Analisis de Aceite Usado Como Una Herramienta

(1)

ExxonMobil

ExxonMobil V1.0 V1.0 1/031/03

El Análisis de Aceite Usado

como una herramienta

de

de Mantenimie

Mantenimiento Proactivo

nto Proactivo

JUAN F ALVAREZ

(2)

(3)

Qué es un análisis de Aceite ?

•

• Es un conjunto de procedimientos y mediciones aplicadas al aceite

Es un conjunto de procedimientos y mediciones aplicadas al aceite

usado en las máquinas y equipos , que

usado en las máquinas y equipos , que facilitan el control:

facilitan el control:

–

– Del estado del lubricanteDel estado del lubricante

–

– Del estado de los componentesDel estado de los componentes

–

– De la operación del equipoDe la operación del equipo

•

• El objetivo primordial y final es suministrar i

El objetivo primordial y final es suministrar información para:

nformación para:

–

– Tomar acciones preventivasTomar acciones preventivas

–

– Buscar la reducción de los costos de operación y mantenimientoBuscar la reducción de los costos de operación y mantenimiento

–

– Preservar el estado de las máquinas en su Preservar el estado de las máquinas en su ciclo óptimociclo óptimo

–

– Extraer el mayor valor de los lubricantes.Extraer el mayor valor de los lubricantes.

•

• Los procedimientos de análisis se pueden realizar

Los procedimientos de análisis se pueden realizar

–

– En un laboratorio especializadoEn un laboratorio especializado

–

(4)

Objetivos de hacer Análisis a los Aceites Usados



 Reducción de costos de Mantenimiento.Reducción de costos de Mantenimiento.



 Incremento de la disponibilidad de los Incremento de la disponibilidad de los equipos operando/Mayor Producción.equipos operando/Mayor Producción.



 Proporciona seguridad a los operadores de los equipos.Proporciona seguridad a los operadores de los equipos.



 Optimiza los periodos de drenaje del aceite, Optimiza los periodos de drenaje del aceite, extrayendo su mayor valor.extrayendo su mayor valor.



 Asegurar una lar Asegurar una larga vida de trabaga vida de trabajo de los equiposjo de los equipos..



(5)

Pasos para la implementación de un Programa

Expansión



 Incorporar otrosIncorporar otros equipos..

equipos..



 Ajustar los límitesAjustar los límites de control de acuerdo de control de acuerdo a las tendencias y a las tendencias y operación. operación. 

 Implementar Best PracticesImplementar Best Practices

  KPI.KPI.   Benchmarking.Benchmarking. Diseño del Diseño del Programa Programa 

 Selección del equipo.Selección del equipo.



 Revisión lubricantesRevisión lubricantes usados vs requeridos. usados vs requeridos.



 Pruebas de análisisPruebas de análisis aceite.

aceite.



 Análisis e inspecciónAnálisis e inspección en sitio.

en sitio.



 Equipo toma muestras.Equipo toma muestras.



 Cambios en sistemas deCambios en sistemas de filtración y respiraderos. filtración y respiraderos.



 EntrenamientoEntrenamiento



 Revisión practicas deRevisión practicas de lubricación. lubricación.   Almacenamiento yAlmacenamiento y manejo. manejo. Implementación Implementación del Programa del Programa 

 Instalación de puertosInstalación de puertos y válvulas para

y válvulas para muestreo. muestreo.



 Instalación de filtros,Instalación de filtros, respiraderos, etc. respiraderos, etc.



 Establecer límites deEstablecer límites de advertencia y metas advertencia y metas por equipo.

por equipo.



 Cálculo de la frecuenciaCálculo de la frecuencia de muestreo.

de muestreo.



 Instalar instrumentosInstalar instrumentos para pruebas en sitio. para pruebas en sitio. - Viscosidad. - Viscosidad. - Agua. - Agua. - TBN - TBN 

 Entrenamiento en:Entrenamiento en: - Manejo y

- Manejo y almacenamientoalmacenamiento - Interpretación resultados - Interpretación resultados de laboratorio. de laboratorio. - Lubricación básica. - Lubricación básica. Administración Administración del Programa del Programa 

 Desarrollo del manualDesarrollo del manual de análisis e de análisis e interpre-tación de resultados tación de resultados de laboratorio local. de laboratorio local. 

 Reaccionar a resultadosReaccionar a resultados anormales.

anormales.



 Establecer tendencias.Establecer tendencias.



 Implementar mejoras.Implementar mejoras.



(6)

Selección de Equipos y Componentes… Selección de Equipos y Componentes…

•

• Algunos criterios que normalmente se emplean:

Algunos criterios que normalmente se emplean:

–

– CriticidadCriticidad

–

– Por costoPor costo

–

– SimbolismoSimbolismo

–

– SensibilidadSensibilidad

–

– GarantíaGarantía – – SegurosSeguros

–

– Control de Calidad Almacenamiento & ManejoControl de Calidad Almacenamiento & Manejo

–

– Control de Calidad LubricantesControl de Calidad Lubricantes

•

• Lo importante es Lo importante es que se lque se lleven ACCIONES PREVENTIVleven ACCIONES PREVENTIVAS / CORRECTIVAS /AS / CORRECTIVAS /

PROACTIV

(7)

Aseguramiento de la Ejecución del Proceso

• Selección de un laboratorio adecuado

– Certificados de Procesos & Control de Calidad

• Plan de Entrenamiento al Personal

– Constantes & Periódico

– Manejo de muestras

– Análisis de resultados

– Manejo del software del laboratorio

– Manejo del software de control

– Conocimiento de equipos & componentes inspeccionados

• Frecuencias Constantes

• Mismo punto de muestras

• Mismo procedimiento

• Mismo laboratorio

• Instalación de válvulas para tomas de muestras

• Definición de logística de envío

(8)

Algunas Actividades en la Administración del Programa de Análisis de Aceite Usado

• El Resultado de AAU es sólo una parte del Proceso !

•

Seguimiento a envío de muestras y recepción de resultados

•

Análisis de resultados

•

Reporte de Novedades

•

Retroalimentación del campo

– Identificación de causa raíz

– Mejoramiento de procesos

– Ajuste de tendencias

•

Definición de actividades correctivas

•

Seguimiento de resultados

• SE REQUIERE UNA ESTRUCTURA RESPONSABLE DE LA TOTALIDAD DEL PROGRAMA !

(9)

Define / hace seguimiento KPI’s •Tiempo de envío

•Tiempo de respuesta laboratorio •% Muestras con novedades •% Acciones correctivas •Paretto de novedades •Recibe y da retroalimentación a las

otras funciones

•Informes periódicos con

beneficios

•Producción / Materiales / •Mantenimiento / Compras •Proveedores

Supervisor

•Define requerimientos de operación •Personal

•Espacio

•Equipos de soporte de campo •Herramientas

•Vehículos

•Administra y Responsable del Éxito de

la gestión de confiabilidad de Mantenimiento

•Equipo con Planeación •Mantenimiento

•Proveedores

Mantenimiento

Analista de resultados Digitador Muestras & Programa Laboratorio

Mantenimiento

Algunos Roles en la Estructura de Control del Programa

de Análisis de Aceites Usados

(10)

•Planea OT & PM •Toma de muestras & recolección de información Mantenimiento Analista de resultados •Analiza tendencias

•Identifica limites de control •Define acciones correctivas •Establece % de éxito de acciones •Establece % de acciones

correctivas ejecutadas

•Comunica a Mantto novedades •Programa OT en sistema Mantto

Digitador Muestras & Programa Laboratorio

•Recibe muestras de aceite •Registra datos en etiquetas

•Unidad & componente •Fecha

•Tiempo uso aceite •Edad del equipo •Rellenos

•Cambio de aceite o no •Referencia de lubricante •Registra datos en software de

laboratorio

•Realiza guías de despacho •Registra salidas de muestras •Registra recibo de resultados •Registra tiempo de envío •Registra tiempo de respuesta

laboratorio

•Realiza Actividades correctivas •Da retroalimentación de

situaciones encontradas

Algunos Roles en la Estructura de Control del

Programa de Análisis de Aceites Usados

(11)

5 % Lubes



Lubricantes (5%)

Aceite

Grasa

Costos de Mantenimiento asociados

95% Operación



Operación (95%)

Paros de equipo

Pérdidas de producción

Partes de repuesto

Reparaciones mayores

(12)

Problemas relacionados con la

lubricación

Pérdida repentina de Volumen de lubricante Bajos / altos niveles de lubricante.

Lubricante incorrecto / Mal seleccionado. Lubricante mal almacenado.

Problemas en el trasvase para llenado. Degradación / Oxidación.

Contaminación con partículas (Sílice, Calcio, etc). Contaminación con agua.

Contaminación con Combustible (Dilución). Contaminación con refrigerantes.

 Agotamiento de los aditivos/Oxidación. Formación de espuma.

(13)

Efecto de los problemas de lubricación

Modo de falla / Mecanismo

E f e c t o T o t a l C o n t a m i n a c i ó n c o n p a r t í c u l a s C o n t a m i n a c i ó n I n d u s t r i a l L u b r i c a n t e d e g r a d a d o D e s a L í n e a m i e n t o D e s b a l a n c e o A l t a T e m p . Críticos O t r o s De poco impacto Pareto 80 -20

Controle las de mayor efecto.

(14)

Degradación en los equipos - Predicción de

Problemas

xxxxXXXX

XXXXXXXX

XXXX

XXXXXX

X

La causa El síntoma La Falla.

Grado de deterioro de las superficies de los componentes

Detecciónde la causa de la falla

Falla temprana o Detección

detección de los síntomas tardia de la falla Autopsia

Mantenimiento

Proactivo Mantenimiento Predictivo

Mantenimien. de Falla

Análisis de aceite

Análisis de vibración Acústica

(15)

Tipos de análisis de aceites usados

•

Análisis esporádicos: Son análisis que se hacen para verificar el estado en sitio tanto del aceite como de la contaminación natural del equipo. El beneficio es puntual.

•

Programa Regular de análisis: Usualmente usado como parte del

programa mantenimiento.

Beneficios a corto, medio y largo plazo. En largos periodos de análisis se logra documentar beneficios.

(16)

Una adecuada botella o envase para la

toma de la muestra la cual debe estar limpia y cerrar muy bien.

La etiqueta para marcar el envase se le

debe poder colocar la información necesaria.

La cantidad mínima requerida en el

laboratorio para un análisis normal debe ser de 100ml, si se requieren pruebas adicionales como de espuma por ejemplo, el envase debe ser de 500 ml.

El envase debe ser preferiblemente

transparente, para que en el laboratorio se le pueda hacer una inspección visual a la muestra.

(17)

Un buen entrenamiento y un

procedimiento estándar para la toma de las muestras.

Identificación de los puertos y sitios

de muestreo, para siempre tomar las muestras del mismo sitio.

Identificación de los equipos inscritos

en el programa de muestreo.

Una frecuencia de muestreo bien

seleccionada, de acuerdo con los requerimientos y necesidades de cada equipo.

Constancia en la toma de las

muestras y seguimiento a las recomendaciones.

(18)

Interpretación de los resultados de laboratorio

 No es fácil tener una completa interpretación de las condiciones de

operación de un aceite con un solo análisis, A partir de tres resultados se obtiene información más certera.

 Para una mejor interpretación de los resultados de laboratorio se

recomienda interrelacionar las pruebas entre si y así corroborar el efecto.

 Los análisis previos o iniciales a los aceites nuevos (cambio de referencia),

son importantes para poder determinar si hay cambios reales en los resultados (línea base).

 Es definitivo analizar los cambios mediante tendencias y la variación de

sus pendientes.

(19)

 ¿ Cuáles son los las VENTAJAS

Y BENEFICIOS del análisis del cambio en las tendencias

?

– Monitorea cambios en la condición del equipo/aceite.

– Alerta temprana de posibles problemas.

– Ayuda a detectar problemas.

– Optimiza la vida útil de piezas.

– Maximiza la vida útil del aceite

Análisis

de Aceite

HORAS DE OPERACION O X I D A C I O N OXIDACION - NORMAL Líneas de tendencia

(20)

Análisis de Aceite

-

Progresión del

Desgaste

4 0 0 0 2 0 0 8 0 0 1 2 0 0 1 6 5 0 2 0 0 0 2 4 5 0 2 7 0 0 3 1 0 0 3 5 0 0 3 9 5 0 4 1 5 0 4 4 5 0

Horas de Operación del Aceite 0 10 20 30 40 50 D e s g a s t e ( p p m )

Gráfico de Progresión del Desgaste

CAMBIO DE ACEITE Segunda pendiente: Falla incipiente Tercer Pendiente: Falla inminente PENDIENTE INICIAL Desgaste normal

(21)

Análisis de Aceite – Construcción de Tendencias & Parámetros de Control

20782 h 13648 h _{17743 h}

(22)

Selección de Componentes y Definición de Pruebas • Motores • Reductores • Bombas • Turbinas • Sistema Circulación • Hidráulicos • Desgaste • Fe / Cu / Al / Pb / Sn / Mg / Ag / Cr …

• Condición del Lubricante

• Oxidación • TBN • TAN • Viscosidad • Contaminantes • Agua • Diesel • Hollín • Sílice • Glicol • Na • K • IR • ISO 4406

(23)

Pruebas mínimas para un buen Análisis...

Análisis Motores Diesel Motores a Gas Sistemas Hidraulicos Engranajes Cerrados Compresores Reciprocantes Compresores Centrífugos Compresores de refrigeración Viscosidad @ 40°C Viscosidad @ 100°C Dilución Contenido de agua Oxidación Nitración TBN TAN Hollín Conteo de Partículas Si Fe Cu Al Cr Pb Sb Ag

Pertinente Moderada Utilidad N/A No se Recomienda

(24)

Categorias de los Análisis de Aceite...

¿Qué Analizar? Pruebas posibles: Conteo de partículas Contenido de agua Viscosidad Insolubles Ferrografia AN/BN Infrarrojo Membrana Pto Inflamación Desgaste metálico Beneficio Primario Beneficio menor No Beneficio Proactivo Predictivo (Proceso Envejecimiento) 2. Contaminación (Externos e Internos) 3. Desgaste (Identificación partículas) 1. Propiedad de los Fluidos

(25)

Que nos dice un Análisis de

Aceite.?

Detección de Causa de falla Detección de inicios de la falla Diagnóstico del Problema Progreso de la falla Autopsia

Quéno s dic e.? Una condición peligrosa Cuando existe una falla Cual es la naturaleza del Que la máquina está ¿Que ocasionó la que puede llevar a una en la etapa temprana, problema que ha estado practicamente falla de la maquina? causa de falla. Que de otra manera siendo observado. descompuesta y ¿Podría haber sido

pasaria desapersibida requiere ser reparada evitado? Ej.desgaste anormal. ¿De donde viene? ó reemplazada

¿Que tan severo es? ¿Puede ser arreglado?

Lo qu e se Analiza Contaminación (particu Densidad del desgaste, Análisis de metales, Análisis de elementos, Análisis de desgaste, y Monotorea las),humedad (agua), temperatura, conteo de análisis de elmentos, análisis del desgaste, análisis de la cantidad

temperatura, aditivos, partículas, humedad, humedad, conteo de análisis de vibración, de desgaste metalico, oxidación, acidez análisis de elelmentos, partículas, temperatura, temperatura. Análisis de la falla. o basicidad del aceite viscosidad, ferrografia viscosidad, metales de

hollín, glicol. y otros metales desgaste y análisis de vibración.

Filosofía de Proactivo Predictivo Predictivo Falla Falla Matenimiento

Ahorros 10 6 3 2 1

(26)

Donde se detecta una falla mediante

análisis...

n Punto donde la falla inicia Tiempo C o n d i c i ó n P F

Punto donde la falla es detectable (potencial)

Punto de falla

 El tiempo entre P y F es el momento que se tiene para detectar una falla potencial y trabajar para que no ocurra.

 Utilizando las técnicas de monitoreo por condición (análisi de aceite) se maximiza el tiempo del intervalo.

(27)

Detección de una falla mediante análisis vs

Otros...

Analisis de Analisis de Termografia Analisis de Analisis de Termografia Aceite Vibración Aceite Vibración

Contaminación del lubricante Excelente Pobre Pobre Excelente Pobre Aceptable Desalineación Aceptable Excelente Aceptable Aceptable Excelente Aceptable Desbalance Aceptable Excelente Aceptable Pobre Excelente Aceptable Lubricante Incorrecto Excelente Pobre Pobre Excelente Pobre Pobre Lubricante Degradado Excelente Pobre Pobre Excelente Pobre Pobre Alta temperatura Aceptable Aceptable Excelente Aceptable Aceptable Excelente

Desgaste Excelente Bueno Aceptable Excelente Aceptable Aceptable Cavitación Bueno Pobre Aceptable Aceptable Pobre Aceptable Fractura de la pieza Pobre Excelente Pobre Aceptable Aceptable Pobre Resonancia estructural Pobre Excelente Pobre Pobre Excelente Pobre Fatiga Excelente Bueno Bueno Excelente Aceptable Aceptable

Control de causa de falla

Detección falla

Analisis de ca usa de fa lla (¿Por que pasa?) Intervalo de detección P - F

(28)

Predicción Problemas mediante

Análisis...

(29)

Discutiendo la gráfica: Metales

•

El análisis de contenido de metales (análisis espectroscópico) es especialmente útil en motores ya que las partículas de desgaste son en general menores de 7 micras.

•

Cuando las partículas de desgaste de un motor son superiores a las 7 micras ya existe un daño y el análisis ya no será preventivo sino de búsqueda de causa raíz de un daño mayor.

•

La utilidad del contenido de metales para partículas superiores a 10 micras es muy limitada.

•

Las partículas “normales” de desgaste en componentes como engranajes son mucho más grandes y no todas son detectadas.

(30)

Discutiendo la gráfica: Partículas

•

Los estándares para conteo de partículas se han desarrollado inicialmente para sistemas hidráulicos y turbinas.

•

Su utilidad es importante en engranajes industriales y transmisiones automotrices a pesar de que no existan estándares aún para estos componentes.

•

Puede ser remplazado por los análisis de menbranas en turbinas y sistemas hidráulicos; y análisis de tapones magnéticos en

engranajes.

•

El análisis de tapones magnéticos supone la instalación de estos

aditamentos dentro de los depósitos de aceite de los engranajes y el análisis periódico de la limalla que se adhiera al tapón.

•

La existencia de partículas como “polvo” es considerada de relativa normalidad; la formación de “púas” supone la existencia de un

problema; y la formación de escamas muestra la existencia de un daño.

(31)

(32)

Análisis de Aceite - Fuentes

Hierro Cromo Níquel Aluminio Plomo

Acero Revestimiento de anillos Aleación de acero inoxidable Polvo de camino Babbit

Hierro fundido Pinturas Cromado Metal de rodamientos Revestimiento de chumaceras Herrumbre Acero inoxidable Estelita (cobalto – níquel) Pinturas Aditivo de gasolina

Rebabas Aleaciones de aceros duros Abrasivos Pintura soldadura Cascarillas de molienda Cobre Plantas de aluminio

Polvo mineral Aditivo AW Estaño Contaminantes de carbón Titanio

Cenizas Bronce Caja de baleros (bronce) Cenizas Rodamientos de turbinas de gas Pintura Latón Soldadura Polvo de fundición Pinturas

Polvo de papelera Cajas de rodamientos Babbit Alúmina activada Aspas de turbinas Asbestos Enfr iadores Bauxita

Talco Minas de cobre Plata Granito Vanadio Ceoilta Pinturas Acabado de cojinetes Catalizador Aspas de turbinas Detergente limpiador Babbit Soldadura Válvulas

Algunos baleros de aguja

Fuentes Potenciales de Metales en el Aceite

(33)

Análisis de Aceite - Fuentes

Silicio Boro Potasio Sodio

Polv o de c amino Inhibidor de ref rigerante Inhibidor de ref rigerante Inhibidor de ref rigerante Sellador Aditivo EP Cenizas Agua de mar

Aditivo antiespumante Agente de limpieza de barriles Polvo de papelera Algunos aditivos Aleación de aceros Acido bórico Polvo de camino Grasa

Lubricante sintético (tratamiento de aguas) Granito Aceite básico (trazas)

Frenoshúmedos Tierra

Fabricación de vidrio Polvo de camino Aditivo refr igerante Sal (sal del camino)

Polvodefundición Cenizas

Fibras de filtros (vidrio) Alúmina activada

Cenizas Polvodepapelera

Escoria Mica Polvo de cemento As bestos Granito Calizas Talco C O N T A M IN A C IO N

(34)

Como evitar las Fallas mediante Análisis de Aceite

 Desgaste Abrasivo

 Picado destructivo

 Vibración excesiva

 Oxidación del aceite

 Cavitación  Generación de rebabas  Ruido  Alta temperatura

Fallas Comunes

Tratamiento

 Uso aceite inadecuado

 Desbalanceo/ Desalíneamiento

 Ataque Químico

 Contaminación con aire

 Calor  Humedad/Agua  partículas

Problemas

 Reparar  Reemplazar  Reconstruir  Remover

Solución

 Lubricante bien seleccionado

 Sin Contaminantes (Limpio)

 Sin Agua (Seco)

 Trabajando a temp ideal (Frio)

 Equipo Alíneado/Balanceado  Bien lubricado Solución del Problema “La falla se repite”

(35)

Análisis Pertinentes al Mantenimiento

Proactivo

(36)

Análisis Pertinentes al Mantenimiento

Proactivo

• Viscosidad

• Contenido de Agua

• Oxidación/Nitración

• Hollín

• TBN/TAN

• Mediciones de Desgaste

–

Contenido de metales (espectroscopía)

–

Conteo de partículas

(37)

Viscosidad

• Definición:

–

Es la resistencia de los líquidos a fluir.

–

Entre mayor sea la viscosidad mayor es la resistencia.

• Unidades de Medición:

–

Centistokes [mm^2/seg]

–

Segundos Saybolt Universal [SUS]

–

Grados Engler

–

Segundos Redwood

(38)

Temperatura

_Presión

Mayor Temperatura

implica

Menor Viscosidad

Mayor Presión

implica

Mayor Viscosidad

• La influencia de ambos factores es muy FUERTE

(39)

DIAGRAMAS VISCOSIDAD - TEMPERATURA

 EL INDICE DE VISCOSIDAD (IV) ES UN NUMERO EMPIRICO QUE INDICA EL EFECTO DEL CAMBIO DE TEMPERATURA SOBRE LA VISCOSIDAD DEL ACEITE

ALTO “IV” SIGNIFICA MENOS CAMBIO DE VISCOSIDAD CON LA

TEMPERATURA 0 20 40 60 80 100 120 140 DOBLE LOG. DE LA VISC. CINEM. TEMPERATURA (°C ) IV =95 IV = 135

TEMPERATURA Vs. VISCOSIDAD

(40)

Análisis de Viscosidad de Aceite Usado

•

Variación máxima permisible: depende de varios factores: – En pocos casos definida por el fabricante del equipo

– Apliacación: algunas son mas dependientes de la viscosidad para operación adecuada

– Tipo de servicio, criticidad de la operación, etc

– Regla básica en aceites automotrices, variación máxima es el 20%

– Aceites industriales, variación máxima es el 10%

•

La viscosidad puede incrementarse por:

– Oxidación - Nitración

– Degradación por trabajo a alta temperatura

– Contaminación con aceites más viscosos

– Hollín

– Asfaltenos

•

La viscosidad puede bajar por contaminación con otros líquidos miscibles de menor viscosidad.

(41)

Dilución con Combustible Diesel

•

La causa más frecuente para la reducción de la viscosidad de los aceites de los motores diesel es la contaminación con combustible.

•

La máxima contaminación permisible depende de la viscosidad del aceite en uso, sin embargo nunca debe ser superior a 5% en

volumen.

•

Una manera práctica de detectar la contaminación del aceite de motor con combustible diesel es dejar caer un par de gotas de aceite sobre un papel. Si el aceite está contaminado entonces se formaran 2 círculos concéntricos, el círculo interior es de aceite y el exterior de combustible. El diámetro del círculo mayor no debe

(42)

Contenido de Agua

•

Los aceites lubricantes no deben contener agua, sin embargo dadas las circunstancias de operación es posible que en algunos casos sea inevitable la contaminación

•

El agua puede provenir de:

–

Los sistemas de refrigeración

–

Condensación interna

–

Contaminación externa

•

La presencia de agua causa corrosión por formación de ácidos. Adicionalmente puede aumentar la viscosidad del lubricante por

formación de emulsiones.

•

El contenido máximo permisible de agua es de 0,1% para aceites industriales.

•

El contenido máximo permisible de agua es de 0,2% para aceites automotrices.

(43)

Oxidación

•

Este fenómeno ocurre cuando el oxigeno ataca a los fluidos derivados del petróleo. Algunas causas son:

–

Aereación excesiva

–

Periodos de cambio de aceite muy amplios

–

Sobrecalentamiento

–

Mezcla con otros aceites

–

Bajas temperaturas de operación

–

Almacenamiento inadecuado de los lubricantes

–

Sobrecarga

–

Exceso de combusitble

–

Contaminación con elementos de desgaste (Cu el más activo)

•

Algunos factores que afectan la resistencia o la velocidad de

oxidación son:

–

calor, luz

–

metales disueltos

–

agua

–

Tipo de base lubricante

(44)

Oxidación

•

Las consecuencias visibles son:

–

Aumento de la viscosidad

–

Formación de depósitos

–

Oscurecimiento y

–

mal olor del aceite.

•

Las consecuencias no visibles son:

–

Degradación del aceite

–

Reducción del TBN

–

Formación de ácidos

–

Pérdida de las cualidades lubricantes del aceite.

•

La prueba para su medición no está estandarizada y los límites condenatorios dependen de cada laboratorio.

•

El límite de control estándar para oxidación en el laboratorio ExxonMobil oscila entre 10 - 30 A/cm.

(45)

Oxidación - Efecto de la Temperatura

150 200 250 300 Horas de Prueba 10 8 6 4 2 0 I n c r e m e n t o T A N Temperatura de Prueba

170°C

163°C

155°C

140°C

Resultados Prueba de Oxidación

•

Rule of thumb: Cada incremento de 10°C en temperatura, dobla la tasa de oxidación

(46)

Oxidación - Efecto sobre la viscosidad

Tiempo Viscosidad Break Point Antioxidante Consumido Oxidación acelerada Resistencia a la oxidación de la base

(47)

Nitración

•

Formación de subproductos de nitrógeno dentro del aceite

•

Común en motores de combustión interna que funcionan con gas como combustible.

•

Los casos de Nitración excesiva están relacionados con:

–

Desbalance del proceso de combustión

–

Exceso de aire

–

Insuficiencia de combustible

•

Los productos de la nitración tienden a formar ácidos dentro del aceite y facilitan la oxidación del aceite.

•

La nitración se mide de la misma forma que la oxidación, y el valor máximo permitido en la metodología de ExxonMobil esta entre 15 -20 A/cm.

(48)

Electrodo de vidrio

Muestra

Agitador Electrodo de Referencia

Bureta que contiene KOH (para TAN) o HCI (para TBN)

•

TBN : la cantidad de ácido, expresada como el número equivalente de mg de KOH, requerido para neutralizar (hasta un valor de pH patrón) todos los componentes básicos presentes en un 1g de muestra.

(49)

TBN/TAN

•

TAN: cantidad de base, expresada en miligramos de hidróxido de

potasio requeridos para neutralizar los ácidos presentes en un gramo de muestra.

•

El valor mínimo de TBN es 1. Los aceites que bajan de este valor ya no tienen capacidad para controlar los ácidos que se puedan formar en el aceite. El TBN es muy usado en motores de combustión

interna, especialmente en lo que usan diesel con alto contenido de azufre como combustible.

•

Según Caterpillar el valor de TBN de un aceite no puede ser inferior a la mitad de su valor original.

•

El TAN es una medición indirecta de la oxidación de un aceite, ya que cuando un lubricante se oxida se producen ácidos en su interior. El TAN es especialmente usado en aceites de turbinas. El valor

(50)

TBN/TAN

•

Algunas de las causas de reducción de TBN o incremento de TAN son:

–

Periódos de cambio excesivamente largos

–

Insuficiente volumen de relleno / operación con bajo nivel de aceite

–

Altas temperaturas de operación (oxidación)

–

Baja temperatura de operación (condensación)

–

Exceso de combustible

–

Exceso de metales de desgaste

–

(51)

Hollín

•

El Hollín es principalmente producido durante el proceso de combustión de los motores.

•

El hollín es combustible parcialmente “quemado”. Se evidencia en el humo negro que sale por el escape.

•

Está asociado con:

–

Desgaste acelerado de anillos, camisas, eje de válvulas

–

Incremento de viscosidad

–

Baja bombeabilidad

–

Baja fluidez y

(52)

Hollín

•

Algunas de las causas de incremento de Hollín (Soot en inglés) son:

–

Inyectores con fugas

–

Filtros de aire taponados

–

Trabajo continuo a plena carga

–

Cambios bruscos en el perfil de carga del motor

–

Combustible contaminado

–

Filtros de combustible con exceso de horas de trabajo

–

Inyectores con desgaste / pobre patrón de aspersión

–

Lubricantes no adecuados

(53)

ExxonMobil V1.0 1/03

(54)

Conteo de Partículas

•

Caracterización por tamaño de la cantidad de partículas en el aceite con base en una muestra representativa.

•

Nomalizado ISO 4406: 4,6 y 15 micrones

ISO 4406 (c)

q u a n t i t y

size

6

14

4

•

La norma ISO 4406 establece que

los conteos se deben hacer para tamaños superiores a 4, 6 y 14

micrones y que los resultados deben presentarse en un código de la

siguiente forma: XX/XX/XX

4u/6u /14u

•

En donde las XX significan la

cantidad de partículas mayores a 4u, 6u y 14u según la tabla

(55)

Conteo de Partículas

Codigo ISO Rango de Número de Partículas Mínimo Máximo 1 0.01 0.02 2 0.02 0.04 3 0.04 0.08 4 0.08 0.16 5 0.16 0.32 6 0.32 0.64 7 0.64 1.28 8 1.3 2.56 9 2.6 5 10 5.0 10 11 10.0 20 12 20 40 13 40 80 14 80 160 15 160 320 16 320 640 17 640 1300 18 1300 2500 19 2500 5000 20 5000 10000 21 10000 20000 22 20000 40000 23 40000 80000 24 80000 160000 25 160000 320000 26 320000 640000 27 640000 1300000 28 1300000 2500000

•

Por ejemplo si un sistema

hidráulico requiere un nivel de

limpieza ISO de 16/13/11 significa que en un mililitro de aceite del sistema debe haber máximo:

_{640 partículas mayores a 4 micras} _{80 partículas mayores a 6 micras} _{20 partículas mayores a 14 micras}

(56)

Conteo de Partículas

•

Las partículas encontradas pueden provenir de:

–

Desgaste interno

–

Ambos fenómenos

•

En la actualidad los OEM están orientados a mantener niveles de limpieza (conteo de partículas) específicos según el sistema.

(57)

Contenido de Metales

•

Medición de la cantidad de metales en tamaño inferior a 10 micras presentes en una muestra de aceite. (Absorsión Atómica - Plasma)

•

Se mide en ppm

•

Los elementos más significativos en mantenimiento son:

•

Hierro

•

Cobre

•

Aluminio

•

Plomo

•

Cromo

•

Estaño

•

Sodio

•

Silicio

•

Los valores máximos permitidos dependen del tipo de equipo, su operación y del fabricante.

(58)

Contenido de Metales

Contenidos máximos permisibles en ppm por marca de motor

CAT CUMMINS MACK DEUTZ DETROIT

Sílice 25 20 25 25 20 Hierro 100 80 190 140 125 Aluminio 20 20 20 20 15 Cobre 35 45 50 20 20 Plomo 30 25 30 30 20 Cromo 15 15 20 15 15 Estaño 15 15 15 15 15 Plata 0 0 0 0 0 Zinc 0 0 0 0 0

(59)

Contenido de Metales

Posibles Originadores de Desgate en Motores Diesel

Hierro Cobre Plomo Aluminio Cromo Silice Guias de Válvulas Bujes de los pasadores Cojinetes de Biela Cojinetes de Biela Asientos de Válvulas Suciedad Camisas de Cilindro Enfriador de Aceite Cojinetes de Bancada Cojinetes de

Bancada Caras de Válvul Empaques Engranajes Cojinetes de Empuje Cojinetes del Arbol de Levas Pasadores de Pistón Anillos Superiores Cuerpo de Válvulas Cojinetes del eje de Levas Anillos Aceiteros Anillos de Pistón

Bujes del Eje de Balancines Cigueñal Engranajes Eje de Levas Pistones Levas

Bomba de Aceite