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Coleta de Amostras

Coleta de Amostras

A questão mais fundamental para qualquer programa de análise de óleo é a qualidade da amostra. Embora a prática analítica deficiente ou a verificação insuficiente da integridade dos dados gerem dados que não possam ser interpretados de forma confiável, a prática de amostragem inadequada gera dados falsos que muitas vezes são totalmente sem sentido com relação ao monitoramento de condições ou diagnóstico de falhas.
As principais fontes de variabilidade dos dados da amostra são:
  • Procedimento de amostragem (amostragem imprópria, rotulagem, etc.);
  • Local de amostragem (onde no sistema de fluido);
  • Atividades de manutenção inadequadas, inconsistentes e não declaradas (substituição ou reparo de componentes, filtragem adicional, remonta ou mudança de óleo, etc.);
  • Eventos operacionais (utilização, mau uso, ciclos de trabalho variáveis, exposição a altas tensões, variações de temperatura, etc.);
  • Teste de amostras (procedimento de ensaio, calibração e normalização de ensaio, etc.);
  • Entrada de dados (chave soco, interface automática, etc); e finalmente
  • Presença de um ou mais modos de falha conflitantes.

Para obter uma interpretação confiável dos dados do óleo, o analista deve compreender as causas da variabilidade dos dados e o proprietário do equipamento deve implementar políticas de manutenção que atendam às necessidades de monitoramento do equipamento. Uma vez que a situação é controlada, o histórico de teste do equipamento se torna a base para a interpretação diária dos dados da amostra e para a análise da confiabilidade. O estabelecimento do controle começa com o procedimento apropriado de amostragem de óleo.

Frascos para Amostragem


Os frascos de amostra podem ter uma influência considerável nos resultados dos testes de óleo, particularmente nos resultados de limpeza do óleo. Na prática, apenas devem ser utilizados frascos de amostra qualificadas para limpeza. Quando as amostras devem ser retiradas de máquinas ultra limpas, tais como sistemas hidráulicos industriais, o frasco de amostra deve ser classificada como ultra limpo.
Os frascos de vidro devem ser usadas para óleos lubrificantes e fluidos hidráulicos que atacam os plásticos; caso contrário, resulta em contaminação adicional da amostra. Alguns frascos de plástico permitem que o vapor de água atmosférico passe através da parede do frasco, aumentando o nível de contaminação da água já presente na amostra. Quando o equipamento tiver limites de contaminação de água muito baixos, devem ser utilizados frascos de vidro. Além disso, o procedimento de amostragem deve assegurar a eliminação de qualquer água adicional absorvida durante o processo de amostragem.
Os kits de amostragem foram padronizados para incluir os frascos corretos (material, tamanho e limpeza), etiquetas e recipientes à prova de gotejamento. Eles incluem todos os itens necessários para coletar a amostra corretamente e enviar a amostra para um laboratório. Consulte um especialista para obter informações sobre quais frascos são necessárias para tipos de máquinas específicas. Se forem utilizados diferentes tipos de frascos para reduzir os custos globais de amostragem, certifique-se de que o tipo de frasco correto é utilizado para a respectiva máquina.

Amostragem Representativa


O objetivo principal do processo de amostragem de óleo é adquirir uma amostra representativa, isto é, uma amostra cujas propriedades, contaminantes e metais de desgaste reflitam com precisão a condição do óleo e da máquina. Teoricamente, uma amostra representativa significa que a concentração e distribuição de tamanho de partículas e espécies químicas no frasco de amostra correlacionam-se com aquelas no reservatório de óleo.
Os principais fatores que afetam a representatividade da amostra incluem o procedimento de coleta da amostra e a localização na máquina onde a amostra é extraída. Para se obter uma amostra consistente, devem ser considerados os seguintes critérios gerais:
  1. As amostras devem ser tomadas enquanto o equipamento estiver funcionando e a temperatura nominal de operação. Se isto não for prático, então a amostra deve ser tomada imediatamente após o desligamento antes que o óleo esfrie e as partículas maiores tenham assentado.
  2. As amostras devem sempre ser retiradas do mesmo ponto do sistema de lubrificação a jusante de todos os componentes que produzem desgaste.
  3. É preferível recolher amostras de uma válvula montada para o propósito.


  4. A amostragem atrvés de bujões de drenagem do equipamento é a menos representativa e a mais indesejável de todos os métodos. Ele deve ser usado somente se nenhum outro local estiver disponível.
  5. Finalmente, coordene a política de mudança de óleo e remonta com a política de coleta de amostras. Se uma amostra deve ser tomada no momento da troca de óleo, lembre-se de tomar uma amostra antes da alteração para fornecer dados de condição atualizada; e tomar outra amostra em uma ou duas horas de funcionamento após a alteração, para fornecer um ponto de tendência para a próxima amostra de rotina. A segunda amostra é especialmente importante se o intervalo de troca de óleo for demasiado curto.

O tipo de maquinaria e o ambiente operacional têm um impacto significativo no procedimento de amostragem. Equipamentos que exigem condições ultra-limpas exigem procedimentos de amostragem que evitem a introdução de contaminação de sujeira durante a amostragem.

Registro de Informações da Amostra


A entrada correta das informações do equipamento nos rótulos de amostras e nos formulários de dados é crítica, uma vez que o técnico de laboratório requer essas informações para interpretar corretamente os resultados dos testes. Uma amostra mal rotulada atribui resultados de teste de máquinas à máquina errada, corrompendo tendências e interpretação.
Todos os dados de amostras suspeitas devem ser excluídos do banco de dados, pois corrompem o banco de dados e degradam os procedimentos para análises de tendências, estatísticas e confiabilidade. Nenhum outro problema pode destruir a eficácia de um programa de análise de óleo tão rapidamente quanto amostras ruins ou mal rotuladas.

Estabelecendo o Intervalo de Amostragem


O progresso de um problema de lubrificação inicial para uma falha mecânica grave pode ocorrer em poucas horas, no caso de turbinas a gás de alta velocidade, ou exigir dias a meses, no caso de grandes máquinas industriais de movimento lento. Obviamente, o tempo de amostragem é um fator importante no diagnóstico de problemas. O intervalo ideal de amostragem para uma máquina pode ser definido como um intervalo suficientemente curto para fornecer pelo menos duas amostras durante o período entre o início de uma condição anormal e o início de um modo crítico de falha. Para a economia do programa de óleo, apenas os problemas que podem levar a uma falha geral da máquina ou perda de produção devem ser considerados na determinação do intervalo de amostra. Na prática, deve determinar ou, pelo menos, verificar todos os intervalos de amostra por meio de análises dos equipamentos e dados históricos. As análises requerem acesso aos dados de teste, manutenção e custo cobrindo pelo menos um período de revisão para cada classe de equipamento. O seguinte processo pode ser usado para determinar o intervalo de amostra ótimo para cada tipo de máquina.
Passo 1. Realizar uma análise de custos de incidentes de reparação de máquina que envolvam a substituição de óleo ou componentes lubrificados. Estes problemas incluem falhas que têm sintomas mensuráveis por análise de óleo, tais como metais de desgaste, contaminação do óleo e subprodutos de degradação.
Passo 2. Realizar uma análise estatística sobre os eventos de reparo selecionados e histórico de análise de óleo para as mesmas máquinas. Para cada tipo de componente, correlacionar os reparos com os resultados dos testes imediatamente antes da remoção ou reparo dos componentes.
Passo 3. A partir da análise estatística, estimar o menor tempo aproximado entre o início de um problema e danos secundários importantes em uma máquina. Em termos gerais, danos secundários são geralmente caracterizados como desgaste do componente. Assim, um problema de lubrificação inicial pode ser indicado como contaminação de entrada, contaminação de combustível ou sujeira, mas a falha de lubrificação e subsequente desgaste severo são eventos secundários e, como tal, evitáveis.

Algumas Considerações Sobre Amostragem


Manutenção, eventos operacionais e local de amostragem são os principais fatores que afetam a representação da amostra e, portanto, os resultados dos testes. A amostragem sem considerar a localização ou manutenção e as atividades operacionais causa um alto nível de variabilidade de dados. A elevada variabilidade dos dados resulta na má interpretação dos resultados e na perda dos benefícios do programa. Assim, é importante compreender e corrigir as causas da variabilidade dos dados que não estão relacionadas com mudanças na maquinaria ou condição de fluido. Quando a variabilidade dos dados é controlada ou é claramente entendida, cada parâmetro de medição tende a atingir um equilíbrio dinâmico claramente definido. Qualquer desvio do equilíbrio pode ser interpretado através da avaliação sistemática utilizando métodos estatísticos de controle de processo (CEP). A variabilidade dos dados de condição pode ser reduzida quando os efeitos dos vários procedimentos de manutenção e operacionais são considerados.

Efeito do Procedimento da Amostragem


A execução do procedimento de amostragem de óleo é geralmente regida pela seção de política de amostragem de um programa de manutenção. A política de amostragem corporativa determina quando, onde e como as amostras são colhidas e transportadas para o laboratório. Ter uma política escrita enfoca a devida atenção aos detalhes no nível de campo.
Cada amostra de maquinaria deve ser tomada usando o mesmo procedimento. Definir um Procedimento Operacional Padrão (POP) prático para a amostragem de cada tipo de máquina é uma necessidade. Os procedimentos de amostragem variável quase sempre geram dados variáveis, que podem mascarar as indicações iniciais de um problema em desenvolvimento. O POP deve incluir todos os passos e ferramentas de amostragem utilizados e deve também especificar novos kits de frascos de amostra "limpos". Assegure-se de que os rótulos apropriados (e completos) estão ligados a todas as amostras encaminhadas para o laboratório. Uma rotulagem deficiente pode gerar confusão levando a problemas de interpretação.

Efeitos das Atividades de Manutenção dos Fluidos


Duas das atividades de manutenção mais críticas que afetam os dados do óleo são a composição e substituição do óleo. Todos os indicadores de falha de fluido e máquina são "medições de concentração". Isto significa que o "valor" do parâmetro relatado é uma função do volume no reservatório no momento da tomada da amostra. Permitir que o volume do reservatório caia, faz com que as medições, como metais de desgaste, artificialmente subam. Permitir que o volume "flutue" por infreqüentes adições de remonta faz com que os dados de teste flutuem inversamente causando dificuldades de interpretação.
A filtragem suplementar por um carrinho de filtro de alto desempenho, remove a maioria dos insolúveis finos, resinas solúveis, materiais de verniz, metais de desgaste e água de um sistema de fluido de máquinas. Se um problema mecânico ou fluido está sendo rastreado por análise de fluidos, filtração suplementar dá a impressão de que o problema está indo embora quando o oposto pode ser verdade. Consequentemente, sempre programe a amostragem, antes das atividades de filtragem suplementar.

Efeito de Diferentes Aplicações


Muitas máquinas industriais, marítimas, de construção e de mineração utilizam a mesma turbina, motor de combustão e / ou sistemas hidráulicos. No entanto, estes componentes operam em diferentes tarefas de trabalho e em diferentes ambientes de trabalho. Além do ambiente de trabalho, estes componentes podem ser utilizados como motores primários, backup ou unidades de emergência. Cada aplicação abrange condições de operação muito diferentes.
Nunca inclua componentes de máquinas similares que sejam utilizados em diferentes aplicações de item final na mesma análise estatística, especialmente ao calcular limites de alarme. Sempre forneça ao analista de óleo dados suficientes sobre as aplicações para que os mesmos tipos e componentes de modelo utilizados em diferentes regimes operacionais não sejam incluídos em uma única população de análise. Uma população para cada regime operacional diferente deve ser criada e tratada separadamente.
Resumindo, a amostragem é um dos aspectos mais importantes da análise de óleo de máquinas. Se esse procedimento for executado incorretamente, todo o programa estará comprometido. É importante desenvolver e documentar procedimentos específicos de amostragem, ferramentas e acessórios para cada tipo de equipamento no programa. Utilize válvulas de amostragem sempre que possível. Desenvolver e documentar um procedimento padrão para identificação de pontos de amostra e estabelecer os intervalos ótimos para a amostragem. Documentar os detalhes físicos do sistema de óleo porque o tamanho do reservatório primário e qualquer conectividade entre os tanques primários e auxiliares ou outras máquinas impactam o diagnóstico de falhas. Lembre-se, a razão para este processo é interceptar falhas de fluidos e componentes com antecedência suficiente para fornecer ao pessoal de manutenção opções de agendamento de reparos.
Principais Tópicos

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Planejamento de Laboratório Próprio

Planejamento de Laboratório Próprio

A análise de fluidos lubrificantes é, notoriamente, uma das ferramentas mais utilizadas na manutenção com o objetivo de obter informações que ajude a agir prematuramente na correção de falhas e aumentar a disponibilidade dos equipamentos. A prática mais comum é coletar as amostras, enviá-las a um laboratório terceirizado e aguardar pelo recebimento do relatório com o diagnóstico. No entanto, o tempo entre o envio e o recebimento do relatório tem se mostrado insatisfatório e, em muitos casos, quando o relatório chega o equipamento já foi danificado em função da morosidade de tempo de resposta e consequente ação mecânica.

Esta demora no recebimento do relatório tem motivado o interesse de muitas empresas pelo laboratório próprio. Umas das etapas neste projeto é a aquisição de equipamentos. Por experiência enquanto Químico da Chevron em seu Centro de Tecnologia, os equipamentos eram mais complexos, robustos e haviam muitos ajustes manuais, conferindo ao técnico um papel importante para seu bom funcionamento. De lá para cá a tecnologia empregada em equipamentos para análises evoluiu significativamente e conseguiu suplantar muitas das dificuldades existentes, dependendo cada vez menos das habilidades dos técnicos de laboratório e tornando os equipamentos cada vez mais automatizados e fáceis de operar.

Não menos importante é ter um profissional com know-how atestado na área para realizar a elaboração do projeto do laboratório. Estudos mostram que a taxa de sucesso entre as empresas que utilizou pessoas qualificadas é maior no resultado do projeto ante a visitas de benchmarking a outros laboratórios. De fato, uma equipe de consultores pode levar a um projeto melhor elaborado e dimensionado exclusivamente para o cliente, levando todas as variáveis pertinentes e indispensáveis em consideração, otimizando os custos por amostra e maximizando a produtividade garantindo a qualidade das informações.

A Nória, em seu artigo “Designing a World-Class Oil Analysis Program” , sugere alguns tópicos importantes que devem ser levados em consideração na elaboração do projeto de laboratório próprio. Seguem abaixo alguns dos tópicos com uma pequena explanação.
  1. Elaboração do Programa de Análise de Óleo: nesta etapa, deve-se levar em consideração todas as informações dos equipamentos que farão parte do programa de análises de óleo. Também serão definidos quais testes serão executados baseados no histórico dos equipamentos e nas características dos lubrificantes.
  2. Amostragem: nesta etapa é definido como será feita a coleta da amostra, periodicidade, pontos de coleta, identificação e entrega da amostra no laboratório.
  3. Registro dos Dados e Análises: a empresa deve possuir um sistema para registro das amostras e dos resultados das análises. Todos os testes devem possuir procedimentos para garantir bons resultados. Os testes também devem seguir normas e padrões reconhecidos nacionalmente. Deve-se também possuir uma rotina de verificação e calibração dos equipamentos.
  4. Dados de Diagnóstico e Prognósticos: nesta etapa é feita a interpretação dos resultados analíticos para gerar o diagnóstico. Uma das vantagens do laboratório próprio é o fato de a empresa possuir o histórico das manutenções nos equipamentos e estas informações estarem disponíveis para os interpretadores. O sistema deve ser alimentado com informações das anomalias percebidas durante a operação do equipamento, tais como, aumento de temperatura, baixo nível de lubrificante, ruídos, falhas intermitentes etc. Estas informações são muito importantes para a realização de um diagnóstico mais preciso baseado no conjunto de análise e informações.

No que diz respeito ao estabelecimento de limites, vale dizer que eles não são imutáveis. Pelo contrário, cada equipamento pode ter os limites definidos dependendo do tipo de operação. Outro ponto é a criação dos limites baseados em dados estatísticos, que leva em consideração a quantidade de amostras analisadas, os valores encontrados para um determinado resultado analítico e o alerta para a amostra.

Parece complicado, mas alguns softwares desenvolvidos especificamente para análise de lubrificantes fazem a maior parte deste trabalho.

Para finalizar, observa-se que alguns laboratórios utilizam equipamentos em situações e instalações precárias devido à falta de investimento ou projeto mal elaborado. Portanto, se a sua empresa pretende montar um laboratório para análise de fluidos; comece com um projeto que seja exclusivo às necessidades de sua empresa elaborado por Consultores Técnicos Comprovadamente Qualificados que irão dimensionar o melhor desempenho pelo menor custo.

Joel T Cunha

Gestor Divisão Lubrificantes/Lubrificação