ASTM E2412 Monitoramento de Condição de Lubrificantes em Serviço por Análise de Tendências Usando Espectrometria FT-IR

A norma “ASTM E2412 Prática padrão para monitoramento de condições de lubrificantes em serviço por análise de tendências usando espectrometria de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR)”, publicada pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM), descreve um procedimento para usar FT-IR para monitorar a depleção de aditivos, o acúmulo de contaminantes e a degradação do óleo base em lubrificantes, fluidos hidráulicos e outros fluidos usados na operação normal da máquina.

Os contaminantes monitorados incluem água, fuligem, etilenoglicol, combustíveis e óleo defeituoso. Oxidação, nitração e sulfonação de óleos básicos são monitoradas como evidência de deterioração. O objetivo desta atividade de monitoramento é diagnosticar a condição operacional da máquina com base nas condições de falha observadas no óleo. Parâmetros de medição e interpretação de dados são apresentados para permitir que operadores de diferentes espectrômetros FT-IR comparem resultados usando as mesmas técnicas.

Esta prática baseia-se na análise da tendência e da resposta de dispersão obtida a partir de medições de absorção no infravermelho médio. Embora a calibração para estabelecer unidades de concentração física seja possível, ela é desnecessária ou impraticável na maioria dos casos. Os limites de alerta ou alarme (o ponto em que a manutenção é recomendada ou necessária em uma máquina monitorada) podem ser determinados usando análise estatística, histórico do mesmo equipamento ou de um equipamento similar, testes cíclicos ou outros métodos que se correlacionam com o desempenho do equipamento. Esses limites de alerta ou alarme podem ser um valor máximo ou mínimo fixo para comparação com uma única medição ou podem ser baseados na taxa de variação da resposta medida. Esta prática considera a dispersão, mas não impede o uso de alertas e alarmes de taxa de variação.

Este guia não tem a intenção de definir ou recomendar limites normais, de precaução, de advertência ou de alarme para nenhuma máquina. Esses limites devem ser determinados em conjunto com as recomendações e orientações do fabricante da máquina e de sua equipe de manutenção.

Os espectros e perfis de distribuição apresentados aqui são apenas para fins ilustrativos e não devem ser interpretados como representativos ou constitutivos de diretrizes para lubrificantes ou máquinas.

Este aplicativo foi desenvolvido como uma verificação espectroscópica rápida e simples para monitoramento de condições de lubrificantes em serviço e pode ser usado para ajudar a determinar a saúde geral da máquina por meio da medição de propriedades observáveis no espectro infravermelho médio, como água, oxidação de óleo e outras, conforme mencionado acima.

Os dados infravermelhos gerados por esta aplicação são normalmente utilizados em conjunto com outros métodos de ensaio. Por exemplo, a espectroscopia infravermelha não permite determinar os níveis de desgaste metálico nem realizar qualquer outro tipo de análise elementar. A aplicação apresentada não se destina a estimar as propriedades físicas do lubrificante (por exemplo, viscosidade, índice de base total, índice de acidez total). Esta aplicação destina-se ao monitoramento de lubrificantes em serviço e pode ajudar a determinar a condição geral da máquina. Não se destina à análise da composição do lubrificante, do seu desempenho ou da formulação de pacotes de aditivos.

A amostragem e análise periódicas de lubrificantes são utilizadas há muito tempo como meio de determinar a saúde geral das máquinas. A espectroscopia de emissão atômica e a espectroscopia de absorção atômica são frequentemente utilizadas na análise de metais de desgaste (por exemplo, o método de teste padrão ASTM D5185). Uma série de testes de propriedades físicas complementam a análise de metais de desgaste e fornecem informações sobre as condições do lubrificante (por exemplo, os métodos de teste padrão ASTM D445, ASTM D2896 e ASTM D6304). A análise molecular de lubrificantes e fluidos hidráulicos usando espectroscopia FT-IR fornece informações diretas sobre espécies moleculares de interesse, incluindo aditivos, produtos de degradação de fluidos e contaminantes externos, complementando assim a análise de metais de desgaste e outras análises usadas em um programa de monitoramento de condições.

A ASTM E2412 é uma ferramenta essencial na manutenção de máquinas e na análise de lubrificantes. Ela fornece uma estrutura para avaliar a condição de lubrificantes em serviço, como lubrificantes de máquinas, fluidos hidráulicos e outros fluidos utilizados na operação normal de máquinas. Utilizando espectrometria FT-IR, esta norma fornece informações sobre a saúde e a eficiência operacional das máquinas, monitorando a depleção de aditivos, o acúmulo de contaminantes e a degradação da base de óleo.

A norma ASTM E2412 se concentra no monitoramento de parâmetros-chave, incluindo:

Contaminantes: Água, fuligem, etilenoglicol, combustíveis e óleo defeituoso.
Indicadores de degradação: Oxidação, nitração e sulfonação de óleos básicos.
Depleção de aditivos: Monitoramento da depleção de aditivos, como compostos antidesgaste (por exemplo, ZDDP à base de fosfato).

O objetivo principal é identificar condições de falha em máquinas, analisando tendências nas condições do lubrificante ao longo do tempo. Esta aplicação foi projetada para diagnosticar problemas operacionais por meio de amostragem periódica, e não para analisar a composição, o desempenho ou a formulação de aditivos do lubrificante.

As principais características da norma ASTM E2412 são as seguintes:

Espectrometria FT-IR: A espectrometria FT-IR é uma técnica analítica não destrutiva que mede a absorção de luz infravermelha por componentes moleculares em uma amostra de lubrificante. Esta norma especifica faixas de números de onda (tipicamente de 3000 a 1090 cm) para a análise de vários parâmetros.^-1) e a intensidade da absorbância varia dependendo da resolução espectral e do comprimento do caminho celular.
Parâmetros de medição: Esta norma fornece diretrizes detalhadas para a medição de componentes específicos, conforme especificado em seus anexos. Por exemplo:
- Poluição da água: 3500 a 3150 cm^-1 intervalo, mas o etilenoglicol pode dificultar a medição precisa devido à sobreposição de sinais de grupos hidroxila.
- Carga de fuligem: Aprox. 2000 cm^-1 é avaliada em densidade de absorbância.
- Oxidação e nitração: 1800 a 1670 cm respectivamente^-1 e 1650 a 1600 cm^-1 Os valores medidos em intervalos são relatados como absorbância por 0,1 mm para levar em conta a espessura da amostra.
- Compostos antidesgaste: geralmente à base de fosfato (por exemplo, dialquilditiofosfato de zinco, ZDDP), 1025 a 960 cm^-1 medido no intervalo.
- Contaminação de combustível: gasolina e diesel (por exemplo, JP-5, JP-8) são monitorados por apresentarem características espectrais variáveis e exigem verificação das faixas de absorbância do indicador.
Subtração espectral: Esta norma inclui disposições para subtração espectral para isolar parâmetros moleculares específicos, como água, fuligem, oxidação, nitração e compostos antidesgaste de fosfato. Essa técnica aumenta a precisão da detecção de alterações nas condições do lubrificante por meio da subtração dos espectros elementares.
Análise complementar: Esta norma enfatiza que os resultados do FT-IR podem ser combinados com outros testes, como número de acidez total, número de base total e medições de viscosidade, para fornecer uma avaliação abrangente da qualidade do lubrificante e da saúde da máquina.

A norma ASTM E2412 é amplamente utilizada em setores onde a confiabilidade das máquinas é crítica, como manufatura, automotivo, aeroespacial e geração de energia. Ao coletar e analisar lubrificantes regularmente, os profissionais de manutenção podem:

Ele pode detectar sinais precoces de desgaste da máquina por meio da análise de desgaste de metais (complementada por espectroscopia de emissão atômica ou absorção, por exemplo, ASTM D5185).
Pode identificar problemas de contaminação que podem levar à falha do equipamento.
Pode otimizar programas de manutenção monitorando tendências de degradação de lubrificantes e esgotamento de aditivos.

No entanto, esta norma tem várias limitações:

Não para análise composicional: Esta norma não foi projetada para avaliar formulações de lubrificantes ou características de desempenho.
Interferências: Alguns contaminantes, como o etilenoglicol, podem interferir na quantificação da água e exigem interpretação cuidadosa.

Como resultado, a ASTM E2412 é uma norma fundamental para manutenção baseada em condições, permitindo que as indústrias monitorem a saúde dos lubrificantes e diagnostiquem problemas nas máquinas usando espectrometria FT-IR. Ao fornecer uma abordagem estruturada para análise de tendências, ela oferece suporte a estratégias de manutenção proativas, ajudando a prolongar a vida útil dos equipamentos e reduzir o tempo de inatividade.

Nossa organização, que atua há muitos anos e acompanha meticulosamente os desenvolvimentos globais em ciência e tecnologia, realiza testes, medições e análises em uma ampla gama de áreas para empresas de todos os setores, com uma equipe qualificada e ampla infraestrutura. Nesse contexto, também fornecemos serviços de testes em conformidade com a Norma ASTM E2412 para Monitoramento de Condição de Lubrificantes em Serviço por Análise de Tendências Utilizando Espectrometria de Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR).