Ferrybridge Adota FTIR para Teste Rápido e Preciso de Umidade em Lubrificantes

Em usinas de alto valor, a integridade dos óleos lubrificantes é primordial para operação eficiente e custo-efetiva. Excesso de água no óleo pode remover antioxidantes essenciais, acelerar oxidação e degradar desempenho. Historicamente, titulações Karl Fischer (KF) têm sido o padrão para medir teor de água, ainda este método é demorado, pesado em reagentes e pode ser menos confiável sob certas condições. Três anos atrás, Ferrybridge substituiu KF por espectroscopia de Transformada de Fourier Infravermelho (FTIR), alcançando avaliações de umidade mais rápidas, limpas e igualmente precisas.

Monitoramento de lubrificação em Ferrybridge

Ferrybridge C Power Station é uma usina de 2.000 MW de co-queima de carvão e biomassa em West Yorkshire, Inglaterra. Suas quatro turbinas a vapor massivas e bombas de alimentação primárias geram energia para 2 milhões de lares — cerca de 4% do suprimento diário de eletricidade do Reino Unido. Cada eixo de turbina, estendendo-se por mais de 52 metros e pesando milhares de toneladas, é suportado por 12 rolamentos que dependem de óleo mineral. Este óleo também atua como fluido de controle para governadores de turbina e válvulas de admissão de vapor, tornando sua condição crítica. Como níveis de umidade flutuam com ambiente e carga, operadores precisam de dados imediatos e confiáveis.

Medindo água em fluidos lubrificantes via análise FTIR

Em Ferrybridge, usamos o analisador FTIR iPAL da A2 Technologies emparelhado com uma célula de transmissão TumblIR (Figura 1). Um operador deposita uma única gota de óleo usado puro na janela inferior do TumblIR; uma janela montada em gimbal então cria um gap preciso de 100 µm para análise. O método pré-calibrado coleta, processa e relata dados automaticamente. O sistema iPAL pode detectar água até 200 ppm sem preparo de amostra, e o protocolo de surfactante da A2 estende isso para 65 ppm.

Figura 1. Analisador FTIR iPAL da A2 Technologies em operação em Ferrybridge.

Testes comparativos entre iPAL e KF confirmaram forte correlação, com FTIR entregando medições repetidas mais rápidas — crítico para monitoramento de tendência. Como resultados KF podem ser enviesados por volume de amostra e imiscibilidade óleo-água, ambos os métodos são repetidos, mas a rapidez do FTIR torna amostragem rotineira prática. Com o tempo, eliminamos amplamente KF em favor do FTIR.

Quando a umidade excede especificações, medidas corretivas são tomadas: (1) ajustando pressão de vapor de glândula da turbina durante cargas menores, e (2) implantando separadores mecânicos para remover água do tanque principal de óleo. O sistema iPAL também rastreia a eficácia destas intervenções.

Vantagens do FTIR para monitoramento de lubrificação

• Velocidade
  • Tempo de medição: 3-5 minutos da amostra ao resultado.
  • Nível de umidade não afeta tempo de análise — diferente de KF, onde amostras de alta umidade podem levar 5-30 minutos.
• Sem reagentes
  • Apenas uma gota de óleo é necessária.
  • Elimina reagentes caros e tóxicos (iodo, dióxido de enxofre, metanol, piridina ou imidazol) usados em KF.
• Facilidade de uso
  • Protocolo totalmente automatizado permite equipe menos qualificada obter resultados precisos.
  • KF exige técnicos qualificados e manutenção extensiva.
• Treinamento rápido
  • Método iPAL padrão treina técnicos em minutos.
  • KF requer treinamento de meio dia para manuseio seguro de reagentes e manutenção de equipamento.
• Precisão analítica
  • FTIR iguala ou supera KF, especialmente em níveis altos de umidade.
  • Detecção até 200 ppm (ou 65 ppm com surfactante). Sem pré-tratamento necessário.
• Capacidade multi-analito
  • Além de água, iPAL avalia depleção de aditivos, estado de oxidação e óleo-em-água para descarte.
• Resultados em tempo real, no local
  • Dados imediatos permitem ação corretiva instantânea, evitando atrasos de laboratórios externos.
• Validação de resultados de laboratório
  • Dados FTIR no local corroboram, ou contestam, resultados de laboratório externo, garantindo confiança no monitoramento.

Conclusão

O programa proativo de lubrificação no local de Ferrybridge agora depende do analisador FTIR iPAL. Sua medição rápida, livre de reagentes e altamente precisa de água — combinada com capacidades multi-analito — capacita operadores a manter qualidade do óleo em tempo real, aumentando confiabilidade e estendendo vida do equipamento. O sucesso em Ferrybridge está impulsionando adoção mais ampla de FTIR em nosso portfólio.

Figura 2. Ferrybridge C Power Station