LUBRIFICAÇÃO E CONFIABILIDADE: GESTÃO E MELHORES …‡ÃO-E... · Um mecânico ajustador...

Júlio Nascif – 2015 - TECÉM Tecnologia Empresarial Ltda. – www.tecem.com.br

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LUBRIFICAÇÃO E CONFIABILIDADE:

GESTÃO E MELHORES PRÁTICAS


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1 – Introdução

O início desse artigo ressalta um aspecto que ocorre com frequência nas organizações e está representado

pela figura 1.

Figura 1

O personagem da figura está tentando matar diversos pernilongos pequenos mas não percebe que atrás

de si está “o grande pernilongo”!

Juran, um dos notáveis da Qualidade, baseado no princípio de Pareto, cunhou a frase “poucos vitais e

muitos triviais”. Aplicando esta frase à figura 1, constata-se que o personagem está preocupado com os

problemas triviais e se esquece do problema vital.

Uma das áreas vitais relacionadas com a saúde ou confiabilidade dos ativos é a LUBRIFICAÇÃO. No entanto,

não se sabe exatamente por que, é muitas vezes tratada como absolutamente trivial. Ou de outra forma:

Não se dá a lubrificação a importância que ela merece e deve ter.

Dessa forma, em prol da melhoria da confiabilidade dos ativos são feitas análises complicadíssimas e

introduzidos materiais mais nobres ou sobressalentes de origem comprovada e rastreada sendo que isso

tudo pode ser inútil se a lubrificação for negligenciada.

Uma das principais causas de falhas em equipamentos mecânicos está relacionada com problemas de

lubrificação. No gráfico da figura 2 pode-se considerar que 76% das falhas está relacionada com a

lubrificação: viscosidade (9%), umidade (1%), contaminação (50%) e resíduos de desgaste (16%).

Figura 2 - Causas primárias de falhas em equipamentos mecânicos 1,2


3

A SKF aponta que 66% das falhas em rolamentos se dá por outros motivos que não a fadiga.

Desses 66%, um total de 50% está relacionado com a lubrificação: Lubrificação Inadequada

(36%) e contaminação (14%)

Causa %

Montagem incorreta 16

66% Lubrificação inadequada 36

Contaminação 14

Fadiga 34

Figura 3 – Falhas em rolamentos (SKF)

A intenção desse artigo não é abordar características dos lubrificantes, tipos de lubrificação ou

métodos e padrões de análises e testes mas ressaltar alguns aspectos que, se levados em

consideração, proporcionarão um aumento de confiabilidade nos ativos e em consequência na

disponibilidade das plantas.

2 – A equipe de lubrificação

A equipe de lubrificação torna possível a execução do plano de lubrificação, o manejo dos

equipamentos e lubrificantes e a inspeção nos equipamentos que estão inseridos nas rotas

preestabelecidas.

Do mesmo modo que é necessária para operadores, mecânicos, instrumentistas etc., a

qualificação e a capacitação também são fundamentais para a equipe de lubrificação.

A qualificação é o resultado da formação que torna o profissional habilitado para o exercício de alguma atividade ou exercício profissional. Um mecânico ajustador formado no SENAI está qualificado para exercer essa função. A capacitação é obtida através de um processo de aprendizagem, via treinamento, focado nas

particularidades do serviço. Desse modo, um mecânico ajustador formado no SENAI estaria

qualificado para ajustagem mas precisa de treinamento para fazer a lapidação em sedes de selos

mecânicos.

Grande parte das empresas têm, na manutenção, a função LUBRIFICADOR. Em outras a função

é exercida por ajudantes ou mecânicos com treinamento específico em lubrificação.

Algumas particularidades relacionadas com a lubrificação de equipamentos, sistemas

hidráulicos e fluidos de usinagem (corte), aspectos de limpeza, organização, inspeção no campo,

contaminação, limites de aceitação, dentre outros, devem ser de pleno conhecimento dos

profissionais de lubrificação.

Decisões equivocadas comumente cometidas nas manutenções de várias empresas é “enviar

para a lubrificação aqueles empregados que não se saem muito bem nas suas atividades

originais”. Por exemplo: um mecânico que não é suficientemente rápido na realização de tarefas

ou que apresente alguma outra dificuldade é enviado para lubrificação. Isso pode criar uma

equipe de desmotivados ou funcionários problemas, com reflexos inevitáveis nos resultados.

Nem sempre a lubrificação é contemplada com a devida atenção pela supervisão e pelos

gestores seja no acompanhamento, na promoção de melhorias e no treinamento do pessoal.

É importante acordar para isso antes que as consequências, traduzidas por prejuízos se

apresentem.


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3 – Arrumação, Organização e Limpeza

Lubrificação é uma atividade que requer excelência na:

• Arrumação

• Organização

• Limpeza

Esses três conceitos devem andar juntos e serem observados desde o armazenamento dos

recipientes de lubrificantes, passando pela sala da lubrificação na oficina ou no campo, até

chegar tanto no entorno como nos equipamentos e nos sistemas de lubrificação.

Como mostrado na figura 2, a contaminação representa 50% de falhas em equipamentos

mecânicos. Considera-se que, pelo menos 75% de todas as falhas em sistemas hidráulicos seja

devida a contaminantes ou envelhecimento do fluido hidráulico.4

3.1 – Na(s) sala(s) de lubrificação

A sala de lubrificação deve ser o local mais limpo e arrumado da manutenção. A contaminação

não pode, jamais, começar no manuseio dos lubrificantes pelos lubrificadores.

As fotos a seguir mostram situações diferentes em salas de lubrificação: à esquerda uma

situação indesejável e à direita o que deve ser praticado.

Figura 4 - Sala de lubrificação – situação antes e depois 4

Figura 5 – Sala mal organizada e com limpeza ruim6. À direita sala de lubrificantes da Boeing.5

Atualmente estão disponíveis sistemas de armazenamento de óleo em recipientes plásticos com

medidor de nível, identificação por cores e etiquetas, sistema de enchimento por bombas, bem

como recipientes adequados para manuseio, identificados por cor e tipo de lubrificante. Isso

permite que não haja contaminação no manuseio de lubrificantes, além de manter organizada

a sala de lubrificação.


5

Figura 6 – recipientes com parte superior Figura 7 – Bombas manuais de graxa com corpo

colorida para identificação do corpo colorido para fácil identificação

do óleo. 7 do lubrificante.8

As orientações recentes para as salas de lubrificação são semelhantes às sugeridas na figura 8.

Figura 8 – Sala de lubrificação – recomendação 9

Figura 9 - Sala de lubrificação – recomendação9

3.2 – Nos equipamentos em operação

Nos equipamentos a limpeza é também fundamental, independentemente do tipo de indústria.

É óbvio que determinados tipos de indústria geram mais poeiras e partículas em suspensão no

ar que outras. Exemplos típicos são as fábricas de cimento, indústrias cerâmicas, mineração,

dentre outras.


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Desde que o nível de partículas é maior, os cuidados com a contaminação devem ser

proporcionalmente maiores. Isso inclui a limpeza dos equipamentos.

Figura 10 – Sistemas de lubrificação – observar o nível de limpeza de um e do outro

Nesses tipos de indústrias o ato de se fazer uma inspeção ou lubrificação (complementação de

nível, aplicação de graxa, etc.) requer uma limpeza prévia sob pena de se promover a

contaminação do lubrificante. Veja no exemplo a seguir.

Seja um equipamento em uma indústria cerâmica que tem um mancal com uma oleadeira (copo

de óleo ou “oil cup”) na parte superior, como indicado na figura 11. Em função da grande

quantidade de pó existente no ambiente da indústria, o pó se acumula sobre os equipamentos.

Qualquer atuação por parte do inspetor ou do lubrificador que implique em mexer na tampa da

oleadeira deve ser precedida pela limpeza do pó nela acumulada. Caso isso não seja feito, pode

ocorrer a entrada de pó para dentro do mancal e a consequente contaminação do lubrificante.

Isso implicará na redução da vida útil do mancal.

Figura 11 – Mancal de equipamento com oleadeira (oil cup)


7

Figura 12 – Limpeza da tampa necessária antes de sua abertura.

Atualmente são disponíveis indicadores que, instalados nos pontos de lubrificação nos

equipamentos, indicam o tipo de lubrificante a ser aplicado. Alguns desses permitem que, além

da cor de identificação, seja escrito o tipo de lubrificante.

Figura 13 – Anéis coloridos para identificação Figura 14 – Sistema de identificação e proteção

do lubrificante utilizado no equipamento (no de pontos de aplicação de graxa8

caso lubrificador de nível constante) 7

4 – Melhorias de projeto dos equipamentos para redução da contaminação do

lubrificante

Apesar dos processos de lubrificação ainda permanecerem os mesmos, salvo pela maior

aplicação dos sistemas de névoa de óleo (oil mist) principalmente em instalações que

concentram muitos equipamentos similares (refinarias de petróleo, químicas e petroquímicas),

constata-se uma evolução significativa nos sistemas que garantem a integridade do lubrificante

e dos mancais.

Para exemplificar, vamos listar algumas melhorias ocorridas em bombas centrífugas de

processo.

a) Vedação da caixa de mancal

A figura 15 mostra uma bomba centrífuga horizontal tipo ANSI, na qual estão indicados os

locais para colocação das vedações da caixa de mancal. Essas vedações tem um papel muito

importante pelas seguintes razões:

“De acordo com a SKF Bearing Company, tanto o óleo como a graxa têm uma vida útil de 30

anos, a trinta graus centígrados (86 ° F). A empresa bomba Duriron estima que a vida L10 de


8

uma rolamento radial de esferas em uma bomba centrífuga com rotor em balanço,

operando no BEP (ponto de melhor eficiência) está entre 1 (um) e 300 (trezentos) anos!.”10

Figura 15 – Bomba centrífuga horizontal com rotor em balanço

Esses números parecem absurdamente altos para o que verificamos no dia a dia. Mas, caso

eles sejam possíveis, o que concorre para que não sejam alcançados?

Novamente a contaminação do lubrificante é a grande responsável por isso. Dentre elas:

• Altas temperaturas podem provocar a formação de vernizes no óleo criando um

contaminante sólido;

• Contaminação do óleo com água, umidade e sólidos (poeira, pó)

• Contaminação por aplicação de lubrificante errado ou já contaminado.

A umidade e a poeira podem entrar nas caixas de mancal através:

• Da vedação da caixa de mancal (ver figura 15) principalmente dos tipos mais antigos

(labirintos e retentores),

• de jatos de água nas operações de limpeza da área. As pessoas que manuseiam as

mangueiras quase nunca são esclarecidas para onde não devem apontar o jato de

água.

• do respiro ou suspiro (air breathers) existentes nas caixas de mancal de bombas

centrífugas e também muito comuns em caixas de engrenagens. A figura 16 mostra

uma bomba com um respiro na caixa de mancal.

Figura 16 – Bomba centrífuga tipo API 11

Isso ocorre pois se desenvolvem diferenciais de pressão entre a caixa de mancal e

o ambiente que a circunda. Além disso, as diferença de temperatura e suas

flutuações que podem ocorrer pela variação de temperatura do produto


9

bombeado, ambiente externo, partidas e paradas do equipamento, promovem

uma troca de ar entre o interior da caixa de mancal e o exterior, ocasião em que

pode ocorrer a entrada de contaminante através das aberturas do respiro e

vedações da caixa de mancal.

• Vamentos em gaxetas ou excesso de agua de lavagem em sobrepostas de selos

mecânicos. Para prevenir esse tipo de contaminação é usual a instalação de um

defletor no eixo que, girando junto com ele, joga a água do vazamento no sentido

radial impedindo-o de entrar na caixa de mancal. Ver figura 17.

Figura 17 – bomba centrífuga com defletor entre a caixa de gaxetas e a caixa de mancal12

Em relação às vedações citadas no início desse parágrafo e indicadas na figura 18, são 3 os tipos

comumente utilizados:

Retentor (Lip seal) Vida estimada 2000 horas Pode provocar friso no eixo

Labirinto (Labyrinth) Pode ser simples (figura à esquerda) e duplo (fig. à direita) que émais efetivo. Não é eficaz no caso de aspiração de umidade do ambiente externo. A vida dos labirintos é muito elevada.

Protetores de Mancal (Bearing Isolators) Não permitem a entrada de água, umidade e spray ao mesmo tempo em que não deixam vazar óleo. Vida estimada 65 vezes maior que a dos retentores

Figura 18 – Tabela com os tipos de isoladores/protetores de mancal13


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Verifica-se uma tendência em substituir os retentores e labirintos por protetores ou isoladores

de mancal nas aplicações onde seja requerido maior grau de proteção aos mancais. As figuras

abaixo mostram aplicações de protetores de mancais em alguns equipamentos.

Figura 19 – Protetores de mancal instalados em motor elétrico (esquerda) e tambor de correia

transportadora (à direita)14

Figura 20 – Redutor de ventilador de torre de resfriamento industrial com protetor de mancais

nos eixos de entrada e de saída. 15

b) Lubrificadores de nível constante

Lubrificadores nível constante são projetados para manter um nível de óleo do pré-determinado

na caixa de mancal. Quando o nível de óleo na caixa de mancal cai abaixo do nível definido, o

dispositivo (lubrificador de nível constante) envia óleo para a caixa retornando o nível a sua

condição original.

O funcionamento dos lubrificadores de nível constante ocorre da seguinte forma: quando o nível

da caixa de mancal baixa, o ar passa pelo tubo de interligação do lubrificador com a caixa e

pressiona o óleo fazendo-o escoar do lubrificador para a caixa até completar o nível.

Em muitos casos, os lubrificadores de nível constante estão abertos à atmosfera exterior, seja

pelo respiro da caixa de mancal seja pela folga propositalmente deixada entre o cachimbo e o

suporte do reservatório de óleo. Ver figura 21.


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Figura 21- Lubrificador de nível constante (adaptado de ref. 16)

Uma vez que estes lubrificadores são ventilados para a atmosfera, se o ambiente for sujo ou

agressivo, haverá contaminantes que podem se misturar com o lubrificante. Na maioria das

vezes esses contaminantes são umidade, poeira, vapores de produtos químicos e partículas,

todas prejudiciais ao lubrificante e, por consequência, para a vida útil do equipamento.

Para minimizar ou eliminar esse tipo de contaminação, foi desenvolvido o sistema de

lubrificação de nível constante fechado, como mostra a figura 22. Um dos tipos tem uma linha

de equilíbrio de pressão que está conectada à parte superior da caixa de mancal que se liga à

base do lubrificador de nível constante.

Figura 22 – Lubrificador de nível constante fechado (ref. 9 e 17)

c) Respiros e câmaras de compensação

A câmara de expansão (expansion chamber) tem a função de absorver o aumento de pressão

interno da caixa de mancais que decorre do aumento de temperatura. Desse modo, ela

compensa as variações que ocorrem devidas às mudanças de temperatura (dia, noite, parado,

operando). É construída de uma câmara em aço carbono que possui internamente um diafragma

de borracha. Com isso, a caixa de mancal fica isolada do meio ambiente o que evita a

contaminação por agentes externos.

Figura 23 - Câmaras de Expansão (ref. 18 e 9)


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Figura 24 – Câmara de expansão – descrição do funcionamento (ref. 16 – Serron Ind)

Os respiros (air breather), permitem a troca de ar entre o ambiente e a caixa de mancal,

ocasionada por diferenças de pressão decorrentes das variações de temperaturas. Existem

diversos tipos, como mostrados na figura 24 que vão desde um simples tubo com 2 curvas,

mostrado na parte superior esquerda da figura, passando pelos respiros com filtros – que

impedem a entrada de partículas provenientes do ambiente e os tipos mais completos que

possuem elementos filtrantes para partículas, dissecantes para impedir a entrada de umidade e

carvão ativado para prevenir entrada de vapores de óleo.

O que vai determinar a aplicação desse ou daquele tipo é o ambiente que circunda o

equipamento. No entanto, convém ressaltar que a contaminação reduz significativamente a vida

dos mancais gerando indisponibilidade que resulta em elevados custos.

Figura 25 – Tipos mais comuns de respiros

Quando a situação exigir e, de modo a garantir que não haja contaminação do lubrificante na

caixa de mancal, pode-se fazer a associação desses dispositivos como mostra a figura 26. O

lubrificador de nível constante está montado em sistema fechado e além da câmara de expansão

foi adicionado um filtro dissecante para retirar umidade.


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Figura 26 – Lubrificador de nível constante sistema fechado com câmara de expansão e

dissecante.9

A figura 27 mostra a redução que ocorre na vida do mancal em função da contaminação por

água. Repare que o óleo, mesmo tendo aspecto normal, já pode estar contaminado.

Usualmente o indicador de contaminação por água se dá para a nossa visão quando o óleo se

torna turvo. Nesse ponto, o óleo já está com pelo menos 0,1% de água e a vida remanescente

do mancal está em 25% !

Figura 27 – Gráfico mostrando o efeito do percentual de água no óleo sobre a vida do mancal

5 – Armazenamento de lubrificantes

O armazenamento de lubrificantes é uma etapa importante para garantia da sua integridade.

Mesmo que as práticas recomendadas para o armazenamento sejam sobejamente conhecidas

pelo pessoal da Manutenção, o armazenamento pode ficar sob a responsabilidade de outros

setores, dentre eles Suprimentos cujo pessoal, por vezes, não está alertado ou informado

convenientemente.

Sempre que possível é recomendado que os tambores de lubrificantes sejam armazenados em

local coberto. No entanto nem sempre isso é possível. Assim, uma das primeiras preocupações

que deve ser tomada é em relação à correta colocação dos tambores quando armazenados ao

tempo.


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A figura 28 mostra o que ocorre quando o tambor, colocado na posição vertical, está sujeito à

intempéries. A chuva que cai sobre o tambor acumula água em sua parte superior. Quando a

chuva cessa e o sol aparece a tendência é que haja escape de ar de dentro do tambor para fora.

Mas à noite, com a queda de temperatura, ocorre o inverso. Então a água acumulada na tampa

entra pelos bujões, indo se depositar no fundo (a água é mais pesada que o óleo)

Figura 28 – Tambor de óleo mal armazenado ao tempo.

Dessa forma os tambores de óleo e graxa devem ser armazenados sob uma cobertura.

Figura 29 – Armazenamento coberto de tambores de lubrificantes.

Caso isso não seja possível, devem ser armazenados deitados, com os bujões alinhados na

horizontal

Figura 30 – Armazenamento de tambores ao tempo (deitado)

Caso isso ainda não seja possível e os tambores tenham que ser armazenados na vertical, adotar

o seguinte procedimento:

Sempre calçar os tambores com um taco de madeira de modo que fiquem inclinados conforme

mostra a figura. Atentar para a posição dos bujões.


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Figura 31 – Armazenamento correto de tambores na vertical

Cobrir os tambores com lona é uma providência importante.

Outra alternativa é utilizar os protetores ou cobertura de tambor (drum cover) conforme

ilustrado na figura 32. Esses protetores são reutilizáveis e garantem que o lubrificante não será

contaminado pela água da chuva ou umidade.

Figura 31 – Cobertura ou proteção para tambores de 20 litros (55 gal drum cover)

Figura 32 – Tampa de filme de PEBD 23 Figura 33 – Tampa em chapa fina de aço pintada24

Júlio Nascif, engenheiro mecânico, com curso de especialização em Engenharia de Equipamentos e Avançado II de

Turbomáquinas na Petrobras. Trabalhou por 21 anos na Petrobras REGAP onde exerceu a gerencia da manutenção

mecânica. Diretor da TECÉM Tecnologia Empresarial, empresa de consultoria, assessoria, avaliação / diagnóstico e

treinamento em Gestão e Manutenção. Co-autor de livros de Manutenção.


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Referências.

1–Manutenção Preditiva Fator de sucesso na gestão empresarial – Alan Kardec & Julio Nascif- Editora Qualitymark, 2013 2–Plant Failures from a Insurance Perspective – Ian Barnard – Engineering Asset Management from an Insurance Perspective, Reliability web. Com. 3 – http://www.machinerylubrication.com/Read/29461/2013-lube-room-challenge 4 - http://www.machinerylubrication.com/Read/957/hydraulic-fluids-contamination 5 - http://www.machinerylubrication.com/Read/589/lubrication-boeing 6 - http://pt.slideshare.net/toonvg/lubrication-reliability-bylubretec 7 – Mining Systems Catalogue – JSG Industrial Systems 8 – Lubretec BVBA - http://www.enluse.be/grease-safe.html

9 – Trico Corporation - http://www.tricocorp.com/

10 – McNally Institute - http://www.mcnallyinstitute.com/13-html/13-09.htm

11 – Flowserve (Pacific Pumps)

12-http://www.naipump.com/products_detail/&productId=e926e426-513f-4167-82ec-

b40028b13da7.html

13 – Informações de Heinz P. Bloch, Galock, NcNally Institute, InproSeal, Aesseal.

14 – Motor US Emerson Electric / Tambor informação Inpro Seal

15 – Parker Seal (Protech), Redutores Amarillo.

16 – Serron (Serron Industrial http://www.serron.com.br/index.asp)

17 – Oil Rite (www.oilrite.com)

18 – Visolub (http://www.visolub.com.br/camara_de_expansao.htm

19 - http://www.se-jin.co.kr/P-BREATHER%20FILTER/P-AIR%20BREATHER%20FILTER-SAP.htm

20 – Filton Limited (http://www.filtonltd.co.uk/uploads/DOC51372AA420C03.pdf)

21 – Parker Filtration (http://www.parker.com/literature/Brazil/2300_11.pdf)

22 - http://reliabilityweb.com/index.php/articles/helpful_hints_to_increase_reliability_through_lubrication/

23 - http://www.qualipack.com.br/especiais_tampa.php

24 – TSSC - Tambores – São Carlos - SP

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