Engº Giuseppe Sarpa - SICEPOT-MG · alcalinidade no óleo e produz um número ligeiramente maior...

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Engº Giuseppe Sarpa Field Specialist

21 de Setembro 2015

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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.



TBN - Total Base Number

Óleo novo

Ácidos orgânicos

Ácidos orgânicos

Ácidos Sulfuricos &

Nitricos

Ácidos orgânicos

Stress

térmico

Stress

oxidativo

Contato com

biodiesel

Produtos

combustão

(EGR)



Cinza Sulfatada & Total Base Number (TBN)

Aditivos 14-18%

Óleo

Basico

~75%

~8% VII

ZnDTP

Detergentes Calcio Magnésio

Ashless Dispersantes Inibidores de Oxidação

Cinza sulfatada =

Zn + Ca + Mg



Total Base

Number

(TBN)

Aditivos 14-18%

Óleo

Basico

~75%

~8% VII

ZnDTP

Detergentes Calcio Magnésio

Ashless Dispersantes Inibidores de Oxidação





Global Lubricants

Dispersantes

sem cinzas

Detergentes

ZnDTP

10 a 18% Aditivos

Cinza Sulfatada (Zn + Ca +Mg)

TBN

Óleo

Básico

~8% VII

“Soft” Basicidade

“Hard”

Basicidade


TBN - Total Base Number 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


TBN - Total Base Number 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.


TBN - Total Base Number 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.


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.

TBN - Total Base Number Componentes-chave em um óleo HDMO


TBN - Total Base Number 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 não-

detergentes

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


Total Base Number Impacto dos detergentes na retenção do TBN e neutralização de ácidos

Sulfonato de

Magnésio pode

reter o TBN, mas é

fraco eme minimizar

o crescimento da

acidêz (TAN)

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


TBN - Total Base Number 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

Fenato de cálcio

apresenta a maior

resistência à oxidação ,

sulfonato de magnésio

mostra a menor

Melhor


Total Base Number Quanto TBN é suficiente?

Severity class TBN Value

Normal > 2.5

Caution < 2.5 > 1.5

Abnormal < 1.5 > 1.0

Critical < 1.0

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).


TBN - Total Base Number 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 !



Lubrificantes de Alta Performance

Aditivos: Considerações Finais

16

16

Obrigado!


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

D2

89

6 T

BN

mg

KO

H/g

New oil 25%

depletion

50%

depletion

75%

depletion

100%

depletion

Sulfuric acid treated Nitric acid treated Acetic acid treated

Depleção de uma D2896 TBN

óleo com diferentes Ácidos

0

1

2

3

4

5

6

7

D4

73

9 T

BN

mg

KO

H/g

New oil 25%

depletion

50%

depletion

75%

depletion

100%

depletion

Sulfuric acid treated Nitric acid treated Acetic acid treated

Depleção de uma D4739 TBN

óleo com diferentes Ácidos

Total Base Number Medições de combustão de neutralização do ácido

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


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

Date post:	24-Jan-2019
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Engº Giuseppe Sarpa - SICEPOT-MG · alcalinidade no óleo e produz um número ligeiramente maior...

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