PROCEDIMIENTO PARA LA TOMA DE LA MUESTRA DE ACEITE Para su análisis de laboratorio Por: Pedro Albarracín Aguillón Ingeniero Mecánico - Universidad de Antioquia Medellín Septiembre 19 de 2005 1. INTRODUCCION 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 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.
2. 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.
2.1 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”, 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.
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2.2 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 espe cificó, 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 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 físicoquímico 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.
2.1 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:
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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.
3. PROCEDIMIENTO Los siguientes son los pasos que se deben seguir para tomar la muestra de aceite:
3.1 Limpieza del punto de toma de la muestra de aceite Antes de com enzar un proceso de la toma tom a de la muestra m uestra 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.
3.2 Frasco para tomar la muestra de aceite Para tomar la muestra de aceite se debe utilizar un frasco plástico transparente de 120 cc de capacidad, que cuente con una tapa hermética.
3.3 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:
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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.
3.4 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 3 aceite de 100 cm 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 3 media vuelta, y se toma la muestra de aceite de 100 cm 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 3 cm 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 3 toma y se contiene la muestra de aceite de 100 cm 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 3 volumen de aceite equivalente a 100 cm 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 3 de aceite de 100 cm 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.
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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 3.3. 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 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.
4. 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.
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