Ferrografia Analítica: o que é e como pode reduzir paradas

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17 AUG 2018 Baroni

Ferrografia Analítica: o que é e como pode reduzir paradas

A ferrografia analítica é o estudo do desgaste mais aprofundado existente no momento. O diagnóstico é feito pela observação com microscopia óptica das várias partículas de uma amostra. Leia mais a respeito da ferrografia analítica e dos benefícios que a técnica de ferrografia oferece para a manutenção e a confiabilidade dos seus equipamentos.

Ferrografia analítica é o mesmo que análise de óleo?

Essa é a primeira e mais comum confusão relacionada com a ferrografia.

Na preparação dos corpos de prova, a primeira coisa que fazemos é extrair as partículas e "jogar o lubrificante fora". O lubrificante é apenas um veículo de informação para a ferrografia, pois, ao circular pela máquina, nos traz as partículas de desgaste, contaminação e outros resíduos que possam existir no interior do sistema.

Ademais, não está restrita a óleo. Ela é aplicável a todos os tipos de lubrificante. A limitação para que ela seja útil é apenas que seja possível fazer uma coleta representativa do sistema pelo qual o lubrificante circulou. Questões sobre a "qualidade do lubrificante" podem ser esclarecidas pela avaliação do desempenho em relação ao desgaste. Se o produto for realmente bom para a máquina, nós veremos o reflexo na intensidade do desgaste.

Portanto, a ferrografia não é análise de óleo. É análise de máquinas.

Qual a finalidade da ferrografia analítica?

A ferrografia diagnostica a severidade, o tipo e o modo de desgaste por meio da análise das partículas suspensas no lubrificante.

Por meio dela, é feita a caracterização em termos de morfologia, cor, tamanho, distribuição e concentração no corpo de prova chamado “ferrograma”.

O ferrograma é o estudo por meio de um microscópio especial que tem o nome de “ferroscópio”. Ele é a combinação de microscópio metalográfico com o microscópio de uso na biologia. Tais recursos são necessários em decorrência de uma variedade muito grande de partículas, não apenas metálicas

A análise ferrográfica também auxilia na avaliação de desempenho de lubrificantes, bem como na análise de falhas. Por esse motivo, preenche todos os parâmetros requeridos pela manutenção preditiva.

A ferrografia estuda apenas partículas ferrosas. Certo?

Errado!!!
O nome FERROgrafia tem motivos históricos e foi mantido assim. Foi esse o nome com o qual ela foi patenteada na década de 1970.
Com os inúmeros desenvolvimentos desde então, vários recursos adicionais foram incorporados e hoje é possível o estudo de:

  • Partículas metálicas não ferrosas (ligas de cobre, de alumínio, metal patente e várias outras)
  • Inorgânicas não metálicas (areias, fibra de vidro)
  • Óxidos ferrosos e corrosão
  • Orgânicas (fibras, borra, gel, papel, carbono)

Como são os relatórios de ferrografia analítica?

O relatório de análise ferrográfica relaciona o tipo de partícula às suas prováveis causas, conforme a Tabela 1:

TABELA 1 – Classificação dos desgastes conforme as partículas em ferrografia analítica

A ferrografia analítica é subjetiva. Correto?

De forma alguma!
Cada tipo de partícula é quantificado conforme regras bem rígidas.
Para simplificar o acompanhamento do que o laboratório encontrou na amostra, foi criado um gráfico de barras horizontais. Cada barra representa um tipo de partícula.

Muitos pensam que tais barras indicam apenas a quantidade de partículas de cada tipo encontrado. Em verdade, cada uma dessas barras horizontais que está associada a um único tipo de partícula é estabelecida levando em conta:

  • Quantidade
  • Tamanho
  • Nível de comprometimento à máquina

Para ser possível juntar tantas variáveis numa única barra gráfica, foi necessário simplificar a escala numérica empregada na representação.
Veja o exemplo a seguir. Embora existam vários tipos de partícula nesta amostra, vamos nos concentrar apenas nas de esfoliação, abrasão e laminares.

  • A esfoliação cobriu 25% da área total do ferrograma. É um tipo de desgaste gerado por atrito simples e comum que costuma gerar partículas em abundância
  • Foram encontradas 9 partículas de abrasão. É um desgaste ruim, gerado pela presença de contaminantes duros ou desalinhamentos ou até trincas, com cantos duros que "usinam" os outros componentes
  • Foram encontradas 7 partículas laminares. São partículas geralmente associadas a pitting em rolamentos e engrenagens.

Alta presença de partículas é sinônimo de problema sério. Certo?

Nem sempre. Todavia, tudo depende do tipo de máquina.
Retomemos gráfico do exemplo acima.

  • As partículas de esfoliação de desgaste por atrito comum somente serão consideradas anormais caso ocorra tendência crescente.
  • Já as de abrasão e laminares estão com barras gráficas muito menores que a da esfoliação e são daninhas.

Em outro tipo de máquina, com alta carga e baixa velocidade, assim como o rolamento de giro de um guindaste, é natural encontramos quantidade bem significativa de partículas laminares em condições normais de operação.

Às vezes, mesmo em pequena concentração, um determinado tipo de partícula pode ser mais nocivo que outros.

As microfotos dos relatórios trazem todas as partículas da amostra?

Não! Isso não seria nada prático. O relatório traz apenas as partículas consideradas mais relevantes para que o responsável pela máquina monitorada tenha noção do que foi encontrado.

A razão é muito simples: uma microfoto representa apenas uma parte ínfima do ferrograma:

  • Ampliação de 100x = menos de 0,05% do ferrograma
  • Ampliação de 500x = menos de 0,01% do ferrograma

Ou seja, para representarmos um ferrograma de maneira bem pobre, seriam necessárias mais de 50 fotos.
Aliás, juntando o que vimos até agora, já é possível imaginar que um exame ferrográfico analítico adequado é um processo bem demorado (e cansativo para o especialista, verdade seja dita).

Devo fazer a ferrografia analítica em todas as minhas amostras?

É muito raro encontrarmos máquinas que precisam da ferrografia analítica executada frequentemente. Mas é lógico que é possível ocorrer essa necessidade. Aqui estão algumas situações bem comuns.

  • Tenho um problema crônico que não consigo resolver.
  • Minha máquina é muito delicada e rara.
  • Nenhuma técnica foi capaz de me auxiliar com um monitoramento satisfatório.

Existem vários outros pontos para pensarmos, mas estes listados já são suficientes para estruturarmos um raciocínio básico:

  • Estão sendo feitos os estudos de Engenharia de Manutenção visando sanar os problemas crônicos?
  • As outras excelentes técnicas de manutenção preditiva (vibrações, termografia, parâmetros de processo, et.) estão sendo realizadas de forma adequada, com pessoal experiente e instrumental confiável?
  • O intervalo entre amostras não estariam muito longo?
  • Os outros ensaios escolhidos para o monitoramento estão adequados para as necessidades da máquina (viscosidade, oxidação, índice PQ, metais por espectrometria, teor de água, contagem de partículas e vários outros).

Entre em contato com a ALS Tribology. Nós podemos lhe ajudar na escolha de um programa de monitoramento adequado.