Medição e Filtragem de controle

O que é classificação beta?

A classificação Beta é a classificação mais comumente utilizada na indústria para filtros. É o método de múltiplas passagens para avaliar o desempenho do filtro (ISO 16889: 1999).

A própria classificação Beta refere-se à eficiência de filtração, contudo, deve sempre ser utilizada em conjunto com a classificação absoluta para entender que contaminação pode ser vista no sistema. Consulte a tabela abaixo para obter informações.

Se você sabe as quantidades de partículas antes do filtro, com a classificação Beta acima você tem condições de calcular e ter a previsibilidade das quantidades de partículas após passar pelo filtro.

Por exemplo, 1000 partículas de determinado tamanho antes do filtro com classificação Beta 20 (eficiência 95%) significa que 50 partículas passará e não ficará retido pelo mesmo filtro.

A classificação Beta não dá nenhuma indicação quanto a capacidade de retenção de sujeira, nem leva em conta a estabilidade ou o desempenho ao longo do tempo. Também deve ser ressaltado que a classificação em mícron ou em micra não significa que o filtro fará a captura de todas as partículas maiores que este tamanho, principalmente devido as limitações como metrologia, tecnologia de materiais e implicações de custos. A classificação Beta é a mesma para todas as faixas de tamanhos de partículas. Para maiores informações sobre classificações nominais e absolutas, clique aqui.

Qual é a diferença entre classificações nominais e absolutas?

As classificações nominais dos filtros são valores em definido pelo fabricante.

Esta classificação está relacionada a uma micragem média do filtro. Isso não significa que eles não permitirão a passagem de partículas muito maiores do que a classificação nominal. Sua eficiência é menor do que isso ou de um filtro absoluto, por isso você demandaria um tempo de limpeza mais longo com este tipo de elemento filtrante.

As classificações absolutas determinam o tamanho da maior partícula que desafia o filtro. É um modo muito mais confiável de avaliar um filtro para uma aplicação pois o seu desempenho é reproduzível, e como consequência os resultados mais previsíveis.

A classificação Beta ainda é o método mais comumente utilizado para especificar e selecionar os filtros.

Que condições no sistema podem afetar a eficiência dos meus filtros?

A resposta simples a essa pergunta é: muitos. A eficiência do filtro pode ser fortemente afetada por mudanças na viscosidade, homogeneidade do fluido, condutividade elétrica, para citar apenas alguns aspetos. Atualmente existem demandas das indústrias por mais padrões e normas em torno dos métodos de testes. Nos últimos anos e devido à grande variedade de fluidos disponíveis, alguns grupos criaram os seus próprios padrões para os métodos de testes, como p. ex. o setor automotivo, de água potável e o farmacêutico.

Ao escolher os filtros é importante entender o que é a classificação beta e absoluta, sabendo assim qual deve ser o maior tamanho da partícula no sistema. Associe isto a um Contador Automático de Partículas, CAP, e você poderá quantificar o número de partículas de um determinado tamanho no sistema e iniciar o processo de controle de contaminação. Vários filtros em série geralmente melhoram a limpeza de um sistema, assim como o tempo de exposição.

Quando devo trocar meus filtros?

A lógica diria que você deveria substituir os filtros quando o nível de contaminação do sistema começar a aumentar além dos níveis recomendáveis, e isto é verdade até certo ponto mas, na realidade a maioria dos filtro torna-se mais eficiente à medida que ficam mais carregados. Provavelmente a razão mais importante para a maioria das pessoas substituir os filtros será pela vazão.

À medida que o filtro vai saturando, a vazão tende a diminuir e, portanto, aumenta o diferencial de pressão. A maioria dos filtros pode ser equipados com indicadores de pressão diferencial, o que ajuda a identificar quando devem ser substituídos. Para um desempenho ideal, um contador automático de partículas acoplado a um medidor de vazão na saída do filtro fornecerá maior grau de precisão.

Medição e controle – contagem de partículas

Como funcionam os contadores automáticos de partículas?

Mais comumente pelo princípio de extinção de luz, mas existem algumas outras tecnologias no mercado. Normalmente, projeta-se um feixe de luz através do fluido de amostra, quando uma partícula bloqueia a luz, isso vai originar um sinal elétrico mensurável que pode ser considerado proporcional ao tamanho da partícula. Associado a um volume conhecido e pré-definido, as quantidades de partículas para cada tamanho podem ser determinadas.

Como realizar testes justos e análises com CAPs.

Como acontece com todos os CAPs, eles dependem da análise estatística de um volume de fluido para obter um resultado em formato padrão internacional. Quando o CAP mede um fluido, apenas uma proporção ou amostra do volume total do sistema é analisado e aí está uma possível fonte de erro no resultado do teste. Adicione a isso a variação não quantificável na homogeneidade do fluido e outros fatores e rapidamente você perceberá que é necessário realizar uma abordagem mais estatística. Ao realizar mais de um teste por dia, recomendamos realizar os testes em intervalos iguais definidos para se obter uma imagem mais clara possível de como seu processo varia durante o dia e talvez ao longo de uma semana ou mês. Mais comumente pelo princípio de extinção de luz, mas existem algumas outras tecnologias no mercado. Projeta-se um feixe de luz através do fluido de amostra, quando uma partícula bloqueia a luz, isso vai originar um sinal elétrico mensurável que pode ser considerado proporcional ao tamanho da partícula. Associado a um volume conhecido e pré-definido, as quantidades de partículas para cada tamanho podem ser determinadas.

Amostragem on-line versus amostragem off-line

A maior diferença é o fato de que você está removendo fluido de um sistema, em vez de medir em tempo real. Medição on-line significa que você está vendo o comportamento verdadeiro e em tempo real do sistema, enquanto a amostragem off-line fica exposta a uma série de variáveis antes de o fluido passar pelo CAP. Isso pode causar a ocorrência de erro se não forem tomadas as devidas precauções. Do ponto de vista prático, às vezes os sistemas não disponibilizam os pontos de conexões para engates e realizações dos testes, o que pode levar a certas decisões sobre como analisar o fluido.

A importância de contagens detalhadas

Usar e analisar exclusivamente formatos de relatórios internacionais não reflete necessariamente se um sistema está sob controle ou fora de controle.

Embora todos os formatos internacionais sejam baseados em método de escala de quantidades duplicadas por classes quando na escala crescente, todos eles são sensíveis a uma mudança de apenas uma contagem unitária, independente de qualquer concentração. Por exemplo,ISO classe 14 significa que tem entre 80 e 160 partículas de um determinado tamanho no seu sistema. Se a concentração no sistema mudar para 161 partículas, o CAP emitirá um resultado ISO classe 15. Por outro lado, se a contagem cair para 79, o resultado será ISO classe 13.

A questão aqui é: a mudança na contagem de uma partícula justifica a decisão de tomar medidas ou não? O que deve ser considerado é em que ponto o efeito cumulativo faz diferença para a função do sistema?

Embora seja fácil definir limites arbitrariamente, precisamos entender o quão perto estamos de excedê-los. Se ISO classe 14 é o seu limite superior de contaminação e, sem custo acrescido, se o sistema exceder o ISO 14, então não seria muito responsável operar sem saber a 99% ou mesmo 80% do seu limite superior de controle (logicamente não por um prolongado período).

Embora os formatos de relatórios internacionais sejam úteis e, em muitos casos, adequados à prática, é sempre bom compreender a importância de contagens detalhadas para traçar um quadro mais claro da situação e definir limites de controle viáveis.

Que fatores podem afetar os resultados do CAP?

Quando se trata de monitoramento de contaminação, bolhas aprisionadas (geralmente ar ou água) em um fluido podem causar instabilidade nas leituras, pois as pequenas bolhas podem ser “vistas” e contadas pelo sensor dentro do aparelho. Sistemas com muita aeração, poderá levar a uma leitura de contaminação mais alta do que normalmente seria esperado e, portanto, a confiança no desempenho do sistema pode ser questionável. Além do mais, a amostragem on-line e off-line também pode ter um efeito quando o fluido está sendo removido do sistema e, portanto, é sempre possível que, ao removê-lo, você esteja alterando seu estado natural.

Tudo depende de quão controlado você precisa que seu sistema esteja. Sistemas mais sujos normalmente podem lidar com uma maior variabilidade nos resultados e, como tal, não são tão críticos na forma como precisam ser controlados. Recomendamos analisar o fluido diretamente do sistema para os dados mais representativos, sempre que isso for possível.

O que é um contador automático de partículas?

Os contadores automáticos de partículas (CAPs) são instrumentos que quantificam (medem) o tamanho e a quantidade (número) de contaminantes à razão de partículas em fluidos. Adicionalmente alguns aparelhos também dispõem de funções, como a capacidade de medir a temperatura e o teor de umidade. Eles normalmente geram resultados em formatos internacionais padrão (AS4059E, ISO etc) e, na maioria das vezes, os dados das unidades podem ser armazenados e recuperados para análise contínua de um sistema. Atualmente, eles são divididos em duas categorias distintas, portáteis e em linha.

Contadores automáticos de partículas existem desde 1960. O princípio pelo qual operam manteve-se próximo do conceito original, mas foram evoluindo ao longo do tempo, usando métodos como a tecnologia de lentes e fontes de luz. Historicamente, a contagem de partículas sempre foi feita através de um método bastante rigoroso e amplo, como a microscopia ópticaque envolve a contagem física da concentração e tamanho das partículas. Com o tempo e pelo aumento da demanda, novas tecnologias são requeridas para tornar a análise mais prática e econômica para o usuário: A análise automatizada de partículas, mais prática e econômica com os CAPs.

Medição e controle de medição de umidade

Como funcionam os sensores de umidade no óleo?

Sensores de umidade UR% ou ppm operam normalmente por um método capacitivo, utilizando um dielétrico entre duas placas de metal. Diversas substâncias, como ar, óleo e água, possuem valores dielétricos específicos que permitem a calibração do sensor. Por exemplo, o valor dielétrico da água é 80. O valor dielétrico para o sensor polimérico é de aproximadamente 3. A mudança no dielétrico detectado permite chegar a um valor percentual. Por exemplo, se o dielétrico for 45, a UR% será ~58%.

É importante ressaltar que todos os sensores de umidade no óleo estão em riscos de danos quando em exposição prolongada à água livre. Atualmente não existe tecnologia econômica especificamente destinada à detecção de umidade em líquidos. No entanto, através de testes e desenvolvimento, os sensores concebidos para uso em ar podem ser adotados e aplicados. Recomendamos que um pré-controle adequado seja aplicado ao definir os limites de alarme para o teor de umidade. Isso irá beneficiar o sensor e o sistema. Ao analisar seu sistema/processo, faça algumas leituras de umidade e aplique métodos estatísticos sólidos para chegar à capacidade do sistema.

O que é umidade relativa (UR%)?

A umidade relativa (UR%) descreve a quantidade de vapor d’água em um fluido hidráulico. Quando o conteúdo de vapor aumenta a um ponto em que se condensa fora do fluido, isso é denominado de "saturação" ou "água livre". Enquanto no estado vaporizado, a água encontra-se dissolvida e tem poucas consequências para o sistema. Uma vez saturada, a água passa à forma de pequenas gotículas.

Um sistema saturado dará uma leitura de UR de 99%/100%. De modo geral, uma leitura de UR de 30% a 70% é típica de um sistema hidráulico. A variação na leitura a maioria das vezes está relacionada as mudanças de temperatura ambiente. Você esperaria ver leituras de UR mais altas no inverno do que nos meses de verão, por exemplo. Não existe essa coisa de pouca água em um sistema hidráulico. Mantenha sempre os níveis de umidade tão baixo quanto possível e não permita a presença de água livre em seus processos!

Qual é a diferença entre partes por milhão e UR%?

Se utilizados com responsabilidade e com a abordagem correta para o controle de qualidade, tanto ppm quanto UR% são excelentes critérios para medição do teor de umidade em fluidos hidráulicos. Na MP Filtri Ltd., nós optamos por padronizar em UR%, porque isso permite um maior grau de flexibilidade e serviço aos nossos clientes.

Para usar o ppm com sucesso em uma ampla gama de fluidos, você precisaria testar e validar uma curva de saturação para cada óleo específico. Dado o grande número de fluidos disponíveis na indústria, isso pode se tornar uma tarefa sem fim no laboratório. Tenha em consideração qualquer erro imprevisível por alteração química do fluido no ambiente real, e você terá um problema bastante complexo para resolver.

A saída de UR%, por outro lado, não apresenta esse problema. Por ser uma medida em percentual de saturação, não precisa ser calibrado para fluidos específicos, como partes por milhão (ppm). Enquanto estiver medindo a temperatura ao mesmo tempo (embutido na tecnologia de sensor MP Filtri Ltd.), você pode comparar os sistemas de forma justa, usando a mesma posição de dados (saturação).

Exemplo

O ponto de saturação de uma nova amostra de fluido em partes por milhão é validado em laboratório como sendo 800ppm (100% UR). O engenheiro instala um sensor de umidade em um sistema que contém o mesmo fluido e define um limite de alarme de 640ppm (80% UR). O processo é iniciado e a leitura inicial do sensor corresponde a 400ppm (50% UR). Está tudo BEM

Agora vamos supor que as mudanças em tempo real na composição química do fluido devido ao desgate cause a redução do ponto de saturação para 420ppm, mas a leitura do sistema permanece em 400ppm. O operador continuará como é normal e o alarme do limite superior de controle (640ppm) não foi alcançado. O que o operador não sabe é que o sistema agora está funcionando com 95% de saturação, o que está perigosamente próximo da água livre existente no processo e acima do limite de 80% definido no alarme. Lembre-se que para o sinal do alarme soar, você terá que ter água livre no sistema! Este é um processo fora de controle e a única maneira de torná-lo capaz, seria validar o ponto de saturação de amostras tomadas em intervalos definidos ao longo da vida do sistema.

Se o engenheiro usando a Umidade Relativa UR% desde o início, para os mesmos dados acima, o alarme teria sido acionado quando o ponto de saturação tivesse baixado para 625ppm (100%). O limite de alarme permaneceria em 80% da UR, mas o valor em ppm equivalente agora seria de 500.