CONTROL DE CALIDAD Y ANÁLISIS DE LOS ACEITES LUBRICANTES TRIBOLOGÍA
JAVIER FRANCISCO FERNÁNDEZ RODRÍGUEZ
Profesor LUIS EDUARDO BENÍTEZ HERNANDEZ Ingeniero Mecánico, MBA Profesor Titular, Maestro Universitario
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA Y MECATRONICA BOGOTA D.C. 2008
CONTENIDO
1. TOMA DE MUESTRAS DE ACEITE 1.1 Recomendaciones generales 1.2 Procedimiento para la toma de la muestra de aceite 1.2.1 Punto de toma de la muestra de aceite 1.2.1.1 Sistema de lubricación por salpique 1.2.1.2 Sistema de lubricación por circulación 1.2.1.3 Sistema por presión de aceite en la succión y en la descarga 1.2.2 Procedimiento 1.2.2.1 Limpieza del punto de toma de la muestra de aceite 1.2.2.2 Frasco para tomar la muestra de aceite 1.2.2.3 Identificación de la muestra de aceite 1.2.2.4 Procedimiento para la toma de la muestra de aceite 1.3 Observaciones 2. ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD EN LOS LUBRICANTES 2.1 Normas ASTM y otras pruebas de laboratorio 2.1.1 Gravedad específica y API en productos del petróleo (ASTM D287) 2.1.2 Viscosidad (ASTM D 445 y ASTM D 1745) 2.1.3 Viscosidad (ASTM D 88) 2.1.4 Índice de viscosidad (ASTM D 2270) 2.1.5 Color (ASTM D 1500) 2.1.6 Punto de inflamación y combustión (ASTM D 92 – ASTM D 93) 2.1.7 Punto de nebulosidad Y fluidez (ASTM D 97) 2.1.8 Residuo de carbón (ASTM D 189 – ASTM D 524) 2.1.9 Número de neutralización (ASTM D 974 – ASTM D 664) 2.1.10 Número básico total TBN (ASTM D 664 y D 2896) 2.1.11 Insolubles en pentano y benceno (ASTM D 893) 2.1.12 Tensión interfacial (ASTM D971) 2.1.13 Dilución por combustible (ASTM D 322) 2.1.14 Demulsibilidad (ASTM D 1401 y D 2711) 2.1.15 Características Antiespumantes (ASTM D892) 2.1.16 Aeroemulsión (DIN 5381) 2.1.17 Agua en productos del petróleo (ASTM D 95 y D 96) 2.1.18 Corrosión en lámina de cobre (ASTM D 130) 2.1.19 Herrumbre (ASTM D665) 2.1.20 Contenido de cenizas (ASTM D 482 – ASTM D 874) 2.1.21 Punto de anilina (ASTM D 611) 2.1.22 Resistencia Dieléctrica (ASTM D877 Y D1816) 2.1.23 Estabilidad a la oxidación (ASTM D 943) o TOST (Turbine Oxidation Stability Test) 2.1.24 Estabilidad a la oxidación por bomba rotativa (ASTM D 2272) 2.1.25 Estabilidad a la oxidación (ASTM D 942) 2.1.26 Contenido del inhibidor de oxidación (ASTM D 2668) 2.1.27 Formación de lodo (barro acido) (ASTM D 1313) 2.1.28 Azufre en productos del petróleo (ASTM D 129)
2.1.29 Azufre corrosivo (ASTM D 1275) 2.1.30 Contenido de cloro (ASTM D 808 - ASTM D 1317) 2.1.31 Prueba cualitativa de la mancha para aceites detergentes 2.1.32 Prueba de desgaste para lubricantes 2.1.32.1 Prueba de desgaste con cuatro esferas (ASTM D2266) Prueba de presión EP con cuatro esferas (ASTM D2596) 2.1.32.2 Prueba timken de extrema presión Aceites Lubricantes: (ASTM D 2782) Grasas Lubricantes: (ASTM D2509) 2.1.32.3 Prueba FZG (DIN 51354) 2.1.32.4 Pruebas ALMEN 2.1.32.5 Prueba SAE 2.1.32.6 Prueba FALEX 2.1.32.7 Ensayo de bomba hidráulica (VICKERS) 2.1.33 Penetración en grasas lubricantes (ASTM D217) 2.1.34 Punto de goteo de la grasa (ASTM D 566 y ASTM D 2265) 2.1.35 Desintegración de la grasa por la acción del agua (MIL-6-16908-2) 2.1.36 Estabilidad mecánica o al laminado (ASTM D 1813) 2.1.37 Separación del aceite (ASTM D 1742) 2.1.38 Destilación de productos del petróleo (ASTM D86) 2.1.39 Presión de vapor reíd (ASTM D 323) 2.1.40 Goma en la gasolina (ASTM D 381) 2.1.41 Calor de combustión (ASTM D240) 2.2 Espectrometría de absorción atómica 2.2.1 Principios de funcionamiento 2.2.2 Análisis espectrográfico de aceites para motor 2.2.3 Métales que se analizan en un aceite para motor 2.2.4 Concentración Permisible De Los Diferentes Elementos Metálicos 2.2.5 Espectrografía de absorción atómica en aceites industriales 2.3 Análisis de los aditivos del aceite 2.4 Análisis infrarrojo diferencial (DIR) 2.5 Análisis por ferrografía 2.5.1 Ferrografía Directa (Conteo de Partículas) 2.5.2 Ferrografía Analítica 2.5.2.1 Preparación del Ferrograma 2.5.2.2 Identificación de Partículas 2.5.2.3 Composición de partículas 2.5.3 Componentes del equipo de ferrografía 2.6 Ejemplo de aplicación Tabla A1 Pruebas de laboratorio al aceite usado de acuerdo con el tipo de mecanismo Tabla A2 Valores máximos ó mínimos permisibles para las diferentes pruebas de laboratorio Tabla A3 Análisis de aceites usados Límites condenatorios Tabla A4 Lista de problemas en motores Basada en análisis de aceite usado Tabla A5 Límites de advertencia en aceites industriales Usados Tabla A6 Lista de problemas en equipo industrial Basada en análisis de aceite usado
Referencias
1. TOMA DE MUESTRAS DE ACEITE
1.1 Recomendaciones generales Las muestras de aceites usados que van a ser utilizadas se deben tomar recién detenido el mecanismo, con el fin de que todas las impurezas se hallen en suspensión en el aceite. Nunca se debe tomar la muestra del fondo del depósito o del filtro porque en estas partes se encuentra la mayor concentración de impurezas, de las cuales muchas no recirculan con el aceite. Cuando se toman muestras periódicas se recomienda instalar un niple con válvula para tomar la muestra. Se debe tomar la muestra a la misma hora del día y cuando la máquina está sometida a las condiciones más críticas de operación. La primera muestra de aceite no se debe tener en cuenta, porque se estaría analizando el aceite acumulado en esa sección de la tubería. Se debe enviar al laboratorio al menos 0.5 litros sin importar el tipo de aceite, excepto cuando se realiza la prueba de herrumbre, que necesita 0.5 litros más. Los aceites para transformadores y turbinas se deben almacenar en botellas de color oscuro (son sensibles a la luz). El envase utilizado para guardar la muestra debe estar completamente limpio y contar con una tapa hermética, puede ser de vidrio o plástico duro, que no pueda ser deteriorado por el aceite. Los recipientes para las muestras deben ir debidamente marcados para su completa identificación. Los análisis de laboratorio son importantes para el mantenimiento, siempre y cuando se sepan interpretar los resultados, poco o nada se gana si en el momento de obtener los resultados el usuario no tiene los conceptos para interpretar y correlacionar las pruebas. El éxito de un aceite nuevo o usado no depende solamente de saber realizar las pruebas e interpretar los resultados obtenidos, sino también conocer cuales se deben efectuar. 1.2 Procedimiento para la toma de la muestra de aceite Con el fin de que los resultados de los análisis de laboratorio, ya sea cualitativos ó cuantitativos, que se le efectúen a una muestra de aceite usado sean lo más precisos posibles, es necesario que la toma de la muestra de aceite se lleve a cabo siguiendo los procedimientos que se han establecido para ello. Unos de los aspectos más importantes que es necesario tener en cuenta es que el aceite que se va a analizar si sea representativo del aceite que realmente está circulando dentro del equipo rotativo y que este aceite no se haya contaminado con agentes externos al equipo rotativo en el momento de tomar la muestra de aceite.
1.2.1 Punto de toma de la muestra de aceite La selección del punto correcto donde se debe tomar la muestra de aceite es de vital importancia, ya que si se toma en cualquier lugar, es factible que los resultados no sean representativos de la condición real del aceite. El punto de la toma de la muestra de aceite depende del sistema de lubricación del equipo rotativo al cual se le va a tomar la muestra de aceite, en este caso se van a considerar los sistemas de lubricación más comunes como el de salpique, circulación y por presión de aceite en la succión y en la descarga como en el caso de los sistemas hidráulicos. 1.2.1.1 Sistema de lubricación por salpique Se entiende por sistema de lubricación por salpique, aquellos sistemas en los cuales el aceite es salpicado por el mismo mecanismo que está lubricando ó por elementos asociados con él. En este caso se tienen sistemas tales como el de salpique por engranajes, por anillo, por cadena, por disco, por cangilones, etc. Punto de la toma de la muestra de aceite Los siguientes son los puntos en los cuales se puede tomar la muestra de aceite: -
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Punto de muestreo No1: está localizado en el punto más bajo de la carcaza del equipo rotativo, y coincide con el punto por el cual se drena el aceite cuando se cambia. La mayoría de los equipos rotativos, en este punto, en lugar de válvula cuentan es con un tapón de drenaje, por lo que es necesario reemplazar el tapón, por una válvula de media vuelta y a ésta por seguridad, se le vuelve a colocar el tapón. Estos accesorios deben ser de acero inoxidable 304, de un diámetro igual al del tapón de drenaje conque viene el equipo rotativo, el cual por lo regular es de ¾” ó de 1”. Punto de muestreo No2: está constituido por una válvula localizada en la carcaza y en un punto ubicado en la mitad de la altura del nivel de aceite. Por lo regular los equipos rotativos no cuentan con esta válvula por lo que es necesario en un mantenimiento que se le haga, perforarle lateralmente en el carter ó en el depósito de aceite, y a la altura que se especificó, un orificio de 3/8”, hacerle rosca y colocar un niple, una válvula de media vuelta, un niple, codo de 90°, un niple y un tapón hembra. Todos estos accesorios deben ser de acero inoxidable 304. Si el equipo rotativo no cuenta con esta válvula y mientras se le instala se puede utilizar para la toma de la muestra de aceite el Punto de muestreo No1, siguiendo el procedimiento recomendado. Vampiro ó tomador de muestra manual: este elemento permite tomar la muestra de aceite a través del tubo de llenado y con el equipo rotativo en operación. La imprecisión que se presenta al tomar la muestra de aceite con el vampiro es que la manguera de succión al introducirla en el carter del equipo rotativo no permite garantizar que el punto en el cual se toma la muestra de aceite es el correcto, por lo que puede presentar cierto margen de error.
1.2.1.2 Sistema de lubricación por circulación
Se entiende por sistema de lubricación por circulación, aquellos sistemas en los cuales el aceite es succionado y descargado a un circuito de lubricación mediante una bomba de engranajes, ó de desplazamiento positivo. En este caso el sistema de lubricación está constituido por un depósito de aceite (carter) integrado al equipo rotativo, ó independiente de él, por una bomba de desplazamiento positivo, un filtro, un enfriador de aceite, instrumentos y tuberías de circulación y de retorno de aceite. Punto de la toma de la muestra de aceite Los siguientes son los puntos en los cuales se deben tomar las muestras de aceite: -
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Punto de muestreo No1: está constituido por una válvula localizada en el carter ó en el depósito de aceite y en un punto ubicado en la mitad de la altura del nivel de aceite. Por lo regular los equipos rotativos no cuentan con esta válvula por lo que es necesario en un mantenimiento que se le haga, perforarle lateralmente en el carter ó en el depósito de aceite, y a la altura que se especificó, un orificio de 3/8”, roscarlo y colocar un niple, una válvula de media vuelta, un niple, codo de 90°, un niple y un tapón hembra. Todos estos accesorios deben ser de acero inoxidable 304. Si el equipo rotativo no cuenta con esta válvula y mientras se le instala se puede utilizar para la toma de la muestra de aceite la válvula de drenaje, ubicada en el drenaje de aceite siguiendo el procedimiento recomendado. Punto de muestreo No2: está localizado antes del filtro de aceite e inmediatamente después de un codo de 90°. En este caso se puede instalar una Tee en la tubería de entrada al filtro, con una reducción de 3/8” (en caso de que la tubería sea de un diámetro mayor), un niple, una válvula de media vuelta, un niple y un tapón hembra. Si no es factible instalar la Tee, se puede soldar un niple de 3/8” directamente en la tubería del sistema de lubricación. Estos accesorios deben ser de acero inoxidable 304. Punto de muestreo No3: está localizado después del filtro de aceite e inmediatamente después de un codo de 90°. En este caso se puede instalar una Tee en la tubería de salida del filtro, con una reducción de 3/8” (en caso de que la tubería sea de un diámetro mayor), un niple, una válvula de media vuelta, un niple y un tapón hembra. Si no es factible instalar la Tee, se puede soldar un niple de 3/8” directamente en la tubería del sistema de lubricación. Estos accesorios deben ser de acero inoxidable 304.
En este caso se toma una muestra de aceite en los tres puntos de muestreo, las cuales permiten determinar lo siguiente: -
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Los Puntos de muestreo No1 y No2, permiten corroborar la tendencia al desgaste de los mecanismos lubricados y con cualquiera de las dos determinar el estado físico-químico del aceite. Las dos muestras de aceite tomadas, en cuanto a la tendencia al desgaste son excluyentes, ó sea que se toma el valor donde el contenido de metales sea mayor. Si el contenido de metales siempre es mayor en una de las muestras de aceite tomadas se toma este Punto de muestreo como el punto en el cual siempre se va a tener en cuenta para el análisis del contenido de metales. Los Puntos de muestreo No2 y No3 permiten analizar la eficiencia del filtro al hacerles Conteo de Partículas según la Norma ISO 4406.
1.2.1.3 Sistema por presión de aceite en la succión y en la descarga Se entiende por sistemas por presión de aceite en la succión y en la descarga, aquellos en los cuales el aceite circula por un sistema de tuberías, hace un trabajo y retorna de nuevo a una presión determinada al depósito de aceite. En este caso el aceite se utiliza más como un fluido hidráulico que como un aceite lubricante. Punto de la toma de la muestra de aceite Los siguientes son los puntos en los cuales se debe tomar la muestra de aceite: -
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Punto de muestreo No1: está localizado antes del filtro de aceite e inmediatamente después de un codo de 90°. En este caso se puede instalar una Tee en la tubería de entrada al filtro, con una reducción de 3/8” (en caso de que la tubería sea de un diámetro mayor), un niple, una válvula de media vuelta, un niple y un tapón hembra. Si no es factible instalar la Tee, se puede soldar un niple de 3/8” directamente en la tubería del sistema de lubricación. Estos accesorios deben ser de acero inoxidable 304. Punto de muestreo No2: está localizado después del filtro de aceite e inmediatamente después de un codo de 90°. En este caso se puede instalar una Tee en la tubería de entrada al filtro, con una reducción de 3/8” (en caso de que la tubería sea de un diámetro mayor), un niple, una válvula de media vuelta, un niple y un tapón hembra. Si no es factible instalar la Tee, se puede soldar un niple de 3/8” directamente en la tubería del sistema de lubricación. Estos accesorios deben ser de acero inoxidable 304. Punto de muestreo No3: está localizado antes del filtro de retorno de aceite al depósito de aceite. En este caso se puede instalar una Tee en la tubería de entrada al filtro, con una reducción de 3/8” (en caso de que la tubería sea de un diámetro mayor), un niple, una válvula de media vuelta, un niple y un tapón hembra. Si no es factible instalar la Tee, se puede soldar un niple de 3/8” directamente en la tubería del sistema de lubricación. Estos accesorios deben ser de acero inoxidable 304.
En este caso se toma una muestra de aceite en los tres puntos de muestreo, las cuales permiten determinar lo siguiente: -
Los Puntos de muestreo No1 y No2, permiten hallar la eficiencia del filtro al hacerles Conteo de Partículas según la Norma ISO 4406. El Punto de muestreo No3 permite hallar la tendencia al desgaste de los componentes del sistema hidráulico. El estado físico-químico del aceite se determina con cualquiera de las tres muestras de aceite tomadas.
1.2.2 Procedimiento Los siguientes son los pasos que se deben seguir para tomar la muestra de aceite: 1.2.2.1 Limpieza del punto de toma de la muestra de aceite
Antes de comenzar un proceso de la toma de la muestra de aceite es necesario asegurarse de que el punto de la toma de la muestra de aceite esté limpio, de lo contrario se debe limpiar con un trapo limpio que no desprenda hilachas. 1.2.2.2 Frasco para tomar la muestra de aceite Para tomar la muestra de aceite se debe utilizar un frasco plástico transparente de 100 cc de capacidad, que cuente con una tapa hermética. 1.2.2.3 Identificación de la muestra de aceite El frasco donde se va a alojar la muestra de aceite debe llevar una etiqueta con la siguiente información: -
Fecha. Nombre de la empresa. Nombre y código del equipo rotativo. Nombre y marca del aceite. Identificación del punto de muestreo. Volumen de aceite que contiene el equipo rotativo. Volumen de aceite añadido entre cambios de aceite. Temperatura de trabajo del aceite. Horas de operación del aceite y del equipo rotativo. Observaciones relevantes sobre las características del equipo rotativo y del proceso, con el fin de que las recomendaciones que se den con respecto al estado del aceite sean los más precisas posibles.
1.2.2.4 Procedimiento para la toma de la muestra de aceite La muestra de aceite se toma de acuerdo con el siguiente procedimiento: -
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Si el sistema de lubricación es por salpique y se va a tomar la muestra de aceite utilizando el Punto de muestreo No1, se quita el tapón, se abre la válvula de drenaje y se drena el agua libre, en caso tal de que el aceite contenga este contaminante. En la mayoría de los casos el aceite puede contener agua debido a la condensación del vapor de agua presente en el aire que se encuentra dentro del equipo rotativo. Si las propiedades demulsificantes del aceite están dentro de especificaciones, el agua se separa de éste, depositándose en el fondo del carter del equipo rotativo (si el sistema de lubricación es por salpique), ó en el depósito (si el sistema de lubricación es por circulación). Debido a este fenómeno primero se debe drenar (eliminar) el agua presente en el aceite antes de recoger la muestra de aceite para su análisis en el laboratorio. Luego se deja fluir por lo menos un galón de aceite, ó hasta que éste salga caliente, se recoge en un recipiente limpio y vuelve y se le aplica al carter del equipo rotativo ó al depósito de aceite. Se debe utilizar un embudo para evitar arrojar el aceite al piso y facilitar la toma de la muestra de aceite. Posteriormente se toma la muestra de aceite de 100 cm3 en el envase disponible para contenerla, cerrándolo herméticamente. Luego se cierra de nuevo la válvula y se coloca el tapón hembra.
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Si el sistema de lubricación es por salpique y se va a tomar la muestra de aceite utilizando el Punto de muestreo No2, se quita el tapón hembra, se abre la válvula de media vuelta, y se toma la muestra de aceite de 100 cm 3 en el envase disponible para contenerla, cerrándolo herméticamente. Luego se cierra de nuevo la válvula y se coloca el tapón hembra. Si el sistema de lubricación es por circulación de aceite, y se van a tomar las muestras de aceite utilizando los Puntos de muestreo No1, No2 y No3, se quita el tapón hembra, se abre la válvula de media vuelta, se deja fluir un volumen de aceite equivalente a 100 cm3 de aceite, los cuales se recogen en un envase limpio y vuelven y se le aplican al carter ó depósito de aceite del equipo rotativo. Una vez realizada esta operación, se toma y se contiene la muestra de aceite de 100 cm 3 en el envase limpio disponible para este propósito, garantizando que queda herméticamente cerrado; luego se cierra de nuevo la válvula y se coloca el tapón hembra. Si el sistema de lubricación es por presión de aceite en la succión y en la descarga, y se van a tomar las muestras de aceite utilizando los Puntos de muestreo No1, No2 y No3, se quita el tapón hembra, se abre la válvula de media vuelta, se deja fluir un volumen de aceite equivalente a 100 cm3 de aceite, los cuales se recogen en un envase limpio y vuelven y se le aplican al depósito de aceite del equipo rotativo ó del sistema hidráulico según el caso. Una vez realizada esta operación, se toma la muestra de aceite de 100 cm3 en el envase disponible para este propósito, garantizando que queda herméticamente cerrado; luego se cierra de nuevo la válvula y se coloca el tapón hembra. El envase utilizado para contener la muestra de aceite, solo se debe abrir en el momento de la toma de la muestra de aceite, para evitar que ésta se influencie con los contaminantes presentes en el ambiente. En el momento de tomar la muestra de aceite es muy importante introducir el niple por donde sale el aceite, dentro del envase, con el fin de evitar la contaminación del aceite con las partículas sólidas y metálicas que puedan estar presentes en el medio ambiente. Los envases que contienen la muestra de aceite se deben seleccionar de tal manera que dejen un espacio vacío en la parte superior, que permita agitar la muestra de aceite antes de su análisis en el laboratorio. Al envase que contiene la muestra de aceite se le debe colocar una etiqueta adhesiva con los datos especificados en el Numeral 1.2.2.3. En caso de tener ambientes contaminados (alto contenido de vapor, humos, cenizas y partículas en la atmósfera), es recomendable tomar la muestra de aceite en una botella de vidrio limpia, utilizando un embudo limpio, para evitar hacer regueros de aceite en el piso de la planta y facilitar la toma de la muestra de aceite. El embudo se debe limpiar cada vez que se tome una muestra de aceite, con un trapo limpio que no desprenda hilachas. Posteriormente en el cuarto de control de la planta se vierte el aceite recogido en la botella, en el envase que va a contener la muestra de aceite. Una vez realizados los pasos anteriores, se procede a enviar las muestras de aceite al laboratorio para su análisis de acuerdo con las pruebas ASTM.
1.3 Observaciones Los siguientes son algunos aspectos adicionales que es necesario tener cuenta en el momento de tomar la muestra de aceite: -
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Para el caso de equipos rotativos con sistema de lubricación por anillo, con un volumen de aceite menor a 1 litro, se debe tener cuidado en el momento de tomar la muestra de aceite, de no desocupar el carter del equipo rotativo, debido a que en muchos de estos equipos rotativos, la longitud de la tubería de drenaje es bastante considerable, (superior a 1m). Cuando se presenta este caso, una segunda persona debe estar pendiente del nivel del aceite en el momento de la toma de la muestra de aceite, para que vaya completando el nivel y así garantizar que el mecanismo lubricado cuenta con la cantidad correcta de aceite, evitando que se presente una falla catastrófica por lubricación. La muestra de aceite que se tome se debe enviar lo más pronto posible al laboratorio, con el fin de que los resultados de los análisis sean lo más representativos posibles.
2. ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD EN LOS LUBRICANTES.
Uno de los elementos constitutivos más importantes en un equipo es el lubricante que protege sus diferentes componentes. Un funcionamiento defectuoso del equipo depende en muchos casos, tanto de la calidad del aceite como de la degradación que éste pueda sufrir a través del tiempo. En la industria hay muchos equipos en los cuales la frecuencia del mantenimiento preventivo está sujeta al cambio de aceite, es decir, que si se logran ampliar los intervalos de drenaje del aceite usado, es posible dejar el equipo en operación durante un periodo de tiempo más prolongado. Es probable que uno de los elementos más valiosos con que cuenta la gerencia técnica de una planta sea el análisis periódico de laboratorio, tanto al aceite nuevo como al usado. Los análisis de lubricantes proveen a los grupos de mantenimiento valiosa información respecto del proceso de lubricación. Indican principalmente el estado del aceite y las características físico – químicas más importantes del aceite y soportan en repetidas ocasiones la decisión de continuar usando o no un lubricante. Con un cuidadoso manejo y un completo historial pueden entregar información del estado de los componentes mecánicos y apoyar estrategias de mantenimiento predictivo. Un análisis de laboratorio bien elaborado es muy valioso dentro de cualquier programa de mantenimiento preventivo porque permite corregir anomalías en el diseño original de algunos mecanismos, evaluar la calidad de los repuestos y reducir considerablemente los costos por consumo de lubricantes. Un aceite se debe analizar cuando huele a quemado, presenta un color opaco u oscuro, o se quiere determinar cuál es la frecuencia entre cambios o el nivel de protección que éste le da a los mecanismos lubricados. Los tipos de aceites que se analizan son: Los empleados en la lubricación de la maquinaria industrial. Los utilizados en la lubricación de motores de combustión interna. 2.1 NORMAS ASTM Y OTRAS PRUEBAS DE LABORATORIO La ASTM (Sociedad americana para pruebas y materiales) ha establecido una serie de normas para evaluar las propiedades físico- químicas, tanto del aceite nuevo como usado. Cada norma tiene un método estandarizado, el cual debe ser el mismo, cualquiera sea el laboratorio en donde se lleve a cabo dicho análisis. Una prueba de laboratorio no quedará bien especificada si no se tiene en cuenta el método ASTM bajo el cual se efectuó. También se usan algunas otras normas como las DIN que son ampliamente utilizadas en Europa pero casi desconocidas en nuestro medio y las MIL-L que son normas para estandarizar pruebas por parte de las fuerzas militares de los Estados Unidos.
2.1.1 Gravedad específica y API en productos del petróleo (ASTM D287) La gravedad específica de los aceites derivados del petróleo es la relación entre el peso de un volumen dado de un aceite y el peso de un volumen idéntico de agua y siempre es menor de 1.0. La gravedad específica en ºAPI se emplea mas en el análisis de los aceites usados y está basada en una escala arbitraria en la cual el agua tiene un valor de 10º API. En este caso los aceites derivados del petróleo tienen una gravedad en º API mayor que la del agua La gravedad específica se evalúa bajo la norma ASTM D287 a una temperatura de 15,6ºC, y para aceites derivados del petróleo su valor esta comprendido entre 0,89 y 0,93, siendo 0,91 el valor más aceptado. Se basa en el principio de que la gravedad específica de un líquido varía directamente con la profundidad de inmersión de un cuerpo flotando en el líquido.El cuerpo flotante, el cual es graduado en unidades de gravedad API, se llama hidrómetro API. Se mide observando la libre flotación del hidrómetro y determinando la intersección del menisco inferior del líquido con la escala del hidrómetro, luego de que se alcanza el equilibrio en la temperatura. Se toman las lecturas y se hacen las correcciones del caso.
Figura 2.1 Gravedad específica
La relación entre la gravedad específica y la gravedad en ºAPI está dada por:
2.1.2 Viscosidad (ASTM D 445 y ASTM D 1745) En la viscosidad Cinemática según norma ASTM D 445 se mide el tiempo para que un volumen fijo de líquido pueda fluir a través de un capilar de vidrio calibrado.
Figura 2.2 Equipo para obtención de viscosidad cinemática
La viscosidad cinemática se calcula mediante el tiempo de flujo y el factor de calibración del viscosímetro. Para calcular la viscosidad absoluta según norma ASTM D 1745, se determina la densidad del líquido a la misma temperatura que la viscosidad cinemática y el producto de los dos datos anteriores constituye la viscosidad absoluta.
Figura 2.3 Equipo para obtención de viscosidad absoluta
El valor hallado para la viscosidad, considerado aisladamente, no tiene sentido, ya que este puede ser igual al del aceite original, dado que este puede estar oxidado y diluido en la misma proporción, lo cual hace que su viscosidad no varíe.
2.1.3 Viscosidad (ASTM D 88)
Figura 2.4 Equipo para medición de viscosidad Saybolt Universal
La viscosidad del aceite usado es uno de los factores más significativos para determinar si puede o no continuar en servicio. Los factores que alteran la viscosidad del aceite pueden ser físicos (contaminación) o químicos (oxidación). Para obtener mejores resultados esta debe tener una concordancia con la velocidad, carga y temperatura de la parte lubricada. Existe una gran relación entre la viscosidad y la volatilidad de un aceite. En esta prueba se mide el tiempo en segundos que se necesita para que un volumen de 60 cm3 de muestra fluyan a través de un orificio calibrado Universal o Furol. La viscosidad se expresa en segundos saybolt universal (SSU) o segundos saybolt furol (SSF). Las temperaturas usuales de la prueba son 100 °F y 210 °F.
Figura 2.5 Esquema del ensayo de medición de viscosidad SSU
El incremento en la viscosidad de los aceites usados por lo general indica oxidación del mismo. 2.1.4 Índice de viscosidad (ASTM D 2270) El índice de viscosidad (IV) es un número empírico que se evalúa solo para aceites nuevos; en aceites usados puede dar un valor incorrecto de la estabilidad del aceite. Sin embargo si se analiza, un incremento o una disminución pueden indicar contaminación con otro producto. El IV indica el efecto de la temperatura sobre la viscosidad de un aceite. Si hay una disminución, pude indicar una baja resistencia a la cizalladura de los aditivos mejoradotes de IV. Se puede calcular mediante ecuaciones o directamente de las tablas basadas en el método ASTM D 2270-74, conociendo la viscosidad del aceite en cSt, a 40 °C y a 100 °C. Donde:
L: Viscosidad en cSt a 40 °C de un aceite que tiene un IV =0 y una viscosidad en cSt a 100 °C igual a la de la muestra de aceite. v : Viscosidad en cSt a 40 °C, de la muestra de aceite. H: Viscosidad en cSt a 40 °C de un aceite que tiene un IV = 100 y una viscosidad en cSt, a 100 °C, igual a la de la muestra de aceite.
Para aceite con IV > 100:
Donde:
Y: Viscosidad en cSt a 100 °C, de la muestra de aceite. Para tener un IV aproximado se puede utilizar la siguiente figura
Figura 2.6 Índice de viscosidad entre 0 y 100
El índice de viscosidad es la característica más importante a tener en cuenta al escoger el lubricante, después de la viscosidad y debe ser tenido en cuenta en aplicaciones donde el aceite debe estar sometido a grandes cambios en su temperatura, como es el caso de los aceites de cárter de automóviles, ya que allí debe existir buena fluidez a bajas temperaturas y conservarse su viscosidad a temperaturas normales de funcionamiento. En algunos fluidos hidráulicos de aeronaves el aceite pasa de 100 °F por ejemplo en tierra a temperaturas bajo cero en vuelo, lo cual exige altos índices de viscosidad. 2.1.5 Color (ASTM D 1500) Actualmente esta característica carece de valor como criterio de evaluación de los aceites nuevos, por que este puede ser modificado o enmascarado por los aditivos. El color de un aceite se especifica con un número. Varías escalas son utilizadas para determinar los colores de un producto del petróleo. La conversión y comparación aproximada de las escalas más comunes puede hacerse utilizando una tabla de comparación de colores.
Figura 2.7 Equipo medidor de color ASTM D 1500
Existen varias clases de colorímetros según sea la sustancia a la que se quiera realizar el ensayo, a continuación se listan los diferentes tipos de colorímetros y su aplicación:
Colorímetro Saybolt. Se utiliza para aceites blancos, naftas, parafinas, combustibles, kerosene y solventes. Colorímetro Tag-Tobinson. Se utiliza para aceites industriales, solventes, parafinas y aceites de proceso. Sistema platino-cobalto (APHA). En solventes para laca, diluyentes y productos petroquímicos. Estándar o Norma Garner. Solventes, barnices, petroquímicos, muy utilizados en la industria de la pintura. Comparador de color Hellige. Utilizado también en la industria de la pintura, solventes y lacas. Tintómetro Lovivond. Petrolatos USP, sulfonatos y productos químicos. Dicromato de potasio. Hidrocarburos puros y aromáticos.
Figura 2.8 Escala de comparación de colores ASTM D 1500
Propiamente el color del aceite debe utilizarse mas como indicador ya que es característico para cada fabricante y solo sirve para comparar el aceite en servicio con uno nuevo. 2.1.6 Punto de inflamación y combustión (ASTM D 92 – ASTM D 93)
El punto de inflamación se determina calentando la muestra en aparatos normalizados y aplicando una llama en su superficie. Se puede efectuar en vaso abierto para puntos de inflamación elevados (ASTM D- 92), para lo cual una cápsula de prueba se llena a un nivel específico con la muestra. La temperatura de la muestra se incrementa rápidamente al comienzo y luego muy lentamente cuando el punto de inflamación se aproxima. A intervalos específicos una pequeña llama de prueba se pasa a través de la cápsula. La temperatura más baja a la cual la aplicación de la llama hace que los vapores próximos a la superficie entren en ignición se toma como punto de inflamación.
Figura 2.9 Esquema del ensayo de medición de puntos de inflamación y combustión (vaso abierto)
Para determinar el punto de combustión el ensayo se continúa hasta que la aplicación de la llama cause la combustión del aceite por cinco segundos como mínimo. Se efectúa en vaso cerrado para aceites más ligeros o de más baja inflamabilidad (ASTM D-93). Una mezcla de aire y vapor combustible puede ser encendida cuando su composición en volumen está entre 1% y 6%, a partir de éste valor es explosivo. Un bajo punto de inflamación en un aceite lubricante puede ser indicativo de que se van a presentar mayores pérdidas por evaporación del aceite durante su uso. En los aceites nuevos se emplea como parámetro de referencia para determinar la temperatura máxima hasta la cual se pueden emplear sin riesgo alguno; y en los aceites usados, si ha disminuido, puede indicar que el aceite está diluido con un solvente o con un combustible, está contaminado con un aceite de menor viscosidad, o se ha craqueado debido a temperaturas de trabajo excesivamente altas; un valor alto respecto al inicial indica que ha habido pérdidas por evaporación.
Figura 2.10 Equipo para determinación de punto llama y punto de combustión ASTM D92
2.1.7 Punto de nebulosidad Y fluidez (ASTM D 97)
Figura 2.11 Esquema del ensayo de medición de puntos de nebulosidad y fluidez
Se analiza solamente a aceites nuevos que van a trabajar a bajas temperaturas. El punto de nebulosidad de un aceite es la temperatura a la cual su contenido de parafinas sólidas que normalmente se encuentran en solución, comienzan a solidificarse y separarse en pequeñísimos cristales, haciendo que el aceite aparezca como nebuloso o turbio. El punto de fluidez es la mínima temperatura a la que el aceite puede fluir o verterse y se define como la temperatura 2.7ºC por encima de la cual el aceite se mantiene en su posición cuando se inclina el recipiente en el cual está alojado. El conocimiento del punto de fluidez de un aceite está relacionado con el funcionamiento de una máquina a baja temperatura. El aceite nunca debe cristalizar durante su funcionamiento y en algunos casos incluso durante su almacenamiento.
Figura 2.12 Equipo para determinación de los puntos de nebulosidad y fluidez según ASTM D97
2.1.8 Residuo de carbón (ASTM D 189 – ASTM D 524) Se emplea solamente para aceites nuevos utilizados en la lubricación de cilindros de compresores, de motores de combustión interna, de 2 y de 4 tiempos, aceites de transferencia de calor, aceites para laminación y en aquellos mecanismos en los cuales el aceite va a trabajar a temperaturas superiores a los 80 °C. Se define como el porcentaje de depósitos carbonosos que se obtienen al someter a una muestra de aceite a evaporación y pirolisis en las condiciones normales de ensayo. Se utilizan dos métodos para determinar esta característica:
Figura 2.13 Esquema ensayos Conradson y Ramsbottom
Conradson (ASTM D-189) para el cual una cantidad pesada de muestra se coloca en un crisol y se somete a destilación destructiva. El residuo se somete a reacciones de rompimiento y carbonización durante un período fijo de severo calentamiento. Al final del período de calentamiento especificado, el crisol de prueba que contiene los residuos carbonáceos es enfriado en un desecador y pesado. El porcentaje de residuo respecto a la muestra inicial es el residuo "conradson".
Figura 2.14 Equipo para determinación de residuos de carbón Conradson
Ramsbottom (ASTM D-524) este se fundamenta en someter la misma cantidad de aceite (o de grasa) en una botella cerrada, a una temperatura de 550 °C, durante 20 minutos en el interior de un horno. Una vez pesado el residuo, se establece la proporción con la cantidad inicial. Esta característica permite obtener, siempre con reservas, algunas conclusiones sobre la tendencia a la carbonización de los aceites. Aumenta con la viscosidad. Los porcentajes por peso de carbón admisibles en los aceites lubricantes son de 0.1 hasta 0.9 %. 2.1.9 Número de neutralización (ASTM D 974 – ASTM D 664) Constituye una medida de la acidez total del aceite usado y su valor debe compararse con respecto a la acidez del aceite original. Esta íntimamente relacionado con el TAN (Número ácido total). Los factores que mas inciden en el valor del número de neutralización del aceite nuevo son el grado de refinación de la base lubricante, el tipo de base y el tipo de aditivos. El número de neutralización de un aceite nuevo indica su calidad, y en un aceite usado representa su grado de descomposición. El método ASTM D-974 es colorímetro y se utiliza para evaluar la acidez de los aceites de color claro, en este la muestra se disuelve en una mezcla de tolueno e iso-propanol que contiene una pequeña cantidad de agua y la solución resultante se titula a temperatura ambiente con una base o ácido alcohólico hasta un punto final indicado por el cambio de color que produce el indicador utilizado.
Figura 2.15 Equipo para determinación de TAN con la norma ASTM D974
El método ASTM D-664 es un método potenciométrico y se define como el número de miligramos de una base, en términos de hidróxido de potasio (KOH) que es necesario añadirle a un gramo de muestra de aceite para que reaccione con los constituyentes ácidos y alcance un punto final equivalente a un pH de 11. A pesar de que la acidez está relacionada con la corrosividad, no siempre un número de ácido alto indica que el aceite será corrosivo. No se conoce ninguna relación general entre la corrosión de cojinetes y el número de ácido o de base. El número de neutralización se aplica con efectividad en el control de aceites para turbina, aislantes, hidráulicos en servicio. Con el valor dado al aceite nuevo y por comparación pueden detectarse las condiciones mecánicas, cambio en las condiciones de trabajo y desgaste del aceite. El aumento en el número de ácido o la disminución en el número de base indican oxidación del aceite.
Figura 2.16 Esquema del ensayo para la determinación del numero de neutralización
2.1.10 Número básico total TBN (ASTM D 664 y D 2896) El TBN es básicamente una medida del potencial que tiene el aceite para neutralizar los ácidos que se vayan formando (azufre, cloro y bromo). El TBN analizado por el método ASTM D 664 indica la cantidad de miligramos de acido clorhídrico. (HCL), y si es por el método ASTM D 2896, el de miligramos de acido perclórico, que es necesario añadirle a un gramo de la muestra de aceite para neutralizar todos sus componentes básicos. El TBN en un aceite de motor esta relacionado con su capacidad de detergencia – dispersancia; a medida que disminuye se reduce la capacidad de limpieza del aceite hacia las partes del motor, en especial en la zona en la cabeza del pistón y en los anillos de compresión y raspador de aceite. Los aceites de motor presentan valores de TBN o alcalinidad elevados y TAN de 2 a 3, debidos a la composición de su paquete de aditivos.
2.1.11 Insolubles en pentano y benceno (ASTM D 893) Conocer el contenido de insolubles en un aceite y su composición es muy importante porque éste ésta relacionado directamente con la degradación del aceite, con la eficiencia de los filtros, con el desgaste, y en el caso de aceites detergentes, con su grado de saturación frente al carbón producido en la combustión. Una muestra de aceite lubricante usado se mezcla con pentano y se centrifuga. El aceite en solución es decantado y el precipitado lavado con pentano, secado y pesado para dar los insolubles en pentano. Para insolubles en benceno una muestra separada de aceite se mezcla con pentano y luego se centrífuga. El precipitado se lava por duplicado con pentano, nuevamente con una solución de benceno-alcohol y luego otra vez con benceno. El material insoluble es entonces secado y pesado para dar los insolubles en benceno. El porcentaje máximo permisible de insolubles en pentano en un aceite altamente detergente se considera normal hasta 2 % y 1.5 % para un nivel de detergencia moderado. La interpretación de los datos es la siguiente: Insolubles en pentano. Representa las resinas de oxidación más materia extraña. Insolubles en benceno. Representa la materia extraña. Resinas Insolubles. Representa los productos de oxidación y corresponde a los insolubles en pentano menos los insolubles en benceno. Esta prueba sirve para determinar la capacidad de un aceite motor para seguir en servicio o en la determinación de la causa de la falla de un motor.
Figura 2.17 Centrífuga para separación de los insolubles en pentano y en benceno
En general un bajo contenido de insolubles en pentano indica que el aceite está en buenas condiciones. Los productos de oxidación y otras formas de contaminación, son
muy pequeñas. Un valor relativamente alto de insolubles, muestra la presencia de contaminación por una fuente externa tal como polvo o partículas de metal. Si el contenido de insolubles en benceno es mayor del esperado existe una falla de operación, lo cual puede ser complementado con un análisis del contenido de metales por espectrometría de masa para localizar la causa. Los altos contenidos de insolubles en pentano indican oxidación excesiva por alta temperatura o utilización del aceite inadecuado.
2.1.12 Tensión interfacial (ASTM D971) Tiene poco significado en los aceites nuevos. Se emplea para analizar las características de la interfase que se forma cuando el aceite se contamina con agua. Los factores que influyen sobre esta propiedad son:
La naturaleza química del agua y del aceite. Las altas temperaturas aumentan la miscibilidad entre el agua y el aceite, disminuyéndola. La presencia de cuerpos polares producto de la oxidación del aceite, la disminuyen.
Normalmente se le analiza a los aceites para turbinas de vapor y dieléctricos, y los resultados se comparan con los siguientes intervalos:
Tabla 2.1 Rangos de valores de comparación de tensión interfacial
Valores bajos de la tensión interfacial en aceites usados indican una elevada tendencia del aceite a emulsionarse con el agua, disminución de sus características antiemulsionantes y puede indicar la presencia de lodos en el aceite debido a que los ácidos orgánicos y los ésteres (lodos) son tenso-activos. Se ha comprobado que cuando la tensión interfacial baja a la mitad de su valor original, existen posibilidades de que el aceite haya alcanzado su nivel de saturación de lodos. Se determina midiendo la fuerza necesaria para despegar un anillo plano de alambre de platino desde la superficie del líquido de más alta tensión superficial, esto es, hacia arriba desde la interfase agua-aceite. Para calcular la tensión interfacial, la fuerza medida se corrige determinando un factor empírico, el cual depende de la fuerza aplicada, la densidad tanto del aceite como del agua, y las dimensiones del anillo.
Figura 2.18 Equipo para medición de la tensión interfacial
Esta prueba es uno de los métodos más efectivos para detectar una oxidación incipiente de un aceite almacenado durante mucho tiempo. Se aplica con frecuencia a los aceites de transformadores eléctricos, donde la oxidación es especialmente perjudicial. Los ácidos formados pueden atacar el aislamiento y los lodos de oxidación interferir con la circulación y enfriamiento del embobinado. Estos aceites deben ser evaluados periódicamente por esta prueba para determinar la posibilidad de su reemplazo.
2.1.13 Dilución por combustible (ASTM D 322) Una dilución exagerada por gasolina o gasoil, en los aceites automotores puede tener serias consecuencias sobre el engrase y la seguridad del funcionamiento del motor, debido a la disminución de la viscosidad, del punto de inflamación y de la calidad del aceite.La dilución por combustible puede ser originada por una de las siguientes causas:
Anillos y/o cilindros gastados. Excesiva cantidad de combustible en la relación aire / combustible. Largos periodos de funcionamiento a bajas temperaturas. Ventilación deficiente del carter. Acelerar demasiado rápido. Bombear el acelerador con el motor apagado. Estrangulación excesiva del motor. Dejar trabajar el motor durante largo tiempo sin carga. Prender y apagar el motor frecuentemente. Demasiado juego en las guías de las válvulas. En algunos tipos de bombas de combustible cuando el diafragma está deteriorado.
Cuando el regulador termostático de los gases del exosto está pegado o funciona mal. Gasolina que contiene un alto porcentaje de hidrocarburos pesados.
En este método una muestra mezclada con agua, es colocada en un balón de vidrio provisto de un condensador de reflujo que descarga en una trampa graduada conectada al balón. Se calienta y el contenido del balón se lleva hasta ebullición. El combustible en la muestra se vaporiza junto con el agua y se licua en el condensador. El disolvente se recoge en la parte superior de la trampa y el exceso de agua se recircula hacia el balón donde nuevamente se vaporiza, llevando una cantidad adicional de disolvente. La ebullición se continúa hasta que el disolvente es recuperado en la trampa y su volumen se lee y se refiere a la muestra original.
Figura 2.19 Esquema de la prueba de dilución por combustible
Esta prueba está diseñada para determinar en forma exacta la dilución de los aceites de cárter en motores a gasolina. Una alta dilución perjudica la lubricación, aumenta el consumo de aceite, reduce la estabilidad a la oxidación y eleva el nivel de aceite en el cárter. Para motores Diesel no existe una prueba como esta por lo cual se utilizan la viscosidad y el punto de llama para detectarla. 2.1.14 Demulsibilidad (ASTM D 1401 y D 2711) El método estándar ASTM D 1401 se utiliza para los aceites sintéticos y para los de turbinas de vapor con una viscosidad entre un grado ISO 32 y un 100. El ASTM D 2711 para los demás tipos, incluyendo los de EP.
ASTM D1401 En esta prueba una muestra de 40 cm3 de agua destilada y 40 cm3 de aceite se agitan por cinco minutos a 130 °F en un cilindro graduado. El tiempo requerido para la separación de la emulsión en aceite y agua, es anotado. Si al término de una hora, tres o más mililitros de la emulsión aún permanecen, la prueba es suspendida y las cantidades de aceite, agua y emulsión son reportadas. Las tres cantidades se presentan en éste orden y separadas por un guión. El tiempo en minutos también es reportado entre paréntesis.
Figura 2.20 Equipo utilizados para la determinación de la demulsibidad según norma ASTM D 1401
ASTM D2711 En un tubo de embudo, son agitados 405 ml del aceite y 45 ml de agua durante cinco minutos a una temperatura de 180 °F. Después de un período de cinco horas de reposo, son sacados 50 ml de la parte superior de la capa de aceite, siendo centrifugados para determinar el "porcentaje de agua en el aceite". Los mililitros de "agua libre" se miden y se anotan. Luego la mezcla es drenada, hasta que permanezcan 100 ml en la parte inferior del tubo de embudo. Este volumen es luego centrifugado y el agua y la emulsión son separados, anotando el valor. El agua extraída de esta capa es añadida a la cantidad de agua anterior y el volumen total es medido y anotado. Cuando este ensayo se utiliza para probar aceites de engranajes con EP, la cantidad de aceite es reducida a 360 ml, mientras que el volumen de agua se aumenta hasta 90 ml.
Figura 2.21 Equipo utilizados para la determinación de la demulsibidad según norma ASTM D 2711
Esta propiedad es deseable en aceites donde el agua debe separarse fácilmente del aceite, tales como los aceites de turbina, aceites para cilindros de vapor, fluidos hidráulicos, aceites para motor, aceites para engranajes. Los factores que favorecen la estabilidad de las emulsiones son:
Una tensión interfacial suficientemente baja. Viscosidad muy elevada del aceite. Pequeña diferencia de densidad entre ambos líquidos. Presencia de sulfonatos por oxidación del aceite.
2.1.15 CARACTERÍSTICAS ANTIESPUMANTES (ASTM D892) La muestra, mantenida a una temperatura de 75°F, es soplada con aire a una rata constante por cinco minutos, luego es dejada en reposo por 10 minutos. El volumen de espuma es medido al final de ambos períodos. La prueba se repite sobre una segunda muestra a 200°F. Se elimina cualquier residuo de espuma después de la prueba anterior, mediante agitación. Se saca la muestra del baño, dejándola enfriar hasta 110°F. Luego se coloca el cilindro dentro del baño a 70°F. Se introduce el difusor de aire y se repite el procedimiento anterior, esta prueba se realiza con equipos como el que se puede apreciar en la Figura.
Figura 2.22Equipo para determinar la característica de formación de espuma en los aceites
La espuma consiste en burbujas de aire que ascienden rápidamente hacia la superficie del aceite, pero debe ser diferenciada del atrapamiento de aire que es el ascenso lento de burbujas dispersas a través de todo el aceite. El incremento en las ratas de flujo en sistemas hidráulicos, aceites para turbina y sistemas industriales que utilizan aceite hacen necesario utilizar aditivos antiespumantes, los cuales disminuyen la formación de espuma pero muchos de estos tienden a incrementar las características de atrapamiento de aire. El aditivo debe mantener un perfecto balance entre estos dos fenómenos. Entre las causas que favorecen la formación de espuma, se tienen: un bajo nivel de aceite en la consola, tubo de retorno del aceite por encima del nivel normal, entrada de aire en la tubería de succión de la bomba y agua en el aceite. Los aceites de baja viscosidad favorecen la resistencia a la formación de espuma ya que liberan más fácilmente el aire.
2.1.16 Aeroemulsión (DIN 5381) El método para evaluar la aeroemulsión de un aceite se basa en la observación, por medio de una balanza de Mohr, del ritmo de separación del aire que quedó en suspensión en forma de diminutas burbujas, en el aceite, después de haberlo sometido a un proceso de soplado o de dispersión, en condiciones controladas. La balanza de Mohr determina continuamente la densidad de la mezcla de aceite - aire y el ensayo se basa en la medida del tiempo que tarda el aceite en alcanzar una retención de aire inferior a un límite previamente establecido.
Figura 2.23 Balanza de Mohr usada para la determinación de las características aeroemulsionantes según DIN 5381
2.1.17 Agua en productos del petróleo (ASTM D 95 y D 96) Con el método ASTM D-96 se obtienen agua y sólidos por centrifugación (BSW), y por el método ASTM D-95 se obtiene el agua por destilación y el sedimento mediante extracción con un solvente o por filtración en caliente. En este último caso el material es calentado bajo reflujo con un solvente inmiscible en agua, el cual destila conjuntamente con el agua de la muestra. El solvente y el agua son condensados y separados en una trampa, el agua ocupa la parte graduada y el solvente retorna al balón.
Figura 2.24 Equipo usado para la determinación de agua en productos del petróleo según norma ASTM D 95
El contenido de agua en una muestra de aceite usado por debajo de 0.1 % por volumen no representa ningún problema, entre 0.1 % y 0.2 % el contenido se considera alto, pero es controlado por los aditivos antiemulsionantes, antioxidantes 60 y anticorrosivos que el aceite posee; por encima de 0.2 % es critico y es necesario buscar la causa que lo origina. El contenido de agua en general es perjudicial en un producto del petróleo, pero esto depende en gran parte del tipo de producto y su finalidad. Algunas aplicaciones pueden tolerar concentraciones diferentes de agua, otras en cambio no admiten ninguna cantidad, incluso no determinable por esta prueba. En aceites de transformador y aceites de refrigeración industrial se prefieren otras pruebas que tengan relación directa con el contenido de agua, como la rigidez dieléctrica. Un producto del petróleo sale normalmente limpio de refinería, pero durante el manejo y almacenamiento puede contaminarse, inclusive con agua de condensación.
2.1.18 Corrosión en lámina de cobre (ASTM D 130) Una lámina de cobre pulida se sumerge en una cantidad dada de muestra y se calienta a una temperatura y por un tiempo característico del material que es probado. Al final de este período, la lámina de cobre se retira, se lava y se compara con el patrón ASTM para cobre.
Figura 2.25 Patrón de colores para evaluar la corrosividad de lámina de cobre según norma ASTM D 130
La prueba de lámina de cobre evalúa la tendencia del aceite para provocar corrosión en los metales blandos, y no la habilidad del aceite para prevenir la corrosión. Su conocimiento es de utilidad en la lubricación de bujes de bronce, cojinetes que contienen bronce y ruedas de bronce para unidades de reducción de engranajes helicoidales, así mismo lo es para cojinetes antifricción con separadores de bronce, para aceites hidráulicos, aceites aislantes, aceites de maquinado para no ferrosos, etc. Se utiliza en refinería para controlar los productos terminados. También se utiliza en análisis de solventes y combustibles para asegurar que estos productos no atacan las partes de cobre con las que están en contacto. Las tres variables que componen la prueba (tiempo, temperatura e Interpretación de la apariencia de la lámina) se toman de tal manera que las condiciones reflejen la aplicación a que va a estar sometido el producto. 2.1.19 Herrumbre (ASTM D665) Se utiliza una barra de acero 1018. La muestra de aceite se mezcla con una cantidad indicada de agua y la barra de acero es sumergida en esta mezcla a temperatura controlada y por un tiempo determinado. Al final del ensayo la barra se lava y se seca y el resultado se reporta por observación de ésta y se decide si el aceite pasa o no pasa. Para efectuar esta prueba se requieren como mínimo 500 cm3 de aceite.
Figura 2.26 a. Equipo utilizado para la determinación de herrumbre. b. Esquema de realización de la prueba de herrumbre según norma ASTM D 665
La herrumbre es causada por el agua y el aire sobre los materiales ferrosos. Esta prueba se le hace a aceites nuevos o usados. Su acción se previene con los aditivos de tipo polar, pero el porcentaje de estos se deben controlar ya que pueden ejercer una acción negativa sobre las propiedades antiespumantes, antioxidantes y de demulsibilidad. Esta prueba es importante para aceites que están en contacto con agua, tales como aceites de turbina. Sin embargo actualmente se utiliza para otros tipos de aceite, siempre y cuando exista la posibilidad de contaminación con agua. Teniendo en cuenta que los aceites tienen inhibidores de corrosión, es más importante el análisis del aceite usado, respecto a esta prueba.
Figura 2.27 Barras de acero después de pruebas en aceites diferentes. a. pasa b. no pasa
2.1.20 Contenido de cenizas (ASTM D 482 – ASTM D 874) Para evaluar el contenido de cenizas, en una muestra de un aceite nuevo o usado, se emplean dos métodos. El ASTM D 482 para aquellos aceites formulados con aditivos sin cenizas y el ASTM D 874 para los que contienen aditivos con cenizas. La muestra se quema hasta que sólo queden cenizas y carbón. Luego es enfriada, la ceniza carbonizada se trata con ácido sulfúrico y se calienta a 550°C hasta que la oxidación del carbono es prácticamente completa. La ceniza se enfría entonces y se trata nuevamente con ácido sulfúrico, se calienta hasta 775°C y se pesa
Figura 2.28 Equipo para determinación de cenizas sulfatadas
El análisis de porcentaje de cenizas de una muestra de aceite usado, sirve para determinar el grado de deterioro de los aditivos que posee, su eficiencia, el desgaste de las diferentes piezas que lubrica y las partículas extrañas que entran en el sistema. Este análisis únicamente se puede hacer si se tiene el contenido de cenizas de dicho aceite cuando nuevo. Esta prueba identifica el contenido aproximado de aditivos detergentes, especialmente aquellos derivados del bario y calcio. Existen razones por las cuales el contenido de ceniza sulfatada puede ser mal interpretado; la detergencia de un lubricante depende también del aceite base y de algunos aditivos diferentes que no dejan ceniza; el contenido de ceniza puede ser debido a otros aditivos no detergentes; existen límites efectivos del aditivo por encima de los cuales el efecto detergente disminuye. Si el contenido de ceniza sulfatada es mayor en un aceite usado puede existir contaminación con residuos metálicos del motor, polvo del aire mal filtrado o plomo en el combustible si es un motor a gasolina. 2.1.21 Punto de anilina (ASTM D 611) Para la realización de esta prueba se colocan volúmenes iguales de anilina y de aceite en un tubo de ensayo, los cuales se mezclan mecánicamente. La mezcla se calienta a velocidad controlada hasta que las dos fases comienzan a ser miscibles. La mezcla se
enfría entonces a velocidad constante y la temperatura a la cual las dos fases se separan se toma como el punto de anilina.
Figura 2.29 Equipo manual para determinación del punto anilina según norma ASTM D 611
El punto de anilina es un indicador del poder de dilución de los solventes. A más bajo punto de anilina, más alto el poder de dilución. Se utiliza también para determinar las características de ignición de los combustibles Diesel a través del índice Diesel. El punto de anilina tiene importancia al evaluar el comportamiento del aceite frente a los retenedores y sellos constituidos por materiales de caucho y elastómeros, ya que este los puede ablandar o endurecer, lo que ocasionaría el mal funcionamiento de los mismos. Cuando el punto de anilina es bajo, hay tendencia al endurecimiento del caucho. La anilina, las resinas y los lodos que se deforman durante la oxidación y degradación de los aceites tienen una solubilidad muy semejante, por lo cual para disolver los lodos es necesario calentar el aceite por encima de su punto de anilina. 2.1.22 Resistencia Dieléctrica (ASTM D877 Y D1816) Los aceites derivados del petróleo no son conductores de la corriente eléctrica a diferencias de potencial normales. El material dieléctrico carece de las partículas cargadas libres que el conductor tiene. Si un voltaje lo suficientemente alto es aplicado, los iones son producidos en suficiente concentración para permitir una descarga de corriente a través del material dieléctrico, formando un arco. Los electrodos especificados por el método D 877 son de una pulgada con discos opuestos espaciados 0.1 pulgadas; los especificados por el método D 1816 son de secciones esféricas con un diámetro de 36 mm. Los electrodos están colocados a 0.040 o 0.081 pulgadas dependiendo de si el voltaje disponible es de 35 o 60 kilovoltios.
Figura 2.30 Equipo para medición de rigidez dieléctrica
Esta característica es importante en los aceites para transformadores y en los compresores de refrigeración, en los cuales el aceite refrigera el embobinado del motor eléctrico. En los aceites de transformador sin usar, la rigidez dieléctrica debe ser como mínimo de 30 kV, y se debe reacondicionar cuando llegue a 24. La principal causa en el descenso de la resistencia dieléctrica de un aceite es el agua presente en éste, siguen en importancia productos de la oxidación y otras impurezas sólidas. Si el agua fuera el único contaminante, el aceite podría ser recuperado por secado. Sin embargo, si la caída de la resistencia dieléctrica es atribuida a la oxidación, el aceite puede estar completamente deteriorado, más allá del límite de seguridad. La resistencia dieléctrica no sirve por sí sola, para un aceite en servicio continuo. 2.1.23 Estabilidad a la oxidación (ASTM D 943) o TOST (Turbine Oxidation Stability Test) Esta prueba se emplea básicamente para los aceites de turbinas de vapor, en los cuales la calidad se da en términos de su resistencia a la oxidación. Para esta prueba, se mantiene en contacto el aceite nuevo en presencia de agua, oxigeno y un catalizador bajo condiciones controladas. Cada 50 a 200 horas se sacan 10 ml de aceite y se chequea el número de neutralización. El aceite sobrepasa la prueba si alcanza 1000 horas de ensayo como mínimo con un NN por debajo o máximo de 2.0. La desventaja de esta prueba es el tiempo de duración. Los aceites que se vayan a utilizar en la lubricación de turbinas de vapor deben sobrepasar esta prueba.
Figura 2.31 Equipo para la determinación de la estabilidad a la oxidación según norma ASTM D 943
Para evaluar la estabilidad a la oxidación de los aceites para turbinas de vapor hay otros dos métodos que requieren menos tiempo de ejecución.
Método cigre: evalúa la acidez soluble y volátil y los barros al final de la oxidación. Método ULP: determina el número de horas que requiere el aceite para absorber 15 ml de oxigeno electrolítico, a una temperatura de 150 °C.
Esta prueba nos indica el tiempo de servicio de un aceite. Aceites trabajando a altas temperaturas en sistemas de circulación cerrados y por largo tiempo deben ser muy resistentes a la oxidación. Cuando están en presencia de agua y metales catalizadores, la condición es más exigente. No existe una relación muy precisa en cuanto a esta prueba y el comportamiento del aceite en una máquina, sin embargo sus resultados siguen siendo de gran importancia. La evaluación de la estabilidad a la oxidación de un aceite, se debe considerar relacionada con el tipo de servicio en el cual va a ser utilizado el aceite. 2.1.24 Estabilidad a la oxidación por bomba rotativa (ASTM D 2272) El método consiste en colocar una muestra de aceite nuevo o usado dentro de un recipiente hermético en el cual se encuentra alojada una bomba rotativa, inclinada 30° con respecto a la horizontal. Se le agrega agua al aceite y la bomba que gira a 100 rpm le inyecta oxigeno a la mezcla, a una presión de 90 psi. La emulsión se mantiene a una temperatura constante de 150 °C, en presencia de un catalizador de cobre. Al aumentar la temperatura, la presión de la mezcla sube aproximadamente a 170 psi. El tiempo de inducción se mide hasta el momento en que la presión del oxigeno dentro del recipiente hermético desciende 25 psi. Teóricamente, 10 minutos de inducción equivalen a un año de servicio del aceite. Este método, en el caso de los aceites usados, sirve para evaluar el contenido de aditivos antioxidantes que aun le quedan al aceite, al compararlo con la resistencia a la oxidación del aceite nuevo. El límite mínimo de minutos de ensayo para un aceite nuevo es de 100 y para uno usado es del 20 % del valor original.
2.1.25 Estabilidad a la oxidación (ASTM D 942) Se determina a partir de la caída de presión en un recipiente hermético el cual se presuriza a 100 Psi y luego se sumerge en un baño de aceite a 98°C durante 24 horas, al cabo de las cuales se toma la presión y 100 horas más tarde se anota la caída de presión
Tabla 2.2 Rango de caidas de presión para la evaluación de la estabilidad a la oxidación según norma ASTM D 942
Figura 2.32 Esquema del ensayo de estabilidad a la oxidación ASTM D 942
2.1.26 Contenido del inhibidor de oxidación (ASTM D 2668) Determina la cantidad de aditivo antioxidante presente en el aceite.
2.1.27 Formación de lodo (barro acido) (ASTM D 1313) Consiste en burbujear O2 en el aceite a presión atmosférica, a razón de 0.1 lt / hr, a 100 °C, y catalizador de cobre durante 64 y 164 horas, respectivamente. 2.1.28 Azufre en productos del petróleo (ASTM D 129) La muestra se oxida por combustión en una bomba que contiene oxígeno a presión. El azufre, como sulfato en los lavados de la bomba, se determina gravimétricamente como sulfato de bario. Se realiza en aceites nuevos
El resultado de esta prueba tiene como fin primordial, hacer cumplir los combustibles con especificaciones. El azufre en gasolinas y combustibles diesel ligeros es crítico debido a su efecto corrosivo y a la formación de depósitos.
Figura 2.33 Equipo para la determinación de azufre en productos del petroleo según norma ASTM D 129
Algunos motores diesel de alta velocidad son diseñados para combustibles con contenido de azufre hasta del 1%. Para motores más pesados de baja velocidad se tolera hasta el 5%. El efecto del alto contenido de azufre es controlado con el uso de lubricantes especiales de alto TBN. Los combustibles residuales para calderas y hornos tienen normalmente el más alto contenido de azufre, pero los equipos donde son quemados son relativamente insensibles al contenido de azufre. El problema en estos casos es de contaminación ambiental por productos condensables del azufre. El contenido de azufre en solventes es crítico y debe ser muy bajo. En las turbinas a gas para aviación los mercaptanos tienden a atacar las planchas de Cadmio y es por esto que se requiere un bajo contenido de estos compuestos.
2.1.29 Azufre corrosivo (ASTM D 1275) La prueba se realiza a 122 °F por tres horas. Se clasifica con “pasa” o “no pasa” (1a, 1b, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 3a, 3b).
2.1.30 Contenido de cloro (ASTM D 808 - ASTM D 1317) Se puede emplear un método gravimétrico o uno volumétrico. Ambos son aprobados para aceites nuevos o usados al igual que para las grasas.
2.1.31 Prueba cualitativa de la mancha para aceites detergentes Es un método práctico para evaluar los aceites detergentes usados. Permite analizar cualitativamente si el aceite esta contaminado y cuál es la capacidad de detergencia – dispersancia que aún le queda. El método consiste en colocar una gota del aceite usado en un pedazo de papel secante 240 M. Este es absorbido por el papel y forma un patrón característico, el cual determina el estado del aceite. Hay 4 patrones característicos:
Figura 2.34 Patrones característicos para aceites detergentes
2.1.32 Prueba de desgaste para lubricantes Existen diferentes tipos de equipos para evaluar la capacidad que poseen los lubricantes de evitar el rozamiento, el desgaste y los fenómenos destructivos de la soldadura, rayado y desprendimiento de material en las superficies rodantes.
2.1.32.1 Prueba de desgaste con cuatro esferas (ASTM D2266) Prueba de presión EP con cuatro esferas (ASTM D2596) Esta prueba de desgaste es utilizada para determinar las relativas propiedades antidesgaste de los lubricantes en superficies metálicas deslizantes, operando a condiciones extremas de lubricación. La prueba es llevada a cabo a una velocidad específica, temperatura y carga. Al final de un período determinado, el promedio de la reducción del diámetro de las esferas se mide y se reporta.
Figura 2.35 Equipo para pruebas de desgaste y de extrema presión normas ASTM D 2266 y D2596
La prueba de extrema presión (EP) está diseñada para evaluar el rendimiento bajo altas cargas que son aplicadas en la prueba de desgaste, lo mismo que la de extrema presión. Esta prueba de extrema presión se diferencia muy poco de la de desgaste, solamente en el aparato utilizado. En esta prueba, la esfera de acero de 1.27 cm. de diámetro, es rotada a una velocidad constante contra las otras tres esferas. La temperatura no se controla. La carga se aumenta a intervalos específicos hasta que la esfera que rota se soldé a las otras esferas. Al final de cada intervalo, los diámetros de desgaste se miden y se anotan. Dos valores de esta prueba de EP son generalmente reportados con índices de desgaste de carga (antiguamente Carga Media Herz) y punto de soldadura. El índice de desgaste de carga (LWI) es la medida de la propiedad de un lubricante para prevenir el desgaste bajo cargas aplicadas. El punto de soldadura es la carga aplicada menor, en kilogramos, a la cual la esfera de rodamiento se suelda o agarra a las esferas estacionarías, o bien aquella carga a la cual el desgaste es máximo en las tres esferas estacionarías. Este valor indica el punto en el cual el límite de extrema presión del lubricante es excedido.
Figura 2.36 Esquema del montaje para la prueba de cuatro esferas
Esta prueba sirve en general para controlar la calidad de los lubricantes de extrema presión, pero no puede utilizarse para predecir el rendimiento en la práctica. Para lo anterior se deben tener en cuenta otras propiedades.
2.1.32.2 Prueba timken de extrema presión Aceites Lubricantes: (ASTM D 2782) Grasas Lubricantes: (ASTM D2509) El equipo para la prueba Timken de EP es una máquina especial con un mandril rotatorio y un brazo de elevación sobre el cual pueden ser colocadas cargas, para variar la presión que el mandril ejerce sobre el miembro estacionario. En la prueba se le adapta al mandril un anillo de acero fuerte (puede ser el anillo exterior o la copa de rodamiento de rodillos). Se utiliza también un bloque chato de acero, sobre el cual es rotado el anillo durante la prueba, lo mismo que una buena cantidad de lubricante que va a ser analizado. Para comenzar la prueba, tanto el anillo como el bloque son colocados en posición, alimentando el lubricante en el punto de contacto del anillo y el bloque. Una carga específica es aplicada en el brazo de elevación, poniendo a funcionar la máquina, usualmente a 800 rpm y durante 10 minutos o hasta que la falla ocurra. Al final de este período de tiempo, el bloque es analizado. La carga para la cual los bordes de las ranuras producidas no muestran irregularidades debidas al arrastre de metal se reporta como la carga Timken OK en libras.
Figura 2.37 Esquema de la prueba Timken de extrema presión
Solamente se pueden obtener conclusiones de tipo general, con la prueba Timken o con cualquiera otra de extrema presión. Los resultados encontrados deben ser relacionados con información adicional del lubricante, tal como propiedades antidesgaste, tipo de aditivo, características de corrosión, etc. Usados de esta manera, los resultados de esta prueba pueden darle a un mecánico o ingeniero experimentado, valiosa información sobre el rendimiento de un lubricante, con respecto a otros. Además, la prueba Timken de EP es utilizada en el control de la calidad de lubricantes cuyas características de rendimiento han sido establecidas anteriormente.
Figura 2.38 Máquina para ensayos Timken
2.1.32.3 Prueba FZG (DIN 51354) A en esta prueba se emplea un juego de engranajes que operan a 90 °C y 8.3 m/s con un incremento de la carga cada 15 minutos, y se mide, por diferencia de peso, el material desprendido de los dientes. Se considera que la prueba termina cuando la pérdida de peso es superior a 10 mg. o por apreciación visual. Esta prueba no se considera muy representativa dado que el ensayo no considera condiciones de cambios brusco de carga ni choques.
Figura 2.39 Esquema del montaje usado para la prueba de desgaste FZG según norma DIN 51354
2.1.32.4 Pruebas ALMEN Utiliza una varilla cilíndrica la cual gira dentro de un casquillo abierto, el cual se presiona contra aquella. Se añaden pesas de 0.9 Kg, a intervalos de 10 segundos y se registra la relación entre la carga y la iniciación de rayado.
2.1.32.5 Prueba SAE Se hacen girar dos rodillos a diferentes velocidades y en un mismo sentido. La carga se aumenta gradualmente hasta que se produzca la falla. Esta prueba combina el rodamiento y el deslizamiento, la carga aplicada en libras, para evaluar el índice de desgaste, se puede clasificar así: Mineral puro menos de 125. EP 125 - 550 Suele ser poco utilizada pues no considera las cargas de choque.
2.1.32.6 Prueba FALEX Se hace girar un anillo cilíndrico entre dos bloques de material duro y en forma de V que presionan la varilla e incrementan la intensidad gradualmente. Se registran la carga y el torque. La carga y el toque en libra se registran y se clasifican así: Mineral puro menos de 750. EP: 750 – 4500 2.1.32.7 Ensayo de bomba hidráulica (VICKERS) En este ensayo los elementos en rozamiento son las partes móviles de una bomba de paletas Vickers, por la que se hace circular el aceite hidráulico a probar. Por la perdida de peso en los anillos y paletas se deducen las propiedades antidesgaste del fluido.
Figura 2.40 Esquema del montaje para la realización de la prueba de desgaste Vickers
2.1.33 Penetración en grasas lubricantes (ASTM D217) El penetrómetro de cono ASTM está formado por un cono de metal de peso y dimensiones específicas, un ensamble de ajuste y un indicador de penetración. Las características más importantes del cono son:
Ángulo del cono, 90° Ángulo de la punta, 30° Peso del cono, 102,5 gr
Figura 2.41 Esquema del ensayo de penetración en grasas lubricantes
Con esta prueba se cuantifica la consistencia de la grasa, es decir que tan dura o que tan fluida es, para dicha prueba la grasa debe estar bajo ciertas condiciones, para lo cual se utiliza un elemento conocido como trabajador estándar de grasa, que es un equipo que consta de un recipiente y un émbolo (disco perforado), el cual se mueve hacia arriba y hacia abajo, para "trabajar" la mezcla en el recipiente. Un ciclo de movimiento del émbolo hacia arriba y hacia abajo es conocido como "doble carrera del émbolo". La grasa entonces se somete a inicialmente a 60 carreras dobles (ciclos) de un pistón, a 25°C (77°F).
La muestra ya trabajada se coloca en la plataforma del penetrómetro. El cono es colocado en la posición de cero, con la punta apenas tocando la superficie de la muestra. El cono es soltado de su posición, permitiéndole entrar en la muestra, por espacio de cinco segundos. La penetración es leída en el indicador en décimas de milímetro. Este procedimiento se lleva a cabo tres veces y el promedio se anota como la penetración. Esta prueba se utiliza fundamentalmente para clasifica las grasas según el National Lubricating Grease Instituto (NLGI) utilizando la penetración trabajada.
Figura 2.42 Equipo utilizado en la prueba de penetración en grasas lubricantes ASTM D 217
2.1.34 Punto de goteo de la grasa (ASTM D 566 y ASTM D 2265) Norma ASTM D 566: La copa es llenada con la grasa que va a ser probada y luego es colocada en el tubo de ensayo con el tapón y el termómetro. Luego el tubo de ensayo es sumergido en el baño de aceite. La temperatura del baño se aumenta hasta que el goteo del material (grasa) salga por el orificio de la parte inferior de la copa. Las lecturas de los termómetros de la copa y el baño, son anotadas en ese momento. El promedio de las dos temperaturas se reporta como el punto de goteo de la grasa. La temperatura limite de utilización de una grasa esta entre 20 y 40 °C por debajo de su punto de goteo.
Figura 2.43 a. Esquema general del montaje b. Equipo utilizado para la determinación del punto de goteo de la grasa ASTM D 566
Norma ASTM 2265: Esta prueba es igual a la anterior, pero se diferencia en que utiliza un bloque o lámina de aluminio, como fuente de calor. Esto permite medir puntos de goteo arriba de los 625 °F, lo cual no puede lograrse con el baño de aceite. La prueba anterior da una idea de la máxima temperatura de utilización de una grasa. Generalmente el punto de goteo es superior a esta temperatura.
Figura 2.44 Equipo utilizado para la determinación del punto de goteo de la grasa según norma ASTM D 2265
2.1.35 Desintegración de la grasa por la acción del agua (MIL-6-16908-2) Consiste en recubrir chapas de acero con la grasa a probar hasta lograr un espesor de 0.5 mm la cual se sumerge en 500 ml de agua destilada y se agita durante una hora, luego se repite el ensayo con otra chapa y agua de mar sintética. Finalmente se miden los espesores de las películas de grasa y estos se toman como los índices de desintegración.
Figura 2.45 Esquema de la prueba de desintegración de la grasa
2.1.36 Estabilidad mecánica o al laminado (ASTM D 1813) En esta prueba se somete durante 4 horas una muestra de grasa a un movimiento de vaivén, en un pistón perforado, o a una agitación continua con un rodillo excéntrico que
gira a 160 rpm dentro de un cilindro. Para evaluar esta propiedad es necesario conocer la penetración trabajada antes y después del ensayo, y, una vez conocido estos datos se calcula el % de cambio de consistencia a partir de la siguiente ecuación: % cambio de la consistencia de la grasa = (P’ – P”) / P’ Donde P` es la penetración antes del ensayo y P’’ es la penetración trabajada después del ensayo. El porcentaje hallado se compara con los siguientes valores:
Tabla 2.3 Rangos de porcentaje de cambio para la evaluación de la estabilidad mecánica de las grasas
2.1.37 Separación del aceite (ASTM D 1742) Esta característica es importante para determinar la cantidad de aceite que se separa de la grasa durante el almacenamiento. Se evalúa mediante la diferencia de peso entre dos muestra una sin calentar y la otra después de calentada a 100°C durante 50 horas.
Figura 2.46 Esquema del ensayo de separación del aceite
2.1.38 Destilación de productos del petróleo (ASTM D86) Una cantidad específica del producto (100 cm3) se coloca dentro del balón de destilación el cual es cerrado poniendo el termómetro en la parte superior. Se conecta luego el
condensador al balón, la probeta graduada se coloca en posición para recibir el líquido que sale del condensador. Luego se aplica calor al balón de destilación a una velocidad tal que permita que la primera gota de destilado salga del condensador. La lectura del termómetro en este punto se anota como punto inicial de ebullición La fuente de calor se regula de tal manera que la destilación se lleve a cabo a una velocidad específica. La cantidad de destilado recogido en la probeta puede ser medida a intervalos específicos de temperatura, o medir la temperatura a niveles específicos de destilado.
Figura 2.47 Equipo para destilación bajo norma ASTM D86
Tanto para los combustibles como para los solventes, las características de destilación son importantes. Para gasolina automotor el rango de destilación es importante. Las características de destilación de la porción más volátil, mas del 50% evaporado, en conjunto con la presión de vapor de la gasolina, controlan la habilidad de un buen rendimiento de arranque en frío. Sin embargo estas características controlan la tendencia al taponamiento por vapor. Un mejoramiento en la característica de arranque en frío, puede desmejorar la protección contra el taponamiento. Las temperaturas a las cuales el 50% y el 90% del combustible se ha evaporado, son indicación de las características de desempeño de la gasolina al calentar el motor. Entre más bajos estos valores, mejor el desempeño en caliente. La temperatura baja al 50% es un índice de buena aceleración. El valor bajo al 90% es deseable para una combustión completa, distribución uniforme del combustible en los cilindros y menos formación de depósitos en la cámara de combustión. Las gasolinas de aviación tienen en el 90% valores de temperatura de ebullición más bajos que las gasolinas para automotor. Un límite mínimo de la suma de los puntos en 10% y 50% se controla para evitar el congelamiento del vapor.
Los combustibles Diesel tienen mucho menos volatilidad que las gasolinas aunque los efectos de los varios puntos de destilación son similares. Por ejemplo, entre mas bajo el punto de ebullición para un número de cetano dado, mejor es la habilidad de encendido, pero mayores las posibilidades de taponamiento por vapor o de marcha lenta. Igualmente entre más alto el punto de ebullición, mayores las posibilidades de que existan problemas de humos y depósitos. El punto medio de ebullición (punto 50%) está relacionado con la economía de combustible, debido a que un punto de 50% más alto, ocasiona mayores BTU y un mejor número de cetano del combustible Diesel. Cuando el combustible va a emplearse en quemadores la facilidad de inflamación depende de la volatilidad de la primera porción. Los humos dependen del punto final de ebullición; existirán muchos humos si el punto final de ebullición es muy alto. Muchas de las características de rendimiento de los solventes, están relacionados con los rangos de destilación. El punto de ebullición inicial es una medida indirecta del punto de chispa, y por consiguiente, de la posibilidad de fuego. El rango entre el punto inicial de ebullición y el punto del 50% es un índice del comportamiento inicial, cuando es usado como solvente en caucho o pintura. El punto de 50% muestra, a groso modo, una relación con la rapidez de evaporación; un valor de temperatura bajo en el punto de 50% para ciertos hidrocarburos, aumenta la velocidad de evaporación. Si el punto de 95% y el punto seco están muy cercanos, existe una muy pequeña o nula diferencia sobre la fracción de secado lento. También, un pequeño rango de destilación de un solvente, en el espacio entre el punto inicial de ebullición y el 5% o entre el 95% y el punto seco final, da una indicación del rendimiento del solvente. Entre menor sea esa diferencia, más puro es el solvente. 2.1.39 Presión de vapor reíd (ASTM D 323) El término presión de vapor significa para un ingeniero "presión de vapor de un líquido". Un producto del petróleo, al contrario del agua, comprende fracciones muy diferentes, cada una con una presión de vapor y una composición propias. Por lo tanto la presión de vapor de un producto del petróleo es un valor combinado que refleja las diferentes presiones de vapor de las varias fracciones, de acuerdo a su participación molecular. De esta forma es posible que dos compuestos totalmente diferentes, tengan la misma presión de vapor a una misma temperatura, obtenidas por acumulación de las presiones de vapor de las fracciones de cada compuesto. Un destilado de rango estrecho puede tener la misma presión de vapor que la de una mezcla, donde el efecto de las fracciones más pesadas es compensado por el de las fracciones livianas. El aparato de prueba para la presión de vapor Reíd, consiste esencialmente de una bomba de doble cámara. La cámara superior está equipada con un manómetro y contiene aire atmosférico. Cuando esta cámara es lavada al principio de la prueba, se deja un residuo de agua dentro de ésta para asegurar una humedad relativa del 100%. La cámara inferior, la cual tiene la cuarta parte de capacidad de la superior, es llenada con la muestra de líquido. Con la muestra en su respectiva cámara refrigerada para evitar una evaporación prematura y teniendo cuidado que no se produzcan presiones anormales, la bomba es herméticamente sellada. La bomba es sumergida en un baño a 100 °F. Para
asegurar que todo el líquido se evapore, la bomba es removida del baño periódicamente y agitada vigorosamente durante un corto período. El efecto combinado de las diferentes fracciones de hidrocarburos incrementa la presión en la bomba, indicada en el manómetro. Una vez que el manómetro muestra una presión de cero (presión atmosférica del aire dentro de la bomba compensada por la presión en la parte exterior de la misma bomba), la lectura del manómetro registrará, aproximadamente, sólo el efecto producido por la muestra en psia. Cuando se ha alcanzado la temperatura de equilibrio de 100 °F y la presión en la bomba se mantiene en su máximo valor, se anota esta presión. Algunos factores de corrección deben ser aplicados a este valor para compensar la presión de calibración del manómetro y para cualquier diferencial entre la temperatura inicial del aire en la bomba y la de 100 °F.
Figura 2.48 Equipo para la determinación de la presión de vapor de Reid a. Análogo b. Digital
Esta prueba es de gran importancia para la gasolina, la cual contiene fracciones altamente volátiles, tales como butano, pentano, etc., que disminuyen el valor de la presión de vapor y facilitan el arranque en frío. En climas calientes, un valor demasiado alto de la presión de vapor puede causar taponamiento por vapor, evitando de esta forma el paso de la gasolina al carburador. Se crea un vacío parcial en la succión de la bomba de combustible, que en asocio de una alta temperatura favorece la evaporación del combustible, el conocimiento de la presión de vapor es también importante en el almacenamiento de dichos productos. Los recipientes cerrados que contengan productos altamente volátiles, deben ser construidos con materiales resistentes a las altas presiones internas. 2.1.40 Goma en la gasolina (ASTM D 381) un vaso que contiene 50 ml de la muestra de gasolina es colocado en un baño a 320 329 °F, dirigiendo una corriente de aire precalentado dentro del vaso a una velocidad de un litro por segundo. Después de 30 segundos, tiempo suficiente para la evaporación de la parte volátil de la muestra, el vaso es retirado y dejado enfriar, determinando luego el
peso del residuo. Para gasolinas de aviación, este residuo es considerado como el contenido de gomas en la muestra. Sin embargo, con los combustibles de motores, el residuo también puede contener aceites de baja volatilidad, agregados a la gasolina para mantener el sistema de inducción limpio. Aditivos de este tipo pueden ser extraídos con n-heptano, el cual disuelve el aceite y no la goma. Una cantidad de 25 ml de n-heptano es agregado al residuo, agitado, permitiéndole luego reposar y por último decantar. Esta etapa es repetida y el residuo final se considera que son las gomas.
Figura 2.49 Equipo para la determinación de goma en la gasolina según norma ASTM D 381
Las gomas que se presentan en la gasolina son pequeñas cantidades de productos de oxidación disueltos, que no han sido evaporados o que no se queman completamente. Aunque las concentraciones de gomas encontradas durante la elaboración del combustible no son grandes, ellas pueden aumentar a proporciones peligrosas durante el proceso de almacenamiento. Las gomas existentes pueden acumularse en el tanque de gasolina, la línea de combustible, bomba, sistemas de inducción, válvulas de admisión, y mediante un efecto acumulativo causar problemas serios y reparaciones prematuras. La prueba de estabilidad a la oxidación en gasolinas indica la tendencia a la formación de gomas, mientras que ésta prueba determina la cantidad de gomas presentes. Las dos pruebas se combinan para controlar la calidad de la gasolina, y resistir almacenamientos normales. 2.1.41 Calor de combustión (ASTM D240) El calor de combustión se determina en este método quemando una muestra en una bomba calorimétrica de oxígeno bajo condiciones controladas. El calor de combustión se encuentra a partir de observaciones de temperatura, antes, durante y después de la combustión. Se hacen las correcciones por transferencia de calor, productos que causan
calores de disolución, etc. Generalmente la combustión se efectúa utilizando una camisa de agua que eleva la temperatura conjuntamente para que la prueba sea adiabática. El calor obtenido por este método es el poder calorífico superior o bruto (HHV).
Figura 2.50 Esquema de la bomba calorimétrica de oxigeno
El intervalo en el valor del calor de combustión de los productos del petróleo es muy estrecho. Los combustibles residuales tienen valores más altos en base volumétrica y sin embargo desde el punto de vista económico están en desventaja por su dificultad para quemarlos completamente y su difícil manejo por alta viscosidad.
2.2 Espectrometría de absorción atómica La evaluación del estado del lubricante durante su funcionamiento (pruebas fisicoquímicas), no nos proporcionan un análisis completo, para complementarlo se debe chequear la concentración de metales en dicho aceite. Uno de los métodos para determinar dicha concentración es la espectrometría de absorción atómica. Este análisis en un aceite nuevo indica el contenido de aditivos metálicos, o la contaminación con una fuente externa; en un aceite usado, el desgaste del elemento lubricado o la contaminación del mismo con una fuente externa. Este tipo de práctica es muy común en los motores de combustión interna debido a la diversidad de materiales empleados en su construcción. Un solo análisis no es representativo para sacar conclusiones acerca de lo que esta sucediendo en el interior del motor, solo una secuencia programada permitirá obtenerlas.
Figura 2.51 Equipos para realizar espectrometria de absorción atómica
2.2.1 Principios de funcionamiento La ciencia de espectroscopia por absorción atómica ha dado a tres técnicas de uso analítico: la emisión, la fluorescencia y la absorción. El principio básico de este procedimiento analítico puede describirse como el inverso de los métodos de emisión para la determinación de partículas metálicas. En este tipo de proceso a diferencia de otros métodos, la muestra no se excita, sino que simplemente se disocia de los enlaces químicos y se coloca en un estado no excitado, no ionizado y en un nivel de energía mínimo. En estas condiciones el elemento es capaz de absorber la radiación en líneas discretas de ancho de banda angosta. El diseño del quemador es uno de los factores críticos en un sistema de absorción atómica. El ensayo típico consiste en someter la muestra de lubricante a una fuente alto voltaje (15 kV) en la cual se calienta y libera energía. Fenómenos especiales de radiación se generan, en los cuales se pueden diferenciar y asignar las radiaciones a diferentes frecuencias a elementos específicos constituyentes del lubricante. La intensidad de radiación a una frecuencia específica es proporcional a la concentración de su respectivo elemento.
Figura 2.52 Esquema del principio de funcionamiento de la espectrometría de absorción atómica
2.2.2 Análisis espectrográfico de aceites para motor Dado que cada motor cuenta con su tendencia normal al desgaste, y solo se podrá concluir que una variación en el contenido de metales es anormal si se conoce dicha tendencia. Durante el periodo inicial de un motor, el contenido de metales es alto, luego se normaliza a lo largo de su vida útil, y por ultimo se incrementa debido a la perdida de los ajustes. Para evaluar el desgaste de un motor es necesario tener la tendencia normal al desgaste de sus diferentes elementos. Dicha tendencia solo es valida mientras se mantengan las condiciones, si estas varían la tendencia también lo hará.
Figura 2.53 Gráfico de tendencia normal de desgaste de un mecanismo
Un aceite puede ser aceptable desde el punto de vista físico-químico, pero si el contenido de metales esta por encima de la tendencia normal de desgate, será necesario cambiar el tipo de aceite.
2.2.3 Métales que se analizan en un aceite para motor Los metales cuya concentración se determinan comúnmente son:
Tabla 2.4 Metales que se analizan en un aceite para motor
Las impurezas del aire se pueden clasificar en dos grandes categorías: 1. Partículas de polvo cuyas dimensiones están comprendidas entre 1 y 150 micras. 2. Partículas de humo procedentes de procesos químicos cuyo tamaño varia entre 0.1 y 1 micra. Las partículas se clasifican según su diámetro, así:
Tabla 2.5 Tamaño de partículas, de acuerdo con el tipo de polvo
La distribución de las partículas varía con la naturaleza del suelo, del clima y el tipo de vehículo en desplazamiento. En una carretera asfaltada, la concentración de las partículas es:
Tabla 2.6 Concentración de partículas de acuerdo con su tamaño (carretera asfaltada)
A continuación se presentan lo valores medios de contaminación de acuerdo con el sitio de operación del vehiculo.
5 mgr/m3 para vehículos en buenas carreteras. 50 a 100 mgr/m3 para vehículos industriales de transporte. 250 mgr/m3 para tractores agrícolas. 100 mgr/m3 para vehiculo que trabajan en carreteras destapadas y obras publicas. 3000 mgr/m3 para viento de arena, prácticamente sin visibilidad.
2.2.4 Concentración Permisible De Los Diferentes Elementos Metálicos Como ya sabemos el contenido máximo permisible en ppm de los diferentes metales presentes en una muestra de aceite es difícil de especificar, pero en forma aproximada se pueden tener los que se presentan en las tablas, los cuales no se deben tomar como valores absolutos:
Tabla 2.7 Concentración aproximada en p.p.m.en aceites para motor
Tabla 2.8 Concentración aproximada en p.p.m.
Estas tablas se deben tomar solamente como un índice de carácter general. Mas adelante en este trabajo se presentarán algunas tablas de límites condenatorios que nos ofrecerán información mas detallada al combinar los datos de valores límite de material metálico particulado con algunos límites de advertencia respecto a otras propiedades y pruebas de laboratorio. 2.2.5 Espectrografía de absorción atómica en aceites industriales Se emplea muy poco, excepto para aquellos equipos críticos que por su importancia dentro de un sistema de producción puedan en un momento dado parar toda una planta. Por lo general los metales que se analizan y su origen son: Hierro: Engranajes y en rodamientos Cobre: Babitt de cojinetes a fricción o el separador en rodamientos. Silicio: Aire exterior Para determinar las concentraciones máximas permisibles de cada metal se procede en forma similar a lo ya visto para motores de combustión interna. Como es obvio, el contenido de hierro será mas o menos alto, dependiendo del tamaño y número de piñones. De igual forma cuando se presente desgaste abrasivo en los piñones el contenido de hierro y silicio en ppm será alto
2.3 Análisis de los aditivos del aceite Nitrógeno: Proviene de los dispersantes y de los mejoradores del IV. Calcio, magnesio (bario y sodio): Proviene de los detergentes o de las goteras de anticongelante del radiador.
Fósforo y zinc: proviene del antidesgaste y del antioxidante. Otros elementos (Cobre, Molibdeno y Boro): El Cu puede estar como aditivo hasta en 200 ppm, este y el molibdeno pueden ser consecuencia de del desgaste de ciertos mecanismos lubricados y el B puede provenir del anticongelante del radiador. Las principales ventajas de la espectrografía por absorción atómica son: - Evita reparaciones innecesarias en los equipos. - Predice fallas que se están iniciando en uno o en varios componentes. - Evalúa la calidad del lubricante empleado. - Reduce el tiempo de mantenimiento preventivo pues antes de parar el equipo se conocen los elementos que es necesario cambiar. 2.4 Análisis infrarrojo diferencial (DIR) Permite analizar el aceite usado y compararlo con el original. Y consiste en hacer pasar una luz infrarroja a través de una delgada capa de aceite sin usar, y otra de aceite usado; con lo que se obtiene en cada caso una determinada longitud de onda. La diferencia es resultado de la absorción de la longitud de onda en micrones del aceite usado, la cual se relaciona directamente con el contaminante encontrado. Los diferentes tipos de contaminantes presentes están relacionados con las siguientes longitudes de onda absorbidas (micrones):
Agua Productos de oxidación Nitratos orgánicos Compuestos nitratos Glicoles Dilución por combustible Detergentes
2.9 5.8 - 5.9 6.2 6.5 9.3 - 9.7 10 – 20 8.5
2.5 Análisis por ferrografía La tendencia es cada vez más reducir hasta llegar a eliminar el mantenimiento preventivo y trabajar de acuerdo con la predicción de la vida útil de los equipos. La clave fundamental del mantenimiento predictivo es la capacidad de generar en forma simultánea el diagnostico y la predicción de la condición de los equipos. El diagnostico sin predicción es de poca utilidad en la industria. La tribología esta a la par con el mantenimiento predictivo bajo la forma de control ofensivo de la lubricación, buscando prevenir predictivamente una lubricación anormal, considerando su interacción con la predicción y diagnóstico de problemas o fallas internas que afecten la vida útil de los equipos, mediante la detección temprana de un problema mecánico que se manifiesta a través del desprendimiento de una cantidad y un tamaño anormal de partículas de desgaste.
Figura 2.54 Ferrograma a 225X para análisis por ferrografía analítica
Para poder detectar procesos de lubricación anormales y elegir una mejor técnica de lubricación, una importante técnica es la ferrografía, la cual analiza la concentración, el tamaño, la forma y la procedencia de las partículas metálicas presentes en el aceite. Seguidamente almacena datos de dicho perfil de distribución y concentración de partículas en el tiempo, y con ayuda de un programa de computadora, proyecta dichas variables históricamente, lo que permite hacer una predicción. Finalmente con la ayuda del microscopio y patrones de reconocimiento, esta prueba nos sirve para analizar la forma y el tamaño de las partículas del desgaste, lo cual implica avanzar hacia el diagnostico del origen del programa, de su naturaleza y evolución.
Figura 2.55 Ferrógrafo de lectura directa
2.5.1 Ferrografía Directa (Conteo de Partículas) La ferrografía directa consiste en una medición cuantitativa de la concentración de las partículas ferrosas en una muestra de fluido a través de la precipitación de esas partículas en un tubo de vidrio sometido a un fuerte campo magnético. Dos rayos de luz transportados por fibra óptica impactan sobre el tubo en dos posiciones correspondientes a la localización en la cual las partículas grandes y las pequeñas serán depositadas por el campo magnético. La luz es reducida en relación a las partículas depositadas en el tubo de vidrio y ésta reducción es monitoreada y medida electrónicamente. Dos conjuntos de lecturas son obtenidos de las grandes y pequeñas partículas (partículas por encima de 5 micras y partículas por debajo de 5 micras). Por lo general más de 20,000 partículas mayores de 5 micras indican una alerta de seguimiento y más de 40,000 son excesivas e indican problemas de desgaste en componentes ferrosos de la máquina.
Figura 2.56 Esquema de funcionamiento de el ensayo de ferrografía directa
Actualmente se impone un refinamiento de este método (otro sensor después del S) permite obtener en número de partículas en total de partículas mayores de 1.2 micras, el total de partículas mayores de 5 micras y el total de partículas mayores de 12 micras. El número de partículas tiene un código correspondiente en la norma ISO 4406 para análisis de lubricantes a través del conteo de partículas. El código no es más que un número del 8 al 24. El fabricante del lubricante recomienda unas cantidades de material particulado a través de estos códigos. Su desventaja es que sólo mide partículas ferromagnéticas y para ser decisiva requiere de un análisis posterior de ferrografía analítica. Para que la muestra sea válida el análisis debe ser realizado sobre aceites cambiados o microfiltrados después de cada incidente y que hayan realizado el ciclo de lubricación un número representativo de veces.
Figura 2.57 Tabla de resultados de análisis por ferrografía directa vs. Recomendación del fabricante
Figura 2.58 Tabla Norma ISO 4406
En el ejemplo el fabricante recomienda 21/20/19 (no más de 20,000 partículas mayores de 1.2 micras/ no más de 10,000 partículas mayores de 5 micras / y no más de 5,000 partículas mayores de 12 micras, compare la recomendación con la tabla de la norma). Según este análisis, el aceite está para cambio o microfiltrado y puede haber un desgaste importante en la máquina. 2.5.2 Ferrografía Analítica La ferrografía analítica se posiciona como una de las técnicas mas importantes para el análisis de aceite. Cuando es implementada correctamente provee gran información de causa raíz. A pesar de sus capacidades es frecuentemente excluida de los programas de análisis de aceites, debido a que comparativamente, es bastante costosa. Además, es una prueba que requiere tiempo, paciencia y alta habilidad por parte del analista. Por lo
tanto, este análisis representa costos significativos que no se presentan en otros análisis de aceites. Por otra parte, los beneficios de la ferrografía analítica son muy representativos al lograr una clara identificación de modos de falla que ningún otro análisis provee. El principio de la ferrografía analítica consiste en separar sistemáticamente el material particulado suspendido en el lubricante, sobre una plaqueta de vidrio. La plaqueta es examinada bajo el microscopio para distinguir tamaño, concentración, composición, morfología y condición superficial de las partículas ferrosas y no ferrosas que caracterizan el desgaste. El examen detallado descubre los misterios de las condiciones de desgaste anormal apuntándolo hacia el componente fuente, con un excelente acercamiento a la causa raíz del problema.
Figura 2.59 Ferrograma
2.5.2.1 Preparación del Ferrograma La ferrografía analítica consiste en la separación magnética de los residuos encontrados en el lubricante. El lubricante es diluido para mejorar la precipitación de partículas y la adhesión a la plaqueta. La muestra diluida se hace fluir sobre la plaqueta por gravedad (la plaqueta se posiciona inclinada). La plaqueta a su vez descansa en un magneto el cual atrae las partículas ferrosas y permite la adherencia en la plaqueta.
Figura 2.60 Esquema de preparación del ferrograma
Debido al campo magnético las partículas ferrosas se alinean en cadenas horizontales a lo largo de la plaqueta; las partículas mas grandes se depositan hacia el punto de entrada y las pequeñas hacia el punto de salida. Las no ferrosas se depositan aleatoriamente en toda la plaqueta acumulándose sobre las cadenas de partículas ferrosas las cuales actúan como diques. La ausencia de partículas ferrosas reduce sustancialmente la efectividad del análisis de las no ferrosas. La plaqueta preparada de esta manera con estas cadenas de partículas, se denomina ferrograma. Después de que las partículas son depositadas en el ferrograma la plaqueta se lava y las partículas quedan permanentemente adheridas. El ferrograma está ahora listo para inspección óptica utilizando un microscopio bicromático.
Figura 2.61 Patrón de alineación de partículas sobre el ferrograma
2.5.2.2 Identificación de Partículas El ferrograma es examinado bajo un microscopio bicromático polarizado equipado con una cámara digital. El microscopio utiliza dos luces: una superior de color rojo (reflejada) y una inferior de color verde (transmitida). Este juego de luces ayuda a distinguir tamaño, forma y geometría de las partículas ferrosas y no ferrosas. Las partículas son clasificadas para determinar el tipo de desgaste y su causa. Para ayudar a la identificación de la composición el analista puede calentar el ferrograma por dos minutos a 600 ºF.
Figura 2.62 Identificación de partículas bajo microscopio bicromático
2.5.2.3 Composición de partículas Se identifican seis categorías de partículas: 1. Partículas blancas no ferrosas: frecuentemente son aluminio o cromo. Aparecen blancas brillantes antes y después del tratamiento térmico. Están depositadas aleatoriamente en la plaqueta con grandes partículas detenidas por las cadenas de las partículas ferrosas. 2. Partículas de cobre: usualmente aparecen como amarillo brillante antes y después del tratamiento térmico, aunque puede cambiar a verde-gris. Esta también estará depositada aleatoriamente en la plaqueta con partículas grandes a la entrada y pequeñas a la salida. 3. Partículas del babbitt: consisten en partículas delgadas de color gris (se ven como trozos de lata). Después del tratamiento siguen grises pero con puntos azules y rojos, y mas pequeñas con apariencia motosa. Su distribución es aleatoria. 4. Contaminantes: usualmente son residuos de polvo principalmente silicio. Aparecen como unos cristales que son fácilmente identificados con la luz transmitida (verde). Su distribución es aleatoria. 5. Fibras: causadas por desprendimientos de filtros y contaminación externa. Son largas cadenas en variedad de colores y usualmente no cambian su apariencia después del tratamiento térmico. Algunas veces esas partículas actúan como filtro colectando otras partículas. Pueden aparecer en cualquier parte del ferrograma, aunque tienden a estar en la salida.
6. Partículas ferrosas: se identifican principalmente usando la luz roja (reflejada) y la luz blanca del microscopio. La luz transmitida es totalmente bloqueada por la partícula. Se dividen en cinco diferentes categorías: a. Acero de alta aleación: las partículas son encontradas en cadenas de color gris-blanco antes y después del tratamiento. La forma de diferenciar entre los aceros con alta aleación y las partículas blancas no ferrosas es la posición en la plaqueta. Si aparece en cadena es un acero, de otro modo es considerado un blanco no ferroso. Su aparición en ferrogramas es rara. b. Acero de baja aleación: las partículas se encuentran en cadenas grisblancas, pero después de tratamiento térmico aparecen azules, rosas o rojas. c. Óxidos metálicos negros: depositados en cadenas de color gris oscuro o negros antes y después del tratamiento térmico. La cantidad de negro determina la severidad de oxidación. d. Fundición de hierro: aparece gris antes del tratamiento y amarillo opaco después. e. Óxidos rojos (Herrumbre): la luz polarizada los identifica rápidamente. Pueden ser encontrados en cadenas con otras partículas ferrosas o depositadas aleatoriamente en la plaqueta. Una gran cantidad de óxidos rojos de pequeño tamaño en la salida de la plaqueta son considerados como un signo de desgaste corrosivo. Aparece como una playa de arena roja. Después de la clasificación e identificación de la composición el analista pondera el tamaño de las partículas usando una escala micrométrica en el ocular del microscopio. Partículas con un tamaño mayor de 30 micras definen condiciones severas o anormales. Frecuentemente la forma de la partícula es una clave importante sobre el origen del desgaste. ¿La partícula es laminar o rugosa? Las partículas laminares indican aplastamiento en las áreas de rodamientos por alta presión o contacto lateral. ¿La partícula tiene una forma curva similar a una hoz? Esto caracteriza desgaste cortante producido por contaminantes abrasivos. ¿Tiene la partícula estrías en su superficie? Las estrías son signos de desgaste por arrastre sin lubricación. Puede ser generado en un área donde ocurren arranques de superficies metálicas. ¿La partícula es esférica oscura con centro blanco? Las esferas son generadas en presencia de fatiga en los rodamientos. Un incremento en ellas indica exfoliación. Algunos Ejemplos son:
1. Desgaste laminar de un rodamiento partículas menores de una micra:
Figura 2.63
2. Desgaste por arranque de material en caja reductora. Partículas de 10 micras
Figura 2.64
3. Inicio de desgaste por fatiga en rodamiento. Partículas esféricas.
Figura 2.65
Figura 2.66
4. Desgaste cortante producido por contaminantes abrasivos.
Figura 2.67
5. Óxidos rojos bajo luz polarizada
Figura 2.68
6. Óxidos rojos y desgaste abrasivo.
Figura 2.69
7. Partículas indicando desgaste corrosivo, cerca de la salida de la probeta.
Figura 2.70
Figura 2.71
8. Partículas de cobre.
Figura 2.72
9. Partícula de aluminio.
Figura 2.73
10. Silicio
Figura 2.74
11. Fibras de celulosa
Figura 2.75
12. Fibra de vidrio
Figura 2.76
13. Después del tratamiento. Aceros aleados
Figura 2.77
La ventaja de la ferrografía analítica es que el análisis del tamaño, color, forma, cambios en tratamiento térmico y efectos de luz de las partículas de desgaste indica al analista experto la naturaleza, severidad y causa raíz de un desgaste anormal. Esta información habilita al grupo de mantenimiento para implementar acciones correctivas y preventivas con excelente acertividad. Se detectan problemas mucho mas tempranamente que con el análisis de emisión y espectrometría. Acerca al analista a la causa raiz del problema. Como desventajas se pueden mencionar: Se requiere gran experiencia para la lectura del ferrograma. La preparación de la muestra requiere tiempo. Los equipos son bastante costosos comparados con los de otros análisis. 2.5.3 Componentes del equipo de ferrografía
Dos ferrógrafos de lectura directa, que permiten la toma periódica en línea de los valores cuantitativos de las partículas de desgaste. Estos datos almacenados en serie y asistidos por un programa, permiten la detección temprana de un problema y la detección de este. Un ferrógrafo analítico dual, en el cual se estratifican las muestras automáticamente por diversas órdenes de tamaño. Un ferroscopio que permite, mediante un microscopio de distintos aumentos de luz polarizada y filtros ópticos, la obtención de los ferrogramas.
Un atlas de partículas que permite el reconocimiento del tipo de partículas de desgaste y su posible origen. Un computador. Software para el procesamiento en serie de las muestras, el cual almacena la lectura, formas históricas, proyecta tendencias y alerta sobre problemas.
2.6 Ejemplo de aplicación En el motor a gasolina de un camión de reparto se está utilizando el aceite Maxter 40 (de Terpel). A los 3000 Km de recorrido se toma una muestra del aceite para evaluar su estado, el nivel de protección que le está dando al motor y definir la frecuencia con la cual se debe cambiar. Solución. La Cantidad de aceite requerida es de 500 cc y se le deben anexar los siguientes datos: - Nombre del aceite: Maxter 40 - Nivel de Calidad: API CD/SF - Tiempo de servicio del aceite (en Km o en hr): 3000 Km - Capacidad del carter: 3 galones - Cantidad de aceite añadida durante los 3000 Km: ¼ galón - Olor: a gasolina - Color: Negro - Tipo de servicio del vehiculo: intermitente. Los análisis de laboratorio que se le van a efectuar al aceite son: - Viscosidad, cSt/40ºC y cSt/100ºC, método ASTM D-445 - Número básico total (TBN) mgr KOH/gr.ac.usado: método ASTM D-664 - Insolubles en Pentano y en Tolueno. % peso: método ASTM D-893 - Dilución por combustible % vol.: método ASTM D-322 - Metales por Absorción atómica (ppm): silicio, hierro, aluminio, niquel, cobre, plomo y cromo. Supongase que los análisis de laboratorio arrojaron los siguientes resultados: Metodo ASTM D-445 D-445 D-664 D-893 D-893 D-322 Absorción Atómica
Ensayo Viscosidad cSt/40ºC Viscosidad cSt/100ºC TBN mgr KOH/gr.ac.usado Insolubles en Pentano, % peso Insolubles en Tolueno, % peso Dilución por combustible, % vol Metales ppm Si Fe Al Ni Cu Pb Cr
Resultado 131 12.1 7 0.8 0.3 6 5 20 2 5 2 1 3
Interpretación de resultados Las siguientes son las propiedades físico-químicas del aceite Maxter 40 sin usar -
-
-
Características Viscosidad cSt/40ºC Viscosidad cSt/100ºC TBN mgr KOH/gr.ac.usado
(ASTM D-445) (ASTM D-445) (ASTM D-664)
154 14.7 10
Viscosidad. En cSt/40ºC ha disminuido el 15% y en cSt/100ºC el 18%. En este caso ambos valores están en el límite y por encima del valor máximo permisible de disminución de la viscosidad del 15%. TBN. Está por encima del valor mínimo permisible porque para un motor a gasolina el TBN (por el método D-664) puede ser de 1.0 Insolubles en pentano. El porcentaje por peso hallado de 0.8% está por debajo del máximo permisible de 1.5%. Insolubles en tolueno. El valor hallado de 0.3% por peso está por debajo del máximo permisible de 0.7% por peso. Dilución por combustible. El 6% está por encima del máximo permisible del 5 % por volumen; de ahí el olor a gasolina que tiene el aceite. Metales. A pesar de no conocerse la tendencia al desgaste del motor donde se utiliza el aceite, se puede apreciar que el contenido de metales en ppm en general está bajo.
Analizando los datos anteriores, se llega a la conclusión que el problema típico de este aceite es la dilución por combustible, razón por la cual la viscosidad está por debajo del mínimo permisible, tanto a 40ºC como a 100ºC, aun cuando el TBN está en óptimas condiciones. Esto es consecuencia del trabajo del motor a bajas temperaturas (servicio intermitente), el cual no permite que la gasolina vaporizada en la cámara de combustión se queme en su totalidad. En este caso el aceite se debe cambiar inmediatamente y como recomendaciones estarían las de cambiarlo como máximo cada 3000 Km y seguir tomando muestras con la misma regularidad, para corroborar la frecuencia de cambio o ampliarla si los problemas antes analizados (dilución) son menos severos, porque es posible que el motor haya estado mal sincronizado. El color negro del aceite no es un indicio de que esté deteriorado, porque los aditivos detergentes al lavar el hollín que se produce en la cámara de combustión quedan disueltos en el aceite, haciendo que adquiera este color.
Tabla A1 Pruebas de laboratorio al aceite usado de acuerdo con el tipo de mecanismo No
Propiedad Físico-química
01 02 03 04 05 06 07 08
Gravedad Especifica Viscosidad Indice de Viscosidad Punto de Inflamación Carbón Conradson TAN ó NN TBN Insolubles PentanoBenceno Tensión Interfacial Dilución.por combustible Demulsibilidad Formación de Espuma Agua y Sedimentos Corrosión al cobre Herrumbre Contenido de cenizas Rigidez dieléctrica Contenido de azufre Contenido de cloro
09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Método ASTM
D-287 D-88 D-567 D-92 D-189 D-664 D-664 D-893
Mecanismo lubricado Compresores MCI Reduct. DielécAire Refrig. Gases Sistema Motores Turbinas Turbinas Hidraulc eléctric. de a gas Gasolina Engran. tricos H2S, y vapor y Automt. Isobutil, bombas Diesel Transm. Propano Automt (1) X (9)
(1) X (9)
(1) X (9) X
(1) X (9)
(1) X (9)
(1) X (9)
(1) X (9)
(2) X
X
X
X
X
X
X X (1)
(1)
(1)
(1)
(1)
(1)
(1)
D-971 D-322 D-1401 D-892 D-95 D-130 D-665 D-482 D-1816 D-1266 D-808
(1) X X X (2) X (1)
(1) X (9)
(1) X (9)
(2) X
X
(1)
(1)
X
X X
(10) (3) (4) (5)
(10) (3) (4) (5)
(10) (3) (4) (5)
(3) (10) (3) (4) (5)
(10) (3) (4) (5)
X (10) (3) (4) (5)
(1) (10)
X X
(10)
(10) (3) (4) (5)
X (4) (5)
X
X
X (6) (6)
Contenido de metales Espectrofotometria de emisión atómica Calcio Bario Magnesio Hierro Cromo Aluminio Estaño Cobre Plata Plomo Vanadio Sodio Níquel Boro
X
X
X
X
X
X
X
(7)
(7)
(7)
(7)
(7)
X
X
X X X X X X X X (8) X X X X X
X
(7)
X
Notas: Opcional. Se hace para corroborar los resultados de otros análisis de laboratorio. Para temperaturas de operación por encima de los 80°C. Si el contenido de agua ocasional ó permanentemente es alto ( 0,50 vol.). Se analiza cuando el contenido de agua en el aceite es alto ( 0,5 vol.) y hay presencia de bronce, babbitt ó cobre (metales blandos) en el mecanismo lubricado. (5) Se analiza cuando el contenido de agua es alto ( 0,5% vol.) y hay presencia de materiales ferrosos en el mecanismo lubricado. Siempre que se analiza (3), se debe analizar (4) ó (5). (6) Si el aceite es del tipo Extrema Presión. (7) Si hay cobre, bronce ó babbitt en el mecanismo lubricado. (8) Si los cojinetes de apoyo del cigüeñal del MCI son de plata. (9) Se le hace solamente al aceite nuevo. (10) Se hace cuando persista la formación de grandes cantidades de espuma ó de burbujas de gran tamaño. (1) (2) (3) (4)
En la Tabla No2 se especifican los valores máximos y mínimos permisibles para las diferentes pruebas de laboratorio efectuadas bajo las normas ASTM.
Tabla A2 Valores máximos ó mínimos permisibles para las diferentes pruebas de laboratorio No
Propiedad Físico-química
01 Gravedad Específica gr/ cm3
Método ASTM
Resultado del análisis
D-287
Alta
Baja
02 Viscosidad cSt/40° ó 100°C SSU/100° ó 210°F
D-88 D-45
Alta
Valor máximo mínimo permisible
Causa posible del estado del aceite
Observaciones
Oxidado. Contaminación con otro aceite de mayor viscosidad.
No es un parámetro fundamental para definir si un aceite está en buen estado ó no, pero sirve para comprobar otras características como la viscosidad, el contenido de insolubles en Pentano y el Número Diluido. Contaminado con de Neutralización ó TAN. agua. 5% en aceites para Contaminado con Es uno de los parámetros más turbinas de vapor, partículas sólidas. importantes para determinar el gas e hidráulicas. Contaminado con estado del aceite 10% en aceites para otros aceites de sistemas hidráulicos mayor viscosidad. y circulatorios. 25% en aceites para reductores, compresores de aire, refrigeración y gases. 25% en aceites para transferencia de calor. 40% en aceites automotores.
Igual
Baja
03 Indice de Viscosidad Adimensional
D-567
Alto Bajo
04 Punto de Inflamación °C (°F).
D-92
Alto
05 Residuos de Carbón Conradson % peso.
D-189 D-524
15% de disminución.
Bajo
180°C mínimo en sistemas de transferencia de calor y en aceites para motores a gasolina y diesel. 150°C en los demás tipos de aceite.
Alto
Hasta 0,1% por peso en los aceites para cilindros de compresores. Para otros tipos de aceite hasta 0,5% por peso.
Aceite en buen estado. Oxidado ó diluido en la misma proporción. . Diluido con gasolina ó con ACPM. Contaminado con otro aceite de menor viscosidad. Oxidación. Contaminación con otro aceite con un IV menor. Dilución por combustible. Aditivos de IV cizallados. Contaminado con otro aceite de un PI mayor. Dilución por combustible. Contaminado con un gas como el H2S, propano, isobutano.
En aceites para transmisiones automáticas tipo ATF, es importante analizar esta propiedad porque permite evaluar la estabilidad de los aditivos mejoradores de IV.
Esta prueba es importante efectuársela a aceites industriales que trabajan en compresores centrífugos que compriman gases ricos en H2S, propano e isobutano.
Para altas temperaturas se debe evitar el uso de aceites derivados del petróleo con altos contenidos de Carbón Conradson.
06 NN ó TAN mgrKOH/gr.ac.usado.
D-664 D-974
Alto
Incremento de 0,3 en Oxidado. aceites para reductores de velocidad sin aditivos de EP. Incremento de 0,7 en aceites para reductores de velocidad con aditivos de EP. Incremento de 0,3 en aceites para turbinas de vapor, gas e hidráulicas, compresores y transformadores. Incremento de 0,5 en sistemas hidráulicos.
07 TBN mgrKOH/gr.ac. usado.
D-664 D-2896
Bajo
La mitad del valor Disminución de la Es importante para evaluar la original en aceites reserva alcalina del capacidad detergente-dispersante de los aceites automotores. para motores Diesel aceite automotor. con ACPM con más de 0,5% por peso de azufre. Por el método ASTM D-664 hasta 1,0 en aceites para motores a gasolina y por el ASTM D-2896 hasta 2,0.
08 Insolubles en Pentano. % peso
D-893
Alto
Hasta 0,005% en Productos aceites para turbinas resultantes de la de vapor e degradación del hidráulicas. aceite. 0,004% en turbinas a Metales gas. procedentes del desgaste y de los 0,5% en reductores aditivos de tipo de velocidad. metálico. 0,1% en compresores de aire y Carbón formado por una refrigeración. combustión 1% en aceites para incompleta. transferencia de calor. 1,5% en aceites para motores a gasolina y Diesel. 0,5% en motores a gas.
09 Productos de oxidación ó resinas % peso.
0,7 % en aceites para Carbón formado por combustión motores de gasolina. una 1,0% en aceites para incompleta. motores Diesel.
Es uno de los parámetros más importantes porque indica el grado de oxidación del aceite usado. Sin embargo, no es definitivo en el cambio del aceite porque pueden haber ácidos presentes no corrosivos ó gases corrosivos diluidos en el aceite que aún no atacan las superficies metálicas de los mecanismos lubricados.
10 Tensión interfacial Dinas x cm.
D-971
Baja
Permite saber hasta qué punto 18 minutos para Contaminación se puede centrifugar el aceite aceites de turbinas de con agua. vapor. Oxidación del para retirarle el agua. 20 minutos para aceite. aceites dieléctricos.
11 Factor de potencia Hz / °C.
D-924
Alta
12 Dilución combustible, % volumen
D-322
Alto
D-1401
Alta
D-892
Alta
0,3% máximo para aceites de transformadores. 2% en aceites para Marcha en vacío a motores a gasolina. baja temperatura. - 5% en aceites para Anillos y / o motores Diesel. cilindros desgastados. Mala carburación o filtro de aire sucio. Ventilación deficiente del cárter. Se considera que el Contaminación con aceite tiene buena excesiva cantidad demulsibilidad si se de agua. separa totalmente del agua en un minuto. El resultado se expresa como (40-40-0)1’; ó sea 40 cc de aceite, 40 cc de agua y 0 cc de emulsión. En turbinas industriales son permisibles hasta 3 cc ó ml de emulsión en 1 hora. En aceites automotores no se evalúa esta característica. 25% máximo de Bajo nivel de volumen en aceites aceite. para turbinas Entrada de aire en industriales. la succión de la Para otros tipos de bomba. equipos rotativos, Contaminación del incluyendo aceites de aceite con agua. tipo automotriz, el fabricante lo especifica.
D-95 D-96
Alto
13
por
Demulsibilidad Emulsión / tiempo
14 Estabilidad espuma ml ó cc / min
a
15 Agua y sedimentos % volumen
la
0,2% para cualquier Condensación tipo de aceite. agua. 0,005% para los Sellos aceites diélectricos. retenedores mal estado. 0,0073% para los aceites de Falta el tubo refrigeración. ventilación en carter.
Permite analizar problemas de desgaste en los anillos y camisas del motor. La presencia de combustible en el aceite corrobora la disminución de la viscosidad y del punto de inflamación del aceite.
Permite verificar el contenido de aditivos anti-emulsionantes que aún le quedan al aceite usado.
En aceites de circulación es importante que tengan baja tendencia a la formación de espuma.
de Se debe drenar periódicamente el agua del cárter ó cambiar los ó retenedores del equipo rotativo que en se encuentren en mal estado. de el
16 Corrosión al adimensional
D-130
Alto
17 Herrumbre Adimensional
D-665
Pasa No pasa
18 Contenido de ceniza % peso
D-482 D-874
19 Punto de anilina °C (F)
D-611
20 Estabilidad oxidación Hr / NN
21 Rigidez KV
cobre
Hasta 3a en Oxidación del mecanismos donde hay aceite. cobre ó bronce (metales Contaminación blancos). con agua. Contaminación con gases como el H2S. Hierro en presencia de aceite contaminado con agua. 0,1% En un aceite usado se puede incrementar por partículas metálicas provenientes del desgaste ó por conta minantes del medio ambiente.
Cuando el aceite se ha contaminado con H2S, muestra un elevado valor de corrosión, pero se puede restituir a su valor original con sistemas de recuperación por vacío (diálisis). Esta prueba es importante hacérsela a los aceites contaminados con agua que lubrican mecanismos de acero.
Permite determinar la composición de la base lubricante: parafínica, nafténica ó aromática.
a
D-943
Baja
dieléctrica
D-877 D-1816
Baja
Por debajo de 1000 Inestabilidad de la horas para un NN de base lubricante. 2,0. Bajo contenido de aditivos antioxidantes. . 24 KV mínimo en Contaminación con aceites para agua. transformadores y para compresores de refrigeración.
Cuando llegue a 18 KV, se puede reacondicionar por termovacío el aceite ó se debe analizar la posibilidad de cambiarlo de acuerdo con el valor del TAN.
Notas: (1) El contenido de calcio en los aceites para turbinas de vapor y a gas es de 20 ppm máximo; para los de motores de combustión interna unígrados de 20 ppm y para los multígrados de 60 ppm. (2) El % de inhibidor de oxidación con respecto al aceite nuevo en los aceites para turbinas de vapor, gas, sistemas hidráulicos y circulatorios debe ser del 50%. (3) El % de aditivos anti-desgaste y/ó EP con respecto al aceite nuevo en los aceites para reductores de velocidad debe ser como mínimo del 50%. (4) Caterpillar recomienda que por el método ASTM D-2896, el aceite para motores Diesel se debe cambiar cuando el TBN sea igual a 10 veces el % por peso de azufre en el combustible.
De las pruebas más importantes, además de la viscosidad y del TAN (Número Acido Total), que se le deben efectuar al aceite usado es el contenido de humedad. El agua tiene un efecto devastador sobre el aceite y las piezas lubricadas porque da lugar a oxidación y corrosión respectivamente. En los aceites con aditivos antidesgaste a base de Ditiosfosfato de Zinc (ZDDP) reacciona con ellos y da lugar a la formación de ácido sulfúrico eliminando la película límite.
Las siguientes tablas suministradas por TEXACO son otra ayuda importante en la toma de decisiones basada en el análisis de aceites usados. Tabla A3 Análisis de aceites usados Límites condenatorios MOTORES A GASOLINA
MOTORES DIESEL GENERAL
MOTORES CUMMINS
40
35
20
20
25
20
a 100ºC, INCREMENTO
35
25
20
a 100ºC, DISMINUCIÓN
20
25
20
TIPO DE PRUEBA
METODO ASTM
UNIDAD VISCOSIDAD
a 40ºC, INCREMENTO a 40ºC, DISMINUCIÓN D-445
cSt
DILUCIÓN POR COMBUSTIBLE
D-322
% vol
5.0
5.0
5.0
CONTENIDO DE AGUA, max
D-95
% vol
0.2
0.2
0.2
PUNTO DE INFLAM., REDUCC, max
D-92
% (ºC)
20
20
RESERVA ALCALINA, TBN
D-666
mg KOH
TAN, max
D-2982
mg KOH
INSOLUBLES PENTANO, max
2.5
2.5
% peso
1.5
1.5
% peso
0.7
0.7
RESIDUOS OXIDACIÓN, max (*)
% peso
1.0
1.0
SEDIMENTOS, max
% vol
0.2
0.2
INSOLUBLES TOLUENO, max
CENIZAS, max SILICIO, max
D-893
D-874
% peso ppm
2.0
1.0
1.0 20
20
15
METALES DE DESGASTE, max HIERRO
ppm
100
100
85
COBRE
ppm
40
40
20
ALUMINIO
ppm
40
40
15
PLOMO
ppm
50
100
100
ZINC
ppm
PLATA
ppm
CROMO
ppm
40
40
15
ESTAÑO
ppm
40
40
20
(*) RESIDUOS DE OXIDACIÓN = INSOLUBLES PENTANO – INSOLUBLES TOLUENO
MOTORES DETROIT 2 TIEMPOS
MOTORES DETROIT 4 TIEMPOS
40
40
15
15
a 100ºC, INCREMENTO
40
40
a 100ºC, DISMINUCIÓN
15
15
TIPO DE PRUEBA
METODO ASTM
UNIDAD
MOTORES CATERPILLAR
VISCOSIDAD a 40ºC, INCREMENTO a 40ºC, DISMINUCIÓN D-445
cSt
DILUCIÓN POR COMBUSTIBLE
D-322
% vol
2.5
2.5
CONTENIDO DE AGUA, max
D-95
% vol
0.3
0.3
PUNTO DE INFLAM., REDUCC, max
D-92
% (ºC)
RESERVA ALCALINA, TBN
D-666
mg KOH
1.0/2.0
1.0/2.0
TAN, max
D-2982
mg KOH 1.0
1.0
0.8
0.8
INSOLUBLES PENTANO, max INSOLUBLES TOLUENO, max
% peso D-893
% peso
RESIDUOS OXIDACIÓN, max (*)
% peso
SEDIMENTOS, max
% vol
CENIZAS, max SILICIO, max
D-874
% peso ppm
20
METALES DE DESGASTE, max HIERRO
ppm
100
100
100
COBRE
ppm
20
20
45
ALUMINIO
ppm
15
15
15
PLOMO
ppm
100
100
100
ZINC
ppm
PLATA
ppm
CROMO
ppm
15
15
15
ESTAÑO
ppm
25
25
20
(*) RESIDUOS DE OXIDACIÓN = INSOLUBLES PENTANO – INSOLUBLES TOLUENO
TIPO DE PRUEBA
METODO ASTM
UNIDAD
MOTORES MACK
GENERAL MOTORS ENGINE
MOTORES FAIRBANKS MORSE
20
15
15
VISCOSIDAD a 40ºC, INCREMENTO a 40ºC, DISMINUCIÓN D-445
cSt
DILUCIÓN POR COMBUSTIBLE
D-322
% vol
CONTENIDO DE AGUA, max
D-95
% vol
PUNTO DE INFLAM., REDUCC, max
D-92
% (ºC)
RESERVA ALCALINA, TBN
D-666
mg KOH
TAN, max
D-2982
mg KOH
a 100ºC, INCREMENTO a 100ºC, DISMINUCIÓN
INSOLUBLES PENTANO, max INSOLUBLES TOLUENO, max
% peso D-893
% peso
RESIDUOS OXIDACIÓN, max (*)
% peso
SEDIMENTOS, max
% vol
CENIZAS, max SILICIO, max
D-874
% peso ppm
METALES DE DESGASTE, max HIERRO
ppm
118
100
100
COBRE
ppm
45
50
70
ALUMINIO
ppm
15
15
50
PLOMO
ppm
100
50
70
ZINC
ppm
PLATA
ppm
CROMO
ppm
15
20
25
ESTAÑO
ppm
20
25
15
(*) RESIDUOS DE OXIDACIÓN = INSOLUBLES PENTANO – INSOLUBLES TOLUENO
TIPO DE PRUEBA
METODO ASTM
UNIDAD
MOTORES NORDBERG
GENERAL ELECTRIC MOTORS
MOTORES WORTHING
VISCOSIDAD a 40ºC, INCREMENTO
10
15
10
15
a 100ºC, INCREMENTO
10
15
a 100ºC, DISMINUCIÓN
10
15
a 40ºC, DISMINUCIÓN D-445
cSt
DILUCIÓN POR COMBUSTIBLE
D-322
% vol
5.0
5.0
CONTENIDO DE AGUA, max
D-95
% vol
0.1
0.5
PUNTO DE INFLAM., REDUCC, max
D-92
% (ºC)
RESERVA ALCALINA, TBN
D-666
mg KOH
TAN, max
D-2982
mg KOH
INSOLUBLES PENTANO, max INSOLUBLES TOLUENO, max
D-893
% peso
0.5
1.0
% peso
0.35
0.8
RESIDUOS OXIDACIÓN, max (*)
% peso
SEDIMENTOS, max
% vol
CENIZAS, max SILICIO, max
D-874
2.0
1.0
% peso ppm
15
15
METALES DE DESGASTE, max HIERRO
ppm
100
100
COBRE
ppm
50
50
ALUMINIO
ppm
30
15
PLOMO
ppm
70
50
ZINC
ppm
PLATA
ppm
CROMO
ppm
15
20
ESTAÑO
ppm
15
15
(*) RESIDUOS DE OXIDACIÓN = INSOLUBLES PENTANO – INSOLUBLES TOLUENO
MOTORES A GAS
MOTORES FERROCARRIL
MOTORES E.M.D.
40
25
20
25
15
15
a 100ºC, INCREMENTO
40
10
20
a 100ºC, DISMINUCIÓN
25
10
15
2.0
3.0
TIPO DE PRUEBA
METODO ASTM
UNIDAD VISCOSIDAD
a 40ºC, INCREMENTO a 40ºC, DISMINUCIÓN D-445
cSt
DILUCIÓN POR COMBUSTIBLE
D-322
% vol
CONTENIDO DE AGUA, max
D-95
% vol
0.2
0.2
0.1
PUNTO DE INFLAM., REDUCC, max
D-92
% (ºC)
20
20
20
RESERVA ALCALINA, TBN
D-666
mg KOH
4.0
3.0
1.0
2.0
INSOLUBLES PENTANO, max INSOLUBLES TOLUENO, max
% peso
0.5
% peso
0.5
RESIDUOS OXIDACIÓN, max (*)
% peso
1.0
SEDIMENTOS, max
% vol
SILICIO, max
ppm
D-893
20
15
10
METALES DE DESGASTE, max HIERRO
ppm
100
100
100
COBRE
ppm
50
50
50
ALUMINIO
ppm
5
10
10
PLOMO
ppm
50
50
200
ZINC
ppm
10
PLATA
ppm
5
CROMO
ppm
50
20
(*) RESIDUOS DE OXIDACIÓN = INSOLUBLES PENTANO – INSOLUBLES TOLUENO
MOTORES FERROCARRIL ALCO
MOTORES MARINOS Y ESTACIONARIOS
20
35
15
20
a 100ºC, INCREMENTO
20
25
a 100ºC, DISMINUCIÓN
15
20
TIPO DE PRUEBA
METODO ASTM
UNIDAD
VISCOSIDAD a 40ºC, INCREMENTO a 40ºC, DISMINUCIÓN D-445
cSt
DILUCIÓN POR COMBUSTIBLE
D-322
% vol
CONTENIDO DE AGUA, max
D-95
% vol
0.2
0.5
PUNTO DE INFLAM., REDUCC, max
D-92
% (ºC)
20
20
RESERVA ALCALINA, TBN
D-666
mg KOH
4.0
% peso
1.0
2.5
% peso
0.5
2.0
INSOLUBLES PENTANO, max INSOLUBLES TOLUENO, max
D-893
RESIDUOS OXIDACIÓN, max (*)
% peso
SEDIMENTOS, max
% vol
SILICIO, max
ppm
0.25 15
20
METALES DE DESGASTE, max HIERRO
ppm
50
100
COBRE
ppm
20
40
ALUMINIO
ppm
10
40
PLOMO
ppm
20
100
ZINC
ppm
PLATA
ppm
CROMO
ppm
20
40
(*) RESIDUOS DE OXIDACIÓN = INSOLUBLES PENTANO – INSOLUBLES TOLUENO
Tabla A4 Lista de problemas en motores Basada en análisis de aceite usado RESULTADOS DEL ANÁLISIS DEL ACEITE
INCREMENTO EN LA VISCOSIDAD
DISMINUCIÓN EN LA VISCOSIDAD *MOTORES EN GENERAL
CAUSAS
FACTORES ESPECÍFICOS
CONTAMINACIÓN
HOLLÍN DEL COMBUSTIBLE PLOMO AGUA
OXIDACIÓN Y/O NITRACIÓN
ALTAS TEMPERATURAS DE OPERACIÓN
USO DE PRODUCTOS DE ALTA VISCOSIDAD
MALA APLICACIÓN
USO DE PRODUCTOS DE BAJA VISCOSIDAD
MALA APLICACIÓN
CARBURACIÓN RICA
DISMINUCIÓN EN LA VISCOSIDAD
DILUCIÓN POR COMBUSTIBLE
COMBUSTIÓN DEFECTUOSA
DIFICULTADES DE IGNICIÓN
* MOTORES A GASOLINA
FALLAS EN ACEITES MULTÍGRADOS
FRECUENTES PARADAS Y ARRANQUES OPERACIÓN A REVOLUCIONES EXCESIVAS Y/O MALA CALIDAD DEL ACEITE EXCESIVA INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE
DISMINUCIÓN EN LA VISCOSIDAD *MOTORES DIESEL
DILUCIÓN POR COMBUSTIBLE
COMBUSTIÓN POBRE
RUPTURA DE LINEAS O DE CONECTORES EN LINEAS DE COMBUSTIBLE
CONDICIÓN RESPONSABLE (MOTOR/ACEITE/REFRIGERANTE) VEASE: INSOLUBLES EN PENTANO Y TOLUENO CONTENIDO DE AGUA TODOS LOS MOTORES PERIODO DE CAMBIO DEMASIADO EXTENDIDO REFRIGERACIÓN INADECUADA PICOS DE OPERACIÓN EXCESIVOS MOTORES A GAS Y GASOLINA MEZCLA AIRE-COMBUSTIBLE DEMASIADO RICA CHISPA ADELANTADA OPERACIÓN PROLONGADA DEL MOTOR SIN CARGA LLENADO INICIAL Y/O RELLENOS CON PRODUCTOS DE MAYOR VISCOSIDAD. MALA RECOMENDACIÓN DEL PRODUCTO. USO ADICIONAL DE MEJORADORES DE VISCOSIDAD LLENADO INICIAL Y/O RELLENO CON PRODUCTOS DE MENOR VISCOSIDAD. MALA RECOMENDACIÓN DEL PRODUCTO AJUSTE INAPROPIADO O MAL FUNCIONAMIENTO DEL CHOQUE. DESAJUSTES EN EL CARBURADOR. OPERACIÓN PROLONGADA SIN CARGA. ANILLOS GASTADOS O ATASCADOS. VÁLVULAS CON OPERACIÓN DEFICIENTE. BAJA TEMPERATURA DE OPERACIÓN. MALA SELECCIÓN DE BUJIAS. BUJIAS EN MAL ESTADO. FALLAS EN INSTALACIÓN DE ALTA. FALLAS EN LA BOBINA. AJUSTE DE TIEMPOS INADECUADO. CONDICIONES DE OPERACIÓN CORTE EN EL MEJORADOR DE ÍNDICE DE VISCOSIDAD INYECTORES SOBREDISEÑADOS RESTRICCIONES EN LA LINEA DE RETORNO DE COMBUSTIBLE DESGASTE EN ANILLOS ANILLOS PEGADOS Y/O ROTOS GOTEO DE INYECTORES PATRON DE INYECCIÓN DEFECTUOSO MALA ATOMIZACIÓN DE COMBUSTIBLE RESTRICCIONES EN SUMINISTRO DE AIRE Y EXPULSIÓN DE GASES PROBLEMAS MECÁNICOS O DE VIBRACIÓN EN EL MOTOR. RUPTURA DEL DIAFRAGMA EN LA BOMBA DE COMBUSTIBLE
RESULTADOS DEL ANÁLISIS DEL ACEITE
BAJA RESERVA ALCALINA (TBN)
TRAZAS DE METALES ANORMALES
CAUSAS
FACTORES ESPECÍFICOS
COMBUSTIÓN CON ACIDOS SULFUROSOS PROVENIENTES DEL COMBUSTIBLE
LUBRICANTE CON BAJO TBN ESCAPE DE GASES ALTO
OXIDACIÓN DEL ACEITE
EXCESIVAS TEMPERATURAS DE OPERACIÓN
PURIFICACIÓN DE ACEITE DEFECTUOSA CONTAMINACIÓN EXTERNA (REFRIG., ADITIVOS, METALES, DESGASTE) HOLLÍN DEL COMBUSTIBLE COMPUESTOS DE PLOMO (MOTORES A GASOLINA) HOLLÍN DEL COMBUSTIBLE (MOTORES DIESEL)
MALA DISPERSIÓN MATERIAL INSOLUBLE ELEVADO
OXIDACIÓN Y/O NITRURACIÓN
POLVO Y MUGRE METALES DEL MOTOR ANÁLISIS INFRARROJO INCREMENTO ABSORCIÓN A 5.8 MICRONES ANÁLISIS INFRARROJO INCREMENTO ABSORCIÓN A 6.1 MICRONES
PERIODO DE CAMBIO DEMASIADO EXTENDIDO INADECUADA OPERACIÓN DE FILTRADO CONCENTRACIÓN DE METALES EN ACEITE USADO
CONDICIÓN RESPONSABLE (MOTOR/ACEITE/REFRIGERANTE) COMBUSTIBLE CON ALTO CONTENIDO DE AZUFRE PERIODO DE CAMBIO DEMASIADO EXTENDIDO COMBUSTIÓN POBRE. MALAS CONDICIONES MACÁNICAS DEL MOTOR PUNTOS CALIENTES EN EL MOTOR (MALA OPERACIÓN DE SISTEMA DE REFRIGERACIÓN). EXCESIVA OPERACIÓN A ALTA POTENCIA TRABAJO EN MEDIO AMBIENTE CALIENTE PRACTICAS DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO DEFICIENTES ACIDOS FUERTES NO REMOVIDOS POR LA ACCIÓN DE LOS FILTROS VER FUENTES DE METALES
MEZCLA RICA DE COMBUSTIBLE ANILLOS EN GENERAL EN MAL ESTADO
SOBREALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE ENTRADA DE AIRE RESTRINGIDA
INYECTORES DEFECTUOSOS
PATRÓN DE ATOMIZACIÓN DEFECTUOSO GOTEO EN INYECTORES
EXCESIVAS TEMPERATURAS DE OPERACIÓN PERIODO DE CAMBIO DEMASIADO EXTENDIDO FUNCIONAMIENTO DE FILTROS INADECUADO ALIMENTACIÓN DE AIRE CON FUGAS DESGASTE Y CORROSIÓN FALLA EN PARTES DEL MOTOR
OXIDACIÓN DEL ACEITE
EXCESIVAS TEMPERATURAS DE OPERACIÓN
NITRACIÓN DEL ACEITE
COMBUSTIÓN INAPROPIADA
MALA CONDICIÓN MECÁNICA DEL MOTOR
EXCESIVA OPERACIÓN A ALTA POTENCIA MALA CONDICIÓN MECÁNICA DEL MOTOR PRÁCTICAS DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO DEFICIENTES PRÁCTICAS DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO DEFICIENTES SISTEMA DE ADMISIÓN DE AIRE EN MAL ESTADO VER FUENTES DE METALES PUNTOS CALIENTES EN EL MOTOR (MALA OPERACIÓN DE SISTEMA DE REFRIGERACIÓN) EXCESIVA OPERACIÓN A ALTA POTENCIA TRABAJO EN MEDIO AMBIENTE CALIENTE PERIODO DE CAMBIO DEMASIADO EXTENDIDO EXCESIVAS TEMPERATURAS DE OPERACIÓN MALA VENTILACIÓN EN EL CARTER TIEMPOS DE IGNICIÓN MAL AJUSTADOS ESCAPE DE GASES ELEVADO
RESULTADOS DEL ANÁLISIS DEL ACEITE
CAUSAS
CONDENSACIÓN
FACTORES ESPECÍFICOS
BAJAS TEMPERATURAS DE OPERACIÓN
FUGAS POR EMPAQUES PRESENCIA DE AGUA
FUGAS DEL REFRIGERANTE (PRESENCIA DE GLICOLES EN EL ACEITE) ALTOS ESCAPES DE GASES FALLAS EN PURIFICACIÓN DEL ACEITE
FUGAS POR SELLOS BLOQUEO O CAMISAS AGRIETADAS PROBLEMAS EN AREA DE ANILLOS MALA OPERACIÓN DE LA CENTRÍFUGA (MOTORES MARINOS Y ESTACIONARIOS)
CONDICIÓN RESPONSABLE (MOTOR/ACEITE/REFRIGERANTE) BAJAS TEMPERATURAS DE OPERACIÓN PERIODOS DE MANEJO CORTO BAJA TEMPERATURA EN LAS CAMISAS VENTILACIÓN INADECUADA EN EL CARTER EXCESIVA OPERACIÓN DE MOTOR SIN CARGA EMPAQUES DEFECTUOSOS TORQUE INADECUADO EN LA CULATA MALA INSTALACIÓN DE SELLOS SELLOS DEFECTUOSOS SOBRECALENTAMIENTO DEL MOTOR ATASCAMIENTO DEL TERMOSTATO CONGELAMIENTO DEL REFRIGERANTE ANILLOS PEGADOS, ROTOS O CON DEMASIADO DESGASTE FILTRACIÓN DE AGUA EN EL SISTEMA INTRODUCCIÓN DE AGUA DE LAVADO
Tabla A5 Límites de advertencia en aceites industriales Usados
PROPIEDAD DEL ACEITE
método ASTM
UNIDAD
APARIENCIA Y OLOR
1
2
3
4
5
6
7
Cambio Rápido
Cambio Rápido
Cambio Rápido
Cambio Rápido
Cambio Rápido
Cambio Rápido
Cambio Rápido
VISCOSIDAD CINEMÁTICA A 40ºC, % máximo
D-445
cSt
25
25
20
15
20
25
AGUA. %máximo
D-95
% vol
0.2
0.2
0.2
0.2
trazas
0.1
D-92
ºC
20
20
20
PUNTO DE reducción
IGNICIÓN, %
máximo
COLOR, máximo NUMERO DE NEUTRALIZACIÓN, máximo INSOLUBLES EN PENTANO, %máximo (*)
180ºC,ml
D-1500
10 3.0
D-664
mg KOH
2.0
D-893
% masa
0.1
CONTENIDO DE CENIZAS, % máximo
D-482
% masa
CONTENIDO DE SEDIMENTOS, % máximo
D-96
% masa
RIGIDEZ DIELECTRICA, mínimo
D-877
KV
FACTOR DE POTENCIA a 60 Hz, máximo
D-924
0.3 0.5
0.25
2.0
0.2
2.0
0.1
0.1
1.0
0.25
0.2/0.4
0.01
0.005
trazas
trazas 22 1.4
METALES DE DESGASTE (Absorción atómica) HIERRO
ppm
100
100
PLOMO
ppm
50
50
COBRE
ppm
50
50
SILICE
ppm
20
20
CROMO
ppm
30
30
ALUMINIO
ppm
20
20
50
50
reportar 20
15
(*) Para insolubles en benceno tome aproximadamente el 50% de los insolubles en pentano. (**) Siempre que se tengan datos del fabricante deben seguirse esas recomendaciones. La tabla anterior sirve únicamente como guía. 1. Aceites para compresores 2. Aceites para engranajes y reductores 3. Aceites para turbinas a gas y vapor. 4. Aceites para sistemas hidráulicos 5. Aceites para sistemas de refrigeración. 6. Aceites para transferencia de calor. 7. Aceites para transformadores.
Tabla A6 Lista de problemas en equipo industrial Basada en análisis de aceite usado CONDICIÓN DEL ACEITE
CAUSAS POSIBLES
ACCIONES CORRECTIVAS
ACEITES PARA COMPRESORES EMPLEO DE ACEITE DE ADICIONAR UN ACEITE DE GRADO SUPERIOR PARA VISCOSIDAD BAJA CORRECCIÓN DISMINUCIÓN EN LA VISCOSIDAD
LOS GASES MANEJADOS CONTIENEN COMPONENTES SOLUBLES EN EL ACEITE Y LO DILUYEN. ROMPIMIENTO TÉRMICO
INCREMENTO EN LA VISCOSIDAD
PRESENCIA DE AGUA
OXIDACIÓN DEL ACEITE
CONDENSACIÓN
USAR UN ACEITE DE GRADO SUPERIOR
REDUCIR LAS ALTAS TEMPERATURAS REVISAR LA ADECUADA RATA DE CIRCULACIÓN ELIMINE LAS FUGAS DE AIRE CAMBIO DE ACEITE MAS FRECUENTE UTILICE EL ACEITE ADECUADO PARA LAS SEVERAS CONDICIONES DRENE EL SISTEMA CON MAS FRECUANCIA INSTALE UN FILTRO COALESCENTE UTILICE UN ACEITE CON CAPACIDAD DE SEPARACIÓN
ACEITES PARA COMPRESORES Y SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN DISMINUCIÓN EN LA VISCOSIDAD EMPLEO DE ACEITE DE ADICIONAR UN ACEITE DE GRADO SUPERIOR PARA (ACEITE LIBRE DE REFRIGERANTE) VISCOSIDAD BAJA CORRECCIÓN INCREMENTAR LA CAPACIDAD DEL SISTEMA DE ALTAS TEMPERATURAS DE ENFRAIAMIENTO DE ACEITE OPERACIÓN REVISAR LA ADECUADA RATA DE CIRCULACIÓN INCREMENTO EN LA VISCOSIDAD (ACEITE LIBRE DE REFRIGERANTE) REVISAR INFILTRACIÓN DE AIRE POR SELLOS OXIDACIÓN DEL ACEITE DEFECTUOSOS REDUCIR LAS ALTAS TEMPERATURAS DE OPERACIÓN FALLAS EN EL SISTEMA DE SECADO ELIMINAR FUGAS EN EL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DE PRESENCIA DE AGUA CONDENSACIÓN ACEITE REVISAR FALLAS EN LOS SELLOS OXIDACIÓN DEL ACEITE DEBIDO CAMBIO DEL ACEITE Y LIMPIEZA DEL COMPRESOR ALTO CONTENIDO DE INSOLUBLES A REACCIÓN DE LOS ASEGURESE DE EXTRAER TODO EL AIRE DEL SISTEMA EN PENTANO COMPONENTES DE LOS CUANDO REALICE EL LLENADO REFRIGERNATES
DISMINUCIÓN EN LA VISCOSIDAD
INCREMENTO EN LA VISCOSIDAD
INCREMENTO EN EL NUMERO TOTAL DE ÁCIDO “TAN”
REDUCCIÓN EN EL PUNTO DE IGNICIÓN CONTENIDO DE INSOLUBLES EN PENTANO ELEVADO RÁPIDO AUMENTO EN EL CONTENIDO DE CENIZAS
ACEITES PARA TRANSFERENCIA DE CALOR INCREMENTO EN LA RATA DE CIRCULACIÓN DE ACEITE ROMPIMIENTO TÉRMICO INCREM EN LA EFICIENCIA DE EXTRACCIÓN DE CALOR CAMBIE EL ACEITE CON MAYOR FRECUENCIA ELIMINE FUGAS DE AIRE OXIDACIÓN DEL ACEITE ASEGURESE QUE TODO EL AIRE SEA EXTRAIDO DEL SISTEMA CUANDO REALICE LLENADOS INCREMENTE LA EFICIENCIA EN LA RATA DE EXTRACCIÓN DE CALOR SEVERA Y RÁPIDA REDUCIR LA TEMPERATURA DEL SISTEMA DETERIORACIÓN DEL ACEITE ASEGURESE DE EXTRAER TODO EL AIRE DURANTE LOS RELLENOS CAMBIO EN LA VISCOSIDAD INDICA PROBLEMAS ELIMINE EL SOBRECALENTAMIENTO LOCALIZADO ROMPIMIENTO TÉRMICO REDUZCA LA TEMPERATURA DEL SISTEMA OXIDACIÓN DEL ACEITE Y SIGA LAS INDICACIONES DADAS PARA INCREMENTO EN DEGRADACIÓN TÉRMICA EL NUMERO TOTAL DE ÁCIDO “TAN” PROCEDA COMO EN EL INCREMENTO EN EL NÚMERO DEGRADACIÓN TÉRMICA SEVERA TOTAL DE ACIDO
CONDICIÓN DEL ACEITE
DISMINUCIÓN EN LA VISCOSIDAD INCREMENTO EN LA VISCOSIDAD INCREMENTO RÁPIDO EN EL TAN
PRESENCIA DE AGUA
BAJO CONTENIDO DE ADITIVOS: INHIBIDOR DE OXIDACIÓN INHIBIDOR DE HERRUMBRE
INSUFICIENTE SEPARACIÓN DE AGUA
DISMINUCIÓN EN LA VISCOSIDAD
INCREMENTO EN LA VISCOSIDAD
CAUSAS POSIBLES
ACCIONES CORRECTIVAS
ACEITES PARA TURBINAS DE GAS Y VAPOR EMPLEO DE ACEITE DE ADICIONAR UN ACEITE DE GRADO SUPERIOR PARA VISCOSIDAD BAJA CORRECCIÓN ALTAS TEMPERATURAS DE REVISE LA OPERACIÓN DEL SISTEMA OPERACIÓN REVISE QUE LA RATA DE CIRCULACIÓN SEA SUFICIENT PROCEDA COMO CUANDO HAY INCREMENTO EN LA OXIDACIÓN DEL ACEITE VISCOSIDAD FUGAS DE VAPOR, CAMBIE LOS SELLOS DEFECTUOSOS CONDENSACIÓN REPARE EL INTERCAMBIADOR FUGAS EN EL ENFRIADOR DE ACEITE FALLAS DE OPERACIÓN EN EL PURIFICADOR DEL SISTEMA AGOTAMIENTO NORMAL CONTACTO EXCESIVO CON AIRE
CORRIJA LAS FALLAS DE OPERACIÓN REVISE TEMPERATURA DE OPERACIÓN CONTACTE AL PROVEEDOR DE ACEITE ELIMINE FUGAS DE AIRE
AGOTAMIENTO NORMAL EXCESIVO JUAGADO POR AGUA
CONTACTE AL PROVEEDOR DE ACEITE REDUZCA EL VOLUMEN DE AGUA USADA SI LA CONTAMINACIÓN ES ALTA PROCEDA A CAMBIAR EL ACEITE
PRESENCIA DE CALCIO DEBIDA A LA DETERGENCIA DEL ACEITE DE RELLENO OPERACIÓN DE LA CENTRÍFUGA DEFECTUOSA
CORRIJA OPERACIÓN DE LA CENTRÍFUGA COMO MEDIDA TEMPORAL PUEDE SER ACONSEJABLE CENTRIFUGAR A TEMPERATURA AMBIENTE NORMAL
ACEITES DE CIRCULACIÓN Y SISTEMAS HIDRÁULICOS ADICIONE UN PRODUCTO DE MAYOR VISCOSIDAD PARA CORRECCIÓN REVISE LA OPERACIÓN DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO ASEGURASE DE LA ADECUADA RATA DE CIRCULACIÓN RELLENO CON PRODUCTO DE ELIMINE FUGAS DE AIRE MENOR VISCOSIDAD REVISE NIVEL DE INHIBIDOR DE OXIDACIÓN BAJE TEMPERATURA DE OPERACIÓN REEMPLACE SELLOS AVERIADOS ALTAS TEMPERATURAS DE REPARE EL INTERCAMBIADOR DE CALOR OPERACIÓN OXIDACIÓN DEL ACEITE FUGAS EN EL ENFRIADOR CONDENSACIÓN
PRESENCIA DE AGUA OPERACIÓN DEFECTUOSA DEL PURIFICADOR DEL SISTEMA
CORRIJA FALLAS DEL PURIFICADOR REVISE TEMP. ANTES DE LA CENTRÍFUGA (60ºC) SI LA CONTAMINACIÓN ES ELEVADA PROCEDA A CAMBIAR EL ACEITE CORRIJA FALLAS DEL PURIFICADOR COMO MEDIDA TEMPORAL ES DESEABLE OPERARLO A TEMPERATURA AMBIENTE
ACEITES PARA ENGRANAJES Y REDUCTORES INDUSTRIALES RELLENO CON ACEITE DE ADICIONE UN ACEITE DE MAYOR GRADO PARA DISMINUCIÓN EN LA VISCOSIDAD MAYOR VISCOSIDAD CORREGIR LA DISMINUCIÓN REVISE QUE LA RATA DE CIRCULACIÓN SEA ADECUADA ELEVADAS TEMPERATURAS DE OPERACIÓN INCREMENTO EN LA VISCOSIDAD ELIMINE FUGAS DE AIRE EN LOS SELLOS REDUZCA LAS ALTAS TEMPERATURAS DE OPERACIÓN OXIDACIÓN DEL ACEITE REDUZCA INTERVALOS DE CAMBIO FUGAS EN SELLOS DE LA ELIMINE FUGAS EN LA CARCAZA Y REEMPLAZE LOS PRESENCIA DE AGUA CARCAZA SELLOS DEFECTUOSOS BAJO CONTENIDO DE ADITIVOS ACORTE EL PERIODO O USE ACEITE CON MEJORES PERIODO DE CAMBIO EXCEDIDO (EXTREMA PRESIÓN) PROPIEDADES ALTO CONTENIDO DE INSOLUBLES PROCEDA COMO SI SE TRATARA DE UN ACEITE CON OXIDACIÓN DEL ACEITE EN PENTANO INCREMENTO EN LA VISCOSIDAD
Referencias ALBARRACIN AGUILLON, Pedro. Tribologia y Lubricación Industrial y Automotriz. Tomo I. 2ª. Edición. Litochoa, Bucaramanga. 1993 ALBARRACIN AGUILLON, Pedro. Procedimiento para la toma de muestra de aceite para su análisis de laboratorio. Ingenieros de Lubricación. Medellín, Septiembre 2005 BARNES, Mark. Particle Counting – Oil Análysis 101. Practicing Oil Analysis Magazine. Julio 2002 GOODING GARAVITO, Nestor. Lubricación Industrial. Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ingeniería, Bogotá. 1998 MESA VELEZ, Laura del Pilar. Tutor de tribología primera parte: Introducción a la tribología. Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ingeniería. Bogota 2005 RUEDA, Marcel. Tutorial de ferrografía directa, análisis de elementos presentes y ferrografía analítica. A-MAQ S.A. Análisis de maquinaria. Enero 2005
