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

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.

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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.

1864 – Primeira concessão para prospecção de petróleo no Brasil.

1939 – primeira descoberta de petróleo no Brasil (Lobato, BA)

1953 – Decreto de Getúlio Vargas cria a Petrobras (monopólio estatal)


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 = pedraOleum = óleo


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.


A composição aproximada dos elementos químicos dos petróleo é a seguinte:

O petróleo é uma mistura de centenas de hidrocarbonetos líquidos, sólidos e gasosos dissolvidos (cerca de 90 à 99% do óleo cru).

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.

Certas características físico-químicas do petróleo, como fluidez, cor e odor, podem variar em função de sua composição e do local extraído.


Refinação do óleo


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.


Classificação de óleos básicos obtidos do petróleo


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.


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 ParafínicoMenor Variação da Viscosidade

Maior Variação da Viscosidade


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.


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.


Óleos Lubrificantes

Podem ser classificados em:

oMinerais

oGraxos

oCompostos

oSintéticos


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!


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

Alto Baixo

Índice de Viscosidade

Alto Baixo

Resistencia a Oxidação

Grande Pequena

Emulsibilidade Pequena Grande


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.


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.


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.


Propriedades dos óleos lubrificantes

oViscosidade


oÍndice de Viscosidade (IV)

oPonto de fluidez

oPonto de fulgor

oDensidade

oCor


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.


Sistemas de classificação de viscosidade

Existem várias classificações de viscosidade para óleos lubrificantes.


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.


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)



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.


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-5293.

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.




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

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