USCG implementa tecnologia portátil para teste de óleo a bordo

Engenheiro de corte recebe resultados imediatos de análise de óleo (Foto cedida por USCG)

O dispositivo portátil FluidScan requer apenas uma gota de óleo para teste (Foto cedida por USCG)

Relatório de tendências do software gerenciador do FluidScan (Foto cedida por USCG)

SpectroTrack fornece uma visão geral dos resultados da análise de óleo para a frota da USCG (Foto cedida por USCG)

A visualização no nível do navio fornece acesso aos resultados de vários equipamentos (Foto cedida por USCG)

Resultados detalhados do Gerador Diesel do Serviço de Navios (Foto cedida pela USCG)

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Com um lema da Always Ready, a Guarda Costeira dos EUA (USCG) tem 11 missões especificadas por lei, incluindo interdição de drogas e migrantes; portos, vias navegáveis ​​e segurança costeira; patrulhas de pesca; busca e resgate; e defesa nacional. Os navios mais novos da USCG, incluindo 22 Fast Response Cutters (FRCs), entraram em operação recentemente, com mais 36 encomendados e seis novos National Security Cutters (NSCs), com mais dois em processo de construção. A análise de óleo desempenha um papel crítico na prontidão da missão desses novos cortadores, alertando os engenheiros de corte para problemas que têm o potencial de danificar equipamentos vitais e ajudando-os a implantar com eficiência recursos escassos em atividades críticas de manutenção.

A abordagem tradicional para análise de óleo é enviar amostras para um laboratório central, o que requer dias antes dos resultados serem recebidos. Nos FRCs e NSCs, o USCG implementou o uso de analisadores de óleo de mão para monitorar regularmente a condição de lubrificante em motores a diesel e outros equipamentos vitais. “Os novos analisadores de bordo são usados ​​para detectar problemas de qualidade de óleo e evitar possíveis danos ao equipamento, evitar trocas de óleo desnecessárias e realizar trocas de óleo com base nas condições reais”, disse Edgardo Guevara, Gerente do Programa de Lubrificação da USCG. “Uma condição anormal detectada pelo analisador a bordo alerta os engenheiros para executar a ação corretiva e submeter a amostra de óleo ao nosso laboratório de óleo contratado para análise completa de óleo e desgaste.

Análise de óleo a bordo usada em novos cortadores
Com o nome da herdeira da Guarda Costeira, os FRCs de 154 pés de comprimento estão substituindo os velhos barcos de patrulha da Island. Os FRCs dispõem de avançados equipamentos de comando, controle, comunicações, computadores, inteligência, vigilância e reconhecimento; sobre a implantação do barco de corte no horizonte para alcançar os navios de interesse; e melhorada habitabilidade e navegação. Os NSCs de 418 pés de comprimento abordam a necessidade de cortadores de patrulhamento de oceano aberto com o avanço, a habitabilidade, a resistência e os avanços tecnológicos necessários para servir como centros de comando e controle nos ambientes marítimos mais exigentes. A análise de óleo a bordo também é usada em dois quebra-gelos polares.

Antes de 2012, a USCG não tinha um programa centralizado de teste e análise laboratorial de óleo. Os cortadores enviaram amostras de óleo para os laboratórios do Programa de Análise de Óleo da Marinha (NOAP) ou do Programa de Análise de Óleo Conjunto (JOAP), laboratórios de fabricantes de motores e outros laboratórios comerciais locais. "Normalmente, leva semanas para obter resultados, muitas vezes tarde demais para os engenheiros de corte tomarem medidas corretivas", disse Guevara. “Não havia requisitos de testes padronizados para diferentes componentes e os resultados dos testes permaneceram nos diferentes laboratórios onde o teste de óleo foi realizado. Alguns relatórios não forneceram análises ou recomendações. O teste de óleo a bordo foi limitado a testes de viscosidade em motores a diesel principais usando viscosímetros de esfera descendente. A maioria das fresas realiza trocas de óleo do motor com base em cronogramas que variam de 500 a 1.000 horas nos motores principais e de 250 a 500 horas nos geradores a diesel para serviço de navios (SSDGs). ”

Selecionando e validando analisadores onboard
Por volta da época em que Guevara se juntou à USCG em 2011, o fabricante de motores das FRCs afirmou que uma unidade de testes de bordo era necessária para monitorar o óleo nos motores principais. Além disso, os NSCs exigem uma unidade de teste de bordo para monitorar o óleo nos motores principais. “O Escritório do Projeto estava considerando o uso de kits tradicionais de um único teste que dependem de produtos químicos e reagentes para realizar análises de óleo”, disse Guevara. “Eu estava preocupado com a quantidade de tempo necessária para realizar os testes e o potencial para resultados imprecisos, porque eles dependem do uso da quantidade certa de óleo e produtos químicos e das condições do kit de teste. Eu recomendei o monitor portátil Spectro FluidScan e o viscosímetro portátil MiniVisc 3000 como uma alternativa melhor porque eles fornecem resultados em muito menos tempo do que os kits químicos e oferecem resultados consistentes comparados aos laboratórios centrais sem serem sensíveis à habilidade do operador. O Escritório de Projetos seguiu minha recomendação e implementou o uso do combo FluidScan e MiniVisc 3000 a bordo dos FRCs. Em 2012, três NSCs já estavam usando o equipamento de teste que usa produtos químicos e reagentes de teste para teste a bordo e após um teste de teste bem-sucedido da unidade combinada FluidScan e MiniVisc 3000 a bordo de um dos NSCs, o gerente da linha aprovou a combinação unidade."

O FluidScan é um espectrômetro infravermelho de mão robusto que mede uma série de parâmetros essenciais de óleo, incluindo número total de ácido (TAN), número total de base (TBN), oxidação, nitração, sulfatação, esgotamento aditivo, lubrificante incorreto, água, glicol, fuligem , glicerina e FAME em biodieseis em lubrificantes e fluidos sintéticos e à base de petróleo. O monitor portátil fornece reprodutibilidade e repetibilidade comparável a um método espectroscópico de infravermelho por transformada de Fourier de bancada (FTIR) ASTM E2412. O MiniVisc 3000 é um instrumento portátil, fácil de usar e que funciona com bateria, que determina a viscosidade cinemática no campo sem a necessidade de solventes, verificações de densidade ou um termômetro. O design da célula dividida fornece precisão de +/- 3% do desvio padrão para os padrões de viscosidade do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST).

Guevara validou que os instrumentos FluidScan e MiniVisc 3000 poderiam atender aos requisitos técnicos para uso a bordo conforme especificado no Padrão Técnico USCG 262 - Óleos Lubrificantes e Sistemas, Ensaios e Análises. Ele criou um protocolo para engenheiros nas duas novas classes de cortadores para testar equipamentos vitais regularmente. O FluidScan também é usado conforme necessário, como um dispositivo de solução de problemas para monitorar a contaminação da água em outros óleos lubrificantes.

Guevara reconheceu a necessidade da USCG manter o controle total de seus dados de análise de óleo do laboratório centralizado e dos analisadores integrados dos cortadores por meio de um banco de dados baseado na web. Após dois anos de pesquisa, ele selecionou o software SpectroTrack IMS (sistema de gerenciamento de informações) como o banco de dados para arquivar esses dados. Os engenheiros poderão visualizar os resultados em um navegador e tomar decisões, como quando realizar mudanças de óleo e outras atividades de manutenção com base nas condições reais de óleo e equipamento.

O processo de aprovação do software SpectroTrack IMS começou em novembro de 2014 e concluiu a fase de pós-validação. O objetivo da USCG no futuro próximo é ter a capacidade de carregar os dados de teste da unidade FluidScan para o banco de dados SpectroTrack pelo cortador usando as unidades. O banco de dados SpectroTrack contém cerca de 13.000 resultados de testes de amostras do laboratório centralizado até o momento. O banco de dados não está sendo implementado atualmente para uso em larga escala até que tenha obtido aprovação da USCG CROP.

Maior prontidão de missão e redução de custos
"Através do programa centralizado de testes de óleo e do uso de analisadores a bordo, a USCG agora tem total propriedade e visibilidade de todos os dados de teste pela primeira vez", disse Guevara. “Temos total confiança em nossos dados, o que torna possível tomar decisões que melhoram nossa prontidão para a missão e economizam dinheiro em mudanças de óleo e manutenção desnecessárias. Em vários casos, os analisadores a bordo identificaram possíveis problemas para que pudessem ser corrigidos antes que o equipamento fosse danificado, o que exigiria reparos dispendiosos e possivelmente colocaria os cortadores fora de ação. Usando as unidades combinadas FluidScan e MiniVisc 3000, os engenheiros a bordo das NSCs podem monitorar de perto o aumento do teor de fuligem no óleo do motor, à medida que ele se aproxima do limite, onde é necessária uma troca de óleo. O FluidScan também é usado como um dispositivo de solução de problemas para monitorar o ingresso de água nas engrenagens de redução ”.

Guevara disse que as economias de custo associadas à análise de óleo a bordo também foram substanciais. “Descobrimos que, monitorando a condição do óleo nos motores principais do NSC, conseguimos aumentar o intervalo de troca de óleo de 500 horas para 1.000 horas com base nas condições reais do óleo, eliminando duas trocas de óleo por motor por ano, o que economizará cada cortador custa cerca de US $ 10.000 por ano em custos de troca e descarte de óleo e também reduz o tempo de inatividade. Estamos agora revisando nossa política de mudança de óleo nos geradores a diesel de serviço de navios (SSDG) do FRC para estender o intervalo de 250 horas para 500 horas ou conforme os resultados da análise de óleo. ”