Lubrificação - Propriedades

7/17/2019 Lubrificao - Propriedades

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Anlises realizadas com lubrificantes

Densidade Viscosidade ndice de viscosidade Ponto de fulgor (ou de lampejo) e ponto de inflamao(ou de

combusto) Pontos de fluidez e n!voa

"gua por destilao "gua e sedimentos Demulsibilidade #$trema presso Diluio %or

%inzas o$idadas %inzas sulfatadas %orroso em l&mina de cobre %onsist'ncia de gra$as lubrificantes Ponto de gota


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Densidade

A maior parte dos produtos luidos do petr*leo so manipulados evendidos na base de volume+ por!m, em alguns casos, ! necessrio con-ecer opeso do produto./ petr*leo e seus derivados e$pandem0se uando auecidos, isto !, o volumeaumenta e o peso no se modifica. Por esta razo, a densidade medida auma temperatura padroou, ento, convertida para esta temperatura por meio

de tabelas.


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/ grau de densidade AP1 (American Petroleum Institute)

2 unicamente empregada para o petr*leo e seus subprodutos. Definida por3

A densidade especfica do material ! calculada tendo0se como referencia agua. /bviamente, uanto maior o valor de 4AP1, mais leve ! o composto. Poe$emplo, pode0se ter3


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A densidade tamb!m pode nos dar alguma indicao sobre a natureza

do produto.

#$emplo 5um *leo usado, o aumento da densidade em graus APindica diluio por combustvel. 6ma diminuio pode indicar presenade fuligem ou -idrocarbonetos o$idados.

/utro e$emplo de aplicao3Permite classificar o petr*leo em3

Petr*leo leve ou de base 5aftal'nica3 Possui 4AP1 maior ue 78+

Petr*leo m!dio ou de base Aromtica3 Possui 4AP1 entre 98 e 78+

Petr*leo pesado ou de base Parafnica3 Possui 4AP1 menor ue 98.


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Portanto uando ouvimos falar de umadescoberta de petr*leo em algum lugar, epercebemos ue o petr*leo encontrado ! degrau AP1 79, por e$emplo, ou simplesmente

dizem ue ! petr*leo leve, sabemos ue issotem a ver com a densidade e com afacilidade de refino.


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%or

/s *leos lubrificantes variam de cor, desde transparentes (incolores) at! pretos(opacos). A cor pode ser observada por transpar'ncia, isto !, contra luz, ou poluz refletida.

#$istem diversos aparel-os para se determinar a cor de *leos lubrificantes. 6mdos mais empregados ! o colormetro A:;< (D=>88) consistindo de uma fonte

de luz, vidros coloridos padronizados, recipiente fec-ado com a amostra e umvisor.

A amostra ! comparada com vrias cores padronizadas e numeradas de 8,> a?. A cor padronizada ue mais se assemel-ar a cor da amostra indicar on@mero de cor A:;


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%olormetro A:;< D=>88


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Viscosidade

2 a principal propriedade fsica dos *leos lubrificantes.A viscosidade est relacionada com o atrito entre as mol!culas do fluido,podendo ser definida como a resistncia ao escoamento que os fluidosapresentam.


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6m dos m!todos utilizados para determinar a viscosidade (ver ilustrao

abai$o) ! verificar o tempo gasto para escoar determinada uantidade de*leo, a uma temperatura estabelecida, atrav!s de orifcio de dimensesespecficas.


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A Viscosidade de um fluido ! a propriedade uedetermina o valor de sua resist'ncia aocisal-amento. A viscosidade ! devidaprimariamente, B interao entre as mol!culas dofluido. /bserve a figura abai$o3


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Duas placas paralelas so separadas por uma

dist&ncia C, sendo o espao entre as mesmasocupado por um fluido.:upon-a uma fora constante atuando sobre aplaca superior, ue ento se move a uma

velocidade constante V.


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/ fluido em contato com a placa superior aderir B

mesma e ir mover0se B velocidade V e o fluido emcontato com a placa inferior fi$a ter velocidade zero. :ea velocidade V no for e$cessivamente grande , ascamadas intermedirias do fluido iro mover0se comvelocidade V=, V9, Vndiretamente proporcionais a C=, C9,

Cn. / movimento ser laminar e a curva de variao davelocidade ser uma lin-a reta.


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Eembrando ue FA ! uma unidade de presso no :.1.P G 5FmP G 5Fm99( = Pascal)( = Pascal)

# o denominador VFC resulta a unidade s.Assim HH tem como unidade3 Pascal $ segundo ou Pa.: (I)5o sistema %J: (centmetro0grama0segundo) a unidade de viscosidade ! opoise (II).= Pa.s G =8 poise#stas unidades se referem B Viscosidade Din&mica.

(I) Klaise Pascal (II) Lean0Eouis0


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Viscosidade Cinemtica:

2 o uociente daviscosidade dinmicapeladensidade na mesma

temperatura3 HcG HFM.A unidade de viscosidadecinemtica cmais usada !o :toNe.

(Jeorge Jabriel :toNes).


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Viscosidade Cinemtica:

= :toNe ou :t (cm9Fs).

5a ind@stria do petr*leo ! comum e$primir aunidade de viscosidade cinemtica em centistoNec:t.= :t G =88 c:t

C O


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:o vrios os aparel-os para medir a

viscosidade dentre eles o :aCbolt,Oedood e #ngler./s mesmos j no so mais usadoscomercialmente.

A maioria das determinaes daviscosidade ! feita em c:t e convertida aesses sistemas uando necessrio.

Para fins ilustrativos os mesmos seroapresentados B seguir.

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A viscosidade ! determinada em aparel-osc-amados viscosmetros3Saybolt (Estados Unidos)Redwood(Inglaterra)

Engler(Alemanha)Cinemtico (6so 6niversal)

/s Viscosmetros :aCbolt, Oedood e #ngler t'm umaconstruo semel-ante. ;odos eles se compembasicamente de um tubo de seo cilndrica, com um

estreitamento na parte inferior.

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Princpio dos viscosmetros3Princpio dos viscosmetros3

6ma determinada uantidade de fluido ! contida notubo ue, por sua vez, fica mergul-ada em ban-o de guaou *leo de temperatura controlada por termostato.

6ma vez atingida e mantida a temperatura

escol-ida, dei$a0se escoar o luido atrav!s de orifcioinferior, ao mesmo tempo ue se comea a contagemde tempo.

Oecol-e0se o fluido em frasco graduado e, nomomento em ue o nvel atingir o trao de refer'nciado gargalo, faz0se parar o cronQmetro.

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Viscosidade :aCbolt

5o m!todo :aCbolt, a passagem de *leo de um recipiente no aparel-o ! feitaatrav!s de um orifcio calibrado, para um frasco de R8 ml, verificando0se o tempodecorrido para seu enc-imento at! o trao de refer'ncia.

Tubos:Universal:u= 1,77 mm

Furol:

f= 3,15 mmVisc > 1000 SSU

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%omo a viscosidade varia com a temperatura, isto !, uanto mais auecidoestiver o *leo, menor ser a sua viscosidade, seu valor deve vir acompan-ado

da temperatura em ue foi determinada. Assim sendo, este m!todo utiliza atemperaturas padres de =88 S (7T,? S%) e 9=8 S (U?,U S%).

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!em"lo:

%olocar amostra no tubo correspondente

apro$imadamente ?8ml.

Oegular termostato para a temperaturdesejada e aguardar o euilbrio t!rmicoban-oFamostra.1niciar o escoamento do *leo, ao mesmotempo em ue um cronQmetro ! acionado.

uando o *leo no frasco receptor atingo nvel indicativo de R8ml, travar ocronQmetro.

/ tempo, em segundos, ! relacionado com a unidade ::6 e relatadacomo viscosidade :aCbolt na temperatura adotada.

;empo de leitura a =884 foi =>8 segundos.A viscosidade ! =>8::6 a =884.

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Viscosidade Oedood

/ viscosmetro Oedood ! semel-ante ao :aCbolt. As temperaturasusuais de determinao so3 T8, TT, ?R, =88, =W8, e 988. %omo no :aCbolt,este m!todo possui dois tubos padres3 o n. =, universal, e n. 9, admiraltCsendo o valor num!rico em :O= apro$imadamente igual a dez vezes o valonum!rico em :O9. A leitura do cronQmetro dar a viscosidade Oedood em#e$undos Red%ood n& ' (#R')&

Tubos:Redwood n 1:1= 1,62 mm

Redwood 2:2= 3,80 mmVisc > 2000 s

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!em"lo:

%olocar amostra de *leo notubo correspondenteapro$imadamente T8ml.

Oegular termostato para

temperatura reueridaaguardar euilbrio t!rmico.

1niciar escoamento do *leo

ao mesmo tempo acionar ocronQmetro.

uando o *leo no frasco

receptor atingir o nveindicativo de >8ml, travar ocronQmetro.

#ste tempo ! reportado como sendoOedood n4= na temperatura adotada.

;empo de cronQmetro igual a =78segundos. 5a temperatura de refer'ncia=884, a viscosidade ser3

=78 :O= a =884.

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Viscosidade #ngler

/ viscosmetro #ngler ! tamb!m semel-ante ao :aCbolt. #ste m!todo utiliza asseguintes temperaturas padres3 984%, >84% e =884%. / resultado do teste !referido em grau #ngler(4#) ue, por definio, ! a relao entre o tempode escoamento de 988 ml de *leo, a 984%(ou >84% ou =884%) e o tempo deescoamento de 988 ml de gua destilada a 984%.

Tubo nico,ligeiramentecnico com

mdio= 2,9mm

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!em"lo:

%olocar amostra de *leo no tubo correspondente, apro$imadamente 9>8ml. Oegular termostato para temperatura reuerida e aguardar o euilbrio

t!rmico. 1niciar o escoamento do *leo, ao mesmo tempo em ue um cronQmetro !

acionado.

uando o *leo atingir o nvel indicativo de 988ml, travar o cronQmetro. Anotao valor.

Dividir o valor anotado pelo tempo de escoamento de 988ml de guadestilada nas mesmas condies.

/ resultado da diviso ! reportado com viscosidade #ngler na temperatura

de refer'ncia.;empo de escoamento do *leo a 984% igual a W>8 segundos.;empo de escoamento da gua destilada a 984% igual a =>8 segundos.A viscosidade ser, 74# a 984%.

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Furol = fuel and road oils. leos que possuem viscosidade > 1000 s.

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Viscosidade %inemtica/ Viscos*metro Cinemtico! basicamente constitudo de um tubo capilar de

vidro, atrav!s do ual se d o escoamento do fluido.

5este m!todo, um tubo capilar ! abastecido at! determinado nvel. Por sucoo *leo ! levado at! uma marca em um dos lados do tubo. Parando0se desuccionar, o *leo tende a voltar para a posio inicial, passando por umasegunda marca de refer'ncia. 2 anotado o tempo, segundos, ue o nvel do *leo

leva para passar pelos dois traos de refer'ncia.

Para cada fai$a de viscosidade dos *leos ! utilizado um tubo capilar comdeterminado di&metro e, para cada tubo, ! determinado um fator de correo X%do tubo para o clculo da viscosidade em centistoNes (c:t)3

Viscosidade em c#tG % $ t

sendo t, o tempo de escoamento, em segundos, determinado no viscosmetrocinemtico.

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!em"lo

Preparar o tubo capilar.Oegular o termostato para atemperatura de refer'ncia.uando o euilbrio t!rmico foratingido, posicionar o nvel inicialcom a ajuda de uma pera desuco.

Ao iniciar o escoamento, acionaro cronQmetro.uando o nvel do *leo atingir otrao de refer'ncia, travar ocronQmetro. / tempo em segundos

cronometrado ! multiplicado pelaconstante do tubo, para adeterminao da viscosidade.

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/ viscosmetro cinemtico apresenta maior preciso em relao aosviscosmetros #a+,olt- Red%ood en$ler&

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/ viscosmetro cinemtico apresenta maior preciso em relao aosviscosmetros #a+,olt- Red%ood en$ler&

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A obra3 Eubrificantes Z Eubrificao1ndustrial (%arreteiro e Kelmiro) pgina W9 e seguintes oferece a X;abela

W.9 [ %onverso de Viscosidade Bmesma temperatura em ue relacionadados de viscosidade nas unidades

:aCbolt, Oedood, #ngler e%inemtica.

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1mport&ncia da Viscosidade

A viscosidade !, indubitavelmente, a propriedade fsica principal de um *leolubrificante. A viscosidade ! um dos principais fatores na seleo de um*leo lubrificante, sendo sua determinao influenciada por diversas condies,sendo as mais comuns as seguintes3

elocidade

Presso!emperatura

"olgas

Aca#amento

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Velocidade maior a velocidade, menor deve ser a viscosidade, pois aformao da pelcula lubrificante ! mais fcil. /s *leos de maior viscosidade

possuem maiores coeficientes de atrito interno, aumentando a perda depot'ncia, isto !, a uantidade de fora motriz absorvida pelo atrito interno dofludo.

Presso uanto maior for a carga, maior dever ser a viscosidade parasuport0la e evitar o rompimento da pelcula.

;emperatura como a viscosidade diminui com o aumento da temperaturapara manter uma pelcula lubrificante, uanto maior for a temperatura, maiordever ser a viscosidade.

olgas uanto menores forem as folgas, menor dever ser a viscosidadepara ue o *leo possa penetrar nelas.

Acabamentouanto mel-or o grau de acabamento das peas, menor poderser a viscosidade.

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Ainda ue o significado do teste de viscosidade ten-a sido considerado do pontode vista de *leos novos, esses testes t'm tamb!m lugar para avaliao de *leos

usados.

%om a anlise dos *leos usados, podemos determinar se -ouve3

Oeduo da viscosidadeAumento da viscosidade

/casionada por contaminao por combustvel ou outros produtos menosviscosos, ou poder indicar a o$idao do *leo, presena de gua, de s*lidosem suspenso ou contaminao com outro *leo mais viscoso.

!& 6m aumento da viscosidade durante o servio pode, muitas vezes, indicao$idao, as mol!culas do *leo aumentam em seu taman-o e isso faz com ue

o *leo fiue espesso.

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ndice de viscosidade

ndice de viscosidade ! um valor num!rico ue indica a variao da viscosidadeem relao B variao da temperatura.

Alguns luidos tendem a ter sua viscosidade reduzida, uando auecidos, eaumentada, uando so resfriados.

Maior o ndice de viscosidade menor ser a variao da viscosidadecom atemperatura.

Por e$emplo, se dois *leos, a uma determinada temperatura, possurem amesma viscosidade, uando resfriados ficar mais espesso auele ue possuimenor ndice de viscosidade.

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/ ndice de viscosidade ! um n@mero emprico, ue relaciona a mudana deviscosidade de um *leo relativamente insensvel (1V G =88) e ! baseado nas

viscosidades medidas respectivamente a =88 e 9=8 4.

1dentifica a natureza dos *leos minerais puros3

abai$o de 8 0 componentes naft'nicos e aromticos+

entre 8 e W8 0 base naft'nica+

entre W8 e ?8 [ base mista ou base naft'nica+

entre ?8 e =88 [ base parafinica.

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/ e$emplo da ilustrao anterior pode ser representado pelo seguintediagrama3

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Para determinar o ndice de viscosidade de um *leo, do ual con-ecemos aviscosidade a determinada temperatura, ! aplicada a seguinte f*rmula3

/nde36 G viscosidade a =884(W8 S%) de um *leo cujo 1V desejamos calcular.

E G viscosidade a =884(W8 S%) de um *leo com 1V zero e tendo a 9=84 (=88 S%) amesma viscosidade ue o *leo cujo 1V ueremos determinar.\ G viscosidade a =884 (W8 S%) de um *leo com 1V =88 e tendo a 9=84 (=88 S%) amesma viscosidade ue o *leo cujo 1V ueremos calcular.

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#sta ! uma

representao"arcial"arcialda tabela(por uestes deespao).

5o livro te$to3Lu,ri;icantes Lu,ri;icantes Lu,ri;icaDEoLu,ri;icaDEoIndustrialIndustriala tabela

completa est aolongo das pginas>9 a >?+

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#$emplos3=)%alcular o 1V de um *leo ueapresentou os seguintes valores de

viscosidade3viscosidade a W8 4% G ?> c:t.viscosidade a =88 4% G U,>8 c:t.

:oluo31V G E [ 6 $ =88

E [ \"ela ta,ela:L < /12-1 c#t@ < 8>-/ c#tU < 32 c#t

1V G =7>,7 [ ?>,88 $ =88

=7>,7 [ TR,U=1V G >8,78 $ =88

>?,7U 1V G ?R,=W

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#$emplos32) Determinar o IV de um leo com osdados abaixo:

viscosidade a 40 C = 733 c!t"viscosidade a #00 C = $$% c!t"&'(& D' I*+'&,-./-:!e1a a tabela:

Interolar ara . = $$% c!t$5 6 $$0) #205 6 ##$)

$$% 6 $$0) x0# 2400% x x = #44

Viscosidade:

##$ 8#44 = ##554 c!tDa tabela or interola9o) temos:. = ##554 e; = %54$ Calculado de a)"

Viscosidade E?,?8 7,=?,U8 7,8

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>4 ##U

%arta de mistura

6tilizada para obter a viscosidade resultante da mistura de dois *leos.

#$emploW8 ] de *leo A W8 ::6R8 ] de *leo K 0 =88 ::6

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