Lubricacion de Motores a Gas

Lubricación en Motores a Gas

Ing . Alejandro Chacín Soporte Técnico Lubricantes del Oriente S.A.

Contenido

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Introducción a los Motores a Gas y su Lubricación.

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Problemas asociados con la lubricación en Motores a Gas Natural.

Introducción a la lubricació lubricación n de Motores a Gas Industriales 

Que diferencia la lubricación de los motores a gas natural industrial de los demás?


Que diferencia la lubricación de los motores a gas natural industrial de los demás?. 1. Los Motores a Gas tienen temperaturas de operación mayores En primer lugar, temperaturas de operación mayores implican que el aceite en uso se encontrará mas caliente.


Que diferencia la lubricación de los motores a gas natural industrial de los demás? 2. Surge un nuevo enemigo, los Óxidos Nitrosos (NOx)

El aceite para Motores a Gas Industriales, debe combatir la Nitración, la cual no se presenta de forma crítica en un Motor a Gasolina o Diesel.


Que diferencia la lubricación de los motores a gas natural industrial de los demás? Sus condiciones operativas. 3. Debe evitarse la recesión de las válvulas

Que relación existe entre el gas como combustible, y la recesión de las válvulas?


Podemos concluir entonces que los lubricantes de Motores a Gas se diferencian de los demás aceites para motor generalmente porque.

1. Los aceites aceites para motores motores a gas se recalienta recalientann mas, lo que exige exige a estos lubrican lubricantes tes una mayor protección contra la oxidación. 2. Por la alta producci producción ón de NOx en estos motores, motores, el aceite aceite debe debe soportar soportar mejor mejor la Nitración. 3. Por ser el gas un combustible seco, y no poseer lubricidad, el lubricante lubricante debe proteger los asientos de las válvulas, ahí es clave su contenido de cenizas sulfatadas.


Y que son las cenizas sulfatadas?

En término términoss coloqui coloquiale ales, s, es lo últi último mo que que qued quedaa del aceite cuando es sometido a altas temperaturas y ácidos. Es lo último que queda del aceite en su quema dura durant ntee una una cons consta tant ntee operación en un motor a gas.


Y que son las cenizas sulfatadas? Las Las ceni ceniza zass sulf sulfat atad adas as se comp compon onen en de los los adit aditiv ivos os metálicos del aceite que son usados para la detergencia y la dispersancia del motor. motor.

Introducción a la lubricació lubricación n de Motores a Gas Industriales Dispersancia Detergencia

Capacidad que tiene el lubricante para evitar que las partículas se adhieran en los componentes de la máquina.

Capacidad que tiene el lubricante para pa ra ma mant nten ener er la lass pa part rtíc ícul ulas as susp su spen endi dida dass ev evititan ando do qu quee se aglomeren.

Reserva alcalina (BN) Protección contra la recesión de válvulas

Capaci Capa cida dadd qu quee titien enee el ac acei eite te para neutralizar los ácidos provenientes de la degradación del aceite (débiles) y de la combustión (fuertes)

Introducción a la lubricació lubricación n de Motores a Gas Industriales Comparación entre rendimientos exigidos para Motores Diesel y Gas

Introducción a la lubricació lubricación n de Motores a Gas Industriales

Tipo de aceite

Cenizas sulfatadas (% Peso)

BN mg KOH/g Aplicación típica

Mineral

Sin aditivos

-

2T

Sin Cenizas

< 0.15

1-3

2T

Baja Ceniza

0.15-0.16

3-6

4T

Mediana Ceniza

0.6-1

6-12

4T y Gas Ácido

Alta Ceniza

>1

+13

Gas Ácido

Introducción a la lubricació lubricación n de Motores a Gas Industriales Seleccione el mejor aceite para su motor a gas … que pasaría si te excedes en cenizas… o lo contrario?

Dema Demasia siada da ceni ceniza za gene genera ra depó depósit sitos os que que imp impide iden el buen buen fun funcion cionam amie iennto de las las válv válvul ulas as,, y gene genera rann punt puntos os calie calient ntes es que que generan detonaciones.

Utiliizar men Util menor ceniza iza a la req requerida, acelera la recesión de válvulas, y por otra parte, si se usa gas ácido también permite la corrosión de los componentes internos.


En conclusión, un lubricante apropiado para motores a gas debe: – Soportar mayores temperaturas – Resistir la Nitración – Evitar la recesión de válvulas – Soportar los ácidos de la combustión (donde se usan gases fuertes) – Mantener el Motor Limpio

Introducción a la lubricació lubricación n de Motores a Gas Industriales Un mot motor con con depó epósito sitos, s, laca lacass y barnices impiden que los procesos de tran transf sfer eren enci ciaa de calo calorr en los los comp compon onen ente tess inte intern rnos os se real realic icen en favorablemente.

Al genera generarse rse puntos puntos calien calientes tes se generan detonaciones, que termina terminann afectan afectando do seriame seriamente nte el motor.


Que tengo que saber y hacer para evitar que esto le pase a mis motores???


Que tengo que saber y hacer para evitar que esto le pase a mis motores a gas natural??? Controle la Nitración Controle la Oxidación Controle la Viscosidad Controle los depósitos

Principales problemas de la lubricación en motores a gas


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Nitración y Oxidación


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Nitración y Oxidación La Nitración y la Oxidación son dos fenómenos distintos, las causas que las generan también lo son. Sin embargo, los daños que pueden causar son muy similares, y a veces pueden confundirse. Nitración: El aceite absorbe óxidos nitrosos Oxidación: El aceite absorbe oxígeno La eval evalua uaci ción ón de esta estas s varia ariabl bles es debe debe obse observ rvar arse se en conjunto, relacionar la Nitración y la Oxidación, puede revelar información valiosa con respecto al modo modo de oper opera ación ción del del equip quipo o y su carbu arbura raci ción ón..


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Nitración altas temper temperatu aturas ras de La Nitración es ocasionada por las altas combustión en un motor a gas, sumada a una relación aire combustible cercana a la estequiométrica.

La nitr nitrac ació iónn deg degener eneraa el aceit ceitee gener eneran ando do ácid ácidos os y depósitos el cual se adhieren al motor en forma de lacas y barnices, los cuales hacen la función de aislante térmico hacie acienndo que que el moto motorr pierd ierdaa su equil quilib ibri rioo térm térmic icoo, causando detonaciones, y fundición de los componentes. La nitración también puede verse favorecida por: • Blow-by de gases de escape hacia el cárter. • Bajas temperaturas de operación del aceite. • Mala ventilación del cárter. • Mala Carburación.


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Nitración


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Nitración La temperat ratura de operación del aceite ite también es importante, mientras mas baja sea, peor. La nitración es crítica a 57°C y a temperaturas mas bajas sigue creciendo. Esto quiere decir que, mientras mas caliente mantenga su aceite, mas se aleja de los problemas de la nitración …

Pero cuidado…no caliente tanto el aceite, podría tener problemas con …


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Oxidación


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Control de la Nitración y la Oxidación 1. Controle las temperaturas de aceite y agua a la entrada y a la salida del motor. motor.


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Control de la Nitración y la Oxidación Mantenga el delta de temperatura en 10 max 15°F Caterpillar:

Waukesha:

White Superior:

Oill - In /Out Oi

Wat ater er - In /Out /Out

160 /175 /175

185 /195 /195

170 /180 /180

185 /195 /195

165 /175 /175

180 /190 /190


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Control de la Nitración y la Oxidación 2. No se exceda exceda en los period periodos os de cambio cambio de aceite aceite.. Determine Determine el punto punto crítico a través de un programa de análisis de aceites.

No sacri sacrififiqu quee la limpi limpiez ezaa de su motor por un drenaje extendido sin control !!!!


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Control de la Nitración y la Oxidación 3. Inspeccione Inspeccione su motor motor,, mantenga mantenga bajo seguimiento seguimiento los depósit depósitos os a través de la videoscopía y otro tipo de inspecciones menores

Principales problemas de la lubricación en motores a gas NORMAL

ANORMAL CAT CA T

WAUK


0.060” de depósitos pueden aumentar la relación de compresión en 1/4


ANORMAL

CAT CA T

WAUK


ANORMAL

CAT CA T

WAUK


ANORMAL

CAT CA T

WAUK


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Control de la Nitración y la Oxidación 4. Moni Monito tore reee peri periód ódica icame ment ntee la rela relaci ción ón aire aire-c -comb ombus ustitibl blee de su equi equipo po,, relacione relacione las tendencia tendenciass de Nitración y Oxidación Oxidación a través del análisis de aceites.


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Control de la Nitración y la Oxidación 5. Mantenga Mantenga bajo bajo control control la ventilació ventilaciónn del del cárter cárter


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Control de la Nitración y la Oxidación Mant Manten enga ga la temp temper erat atur uraa del del acei aceite te apro apropi piad adaa (con (consu sultltee el manu manual al del del fabricante) Asegúrese que siempre haya un pequeño vacío en el cárter Monitoree permanente su carburación, sobre todo si su motor es estequiométrico. Use análisis de aceites, y complemente con inspecciones videoscópicas y menores.


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Fugas de refrigerante


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Fugas de refrigerante Una pequeñísima cantidad de glicol puede ocasionar gran daño en el aceite y en el Motor

Principales problemas de la lubricación en motores a gas Cambios Internos Externos Precipitación de aditivos

Fuga de Glicol

Cambio químico

Formación de bolas de aceite

Consecuencias Tap apon onam amie ient nto o de fi filt ltro ros s

con contaminaciones 2%. menores al Desbalanceo

térmico

(depósitos bajo corona del pistón). Detonación/Preignición, aumento de desgaste.

Oxidación del aceite

Formación de ácidos

Corrosión

(falla

de

pérd rdid ida a de componentes) pé dispersancia.


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Fugas de refrigerante Las fugas de refrigerante pueden ocurrir: •En

la parte superior por falla en sellos o deterioro de las camisas. •En

la parte inferior por falla en el intercambiador de calor.

Fuente: www www.. machinerylubrication.com machinerylubrication.com


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Fugas de refrigerante

Fuente: www www.. machinerylubrication.com machinerylubrication.com


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Fugas de refrigerante Este es un tipo de afección asociada a la corrosión generada por los ácidos generados con la fuga de refrigerante hacia el sistema de lubricación.

Principales problemas de la lubricación en motores a gas 

Detección y localización de fugas de refrigerante

Análisis de aceites Taponamiento de filtros

Programa de inspecciones


Detección y localización de fugas de refrigerante 1. Observe las bujías

Coloraciones naranja en las roscas de las las bujías indican can resid siduos de los aditivos del refrigerante.


Detección y localización de fugas de refrigerante 2. Use colorantes y luz ultravioleta Aplicar colorante sensible a los rayos U.V. en el sistema de refrigeración, nos puede ayudar a locali localizar zar la fuga fuga de refrig refrigera erante nte en el interior del motor. motor.


Detección y localización de fugas de refrigerante 3. Análisis de aceites


Desgaste metálico

Abrasión Adhesión


Desgaste metálico

Corrosión

Principales problemas de la lubricación en motores a gas Presencia de desgaste

¿Desgaste Normal?

Si

No

No

No

¿Adhesión?

¿Corrosión?

No

Si

¿Abrasión?

Entró polvo u otro material abrasivo

•Dilución con solventes •Altas temperaturas •Poca viscosidad •No hay antidesgaste

Si

Si

•Combustible •Degradación del aceite •Fuga de refrigerante


Fugas, en superior

cárter

y

cubierta

Fugas, empaquetaduras del cárter

Nivel de aceite incorrecto


Un alto consumo de aceite: Favore rece ce • Favo

la form formac ació iónn de depó depósi sito toss en bují bujías as y

válvulas. • Falsea los resultados de análisis de aceite


Si el motor utiliza demasiado aceite disminuyen los números del análisis de aceite y luce casi como nuevo, pero cuando se abre el motor podríamos encontrar depósitos pesados y piezas desgastadas.


Referencias de consumo para motores a gas Waukesha Caterpillar

Ojo, esta es una referencia de ajuste para 100% de carga.


Un simple ejemplo de cálculo

Un motor CAT 3612 seteado en consumo apropiadamente, cuanto aceite por hora debe consumir si opera a un 90% de su carga nominal? nomi nal? Solución:

Si el motor está seteado apropiadamente debe cumplir con la relación a 100% de su carga con…0.000521 lb/BHP-Hr

Aplicando la ecuación: Y asumiendo una densidad de 7.5 lb/gal

3550  0.9  0.000521 7.5 BHP @ 1000 RPM Consumo estimado: 0.221946 gal/hr

Carga al 90%

Final Words!

1. Recuerde que los motores a gas generan generan condiciones condiciones operativas distintas a las de un moto motorr a gaso gasolilina na o dies diesel el,, esto esto hace hace que que el acei aceite te a util utiliz izar ar requ requer erid idoo teng tengaa propiedades de desempeño diferentes …no te olvides que las propiedades ácidas del gas también juegan un papel importante con respecto a la selección del lubricante. 2. Quiere evitarse evitarse problemas problemas en su motor a gas natura natural? l? … entonces controle: • Nitración • Oxidación • Viscosidad • Depósitos • Consumo de aceite 3. Desarrolle un programa de análisis de aceite como apoyo a su estrategia CBM

Lubricacion de Motores a Gas

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