Como realizar uma auditoria de lubrificação em equipamentos industriais

"Evaluare lubrifiere utilaje" é a expressão romena para o que fontes em inglês chamam de auditoria de lubrificação : uma verificação estruturada de como uma planta armazena, aplica e monitora os óleos e graxas que mantêm suas máquinas funcionando. É a etapa mais negligenciada entre "temos um plano de manutenção" e "sabemos se ele realmente funciona". A imprensa especializada do setor cita amplamente que uma grande parcela das falhas em rolamentos está relacionada a problemas de lubrificação, embora a magnitude dessa falha dependa muito do equipamento e da aplicação em questão. O Banco de Dados de Confiabilidade de Caixas de Engrenagens do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL), conforme resumido pelo Departamento de Energia dos EUA , atribui 76% das falhas em caixas de engrenagens de turbinas eólicas a rolamentos em geral, mas aponta o trincamento axial dos pinos, e não a lubrificação, como a principal causa dentro dessa categoria. Problemas relacionados à lubrificação foram registrados separadamente em 6.9% em uma categoria de outros componentes. A lubrificação inadequada da planta é responsável por uma parcela significativa das falhas de equipamentos e dos custos de manutenção subsequentes. Este guia explica o que uma auditoria real verifica, como interpretar os resultados da análise de óleo e quando uma pistola de graxa manual deixa de ser suficiente.

O que uma auditoria de lubrificação realmente verifica

Uma auditoria de lubrificação examina quatro áreas interligadas das práticas de lubrificação de uma fábrica: como os lubrificantes são armazenados e manuseados, se as máquinas apresentam sinais físicos de lubrificação correta ou incorreta, o que as amostras de óleo revelam no laboratório e se os procedimentos documentados são de fato seguidos na linha de produção.

Essa estrutura não é arbitrária, ela está em estreita consonância com a ICML 55.1:2019 , a norma de gestão de lubrificação publicada pelo Conselho Internacional de Lubrificação de Máquinas e coescrita por 45 colaboradores técnicos, que define 12 áreas inter-relacionadas de um programa de lubrificação sustentável.

Avaliar as práticas de lubrificação atuais dessa forma, e não apenas revisar o plano escrito, é o que diferencia uma auditoria de um mero exercício burocrático. Um detalhe importante que a maioria das auditorias ignora: a equipe não aceita respostas verbais sem questionar. Normalmente, a auditoria começa com uma reunião de planejamento com a liderança da manutenção e os técnicos, seguida de uma inspeção presencial que confirma fisicamente o que foi relatado, uma etapa documentada de "verificação, não apenas entrevista", que identifica a discrepância entre o que consta no registro de turno e a aparência real de um alojamento de rolamento. Uma metodologia de auditoria documentada atribui uma pontuação direta às amostras de óleo: uma amostra contaminada resulta em uma dedução de três pontos, enquanto uma amostra limpa adiciona um ponto à pontuação geral do programa. O relatório final da auditoria de lubrificação é detalhado, convertendo essa pontuação em um nível de desempenho, uma avaliação das condições no local e uma lista específica de recomendações, e não apenas uma nota de aprovado/reprovado. Um bom plano de acompanhamento considera esse relatório como um guia para os próximos doze meses, e não como um documento arquivado e esquecido.

Quais são os 7 passos da lubrificação?

Não existe uma lista numerada universal, mas uma sequência típica em nível de programa é a seguinte: identificar cada ponto de lubrificação, selecionar o lubrificante correto para a carga e velocidade desse ponto, definir um método de aplicação (manual ou automático), definir um intervalo de relubrificação, aplicar de forma consistente, coletar amostras e realizar testes periodicamente e documentar/ajustar com base nos resultados das amostras. As auditorias existem porque a sétima etapa, documentar e ajustar, é a que a maioria das fábricas ignora após a configuração inicial do programa.

Sinais de lubrificação excessiva e insuficiente

A lubrificação insuficiente é o modo de falha mais esperado, pois pouco lubrificante significa contato metal com metal, aumento do atrito, perda de eficiência operacional e calor que eventualmente danifica o rolamento. A lubrificação excessiva é o que surpreende as pessoas e não é um erro menor, mas sim uma causa dispendiosa, preponderante e evitável de falhas em componentes principais de equipamentos. Esse padrão de falha é mais acentuado do que os dados sobre caixas de engrenagens de turbinas eólicas resumidos pelo Departamento de Energia dos EUA , onde a fissuração axial, e não a lubrificação, é a principal causa de falhas em rolamentos. A prática de lubrificação é mais importante em equipamentos industriais convencionais, mas não necessariamente em todas as classes de ativos.

Quando a cavidade de um rolamento está muito cheia, os elementos rotativos precisam empurrar fisicamente o excesso de graxa para fora. Essa agitação gera calor por si só, e as pistolas de graxa podem produzir pressões de até 15,000 psi, o suficiente para, ao lubrificar em excesso uma carcaça selada, romper os retentores labiais e permitir a entrada de sujeira e água no rolamento, que o retentor deveria impedir.

Uma discussão no fórum de engenharia eng-tips.com sobre lubrificação de rolamentos de alta velocidade apresenta um número: um rolamento de esferas operando a um dN (diâmetro do furo em mm vezes a velocidade em rpm) de aproximadamente 600,000 deve ser preenchido com apenas 15 a 25% do seu volume interno livre; preencher além disso apenas aumenta a quantidade de graxa que os elementos rolantes precisam movimentar, sem oferecer maior proteção. A discussão no fórum apresenta isso como uma decisão subjetiva dependente da velocidade, e não como um valor fixo universal, o que está de acordo com as recomendações gerais de lubrificação: diferentes fórmulas de fabricantes podem resultar em diferentes intervalos de lubrificação recomendados para o mesmo rolamento nominal , pois consideram a carga, a velocidade e o tipo de vedação de maneiras distintas. Não existe uma única resposta correta em uma tabela de consulta; existe um ponto de partida fornecido pelo fabricante do equipamento original (OEM), ajustado pelos resultados da análise e inspeção do óleo.

Quais são os quatro tipos de lubrificação?

A lubrificação pode ser classificada em três tipos: lubrificação limite (superfícies em contato quase direto, protegidas principalmente pela película química do lubrificante), lubrificação mista (uma película fluida parcial com algum contato limite), lubrificação hidrodinâmica (uma película fluida completa resultante do movimento relativo, comum em mancais de deslizamento) e lubrificação elastohidrodinâmica (uma película fina de alta pressão que deforma brevemente as superfícies em contato, típica em rolamentos e dentes de engrenagem).

O regime em que um determinado ponto opera determina se a viscosidade ou o pacote de aditivos importa mais, um detalhe que um relatório de análise de óleo pode ajudar a confirmar.

Análise de óleo: o que significam os números do laudo laboratorial

Um relatório de análise de óleo só é útil se você souber o que seus números realmente medem, e um dos erros de interpretação mais comuns é tratar um sistema de codificação como se fosse um limite de aprovação/reprovação. A norma ISO 4406:2021 (atual, quarta edição) reporta a contaminação por partículas como um código de três números, contagens de partículas por mililitro em ≥4 µm, ≥6 µm e ≥14 µm, e o próprio método de contagem é calibrado em relação ao Material de Referência Padrão 2806 do NIST.

O código descreve o grau de contaminação do fluido; ele não indica, por si só, qual o nível aceitável para sua bomba hidráulica específica em comparação com sua caixa de engrenagens. Esse objetivo é definido pela classe de limpeza exigida pelo próprio equipamento, e não apenas pela norma ISO 4406. Como exemplo prático do significado dos números (um exemplo de fonte única, não um objetivo universal): um código 19/17/14 corresponde a aproximadamente 2,500–5,000 partículas/mL com tamanho ≥4 µm, 640–1,300 partículas/mL com tamanho ≥6 µm e 80–160 partículas/mL com tamanho ≥14 µm. São três números, três classes de tamanho, que devem ser lidos em conjunto, e não isoladamente.

Essa ressalva sobre o índice de acidez (TAN) é importante: as leituras do índice de acidez só são úteis quando comparadas a um limite de condenação estabelecido para aquele óleo e aplicação específicos. Uma tendência crescente em análises de óleo repetidas é um sinal muito mais confiável do que qualquer leitura isolada em comparação com uma tabela genérica. Um bom controle de contaminação na fase de armazenamento também se reflete nessas análises: o fluido que foi mantido lacrado e limpo antes mesmo de chegar à máquina apresenta consistentemente contagens de partículas e metais de desgaste mais baixas do que o fluido retirado de um recipiente aberto e sem rótulo.

E a própria amostra precisa ser confiável: o local de onde a amostra é coletada na máquina é uma das fontes mais comuns de erro em um programa de análise de óleo, e a contaminação externa captada durante a amostragem pode mascarar ou exagerar as tendências de partículas que o teste deveria detectar. Uma auditoria que ignora a revisão da técnica de amostragem está auditando números nos quais não pode confiar plenamente. Um programa eficaz de análise de óleo considera a consistência da amostra como sua principal métrica, e não apenas a contagem bruta de partículas, e um bom fornecedor de lubrificantes geralmente pode indicar um laboratório que segue um protocolo repetível. É aqui também que a manutenção preditiva e o planejamento baseado em condições começam: a linha de tendência entre as amostras, e não uma leitura isolada, é o que indica ao técnico quando agir.

Pistolas de graxa manuais vs. lubrificadores automáticos

A resposta honesta para a pergunta “deveríamos automatizar este ponto de lubrificação?” não se refere à quantidade total de pontos de lubrificação em uma instalação, mas sim à frequência com que cada ponto individual precisa de graxa. Um exemplo prático, extraído de um artigo de 2009 do consultor de lubrificação Mike Johnson , publicado na revista Tribology & Lubrication Technology da STLE , ilustra essa lógica utilizando o método de cálculo de Trabon: um rolamento de rolos esféricos com diâmetro interno de 3.44 polegadas, operando a 1,200 rpm em um ambiente úmido e empoeirado, apresenta um intervalo de relubrificação calculado de 36 horas.

Nessa frequência, a lubrificação manual em um cronograma fixo é impraticável. O exemplo prático de Johnson considera um intervalo calculado de sete dias (168 horas) ou menos como o limite que vale a pena avaliar para a aplicação automática, um critério simples e prático que um operador de equipamento pode verificar comparando-o com os números de sua própria máquina usando o mesmo método. Esse exemplo também quantifica por que a frequência é tão importante quanto o método: ele contrasta uma espessura de película manual de aproximadamente 0.002 polegadas aplicada a cada 8 horas com 0.001 polegadas aplicada a cada 4 horas em uma alimentação automática comparável, uma dose mais fina e mais frequente em vez de uma dose mais espessa e menos frequente.

Os lubrificadores automáticos resolvem o problema da frequência, mas introduzem um novo: a verificação. O manômetro de fim de linha de um sistema automático confirma se a bomba atingiu a pressão definida, mas não confirma se cada injetor individual dispensou graxa ou se cada rolamento recebeu a quantidade correta. A separação da graxa dentro do reservatório, uma saída bloqueada, tubos danificados ou um vazamento interno podem causar a falta de lubrificação em um ponto específico, mesmo que o sistema indique pressão normal. Um exemplo acadêmico ilustra o outro lado dessa compensação: um sistema automático programado em um motor de 22 kW foi configurado para um intervalo de reabastecimento de 3,204 horas, fornecendo uma dose de 10.35 gramas em 23 segundos, com um erro medido de 0.89% em testes — preciso, mas tão confiável quanto o caminho físico de distribuição por trás dessa leitura de pressão.

“Sem inspeções nas máquinas e sem o feedback de um técnico de lubrificação, a lubrificação manual tende a prejudicar a produtividade e a confiabilidade das máquinas.”

Construindo um Programa de Gestão de Lubrificação

Um programa de gestão de lubrificação é a camada de documentação e planejamento que transforma os resultados das auditorias em algo que perdura mesmo com a rotatividade de pessoal. Especialistas do setor que escrevem sobre excelência em lubrificação geralmente concordam que ele deve ser tratado como um programa estruturado com objetivos claramente definidos, e não como uma coleção solta de boas práticas de lubrificação que alguém lembra vagamente. Decidir quais pontos permanecem com graxa manual e quais passam para um sistema de alimentação automatizado (veja nossa visão geral dos tipos de sistemas de lubrificação ) é uma das primeiras decisões que um novo programa precisa tomar.

Os erros mais comuns, como lubrificação excessiva, lubrificação insuficiente, lubrificação seguindo um calendário fixo em vez de com base nas condições reais de operação e dependência de monitoramento inadequado, são, na prática, sintomas da ausência total de um programa documentado, e não erros isolados de técnicos.

• ✔ Crie um inventário completo dos pontos de lubrificação, classificados por criticidade, e personalize o lubrificante correto e o intervalo de registro para cada um.
• ✔ Utilize cores diferentes para identificar os recipientes de lubrificantes e as ferramentas de aplicação, a fim de evitar a contaminação cruzada entre graxas incompatíveis.
• ✔ Direcione os resultados da auditoria e das análises de amostras de óleo para as ordens de serviço vinculadas a cada ativo, e não para um arquivo morto.
• ✔ Armazene os lubrificantes em recipientes selados e etiquetados, longe da umidade e da poeira. A falha no armazenamento/manuseio é a constatação mais comum em auditorias iniciais e também reduz o risco de derramamento e descarte.
• ✔ Realizar reauditorias em ciclos fixos, em vez de apenas após uma reprovação.

Exemplos de casos documentados ilustram como isso se aplica na prática, com a ressalva de que cada um representa o resultado de uma única instalação, não sendo um resultado garantido: o programa de lubrificação de uma instalação passou de uma base não estruturada para um aumento de nove vezes na sua pontuação de auditoria independente ao longo de quatro anos, após a adoção de amostragem e monitoramento de condição alinhados com a norma ICML 55.1. Em outro caso, uma planta relatou uma economia de aproximadamente US$ 27,400 com melhorias na filtragem e análise de óleo, além de uma redução de 72% nas notificações de vazamento e uma diminuição mensurável no tempo de inatividade não planejado, após a formalização do seu programa, com uma equipe de lubrificação totalmente certificada supervisionando o projeto. A conclusão que ambos os casos compartilham é a seguinte: quando se implementa um rastreamento efetivo da eficácia do programa de lubrificação como prioridade genuína, em vez de uma reflexão tardia, os resultados tendem a acompanhar. Softwares e rotas de inspeção baseadas em código de barras (usadas em pelo menos um caso publicado para rastrear o acompanhamento da auditoria) são uma maneira comum de as fábricas evitarem que o crescente estoque de pontos de lubrificação seja baseado em palpites, com uma implementação mais tranquila, já que os técnicos seguem uma rota escaneada em vez de memorizar.

Quando agendar sua auditoria de lubrificação

O interesse de busca por ferramentas de lubrificação, pistolas de graxa e lubrificadores automáticos mostra um padrão sazonal bem definido nos mercados que analisamos, com o volume de buscas praticamente dobrando em relação ao seu nível basal típico até o pico em março, antes de se estabilizar novamente durante os meses de verão.

Essa programação coincide com o calendário prático: as fábricas que saem das paradas de inverno e aumentam a produção para a primavera/verão são as que agendam os trabalhos de manutenção, o que torna o final do inverno o período ideal para orçar uma auditoria de lubrificação, em vez de esperar até que uma falha force a sua implementação.

A tendência geral do setor reforça a importância do planejamento proativo em vez do reativo: a adoção da norma ICML 55.1 (publicada em 2019 e agora referenciada nas principais publicações de engenharia de confiabilidade) continua a impulsionar as fábricas em direção a programas documentados e auditáveis, em vez de cronogramas informais de lubrificação. As mesmas fontes do setor relatam uma mudança para a lubrificação baseada em condição, usando análises de óleo e dados de sensores para acionar a manutenção, em vez de um calendário fixo, como a direção para a qual o setor está se direcionando. Existem dados mais abrangentes sobre o crescimento do mercado de lubrificantes em relatórios de pesquisa do setor, mas eles descrevem o tamanho geral do mercado, e não informações específicas sobre quando sua fábrica deve agendar sua próxima auditoria. Em vez disso, use o padrão de demanda sazonal e os dados de condição de seus próprios equipamentos ao avaliar o custo da auditoria de lubrificação em relação ao cronograma da sua próxima janela de manutenção.