SAE J1737 Determinação de perdas de hidrocarbonetos em tubos, mangueiras, conexões e conjuntos de linhas de combustível pelo método de reciclagem

A norma “SAE J1737 Test Procedure for Determining Hydrocarbon Losses from Fuel Pipes, Hoses, Fittings and Fuel Line Assemblies by Recycle Method”, desenvolvida pela American Society of Automotive Engineers (SAE), descreve um procedimento para determinar a perda de fluidos de hidrocarbonetos por meio de infiltração nas paredes dos componentes e também por meio de microvazamentos nas interfaces dos componentes montados, controlando independentemente a temperatura e a pressão.

Este teste é realizado em um sistema de recirculação, onde os elementos do combustível em teste que se infiltram pelas paredes da amostra e atravessam as interfaces são transportados por um fluxo controlado de nitrogênio seco até um ponto de medição. Este ponto de medição é um dispositivo, como um recipiente contendo carvão ativado ou outro método de coleta ou acumulação. Aqui, as perdas de hidrocarbonetos são medidas pela variação de peso ou analisadas por outro método adequado.

Nos veículos modernos, as emissões evaporativas representam uma fonte significativa de poluição por hidrocarbonetos provenientes do sistema de combustível. Essas emissões ocorrem principalmente por permeabilidade, onde as moléculas de combustível (especialmente os hidrocarbonetos mais leves da gasolina) passam lentamente pelas paredes de componentes que transportam combustível, como mangueiras de borracha ou plástico, tubos, conexões e conjuntos completos de linhas de combustível.

A norma SAE J1737 fornece um método de teste laboratorial padronizado para medir com precisão e reprodutibilidade essas perdas de permeabilidade. Esse método auxilia os fabricantes nas seguintes áreas:

• Desenvolver e qualificar materiais e projetos de sistemas de combustível de baixa permeabilidade.
• Demonstrar conformidade com as normas ambientais (em particular, com as normas de emissão por evaporação).
• Comparação de diferentes materiais, camadas de barreira ou estruturas.

Este teste tem sido usado há anos como referência em regulamentações como as de pequenos motores terrestres, motores marítimos de ignição por faísca, veículos rodoviários e programas de emissões evaporativas da EPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos).

Este método de teste utiliza uma técnica de recirculação para medir a permeabilidade em condições controladas:

• Preparação da amostra para teste: O tubo de combustível, mangueira, conexão ou conjunto completo é preenchido com um combustível de teste (normalmente uma gasolina de referência, como CE10 ou misturas semelhantes que contenham etanol).
• Sistema de recirculação: O combustível é recirculado continuamente através do componente por meio de uma bomba. Isso evita a estagnação do combustível, mantendo constantes a exposição, a temperatura e a pressão do combustível.
• Sistema de circuito fechado baseado em reservatório: O sistema inclui um reservatório cujo volume é significativamente maior que o volume interno da amostra de teste (a SAE recomenda um volume interno mínimo de 800 vezes para muitos testes, a fim de minimizar os efeitos de concentração). Hidrocarbonetos permeáveis ​​se acumulam no combustível do reservatório ao longo do tempo.
• Princípio de medição: A taxa de permeabilidade é determinada monitorando-se o aumento da concentração de hidrocarbonetos no combustível do reservatório (ou, às vezes, por perda de peso/análise por cromatografia gasosa). Os resultados são geralmente expressos em gramas de hidrocarbonetos por metro quadrado de área superficial molhada por dia (g/m²/dia).
• Condições de teste:
• Temperatura: Para acelerar a permeabilidade e simular as condições de alta temperatura sob o capô, ela é normalmente mantida elevada (por exemplo, 40 ou 60 graus, dependendo da aplicação/regulamentação).
• Duração: Tempo suficiente para atingir a permeabilidade em estado estacionário (geralmente de alguns dias a algumas semanas).
• Pressão: Normalmente pressão ambiente ou ligeiramente superior.
• Combustível: Misturas adequadas para uso real (incluindo oxigenados como o etanol).

Muitas normas especificam taxas máximas de permeabilidade para tubulações de combustível. Por exemplo, uma taxa máxima de 15 g/m²/dia é comum quando testada com gasolina certificada a uma temperatura mínima de 40 graus. Limites inferiores se aplicam em programas mais rigorosos ou para mangueiras com barreira.

Com o crescente foco atual em veículos com baixas emissões evaporativas, sistemas híbridos e combustíveis alternativos, a norma SAE J1737 continua sendo um método fundamental para qualificar mangueiras com barreira multicamadas, tubos revestidos com fluoropolímero e outras tecnologias de baixa permeabilidade que ajudam a atender aos padrões globais de emissões evaporativas.

Esta norma é fundamental para quem trabalha com projeto de sistemas de combustível, certificação regulatória ou seleção de materiais para aplicações automotivas, marítimas, de motores de pequeno porte e fora de estrada, pois serve como o principal método de teste padronizado para medir a permeabilidade de hidrocarbonetos em linhas de combustível, mangueiras, tubos, conexões e componentes, que contribuem significativamente para as emissões evaporativas. Esta norma é um dos protocolos de teste mais importantes na área de emissões evaporativas.

As emissões evaporativas resultam da passagem lenta (difusão) de hidrocarbonetos do combustível (compostos orgânicos voláteis, COVs) através das paredes dos componentes do sistema de combustível, mesmo quando o veículo ou equipamento não está em funcionamento. Elas contribuem significativamente para a poluição total por hidrocarbonetos proveniente de veículos e equipamentos movidos a gasolina. Atuam como precursoras do ozono troposférico (fumo) e de aerossóis orgânicos secundários (partículas finas, PM2.5).

A evaporação total pode ser responsável por uma grande proporção das emissões de hidrocarbonetos, por vezes igual ou superior às emissões de gases de escape em sistemas mais antigos ou mal controlados. Como as perdas por evaporação descontrolada dos sistemas de combustível poluem a atmosfera mesmo com os motores desligados (por exemplo, veículos estacionados, equipamentos armazenados), a redução da permeabilidade é crucial para atingir as metas de ar limpo.

Os fabricantes devem utilizar a norma SAE J1737 para os seguintes fins:

• Para confirmar se as linhas e mangueiras de combustível atendem aos limites de permeabilidade.
• Caracterizar materiais de baixa permeabilidade (por exemplo, mangueiras com barreira multicamadas feitas de fluoropolímero, náilon ou EVOH).
• Para demonstrar a conformidade durante a homologação, certificação de componentes ou processos de aprovação regulamentar.

Os componentes não podem ser vendidos ou montados em mercados legalmente regulamentados sem passar no teste padrão SAE J1737. Isso afeta diretamente a aprovação do produto, o acesso ao mercado e o cumprimento da garantia.

Há muitos anos, nossa organização, com sua equipe competente e experiente, compreende as necessidades de seus clientes, fornecendo os serviços avançados de teste que eles exigem e auxiliando-os no estabelecimento, implementação e aprimoramento de sistemas de gestão. Nesse contexto, também oferecemos serviços de teste em conformidade com a norma SAE J1737.