Contaminação do óleo hidráulico e o desgaste das vedações: ISO 4406, água, ar e temperatura

A contaminação do óleo hidráulico é a principal inimiga da vedação do cilindro. A Caterpillar atribui à contaminação até 85% das falhas de cilindro hidráulico. Ela chega de três formas: partículas (poeira e metal de desgaste), água e ar. O calor não é um contaminante, mas acelera todo o estrago. Como referência, a Cat considera ideal manter o óleo em operação com código ISO 4406 18/15 ou mais limpo, e o óleo de abastecimento em 16/13. Neste artigo você entende o código ISO, vê os limites publicados por fabricantes e monta um plano para manter o óleo limpo, seco e na temperatura certa.

Como cada inimigo ataca a vedação

Partículas

Partícula dura entre o lábio e a haste funciona como lixa. Ela abre sulcos no lábio, risca a haste e a camisa e cria o caminho por onde o óleo passa. A vedação do pistão também sofre erosão: o óleo que tenta passar do lado de alta para o lado de baixa pressão arrasta as partículas pelo lábio. A sujeira vem de fora (poeira, lama, água de lavagem e chuva, que entram pela haste quando o raspador falha) e de dentro (metal de desgaste de bombas e válvulas, restos de mangueira e óleo que passa sem filtragem quando o filtro entra em desvio).

Água

A água aparece de três formas: dissolvida, que não se vê; emulsionada, que deixa o óleo turvo ou leitoso; e livre, que se junta no fundo do tanque. Segundo especialistas da Pall, óleos minerais muito refinados e com pouco aditivo saturam por volta de 100 ppm a 21 °C. A saturação depende da temperatura: o óleo quente segura mais água dissolvida e, quando esfria, parte dela vira água livre. Isso pode acontecer numa máquina que trabalha quente de dia e esfria parada à noite. A recomendação da Pall é manter a água em até 50% do ponto de saturação, calculado na menor temperatura de trabalho do sistema.

Para a vedação, o problema é duplo. A água reduz a lubrificação do lábio e acelera a oxidação do óleo. E o poliuretano, material comum em retentores e raspadores, sofre hidrólise em fluido com muita água acima de 50 °C: perde dureza e resistência e passa a vazar. O assunto de materiais está em poliuretano, NBR, Viton e PTFE: qual material aguenta o quê.

Ar

Ar dissolvido no óleo, em geral, não causa dano. O perigo é o ar em bolhas. As bolhas desgastam e "mordem" a borda da vedação. Em ciclos rápidos, a bolha comprimida esquenta a ponto de inflamar o vapor de óleo (o chamado efeito diesel) e queima a face da vedação, que passa a vazar e falha rápido. Entre as causas estão ar puxado pelo retentor da haste gasto, descompressão rápida, vazão alta por portas estreitas e carga que puxa o cilindro mais rápido do que a bomba enche. Depois de trocar a vedação, sangre o cilindro com ciclos lentos e sem carga.

Calor

O calor multiplica o estrago dos três. Pela lei de Arrhenius, a velocidade das reações de oxidação (com o ar) e de hidrólise (com a água) dobra a cada 10 °C a mais. Brendan Casey alerta que óleo acima de 82 °C acelera a degradação de elastômeros. Ele cita um fabricante de vedações: trabalhar 10 °C acima do limite recomendado pode cortar a vida da vedação em 80% ou mais. Entre as causas de óleo quente estão radiador de óleo sujo, nível baixo no tanque e passagem interna nos cilindros.

ISO 4406 em linguagem de oficina

O código ISO 4406 resume a contagem de partículas do óleo em três números, que correspondem às partículas de 4, 6 e 14 micrômetros ou maiores. Um laudo 22/21/18, por exemplo, traz as três faixas. Muitos fabricantes especificam só os dois últimos números, como no 18/15 da Cat. Cada número representa uma faixa de quantidade, e cada degrau na escala dobra (ou corta pela metade) a quantidade de partículas. A tabela abaixo mostra as faixas por mililitro de óleo para os códigos que mais aparecem nos laudos:

A conta que importa: cada três degraus multiplicam a sujeira por oito. Um óleo que sai de 18/15 para 21/18 tem cerca de oito vezes mais partículas nas duas faixas. Alguns laboratórios informam a contagem por 100 mL; a escala é a mesma, só muda a unidade.

Qual código buscar na sua frota

Os valores da Komatsu e da John Deere vêm de uma compilação de especificações de fabricantes feita pela Chevron em janeiro de 2015. Os números diferem porque cada marca define um contexto (óleo novo, após reparo, em operação) e um método. Para a sua máquina, vale o que o manual e o programa de análise do fabricante pedem.

Uma lição vale para todos: o óleo de abastecimento precisa estar mais limpo que o óleo em operação. Abasteça por filtro, com recipiente fechado e limpo. Nunca com balde aberto no canteiro.

Análise de óleo: o exame de sangue do hidráulico

Os programas de análise dos fabricantes, como o S·O·S da Cat, mostram o que o olho não vê. No laudo, fique atento a:

• Código ISO subindo: mais desgaste ou mais sujeira entrando.
• Silício acima de alumínio, ferro e cromo: poeira entrando, com desgaste de bomba, cilindro e haste.
• Ferro e cromo subindo juntos: desgaste de cilindro e de haste.
• Água e condição do óleo: viscosidade e oxidação mostram se o óleo ainda serve.

Uma amostra só diz pouco. A Cat recomenda formar tendência com três a cinco amostras do mesmo compartimento, sempre com as horas do óleo e da máquina anotadas. Colete na frequência do manual, sempre no mesmo ponto e com o óleo na temperatura de trabalho. Os intervalos de amostra e de troca de alguns fabricantes estão em de quanto em quanto tempo trocar a vedação.

Checklist de controle de contaminação

• Abasteça óleo novo sempre por filtro, com recipientes fechados e limpos.
• Troque filtros e respiro do tanque no intervalo do manual. Com rompedor, use os intervalos reduzidos que o fabricante indicar.
• Não aponte jato de alta pressão direto para o raspador e o retentor.
• Inspecione as hastes no check diário. Risco e pite viram porta de entrada.
• Em ambiente de muita poeira ou lama, avalie sanfonas protetoras sobre a haste.
• Em locais úmidos, avalie respiro com dessecante no tanque.
• Antes de abrir qualquer componente, lave a área e tampe mangueiras e portas.
• Depois de reparo grande ou entrada de sujeira, use filtragem de limpeza. A Cat recomenda filtros de altíssima eficiência (4 a 10 µm) por cerca de 250 horas nessas situações.
• Mantenha radiador de óleo limpo e nível correto para segurar a temperatura.
• Faça análise de óleo com regularidade e acompanhe a tendência, não o número isolado.

Sobre filtros, a Cat informa estas faixas de captura: filtros de eficiência padrão retêm partículas de 28 a 40 µm, os de eficiência avançada, de 11 a 27 µm, e os de altíssima eficiência, de 4 a 10 µm. A Cat também avisa que, abaixo de 10 °C, o óleo mais viscoso pode deixar o filtro de altíssima eficiência em desvio por mais tempo, e por isso ele não é a escolha preferida na maioria das transmissões. No hidráulico, use o filtro que o manual especifica.

Exemplos práticos

Escavadeira em pedreira. Uma Caterpillar 336D ou uma Volvo EC210B trabalhando com rompedor vive no pó. Raspador em dia, respiro trocado no prazo e análise de óleo regular valem mais que qualquer kit novo.

Retroescavadeira em obra urbana. Uma Case 580N ou uma JCB 3CX lavada com jato no fim do dia pode estar levando água para dentro pelo raspador. Se o laudo mostrar água, mude o hábito de lavagem antes de trocar o kit.

Máquina parada por meses. Com as variações de temperatura e o ar úmido que entra pelo respiro, o tanque pode juntar água. Antes de voltar ao trabalho, colete amostra e verifique se há água no fundo do tanque.

Depois de trocar a vedação

Kit novo em óleo sujo dura pouco. Ao trocar a vedação, troque também o filtro, confira o código ISO do óleo e investigue de onde veio a contaminação. Guarde os kits de reposição fechados, longe de luz e calor, como explicado em como armazenar kits de vedação. Se o laudo mostrou desgaste, acompanhe os sinais de vedação no fim nos outros cilindros. Para a reposição, a Atacado Vedações tem kits compatíveis no catálogo de kits, com envio para todo o Brasil.