Método de teste padrão ASTM D892 para propriedades de formação de espuma de óleos lubrificantes

A norma "ASTM D892 Método de Teste Padrão para Propriedades de Espuma de Óleos Lubrificantes", publicada pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM), descreve um método de teste para determinar as propriedades de formação de espuma de óleos lubrificantes a 24 °C e 93,5 °C. Esses testes avaliam experimentalmente a tendência à formação de espuma e a estabilidade da espuma.

O mercúrio é classificado por muitas agências reguladoras como uma substância perigosa que pode causar danos ao sistema nervoso central, rins e fígado. O mercúrio ou seus vapores podem ser prejudiciais à saúde e corrosivos para os materiais.

A tendência dos óleos formarem espuma pode ser um problema sério em sistemas como engrenagens de alta velocidade, bombeamento de alto volume e lubrificação por salpico. Lubrificação inadequada, cavitação e transbordamento de lubrificante podem levar a falhas mecânicas. Este método de teste é usado para avaliar óleos nessas condições operacionais.

Para os fins desta norma, aplicam-se os seguintes termos e definições:

• Difusor: Dispositivo usado para dispersar um gás em um fluido. Neste método de teste, o difusor pode ser feito de materiais metálicos ou não metálicos.
• Ar (ou gás) aprisionado: Em líquidos, uma mistura bifásica de ar (ou gás) disperso em um líquido, no qual o líquido é o principal componente volumétrico. O ar (ou gás) aprisionado pode formar microbolhas que não são uniformemente distribuídas nos líquidos e podem se romper ou espumar ao coalescer para formar bolhas maiores na superfície ou abaixo dela.
• Espuma: Conjunto de bolhas formadas na superfície de um líquido, na qual o ar ou o gás é o principal componente volumétrico.
• Lubrificante: Qualquer material colocado entre duas superfícies que reduza o atrito ou o desgaste entre elas. Neste método de teste, o lubrificante é óleo, que pode ou não conter aditivos, como inibidores de espuma.
• Diâmetro máximo do poro: Na difusão gasosa, o diâmetro da seção transversal circular de um tubo capilar. Equivale ao maior poro do difusor em questão.
• Bolha dinâmica: No teste de diâmetro máximo de poros, esta é a bolha inicial que atravessa o difusor, seguida por uma sequência contínua de bolhas. Quando um difusor é imerso em um líquido, o ar pode ficar preso nos poros. Esse ar pode eventualmente escapar quando o difusor é pressurizado. No teste de diâmetro máximo de poros, o escape de tal bolha deve ser ignorado.
• Estabilidade da espuma: Em um teste de espuma, a quantidade de espuma restante em um tempo especificado após o corte do suprimento de ar. Neste método de teste, a estabilidade da espuma é determinada por medições realizadas 10 minutos (mais ou menos 10 segundos) após o corte do suprimento de ar. Se a espuma estabilizar até 0 mL antes de decorrido o tempo de estabilização de 10 minutos após o corte do suprimento de ar, o teste pode ser encerrado e o resultado da estabilidade da espuma registrado como 0 mL.
• Tendência de formação de espuma: No teste de espuma, é a quantidade de espuma determinada a partir das medições feitas imediatamente após o corte do fluxo de ar.

Durante o teste, duas porções da amostra são mantidas no difusor a duas temperaturas predeterminadas (24 °C mais/menos 5 °C e 93,5 °C mais/menos 0,5 °C). Um fluxo de ar controlado e constante de 94 °C mais/menos 5 mL/min é aplicado à amostra por 5 minutos e deixado em repouso por 10 minutos. Ao final de cada período, a altura e o volume da espuma são medidos. A tendência e a estabilidade da formação de espuma são relatadas.

Contaminantes de alta tensão superficial em lubrificantes e ar contido em óleos em serviço criam bolhas e espuma. A espuma cria películas de óleo incompletas, leva a baixas pressões de óleo e acelera a degradação do óleo, incluindo a depleção de aditivos. Os efeitos resultantes incluem lubrificação inadequada, falha de peças metálicas, cavitação em bombas e falha mecânica geral. Uma etapa necessária para minimizar esses efeitos é determinar de forma precisa e objetiva as características de formação de espuma das formulações de lubrificantes. Isso pode ser usado como uma ferramenta de diagnóstico para controle de desgaste e programas de manutenção preventiva (PM) ideais para motores e máquinas, economizando custos operacionais e tempo de inatividade.

A ASTM D892 é um procedimento crítico utilizado para avaliar a tendência à formação de espuma e a estabilidade de óleos lubrificantes sob condições específicas. A formação de espuma em óleos lubrificantes pode causar sérios problemas operacionais em sistemas como engrenagens de alta velocidade, bombeamento de alto volume e lubrificação por salpico, além de levar à falha mecânica por causar lubrificação insuficiente, cavitação e inundação. Os óleos lubrificantes são essenciais para reduzir o atrito e o desgaste em sistemas mecânicos. No entanto, a tendência dos óleos à formação de espuma pode impactar negativamente seu desempenho, levando a:

• Lubrificação inadequada: a espuma reduz a capacidade do óleo de formar uma película lubrificante consistente, aumentando o desgaste.
• Cavitação: bolhas de ar no óleo podem colapsar sob pressão, danificando componentes.
• Perda por transbordamento: excesso de espuma pode levar à perda de lubrificante, reduzindo a eficiência do sistema.

O método de teste ASTM D892 é amplamente utilizado para avaliar óleos em aplicações onde o controle de espuma é crítico e para garantir confiabilidade e desempenho em sistemas industriais e automotivos.

A norma ASTM D892 inclui um método para determinar a tendência à formação de espuma e a estabilidade da espuma em óleos lubrificantes. O teste mede:

• Tendência de formação de espuma: O volume de espuma formado quando bolhas de ar passam pela amostra de óleo.
• Estabilidade da espuma: Tempo que a espuma leva para colapsar após a interrupção da injeção de ar.

O método de teste ASTM D892 inclui estas etapas básicas:

• Preparação da amostra: Uma amostra de óleo lubrificante é colocada em um cilindro graduado.
• Injeção de ar: O ar é borbulhado através do óleo a uma taxa controlada, geralmente a 24 graus para a Fileira I e 93,5 graus para a Fileira II, usando um difusor feito de materiais metálicos ou não metálicos.
• Medição da tendência de formação de espuma: O volume de espuma formado imediatamente após a injeção de ar é registrado.
• Medição da estabilidade da espuma: Após a interrupção do fluxo de ar, é medido o tempo que a espuma leva para colapsar ou o volume de espuma restante após um determinado período de tempo.
• Linhas III e IV (opcional): Testes adicionais podem ser realizados para avaliar as propriedades da espuma após o resfriamento ou em temperaturas mais altas (por exemplo, 150 graus de acordo com ASTM D6082).

O aparelho de teste normalmente inclui um banho de teste, cilindros graduados e um difusor de gás, conforme especificado na norma. Os resultados são relatados como volume de espuma para tendência e estabilidade, fornecendo uma medida quantitativa do desempenho do óleo.

O método de ensaio ASTM D892 é essencial para as indústrias envolvidas na produção e utilização de óleos lubrificantes. Entre eles estão:

• Automotivo: Avaliação de óleos de motor e fluidos de transmissão.
• Industrial: Avaliação de óleos para engrenagens de alta velocidade, sistemas hidráulicos e turbinas.
• Aviação e marítimo: garantindo que os lubrificantes atendam aos padrões de desempenho em condições adversas.

Em última análise, o método de ensaio da norma ASTM D892 fornece uma estrutura robusta para avaliar as propriedades de formação de espuma de óleos lubrificantes, ajudando a garantir sua adequação a aplicações exigentes. Ao medir a tendência e a estabilidade da formação de espuma em temperaturas específicas, o ensaio ajuda a prevenir falhas mecânicas causadas por problemas relacionados à espuma. Apesar de algumas limitações na reprodutibilidade, esta norma continua sendo um elemento fundamental nos ensaios de lubrificantes devido ao seu alinhamento com os princípios internacionais de padronização e à sua aplicabilidade em diversos setores.

Nossa organização, que atua há muitos anos e acompanha meticulosamente os desenvolvimentos globais em ciência e tecnologia, conta com uma equipe qualificada e ampla infraestrutura para realizar testes, medições e análises em uma ampla gama de áreas para empresas de todos os setores. Nesse contexto, também prestamos serviços de teste em conformidade com a norma ASTM D892, Método de Teste Padrão para Propriedades de Espuma de Óleos Lubrificantes.