7. Análisis de Aceite.pdf

Curso:

Lubricación de Equipo Crítico en Plantas de Proceso y Distribución de Hidrocarburos Villahermosa, Tab., 4 al 8 de Diciembre de 2006

“ANÁLISIS DE ACEITES LUBRICANTES de TURBOMAQUINARIAS” Ing. Hernán Pablo Agostini SICELUB S.A. de C.V. [email protected]

INTRODUCCION Monitoreo de la Condición de Lubricantes de Trurbomaquinas Los lubricantes de turbinas pueden durar solamente unas pocas cientos de horas en turbinas de Jets o varios años, hasta décadas, en turbinas hidroeléctricas. En los últimos años se ha tomado realmente conciencia de la elevada importancia que tiene realizar monitoreos de condición del lubricante para maximizar el rendimiento y vida útil de las turbinas El objetivo es: mediante cuidadosas evaluaciones del estado actual del lubricante en uso, optimizar las frecuencia de cambio y el mantenimiento. Cambios prematuros del lubricante conducen a Altos Costos de Producción; lo mismo sucede si dichas evaluaciones son inadecuadas respecto a la condición del lubricante. La ASTM D4378: “Prácticas Comunes para el Monitoreo de Lubricantes Minerales Tipo Turbina en Servicio para Turbinas de Gas y de Vapor”, dice:

“El monitoreo de los lubricantes en servicio ha sido reconocido por la industria de generación de energía, como “fundamental” para asegurar una larga vida operativa, libre de problemas, en las turbomaquinarias.”

INTENSIÓN Monitoreo de la Condición de Lubricantes de Trurbomaquinas Para maximizar la vida de los aceites de turbinas, como se dijo, es más que necesario contar con un Programa de Monitoreo de la Condición del Lubricante, pero además se debe incursionar en: Seleccionar y Usar el Lubricante Correcto. Determinación de los Puntos de Muestreo y Técnicas Correctas. Control de la Contaminación Manipuleo y Almacenamiento Correcto Llevar a cabo actividades de Mantenimiento en los Intervalos Requeridos. Gestionar el Programa: establecer metas, indicadores, procedimientos y mejoras continuas. Entrenamiento de personal Clave y Directores.

OBJETIVO

PROACTIVO Predictivo

☺

Preventivo

Correctivo

ANALOGÍA MÉDICA

!!! El lubricante es la Sangre de la Maquina y refleja el estado de salud de la misma !!!

UTILIDAD Condición de la Maquinaria Condición del Lubricante Tipo de Contaminación

BUENA INTERPRETACIÓN: Posible Origen de la Contaminación Efectos Asociados a la Contaminación Métodos para Eliminar estos Problemas

Condición de la Maquinaria:

• Desgaste Normal

• Desgaste Acelerado Los análisis especiales de Causa Raíz: Ferrografía de Lectura Directa, Ferrografía Analítica.

Condición del Lubricante:

• Lubricante Degradado: Se debe Cambiar lubricante.

•Lubricante Contaminado: Es posible Eliminar la contaminación, Lubricante continua en Servicio.

Tipo y Fuente de Contaminación:

• Tipo de Contaminante: agua, sílice, gases, etc.

metales de desgaste, barnices,

•Fuente: para encontrar la causa raíz Ejemplo: Análisis WSD, QSA, etc. Agua en exceso pueda provenir de: lluvia, enfriamiento ó vapor condensado; analizando pH, Conductividad y Contenido de Sales; determinamos el origen.

Limpieza del Aceite:

1μm = 0.001 mm

Un cabello humano mide 70 micrones Un buen Ojo Humano alcanza a ver solo 40 micrones!!

Los sentidos: Vista, Tacto, Olfato, Gusto, ¡¡¡ No son suficientes !!!

Espesor de Película Lubricante:

Tipo de Lubricación [μm]

Claro

ElastoHidroDinámica (EHD)

0.1 a 1

Hidrodinámica (HD)

0.5 a 10

Hidrostática (forzada)

1 a 10

COMO LEER E INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS DE ACEITE Existen puntos importantes que debemos repasar antes de intentar leer, comprender y decidir qué hacer, en base a la información recibida en los resultados presentados en nuestro reporte de análisis de aceite: 1) PREPARARNOS: Detalles sobre la toma de la muestra 2) ENTENDER:

Repaso sobre los ensayos a correr, ejercicios.

3) ESTABLECER:

Revisar los límites de los ensayos, ejercicios.

4) MIRAR:

Analizar el contenido del reporte recibido

5) EJECUTAR:

Ejemplos Reales, emitir Conclusiones y Recomendaciones.

6) ANÁLISIS DE CAUSA RAÍZ: revisión diagramas para RCA y RCFA 7) ANÁLISIS DE CAUSA RAÍZ: ANALISIS ESPECIALES PARA EJECUTARLA

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 1) PREPARARNOS : Tomar una muestra representativa ó no puede cambiar rotundamente el resultado de los análisis, como así también su correcto etiquetado, envío y análisis. ¿Cómo fue tomada la muestra? ¿ Coincide el nombre (TAG) de la máquina con el que aparece en el reporte ? ¿ Se aseguró que la muestra fue correctamente etiquetada ? ¿ Se tomó desde el mismo punto que la última vez y siguiendo el mismo procedimiento ? ¿ Se tomó desde el punto más conveniente para obtener la información deseada ?

¿Cómo fue enviada la muestra? ¿ Qué tan rápido se envió la muestra a analizar ? ¿ Cuánto tiempo pasó desde que se tomó hasta que se corrieron los ensayos ? ¿ Se usaron envases herméticos y seguros ? ¿ Se usaron utensilios limpios y adecuados ?

¿ Qué hay sobre el laboratorio? ¿ Es confiable respecto a la veracidad de los resultados ? ¿ Tiene experiencia analizando los fluidos que usted le importan ? ¿ Lleva historial y tendencia de análisis previos ?

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER :

¿ Conocemos las ensayos ASTM e ISO involucrados ?

PAQUETE TÍPICO: • VISCOSIDAD CINEMÁTICA • COLOR • PUNTO DE INFLAMACIÓN • NÚMERO ÁCIDO (AN) • CONTENIDO DE AGUA • CONTEO DE PARTÍCULAS • ESPECTROSCOPIA • FERROGRAFÍA DE LECTURA DIRECTA PAQUETE ESPECIAL PARA ANÁLISIS DE CAUSA RAÍZ (RCA & RCFA): • ADITIVOS: RPVOT, FOAM, DEMULSIBILITY, AIR RELEASE, etc. • BARNICES: VPR™ • INFRAROJO (IR) • FERROGRAFÍA ANALÍTICA • DETERMINACIÓN DEL TIPO DE AGUA (WSD)


PAQUETE de ENSAYOS TÍPICO:

A Continuación repasaremos los ensayos más relevantes que como mínimo se deberían de incluir en un Paquete de Análisis Básico para Aceites tipo Turbinas • Paquete A:

Viscosidad Cinemática @ 40° C Color Punto de Inflamación Número Ácido (AN) Contenido de Agua (KF) Conteo de Partículas Espectroscopia de Metales

ASTM D445 ASTM D1500 ASTM D6450 ASTM D974 ASTM D1744 ISO 4406

• Aplica para las Siguientes Maquinarias: Compresores y Bombas Centrífugas Compresores de Paletas Rotativas o Deslizantes, Centrífugos y de Lóbulos Compresores de Tornillos Rotativos Inundados o Secos Sistemas Hidráulicos en General Turbinas de Gas, de Vapor, Ciclo Combinado, Hidroeléctricas y Aero-Derivadas Sellos de Aceite Bombas de Diafragma Sopladores, Chumaceras, Motores Eléctricos Compresores de Refrigeración Cualquiera de los sistemas anteriores que compartan el sistema de lubricación



A Continuación repasaremos los ensayos más relevantes que como mínimo se deberían de incluir en un Paquete de Análisis de Aceites Básico: • Paquete B:

Viscosidad Cinemática @ 40° C Color Punto de Inflamación Número Ácido (AN) Contenido de Agua (KF) Ferrografía de Lectura Directa Espectroscopia de Metales

ASTM D445 ASTM D1500 ASTM D6450 ASTM D974 ASTM D1744 DRFS & DRFL

• Aplica para las Siguientes Maquinarias: Compresores Reciprocantes Motocompresores Integrados Sistema Motor-Engranes-Compresor Cojinete de Empuje o Axial Cualquiera de los sistemas anteriores que compartan el sistema de lubricación



A Continuación repasaremos los ensayos más relevantes que como mínimo se deberían de incluir en un Paquete de Análisis de Aceites Básico: • Paquete C:

Viscosidad Cinemática @ 40° C Número Ácido (AN) Contenido de Agua (KF) Ferrografía de Lectura Directa Espectroscopia de Metales

• Aplica para las Siguientes Maquinarias: Cajas de Engranes Bombas de Engranes

ASTM D445 ASTM D974 ASTM D1744 DRFS & DRFL

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : VISCOSIDAD CINEMÁTICA @ 40° C [CentiStokes, cSt] – ASTM D445 Es una de las propiedades físicas más importantes de los lubricantes. La viscosidad indica la resistencia a fluir del aceite y nos da una idea de la capacidad de la película lubricante para soportar cargas y admitir velocidades. Un cambio repentino indica contaminación o degradación del lubricante y requiere atención inmediata.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : VISCOSIDAD CINEMÁTICA @ 40° C [CentiStokes, cSt] – ASTM D445

Posible Causas de Variación: Mezcla de Lubricantes diferentes

Alta viscosidad:

Baja viscosidad:

~1,200 cSt @ 40° C

1 cSt @ 40° C

Contaminación con Solventes Contaminación con Combustibles Contaminación con Gases Contaminación con Agua Degradación del Lubricante

+ Espesor de Película

- Espesor de Película

+ Soporte Carga

- Soporte Carga

Menor soporte Carga

+ Fricción

- Fricción

Menor Transferencia de Calor

+ Calor

- Calor

Incremento de Vibraciones

- Enfriamiento

+ Enfriamiento

Desgaste acelerado

- Velocidad

+ Velocidad

Posibles Efectos Asociados:

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : COLOR DEL LUBRICANTE – ASTM D1500 Es importante para evaluar el grado de contaminación ó pureza de los lubricantes. Un aumento repentino indica degradación o contaminación severa, situación anormal. Constituye un indicativo rápido acerca de la condición del lubricante.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : COLOR DEL LUBRICANTE – ASTM D1500 Si bien el color de un aceite es un indicativo de la mayor o menor pureza del mismo, además sirve como control de calidad en el proceso de fabricación de los mismos, para controlar la uniformidad.

8.0

6.0

Posibles Causas de Variación:

4.0

2.0

0.5


Mezcla de Lubricantes diferentes

Generación de lacas y barnices

Contaminación: agua, partículas, etc.

Aumento del AN: oxidación

Degradación: térmica y/o oxidativa

Herrumbre del sistema

Antigüedad

Necesidad de RCA

Presencia de insolubles: barnices

Reemplazo oportuno

Refinación Pobre: baja pureza

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : PUNTO DE INFLAMACIÓN – ASTM D92 [° C - ° F] Es importante para evaluar el grado de contaminación y calidad del lubricante. Constituye un parámetro de seguridad operativa sobre todo en instalaciones de alto riesgo.

PMCP: Pensky Marten Closed Cup ASTM D93 COC:

Cleveland Open Cup

ASTM D92

CCC:

Continuously Closed Cup

ASTM D6450

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : PUNTO DE INFLAMACIÓN – ASTM D92 [° C - ° F] Es importante para evaluar el grado de contaminación y calidad del lubricante. Constituye un parámetro de seguridad operativa sobre todo en instalaciones de alto riesgo.

Posibles Causas de Variación: Dilución del aceite: combustibles, gases, etc. Mezclas con otros aceites Degradación Antigüedad Refinación Pobre: volátil

Posibles Efectos Asociados: Riesgo de incendio Disminución espesor película Puede bajar la viscosidad Necesidad de RCA

! EL PUNTO DE INFLAMACIÓN NO ES LA TEMPERATURA MÁXIMA DE SERVICIO ! SOLO SE INDICA POR SEGURIDAD

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : PUNTO DE FLUIDEZ – ASTM D97 [° C - ° F] El punto de Fluidez Crítico es la temperatura más baja a la cuál un aceite aún es capaz de fluir cuándo se lo enfría en condiciones determinadas.

Si bien este ensayo no es muy usual sobre todo en los climas de México, es importante en ciertas aplicaciones como lubricantes para compresores de refrigeración y para cuándo se quiera evaluar la calidad de la base de un aceite dado.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : NÚMERO NEUTRALIZACIÓN [ml KOH/gr] Es importante para evaluar el grado de oxidación ó basicidad de los aceites. TITULACIÓN POR INDICACIÓN DE COLOR ASTM D974 AN: Número Ácido ¨ Aceites Industriales Es la cantidad [ml] de hidróxido de potasio (KOH) requerido para neutralizar todos los componentes ácidos presentes en 1g de aceite. TITULACIÓN POTENCIOMÉTRICA

ASTM D664

BN: Número Básico ¨ Aceites de Motor Es la cantidad [ml] de ácido clorhídrico, expresado como equivalente de KOH, requerido para neutralizar todos los componentes básicos de 1g de aceite.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : NÚMERO NEUTRALIZACIÓN [ml KOH/gr] Es importante para evaluar el grado de oxidación ó basicidad de los aceites.

Posibles Causas de Variación:


Degradación Oxidativa

Oxidación del Aceite

Contaminación: agua, H2S, gases, etc.

Desgaste químico metales blancos

Antigüedad: agotamiento de aditivos antioxidantes

Corrosión, Herrumbre partes internas

Refinación Pobre: acidez inicial

Reposición parcial, vida remanente

Mezclas de lubricantes diferentes

Necesidad de RCA Cambio del lubricante

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : CONTENIDO DE AGUA [ppm , %] Dado el alto impacto negativo que tiene el agua en un lubricante, tanto para la vida de la maquinaria como para la del aceite, se recomienda siempre que el análisis se reporte en ppm. ANÁLISIS INFRAROJO

(FT-IR)

TITULACIÓN POR KARL FISCHER

(KF) - ASTM D1744 [1 a 1,000,000 ppm]

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : CONTENIDO DE AGUA [ppm , %] Posibles Efectos Asociados:

Posibles Causas de Contaminación: Transporte y Almacenaje de tambos, estado de tapas, etc.

Corrosión partes metálicas

Agua de sistema enfriamiento

Oxidación acelerada del aceite

Agua de condensado

Corte película lubricante Reducción de aditivos

Agua de lluvia, lavados, etc.

Generación de Lodos

Problema de sellos, condensado vapor, etc.

Crecimiento de Bacterias Vibraciones Afectación de la Viscosidad

Agua Disuelta, Emulsionada y Libre

Erosión Menor vida relativa de la maquinaria Menor vida útil del lubricante

Agua Disuelta

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : CONTEO DE PARTÍCULAS [Nº / ml] Dada el alto impacto negativo que tiene la contaminación con partículas en el lubricante para la vida de la maquinaria, se recomienda siempre incluir este análisis como rutina. METODO MECÁNICO AUTOMÁTICO: MÁQUINA DE CONTEO LÁSER: [4 a 100 μm]

Ventajas:

Desventajas:

Rápido y Fácil

Cuenta las gotas de agua como partículas

Máquina es costosa

No se puede identificar el tipo de partículas

Poco entrenamiento

No es posible fotografiar las partículas

Posibilidad de graficación ISO 4406 automático

MÉTODO MANUAL ÓTPICO: BLOQUEO DE PORO ARP 598 [0.8 a 100 μm]

Ventajas: Menor influencia el agua Identificación tipo de partículas Posibilidad de fotografía

Desventajas: Requiere mayor entrenamiento Sin graficación por computadora Alto tiempo de preparación y resultado Método Óptico ISO 4406 Subjetivo

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : CONTEO DE PARTÍCULAS: Métodos para Expresar los Resultados ISO 4406: International Standard Organization: el más usual y común hoy en día. Según la Cantidad y Tamaño de las partículas se elabora un código de tres números:

>4μm / >6 µm / >14 µm

ISO 15 / 13 / 09 Ejemplo Real: 296.9 Partículas > 4 μm / ml 61.8 Partículas > 6 μm / ml 4.0 Partículas > 14 μm / ml

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : CONTEO DE PARTÍCULAS: Métodos para Expresar los Resultados NAS 1638: National Aerospace Standard

SAE 749D: Society of Automotive Engineers

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : CONTEO DE PARTÍCULAS: Equivalencias Aproximadas entre métodos:

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : CONTEO DE PARTÍCULAS: Códigos ISO “Objetivos” recomendados. Equipo

Bombas

Válvulas

Actuadores Transmisión Hidrostática Rodamientos Cojinetes Lisos Reductores de Velocidad

Componentes

Presión del Sistema de Lubricación, PSI Hasta 2000

2000-3000

Mayor a 3000

• de Engranes y de Paletas

17/15/13

16/15/12

16/15/12

• Pistones

17/15/13

16/15/12

16/15/12

• Cauda variables de Paletas y de Pistones

17/15/13

17/15/13

• Selenoide de prellenado y Check

20/18/15

19/17/14

• Control de Presión y Flujo

18/14/11

18/14/11

• De cartucho y de Dirección proporcional

17/15/12

14/13/11

14/13/11

• Servo Válvula

15/13/10

15/13/10

13/12/10

• De cartucho CMX, HRX

18/16/13

• Cilindros

18/16/13

18/16/13

18/16/13

• Motores de Paletas y de engranes.

18/16/13

17/16/14

17/15/12

• Motores de pistones radiales

18/16/13

17/16/14

17/15/12

• Motores de Levas ondulantes

18/16/13

17/15/13

16/14/11

• Transmisión

17/15/13

16/14/11

16/14/11

• De Bolas

14/13/11

• De rodillos

15/14/12

• De baja Velocidad

17/15/12

• De alta Velocidad

16/14/11

• Equipos Móviles y Estacionarios

18/16/13

17/15/12

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : CONTEO DE PARTÍCULAS: Equivalencias Aproximadas entre métodos: Posibles Causas de Contaminación:


Transporte y Almacenaje de tambos, estado de tapas, etc.


Desgaste Anormal

Corte película lubricante

Estado de bocas de inspección de tanques

Colapsado prematuro de filtros

Estado de sistema de filtración


Respiraderos de tanques

Crecimiento de Bacterias

Estado de sellos en flechas

Vibraciones

Trabajos en paros ó salidas de operación

Afectación de la Viscosidad

Corrosión Interna

Erosión, desgaste de cojinetes Menor vida relativa de la maquinaria Menor vida útil del lubricante

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA – ASTM D5185 – ASTM 6595, [ppm] Fundamental para analizar el contenido de metales en el aceite, básicamente se basa en “quemar” la muestra de lubricante, ya sea por una Chispa, una Flama ó Rayos X; y analizar la “Longitud” de onda que emiten los diferentes tipos de metales y así determinar la cantidad que hay de cada uno. EMISIÓN ATÓMICA

(AES)

FLUORESCENCIA DE RAYOS X

(XRF)

PLASMA INDUCTÍVAMENTE ACOPLADO

(ICP)

RANGO: hasta 5 micrones aprox.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA: dará una idea acerca de la cantidad de metales: • DESGASTE: El Evaluador debe tener algún conocimiento de la máquina y la fuente probable del metal en cuestión. Alta relación peso/fortaleza y Gran resistencia a la corrosión

Aluminio (Al)

Alta transferencia de calor (dilatación) Aleado con otros elementos mejora la resistencia al desgaste y temperaturas. Ampliamente especificado por varios OEM’s hoy en día Carcasas, espaciadores, cojinetes, bujes, pistones, etc. Alta dureza: carburos de cromo: aceros de alta aleación

Cromo (Cr)

En aleación ofrece aumento de tenacidad y dureza (resistencia al desgaste) Alta resistencia a la corrosión: metal de baño: cromado Ejes, válvulas, levas, aceros inxidables.

Muy utilizado como elemento de aleación: jaulas de rodamientos

Cobre (Cu)

Muy dúctil, Excelentes conductividad térmica y eléctrica Cojinetes axiales de empuje, bujes, algunos engranes, cojinete radiales. Intercambiadores de Calor, bronce en conexiones hidráulicas AW: en algunos pocos aceites- 100-200 ppm Más común de los metales de desgaste Presente en casi todos los equipos industriales como metal de construcción

Hierro (Fe)

Rodamientos, pistas, engranes, árboles, levas, válvulas, carcazas, etc. Bien conocido: analistas pueden distinguir su origen: hierro colado gris vs. acero Inox

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA: dará una idea acerca de la cantidad de metales: • DESGASTE: Plomo (Pb)

Metal blando usado como metal de sacrificio en superficies de desgaste: Cojinetes de deslizamiento: Babbits en motores eléctricos, motores comb. Pinturas, soldaduras y compuestos de sellos.

En aleaciones produce aumento de resistencia

Níquel (Ni)

Conserva la ductilidad y tenacidad del acero Usado con frecuencia en combinación con el Cromo en aceros aleados Ejes, válvulas, levas, componentes de alta aleación

Excepcional conductividad térmica

Plata (Ag)

Bajo coeficiente de fricción: usado como baño en cojinetes de deslizamiento Sensible al ataque de aditivos base Zinc Muy usado en equipamientos europeos

Elemento de aleación en aceros de alta aleación

Titanio (Ti)

Ejes, levas, etc.

Usado como elemento de aleación con cobre y plomo Guías de sacrificio en ciertos tipos de cojinetes

Estaño (Sn)

Cojinetes de deslizamiento: Babbits

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA: • METALES DE DESGASTE COMUNEMENTE ENCONTRADOS EN TURBOMAQUINAS:

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA: • METALES DE DESGASTE NO TAN COMUNES:

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA: Metales de DESGASTE - Principales Fuentes

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA: le dará una idea acerca de la cantidad de metales: • ADITIVOS: No muy común como aditivo de lubricantes comunes en la industria Anti-desgaste (AW y EP) solo en algunos pocos aceites de engranes

Antimonio (Sb)

Anti-Oxidante Elemento de Aleación en algunos Babbits y Cojinetes de deslizamiento.

Detergente/Dispersante, Inhibidores de la Corrosión Anti-herrumbre

Bario (Ba)

Generalmente en aceites para automotores Sulfonatos, Fenatos, Fosfonatos, etc.

Aditivo Detergente/Dispersante, Inhibidores de la Corrosión Anti-corroción: 100-500 ppm

Calcio (Ca)

Sulfonatos, Fenatos, Fosfonatos, etc. Agua Salada Sal de camino sin refinar Detergente/Dispersante, Inhibidores de la Corrosión Anti-herrumbre – 100 ppm

Magnesio (Mg)

Sulfonatos, Fenatos, Fosfonatos, etc. Aguas duras

Modificadores de Fricción

Molibdeno (Mo)

AW & EP 20 – 5,000 ppm Ditiocarbonatos, Fosfatos, Ditiofosfatos, etc. Compuesto de Aros

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA: le dará una idea acerca de la cantidad de metales: • ADITIVOS: AW & EP compuestos Azufre-Fósforo - ZDDP (con Zinc) Inhibidor de Corrosión, Anti-Herrumbre

Fósforo (P)

Anti-Oxidante Dispersante/Detergente Ditiocarbomatos, Fosfitos, Fosfonatos, TCP, etc. Sulfonatos, Fenatos, Fosfonatos, etc.

Zinc (Zn)

AW Inhibidores de Corrosión Aditivo: ZDDP (Dialquil-ditiofosfato de Zinc) con F´ósforo: 30-3000 ppm

AW & EP Antioxidante, Modificador de Fricción

Potasio (K)

Dispersante Boratos: EP Potasio-Boro

AW & EP – 100-200 ppm

Boro (B)

Antioxidante, Modificador de Fricción, Dispersante, Detergente, Baratos: EP Potas-Boro Ácido Bórico, Borax, etc.

Anti-Espuma: Siliconas – 10-30 ppm

Silicio (Si)

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA: Metales ADITIVOS -Principales Fuentes

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA: le dará una idea acerca de la cantidad de metales: • CONTAMINANTES: Refrigerantes: motores de combustión

Boro (B)

Combustible Diesel Agua Boratada: centrales nucleares Sellos y Elastómeros Sellos, Selladores y Juntas Soldadura, materiales de Fricción (asbestos)

Silicio (Si)

Granito, cuarzo, arena, catalizadores de aluminio, residuos de hornos eléctricos, fundición, cal, vidrio, mica, algunos crudos, asfalto, carbón ambiental, etc. Tierras Fuller’s Agua de mar

Sodio (Na)

Combustibles marinos Refrigerantes de motores de combustión

Refrigerantes de motores de combustión

Potasio (K)

Residuos de papel Trazas en el granito

Combustibles marinos

Vanadio (V)

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA: Combinaciones Importantes En muchos casos, ciertas combinaciones de metales y propiedades físicas son tan importantes como los números absolutos y las tendencias. Algunos de los más comunes son:

Alarm combination

Source / Result

Iron, water, FDRL / S Iron, water, TAN Iron, FDRL Iron, nickel Iron, chromium

corrosion corrosion gear wear, cylinder wear high alloy steel (shaft) high alloy steel (shaft) ring,cylinder if engine bearing, bearing cage

Iron, copper

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA: Combinaciones Importantes Existen muchas combinaciones diferentes, imposible de listar a todas, pero el éxito esta en una buena comunicación Laboratorio-Usuario.

Alarm combination

Source / Result

Tin Tin, copper

bearing wear bearing backing, bearing may be wiped bearing wear,

Iron, Aluminum Potassium, viscosity Potassium, water, boron, silicon, viscosity

coolant leak coolant leak

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : FERROGRAFÍA DE LECTURA DIRECTA (DRF) – [sin unidad] Fundamental para analizar el contenido de partículas ferrosas y algunos no magnéticas en el aceite. Normalmente se elije para lubricantes dónde se espera generación de desgaste ferroso: CAJAS DE ENGRANES: reductores, multiplicadores, variadores, etc. BOMBAS DE ENGRANES COMPRESORES RECIPROCANTES

Es más útil en aceites contaminados con agua y de alto color, en dónde un conteo electrónico de partículas daría datos inflados.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : FERROGRAFÍA DE LECTURA DIRECTA (DRF) – [sin unidad] La Ferrografía reporta partículas ferrosas de dos rangos de tamaño: PEQUEÑO (DRSS): INCLUYE PERTÍCUALAS FERROMAGNÉTICAS < 5 μm AMPLIO (DRLS): INCLUYE PERTÍCUALAS FERROMAGNÉTICAS HASTO POR ENCIMA DE 300 μm PUEDE INCLUIR CUALQUIER PARTÍCUAL NO FERROMAGNÉTICA DE CUALQUIER MEDIDA

Rango: 0.01 a 180

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER : FERROGRAFÍA DE LECTURA DIRECTA (DRF) – [ppm] Fundamental para analizar el contenido de partículas ferrosas en el aceite. Normalmente se elije para lubricantes dónde se espera generación de desgaste ferroso:

Posibles Causas de Desgaste:


Transporte y Almacenaje de tambos, estado de tapas, etc.


Desgaste Anormal

Corte película lubricante

Estado de bocas de inspección de tanques

Colapsado prematuro de filtros

Estado de sistema de filtración


Respiraderos de tanques

Crecimiento de Bacterias

Estado de sellos en flechas

Vibraciones

Trabajos en paros ó salidas de operación

Afectación de la Viscosidad

Corrosión Interna

Erosión, desgaste de cojinetes Menor vida relativa de la maquinaria Menor vida útil del lubricante

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 2) ENTENDER: Ejercicios de Aplicación

Vamos a aplicar lo aprendido hasta el momento en ir modelando qué debería incluir un reporte de análisis de aceite útil para nosotros.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 3) ESTABLECIENDO LÍMITES: Elegir bien los parámetros a analizar a nuestro lubricante es un gran paso fundamental, sin embargo es necesario “seleccionar” correctamente los Límites Condenatorios de cada uno de ellos. Éstos se establecen en base a: NORMATIVIDAD ASOCIADA:

ASMT D4378:

ISO:

AGMA:

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 3) ESTABLECIENDO LÍMITES: RECOMENDACIÓN DE FABRICANTES:

OEM’S

EXPERIENCIA:

Cuando no se tienen referencia previas, Fichas Técnicas, Conocimientos, y sobre todo como buena práctica es Siempre recomendable realizar análisis de BASE al fluído lubricante para establecerlos como Línea de Referencia.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 3) ESTABLECIENDO LÍMITES:

Lubricantes Minerales Tipo Turbina – R&O UNIDAD DE MEDIDA

ALERTA

CentiStokes

+/- 5%

Adimensional

< 95 - 100

< 90 - 95

ASTM D-2270

• Número Ácido (AN)

mgKOH/gr

> 0.15 – 0.20

> 0.20 – 0.25

ASTM D-974

• Contenido de agua

ppm

> 100

> 200

ASTM D-1744

°C/°F

< 180 - 200° C

< 180 ° C

ASTM D-92

• Color

Adimensional

Oscurecimiento Inusual y Rápido


ASTM D-1500

• Código de Limpieza

Adimensional

Según Aplicación

Según Aplicación

ISO 4406

• RPVOT (RBOT)

Minutos

Menos del 25% del valor Original


ASTM D-2272

Demulsibilidad

Minutos

> 15 - 20 minutos

> 20 - 25 minutos

ASTM D-1401

Liberación de Aire

Minutos

> 3 minutos

> 5 minutos

ASTM D-3427

Espumación

Mililitros

Tendencia > 50 Estabilidad > 0


ASTM D-892

PARAMETROS • Viscosidad @ 40° C • Índice de Viscosidad

• Punto de Inflamación

PELIGRO +/- 10%

NORMA ASTM D-445


Lubricantes Minerales Tipo Hidráulicos (AW) UNIDAD DE MEDIDA

ALERTA

CentiStokes

+/- 5%

Adimensional

< 95 - 100

< 90 - 95

ASTM D-2270


mgKOH/gr

> Base + 0.2

> Base + 0.4

ASTM D-974


ppm

> 100

> 200

ASTM D-1744

°C/°F

< 180 - 200° C

< 180 ° C

ASTM D-92

• Color

Adimensional



ASTM D-1500

• Código de Limpieza

Adimensional

Según Aplicación

Según Aplicación

ISO 4406

• RPVOT (RBOT)

Minutos



ASTM D-2272

Demulsibilidad

Minutos

> 15 - 20 minutos

> 20 - 25 minutos

ASTM D-1401

Liberación de Aire

Minutos

> 3 minutos

> 5 minutos

ASTM D-3427

Espumación

Mililitros



ASTM D-892


• Punto de Inflamación

PELIGRO +/- 10%

NORMA ASTM D-445


Lubricantes Minerales Tipo Engranes (EP) UNIDAD DE MEDIDA

ALERTA

CentiStokes

+/- 5%

Adimensional

< 95 - 100

< 90 - 95

ASTM D-2270


mgKOH/gr

> 1.0 – 1.5

> 1.5 – 2.0

ASTM D-974


ppm

> 200

> 300

ASTM D-1744

°C/°F

Según Marca Aceite

Según Marca Aceite

ASTM D-92

Adimensional

Según Aplicación

Según Aplicación

ISO 4406

• RPVOT (RBOT)

Minutos



ASTM D-2272

Demulsibilidad

Minutos

> 15 - 20 minutos

> 20 - 25 minutos

ASTM D-1401

Liberación de Aire

Minutos

> 3 minutos

> 5 minutos

ASTM D-3427

Espumación

Mililitros



ASTM D-892


• Punto de Inflamación • Código de Limpieza

PELIGRO +/- 10%

NORMA ASTM D-445


Lubricantes Minerales Tipo Engranes (EP) UNIDAD DE MEDIDA

ALERTA

PELIGRO

Equipo

• Ferrografía DRF

ppm

> 15

> 30

Recip Comp


ppm

> 20

> 40

HS Gear Box


ppm

> 75

> 100

LS Gear Box


ppm

> 25

> 30

Comp Tornillo


ppm

> 15

> 30

Bombas

PARAMETROS

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 3) ESTABLECIENDO LÍMITES: ESPECTROGRAFÍA DE METALES

Algunos puntos que se deben tener en cuenta al comenzar a delimitar metales de Desgaste y Contaminantes son: INICIALMENTE SE USAN LÍMITES POR DEFECTO CADA MÁQUINA SE PUEDE FINAMENTE AJUSTAR LUEGO DE AL MENOS 3 CICLOS DE MUESTREO SE PUEDEN HACER AJUSTES POR CIRCUNSTANCIAS INDIVIDUALES CADA MÁQUINA SE PUEDE FINAMENTE AJUSTAR LUEGO DE AL MENOS 3 CICLOS DE MUESTREO NO SUELEN USAR LÍMITES PARA ADITIVOS DEL LUBRICANTE SE REPORTAN PARA VER CAMBIOS EN FORMULACIONES O AGREGADOS ERRÓNEOS SE DEBE CONOCER LA CAPACIDAD DEL DEPOSITO PARA AJUSTES FINOS, YA QUE: EN UN DEPÓSITO DE 1,000 GALONES DE ACEITE DE ENGRANES, 100 ppm de HIERRO PUEDE SER ALGO TÍPICO; EN UN DEPÓSITO DE 20 GALONES, SERÍA ALGO CRÍTICO.


Límites por defecto para Metales Spectrográficos: Metal de Desgaste Hierro

Cobre

Equipo

Alerta

Peligro

Compressors

10

20

Hydraulics

10

20

Gear Boxes

20

40

Motors

10

20

Engines

50

100

Compressors

10

20

Hydraulics

15

30

Gear Boxes

10

20

Motors

10

20

Engines

15

30


Límites por defecto para Metales Spectrográficos: Metal de Desgaste Plomo

Estaño

Equipo

Alerta

Peligro

Compressors

5

10

Hydraulics

10

20

Gear Boxes

10

20

Motors

10

20

Engines

15

30

Compressors

5

10

Hydraulics

15

30

Gear Boxes

10

20

Motors

10

20

Engines

15

30


Límites por defecto para Metales Spectrográficos: Metal de Desgaste Cromo

Níquel

Equipo

Alerta

Peligro

Compressors

5

10

Hydraulics

5

10

Gear Boxes

5

10

Motors

10

20

Engines

15

30

Compressors

5

10

Hydraulics

5

10

Gear Boxes

5

10

Motors

5

10

Engines

5

10


Límites por defecto para Metales Spectrográficos: Metal de Desgaste Aluminio

Titanio

Equipo

Alerta

Peligro

Compressors

10

20

Hydraulics

10

20

Gear Boxes

15

20

Motors

10

20

Engines

15

30

Compressors

5

10

Hydraulics

5

10

Gear Boxes

5

10

Motors

5

10

Engines

5

10


Límites por defecto para Metales Spectrográficos: Metal Contaminante Silicio

Boro

Equipo

Alerta

Peligro

Compressors

10

20

Hydraulics

5

10

Gear Boxes

15

30

Motors

15

30

Engines

20

40

Compressors

10

20

Hydraulics

10

20

Gear Boxes

10

20

Motors

10

20

Engines

15

30


Límites por defecto para Metales Spectrográficos: Metal Contaminante Sodium

Potassium

Equipo

Alerta

Peligro

Compressors

20

40

Hydraulics

10

20

Gear Boxes

25

50

Motors

15

30

Engines

50

75

Compressors

5

10

Hydraulics

5

10

Gear Boxes

10

20

Motors

10

20

Engines

20

40

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 4) MIRAR: ¿ El reporte que usted recibe contiene lo que necesita ?

A estas alturas ya estamos en condiciones de mirar y detectar qué esta bien y que está faltando en el reporte de análisis de aceite que llega a nuestras manos. Para este propósito nada mejor que ir sobro los ejemplos prácticos:

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 5) EJECUTAR: Ejercicios para distenderse y aplicar todo lo aprendido

“ Si escucho conozco, si hago aprendo”

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 6) ANALISIS DE CAUSA RAÍZ: Conceptos básicos de Root Cause Analysis (RCA) El Análisis de Aceite es una de las herramientas fundamentales para el Análisis de Causa Raíz de problemas de lubricación detectados y también para el Análisis de Causa Raíz de Fallas: Root Cause Failure Analysis (RCFA) una vez que se produce una avería.

La idea principal del RCA es: Descubrir → Describir → Eliminar Desafortunadamente los problemas de lubricación son generalmente ignorados y no tomados con la seriedad que éstos representan, atribuyendo la fallas de maquinarías inducidas por la lubricación a alguna otra causa. Incluso se llega a convivir creyendo que una pobre vida de la máquina y del lubricante es algo normal. En algunos afortunados casos la falla de lubricación es detectada a tiempo para evitar un daño mayor al sistema principal, en otros el sistema general falla debido a que el lubricante ó el sistema de lubricación no se desempeño efectivamente.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 6) ANALISIS DE CAUSA RAÍZ: Objetivo del RCA Bajo el concepto de RCA se han desarrollado varios procesos de implementación, pero la mayoría de ellos tiene muchas cosas en común y apuntan siempre al mismo camino: Encontrar y Eliminar el Causa. Resolver Problemas Relacionados con la Lubricación Implica:

Tratar de centrarnos en resolver “la Causa” no “el Síntoma” Una buena resolución a un problema implica hacer “Muchas Preguntas”

El propósito es dar a los profesionales de la lubricación una conducta de investigación de problemas relacionados con lubricación, en dónde el lubricante y/o el sistema de lubricación son los principales sospechosos, para poder así resolver el crimen tal y como lo hacía el propio Sherlock Holmes!

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 6) ANALISIS DE CAUSA RAÍZ: Proceso de RCA Uno de las guías más populares y gratuitas para aplicar RCA es la “DOE-NE-STD-1004-92”, desarrollada en 1992 por el Departamento De Energía, Oficina de Energía Nuclear, de los US. El mismo describe Cinco Fases:

Recolección de Datos Evaluación de los Datos Acciones Correctivas Informar Seguimiento

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 6) ANALISIS DE CAUSA RAÍZ:

Recolección de Datos

Tal vez sea el paso más importante de las 5 fases del RCA, hay que tratar de preservar la “escena del crimen” lo más inalterada posible y acudir al lugar de la falla inmediatamente después de que sucedió, ó mientras ocurre la misma si fuera posible; esto permitirá recolectar “pistas” sobre la falla. Intentar conservar toda “evidencia” física sobre la falla. Los sistemas de lubricación ofrecen una tremenda cantidad de información al respecto, la cual, generalmente, es ignorada ó desconocida, algunos puntos pueden incluir: Lubricantes: Constituye una “foto instantánea” del sistema al momento que se toma la muestra, y es fuente de vital información: Contaminantes o Productos de Degradación: Agua, Combustibles, Gases, Barnices, ácidos, etc. Propiedades Químicas del Aceite: Viscosidad, AN, etc, que puede haber influido en la falla. Partículas de Desgaste: mecanismos de desgastes, posible origen de partículas involucradas: forma, color, tamaño, superficie y varios detalles sobre la posible Causa Raíz.



Filtros y Separadores: Constituye la “caja negra” de la maquinaria, aún mejor que el lubricante contiene información vital del antes, durante y después de la falla. Falla del medio de Filtrado: Saturación, Colapsado, Ineficiencia, Rotura Prematura de tapas, etc. Revisar además: Vasos de filtros, Válvulas de alivio y by-pass, Manómetros, etc. No Olvidar: Unidades de Filtración: separadores centrífugos, coalescentes, electrostáticos, vació, intercambio de masas, aglomeración de carga; para confirmar su correcto funcionamiento.

Gomas, Resinas, Barnices, Lodos y Otros Depósitos: Constituyen “los restos” de un lubricante fuertemente degradado, contaminado ó químicamente modificado por revestimientos, selladores, contaminante de proceso, etc. El origen de la reacción reside dentro de éstos subproductos de la misma. Líneas de Grasa y Chumaceras: buscar por restos de grasa ó espesantes.

Análisis de Aceite Previos: Recolectar todos los reportes de Monitoreo de Condición previamente realizados. Datos Históricos y Tendencias: solicitar a su laboratorio si este los conserva Muestras Previas Almacenadas: muchos laboratorios guardan muestras analizadas por buenos períodos de tiempo. Estas pueden ser re-analizadas en caso necesario.



Condición del Depósito o Tanques: Es la “guarida” del principal sospechoso: el lubricante. Buscar por: Estado: herrumbre y/o corrosión química, respiradores dañados, bocas de inspección, sellos y juntas dañadas, pérdidas, daños visibles, estado de pinturas, indicadores de nivel, etc. Cuerpos Extraños: barnices, formaciones acuosas, objetos perdidos, etc. Observar: Nivel del lubricante, estado de sensores, alarmas de bajo nivel, etc. Formas de las tuberías de descarga, diseño interno del tanque, distancia libre del aceite, tomar fotografías.

Sistema de Lubricación: Constituye el camino usado por el sospechoso para cometer la falla. Evaluar entre otros: Bombas Lubricación: ruido, flujo, presión, funcionamiento general, pérdidas, etc. Mangueras y Tuberías: obstrucciones y pérdidas en bridas, conectores, actuadores y válvulas. Sistemas de Lubricación Automáticos: revisarlos, pueden haber fallado, saturado ó colapsado. Aros y Collares de Lubricación: revisar su correcta funcionalidad. Lubricadores de Nivel Constante: revisar niveles, obstrucciones, pérdidas, etc. Lubricadores Spray: revisar patrón del spray, dirección, y flujo volumétrico. Lubricadores por Goteo y por Mecha: revisar por regulación del flujo y obstrucciones.



Parámetros del Sistema de Proceso y Observaciones:

Revisar y tomar notas de

Temperatura del Lubricante Flujo ó Caudal Porcentaje de Saturación con Agua Contadores de Partículas en Línea Cualquier otra información medida Lubricadores Spray: revisar patrón del spray, dirección, y flujo volumétrico. Lubricadores por Goteo y por Mecha: revisar por regulación del flujo y obstrucciones.

Misceláneos: Componentes recientemente Instalados: siempre revisar minuciosamente al reemplazar piezas Fotografías y/o Videos: una imagen dice más que mil palabras Entrevistar a operarios, mecánicos, ingenieros, supervisores y gerentes: información más suave. Entrevistas: hágalas a la gente que está día a día con la máquina, hágalas pronto no espere que se transforme la información y cada cual emite su versión-opinión-idea de lo sucedido. Entrevistas: permítase escuchar y caminar con la gente, lleve una lista de preguntas preparadas, repase y reviva la “escena del crimen”. RECUERDE: sea un entrevistador que busca “Hechos” no “Culpables”.




Evaluación de los Datos

Esta fase contempla el “análisis” de los datos recolectados para detectar factores causales. El objetivo principal de esta etapa es “Identificar” cuál fue el problema y su grado de “Importancia”, para entonces pasar a aplicar progresivamente alguna metodología a través de los posibles “Sospechosos” hasta dar con el que originó la falla. Identificar el Problema ¿Significativo?

N

S Identificar Causa

N

¿Se Alcanzó la Mejor Solución?

S S

¿Alguna Otra Causa?

N

Fin



Una vez identificado el problema y analizado que es relevante, hay a que aplicar alguna metodología de análisis Causa→Efecto, algunas de las más populares son: Análisis del Árbol de Falla (FTA): resulta en un árbol que comienza con un evento inicial (falla) y progresa lógicamente hacia abajo hasta que el límite de resolución es alcanzado revelando la Causa Raíz. Constituye la más sofisticada y popular técnica para analizar fallas, dado su carácter deductivo y racional.

Análisis Causa & Efecto: también conocido como análisis espina de pescado, dado que todos las posibles causas de falla (espinas) se van sumando un eje central (columna) que finalmente conduce a la Causa Raíz (cabeza). Ha sido criticado por su falta de claridad en la secuencia de los eventos. Análisis de Secuencia de Eventos Análisis de Eventos y Factores Causales Análisis de Cambios Análisis de Barreras Análisis del Árbol de Riesgos


Evaluación de los Datos Análisis Causa & Efecto Operating Conditions

Mechanical Design Lube Supply Stress Conc. Tolerance

Static versus Dynamic Load

Geometry Surface Finish

Temperature

Speed Machine Failure

Mechanical Properties

Additives Corrosion Resistance

Materials Metallurgy Microstructure Composition

Base Oil

Blow-By

Contaminants Lube Chemistry

Thermal/Mechanical Treatment

Wear Corrosion Fracture



Independientemente de la metodología elegida, se necesitara para acortar el proceso y evitar posibles errores u omisión de pasos del proceso, la participación de un Profesional en Lubricación con el conocimiento adecuado. Alguno de los más comunes modos de fallas relacionado con la lubricación son: INSUFICIENTE VOLUMEN DE LUBRICANTE: Pérdida Volumétrica Repentina del Lubricante Bajo Nivel Flujo Insuficiente EXCESIVO VOLUMEN DE LUBRICANTE: Aplicado Manualmente Aplicado Automáticamente



LUBRICANTE INCORRECTO: Lubricante Incorrecto Agregado a la Máquina Lubricante Etiquetado Inadecuadamente Lubricante erróneo utilizado durante el llenado inicial Especificaciones del Lubricante Incorrectas LUBRICANTE CONTAMINADO: Aislamiento de Contaminantes Insuficiente ó Inefectiva Remoción de Contaminantes Insuficiente ó Inefectiva Resistencia Insuficiente del lubricante frente a la Contaminación FALLA DEL LUBRICANTE: Falla del Aceite Base Falla de los Aditivos Falla del Espesante de una Grasa

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS Evaluación de los Datos

6) ANALISIS DE CAUSA RAÍZ: Falla Equipo de Bombeo Motor

Acople

Análisis del Árbol de Falla (FTA)

Bomba

Impulsor

Rodamientos

Mal Diseño o Especificación

Contaminación con Suciedad

Lubricante Incorrecto

Lubricante Degradado

Falla de Respirador

Falla de Filtro de Aceite

Falla de los Sellos

Aceite Nuevo Sucio

Filtro Saturado

No hay Indicador de Presión

Filtro Fallado

Indicador de Presión Falló

Inspección de Filtros Incompleta

Sin Orden de Trabajo par a Cambio de Filtros

Desalineación del Conjunto

Instalación Incrrecta

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 6) ANALISIS DE CAUSA RAÍZ: Conceptos básicos de Root Cause Analysis (RCA)

Dirt 45%

Misassembly 13%

Other 4% Corrosion 4%

Misalignment 13%

Overload 10% Insufficient Lube 11%


Acciones Correctivas

Una vez detectada la causa raíz del problema se deben tomar las Acciones Correctivas adecuadas de modo de asegurar que la falla no vuelva a ocurrir. Esto puede requerir entrenamiento, nuevas inversiones, etc. Antes de implementar la acción hay que evaluar las consecuencias de implementarla vs las no implementarla, beneficios, costos basados en riesgos, etc. Informar Sea que se decida tomar una acción correctiva a no se debe de informar a todas las partes directa y indirectamente involucradas: operarios, mantenedores, supervisores, proveedores, etc. Esto con el objeto de minimizar riesgos y errores y además como dato de mejora continua si es el caso. Seguimiento Es necesario un correcto y minucioso seguimiento para comprobar que las acciones correctivas realizadas fueron correctamente implementadas, hacer las correcciones necesarias a los demás sistemas involucrados.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Degradación

de los Aceites de Turbina

El lubricante se degrada debido a la energía mecánica y térmica: calor y rayos UV). Cuándo un aceite de turbina se degrada la integridad de los hidrocarburos bases se ve comprometida y los aditivos de sacrificio se agotan, causando cambios moleculares irreversible. Los dos principales métodos de degradación en lubricantes de turbinas son: • OXIDACIÓN: Es un proceso químico dónde el oxígeno convierte a las moléculas de hidrocarburo en diferentes productos, tales como: Radicales Libres → Peróxidos → Ácidos Carboxílicos

• Radical Libre: se genera por el calor, Rayos UV y el trabajo mecánico (stress).

• Peróxido: se forma al reaccionar el radical libre con el Oxígeno

• Ácidos Carboxílicos: los peróxidos reaccionan generando más radicales libre, alcoholes, quetones y ácidos.

La tasa de oxidación se duplica por cada 10° C de aumento de temperatura a partir de los 90-100° C, la presencia de catalizadores como: aire, agua y ciertos metales aceleran este proceso notablemente.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) PAQUETE de ENSAYOS ESPECIALES A Continuación repasaremos los ensayos más relevantes usualmente elegidos para profundizar el estudio de Análisis de Causa Raíz (RCA) en Turbomaquinarias: OXIDATION STABILITY TEST: Rotating Pump Vessel Oxidation Test , RPVOT, [min]

ASTM D2272

Mide el agotamiento de Aditivos Antioxidantes Tendencia a Formar Barnices: Ensayo QSA [%] Se asocia usualmente con: RPVOT, Color, Viscosidad y AN. AIRE RELEASE: Liberación de Aire Entrampado, [min]

ASTM D-3427

Mide la Calidad del Lubricante Base FOAM TENDENCY: Tendencia a formar Espuma, [ml]

ASTM D-892

Mide el agotamiento de Aditivos Antiespumantes

DEMULSIBILITY: Capacidad de Liberación de Agua [minutos para 40-40-0] Mide el agotamiento de Aditivos Demulsificantes

FERROGRAFÍA ANALÍTICA: Análisis Microscópico de partículas de desgaste y otras [μm]

ASTM D-1401



El lubricante se degrada debido a la energía mecánica y térmica: calor y rayos UV). Cuándo un aceite de turbina se degrada la integridad de los hidrocarburos bases se ve comprometida y los aditivos de sacrificio se agotan, causando cambios moleculares irreversible. Los dos principales métodos de degradación en lubricantes de turbinas son: • OXIDACIÓN: Es un proceso químico dónde el oxígeno convierte a las moléculas de hidrocarburo en diferentes productos, tales como: Radicales Libres → Peróxidos → Ácidos Carboxílicos

• Radical Libre: se genera por el calor, Rayos UV y el trabajo mecánico (stress).

• Peróxido: se forma al reaccionar el radical libre con el Oxígeno

• Ácidos Carboxílicos: los peróxidos reaccionan generando más radicales libre, alcoholes, quetones y ácidos.

La tasa de oxidación se duplica por cada 10° C de aumento de temperatura a partir de los 90-100° C, la presencia de catalizadores como: aire, agua y ciertos metales aceleran este proceso notablemente.



• DEGRADACIÓN TÉRMICA: Este proceso ocurre sin necesidad de oxígeno y a temperaturas arriba de 290-300° C. Los enlaces de los hidrocarburos se rompen (Craqueo) creando subproductos carbonoso insolubles generalmente submicronicos. La principales causas de la degradación térmica son: Micro-Dieseling: es una compresión adiabática (sin intercambio de calor) de las burbujas de aire entrampado, cuando éstas de zonas de baja presión (reservorio) a zonas de alta presión y temperatura (bombas y cojinetes). Las burbujas puede colapsar (estallar) creando temperaturas por encima de los 900-1000° C. Chispas por Descarga Electrostática (ESD): como resultado de la acumulación de cargas debido a la fricción interna molecular que se genera cuándo el aceite pasa por huelgos muy apretados a alta velocidad. ESD también se genera en sistemas de flujo completo cuándo atraviesan filtros mecánicos de una micra. ESD puede producir temperaturas por encima de los 10,000° C.

Puntos Calientes: puntos muy calientes del sistema también causarán degradación térmica: • Contactos metal-metal por: • Desgaste adhesivo y abrasivo (contaminación) • Película poco resistente o muy delgada • Vibraciones, etc.

Hasta la fecha NO existe ningún ensayo normado para poder medir éste tipo de degradación. Se asocia con la modificación de varios parámetros químicos del lubricante, pero el principal efecto es la generación de Barnices y el oscurecimiento repentino del lubricante.



A continuación se muestra el amplio rango de efectos en la Degradación de Lubricantes en un sistema de turbinas y las más útiles herramientas analíticas para su detección. Impacto sobre el Lubricante Espuma / Aire Entrampado Liberación de Aire Reducida

Reducción de Nivel Aumento de la Viscosidad Contaminantes Livianos

Herramientas Analíticas Foam Tendency: ASTM D892 Air Release: ASTM D3427

Visual: niveles, humos, etc. Viscosidad Cinemática ASTM D445 Potencial de Formación de Barnices QSA - VPR

Formación de Ácidos

Número Ácido (AN): ASMT D974

Extinción de Aditivos

RPVOT: ASTM D2272

Formación de Lodos & Barnices Desgaste - Corrosión

Visual, QSA-VPR Visual, Espectrografía de Metales



Posibles Efectos Asociados: Generación de Barnices

Posibles Causas de Degradación:

Herrumbre y Corrosión

Generación de Aire Entrampado

Corrosión química

Elevadas Temperaturas

Película Lubricante inadecuada

Presencia de agua

Posibilidad de contactos metal-metal

Chispas por Arcos Eléctricos

Menor evacuación del calor (mayor viscosidad)

Contaminación: grasas, detergentes, etc.

Mayor consumo de energía

Contactos con puntos calientes: metal-metal

Desgaste acelerado: menor vida útil

Contaminación con gases de proceso

Mayores costos asociados: Mtto y Producción

Baja Calidad del lubricante: mala selección Contaminación con combustibles Extensión de su vida útil: recambio fuera de tiempo Poca Resistencia a la degradación Paquete de aditivos incorrecto o de baja calidad

Posibles Soluciones: Selección correcta del lubricante Monitoreo constante y efectivo Aditivos antioxidantes correctos Buenas prácticas de Mantenimiento Contaminación controlada



Los lubricantes de turbinas sintéticos Grupo IV (PAO) y los Hidrofraccionados Grupo II+ y III (VHVI) tiene por naturaleza baja estabilidad frente a la oxidación. Esto se debe a que carecen de Inhibidotes naturales de Oxidación; motivo por lo cual es necesario agregar aditivos en las formulaciones de productos terminados. Existen dos tipo de aditivos antioxidantes: • Captador de Radicales Libres: Actúan neutralizando los radicales libres mediante el donando de un átomo de Hidrógeno. Normalmente son aditivos tipo Fenoles y Aminas.

• Captador de Peróxidos: Actúan descomponiendo los peróxidos en componentes más estables lo que previene la formación de radicales libres

Este tipo de aditivos se “suicidan” para retardar así la oxidación prematura extendiendo la vida útil del lubricante.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) Análisis Especiales: TOST: Turbine Oil Stability Test [Hr] – ASTM D943 El principal ensayo para evaluar la Resistencia a la Oxidación inicial de aceites lubricantes nuevos de tipo Hidráulicos, R&O y Turbinas. Se realiza “simulando” situaciones de oxidación extremas, aún peores que las comúnmente encontradas en las aplicaciones de campo. • Se mezclan en la máquina de ensayo ASTM: • Aceite @ 95° C • Agua Destilada • Catalizadores: Cu, Fe • Oxígeno • Se comienza a medir la cantidad de HORAS Hasta alcanzar un AN= 2.0 mg KOH/gr ó hasta que se alcance 10,000 Horas. • Objetivo: proporciona una idea de la Vida Útil que tendrá el lubricante. • Restricción: no es reproducible como ensayo de rutina ó especial por laboratorios privados, solamente lo realizan los Fabricantes Serios de lubricantes al momento de formular un producto para su futura venta.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANÁLISIS ESPECIALES:

TOST: Turbine Oil Stability Test [Hr] – ASTM D943

Total Acid No. AN: Número Ácido

2.0

SR- Group I Oils

1.5 1.0

HC – Group II, II+ Oils

0.5 0.0 0

2

4

6

8

Tiempo en Kilo Horas

10


RPVOT Rotating Pump Vessel Oxidation Test, [min] - ASTM D2272 El principal ensayo para evaluar la Resistencia a la Oxidación Remanente de aceites lubricantes nuevos y en servicio de tipo Hidráulicos, R&O y Turbinas. Se realiza “simulando” situaciones de oxidación extremas aceleradas, aún peores que las comúnmente encontradas en las aplicaciones de campo. • Se mezclan en la máquina de ensayo ASTM: • Aceite @ 150° C • Agua Destilada • Catalizadores: Cu, Fe • Oxígeno @ 90 PSI • Se comienza a medir la cantidad de MINUTOS Hasta alcanzar caída de Presión de 25 PSI, es decir cuándo el aceite “absorbió” suficiente oxígeneo para oxidarse. • Objetivo: proporciona una idea de la Vida Remanente del lubricante y del Agotamiento de aditivos Antioxidantes. • Ventaja: el ensayo es realizable por cualquier laboratorio externo en cualquier momento que se decida.


RPVOT Rotating Pump Vessel Oxidation Test, [min] - ASTM D2272 o Comportamiento del RBOT= RPVOT con el tiempo, y su contraste con la depleción de los aditivos Anti-Oxidantes Group I Oils

Group II Oils

Group II+ Oils


RPVOT Rotating Pump Vessel Oxidation Test, [min] - ASTM D2272

• Atención: un alto valor inicial NO es garantía de que éste se conserve alto durante la vida útil del lubricante. Hay que evaluar cada caso ya que esto depende de la calidad de refinación y de tipo de aditivos utilizados.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANÁLISIS ESPECIALES :

TOST: Turbine Oil Stability Test, [Hr] – ASTM D943 RPVOT Rotating Pump Vessel Oxidation Test, [min] - ASTM D2272 Posibles Causas de valores de TOST y RPVOT Bajos: Mala selección del paquete de Aditivos

Posibles Efectos Asociados: Alta propensión a la formación de Barnices

Proceso de refinación anticuado: RS

Menor Vida Útil del lubricante

Tecnología de fabricación mejorable

Necesidad de Monitoreo más frecuente

Lubricante de bajo muy costo

Necesidad de recambio más frecuente

Uso de aditivos de baja calidad

Posibles Causas de Disminuciones rápidas de RPVOT:: Alta contaminación con agua Temperaturas de trabajo por encima del rango de uso Contaminación con otro tipo de lubricante Contaminación con H2S u otro ácido /gas fuerte Alta contaminación con partículas metálicas Agotamiento de aditivos Anti-Oxidantes

Pérdidas de producción más frecuentes Menor confianza general al sistema Aumento de costos de mantenimiento y producción Menor protección frente al desgaste corrosivo Menor expectativa de vida útil de la maquinaria Necesidad de reposiciones parciales (refreshing)

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES:

Problemas de Aireación y Espuma

Efectos del tipo de Aceite Base: el origen del crudo y el proceso de refinación determinan el comportamiento del lubricante frente a la formación de espuma y la capacidad de liberar aire; Esta propiedad está ligada a la tensión superficial: • Sintéticos PAO & Hidrofraccionados: dada su mayor tensión superficial poseen menor tendencia a la formación de espuma comparados con los lubricantes refinados por solventes.

• Esteres de Fosfato: tienen tendencia a formar espumas a bajas temperaturas, aunque por encima de los 50° C tiene muy poca tendencia a espumar. Se ven fuertemente influenciados por contaminación con agua.

• Sintéticos Poliglicoles PAG: es difícil de clasificarlos dada su tendencia a absorber agua, la que puede influir en la formación de espuma.

Aditivos Antiespumantes: • Siliconas: muy utilizada en lubricantes automotrices ó sometidos a alta agitación. La silicona envuelve a las burbujas de aire reduciendo las fuerzas de corte, dada su baja tensión superficial, permitiendo que estas se rompan. Por otro lado, dada su alta densidad, puede crear una barrera que impida la liberación de burbujas de aire en sistemas muy estancos; ya que no hay turbulencia que ayude a que las burbujas choquen entre sí y se rompan; generando problemas de aire entrampado. Incluso 1 ppm de silicona puede causar este problemas en sistemas estancos, ésta se puede ver: • Selladores siliconados • Juntas • Recubrimientos de cables eléctricos y mangueras

• Copolímeros Acrilatos: más comunes en aceites industriales, tienen menos tendencia a causar aire entrampado, son difíciles de monitorear por Espectroscopia, en cuyo caso se recomienda el ensayo ASTM D892.


Air Release, [min] – ASTM D3427

Este ensayo es aún más impactante que el ensayo de espumación, ya que indica la capacidad del lubricante para liberar el aire entrampado en el seno del lubricante. El ensayo consiste básicamente en inyectar aire a una cantidad dada de lubricante @ 50° C para luego medir el tiempo que demora en liberarse hasta la superficie.

Posibles Causas de Altos Valores: Tecnología del proceso de Refinación Calidad del Básico Mayor Viscosidad -> mayor tiempo

Posibles Efectos Asociados: Promover la Oxidación del aceite Cavitación de bombas Vibraciones Capa de lubricante no homogénea Piting de Cojinetes Promover Corrosión & Herrumbre

• Nota: esta propiedad no puede ser mejorada mediante el agregado de aditivos. Solo depende de la calidad del lubricante y del básico utilizado para su elaboración.

Group I Oils

Group II Oils


Foam Tendency, [ml/ml] – ASTM D892

Con este ensayo se evalúa la tendencia a la formación de espuma de los lubricantes Industriales y Automotrices. Es de particular importancia para los lubricantes de turbinas y de engranes, ya que la formación excesiva de espuma sobre el lubricante puede inducir problemas operativos diversos. El ensayo consiste básicamente en inyectar aire a una cantidad dada de lubricante para luego medir el volumen de espuma formado en la superficie del mismo, inmediatamente después de quitar el flujo de aire (Tendencia) y a los 10 minutos (Estabilidad). • Se reportan normalmente 3 Secuencias: • Secuencia I: Tendencia/Estabilidad resultante de inyectar aire por 5 minutos a 190 ml de aceite @ 50° C. • Secuencia II: Tendencia/Estabilidad resultante de inyectar aire por 5 minutos a 180 ml de aceite @ 93° C. • Secuencia III: Tendencia/Estabilidad resultante de inyectar aire por 5 minutos a 180 ml de aceite @ 24° C.

Group I Oils

Group II Oils

Group II+ Oils


Foam Tendency, [ml/ml] – ASTM D892

Es de hacer notar que cierta espumación del lubricante es normal y beneficiosa, ya que es un indicativo que hay buena liberación del aire entrampado en el lubricante.

Posibles Causas Aumento:


Agotamiento de Aditivo Antiespumantes

Indicaciones erróneas de nivel

Contaminación con grasas: calcio y Litio

Riesgos de Seguridad

Otros Lubricantes

Imposibilidad de revisar aspecto del lubricante

Productos de Limpieza: jabones y Surfatantes

Es una claro indicativo de un problema mayor

Aguas tratadas con químicos

Group II+ Oils: Turbocompresor Espuma Normal

Group V: ester de fosfato Sistema EHC Contaminado Group I Oils: Turbina Gas Lubricante Envejecido


Problemas de Aireación y Espuma: RCA

• Identificar Causa Raíz: el problema puede ser generado por el lubricante ó por el sistema: Lubricante: una muestra bien agitada, si no espumea ó si el espuma desaparece rápidamente, esto descarta en gran medida al lubricante.

Sistema: posibles puntos a investigar para juntar información Modificaciones recientes Arranque en frío: precalentar lubricante, entrar en régimen paulatinamente. Hay sistemas que por naturaleza generan espumación del lubricante: motores verticales, cojinetes de empujes en turbinas Revisar pérdidas de lubricante en succiones de bombas de alta presión y válvulas Revisar el diseño del reservorio: retorno del lubricante y succión Curvas pronunciadas en tuberías Dramático aumento del diámetro en las tuberías

• Nota: esta puede ser Excesivo nivel propiedad de reservorio: partes móviles pueden pegarmejorada contra el lubricantemediante Bajo nivel de reservorio: no da el tiempo suficiente para disminuya el nivel de es espuma una el agregado de aditivos, noque obstante práctica riesgosa y cuidadosa. La mejor forma de mejorar el valor es reemplazar una parte del lubricante por nuevo (refresh).

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Demulsibilidad, [minutos] – ASTM D1401 Con este ensayo se evalúa la capacidad del lubricante para separarse del agua libre, disuelta ó emulsionada. El ensayo consiste básicamente medir los minutos que tardan en separarse 40ml de aceite y 40 ml de agua destilada, @ 54° C, cuándo se agitan a 1,500 r.p.m. por 5 minutos. Existen tres formas de reportar los resultados: Minutos hasta obtener una emulsión de 3ml (separación parcial) Minutos hasta obtener una emulsión de 0ml (separación completa) Nomenclatura completa:

ml Aceite /ml Agua /ml emulsión (minutos)

42 / 38 / 0 (10) • Nota: Si transcurrida una hora no se logra al menos una emulsión de 3ml, se termina el ensayo y se reportan los valores obtenidos.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Demulsibilidad, [minutos] – ASTM D1401 Con este ensayo se evalúa la capacidad del lubricante para separarse del agua libre, disuelta ó emulsionada.

Posibles Causas de Altos Valores:


Tecnología del proceso de Refinación

Promover la Oxidación del aceite

Calidad del Básico

Vibraciones

Agotamiento de Aditivos

Capa de lubricante no homogénea

Degradación del lubricante

Piting de Cojinetes Promover Corrosión & Herrumbre Generación de lodos Más riesgo de eliminar aditivos

• Nota: Al igual que otras propiedades de los lubricantes, NO se recomienda el agregado de aditivos para recuperar valores. Preferir elegir lubricantes de buen desempeño, o en casos de emergencia, optar por reposiciones parciales (refreshing).

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Potencialidad de Formación de Barnices - QSA

¿ Ha Visto Algo Así ?

Cojinete Radial en Turbina de Gas

Variador de Velocidad – Turbogenerador

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Potencialidad de Formación de Barnices - QSA Uno de los resultados de la degradación de los aceites de turbinas es la generación de subproductos insolubles llamados contaminantes suaves. De tamaño típicamente por debajo de la micra, por lo que no es posible removerlos con sistemas de filtración mecánica convencional. Existen dos categorías: • Solubles en el Aceite: son de naturaleza no-polar y quedan en suspensión en el lubricante oscureciendo su color. • Insolubles en el Aceite: son de naturaleza polar e inestables en el aceite (no polar). Se combinan y se absorben sobre superficies di-polares metálicas formando barnices. Se aglomeran en cuerpos de válvulas y guías:

• Superficies de Cojinetes y Rodamientos, Engranes, Tuberías y Filtros.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Potencialidad de Formación de Barnices - QSA QSA: Quantitative Spectrophotometric Analysis: el análisis se basa en un Procedimiento Colorimétrico dada las características de color únicas que presentan los lubricantes con altos niveles de barnices. Los colores de barnices pueden variar desde amarillo hasta rojo dependiendo de su tinte e intensidad, y se puede establecer un patrón de criticidad:

Además: se cuantifica la cantidad de insolubles retenidos [mg/l] al filtrar el lubricante por una membrana ultra fina. Dado que los insolubles varían tanto en color como en consistencia: desde una dura resina marrón hasta un alquitrán negro pasando por una gelatina de petróleo opaca; para terminar de establecer el VPR: Varnish Potential Rating (Potencial de Formación de Barniz) se analiza la membrana con un Espectrofotómetro que emite un espectro visible de luz en función de la intensidad de luz de los colores.


Posibles Efectos sobre el lubricante: Posibles Causas:

Aumento repentino del Color Posible aumento del AN

Degradación térmica del lubricante

Posible aumento de la viscosidad

Degradación Oxidativa

Generación de insolubles sub-micrónicos

Lubricante no soporta las condiciones operativas Temperatura de operación excede rango del aceite Aditivos Incorrectos Bajos Valores de RPVOT y TOST Estrés del lubricante

Posibles Efectos sobre la maquinaria: Barniz + Partículas= Lija = Abrasión Barniz: aislante: menor disipación del calor Menor espesor de películas lubricante Atascamiento de servo válvulas Colapsado prematuro de filtros


Zona Sombreada = Aceptabiidad

QSA

• Siempre que se quiera conocer realmente el estado del lubricante, en referencia a su resistencia a la oxidación y su peligrosidad de generar barnices, se recomienda realizar ambos ensayos: RPVOT y QSA.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Análisis Infrarrojo - Unidades de Absorbancia [cm-1] FTIR: Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier. El ensayo consiste básicamente en hacer pasar luz infrarroja a través de una muestra de aceite y por otro lado un detector fotosensible mide la cantidad de luz que esta pasando. Ciertas sustancias como los aditivos y contaminantes, absorben energía infrarroja a diferentes Longitudes de Onda (su frecuencia de resonancia). Esto es detectado por el Espectrofotómetro y mediante un algoritmo de Fourie transforma la energía lumínica en un Espectro Electromagnético donde se muestran las “Unidades de Absorbancia” a diferentes longitudes.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Análisis Infrarrojo Los elementos que se pueden detectar son: Contaminantes Comunes: Agua, Hollín, Combustibles, Glicoles, Solventes. Degradación: Oxidación, Sulfatación, Nitración. Aditivos: anti-desgastes, inhibidores de oxidación, etc. Parámetro

Longitud de Onda [cm-1] Aceite Mineral: 1,750

Oxidación

Ester Orgánico: 3,540 Ester Fosfatado: 815

Sulfatación

1,150

Nitración

1,630

Hollín

2,000

Agua Glicoles

Aceite Mineral: 3,400 Ester Orgánico: 3,625 880; 3,400; 1,040 y 1,080 Diesel: 800

Combustible

Gasolina: 750 Gasolina JET: 750

Inhibidores fenólicos (Humedad, Glicol)

3,650

Aditivos antioxidante, antidesgaste ZDDP

980

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Análisis Infrarrojo

Nitración (1,630)

Oxidación (1,750) Agua (3,400)

Hollín (2,000)

Sulfatación (1,150) Glycol (1,040)

AW (980)


Agua (3,400)

Nitración (1,630)


Sulfatación (1,150)

Glycol (1,040)

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Análisis Infrarrojo Ventajas:

Desventajas:

Económico

Traslape de picos de absorción

Rápido de preparar

Necesidad de contar con línea base

Amplio Rango de utilización: 4,000 a 600 cm-1 Aplicar en varias estudios científicos Detección simultánea de varios parámetros Detección de Parámetros Físicos y Químicos Ideal para marcar tendencias y comparaciones

Influencia de otros componentes del mismo grupo: aditivos diversos, contaminantes, etc. Precisión limitada al momento de traspasar a unidades de concentración: ppm ó % Hollín se reporta como unidad de transmisión más que absorbancia.

Resultados Gráficos atractivos Con curvas de calibración se pueden obtener las concentraciones: %, ppm Detección de mezclas de lubricantes diferentes

En algunos casos ciertas sustancias como el glicol, agua y aditivos antioxidantes, tiene regiones de obsorción entre los 3,600 a 3,400 cm-1, lo que puede dificultar su distinción. Para estos casos se recurre a estudiar otras zonas del espectro dónde además aparezca el producto deseado individualizar. Por ejemplo el glicol además absorve luz a los 880, 1040 y 1080 cm-1.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Ferrografía Analítica – [μm] Constituye una herramienta fundamental en el Análisis de Causa Raíz (RCA) y en el Análisis de Falla de Causa Raíz (RCFA). Permite analizar partículas metálicas de desgaste mediante un microscopio óptico bicromático de 100x, 500x, 1000x obteniéndose pistas sobre la severidad y la causa raíz de un problema de desgaste y/o contaminación:

MECANÍSMOS DE DESGASTE: ABRASIVO:

ralladuras

ADESHIVO:

desprendimientos

CORROSIVO: ataque químico

TAMAÑO: indica la severidad del desgaste APARIENCIA SUPERFICIAL: es indicativo del mecanismo de desgaste ANGULARIDAD & DETALLES DE LOS BORDES_: se relaciona con el mecanismo de desgaste MORFOLOGÍA: forma de la partícula: da idea del posible origen y mecanismo de desgaste

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Ferrografía Analítica – [μm] Si bien su nombre indica análisis de partículas ferrosas, ya que normalmente se analiza las rebabas depositadas en una membrana de ferrografía; también es posible analizar partículas organizas y no ferrosas, es decir tener una idea de la fuente de las partículas: ORIGEN DE LAS PARTÍCULAS: METALES FERROSOS: fundición de Fe, “aceros” de alta y baja aleación: aceros de herramientas, inoxidables, Óxidos de hierro, etc. METALES NO FERROSOS: cobre, plata, aluminio, estaño, bronce, etc. SUSTANCIAS ORGÁNICAS: bacterias, arena, tierra, celulosa, etc. POLÍMEROS: barnices, lacas, fibras, restos de bujes, juntas, selladores, etc. COLOR: da idea del posible origen y tipo de elemento. METALÚRGICA: mediante tratamiento con calor (330 ° C) y/o químicos según la reacción: Metales ferrosos: pueden cambiar a color azul: acero al carbono. Polímeros: suelen fundirse ó carbonizarse, otros no cambian. REFLECTIVIDAD: comportamiento con la luz: Metales: reflectan la luz Óxidos y materiales Orgánicos: transmiten la luz

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Ferrografía Analítica – [μm]

El ferrograma ha analizar se realiza en un creador de Slides. El analista puede detectar partículas metálicas y no metálicas según la alineación.

El Slide se lava con etanol a través de un filtro de 0.45 micras. Esto remueve los residuos del aceite y muy poco de las residuos no magnéticos.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Ferrografía Analítica – [μm] No DFSL & DFSS

Inicio

Alguna Anormalidad?

Continuar Muestreo Normal

Si No Es Significativo? Si Aplicar RCA

Realizar Ferrografía Analítica

No

Aplico Acción Correctiva

Si Se Identifico la Causa?

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Ferrografía Analítica – [μm] Acompañan al reporte microfotografías, textos explicativos, recomendaciones y conclusiones de lo encontrado en el análisis. Son realizados por Analistas expertos en el tema y con años de experiencia: 1) Desgaste Normal por Fricción: Forma: partículas laminares planas y suaves, entre 10 a 15 μm de diámetro Posible Causa: funcionamiento normal Posible Origen: dientes de engranes, muñones de ejes, rodamientos, etc. Ejemplo partículas metálicas ferrosas (500x) (500x)

2) Desgaste Severo por Deslizamiento: Forma: Partículas planas alargadas > 20 μm con estriaciones Posible Causa: Carga/Velocidad excesiva en la superficie de deslizamiento. Posible Origen: jaula de rodamientos, bujes, gorrones de apoyo, engranes, etc. (500x)

3) Desgaste Abrasivo ó de Corte: Forma: tiras de metal largas y curvadas. Posible Causa: Desalineación ó contaminación abrasiva del lubricante, material duro penetra en material más blando, lubricación límite.

(100x)

Posible Origen: Contaminación ingerida del medio exterior (suciedad, arena) , trabajos de sand-blasting, etc.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Ferrografía Analítica – [μm] 4) Desgaste de Diente de Engrane: (foto con calentamiento) Forma: Partículas planas estriadas Posible Causa: Fatiga, Deslizamiento ó ralladura de los dientes, picado de los dientes.

(500x)

Posible Origen: mala selección del acero y/o tratamiento superficial, mal montaje, mal cálculo del engrane, lubricación deficiente, mala selección del lubricante, película fina y/o de bajo soporte de carga, protección EP inadecuada, contaminación severa, etc.

(100x)

5) Desgaste de Rodamiento: (tratamiento térmico) Forma: Partículas laminares Posible Causa: Falla por contacto de los elementos rodantes. Posible Origen: mala selección del rodamiento y del lubricante, mal montaje, contaminación. etc. (500x)

6) Desgaste Corrosivo: Forma: Pesada concentración de finas partículas a la salida del ferrograma Posible Causa: Depleción de aditivos del lubricante, Posible Origen: alto valor de AN del lubricante, aditivos EP demasiado agresivos. (100x)

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Ferrografía Analítica – [μm] 7) Óxidos Negros: Forma: partículas ferrosas negras alineadas con el campo magnético Posible Causa: falla de la película lubricante Posible Origen: calor extremo en la zona de contacto metal-metal desprende la capa de óxido (sulfato de hierro ó fosfato de hierro) de la superficie carbonizándolo. (500x)

(500x)

8) Óxidos Rojos: Forma: Partículas ferrosas rojas ó anaranjadas alineadas con el campo magnético Posible Causa: agua en el aceite ó alta humedad interna Posible Origen: corrosión de las partes metálicas ferrosas (500x)

(1000x)

9) Óxidos Rojos Beta: Forma: Reflectan la luz y aparecen como partículas grises de desgaste por deslizamiento ó de engranes. Transmiten la luz blanca y aparecen como partículas rojas translúcidas. Posible Causa: condiciones de lubricación pobre. Posible Origen: combinación de los casos anteriores

(100x)

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Ferrografía Analítica – [μm] 10) Partículas de Aluminio: Forma: Partículas de metal blanco desalineadas con el campo magnético Posible Causa: desgaste de componentes de aluminio Posible Origen: rodamientos, bujes, bombas, suciedad externa, etc.

(500x)

11) Esferas: Forma: pequeñas esferas de menos de 5 μm de diámetro Posible Causa: Advertencia temprana de falla en elementos rodantes de cojinetes. Posible Origen: mala selección del rodamiento y/o lubricante, contaminación.

(1000x)

12) Polvo/Suciedad: Forma: Partículas extrañas no características de la máquina o del aceite. Posible Causa: Contaminación externa, normalmente arena, polvo, suciedad ambiental. Posible Origen: Respiradores, sellos, tapas de inspección, reparaciones, etc.

(100x)

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Ferrografía Analítica – [μm] 13) Fibras: Forma: fibras no alineadas que dejan pasar la luz (transmiten) Posible Causa: falla de papel de filtros Posible Origen: filtros de celulosa, contaminación externa

(100x)

14) Polímeros de Fricción: Forma: Materiales amorfos que transmiten la luz Posible Causa: excesiva carga ó exigencia sobre el lubricante Posible Origen: generado por el lubricante: mala selección y/o calidad del lubricante.

(500x) Red filtered

15) Desgaste de Asentamiento: Forma: Partícula en forma de barras largas y finas Posible Causa: normal en máquinas nuevas que entran en funcionamiento Posible Origen: dientes de engranes, levas, cojinetes de deslizamiento, bombas, etc.

(1000x)

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Ferrografía Analítica – [μm] 16) Partículas de fundición ó de Acero de baja aleación: Forma: Partículas se tornan azul temple y púrpura cuándo se calientan a 330° C lo que indica hierro fundido y acero de baja aleación respectivamente Posible Causa: desgaste anormal en dientes de engranes

(400x)

17) Babbit Plomo/Estaño: Forma: Partícula no ferrosas antes y después del tratamiento térmico Posible Causa: desgaste anormal de cojinetes de deslizamientos de Babbit.

(500x)

18) Bisulfuro de Molibdeno: Forma: Partículas no ferrosas de color gris con muchas esquilas de cortes. Posible Causa: lubricante con aditivos sólidos en el sistema

(400x)

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Ferrografía Analítica – [μm] EL tratamiento con calor ha 330° C y hasta 540° C es de gran ayuda en la determinación del tipo de metalurgia de las partículas; es decir el tipo de metal del que provienen.

Tipo de Partícula Aleación de Cobre

Antes del Tratamiento Después del Tratamiento Térmico @ 330° C / 90 Seg Térmico @ 330° C / 90 Seg Amarillo

Amarillo

Blanco

Blanco (Brillante)

Acero Baja Aleación & Fundición de Hierro Gris

Blanco/paja

Azul

Aceros de media aleación

Blanco/paja

Paja a Bronce

Aceros de alta aleación

Blanco

Blanco

Aceros Inoxidables

Blanco

Blanco

Babbit Plomo-Estaño

Blanco

Azul manchado/ púrpura

Babbit Cobre-Plomo

Amarillo

Amarillo con Azul /púrpura moteado

Aleación de Aluminio

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Ferrografía Analítica – [μm] Temperatura

Efecto Después de Calentar

Materiales Orgánicos

260° C

Contracción, Carbonizar, Arrugado

Superficie de Babbits

330° C

Oxidación, Apariencia Punteada. Esquinas pueden fundirse levemente

Aluminio & Cromo

330° C

Permanecen Blancos

Cobre/Bronce/Latón

330° C

Color bronce oscuro con picos azules, rojos y púrpura dependiendo de la aleación

Acero al Carbono

400° C

Gris Claro – Paja claro


400° C

Bronce Profundo

Acero Inoxidable y Altas Aleaciones

400° C

Sin cambio o suave amarillamiento

Aluminio & Cromo

400° C

Sin Cambio


400° C

Más Carbonizado, encogimiento o vaporización.

Tipo de Partícula



Acero al Carbono

482° C

Gris – paja oscuro.


482° C

Bronce Profundo, Azul Pálido

Aleaciones de Alto Níquel

482° C

Color bronce con significante azulado

Acero Inoxidable

482° C

Paja pálido a bronceado, algunos aceros pueden tener un suave azulado

Aluminio & Cromo

482° C

Sin Cambio

Babbit

482° C

Superficie completamente negra Oxidada. Esquinas fundidas.


482° C

Más Carbonizado, encogimiento o vaporización.

Aleaciones de Cobre

482° C

Paja oscuro, puede aún tener ligeras cantidades de rojos, púrpuras y azul; dependiendo de la aleación

Tipo de Partícula



Acero al Carbono

540° C

Gris oscuro


540° C

Bronce Profundo con azulado fuerte

Aleaciones de Alto Níquel

540° C

Azul ó azul/gris

Acero Inoxidable

540° C

Bronce oscuro con azul pálido más pesado

Aluminio & Cromo

540° C

Sin Cambios

Babbit

540° C

Superficie completamente negra Oxidada. Esquinas fundidas definitivamente. La partícula entera puede fundirse in una esfera negra.


540° C

La mayoría fundidos y fuertemente deformados o vaporizados.

Aleaciones de Cobre

540° C

Paja oscuro, poco rojo púrpura y azul dependiendo de la aleación

Tipo de Partícula

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Determinación del Tipo de Agua WSD: Water Source Determination. Este sencillo recurso de RCA nos sirve para tener una idea más cercana del posible origen de una cantidad de agua ingresa a la maquinaria. Permite Identificar: Agua Libre de Fondo de Tanque Agua de Condensado Agua de Enfriamiento de Sistemas Intercambiadores de Calor Agua de Mar Para ello se analizan los siguientes parámetros: pH Conductividad, [μmhos/cm] Dureza, [ppm] Calcio, ppm Magnesio, ppm Sodio, ppm Potasio, ppm Silicio, ppm Ácido Carbónico CO3H, [ppm]

Agua Libre

≈ Agua Condensado

Bajo pH = Agua Libre

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Ejercicios finales de despedida

“ Si escucho conozco, si hago aprendo”

¡ GRACIAS POR SU TIEMPO !

¿ PREGUNTAS ? Aviso Legal Copyright © - Derechos de Autor. Este artículo y su contenido constituye derechos de autor reservados exclusivamente a Sistemas Centrales de Lubricación, S.A. de C.V. Queda estrictamente prohibido usar, copiar, modificar, grabar, reproducir o transmitir por cualquier medio, publicar o distribuir, parcial o totalmente, la información que en el mismo se contiene sin el previo consentimiento por escrito de Sistemas Centrales de Lubricación, S.A. de C.V. La información, literatura técnica, dibujos o fotografías contenidos en el artículo es información registrada que está protegida por la Legislación Mexicana y tratados internacionales en materia de Derechos de Autor.

7. Análisis de Aceite.pdf

Recommend Documents