Fundamentos de Lubrificação e Lubrificantes Aula 6 PROF. DENILSON J. VIANA

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1 Fundamentos de Lubrificação e Lubrificantes Aula 6 PROF. DENILSON J. VIANA

2 Petróleo Embora as substancias utilizadas como lubrificantes não sejam, necessariamente, produtos derivados de petróleo, o seu emprego é tão comum que se torna praticamente impossível deixar de associar a ideia de lubrificação ao petróleo. PROF. DENILSON VIANA 2

3 Breve Histórico 1810 Primeira destilação industrial em Praga para obter óleo para iluminação 1846 Produção de querosene na Inglaterra para iluminação 1848 Produção de óleo de parafina em escala comercial na Escócia de dois tipo: um fino para combustível e um pesado para lubrificação Primeira concessão para prospecção de petróleo no Brasil primeira descoberta de petróleo no Brasil (Lobato, BA) 1953 Decreto de Getúlio Vargas cria a Petrobras (monopólio estatal) PROF. DENILSON VIANA 3

4 Origem do petróleo Pela teoria orgânica, o petróleo, tal como é encontrado hoje na natureza, resultou da matéria orgânica depositada em conjunto com partículas rochosas durante a formação das rochas sedimentares milhões de anos atrás. A palavra petróleo vem do latim: Petra = pedra Oleum = óleo PROF. DENILSON VIANA 4

5 Composição química do petróleo O petróleo é constituído quase inteiramente por carbono e hidrogênio em várias combinações químicas (hidrocarbonetos). Dependendo dos tipos de hidrocarbonetos predominantes em sua composição, o petróleo pode ser classificado em base parafínica e base naftênica. No caso de não haver predominância de um tipo de composto sobre o outro, o petróleo é classificado como base mista. PROF. DENILSON VIANA 5

6 A composição aproximada dos elementos químicos dos petróleo é a seguinte: Elemento % Carbono 81 a 88 Hidrogênio 10 a 14 Oxigênio 0,01 a 1,2 Nitrogênio 0,002 a 1,7 Enxofre 0,01 a 5 O petróleo é uma mistura de centenas de hidrocarbonetos líquidos, sólidos e gasosos dissolvidos (cerca de 90 à 99% do óleo cru). PROF. DENILSON VIANA 6

7 O petróleo é uma mistura de centenas de hidrocarbonetos líquidos, sólidos e gasosos dissolvidos. Certas características físico-químicas do petróleo, como fluidez, cor e odor, podem variar em função de sua composição e do local extraído. PROF. DENILSON VIANA 7

8 Refinação do óleo PROF. DENILSON VIANA 8

9 Óleos básicos Nas refinarias, o petróleo é processado e uma grande quantidade de subprodutos é obtida. Algumas das refinarias possuem unidades especiais para tratamento e processamento destes subprodutos que depois de tratados serão denominados óleos básicos. Os óleos básicos são a matéria-prima principal para a produção dos diversos tipos de lubrificantes, por meio de mistura entre si ou com aditivos especiais. PROF. DENILSON VIANA 9

10 Classificação de óleos básicos obtidos do petróleo PROF. DENILSON VIANA 10

11 Principais características de especificação de óleos básicos A) Viscosidade: Os óleos básicos são produzidos para apresentarem uma faixa de valores de viscosidade que permitam misturas para formarem todas as gamas de viscosidade utilizadas em equipamentos. O equipamento utilizado para medir a viscosidade é o viscosímetro. PROF. DENILSON VIANA 11

12 B) Índice de viscosidade: Quantifica a variação da viscosidade com a temperatura dependente do tipo do petróleo utilizado (aromático, naftênico ou parafínico). Índice Tipo de Produto < 10 Aromático 10 a 50 Naftênico 50 a 80 Misto > 80 Parafínico Maior Variação da Viscosidade Menor Variação da Viscosidade PROF. DENILSON VIANA 12

13 C) Cor: Não indica por si só a qualidade mas indica a uniformidade da produção. A cor se intensifica a medida que a viscosidade aumenta nos óleos básicos. D) Ponto de Fulgor: É a menor temperatura na qual um combustível liberta vapor em quantidade suficiente para formar uma mistura inflamável por uma fonte externa de calor. Esta característica tem importância maior quando o lubrificante é utilizado em ambientes quentes. É determinado por testes em C. PROF. DENILSON VIANA 13

14 E) Ponto de Fluidez: É a temperatura mínima à qual um óleo pode fluir. É uma característica critica em climas frios. Os lubrificantes parafínicos se solidificam nestas condições. O ponto de fluidez pode ser ajustado ou pelo grau de desparafinização ou utilizando aditivos para evitar a cristalização das ceras. PROF. DENILSON VIANA 14

15 Óleos Lubrificantes Podem ser classificados em: ominerais ograxos ocompostos osintéticos PROF. DENILSON VIANA 15

16 Óleos Minerais Apresentam certas características próprias que lhes são conferidas pela sua composição química (resultante do petróleo bruto), pelo tipo de refino, pelos tratamentos adicionais realizados e pelos aditivos utilizados. Mais importantes! PROF. DENILSON VIANA 16

17 Os óleos minerais podem ser divididos em naftênico e parafínicos. O óleos bases aromáticos não são adequados para fins de lubrificação. Característica Parafinicos Naftenicos Ponto de Fluidez Índice de Viscosidade Resistencia a Oxidação Alto Alto Grande Baixo Baixo Pequena Emulsibilidade Pequena Grande PROF. DENILSON VIANA 17

18 Óleos Graxos São encontrados em óleos vegetais e gorduras animais. Foram os primeiros lubrificantes utilizados. Hoje praticamente foram substituídos por óleos minerais, mas tem algumas aplicações especificas. A principal vantagem é a capacidade de aderência a superfícies metálicas. PROF. DENILSON VIANA 18

19 Óleos Compostos É a utilização dos óleos graxos adicionados aos óleos minerais. O objetivo da mistura é conferir ao lubrificante maior oleosidade ou maior facilidade de emulsão em presença de vapor de água. Encontramos algumas aplicações em lubrificação sujeitas a grandes cargas, cilindros a vapor e perfuração de rochas. PROF. DENILSON VIANA 19

20 Óleos sintéticos São obtidos por sínteses químicas. Suportam as condições mais adversas possíveis mas tem o uso limitados a locais onde os óleos minerais não conseguem atender devido ao custo. PROF. DENILSON VIANA 20

21 Propriedades dos óleos lubrificantes oviscosidade PROF. DENILSON VIANA 21

22 oíndice de Viscosidade (IV) oponto de fluidez oponto de fulgor odensidade ocor PROF. DENILSON VIANA 22

23 Importância da cor do lubrificante: 1) Identificação de vazamentos. Por esta razão muitas vezes são adicionados corantes nos óleos para facilitar a identificação dos mesmos. 2) Atrativo comercial. Óleos mais claros ou coloridos artificialmente podem dar uma ideia de produtos de maior qualidade. 3) Facilitar a visualização das peças (nos casos de produtos para usinagem). 4) Não interferir na cor do produto final quando o óleo fizer parte da composição do mesmo. PROF. DENILSON VIANA 23

24 Sistemas de classificação de viscosidade Existem várias classificações de viscosidade para óleos lubrificantes. PROF. DENILSON VIANA 24

25 Sistema de Classificação de Viscosidade ISO para Óleos Industriais É o mais simples e leva em consideração apenas a viscosidade do produto à 40 0 C. PROF. DENILSON VIANA 25

26 Sistema de Classificação de Viscosidade AGMA para Óleos Industriais Classifica os lubrificantes para engrenagens abertas ou fechadas, levando em consideração não só a viscosidade dos óleos, mas também a aditivação dos produtos. A AGMA classifica os óleos como: o R&O (inibidores de ferrugem e corrosão) o EP (Antidesgaste / Extrema Pressão) o CP (Óleos compostos - com 3 a 10% de gordura mineral ou sintética - freqüentemente empregados em engrenagens do tipo coroa / sem-fim) o R (residuais - freqüentemente empregados em engrenagens abertas) o S (sintéticos) PROF. DENILSON VIANA 26

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28 Sistema de Classificação de Viscosidade SAE J300 para Óleos de Motor Classifica os óleos lubrificantes pela sua viscosidade, que é indicada por um número. Quanto maior este número, mais viscoso é o lubrificante e são divididos em três categorias: oóleos de verão: SAE 20, 30, 40, 50, 60; oóleos de inverno: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W; (W = Winter inverno) oóleos multiviscosos (inverno e verão): SAE 20W- 40, 20W-50, 15W-50. PROF. DENILSON VIANA 28

29 Viscosidade Inverno As viscosidades em centipoises (cp), em temperaturas compreendidas entre 5 C e 30 C, são medidas utilizando um Simulador de Partidas a Frio ( Cold Cranking Simulator), ASTM D Viscosidade Verão As viscosidades cinemáticas em centistokes ( cst) a 100 C são determinadas de acordo com o método ASTM D-445, utilizando o Viscosímetro Cinemático. PROF. DENILSON VIANA 29

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32 Desta forma, um óleo multigrau SAE 20W40 se comporta a baixa temperatura como um óleo 20W reduzindo o desgaste na partida do motor ainda frio e em alta temperatura se comporta como um óleo SAE 40, tendo uma ampla faixa de utilização PROF. DENILSON VIANA 32