Delo® 400 LE SAE 15W-40 Isosyn® Technology Performance

Transcrição

Engº Giuseppe Sarpa
Field Specialist
21 de Setembro 2015
© 2014 Chevron U.S.A. Inc. All rights reserved. Delo and ISOSYN Technology are trademarks of Chevron Intellectual Property LLC.
All other marks are the property of their respective owners.
TBN - Total Base Number
Definição e por que é importante?
Definição:
A quantidade de base expressa em miligramas de hidróxido de potássio por
grama , que é necessário para titular uma amostra , dissolvida num solvente
específico para um ponto final especificado .

TBN é uma medida útil do potencial de um lubrificante na proteção contra a
corrosão por ácidos.
Por que é importante?
Ele quantifica a capacidade do óleo para neutralizar os ácidos orgânicos e
inorgânicos que se acumulam no cárter de motores diesel durante o seu
funcionamento.
Ácidos não neutralizados podem causar desgaste acelerado das superfícies
metálicas dos motores - especificamente metais macios como chumbo e cobre e
também metais mais duros como alumínio e ferro.
© 2014 Chevron U.S.A. Inc.. All rights reserved.
2
Ácidos
orgânicos
Stress
oxidativo
Ácidos
orgânicos
Stress
térmico
Óleo novo
Contato com
biodiesel
Produtos
combustão
(EGR)
Ácidos
Sulfuricos &
Nitricos
Ácidos
orgânicos
Cinza Sulfatada & Total Base Number (TBN)
ZnDTP
~8% VII
Aditivos
14-18%
Óleo
Basico
~75%
Detergentes
Calcio
Magnésio
Cinza sulfatada =
Zn + Ca + Mg
Ashless
Dispersantes
Inibidores de
Oxidação
ZnDTP
~8% VII
Aditivos
14-18%
Óleo
Basico
~75%
Detergentes
Calcio
Magnésio
Ashless
Dispersantes
Inibidores de
Oxidação
Total Base
Number
(TBN)
ZnDTP
~8%
VII
Óleo
Básico
“Hard”
Basicidade
Detergentes
Cinza
Sulfatada
(Zn + Ca
+Mg)
“Soft”
Basicidade
Dispersantes
TBN
10 a 18%
Aditivos
sem cinzas
Global Lubricants
Papel Importante na Qualificação de Lubrificantes
 Os itens que afetam a taxa de esgotamento do TBN
em serviço:
– A formulação do produto
– A qualidade e tipo de diesel (níveis de enxofre)
– Níveis de biodiesel no óleo diesel
– Recirculação dos gases de escape (EGR)
– Taxas de oxidação do óleo
– Extensão de intervalos de troca de óleo
7
Ácidos da combustão formados na operação de motor diesel
 Ácidos sulfúrico derivado principalmente do enxofre no diesel .
– Maior nível de enxofre, maior a formação de ácido sulfúrico
– Para ULSD (S-10), há pouco ácido sulfúrico formado
 Ácidos nítrico interação de NOx com água a partir do processo de
combustão.
– Ácidos de NOx provenientes de combustão de alta temperatura com nitrogênio e
ar.
– EGR geram níveis mais elevados destes ácidos que nos motores mais antigos.
– Motor com sistema de injeção avançado e tratamento SCR geram mais ácidos
NOx.
 Ácidos acéticos (Orgânicos)
– A oxidação dos produtos da combustão parcial do combustível.
– Derivado de oxidação do óleo lubrificante (óleo básico).
– Resultante da hidrólise do combustível biodiesel.
8
Como é medido?
Como o TBN é medido?
É importante notar que existem dois métodos de ensaio para medir TBN.
1.
ASTM D 2896 - normalmente para TBN de óleo novo. Este utiliza o ácido perclórico para neutralizar a
alcalinidade no óleo e produz um número ligeiramente maior do que o método de ensaio utilizado pelos
laboratórios de análise de óleo.
2.
ASTM D 4739 - normalmente para análise de TBN de óleo usado. Este utiliza ácido clorídrico para
neutralizar a alcalinidade no óleo . Isto produz um número de cerca de 1-2 números mais baixos do que
a norma ASTM D 2896 para o mesmo óleo . Este teste não reconhece toda a base ( alcalinidade ) ASTM
D 2896 que reconhece.
9
Componentes-chave em um óleo HDMO
 Detergentes
• Principal Reserva de Basicidade - descrito como base dura ("hard“)
• Controla depósitos nas partes quentes do motor, tais como os pistões e rolamentos
do turbocompressor .
• Neutralização direta de ácidos de combustão.
• Titula totalmente em ambos os métodos de medição (ASTM D - 2896 e D – 4739).
• A neutralização na presença de ácidos fracos é diferente para os vários tipos de
detergentes.
 Dispersantes
• Basicidade mais fácil de consumir- descrito como base macia ("soft“).
• Não titula plenamente na ASTM D 4739
• Ajuda evitar depósitos no motor dispersando partículas de fuligem da combustão no
óleo. Estas partículas de fuligem podem ser de natureza ácida.
 Anti-Oxidantes
• Basicidade mais fácil de consumir- descrito como base macia ("soft“).
• Alguns não titulam totalmente na norma ASTM D 4739.
• Reduzem a oxidação do óleo básico e a produção de ácidos fracos.
10
Combustão e neutralização de ácidos
Produto de
Combustão
Componente
Neutralizador
Modo de
Neutralização
Comentário
Ácido Sulfúrico
Base de
Detergente
Neutralização
Reativa
Ácidos sulfúrico menos
prevalentes com ULSD
Ácido Nítrico
Base de
Detergente
Neutralização
Reativa
Aumentou com advento
da EGR
Ácidos
Orgânicos
Antioxidantes e
bases nãodetergentes
Proativamente
evita o acúmulo
de ácidos
Fatores que contribuem
na produção biológica
ácido : aumento da
densidade de potência ,
temp. operacionais, e
biodiesel
Outros Ácidos
Base de
Detergente
Neutralização
Reativa
por exemplo. Produtos
de decomposição de
ZDDP / ZDTP
11
Total Base Number
Impacto dos detergentes na retenção do TBN e neutralização de ácidos
Cummins ISM testes de motor (usando 500 ppm de enxofre do combustível diesel )
mostrando impactos de diferentes detergentes sobre retenção TBN e neutralização ácida uma abordagem equilibrada é o que é exigido
Sulfonato de
Magnésio pode
reter o TBN, mas é
fraco eme minimizar
o crescimento da
acidêz (TAN)
12
Impacto dos Detergentes na Oxidação
Cummins ISM testes (utilizando 500 ppm de enxofre do combustível diesel ) mostrando
impactos de diferentes detergentes sobre o desempenho oxidação de um HDMO
Melhor
Fenato de cálcio
apresenta a maior
resistência à oxidação ,
sulfonato de magnésio
mostra a menor
13
Total Base Number
Quanto TBN é suficiente?
Quanto TBN que precisamos para proteger o motor?
•
A regra antiga (desenvolvido por vários OEM) era mudar o óleo do motor, quando 50% do TBN do óleo
novo tinha sido consumido - isto foi quando havia diesel com enxofre > 500 ppm.
•
Vários OEMs hoje recomendam TBN mínimo de 2 ou 3 - no entanto, por causa da ausência virtual de
enxofre no diesel de muitos países, há potencial para a utilização de óleos abaixo desses mínimos.
•
Análise de óleo usado deve ser usado para medir o desgaste , a viscosidade, contaminantes e metais
aditivos.
:
PARA TODOS OS ÓLEOS DE MOTOR quando utilizando o Método de Teste
ASTM D 4739 para S10 (ULSD).
Severity class
TBN Value
Normal
> 2.5
Caution
< 2.5 > 1.5
Abnormal
< 1.5 > 1.0
Critical
< 1.0
14
Resumo e Conclusão

Um motor estressa o óleo de diferentes maneiras e uma variedade de ácidos
que podem ser formados que tornam o óleo corrosivo.

As linhas principais de defesa contra ácidos e acúmulo de ácido são:
– detergentes
– dispersantes
– antioxidantes
Bom desempenho, não é ter TBN de alta detergência sozinho,
mas ter o equilíbrio adequado de estabilidade oxidativa, fuligem
dispersância, contrôle de depósitos, proteção ao desgaste,
detergência e retenção TBN !
15
Lubrificantes de Alta Performance
Aditivos: Considerações Finais
Obrigado!
16
Total Base Number
Medições de combustão de neutralização do ácido
Depleção de uma D4739 TBN
óleo com diferentes Ácidos
Depleção de uma D2896 TBN
óleo com diferentes Ácidos
9
7
6
D4739 TBN mg KOH/g
D2896 TBN mg KOH/g
8
7
6
5
4
3
2
5
4
3
2
1
1
0
0
New oil
25%
depletion
Sulfuric acid treated
50%
depletion
75%
depletion
Nitric acid treated
100%
depletion
Acetic acid treated
New oil
25%
depletion
Sulfuric acid treated
50%
depletion
75%
depletion
Nitric acid treated
100%
depletion
Acetic acid treated

Nenhum método é responsável por todos os ácidos encontrados no campo - mas ASTM D4739 é o mais adequado para análise de óleo
usado

D2896 não faz distinção entre ácidos fortes e fracos ; não faz distinção entre os tipos de detergentes

Medições de óleo usado adicionais , tais como: desgaste, contaminantes e viscosidade necessidade de ser revisto para o pleno
desempenho do motor determinação óleo
17
Total Base Number
Neutralizando os ácidos em HDMO - Formulação equilibrada é Key

O TBN no óleo novo não indica a qualidade do desempenho e de retenção de
sua basicidade
– Níveis iniciais de TBN podem ser aumentada com aditivo dispersante suave
– Dispersante suave normalmente é usado muito rapidamente < 10.000 milhas de
operação
– Alta TBN HDMO pode ter pior retenção contra menor TBN HDMO
– Retenção TBN e desempenho neutralização ácido são importantes no desempenho de
óleo e capacidade de extensão de drenagem

Alguns tipos de detergentes não neutralizam ácidos fracos eficazmente
– Eles podem aparecer para fazer um trabalho melhor com retenção número base
– Eles não podem neutralizar completamente todos os ácidos de combustão
– Desgaste pode aumentar , embora número base olha no controle

A formulação equilibrada é importante para o desempenho do lubrificante otimizado

Neutralizar todos os ácidos formados - otimizar retenção número base

Dispersar fuligem , reduzir o desgaste , a oxidação do óleo , e minimizar a formação de
depósitos
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