MAESTRÍA EN GERENCIA E INGENIERÍA DE MANTENIMIENTO
ANÁLISIS DE ACEITE
Dr. SIXTO SARMIENTO CH. Machinery Lubricant Analyst Level II II Vibration Analyst Level II
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El papel del análisis del aceite Mantenimiento Predictivo (Enfocado en la condición de la máquina)
Monitoreo de desgaste anormal Determinación de los intervalos correctos de cambio de aceite Detección de contaminación ambiental y del proceso
Mantenimiento Proactivo (Enfocado hacia la causa de la falla)
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Evaluar mejoras de la filtración Evaluar el tipo de lubricante y cambios de marcas Evaluar la efectividad de las mejoras en el mantenimiento Confirmar las actividades del mantenimiento Análisis de las causas raíz de los fallos fallos
Ciclo de fallo de los equipos CONTAMINACIÓN
El ingreso de contaminantes y la contaminación con otros aceites acelera la degradación del fluido. La contaminación y una pobre calidad del fluido originan el aumento del desgaste. El equipo acabará fallando
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El análisis del aceite detecta la contaminación y la degradación del lubricante antes de que esas circunstancias ocasionen el fallo del equipo
Proceso Ambiente Relleno equivocado DEGRADACIÓN DEL LURBICANTE
Oxidación Agotamiento Agotamiento de aditivos aditivos Degradación térmica DESGASTE Y FATIGA
Abrasión y adhesión Erosión y cavitación Corrosión FALLO FALL O DEL EQUIPO
HOW THE VARIOUS TYPES OF WEAR PARTICLES ARE ASSOCIATED ASSOCIA TED WITH THE DIFFERENT WEAR MODES
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WEAR PARTICLE ANALYSIS TECHNIQUES
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PREDICTIVO: identificando la condición del lubricante y la condición de la maquinaria Enfocado en la condición de la máquina Monitorear el desgaste normal de los componentes Identificar el inicio del desgaste anormal Identificar la severidad del desgaste Identificar el componente que se desgasta Identificar la causa del desgaste 3 1 0 2 ® O T N E I M R A S O T X I S -
Controlar o eliminar la Causa Identificar el agotamiento de los aditivos del lubricante
PROACTIVO: identificando oportunidades en el diseño y ejecución del proceso de lubricación Enfocado hacia la causa de la falla El análisis permite identificar el ADN de su proceso de lubricación Cualquier error en el proceso de selección del lubricante, su almacenamiento, manejo, aplicación o contaminación en operación, será detectado por un programa de análisis de aceite bien diseñado 3 1 0 2 ® O T N E I M R A S O T X I S -
El análisis de aceite es una estupenda manera de Medir la eficiencia de tu proceso de lubricación
BENCHMARK ASSESMENT EXAMPLE
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EXAMPLE OF AN OIL ANALYSIS PROGRAM STRATEGY
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ESTRATEGIA: ANÁLISIS DE ACEITE ESTRATEGIA: LA INTEGRIDAD DEL ANÁLISIS DE ACEITE
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PROCESO DEL ANÁLISIS DEL LUBRICANTE
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Ciclo de fallo de los equipos (P – F)
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Ciclo de fallo de los equipos (P – F)
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DESARROLLO DEL MODO DE FALLA PRIMERA SEÑAL DE FALLA:
SEGUNDA SEÑAL DE FALLA
PUNTO EN EL QUE COMIENZA A OCURRIR LA FALLA
P1
TERCERA SEÑAL DE FALLA FALLA
P2
CUARTA SEÑAL DE FALLA
P3 FALLA FUNCIONAL 3 1 0 2 ® O T N E I M R A S O T X I S -
DOMINIO PROACTIVO
DOMINIO PREDICTIVO
P4 DOMINIO PROTECTIVO
PROGRESO DEL MODO DE FALLA FALLA BASADO EN P-F
MODO DE FALLA: OXIDACIÓN Viscosidad normal, aditivos aditivos en descenso, descenso, AN en descenso, oxidación comienza a incrementar, RPVOT disminuye
Precursores: Agua Partículas metálicas Calor aire
Viscosidad incrementa incrementa ligeramente, ligeramente, Aditivos continúa en descenso, AN incrementa ligeramente, Oxidación incrementa, RPVOT continua disminuyendo
P1
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Los aditivos comienzan a degradarse y no pueden contener la velocidad de reacción de la oxidación
P2
La tasa de oxidación aumenta sin control generando ácidos orgánicos. Se forman compuestos insolubles en el aceite.
P3 Concentraciones altas de ácidos orgánicos, lodo y barniz.
Viscosidad continua continua incrementando, Aditivos continua en descenso, NA incrementa rápidamente, oxidación incrementa rápidamente, RPVOT baja.
La salud del aceite
Consideraciones para el análisis
Viscosidad Contenido de sólidos Contenido en agua Número Ácido Número Básico Punto de inflamación
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Recommended Recomme nded test methods for common machine types
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Analytical Tools Tools Assess Lubricant Degradation
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La contaminación del lubricante
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Conteo de partículas Concentración de partículas Concentración Concentración de agua - aire Concentración operación Temperatura de operación
La condición de la máquina y/o equipos (Desgaste)
Técnicas para evaluar el tipo y la concentración de partículas 3 1 0 2 ® O T N E I M R A S O T X I S -
Conteo de partículas Ferrografía de lectura directa Ferrografía Ferrografía analítica. espectrométrico Análisis espectrométrico
DIAGRAMA DE FLUJO DEL ANÁLISIS DE ACEITES
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TÉCNICA DE MUESTREO DE ANÁLISIS DE ACEITE
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TÉCNICA DE INTERPRETACIÓN DEL REPORTE DE ANÁLISIS DE ACEITE
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ANÁLISIS DE LAS LAS PROPIEDADES DE LOS LOS FLUIDOS El análisis de las propiedades de los fluidos comprende el monitoreo y el control de las propiedades de los fluidos. Aquí trataremos sobre la salud del lubricante . Los primeros controles o análisis se refieren a las características básicas de los lubricantes y éstos están relacionados a viscosidad, aditivos y número ácido ácido y, y, todos ellos están vinculados por un fenómeno de la oxidación 3 1 0 2 ® O T N E I M R A S O T X I S -
TENDENCIA DE LAS PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS Oxidación
Viscosidad
DEGRADACIÓN DEGRADACIÓN DEL LUBRICANTE Línea de base del aceite nuevo
DEGRADACIÓN DEL LUBRICANTE Línea de base del aceite nuevo
Aditivos 3 1 0 2 ® O T N E I M R A S O T X I S -
NA Número Ácido
DEGRADACIÓN DEGRADACIÓN DEL LUBRICANTE
DEGRADACIÓN DEL LUBRICANTE
TENDENCIA DE LAS PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS Cambio del aceite basado en su condición
Aditivos Oxidación NA Número Ácido Viscosidad 3 1 0 2 ® O T N E I M R A S O T X I S -
DEGRADACIÓN DEL LUBRICANTE Línea de base
CAUSAS DE CAMBIOS DE VISCOSIDAD INCREMENTO
DISMINUCIÓN
Ruptura térmica de las Polimerización moléculas Oxidación Cambios en el aceite base Cizallamiento de los (Cambios moleculares) Pérdidas evaporativas mejoradores de IV Formación de carbón y óxidos insolubles Agua (Emulsiones) (Emulsiones) Aereación
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Adiciones al aceite base base (Contaminación)
Hollín Aceite equivocado (de alta viscosidad) Anticongelante (Hollín)
Combustible Refrigerante Solventes
Aceite equivocado de baja viscosidad
Corregibles por deshidratación al vacío
Cambios no corregible
RECOMENDACIONES PARA ESTABLECER LÍMITES DE VISCOSIDAD
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Límite
Aceite de motor (1)
Aceite industrial (2)
Critico (Superior) Precaución (Superior) Precaución (Inferior) Critico (Inferior)
+ 20%
+ 10%
Aceite industrial en condiciones severas (3) + 7%
+ 10%
+ 5%
+ 4%
- 5%
- 5%
- 5%
- 10%
- 10%
- 10%
(1) Duplique esta cantidad para pa ra aceites que contienen mejoradores de índice de viscosidad (2) Límites de aceites de motor basados en cSt a 100º C
Caso 1: Lubricante Mobil Delvac Super 15 W - 40
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Caso 2: Lubricante Mobil Delvac Delvac Extra Extra MX 15 W - 40
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¿Cómo utilizar el análisis de viscosidad? Establecer línea de base y establecer límites
Corrija la causa y cambie el aceite si se requiere
Investigue estas causas: 1. Dilución por combustible 2. Ruptura de moléculas del aceite base 3. Mezcla con aceite de baja viscosidad 4. Ruptura del aditivo mejorador de IV 5. Contaminación (Mezcla con solventes, refrigerantes, etc).
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Análisis de rutina
SI, abajo del límite
Está la viscosidad fuera del límite
NO
SI, Arriba del límite Investigue estas causas: 1. Oxidación 2. Hollín 3. Mezcla con aceite de alta viscosidad 4. Volatilización 5. Agua emulsionada
Corrija la causa y cambie el aceite si se requiere
Número de Neutralización (NA: Número Ácido) MIDE LA CONCENTRACIÓN ÁCIDA EN EL LUBRICANTE, NO LA POTENCIA ÁCIDA En aceites Industriales, de utilidad en componentes de equipo móvil y en motores a gas de bajas cenizas.
Concentración de aditivos Algunos aditivos metálicos del aceite producen propiedades ácidas débiles débiles no destructivas destructivas en el aceite, las cuales son detectadas por la prueba de AN. Si se conoce la “línea de base” del aceite nuevo, es posible monitorear la disminución de la acidez del aceite aceite hasta el llamado llamado “Punto de inflexión” inflexión” (PI) donde se agotan agotan los aditivos. aditivos. 3 1 0 2 ® O T N E I M R A S O T X I S -
Degradación del lubricante Incremento acelerado acelerado de la acidez del aceite después de PI ocasionado por p or la formación de productos de oxidación, ácidos orgánicos y lodos.
Número de Neutralización NA (mg KOH/gm)
ADITIVOS
OXIDACIÓN
2,0
1,0
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PI
Límites AN Tipo Tipo de de Aceite Aceite R&O (Compresores)
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Advertencia AN inicial + 0,2
CCrítico rí tico AN inicial + 1,0
Hidráulico y Engranes (1)
Punto de inflexión AN inicial + 1,0 + 0,2
Hidráulico y Engranes (2)
AN inicial + 0,2
(1) Requiere de alta frecuencia de monitoreo (2) Menor eficiencia, pero más fácil de detectar
AN inicial + 1,0
Líneas de base NA Tipo
AN Inicial
Aceites R&O
0,03 – 0,06
Aceites hidráulicos antidesgaste
0,5 – 1,5
Engranajes EP
1,0 - 3,0
Motor diesel
2,5 – 4,5
Motor Gas
< 1,0 – > 2,0
Algunos sintéticos 3 1 0 2 ® O T N E I M R A S O T X I S -
9 o mayores
Identificar “Línea de Base” del aceite nuevo
No use la hoja de especificacio especificaciones nes técnicas
En aceites nuevos, 0,1 de AN equivale aproximadamente a 600 ppm de
Número de Neutralización (NB: Número Básico) LA MEDIDA DE LA ALCALINIDAD DEL LUBRICANTES EN mg de KOH Indicador de la habilidad del aceite a neutralizar ácidos de la combustión, contaminación y productos de oxidación. O la habilidad hab ilidad del aceite de proporcionar protección de reserva alcalina durante el periodo de vida del lubricante
Causas posibles de BN bajo
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1. Cambios de aceite muy prolongados 2. Aceite de tipo inadecuado 3. Sobrecalentamiento 4. Combustible con alto contenido de azufre 5. Excesiva fuga de gases en el motor 6. Humedad en el aceite 7. Alta contaminación metálica
Número de Neutralización (NB: Número Básico) NB (mg KOH/gm)
ADITIVOS
OXIDACIÓN
2,0
1,0 3 1 0 2 ® O T N E I M R A S O T X I S -
PI
Número de Neutralización (NB: Número Básico) CAUSA
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EFECTO
RAZÓN
Relleno de aceite
El aceite nuevo añade nuevos aditivos Al aceite reponiéndolo reponiéndolo capacidad capacidad
Alta temperatura (Evaporación)
La concentración de aditivos es mayor por pérdida de aceite base
Dilución por combustible o agua
El agua y el combustible reaccionan con los aditivos
Calentamiento de motor
La temperatura provoca oxidación y formación de ácidos orgánicos
Productos ácidos de la combustión y gases
Reacción con productos ácidos y adsorción de los gases de combustión
Cambio de aceite sobreextendido
Agotamiento de aditivos
Líneas de base NB
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Advertencia
Crítico
Reducción de un 50% del NB original del aceite nuevo
Valor mínimo de 2
Obtenga la línea de base del aceite nuevo con el mismo método ASTM que use para el aceite usado
CAUSAS DE CAMBIOS DE VISCOSIDAD INCREMENTO
DISMINUCIÓN
Ruptura térmica de las Polimerización moléculas Oxidación Cambios en el aceite base Cizallamiento de los (Cambios moleculares) Pérdidas evaporativas mejoradores de IV Formación de carbón y óxidos insolubles Agua (Emulsiones) (Emulsiones) Aereación
Adiciones al aceite base base (Contaminación) 3 1 0 2 ® O T N E I M R A S O T X I S -
Hollín Aceite equivocado (de alta viscosidad) Anticongelante (Hollín)
Combustible Refrigerante Solventes
Aceite equivocado de baja viscosidad
Corregibles por deshidratación al vacío
Cambios no corregible
RECOMENDACIONES PARA ESTABLECER LÍMITES DE VISCOSIDAD
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Límite
Aceite de motor (1)
Aceite industrial (2)
Critico (Superior) Precaución (Superior) Precaución (Inferior) Critico (Inferior)
+ 20%
+ 10%
Aceite industrial en condiciones severas (3) + 7%
+ 10%
+ 5%
+ 4%
- 5%
- 5%
- 5%
- 10%
- 10%
- 10%
(1) Duplique esta cantidad para pa ra aceites que contienen mejoradores de índice de viscosidad (2) Límites de aceites de motor basados en cSt a 100º C
Caso 1: Lubricante Mobil Delvac Super 15 W - 40
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Caso 2: Lubricante Mobil Delvac Delvac Extra Extra MX 15 W - 40
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¿Cómo utilizar el análisis de viscosidad?
Establecer línea de base y establecer límites
Corrija la causa y cambie el aceite si se requiere
Investigue estas causas: 1. Dilución por combustible 2. Ruptura de moléculas del aceite base 3. Mezcla con aceite de baja viscosidad 4. Ruptura del aditivo mejorador de IV 5. Contaminación (Mezcla con solventes, refrigerantes, etc).
3 1 0 2 ® O T N E I M R A S O T X I S -
Análisis de rutina
SI, abajo del límite
Está la viscosidad fuera del límite
NO
SI, Arriba del límite Investigue estas causas: 1. Oxidación 2. Hollín 3. Mezcla con aceite de alta viscosidad 4. Volatilización 5. Agua emulsionada
Corrija la causa y cambie el aceite si se requiere
Número de Neutralización (NA: Número Ácido) MIDE LA CONCENTRACIÓN ÁCIDA EN EL LUBRICANTE, NO LA POTENCIA ÁCIDA En aceites Industriales, de utilidad en componentes de equipo móvil y en motores a gas de bajas cenizas.
Concentración de aditivos Algunos aditivos metálicos del aceite producen propiedades ácidas débiles débiles no destructivas destructivas en el aceite, las cuales son detectadas por la prueba de AN. Si se conoce la “línea de base” del aceite nuevo, es posible monitorear la disminución de la acidez del aceite aceite hasta el llamado llamado “Punto de inflexión” inflexión” (PI) donde se agotan agotan los aditivos. aditivos. 3 1 0 2 ® O T N E I M R A S O T X I S -
Degradación del lubricante Incremento acelerado acelerado de la acidez del aceite después de PI ocasionado por p or la formación de productos de oxidación, ácidos orgánicos y lodos.
Número de Neutralización
NA (mg KOH/gm)
ADITIVOS
OXIDACIÓN
2,0
1,0
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PI
Límites AN
Tipo Tipo de de Aceite Aceite R&O (Compresores)
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Advertencia AN inicial + 0,2
CCrítico rí tico AN inicial + 1,0
Hidráulico y Engranes (1)
Punto de inflexión AN inicial + 1,0 + 0,2
Hidráulico y Engranes (2)
AN inicial + 0,2
(1) Requiere de alta frecuencia de monitoreo (2) Menor eficiencia, pero más fácil de detectar
AN inicial + 1,0
Líneas de base NA
Tipo
AN Inicial
Aceites R&O
0,03 – 0,06
Aceites hidráulicos antidesgaste
0,5 – 1,5
Engranajes EP
1,0 - 3,0
Motor diesel
2,5 – 4,5
Motor Gas
< 1,0 – > 2,0
Algunos sintéticos 3 1 0 2 ® O T N E I M R A S O T X I S -
9 o mayores
Identificar “Línea de Base” del aceite nuevo
No use la hoja de especificacio especificaciones nes técnicas
En aceites nuevos, 0,1 de AN equivale aproximadamente a 600 ppm de
Número de Neutralización (NB: Número Básico)
LA MEDIDA DE LA ALCALINIDAD DEL LUBRICANTES EN mg de KOH Indicador de la habilidad del aceite a neutralizar ácidos de la combustión, contaminación y productos de oxidación. O la habilidad hab ilidad del aceite de proporcionar protección de reserva alcalina durante el periodo de vida del lubricante
Causas posibles de BN bajo
3 1 0 2 ® O T N E I M R A S O T X I S -
1. Cambios de aceite muy prolongados 2. Aceite de tipo inadecuado 3. Sobrecalentamiento 4. Combustible con alto contenido de azufre 5. Excesiva fuga de gases en el motor 6. Humedad en el aceite 7. Alta contaminación metálica
Número de Neutralización (NB: Número Básico) NB (mg KOH/gm)
ADITIVOS
OXIDACIÓN
2,0
1,0 3 1 0 2 ® O T N E I M R A S O T X I S -
PI
Número de Neutralización (NB: Número Básico) CAUSA
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EFECTO
RAZÓN
Relleno de aceite
El aceite nuevo añade nuevos aditivos Al aceite reponiéndolo reponiéndolo capacidad capacidad
Alta temperatura (Evaporación)
La concentración de aditivos es mayor por pérdida de aceite base
Dilución por combustible o agua
El agua y el combustible reaccionan con los aditivos
Calentamiento de motor
La temperatura provoca oxidación y formación de ácidos orgánicos
Productos ácidos de la combustión y gases
Reacción con productos ácidos y adsorción de los gases de combustión
Cambio de aceite sobreextendido
Agotamiento de aditivos
Líneas de base NB
3 1 0 2 ® O T N E I M R A S O T X I S -
Advertencia
Crítico
Reducción de un 50% del NB original del aceite nuevo
Valor mínimo de 2
Obtenga la línea de base del aceite nuevo con el mismo método ASTM que use para el aceite usado
