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Publicação
Estudo de Otimização da Técnica XRF para Identificação de Ligas Metálicas em Partículas de Motores
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Resumo(s)
Nos motores de avião, libertam-se partículas metálicas para o sistema de lubrificação que resultam de fenómenos de interação entre as superfícies de peças móveis ou em contacto com o óleo lubrificante. Estas partículas entram no sistema de lubrificação e são, posteriormente, capturadas em bujões magnéticos, detetores elétricos ou filtros. As limalhas recolhidas são remetidas ao laboratório Físico-Químico da TAP M&E, onde se procede à identificação da liga metálica da partícula, após conhecimento da sua composição química através de análise XRF num equipamento de EDXRF.
Foi realizado um estudo com base nos relatórios emitidos nos últimos quatro anos e verificou-se que não se identificou a liga metálica em 67% das partículas analisadas. Esta elevada taxa de não-identificação requer verificações mais abrangentes ao motor, baseadas noutros indicadores menos precisos, o que implica custos económicos, tempos de manutenção alargados, não se cumprindo o objetivo do controlo de partículas por XRF.
Verificou-se a adequabilidade da técnica XRF para a análise das partículas de motor e efetuou-se um trabalho de otimização dos procedimentos preparativos de amostras e dos próprios métodos de quantificação utilizados pelo espectrómetro. Os resultados obtidos no estudo de otimização de procedimentos revelam que é possível melhorar o número de identificações em 350% se: 1) se utilizar porta-amostras que não necessitem de fixação da partícula com fita adesiva J-Lar®; 2) se efetuar a limpeza das partículas com um solvente apolar; 3) se aplicar os métodos semi-quantitativos produzidos neste estudo e 4) se identificar as ligas das partículas com base nos seus intervalos de especificação de composição.
Apesar da implementação destas ações de melhoria se repercutir positivamente nos resultados das análises XRF, não é possível atestar a adequabilidade da técnica pois: 1) as pontuações mais elevadas das quantificações dentro de especificação, para todos os tipos de liga, rondam os 60%; 2) os limites de deteção instrumental estão compreendidos entre 0,20% (cobre na liga C17200) e 2,52% (tungsténio na liga E-Z20WC10) muito elevados em comparação com dados bibliográficos (ppm); 3) verifica-se o não aparecimento de certos picos de analitos marcadores leves em três aços e um alumínio e 4) a especificação do aparelho EDXRF não abrange tamanhos de amostra inferiores a 200 μm.
Aponta-se a técnica analítica SEM-EDS, orçada em cerca de oitenta mil euros, como a melhor alternativa àquela que se encontra implementada, tendo como referência: 1) literatura da especialidade, 2) a criticidade inerente à falha de um componente e 3) os custos que se evitam com a identificação precisa da liga e, consequentemente, do componente comprometido. Esta solução fica completamente paga se evitar apenas uma retirada do motor para uma inspeção geral, que tem um custo estimado de um milhão e quinhentos mil euros.
Descrição
Palavras-chave
Identificação de ligas metálicas XRF tamanho de partículas resolução espacial intensidade de radiação SEM-EDS