óleos sintéticos. 1.1Óleos Minerais São os mais importantes para emprego em lubrificação. Os óleos minerais são obtidos do petróleo e, conseqüentemente, suas propriedades relacionam-se á natureza do óleo cru que lhes deu origem e ao processo de refinação empregado. O petróleo consiste, fundamentalmente, de carbono (C) e hidrogênio (H), sob a forma de hidrocarbonetos. A composição percentual aproximada dos diversos elementos químicos constituintes do petróleo é a seguinte: Carbono..................................................................... Hidrogênio................................................................. Oxigênio.................................................................... Nitrogênio.................................................................. Enxofre...................................................................... 80 a 88% 10 a 14 % 0,01 a 1,2 % 0,002 a 1,7% 0,01 a 5 % Estes componentes encontram-se dispostos das formas as mais diversas. O petróleo, portanto, vem a ser, usualmente, uma mistura de centenas de hidrocarbonetos líquidos, com vários hidrocarbonetos sólidos e gasosos dissolvidos. Da forma que é extraído do poço. O óleo cru contém impurezas, como água , lama, sal e certos compostos de enxofre, oxigênio e nitrogênio. As características de cada hidrocarboneto dependem do número de átomos de carbono que ele contém, do número de átomos de hidrogênio combinados com eles, e do arranjo estrutural dos átomos. Cada série diferente de hidrocarbonetos é caracterizada por sua própria relação numérica entre átomos de carbono e hidrogênio. Os petróleos de base parafínica não contém, praticamente, asfalto. Já os petróleos de base asfáltica, constituídos basicamente por hidrocarbonetos naftênicos, não apresentam parafina. Quando os petróleos apresentam concomitantemente proporções razoáveis de asfalto e parafina, são classificados como de base mista, sendo constituídos por hidrocarbonetos parafínicos, naftênicos e aromáticos. Na produção de lubrificantes o petróleo é submetido, inicialmente, á destilação primária inicial ou topeamento(“toppint”), que vem ser a remoção, por destilação, das frações mais leves. A seguir é feita a destilação a vácuo separando-se as diversas frações. A fração de óleos lubrificantes é submetida a tratamentos subseqüentes, tais como a remoção de parafina, remoção do asfalto, refinação ácida, refinação por solventes, etc. Os óleos aromáticos não são adequados para fins de lubrificação. Os óleos lubrificantes minerais podem, então ser classificados, de acordo com sua origem, em naftênicos e parafínicos. Esses dois tipos de óleos apresentam propriedades peculiares que os indicam para umas aplicações, contra-indicando-os para outras. Não há , pois, sentindo em dizer-se que um óleo é melhor que outro, por ser parafínico ou naftênico. Acontece, realmente, que por ser naftênico ou parafínico, ele poderá ser mais ou menos indicado para determinado fim. Lembramos, entretanto, que os modernos processos de refinação podem modificar as características do óleo. Pode-se, pela refinação adequada, melhorar a resistência á oxidação do lubrificante, abaixar seu ponto de fluidez, aumentar seu índice de viscosidade, torná-lo mais claro, etc. Mostraremos a seguir as principais divergências nas características normais dos óleos parafínicos e naftênicos. Características Ponto de Fluidez Índice de Viscosidade Resistência á Oxidação Oleosidade Resíduo de Carbono Emulsibilidade Parafínicos Alto Alto Grande Pequena Grande Pequena Naftênicos Baixo Baixo Pequena Grande Pequeno Grande Os óleos básicos naftênicos, parafínicos ou mistos de diferentes viscosidades, pontos de fulgor, cores etc, e procedentes de diversas refinarias, são convenientemente misturados e dosados com aditivos ou compostos graxos em uma instalação de mistura (“ blending plant”), a fim de se transformarem nos produtos acabados para as mais diversas finalidades, tais como óleos para carter (“ motor oils”), óleos para engrenagens (“ gear oils”), óleos para turbinas (“ turbine oils”) etc. Finalmente, são envasados nas seguintes embalagens, de uso legal no Brasil latas de 1 e 5 litros, baldes de 20 litros e tambores de 200 litros. Para fornecimento de grandes volumes, é usual a entrega a granel, por caminhão tanque. 1.2 Óleos Graxos Os óleos orgânicos, tanto vegetais como animais, foram os primeiros lubrificantes a serem utilizados. Hoje, estão quase que totalmente substituídos pelos óleos minerais que além de serem mais baratos, não sofrem hidrólise nem se tornam ácidos ou corrosivos pelo uso. A única grande vantagem dos óleos graxos é sua capacidade de aderência a superfícies metálicas. Esta propriedade é devida, em grande parte, a presença, nos mesmos, de ácidos graxos livres, em pequenas quantidades. Os ácidos livres, de natureza polar, exercem uma ação superficial que ocasiona uma adsorção molecular na interfase metal-óleo. A principal desvantagem dos óleos graxos está na sua quase inexistente resistência á oxidação, motivo pelo qual tornam-se rançosos e formam gomosidades. Alguns tipos de óleos orgânicos ainda hoje são usados em algumas poucas e restritas aplicações de lubrificação industrial. Como exemplos, citaremos o óleo de mamona e o óleo espermacete. 1.3 Óleos Compostos De importância ainda hoje no campo da lubrificação, é a utilização dos óleos graxos adicionados a óleos minerais, dando origem aos chamados óleos compostos. Os óleos compostos são, portanto, óleos minerais aos quais se adiciona certa quantidade de produto orgânico, em geral de 3 a25%, podendo chegar até 30% da mistura. seu custo é por demais elevado. embora permanecendo sempre acima do nível dos óleos de petróleo. Por isto.Alguns ésteres de organo-fosfatos têm tendência a hidrolisar . estabilidade térmica e resistência á oxidação são comparáveis a um bom lubrificante de petróleo. e muito grandes suas estabilidades térmicas e hidrolíticas. embora em menor escala. especialmente. Sua volatilidade é muito baixa. b) Ésteres de Organo–Fosfatos Tem um poder lubrificante muito alto e não são inflamáveis como os óleos de petróleo. d) Silicones O nome de silicone é empregado para designar fluidos que são polímeros de metil-siloxano. a resistência á oxidação é muito alta.4 Óleos Sintéticos As necessidades industriais e. Depósitos abrasivos podem ser formados a temperaturas superiores a 200º C. as militares de lubrificantes aptos a suportar as condições mais adversas possíveis. fluídos hidráulicos de alta temperatura. e óleos para instrumentos delicados ( instrument oils). e como constituintes de graxas especiais de baixa volatilidade. vernizes e plásticos. isto é. podem se classificados em cinco grupos: a) Ésteres de Ácidos Dibásicos São superiores aos óleos de petróleo na sua relação viscosidade temperatura e menos voláteis. encontramos algumas aplicações de óleos compostos em lubrificação sujeitas a grandes cargas e cilindros a vapor. Não são corrosivos para metais. os silicatos se decompõem formando um gel e sílica abrasiva. óleos hidráulicos especiais. atualmente. c) Ésteres de Silicatos Estes compostos possuem qualidades de baixa volatilidade e relação viscosidade temperatura que os colocam entre os melhores sintéticos. São empregados como lubrificantes de motores a jato ( especificação MIL-L-7808). São usados como fluidos de transferência de calor. por exemplo. São usados como fluidos hidráulicos. onde a resistência ao calor é importante. Os óleos de silicone encontram campo particularmente em aplicações que requerem a mínima variação possível da viscosidade com a temperatura. e como lubrificantes de baixa temperatura. problema aliás comum aos outros sintéticos. Os principais óleos sintéticos em uso. 1. polímeros de fenil-siloxano. A relação viscosidade-temperatura do silicone é superior não apenas a dos óleos minerais mas á de todos os outros sintéticos. Entretanto. como no caso. suas estabilidades térmicas e hidrolíticas deixam a desejar. de óleos para perfuratrizes (“ rock drill oils”). O aumento do teor de fenil aumenta a estabilidade ao calor mas diminui o índice de viscosidade. Em presença de água. obtidos por síntese química.O objetivo da mistura é conferir ao lubrificante maior oleosidade ou maior facilidade de emulsão em presença de vapor d´água. O ácido poleico encontra aplicação na formulação de óleos emulsionáveis (“ soluble oils”). O óleo de banha (“ lard oil”) tem grande emprego na formulação de óleos compostos. Quanto ao poder lubrificante. Sob cargas pesadas seu comportamento varia enormemente em função dos . e os produtos de hidrólise podem formar ácidos fosfóricos corrosivos. mas sua estabilidade só é satisfatória até 150º C. Sua volatilidade é baixa e sua relação viscosidade temperatura é ligeiramente melhor que a dos óleos de petróleo. conduziram ao desenvolvimento dos produtos sintéticos. ou polímeros de metil-fenil-siloxano. Sua resistência á oxidação é boa. porém tem um acentuado efeito solvente sobre borrachas. O poder lubrificante dos fluidos de silicone é similar ao dos óleos de petróleo sob cargas moderadas e médias. Entretanto. estabilidade térmica. A composição da maior parte das graxas é de 65 a 90% de óleo e 35 a 10% de sabão. untosa. O emprego das graxas é feito nos pontos de onde o óleo escapará com facilidade e em diversos casos especiais. solúveis ou não em água. primordialmente. serem quimicamente inertes e terem elevado coeficiente de transmissão de calor. é obtida com a adição de agentes estabilizantes. mas os produtos de sua oxidação não tendem a formar borra. com glicerina. Existem compostos em diferentes viscosidades. Esses compostos têm excelente relação viscosidade-temperatura e superam os óleos minerais com baixa volatilidade. Também a cor da graxa é função primordial do tipo de óleo empregado. suas propriedades adesivas. A estabilidade da graxa. 2. Vias de regra. ácidos graxos. cromo ou cádmio. ou amanteigada. resistência ao calor e a outros fatores adversos dependem. entretanto. estabilidades em altas temperaturas. perdem na resistência á oxidação. podendo ser aplicadas a frio. os poliglicois são os de preços mais acessíveis.Lubrificantes Pastosos Compreendem as graxas e as composições betuminosas. São muito utilizadas na lubrificação de grandes engrenagens expostas e de cabos de aço. pequena resistência ao cizalhamento. a oxidação de elevada temperatura provoca a formação de gel. que é um fator importantíssimo. 3.Graxas São compostos pastosos ou sólidos á temperatura ambiente que. fundamentalmente. Cabe aqui enfatizar que a cor na da tem a ver com o desempenho de uma graxa. 2. do sabão usado. As graxas comuns vêm a ser dispersões estáveis de sabões em óleos minerais. Por outro lado. . Encontram aplicação na lubrificação de compressores e de engrenagens e como base para graxas de baixa temperatura.. Apesar de sua boa estabilidade térmica. é função. Alguns tipos apresentam-se diluídos em solventes leves não inflamáveis (tricloretileno). Da mesma forma. Pela sua importância as graxas serão motivo de uma outra palestra mais detalhada. Os ésteres de poliglicol podem ser melhorados por aditivos antioxidantes.Lubrificantes Sólidos Os lubrificantes sólidos devem possuir forte aderência a metais. água etc. fibrosa. Entre os sintéticos. resistência a inflamação e poder lubrificante. bronze.1.2.Composições Betuminosas São lubrificantes da elevada aderência formulados a base de misturas de óleos minerais com asfalto. proporcionam uma lubrificação fluida. Seu comportamento é bom para munhões de aço contra mancais de zinco. do tipo de sabão empregado. nylon. Podem ser classificados em sólidos laminares e compostos orgânicos. necessitam aquecimento prévio para serem aplicadas. e) Compostos de Ésteres de Poliglicol Os ésteres de poliglicol têm sido usados como lubrificantes em diversas aplicações e também como fluidos hidráulicos especiais. A sua textura.Entretanto. 2. a viscosidade do óleo básico é o fator determinante na formação da película lubrificante apropriada.metais das partes a lubrificar. Estruturalmente. extraído de molibdenita. A grafita é satisfatória para uso como lubrificante até a temperatura de 370º C. o talco. com partículas entre 0. seu principal minério.Os sólidos laminares têm sistemas estruturais dispostos em camadas. A grafita é o lubrificante sólido de uso mais comum. acima da qual passa a sofrer a oxidação do ar. É possível a obtenção de grafita partindo-se de carvão antracitoso e coque de petróleo. em fornos especiais. em locais onde não são viáveis as utilizações dos lubrificantes convencionais. O dissulfeto de molibdênio(Mo S2) é obtido da natureza. sendo usado como agente de extrema pressão. constituídos por sabão 4. Sua aparência é de um pó preto. A grafita natural é constituída por carbono na forma cristalina e é possível sua moagem em granulometria fina sem perda de estrutura lamelar. brilhante. o dissulfeto de tungstênio. sendo muito fortes as ligações entre átomos de uma mesma camada e fracas as ligações entre camadas distintas. O grupo dos compostos orgânicos é formado pelas parafinas. É muito grande sua capacidade de aderência ás superfícies metálicas. A lubrificação de moldes de vidro é feita usualmente com graxas ou óleos grafitados. . A grafita é muito utilizada como carga para graxas de alta temperatura. Dentre elas podemos citar: o ar.Lubrificantes Gasosos Os lubrificantes gasosos são usados em casos especiais. o sulfato de prata e o bórax. acima da qual sofre considerável oxidação. o nitrogênio e os gases halogenados. a mica. Sua utilização é recomendada até a temperatura de 400º C.1 a 1Å. os átomos de molibdênio orientam-se em um plano entre dois outros de átomos de enxofre. ceras. Pertencem a esta categoria de lubrificantes a grafita. o dissulfeto de molibdênio. pastas especiais para estampagem e trefilação. É muito usada a grafita sob forma coloidal. Curso de Informação Sobre Lubrificantes e Lubrificação Propriedades dos Lubrificantes Autor:Engº Ronald Pinto Carreteiro . y2.. inversamente á distância y. Se a velocidade V não for excessivamente grande. na França. V2. o que vem a ser viscosidade. O movimento será laminar.. em princípio. Louis Navier. A experiência nos mostra que a força F é diretamente proporcional á área A da placa móvel. então. viscosidade absoluta ou y dinâmica do referido fluido. á velocidade V e.. sendo o espaço entre as mesmas ocupado por fluído. A viscosidade de um fluído é a propriedade que determinam o valor de sua resistência ao cizalhamento. e George Stokes. e a curva de variação da velocidade será uma linha reta. Além disso. Hágem e Poiseuille estudaram o escoamento de líquidos em condutos circulares capilares. Então. a força F varia também de acordo com a natureza do fluído. Vejamos. yn.. tiver velocidade zero. A viscosidade é devida.. teremos para a viscosidade absoluta: L –1 T -1 M O conceito de viscosidade foi estabelecido. que tem as dimensões gramas por centímetros por segundo. no princípio do século XIX. temos F = µ A V (1) onde µ é o coeficiente de viscosidade ou ainda. na Inglaterra. as camadas intermediárias do fluído se moverão com velocidade V1.Propriedades dos Lubrificantes 1. estudaram matematicamente o equilíbrio dinâmico dos fluídos viscosos. que então se move a uma velocidade constante V. duas placas paralelas separadas por uma pequena distância y.. primariamente á alteração entre moléculas do fluído. Figura 1 Suponha-se uma força constante F atuando sobre a placa superior. Vn. temos as seguintes definições: “Viscosidade Absoluta ( Dinâmica) de um líquido Newtoniano é a força tangencial sobre a área unitária quando o espaço é cheio com o líquido e um dos planos move-se em relação ao outro com velocidade unitária no seu próprio plano. enquanto. diretamente proporcionais a y1. por Isaac Newton.” .. De acordo com a ASTM (“ American Society of Testing Materiais”). A unidade cgs de viscosidade dinâmica ou absoluta Va é o poise.Viscosidade A viscosidade do óleo tem importância fundamental na lubrificação hidrodinâmica. fixa . O fluído em contato com a placa inferior.. que Boussiresq e Reynolds se notabilizaram nos estudos de escoamento turbulento. conforme a figura 1.... Consideramos.. Desenvolvendo a equação (1) teremos: µ = F A y V Ou µ =F/A V/y (2) Procedendo-se á análise dimensional. e é recomendada para os produtos de petróleo que tenham viscosidades maiores que 1000 segundos (Saybolt Universal). A palavra Furol é uma contração de fuel and road oils. No sistema inglês. nos Estados Unidos. é o peso no vácuo (massa) do volume unitário da material na temperatura estabelecida.” Para fins práticos. A unidade cgs de densidade é gramas por centímetro cúbico”. d. a fim de cizalhar uma película do fluído de espessura unitária. Podemos pois. Uma determinada quantidade de óleo é contida no tubo que fica mergulhado em um banho com temperatura controlada por termostato. Os viscosímetros Saybolt. e até os solos. . Na temperatura escolhida.” Viscosidade Saybolt Furol – o tempo de escoamento em segundos de 60 ml de amostra fluindo através de um orifício Furol calibrado sob condições específicas. Um óleo viscoso ou de grande viscosidade é grosso e flui com dificuldade. deixa-se escoar o óleo através do orifício inferior. tais como óleos. é o seu atrito interno.“Viscosidade Cinemática de um líquido Newtoniano é o quociente da viscosidade dinâmica ou absoluta dividida pela densidade Va. tintas etc. que tem as dimensões centímetros quadrados por segundo. Um stoke equivale a 100 cs”. denominada “RHE”. de um tubo de seção cilíndrica com um estritamento na parte inferior. “Líquido Newtoniano (simples) é aquele no qual o grau de cizalhamento (rate of shear) é proporcional á tensão de cizalhamento ( “shearing stress”). e mede-se o tempo de escoamento. O inverso da viscosidade absoluta é chamada fluidez. é o stoke. na Alemanha. De uso mais corrente é o “microreyn” que é a milionésima parte do “reyn”. a unidade é lb + seg/pol2 que é denominada “reyn”. a viscosidade é o “campo” do lubrificante. Outras definições para viscosidade de um óleo seriam: é a sua resistência a fluir. dizer que a viscosidade de um óleo é inversamente proporcional á sua flacidez. A unidade cgs da viscosidade cinemática Vk. Este sufixo indica fluxo e a ciência denominada “RHEOLOGIA” estuda o fluxo dos diversos materiais capazes de fluir. ambos á mesma temperatura. A viscosidade Furol é aproximadamente um décimo de viscosidade Universal. “Escoamento Newtoniano – é caracterizado pelo líquido no qual o grande cizalhamento ( rate of shear) é proporcional á tensão de cizalhamento ( shearing stress). por alguns autores. Todos os três compõem-se. a viscosidade dos óleos lubrificantes é expressa em tempo ( segundos) de escoamento através de tubos capilares metálicos como é o caso do viscosímetro Saybolt. Unidades e Métodos de Medir Viscosidade Vimos acima a definição consagrada pela ASTM para a viscosidade dinâmica ou absoluta. No sistema CGS a unidade é o “poise” que vem a ser dina seg/cm2 . É prática comum na indústria do petróleo exprimir a viscosidade cinemática em centistokes(cs). Redwood e Engler tem uma construção muito semelhante. ou a sua resistência ao escoamento.Redwood na Inglaterra Engler. basicamente. Sua unidade de sistema CGS é . Podemos dizer que ela é numericamente expressa pela forma aplicada a uma superfície. Normalmente é utilizado o “centipoise” que é a centésima parte de “poise”.. “Densidade. Popularmente. um óleo de pouca viscosidade é fino e escorre facilmente. tais como óleos combustíveis (fuel oils) e outros materiais residuais. No sistema MK*S a unidade de viscosidade absoluta é Kg* seg/m2 e não possui nome especial. “Viscosidade Saybolt Universal – o tempo de escoamento em segundos de 60 ml de amostra fluindo através de um orifício Universal calibrado sob condições específicas. A razão constante da tensão de cizalhamento para o grau de cizalhamento é a viscosidade do líquido. a uma velocidade relativa também unitária. se interceptam em um ponto. mas oriundas de um mesmo cru.Esse valor é atualmente usado nas tabelas pela ASTM. 3 a 4 ou mais. A Altura do Pólo dos óleos parafínicos é da ordem de 1 a 2 . na qual: H = 870 log log ( V+K ) + 154 (2) E na qual a escala K fosse escolhida de modo que K fosse igual a 0 a 210º F e K = 1 a 100o F.5 centistokes. A viscosidade cinemática em cs é dada pelo produto KT. Para óleos lubrificantes a seguinte equação empírica conhecida como equação de Walter. Vamos abordar três deles: Altura do Pólo de Viscosidade. baseia-se na premissa. não inteiramente verdadeira. . A e B são constantes para um dado óleo. mas a ASTM posteriormente verificou que a equação se ajustava melhor para dados experimentais empregando o valor de 0.8. Na figura 2 temos uma tabela ASTM com a representação da variação de viscosidade de quatro tipos de óleos: 2 sintéticos e 2 de petróleo. pode ser empregada.Um método mais simples de exprimir a mudança da viscosidade com a temperatura é a inclinação da curva (reta) do óleo no gráfico ASTM.8 era geralmente usado padrão. As escalas das ordenadas e abscissas empregadas nessas tabelas são tais que. e dos naftênicos.Walther sugeriu o B de sua equação como medida da inclinação. quando a viscosidade é marcada contra a temperatura em graus Fahrenheit. chamado “Polhohe” e devido a Ubbelohde.O viscosímetro cinemático é basicamente constituído por um tubo capilar de vidro. Diversos métodos tem sido propostos para exprimir a variação de viscosidade com a temperatura por meio de apenas um número. Inclinação da Curva ASTM e Índice de Viscosidade. obtem-se linhas retas. enquanto que as dos dois tipos de óleo mineral são intermediária. ou de tipos similares.Este sistema. A inclinação então seria H2 – H1 . A distância vertical entre o Pólo de Viscosidade e uma linha padrão é a Altura do Pólo.Verifica-se que a curva do óleo de silicone se aproxima da horizontal ao passo que a do fluorocarbono é bastante inclinada.6 para viscosidades maiores que 1. Relações De Viscosidade E Temperatura O coeficiente viscosidade temperatura de todos os líquidos é alto e a temperatura deve ser cuidadosamente referida em qualquer medida de viscosidade. exceto para valores muito baixo de V. uma constante universal. As tabelas são feitas para viscosidades cinemáticas ou Saybolt. Se as duas temperaturas escolhidas fossem 100 e 210º F e a equação se K2 – K1 Simplificaria para: Inclinação = H 100 – H 210 (3) As tabelas originais de Bell e Sharp foram baseadas na equação de Walther com o valor de K igual a 0. Esta inclinação pode ser determinada graficamente ou expressa matematicamente. Um valor de 0. ao menos para uma gama considerável de óleos: Log log (V + K ) = A = B log T (1) Onde V é a viscosidade cinemática em centistokes. que as curvas viscosidade x temperatura da tabela ASTM para os óleos de viscosidade diferentes. Este ponto foi chamado de “ Viscositaspol” ou Pólo de Viscosidade. 2. Bell e Sharp propuseram um número de inclinação baseado em uma escala de ordenadas H e uma escala de abscissas K. Inclinação da Curva ASTM . T é temperatura absoluta. Altura do Pólo de Viscosidade . cujo diâmetro é determinado para cada gama de viscosidade e relaciona-se ao tempo T de escoamento do líquido entre duas referências por uma constante K. e K é. de “viscosity index”) de um óleo de uma dada viscosidade a 210º F é calculado partindo-se de sua viscosidade a 100º F e das viscosidades a 100º F dos padrões tendo uma viscosidade a 210º F igual á do óleo cujo IV queremos determinar: IV = L . O IV (em inglês VI.U L . Índice de Viscosidade – O método mais usual para se expressar o relacionamento da viscosidade com a temperatura é o Índice de Viscosidade devido a Dean e Davis e baseado em uma escala empírica.6 O número de inclinação dos lubrificantes de petróleo varia de 200 para os óleos parafínicos a 300 ou mais para os de natureza naftênica ou aromática.Curvas Viscosidades Temperatura de alguns Óleos Típicos 1234105 104 2 4 3 Silicone Óleo Mineral .H x 100 (4) Onde L = viscosidade a 100º F do padrão de IV = 0 Figura 2.Hirschler publicou uma série de tabelas revistas com o valor de K = 0. Os padrões são duas séries de óleos: Uma obtida de um cru da Pennsylvania que foi arbitrariamente considerada como de IV (Índice de Viscosidade) = 100 e outra proveniente de um cru da Costa do Golfo á qual foi arbitrado = 0. 100 VI Óleo Mineral . 0 VI Fluorocarbono 103 1 102 1 3 2 4 10 2 0 100 210 . Para valores muito elevados o IV torna-se falho.714 = log V 100 – 0. partindo-se de suas viscosidades a 100º F e 210º F.74 Vn 210 ( 5) ou ( 6) N = log V 100 – log 2. 3. determinar-se o valor de uma mistura. por meio das equações (6) e (7) calcular o Índice de Viscosidade Hardiman e Nissan de um óleo. O Índice de Viscosidade Deam e Davis é de uso corrente nos Estados Unidos e no Brasil. por simples operações aritméticas.É baseado em padrões arbitrários.4336 Log V 210 log V 210 Verificaram ainda que o IV relaciona-se com N pela equação empírica seguinte: IV = 3. procurando eliminar as duas últimas deficiências. conhecidos os valores dos componentes. Os valores obtidos desta maneira coincidem com os IV´s Dean e Davis na faixa de 0 a 100. terem viscosidade a 210º F muito diferentes. para valores de viscosidades de 210º F maiores que 8 centistokes. 4. 2.Resultados anômalos de IV são obtidos na faixa de viscosidades a 210º F abaixo de 8 centistokes.63 ( 60 – antilog N ) (7) É possível. como são os valores da altura do pólo de viscosidade e da inclinação da curva ASTM. Entretanto. a equação: V100 = 2. ele apresenta as seguintes deficiências: 1. Eles usaram as informações de Dean. podendo dois óleos do mesmo IV e viscosidades iguais a 100º F. o método Hardiman e Nissan de cálculo do Índice de Viscosidade não apresenta as anomalias do sistema Dean e Davis. Para valores mais altos de IV e viscosidades mais baixas. Bauer e Berglund como base de seu trabalho e propuseram que a faixa de viscosidade de 8 a 40 centistokes a 210º F e IV`s de 0 a 100. Hardiman e Nissan estudaram o sistema do Índice de Viscosidade.Não é uma propriedade aditiva. . que permitem.H = viscosidade a 100º F do padrão de IV = 100 U = viscosidade a 100º F da amostra No manual ASTM existem tabelas para determinação do IV de Deam e Davis partindo-se ou da viscosidade cinemática ou da viscosidade Saybolt a 100º F e a 10º F. 0 55.0 440.0 48.5 70.4 337.016.9 265.5 578.5 50.5 495.161.0 439.077.5 116.1 996.3 157.5 542.468 1.4 256.036.9 976.182 1.290 1.5 44.0 49.0 66.9 219.0 130.1 1.Tabela I Tabela para Índice de Viscosidade ============================ Cálculo de IV Dean Davis Em Função da Viscosidade a 210º F Expresso em SUS Viscosidade em SUS a 210ºF do óleo em estudo x 40.9 578 590 602 615 627 639 651 664 677 689 702 775 728 743 755 .0 51.9 229.3 138.5 64.0 166.5 250.5 67.2 955.9 838.8 266.7 1.489 L-H 355.0 352.2 147.422 1.3 507.9 147.0 60.5 49.333 1.0 -L 137.5 48.4 473.8 386.5 45.7 1.5 49.0 73.2 238.3 518.9 507.6 109.5 76.5 65.2 123.6 I-H 30.1 202.7 194.5 53.7 208.5 63.0 52.0 68.3 275.9 285.0 75.1 490.0 69.5 56.355 1.0 74.140.225 1.0 45.5 55.399 1.8 407.0 50.0 43.5 61.1 L 780.9 169.311 1.1 473.7 525.5 46.0 44.6 43.1 450.0 82.1 632.057.9 175.4 293.6 799.5 77.0 62.0 65.5 916.4 236.0 63.5 72.0 67.0 41.4 222.1 857.5 75.204 1.2 404.0 61.0 42.5 66.9 462.1 429.3 650.1 279.2 456.8 34.2 554.2 422.5 57.2 543.0 53.8 530.5 51.0 614.2 1.5 74.1 596.5 69.0 56.5 386.0 72.0 76.2 322.2 157.5 52.0 560.3 368.3 1.7 818.0 40.5 68.4 375.4 193.6 102.1 1.268 1.0 Viscosidade em SUS a 210ºF do óleo em estudo x 60.5 43.5 47.2 75.0 55.5 71.8 184.444 1.4 181.0 563.5 42.1 1.2 936.0 68.3 295.098.3 1.0 61.9 308.0 47.0 64.5 73.5 62.1 210.8 95.9 896.119.377 1.0 70.4 876.0 88.5 54.2 38.0 54.3 484.0 365.3 247.0 71.2 396.2 668.247 1.2 1.4 418.0 46.5 41. 5 79. é expressa por número abstrato.802 0. que inventaram o artifício de uma escala na qual a densidade da água passou a ser 10.751 0.840 0.787 0. é uma escala convencional.830 0. possuem densidades em torno de 0. necessária nos cálculos de fretes e conferências de recebimento. provavelmente. em especificações ou em análises de óleos lubrificantes. Óleos bastante parafínicos. números maiores que 10. é tornar possível a conversão de volume em peso (na realidade.5 3 – Grau API 687. Isto.898 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 0.747 0.580 1.993 0. A densidade em graus API é dada pela fórmula : O API = 141.816 0.979 0.887 0. na realidade.0 59.904 0.775 0. o valor da densidade como fator de especificação de lubrificante é muito reduzido.5 59.850 0.972 0.811 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 Densidade 0.876 0.5 Portanto.5 334.8 314.6 344. Ora.940 0.793 0. não de uma grandeza.922 0. Quando muito.0 705.767 0.8 861.947 0.0 58.5 Densidade a 60º F .845 0.739 .934 0.604 768 781 794 808 822 Freqüentemente menciona-se. função matemática da densidade relativa.9 (API < 25).744 0.986 0.784 0.825 0. por ser uma relação.5 723.780 0. Trata-se.8 77.910 0. pareceu incomodo aos técnicos do API.860 0.882 0.835 0.57. a massa específica. possuem densidades inferiores a 1. pura e simplesmente. a densidade.0 78. ou o peso específico (numericamente iguais).000 0. grau API. Apresentamos.959 0.865 0.966 0.820 0.5 1.763 0.806 0. os lubrificantes. massa) ou vice-versa.953 0. porém de uma unidade de densidade.7 304. achamos muito mais conveniente mencionar-se.871 0. a equivalência entre graus API e densidades: API 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Densidade API Densidad API e 1.557 1.9 742.534 1. uma grandeza designada como grau API.771 0.512 1.87 (API em torno de 30) enquanto que os naftênicos tem densidades acima de 0. ou melhor.928 0.916 0.755 0. quando julgado necessário. Para uso em nosso país.0 79.855 0. e as dos líquidos mais leves. A única grande vantagem de se conhecer a densidade.759 0.131. abaixo. Outrossim.7 324.5 78.893 0.789 0.5 58. pode-se eventualmente determinar o tipo de cru do qual o óleo é proveniente. por serem mais leves que a água. no mesmo laboratório. realizados rigorosamente de acordo com as normas ASTM. Portanto. verifica-se se o óleo ainda é capaz de fluir. Normalmente. pois. Diferenças muito maiores ocorrem quando se empregam diferentes processos de resfriamento. de bronze. de 0º C. medindo 6. feita no aparelho Cleveland. Por isto. por acusar a contaminação com o combustível. . do mesmo óleo. o ponto de combustão é de 22 a 28º C acima do ponto de fulgor. uma pequenina chama padrão esférica. vem a ser a temperatura mínima na qual o óleo ainda flui. Óleos com ponto de fulgor inferior a 150º C não devem ser empregados para fins de lubrificação. motivo porque é imperioso referir-se o valor encontrado ao processo empregado. Existem diversos métodos para se realizar este ensaio em laboratório e os resultados obtidos variam consideravelmente. durante um mínimo de 5 segundos. Quando a temperatura chega próxima ao ponto de fulgor previsto.4. Normalmente nos laboratórios brasileiros. O ensaio do ponto de fulgor é importante para de julgar das condições de um óleo de motor usado. começa-se a passar. é comum uma diferença de 10º F. utiliza-se gelo seco (ácido carbônico em estado sólido) que produz um resfriamento muito rápido. Os métodos mais usais são o Cleveland. praticamente. sobre a superfície do óleo. Em nosso clima. por meio de resfriamentos sucessivos da amostra de óleo colocada em um frasco de vidro. Também necessário.Ponto de Fulgor O ponto de fulgor de um óleo é a menor temperatura na qual o vapor desprendido pelo mesmo.35 cm o seu diâmetro interno e 3. efetuando um vaso aberto. ocasionando determinações de valores elevados para o ponto de mínima fluidez. È normal uma variação de 5º F em ensaios. especialmente nos sistemas circulatórios. sem o contacto de chama. em presença do ar. expresso em ºF. ao se lhe aplicar uma chama. é não se confundir as temperaturas referentes ao ponto de fulgor e de combustão com a de auto-inflamação do lubrificante.Ponto de Fluidez O ponto de fluidez. no qual é colocada a amostra de óleo e aquecida.4 cm. é sempre múltiplo de 5. O ponto de fluidez só interessa no emprego de lubrificantes para máquinas frigoríficas. com diâmetro aproximado de 0. 5. também chamado ponto de gota ou ponto de congelação. que é a temperatura na qual o lubrificante. inflama-se momentaneamente. Em serviço. Esta temperatura é determinada. O conhecimento do ponto de fulgor permite avaliar as temperaturas de serviços que um óleo lubrificante pode suportar com absoluta segurança. uma vez que. não há sentido em se especificar pontos de mínima fluidez para óleos de motor. de um vaso aberto. de acordo com o Ensino Padrão D97-47 da “ASTM”. todos os óleos lubrificantes possuem pontos de gota muito baixa. A determinação de ponto de fulgor mais empregada nos Estados Unidos e no Brasil é a preconizada pela norma ASTM D 92-52. de acordo com o mesmo ensaio ASTM D 92-52 acima descrito.33 cm de profundidade. o resfriamento é muito mais lento e também as pressões são muito mais elevadas. que consiste essencialmente. com largo rebordo na boca. o ponto de mínima fluidez carece do valor que se lhe pode atribuir á primeira vista. e que é muitíssimo mais elevada. o ponto de fluidez. A intervalos de 5 em 5º F. se inflama espontaneamente. Em laboratórios diferentes. de maneira que um óleo pode ainda fluir as temperaturas mais baixas que o ponto de congelação determinado em laboratório. É preciso distinguir-se o ponto de fulgor do ponto de combustão que vem a ser a temperatura na qual os vapores de óleo se queimam de modo contínuo. e o Pensky-Martens que utiliza o sistema de contenção dos vapores em vaso fechado. formando um lampejo (“flash”). a intervalos regulares de tempo que correspondem a aumentos constantes de temperatura. não indica. de 1 a 8.O ponto de fulgor depende da volatilidade dos constituintes mais leves(mais voláteis) de um óleo. com os resultados obtidos no ensaio Conradson também ocorrem . Para óleos lubrificantes usuais são mais empregados o colorímetro Union. 7. tanto nos ensaios Conradson e Ramsbottom como em aplicações práticas. não é ele um índice de volatilidade do óleo. que os óleos refinados por oxidação de solvente. Os óleos brancos tem uma importante aplicação na lubrificação de fibras têxteis sintéticas. Tag-Robinson e Saybolt. tanto quanto possível. recomendado pela ASTM na norma D-155. Terminado o teste. ou por luz refletida. refinados pelo mesmo processo. O ensaio Conradson para resíduo de carbono foi estabelecido (nota ASTM D 189-52) para se calcular um índice da quantidade de resíduo que o óleo poderia deixar nos motores de combustão interna e em outras máquinas. que o mesmo possua boas qualidades anti-oxidantes. A evaporação do óleo é feita em um vaso de aço inoxidável ligado á atmosfera apenas por um tubo capilar. A cor Saybolt + 30 indica que o óleo é absolutamente incolor. quando submetido á evaporação sob elevadas temperaturas. motivo de gozarem de certa preferência para prego em compressores. colocado em um banho á temperatura de 550º C (1022º F). desde transparentes (incolores) até pretos (opacos).A). refinados por outros processos menos enérgicos. Lovibond. sob vários aspectos. necessariamente. Certo é. resíduos de carbono menores que os apresentados por óleos da mesma origem. Uma regra básica para que um ensaio mereça bastante crédito é que reproduza.com o método Ramsbottom. de vasta aplicação como matéria prima na indústria de cosméticos e farmecêutica. porém. É. Existem diversos aparelhos para se determinar a cor de óleos lubrificantes: colorímetros Union. durante 20 minutos. por onde se escapam as vapores.P. Entretanto. Daí surge a grande objeção ao resíduo de carbono Conradson. Da mesma forma o elevado ponto de fulgor de um óleo. a significação prática dos testes de resíduo de carbono. As condições existentes no aparelho. a combustão do óleo. pois. A cor é importante para óleos brancos ( cor Saybolt) e para as vaselinas (cor N. numerada em ordem crescente. basicamente. ao se evitar o contacto com o ar. para emprego em alta temperatura. são muito inconvenientes. desde a mais clara até a mais escura. em geral. originário da Inglaterra. e o colorímetro Lovibond. provenientes do mesmo tipo de cru. Em óleos de uma mesma série. na razão direta da viscosidade. contra a luz. O colorímetro Union consta de um tubo com luneta que permite a observação simultânea da amostra do óleo e do vidro na cor padrão. de maneira geral. isto é. pesase o resíduo deixado no vaso de porcelana que continha amostra. O colorímetro Saybolt é empregado para óleos luberificantes incolores comercialmente conhecidos como óleos brancos. e aditivados da mesma forma. para produzir o resíduo. isto é.Cor Os óleos lubrificantes variam de cor. as condições existentes na prática. impedindose durante a prova. limitada. Outro processo de ensaio de resíduo de carbono é o Ramsbottom. em se fazer evaporar uma amostra de 10 gramas do óleo. o mais viscoso possui ponto de fulgor mais elevado. O ponto de fulgor varia. . 6-Resíduo De Carbono Resíduos de carvão deixados pelo óleo lubrificante em motores de combustão interna ou em compressores. não se verificam em nenhuma máquina. em laboratório. Os óleos de origem naftênica produzem. As divergências entre resultados práticos obtidos em motores diesel e gasolina. menor quantidade de resíduos que os parafínicos. apresentam. A cor pode ser observada por transparência. Este ensaio consiste. utiliza-se ácido clorídrico. o grau de detergência dos motor-oils.Cinzas A determinação da quantidade de cinzas resultante da queima completa de uma amostra de óleo. a cor não é comprovante de qualidade. agitada a uma temperatura entre 90 e 95º F (32 a 35ºC) e submetida a centrifugação. Este número de neutralização é expresso em miligramas de KOH (hidróxido de potássio) necessários para neutralizar os ácidos contidos em um grama de óleo. Quando o óleo é básico. pois é facilmente mudada pela adição de corantes. muito embora o consumidor industrial leigo tenha certa aversão natural por óleos pretos. Os óleos minerais puros têm número de neutralização inferior a 0. É preciso lembrar. Em óleos usados. Existem óleos pretos que apresentam certas características superiores a outros mais claros. O volume do precipitado. as cinzas são referidas como cinzas sulfatadas. esse ensaio indica o grau de refinação do produto. porém. . o número de precipitação revela o conteúdo de partículas sólidas em suspensão. Em óleo sem uso. valores bem mais elevados. separando-se por meio de centrifugação. 8. a cor não é um comprovante da procedência do óleo. Da mesma forma.Número de Neutralização O grau de acidez ou alcalinidade do óleo pode ser avaliado pelo seu número de neutralização. indesejáveis num bom lubrificante.ou seja. que existem óleos de alta viscosidade e cor clara.Para os óleos lubrificantes comuns carece de importância prática a determinação da cor. A quantidade de solução ácida necessária para neutralizar os álcalis contidos em um grama da amostra do óleo é convertida no seu equivalente em mg de KOH. É possível de se identificar. Em óleos sem uso esse valor é representado. normalmente. É preciso lembrar.Número de Precipitação O número de precipitação indica o volume de matérias estranhas existentes no óleo lubrificante. a possibilidade da existência no óleo de aditivos detergentes “ashless” que não deixam cinzas. De acordo com o ensaio D 91-52 da ASTM uma pequena amostra do óleo é misturada a uma nafta de petróleo (solvente parecido com gasolina). por luz refletida uma fluorescência verde. se o óleo é de origem naftênica ou parafínica. Para óleos do mesmo tipo. principalmente. indicando a contaminação por matérias estranhas. enquanto que os naftênicos dão reflexos azulados. obtendo-se sulfatos dos metais presentes. pela parte mineral dos aditivos e permite avaliar. são insolúveis em nafta leve de petróleo. indica a quantidade de matéria inorgânica presente. o resíduo da queima é tratado com ácido sulfúrico.10. 10. em mililitros. Nos óleos usados. Geralmente. o mais claro possui menor viscosidade. pois os compostos asfálticos. 9. é o número de precipitação. Os óleos aditivados apresentam. entretanto. até certo ponto. Os óleos parafínicos apresentam. ou ácido sulfúrico. Entretanto. salvo para o fabricante controlar a uniformidade de produto. as cinzas resultam da soma da parcela oriunda dos aditivos com outra proveniente de contaminantes. até certo ponto. na qual partes iguais em volume da amostra do produto de petróleo em ensaio e de anilina recém destilada. pigmentos e vernizes empregados nas indústrias de tintas e cera. que a amostra do óleo leva para separar-se da água condensada proveniente de uma injeção de vapor. lacas. ou num solvente de petróleo. em segundos. Entretanto. resultantes da sua própria combustão ou deterioração.Número de Saponificação O número de saponificação é um índice da quantidade de gordura ou de óleo graxo presente em um óleo mineral composto.a certa temperatura(55 ou 82º C). Finalmente a emulsão deve permanecer estável durante 24 horas. em trabalho. como em perfuratrizes de rocha e eventualmente. pois indica uma tendência a atacar peças de borracha.Número de Emulsão Na maior parte das aplicações é altamente desejável que o óleo lubrificante separa-se rapidamente da água.No controle de óleos usados neste ensaio é útil para se verificar a variação do seu valor. é preciso notar que. Com o progresso das técnicas e produtos lubrificantes. quando é desejável uma grande estabilidade de emulsão. compressores de múltiplos estágios. é de grande valor. maior será a capacidade de dissolver certas gomas. tanto assim que é um dos principais parâmetros considerados na especificação SAE 70 Kg.1 a 25% do óleo sem adição de qualquer produto. o emprego de óleos compostos hoje em dia. essencialmente. Os hidrocarbonetos aromáticos são responsáveis.Ponto de Anilina O chamado ponto de anilina é a temperatura mais baixa. seja corrosivo ou não. expressa a rapidez com que o óleo se separa de determinada emulsão padrão. no mínimo. Nos solventes. Em geral. não se pode prever se um óleo. Este ensaio consiste. devido as diferenças de natureza dos ácidos orgânicos que se podem formar nos óleos como resultados da oxidação em serviço. uma vez que. pelo poder solvente dos derivados de petróleo: é uma característica indesejável no caso dos óleos lubrificantes. para compressores de ar de alta compressão e martelete para perfurar rochas é desejável que ocorra até o contrário – facilidade de emulsão. entretanto. os óleos que oferecem menor resistência á emulsão são os de maior acidez. Esta propriedade de desemulsibilidade é de importância primordial em turbinas.8ºC). com determinado valor elevado para o número de neutralização. em grande parte. medido em centímetros cúbicos por hora. o óleo oxidado se emulsiona também mais facilmente que o move. reduz-se á lubrificações específicas. . em medir o peso. Por outro lado. Já o índice de desemulsibilidade Herschel. os óleos lubrificantes tendem a acumular produtos ácidos. Conseqüentemente. 13. 11. No caso de óleos emulsionáveis para emprego em usinagem de metais. visando proteger as peças de borracha. também o emprego do número de saponificação é muito restrito. Já no caso de óleos para cilindros de máquinas a vapor. De grande importância é o ponto de anilina nas especificações de fluidos para freios. Esta emulsão deve estar isenta de espuma com 15 minutos de repouso após sua preparação a temperatura ambiente (25ºC +/. O ponto de anilina é inversamente proporcional á quantidade de hidrocarbonetos aromáticos em um óleo lubrificante. pois quanto maior a sua presença. os chamados óleos de corte solúveis. O número de emulsão (norma ASTM D 157-51 T) é o tempo. ensaia-se a amostra de maneira a verificar se o óleo forma emulsão estável com água em proporções de 0. 12. permanecem em solução equilibrada. apresentam maior resistência da película. em miligramas de hidrato de potássio necessário para saponificar um grama de óleo. que entretanto. 16. ASTM D – 893. . A quantidade de insolúveis em pentano representa as resinas provenientes da oxidação do óleo e as matérias estranhas. ou 1 b no máximo ( pequenas variações de cor na lâmina de cobre ). essencialmente.0 de um grama o óleo. Por isto é normal que um óleo usado em motor a gasolina apresente um valor de insolúveis em benzeno maior que quando usado em motor diesel. poder dispersante e presença de água em óleos usados. O TBN (“Total Base Number”) é a medida da alcalinidade. Alguns fabricantes de motores diesel estabelecem limites de uso para os óleos baseados no valor de insolúveis em pentano. em termos de miligramas de KOH necessária para neutralizar todos os componentes ácidos até PH= 11. 15. Para a realização dos ensaios são utilizados dois produtos: o pentano e o benzeno. e mede-se até que a altura do óleo subiu por capilaridade.Teste do Mata – Borrão O teste de mata – borrão é uma maneira rápida.5 % em peso. entretanto. durante certo período de tempo ( 3 horas ) uma determinada temperatura elevada ( 212º F ou seja. Para a medida do poder dispersante dos modernos óleos para motor. são os ensaios de insolúveis. É preciso se considerar. Entretanto podemos considerar o valor de 2.TAN e TBN O TAM (“Total Acidity Nimber”) é a medida da quantidade do ácido.Corrosão O ensaio de corrosão mais comum é efetuado em uma lâmina de cobre. Prende-se uma tira de mataborrão ou papel de filtro em posição vertical atingindo o fundo do “becher”. e de difícil interpretação. e verificar os precipitados. que os insolúveis em benzeno incluem também compostos de chumbo oriundos do combustível.0 a 1. 17.5 % em peso para insolúveis em benzenos como limite máximo para óleos de classe Ford M 2C 101A (gasolina). recomenda-se o teste modificado do mata-borrão que a seguir descrevemos. como Detroit Diesel por exemplo. Se for superior a 4 cm o óleo tem ainda suficiente poder disperante. Coloca-se 25 gramas de óleo usado em um becher alto de 520 cm3. O método empregado. A quantidade de material presente no óleo que não é solúvel nesses produtos constitui os insolúveis em benzeno. consiste.0 pelo método ASTM D-664 de um grama de óleo. outra diluída em benzeno. porém muitíssima imprecisa. posta sob ação de óleo. Não existem valores limites pré-fixados de insolúveis para os diversos tipos de óleos a fim de se avaliar o seu estado. Os insolúveis em benzeno representam apenas esses contaminantes externos. A lâmina de cobre sofre certas variações de cor que são comparadas com uma escala. classificação 1 a. em centrifugar duas amostras dos óleos: uma diluída em pentano. Deixa-se sua extremidade inferior embeber-se em óleo. Para óleos MIL-L-2104 B (diesel) o limite seria de 1. em termos de miligramas de KOH equivalentes ao ácido clorídrico gasto para titular até PH= 4.14. para a avaliação de acidez. por 24 horas. 100º C ). A diferença nos dá os produtos da oxidação. devendo o óleo mineral puro se enquadrar no início da escala. que fixa o valor limite máximo em 1 (peso).Insolúveis Muito utilizados para avaliação de óleos em uso. cobre ou prata. Estanho. Alumínio que demonstra desgaste de pistões. Cromo que constitui um índice de desgaste de camisas de cilindros cromados. Assim verifica-se: a) b) c) d) e) Sílica. . Ferro. como o carbonato de lítio. e uma pequena quantidade da mistura é colocada em um dos eletrodos de uma lâmpada de arco e fotografa-se o espectro resultante. que revelam desgaste de mancais.Análise Espectrográfica Para se submeter um óleo á análise espectrográfica procedem-se á combustão de uma determinada quantidade da amostra. A cinza obtida é misturada a um “padrão normalizado”. chumbo. Por este método é possível determinar-se as quantidades dos diversos elementos presentes em partes por milhão. que revela o desgaste dos anéis e das camisas de um pistão do de engrenagens. que constitui um índice do pó introduzido pelo ar.18. CURSO DE INFORMAÇÃO SOBRE LUBRIFICANTES E LUBRIFICAÇÃO ADITIVOS INDUSTRIAIS E SUAS APLICAÇÕES Autor: Dr. Choueri . Helio R. A designação Aditivos Lubrificantes é meramente didática. A definição histórica “Lubrificar é Diminuir o Desgaste” é válida até hoje. porque as funções de um lubrificante são as mesmas na indústria e no equipamento automotivo. resinas ) 1.ADITIVOS INDUSTRIAIS O texto que se segue é uma espécie de inventário de aditivos industriais.3 . AGENTES ANTI-DESGASTE E EP (atuam em condições de lubrificação limítrofe) .Absorção física – óleos ) graxa ) (polaridade e/ou impregnação). Hoje fala-se mais em mecanismo de ação como: 1) Adesão 1.Biocidas 16) Coloração 17) Estabilização e Fixação de Cor 18) Controle ou Modificação de odor 19) Outros Vamos agora citar exemplos de aditivos usados na indústria. Coulomn etc.2 – Adsorção química (corrosão): reação com o material lubrificado.4 – Absorção química .reação química (fosfatização) (oxidação) 2) Transferência de calor por convecção 3) Dispersão de sólidos 4) Emulsão de líquidos e gases 5) Oleosidade ou untuosidade 6) Lamelaridade – existência de lamelas e movimentos lamelares 7) Anti-oxidação 8) Anti-ferrugem 9) Anti-corrosão 10) Anti-catálise (desativadores de metal) 11) Repulsão de água e desemulsificação 12) Inibição de emulsões e dispersões 13) Melhoramento do Índice de Viscosidade 14) Abaixamento do Ponto de Fluidez 15) Antissepcia 15. É uma tentativa de esquematizar brevemente a parte útil. Amontons. da imensa quantidade de produtos atualmente usados como aditivos. 1.1 – Microbiostásticos 15.1 – Adsorção física (polaridade). na prática. suas funções e mecanismo de ação. Os primeiros aditivos industriais pesquisados foram os anti-desgaste e EP e há teorias a respeito de “lubrificação” como as de Da Vinci.2. 1. O que existe é a preponderância de certas funções sobre outras em cada tipo de aplicação. 2. Trabalhos de estudiosos explicam o movimento lamelar do dissulfeto de molibdênio em lubrificação limítrofe.000 planos de clivagem. bem como a atividade química do enxofre.1 – Carbonato de cálcio 1.2. ao metal. é este o aditivo que tem maior propriedade de "cicatrização" da película e numa película de 1/100 de polegada de espessura haveria mais ou menos 40. de enxofre. 1.3 – Básico sulfurado ) só para fins específicos Os óleos básicos derivados do Petróleo podem ser sulfurados aceitando até 2% de enxofre lábil. e corrosivos a mais de 16%p. . ficando linha após linha e constituindo blocos de linhas formando lamelas. As parafinas cloradas têm cor baixa. diésteres): São produtos escuros não corrosivos com enxofre abaixo de 12% p. muito corrosivo e difícil de aplicar.2 – Óxido de zinco 1.5 -Mica (Bentonita) 1. o Grafite e o Talco – são untuosos. seguindo-se o molibdênio e o 2º enxofre.7 –Talco Esses três últimos – a Mica. Provou-se também a adsorção do composto. 2. b) Butenos e poli-isobutenos sulfurados Estes produtos têm larga aplicação.2 – Enxofre + água ) muito corrosivos 2. em óleos de engrenagens. Químicos . formando películas de compostos geralmente amorfos e de dureza muito menor que a dos metais a serem lubrificados.Clorados – Especialmente as parafinas cloradas.2.Grafite 1.6 – Dissulfeto de molibdênio – Um dos mais importantes agentes anti-desgaste. Defendem alguns que.2. não são tão eficientes quanto o grafite coloidal e dispersões de dissulfeto de molibdênio.2 – Sulfurados 2.4 – Óleos graxos sulfurados (ex. embora não sejam compreensíveis quando sujeitos a altas pressões. Quanto maior for a labilidade do enxofre.4 –Litopônio 1. dos compostos AP ou anti-desgaste. maior a atividade EP. 2. O 1º corrosivo usado foi o de enxofre. enfim.3 – Bórax 1. em todas as aplicações onde for necessária lubrificação do tipo limítrofe. muito usadas em estampagem. desde óleo de engrenagens automotivas até pastas de estampagem. natural. 2.5 – Outros hidrocarbonetos sulfurados a) Terpenos sulfurados. As moléculas se alinhariam uma junto à outra como contas de um colar. 2. 2.2. teria a propriedade particular de colar-se ao metal por um dos enxofres.Baseiam-se no ataque corrosivo – maior ou menor –a superfícies metálicas que devem lubrificar. 2.6 . Perigos quanto ao uso: a formação de HCL com o cobre e suas ligas podem formar cloreto de cobre. manchando as peças.1 – Enxofre + sabão ) 2. Físicos (predomina a atividade física – atividade química pequena ou inexistente) 1. ( Os sulfetos formados se decompõem muito facilmente).1 . Composto de alta polaridade.2.Usados em óleos de usinagem de todos os tipos de metais.Existe bastante literatura a respeito. Hoje são escolhidos compostos chamados de “corrosão controlada” para evitar a corrosão de modo indiscriminado. pouco ou nenhum odor e combinam oleosidade com atividade EP. Pode-se aceitar a idéia de que o enxofre unido por eletrovalência é mais lábil que o enxofre ligado por co-valência. De chumbo. É aplicado com sucesso em vários óleos de corte tem como únicas desvantagens o preço e. Fosfitos. Sulfetos orgânicos. a natureza da ligação do enxofre aos compostos etc. de usinagem. e agente EP para os quimicamente ativos. São assim.Naftenatos Metálicos. . 6. 5. podemos citar: 1. os inibidores de oxidação não são realmente inibidores da oxidação mas sim retardadores. de estanho. veículo de resina com solvente que evapora). que conseqüentemente 1mpede a formação de compostos acídicos. . a formação de partículas duras de tamanho relativamente grande. desde lubrificantes especiais até graxas e mesmo "coatings" (aplicado em . Nota . Tal como no caso dos aditivos para óleos automotivos. às vezes. lamelaridade. adsorção e as reações químicas dariam ao dissulfeto de molibdênio a possibilidade de aplainar irregularidades. sendo essa ação devida ã polarização e também à própria inibição da oxidação. laminação etc. reduzir as pressões de contato real e minimizar o contato metal-metal. estabelecer micro-regiões de contato. 3. c) os produtos que desativam os metais (anti-catalizadores).A resistência de película. Aminas aromáticas. 5. 2. 4.Ditiofosfatos organo-metálicos. (ação química e física). Fosfitos.3. INIBIDORES DE OXIDAÇAO Os inibidores de oxidação de óleos industriais funcionam da mesma maneira que os inibidores de oxidação dos óleos automotivos. Como exemplo dos inibidores de oxidação. Os anti-oxidantes são usados em quase todos os tipos de óleos industriais e automotivos. 3. Selenetos. Eles aumentam consideravelmente o período de indução (em certos casos mais de 20 vezes). O DBPC e outros fenóis. Sulfonatos metálicos (chamados de alcalinidade total). 2. Sais organo-metãlicos do ácido tiofosfõrico. Os principais tipos são: a) os inibidores de radicais livres. b) Protetores de superfície (alguns deslocam água e agentes corro si vos da superfície metálica). de tempera. Tiofosfatos orgânicos de zinco e estanho. especialmente nos de corte e retífica. . Muito dos inibidores de oxidação também são inibidores de corrosão. hidráulicos. 6. de alumínio etc. c) Neutralizadores de ácido. Ceras sulfuradas. de três tipos principais: a) Inibidores de oxidação (e corrosão). São eles principalmente: 1. A classificação é apenas didática porquanto a atividade cresce com a temperatura. Sulfetos orgânicos. 4. b) os produtos que decompõem peróxidos. Outros INIBIDORES DE CORROSÃO São usados em óleos para engrenagens. O MoS2 tem larga aplicação. muitos autores falam em agente anti-desgaste para os compostos pouco ativos quimicamente ou sem atividade química.para fins didáticos. 7. 2. São. emulsionando fases sólidas. os sabões de bases inorgânicas. Terpenos fosfosulfurados. 3. DETERGENTES Usados em todos os produtos industriais onde seja necessário manter em suspensão partículas sólidas. Amidas boradas DISPERSANTES . Além de emulsionar eles podem ter incorporada função anti-ácida (quando necessário) ou anti-ferruginosa. Fenolatos neutros e básicos e os fenato sulfetos. Seu mecanismo de ação não difere dos detergentes automotivos. estampagem. imina. 3. da evaporação desta. 3. Terpenos sulfurados. 4. . Alquenil-succinamidas. e b) os emulsificantes de compostos inorgânicos. Entre os mais importantes emulsionantes. 9. pastas ou onde se tenha de manter partículas sólidas em suspensão. . EMULSIFICANTES Distinguem-se na indústria dois tipos: a) os emulsificantes de óleo ou substâncias orgânicas geralmente graxas .Sulfonatos. As chamadas soluções (emulsões) de óleo solúvel em água permitem operações em que. São usados em corte. Do 1o tipo. amina.Sabões de breu. 2.Oleatos de trietanolamina. queimam quase completamente. Nota . sabões de bases orgânicas: Quando usados em estampagem ou tempera. pastosas ou líquidas. Os superbásicos são indicados quando for necessária a neutralização de compostos acídicos. depois.Eles atuam por ação de superfície. imida. Ditiocarbonatos organo-metálicos. Sulfonatos neutros e "superbásicos" (nos quais há um excesso de base em dispersão coloidal): em geral são derivados do cálcio sulfônico. 3. Polímeros de hidrocarbonetos tratados com reagentes para introdução de funções polares.1. e 2.7. Amidas e poliamidas de alto peso molecular. Tem largo emprego na industria e o mecanismo de operação é o mesmo dos dispersantes para óleos automotivos. os sabões de sódio e de potássio. fique sobre o metal uma película oleosa. 3. 2. por exemplo: 1. temos: 1. Todos esses. Esteres e poliésteres de alto peso molecular. pela queima ou decomposição. 5. temos: 3. 8. sub-produtos da indústria de óleo branco etc.. Copolímeros que contenham função éster. deixando baixo resíduo. éter etc. mais usadas em óleos de motor. laminação. baseando-se no mecanismo de ação de superfície.. extrusão. mas também largamente utilizadas na indústria.3. 10.Na indústria quase não se usam como detergentes os salicilatos-alcoil-substituídos. carboxilato.2. O mecanismo de operação é semelhante ao dos detergentes. Usados em todos os lubrificantes e fluidos onde se tenha de dispersar líquidos. Fosforatos em geral: são produtos de reação de poli-olefinas líquidas com P2S5 (tiofosfonatos). deixam uma película seca e mais dura. Sao principalmente: 1. tradicionalmente chamados "emulsionantes de produtos sintéticos". partículas sólidas.acontece quando se usam emulsões oleosas. No anexo (2) fornecemos um exemplo de recomendações para uso de aditivos em óleos de corte. os aditivos do tipo EP e/ou agentes de oleosidade. Podese proteger o metal desde apenas a atmosfera normal até uma atmosfera de umidade salina medida no aparelho de "Salt Spray'. Hoje são mais usados os: 1. como será explicado durante a aula sobre óleos de corte. Quando for necessária a lubrificação de extrema pressão. A espessura da película e a atividade do aditivo dependem do grau de proteção que se quer dar. pode-se adicionar ao binômio óleo + emulsionante um aditivo do tipo EP. Seu mecanismo de ação e o dos tenso-ativos em geral. eles têm afinidade pelos metais aos quais se absorvem fisicamente. São também usados em óleos de engrenagens para atender aos requisitos de certas especificações industriais. Por evaporação da água ou de toda a fase líquida da emulsão. 4. 5. Freqüentemente os inibidores de ferrugem são repelentes de água. Essas emulsões.Os emulsificantes são largamente usados em óleos chamados solúveis que realmente são emulsões de óleos em água. formando uma película não oxidável Os inibidores de ferrugem são utilizados em todos os lubrificantes industriais onde se tenha contato com água. (No caso da retifica elas evitam que os rebolos fiquem cegos. INIBIOORES DE FERRUGEM Funcionam de várias maneiras: a) Como muitos inibidores de corrosão. serão utilizadas em todos os casos onde o resfriamento for mais importante que a lubrificação de extrema pressão. Sulfonatos organo-metãlicos. o que muitas vezes . Nota: Os aditivos para óleos de corte não solúveis são. deixando depois uma película fina resinosa não lavável onde o aditivo fosfatado é a parte e a resina o protetor inerte. Fosfatos Orgânicos. 3. Muitos inibidores de oxidação funcionam também como inibidores de ferrugem. bem como em graxas. c) Absorvem-se quimicamente (e combinam-se) com o metal. Aminas complexas. . 2. espec1almente as mais ricas). Alguns óleos e Ácidos Graxos e seus derivados halogenados. . como pela adsorção de resinas fosfatadas aplicadas com solvente. que permitirá que uma emulsão funcione também como óleo de corte além de oferecer bom resfriamento. Exemplos: Fosfatos de Sódio e Carbonatos de Sódio (Taylor-Precursor). b) Podem funcionar também como neutralizadores de compostos acídicos e emulsificam os subprodutos. em geral. SINTÉTICOS "Emulsões sintéticas" são especialmente recomendadas para retifica e outras aplicações onde substâncias oleosas tenderiam a aglomerar detritos ou . Succinatos. A ferrugem pode ser ainda inibida por outros processos. Como exemplos. Glicóis e Poliglicóis. Associações de Nitrito de Sódio com Trietanolamina. deixam películas polares. 2. No exemplo anexo. diferentes durezas do aço e diferentes operações de usinabilidade são descritas e são dadas porcentagens aproximadas de aditivos a serem usados. Acetatos de Sódio. . podemos citar: 1.-. 3.' Pode-se ainda proteger a superfície metálica pela fosfatização ou outros tratamentos metálicos. . ar úmido etc. lubrificantes de corredeiras e trilhos ("way lubrificants"). também se podem proteger as superfícies metálicas pela formação de ligas. 2. . Podem-se citar: 2. MELHORAMENTOS DE INDICE DE VISCOSIDADE Na Industria.3. .a adesividade . 1. 3. óleos industriais não gotejantes. Exemplos: 1. Sintéticos -Podemos citar os glicerídicos esterificados. 4.oleosidade propriamente dita .2. Cera de carnaúba. Sabões derivados da reação de bases fortes com ácidos graxos: 3. graxas etc. O mecanismo de ação é não apenas a adsorção. Exemplos: 4.5. .Glicerídios obtidos pela ação de glicerina sobre ácidos graxos. Os valores dos coeficientes de atrito. em geral. No Brasil este não é o caso. todas as aplicações onde a adesividade seja necessária. Borrachas levemente despolimerizadas. de colza etc. Os primeiros agentes de oleosidade foram o sebo animal. No mecanismo de oleosidade tende-se a esquecer que a lubrificaçao de extrema pressão tem papel importante porque a ação puramente física não explica todas as propriedades e qualidades dos agentes de oleosidade. uma propriedade muito importante .2. São usados em quase todos os lubrificantes de engrenagens industriais. o óleo de mamona. São. 4. cinético e estático dão o no de "stick-slip" na razão= coeficiente estático de atrito coeficiente cinético de atrito Estes aditivos são especialmente importantes para fabricação de graxas.1 . Estearato de Potássio Oleato de Sódio. óleos de extrusão. que tende a se grudar ao metal.1 . Entretanto. 4.1. a banha e o óleo de banha. emprestam o nome LUBRIFICAÇÃO. . 4. geralmente ésteres de origem animal ou vegetal. MODIFICADORES DE ATRITO Agentes de aderência. Seu mecanismo de ação é mais importante nos casos de lubrificação limítrofe. óleos solúveis. Óleos Graxos são compostos líquidos por volta de 68oF.Ácido Oleico. são usados especialmente quando a temperatura tem função importante. Sabões de alumínio. Estearato de Sódio. Ácidos Graxos provenientes dos óleos Graxos de cadeia reta e longa. de caroço de algodão.1. 1. Polímeros de alto peso molecular.Ácido Palmítico. os melhoradores de índice de Viscosidade possuem. mas a coesão das partículas do aditivo. mas isso escapa ao nosso assunto. O óleo de oliva desempenhou um papel importantíssimo na indústria de lã e seu uso data da Revolução Industrial. 2. sendo chamados de gorduras os que são sólidos acima de 68°F. Sabões de ácidos graxos insaturados. 3. Ceras microcristalinas derivadas de petróleo.e química . de laminação.ação EP. 3. AGENTES DE OLEOSIDADE Os mais antigos (considerados no passado os lubrificantes por excelência). 1.Ácido Esteárico.2 . Exemplos.3 . aditivos de ação física .que torna seu emprego na indústria cada vez mais difundido. enfim. em geral.Nota: Evidentemente. de mocotó. Ceras. Cera de abelhas. 1. Os principais antissépticos são produtos de Função: 1. Aminas alifáticas. 2. hidroxiácidas e ácidos graxos. temos os alcoil-fenóis. ANTISSÉPTICOS Temos os biostáticos. Novamente. Sua função é permitir a aplicação e deposição do produto dissolvido. prestam-se à dissipação de calor. Como exemplo. Sua função é separar os cristais de cera. 1. como produto específico. 3. Outro mecanismo seria a reação química do aditivo com o composto mal cheiroso. exceto naqueles casos em que a baixa temperatura obriga o seu uso. Álcool.Por exemplo: poli-isobutilenos têm sido empregados com sucesso como aditivos para óleos e emulsões de laminação a frio e a quente. . carvão. Produtos de condensação de parafinas com naftaleno ou fenol e seus : polímeros. Sua queima quase completa permite sua aplicação especialmente naqueles casos em que o recozimento tende a deixar pesados depósitos de carvão sobre as chapas quando se usam óleos como o de babaçu. evitando que se aglomerem a baixas temperaturas. São especialmente úteis para trabalhos de moldagem em formar e aplicação de nosos sobre superfícies metálicas. bactérias etc. e os biocidas. Têm larga aplicação em locais onde há condensação de água ou onde a água possa penetrar. produtos baratos e vão desde a água até os solventes derivados de petróleo e/ou destilados de madeira. que interrompem uma fase do ciclo vital dos micro organismos. ABAIXADORES DE FLUIDES Têm pouca aplicação em óleos industriais. Polimetacrilatos. em contraposição aos óleos animais e vegetais usados como aditivos de laminação e estiragem. podemos citar o nitrobenzeno. aldeído. Exemplos: . geralmente evaporando Em trabalhos de corte de têmpera. 2. Usados também para produtos não miscíveis. CONTROLADORES DE ODOR Um mecanismo possível seria mascarar um odor desagradável por meio de perfumes sintéticos. Os polímeros de hidrocarbonetos são por alguns chamados de aditivos ou óleos sintéticos. DILUENTES OU VEÍCULOS São. Fenol. REPELENTE DE ÁGUA (desaguadores) Compostos organo-silícicos e outros polímeros. em geral. que envenenam ou destroem fungos. os anti-oxidantes às vezes são também controladores de odor e. Compostos Clorados e Mercúrios. 4. "COUPLING AGENTS" Especialmente utilizados em graxas e em colóides com sólidos em suspensão. REFERÊNCIAS: (1) "Industrial Lubrification Practice".V. -New York. por Virgi1 B. -C1eveland. Inc. por O'Connor e Boyd. por. (2) "Petro1eum Products Handbook". The Industrial Press -New York. Hobson. (1961) . Jentgen. por Peter Ka1il.(6) "Lubrificating-Oil Additives: How They Act". por C. por Ben Richard L. Kennedy The Lezius-Hi1es Co. USA ~ 1967 (5) "Addi tives in Lubrificants". Paul D. Inc. Ohio. . Sma1heer e R. (Society of Automotive E~gineers -397B -September 11-14. USA. (3) "Stanaard Handbook of Lubrification Engineering". McGraw-Hil1 Book Company.. McGraw-Hil1 Book Company.1968. Guthrie. USA1955. -New York. (4) "Lubrificant Additives". USA -1960. CURSO DE INFORMAÇÃO SOBRE LUBRIFICANTES E LUBRIFICAÇÃO GRAXAS LUBRIFICANTES Autor: Engo Roberto Mesquita Lage . C. pois que reduz a tendência do lubrificante a fluir ou vazar da área que está sendo lubrificada. vem sendo feitas há séculos. De fato. As graxas. os aditivos GRAXA LUBRIFICANTE = ESPESSADOR + LUBRIFICANTE FLUIDO + ADITIVOS ESPESSADOR Existe uma ampla gama de materiais. a história revela que já em 1400 A. de um ou outro tipo.GRAXAS LUBRIFICANTE CONSIDERAÇÕES GERAIS A graxa é um lubrificante fluido espessado a uma consistência de gel. A arte de se produzir graxas transformou-se gradualmente em uma ciência altamente desenvolvida. são produtos complexos. A maioria das graxas é feita atualmente pelo espessamento de um óleo de petróleo com sabão. principalmente em engrenagens expostas b) resiste a ação de remoção proveniente da força centrífuga c) resiste a pressões de carga COMPOMENTES DE UMA GRAXA LUBRIFICANTE As graxas lubrificantes. somente há cerca de 100 anos passados é que foram fabricadas as primeiras graxas contendo. como as conhecemos hoje. como lubrificante fluido. embora o tipo usado nas graxas mais convencionais seja um sabão ou mistura de sabões. os egípcios faziam um material semelhante à graxa que era usada para lubrificar eixos os de seus carros de gerra. VANTAGENS DE SUA UTILIZAÇÃO Em mancais de rolamento: a) boa retenção b) lubrificação instantânea na partida c) mínimo vazamento d) permite uso de mancais selado e) elimina contaminação f) permite operação em várias posições g) requer aplicações menos freqüentes h) baixo consumo Em mancais de deslizamento a) boa retenção b) resistência ao choque c) baixo consumo d) permanece onde necessário nas partidas e nas operações intermitentes Em engrenagens: a) boa retenção. pela adição de vários agentes espessantes. um lubrificante fluido e quase sempre de mateiais de adição para realçar certas propriedades da graxa. para acompanharem as exigências tecnológicas. pertencendo ao passado os dias do artífice de fabricação de graxa e suas técnicas secretas. incluindo argilas ou pigmentos. contudo. um óleo de petróleo. Estes resultam da reação de gorduras de . a maioria dos produtores de lubrificantes mantém substanciais programas de pesquisas sobre graxas. consistindo primordialmente de um espessador. A consistência semi-sólida é a característica básica. Hoje em dia. d) petrolatos. variando muito em características físicas e químicas. tem ação espessadora em graxas lubrificantes. Os materiais de adição podem ser qualquer numero de aditivos necessários para certas características desejadas a graxa pronta incluindo estabilidade a oxidação. fluidos sintéticos devem ser utilizados: tais como o silícone e os ésteres de fosfato. Muitos dos aditivos usados em graxas lubrificantes são semelhantes àqueles utilizados para os óleos lubrificantes. mas usualmente é um óleo de petróleo e. lítio. f) silicones. A sílica. sílica. O negro de fumo. ADITIVOS São compostos químicos que adicionados às graxas lubrificantes inferem certas propriedades especiais. alumínio. lítio. graxas à base de lítio fabricadas com óleos viscosos têm ponto de gota elevado e evaporação baixa com óleos de baixa viscosidade têm melhor rendimento a baixas temperaturas. bário. c) asfaltos. também largamente usada. propriedades e extrema pressão e inibição contra ferrugem. talco ou pós metáticos. podendo provocar abrasão nas partes lubrificadas. para se obter propriedades especiais. sódio. dissulfeto de molibdênio. lítio-chumbo. o silicone clorado e outros . Entre espessadores inorgânicos. Um fato que deve ser observado na utilização de um aditivo é o seu efeito no contexto estrutural. Os tipos de espessadores podem ser sintetizados: a) Sabões Metálicos: Normal – Cálcio. b) Inorgânico: Argila betonita.origem animal ou vegetal com cálcio. e) ceras. a reação entre u ácido graxo e uma base metálica é conhecida como saponificação. Por exemplo. o polialquileno glicol e o ester de silicato. Os estabilizadores químicos são usados na fabricação de certas classes de graxas . quanto à função e finalidade. A viscosidade do óleo tem bastante influência nas propriedades das graxas. bário Base mista – Cálcio-chumbo. são os estabilizadores químicos e aqueles que aumentam o ponto de gota. pois é sujeira à aglomeração. apresenta entretanto um inconveniente. argila hectorita c) Poliuréias d) Negro de fumo e) Fibras sintéticas f) Materiais Orgânicos LUBRIFICANTE FLUIDO Igualmente. Com a variedade de gorduras e álcalis existentes. pois tem repercussão no rendimento da graxa.. Os sabões complexos são mistura de sal-sabão. álcool ou glicerina. melhor aderência. principalmente de acetileno. Quimicamente. b) querosene. como grafite. As poliuréias são formadas pela reação de aminas com isoctanas em temperatura ambiente. hidróxido de sódio ou lítio. alumínio. Quando as graxas são formuladas para condições cri ticas . as argilas modificadas de bentonita e hectorita têm sido usadas com sucesso em graxas. Os aditivos mais ou menos específicos para graxas. As fibras sintéticas e os materiais orgânicos foram bastante usados como espessadores de graxas resistentes à ação de hidrocarbonetos. Complexo – Cálcio. tais como água. . De modo geral estas graxas são utilizadas em temperaturas pouco mais elevadas dos que as graxas de sabão normal. Os principais tipos podem ser agrupados: a) óleos minerais. quando em presença de umidade. Em algunas graxas são adicionados certos materiais sólidos. g) ésteres. Além do sabrão. também neste caso o fabricante de graxas dispõe de uma ampla escolha de óleos. o componente fluido da graxa pode ser uma grande variedade de materiais. a escolha de sabões para a produção de graxas é realmente bem grande. a saponificação também origina produtos de reação secundária. para eliminarem a água na formulação final com um correspondente aumento na temperatura máxima de uso. O componente metal tem importância nas propriedades da graxa. .......... em alguns casos..... A penetração de uma graxa é determinada pelo puncionamento da mesma......... isto é....................... isto é terem sido repetidamente forçadas através de uma chapa perfurada em um batedor.Embora o ponto de gota não tenha relação direta com o desempenho satisfatório....... com baixa velocidade e alta carga....... 3 ½........... CLASSIFICAÇÃO EM GRAUS CLI* Grau NGLI da graxa Consistência Penetração ASTM trabalhada ** a 25 oC 445 – 475 400 – 430 355 – 385 310 – 340 265 – 295 220 – 250 175 – 205 130 – 160 85 – 115 000 ....... na base de suas consistências após terem sido trabalhadas.................. porém................... 2 ½............ 4 . do que como carga.... o bissulfeto de molibdênio.......................... 2 ............................ como tal... 0 .. 5 ...... 1 ........................................... as graxas mais macias apresentam maiores penetrações.. um aumento no ponto de gota reduzira o vazamento a altas temperaturas.................... em certas condições de movimento deslizante................................. 00 . 6 ........... (mas não oficialmente) designada como de meio grau....... isto é 1 ½........ * NGLI: National Lubrificanting Grease Institute ** 60 batidas duplas no batedor padronizado de Graxa ASTM (American Society for Testing and Materials) ....... números menores de GRAU NLGI...... observa-se que existem diferenças de 15 pontos entre os graus adjacentes..... medindo-se a penetração no cone calibrado na graxa a uma determinada temperatura padrão de ensaio de graxa............................. EXEMPLOS DE ADITIVOS USADOS EM GRAXA LUBRIFICANTE Tipo de aditivo Composição química Finalidade Agente espessante Sabões metálicos Manter o óleo por adsorção Cargas Óxidos metálicos Dar volume à graxa Inibidor de oxidação Fenil-beta-naftilamina Inibidor de oxidação Passivador metálico Mercaptobenzotiazol Impedir o efeito catalítico dos metais Inibidor de corrosão Sulfonato de amônia dinonil Impedir a corrosão naftaleno Agente anti-desgaste Dissulfeto dibenzílico Reduzir o desgaste Agente de extrema-pressão Cera Clorada Reduzir o atrito Naftenato de chumbo Melhorador de ponto de gota Sabões graxos Aumentar o ponto de gota Estabilizadores Ésteres de ácido graxo Aumentar a temperatura de uso Agente de aderência Polibutilenos Aderência nas partes metálicas CLASSIFICAÇÃO DAS GRAXAS LUBRIFICANTES As graxas lubrificantes são classificadas entre nove graus NLGI padronizados.......... como 25 oC..................................... Assim sendo..... uma graxa tendo uma penetração dentre dessas diferenças é usualmente....... ou “moly” usualmente é considerado mais como aditivo................ Na tabela abaixo....... 3 ..................... O bissulfeto de molibdênio é um composto inorgânico largamente usado nas formulações de graxas.............. que relaciona as faixas de penetração............ etc... Ele possui uma capacidade peculiar de reduzir o atrito e o desgaste...... ! " acterística de bombeaDilidade. em que uma graxa passa para o estado líquido (ASTM D-566) ESTABILIDADE (ASTM -1831): A graxa quando em trabalho e constantemente cisalhada.o. ! ob". CARACTERISTICAS DAS GRAXAS LUBRIFICANTES' . a al ta temperatura.'r.' .J::~~sjstiênci~ ã ação i:de lavagem peia ág~a. "b) -Doa característica de bom. .. 7.:. em ordem decrescente em impotância: sabão. .'. ~.. duas temperaturrss:-= lO~é l75QF.4 -Graxas de Sódio: a) boa resistência a alta temperatura (até lBO9C).. BOMBEABILIDADE: Os fatores que afetam a bombeabilidade são: viscosidade do óleo mineral. c) boa adesi vidade.-. SEPARAÇÃO DO OLEO DURANTE O ARMAZENAMENTO (ASTM D-1742) : As graxas apresentam uma tendência à separação do óleo quando armazenadas durante um longo período de tempo. . -.Agua. .'. h) m~.'-.'~ 1-1TGA BXf'... ~~~Fência.I' -.r~'! ~!! : . -~'~'I~t::-'.. sob pressão.""' c. .:.-:.Te:Si$'ttu~fi~'i ~~ci. . . penetração trabalhada. ç} Complexo: ponto de gQ~~ en .' Os' f~~t:é-s-_~~s usados são o TIMKEM e o FOUR-BALL~ : .. ~ f hr..'...'." . 7.boa.-(1809C a 2009C) . ádiciona-se às graxas aditivos E. . b) Anídrico: ponto de gota entre 1209C e lBO9C.. " .' .. ' .. CAPACIDADE DE CARGA (D-2509 E D-2596): É de suma importância para a caracterização da extrema pressão. Entretanto..PROPRIEDADES DAS GRAXAS LUBRIFICANTES As propriedades dependem dos seguintes pontos.c.' ---. .. d) boa resistênciC'. .. -d) adequ~da resistência ã ação de lavagem~p~la âgU~: ' ' -. .). aditivos e óleo mineral. ..P.c) -'POnto de gota relativamente'bàixo... y1.Geralmente saó ':encontradas em 3 tipos: a) Normal: ponto de gota ate l209C.! ~\~' -!j. ESTABILIDADE Ã OXIDAÇÃO (ASTM D-942): As graxas são sujeitas ã oxidação e por esse motivo certas graxas possuem aditivos anti-Qxidantes.beabilidade.l"J... ..Gr.. .i'. f) grande estabili~a~~~f~ .âguà.. : : : .tideÍlcía. trel20oCe250o C-. quando as temperaturas são elevadas recomenda-se uma troca mais freqüente de graxa."de ~álcio~ a) aparênC:ía untuósá.iuiportância. método de fabricação.!:. . ASTM D-217. tempo de engrossador REQUISITOS DE ALTA TEMPERATURA: O ponto de gota indica a temperatura . 'Essa resistência é medida em .as-l'dfi: Litio: '8) '. .dr5('G.mento p~~e~~-suportar. b) ~ .-781 -Graxas'.-r-"J". r 'O.. e) altop9:1J. O "valor OK" de uma graxa corresponde à maior pressão que as peças. tem 'grande .. .'.. 6.r~e lavagem pela água. (" 7.gq.7 -Ação da:~ágem pela Água (ASTM D-1264) : A resistência de uma graxa à ação de lavagem piela.3 -. a separaçao do oleo .t9..ax. A mudança de penetração trabalhada de uma graxa após o batimento indica a medida de sua resistência ao cisalhamento._. '_?:~ ' . durante o processo de fabricação.1??a. .stL~:de bombeabilidade."!J 9u O~" Graxas de Alumínio: a)!-... -boa caracter1.pe:'gota~. .~!. Consistência NLGI. tendo em ~sta sua aplicação onde há possibi'1-i. d). 'J " " ' .dade d~ contamin'ação -pel'a. Para condiçoes de ~ levados valores de OK.. .--. 1~~.~' ' '.' té._r.