4 análisis de lubricantes

Departamento Técnico Lubricantes Bel-Ray - Ventec.

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Análisis Típicos

para Lubricantes

Caracterización y Tipificación


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Procedimientos para toma de muestra. Equipo recién detenido Área limpia Envases limpios y cerrados ojalá dentro de una bolsa

Ziplock o caja. Siempre del mismo punto y nivel. Rotulado correcto de la etiqueta. Manejo adecuado de implementos de tomar muestra.


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Toma de muestra con Vampiro

Tomar la muestra lo más cercano al punto de retorno del aceite desde el componente.


4

Toma de muestra de drenaje

Abrir la purga. Dejar que drene un volumen

adecuado para botar impurezas.

Tomar la muestra con el lubricante CALIENTE. Esto es dentro de no más de 15 minutos de detenido el equipo.


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Uso de bolsas Ziplock


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Que hacer


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Aditivos

A los lubricantes se le adicionan elementos químicos llamados aditivos cuya función es. Impartir propiedades que el lubricante no tiene o es

necesario reforzar. Inhibir características o propiedades naturales no

deseables. Otros, para lograr ciertos aspectos técnicos

específicos.


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Aditivos de usos común.

Detergentes Dispersantes Antioxidantes Antidesgaste Inhibidores de herrumbre. Inhibidores de corrosión. Modificadores de fricción. Desmusificantes. Antiespumantes

Agentes de extrema presión. Modificadores de viscosidad. Depresores de punto de fluidez. Mejoradores de comportamiento con sellos. De color. Emulsificantes. Otros


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Análisis de lubricantes

Se emplean para: Caracterizar el producto. Para evaluar sus características Para determinar su capacidad operativa Para evaluar el comportamiento del componente

o equipo lubricado. Para comparar rendimientos entre equipos, entre

otros lubricantes u otro.

10Departamento Técnico Lubricantes

Bel-Ray - Ventec.

Análisis para aceites lubricantes

Productos nuevos Viscosidad cinemática a 40 y 100ºC Gravedad específica Color ASTM Punto de Inflamación Punto de Escurrimiento Espuma Estabilidad a la oxidación

TBN Espectro de

Infrarrojos Contenido de metales Ferrografía

De rendimiento Antidesgaste Extrema Presión De banco para

motores y otros Etc.


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Análisis de Aceites Usados

Se utilizan para intentar detectar el estado del equipo Se evalúan 9 metales,

6 metales de desgaste: Aluminio (Al), Cromo (Cr), Cobre (Cu), Hierro (Fe), Plomo (Pb), Estaño (Sn).

3 metales de contaminación, Silicio (Si), Potasio (K), Sodio (Na).

Se determina la viscosidad del lubricante a 40 o 100 ºC. Los cambios de viscosidad de aceites sin polímeros solo se debe a CONTAMINACIÓN.


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Análisis de aceites usados.

Análisis de espectro de infrarrojos. Este análisis determina:

Agua Glicol (Etano 1-2 diol) Dilución por combustible. Oxidación Nitración Hollín.


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Análisis para aceites lubricantes

Análisis más comunes


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Viscosidad Cinemática ASTM D-445 Se evalúa a 40 y/o 100ºC Determina el grado ISO, AGMA o SAE de viscosidad en

el aceite sin uso. Caracteriza el lubricante. Determina el grado de contaminación por dilución o

espesamiento del lubricante. Se mide a bajas temperaturas para aceites de motor.


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Viscosímetros cinemáticos a 40 y 100ºC

Viscosímetro Brookfield (de aguja) para bajas temperaturas.

Cold Cranking Simulator (CCS) para aceites multigrado de motor.

Mini Rotary Viscosimeter (MRV) para aceites multigrado de motor.


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Viscosímetros


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Gravedad específica

Se evalúa para caracterizar el lubricante. Los valores se emplean para el proceso de

envasado por peso. No tienen relación con la viscosidad Se relacionan con el origen del aceite base

empleado en la formulación. Se mide a 15ºC y se expresa en kg/lt


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Color ASTM D-2500

Evalúa el color del lubricante en una escala de 8 colores

Estos van desde el amarillo claro al café. No son indicativos de calidad. Se emplean para caracterizar el producto y uniformar la

producción. Escala Saybolt, para lubricantes USP (United State

Pharmacophea) y de grado alimenticio.


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Punto de Inflamación Test ASTM D-92, Copa Abierta, Lubricantes. Test ASTM D-93, Copa Cerrada, Combustibles Determina el factor de riesgo del producto.. Es la temperatura mínima a la cual se desprenden suficientes gases que

pueden ser inflamados en presencia de una llama por 5 segundos.


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Punto de fluidez o escurrimiento Test ASTM D-97 Temperatura más baja a la

cual el lubricante puede fluir. La temperatura mínima para

la partida del equipo debe estar por sobre el punto de escurrimiento en unos 5 a 10ºC.

Para aceites de motor existe el test del Stable Pour Point.


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Test de espuma

ASTM D-892 Se evalúa a tres temperaturas distintas:

Secuencia I a 24ºC Secuencia II a 93ºC y Secuencia III a 24ºC

De gran importancia para todo tipo de aceites de circulación, cárter o hidráulicos.


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Estabilidad a la Oxidación

De este test existen varios procedimientos. Cada uno de ellos trata de predecir la

estabilidad del lubricantes en presencia de aire, temperatura y metáles que tiendan a producir una acción catalítica.

Test de turbina ASTM D-943 Test de la bomba rotatoria, ASTM D-2272


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Desmulsibilidad

Test ASTM D-1401 Este test determina la habilidad que tiene el

lubricante para separarse del agua. Es muy importante para aceites de circulación. Test ASTM D-2711 para aceites de reductores

industriales


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Espectro de Infrarrojos

Test de caracterización del lubricante. Mediante el se obtiene una huella digital del

producto. Es posible determinar mediante este método:

Oxidación, contenido de agua, contaminación con combustible y otros elementos extraños.

Cada día se populariza más.


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Grafica de Infrarrojos


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Contenido de metales

Test de espectrometría por absorción o emisión atómica, fluorescencia de rayos X, o plasma.

La espectrometría fina detecta partículas de entre 0 y 10 micrones

La espectrometría gruesa detecta partículas de entre 0 a 50 micrones o más.

Determina metales de desgaste, formulación y contaminantes.


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Espectro de metales de desgaste


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Ferrografía

Ferrografía directa: Permite detectar la cantidad de partículas por bajo o

sobre los 5 micrones. Ferrografía analítica:

Técnica muy poderosa que permite detectar, ver y evaluar las partículas metálicas presentes en una muestra.


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Conteo de partículas

Método que permite detectar la cantidad de partículas que circulan con el lubricante y la eficiencia de los filtros.

Se emplea preferentemente en control de sistemas hidráulicos y de compresores de aire.

Existe el código NAS y el código ISO Código ISO 4406:1999

Nº de partículas bajo 5 micrones y sobre 15 micrones. Código ISO 11171. Cambia forma de medir (dos medidas) y la

escala.


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Comparación de tamaños


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TBN

Valor que puede medirse por método potenciométrico o por tritration.

El TBN mide la reserva alcalina del lubricante que permite neutralizar la acción de los ácidos sub producto de la combustión, en especial en el caso de los motores diesel


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Determinación del contenido de agua

Determina el contenido de combustibles livianos ( no para diesel) por destilación con tolueno.


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Análisis para Grasas lubricantes


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Consistencia de las grasas

Clasificación N.L.G.I. 9 grados distintos, desde líquidas a sólidas. Evalúa la dureza a la penetración de un cono

normalizado. Se hace sobre una muestra de producción trabajada a

60 golpes. Si la medición se hace luego de 10.000 o 100.000

golpes, evalúa la resistencia al trabajo mecánico.


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Consistencia NLGI y Penetración. Tabla de consistencia

NLGI Evalúa la Dureza.

Rango desde un pan de jabón a líquidas.

Mide a: 60 golpes 10.000 golpes o 100.000 golpes.


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Consistencia NLGI y Penetración.

Tabla de consistencia NLGI Valor numérico que va

desde 000 a 6. Se determina en base a

la dureza de la grasa. Dureza desde un pan de

jabón a líquidas.


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Estabilidad mecánica ASTM D-217A

Evalúa la estabilidad al trabajo mecánico sometido a efecto de corte. Se trabaja la grasa a 10.000 dobles

golpes. Orificio pasa de ¼” a 1/16”(6.35mm a 1.59

mm de ) Se mide la variación % de la penetración a

60 golpes contra la de 10.000 golpes. Este test se puede hacer a 100.000 golpes

y con la grasa con agua.


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Estabilidad mecánica ASTM D-217A

Se trabaja la grasa a 10.000 dobles golpes. Orificio pasa de ¼” a 1/16”(6.35mm a 1.59 mm de ) Se mide la variación % de la penetración a 60 golpes

contra la de 10.000 golpes. (Lectura Final-Lectura Inicial)/ Lectura inicial = % de

cambio Hasta 5% de variación EXCELENTE 5,1 a 15% de variación BUENO 15,1 a 30% de variación REGULAR sobre 30,1% de variación POBRE


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Estabilidad mecánica,Roll Stability test ASTM D-1831.

Evalúa la resistencia al trabajo mecánico del espesante a un efecto de estiramiento, AMASADO. Se muele la grasa por

dos horas y se evalúa su variación respecto a la misma grasa sin trabajar.


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Punto de Goteo de grasas Lubricantes


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Comportamiento a alta Temperatura. Punto de Goteo. ASTM

D-2265. Determina la temperatura a la cual la grasa pasa de un semisólido a un líquido.

Evalúa la resistencia térmica mecánica del espesante.


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Bombeabilidad, Lincoln ventmeter. Determina la capacidad a fluir de una grasa a través de una línea

a una temperatura dada. Se evalúa después de 30 segundos ( P< 300 psi)


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Bombeabilidad, Lincoln ventmeter. Se evalúa después de 30 segundos ( P< 300 psi) Depende del tipo de jabón, aceite base, viscosidad del

aceite base y temperatura. Las grasas de COMPLEJO DE ALUMINIO poseen la

mejor movilidad y la menor cantidad de jabón.


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Resistencia al lavado por agua.

Test ASTM D-1264: evalúa la cantidad de grasa extraída por el agua de un rodamiento, de acuerdo a las condiciones del test.


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Test EMCOR, ASTM D-6138

Resistencia a la corrosión con agua destilada o de mar en condiciones dinámicas.

Evalúa las propiedades anticorrosivas de una grasa en un rodamiento de bola parcialmente inmerso en agua, operando sin carga y a baja velocidad (83 r.p.m.) por aproximadamente una semana.


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Ensayo de Corrosión EMCOR (IP-220)


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0

No hay corrosión1

No más de tres manchas de herrumbre visibles a ojo desnudo

2

Áreas pequeñas corroídas que no cubren más de un 1% de la superficie de trabajo

3

El área que presenta herrumbre cubre mas de un 1% pero menos de un 5% de la superficie de trabajo (pista de rodado).

4

El área que presenta herrumbre cubre mas de un 5% pero menos de un 10% de la superficie de trabajo (pista de rodado).

5

La superficie con herrumbre cubre mas de un 10% del área de rodado.

Grados de corrosión ensayo EMCOR


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Antidesgaste – Extrema Presión Dependiendo del tipo de producto y el objetivo

que se busca, existen variados métodos de evaluación de la capacidad antidesgaste de los lubricantes, desde pruebas de capacidad antidesgaste a pruebas de extrema presión.


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Resumen de limites de test

Test Test de 4 Bolas EP 4 Bolas Wear Timken FZGFALEX Weld Point LWI Scar Diam. lb OK Solo paraV.Block kg kg mm Aceites

lbAceite puro 300 25 20 0.51 con 5 kg 0 a 20 6

Cap. AW 750 <80 20 a 30Buen AW, EP suave 1250 200 30 a 40 20 a 60

Buen EP 2000 315 40 a 50 0.2 con 5 kg >60 12EP sobresaliente 4500 500 >50 >70 12+Criterio para EP > 750 250 >35

Límite TEST 4500 800 Nº altos + 100 12Vel. de deslizamiento 76 fpm 405 fpm 1800, 1200 o 600 405 fpm 1630 a 3200

Otros datos 290rpm 1800 rpm Carga 0,1 a 50 kg 10 minutos 1760 rpm800 rpm 2640 rpm


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Test Falex EP


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Test EP Falex

Velocidad 290 r.p.m. Método A:

la carga se aplica en forma continua Método B:

La carga se aplica en incrementos de 250 lbf, manteniendo la carga constante durante un minuto en cada etapa.


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Test EP Falex

Tipo de contacto Líneas y áreas múltiples entre en pin y el block.

Tipo de carga Continua o por etapas

Carga de falla 0 a 4500 lbf

Velocidad de deslizamiento: 76 fpm (21,16mxmt)


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4 Bolas Antidesgaste y EP


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Propiedades antidesgaste.

Test 4 Bolas. Huella desgaste. Método ASTM D-2266, evalúa el diámetro de la huella de desgaste y el coeficiente de fricción ( de 0,1 a 50 kg.de carga máximo).


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Propiedades antidesgaste.

Las velocidades a las cuales puede hacerse el test son desde la más rigurosa a 600 r.p.m. a 1200 o 1800 r.p.m. con cargas que van desde los 0,1 kg. hasta 50 kg. a una temperatura dada.En grasas ASTM D-2266, : 1200 r.p.m.; 75ºC; 40 kgf; 60 minutos.En aceites ASTM D-4172: 1200 r.p.m.; 75ºC, 15 o 40 kgf; 60 minutos.


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Test de 4 Bolas


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Test de 4 bolas


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Test de 4 Bolas


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Propiedades de Extrema Presión.Test 4 Bolas.

Tipo de contacto Múltiples puntos en bolas de acero endurecido.

Tipo de carga: Peso muerto por etapas, brazo de carga

Carga de falla 0 a 4000 lb ( hasta 800 kg en el brazo de carga)

Velocidad de deslizamiento: 405 fpm.


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Propiedades de Extrema Presión.Test 4 Bolas.

Test de 4 Bolas EP ( ASTM D-2596 y U.S. Steel DM-53): Las características de extrema presión se evalúan determinando a cual carga se produce la soldadura de los elementos móviles del test (Rodamientos de bolas).1770 ± 60 r.p.m., 27 ± 8ºC; 10 seg por etapa.


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Test TIMKEN


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Propiedades de Extrema Presión. Test Timken.

Tipo de contacto Línea de contacto entre el bloque y el anillo

Tipo de carga Peso muerto, por etapas o continuo Brazo de carga

carga aplicada 0 a 100 lb en el brazo de carga

Velocidad de deslizamiento: 405 fpm


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Propiedades de Extrema Presión. Test Timken.

Test Timken ( ASTM D-2509): Evalúa las características de carga que soporta un lubricante que protege rodamiento de rodillo.Vel: 800 rpmTemp: 24 ± 6ºC10 minutos.


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Test FZG

Tipo de contacto Engrane de engranajes con dos formas de dientes,

piñón de 16 dientes y engranaje de 24 dientes. Tipo de carga:

peso muerto por etapas, partida bajo carga. 12 etapas de carga para evaluar grasas 13 etapas de carga para evaluar aceites


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Test FZG

Tipos de engrane. Diente tipo A, para evaluar grasas. Diente tipo B, para evaluar aceites.

Carga máxima de 3500 o 4152 lb/in Velocidad de 1630 a 3200 fpm en la línea de

paso. En el report del test se informa la velocidad angular de la línea de paso en m/s.


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Test FZG

La máxima perdida de peso del para de engranes es de 10 mg.

Informe de resultados. Ej-1: pasa etapa 12 A/8.3/90; indica que se evaluó

con engranaje tipo A, con una velocidad angular de 8,3 m/s a una temperatura del lubricante de 90ºC.

Ej-2: Pasa A/2,76/50. Este tipo de report se emplea en grasas para engranajes abiertos fuidas.


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Propiedades de Extrema Presión. Test FZG. Test FZG evalúa la

capacidad de proteger un tren de engranajes. Determina la pérdida en peso del material del engranaje testeado.

NO TIENE VALIDEZ EN GRASAS LUBRICANTES pulverizables para engranajes abiertos. Informe de DIN


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Propiedades de Extrema Presión. Test FZG.

Para grasas este ensayo consta de 12 etapas de carga( puede hacerse una etapa 13 en forma especial). Cada etapa se corre a una carga distinta.

La forma del diente para el ensayo de grasa es la A. Ej.. Un ensayo reportado como FZG A/8.3/90


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Forma de los dientes Test FZG


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Máquina Test FZG


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Propiedades de Extrema Presión. Test SRV Test ASTM D- 5706 : Grasas lubricantes Test ASTM D- 5707 : Aceites Lubricantes

Mide propiedades EP por movimiento lineal de alta frecuencia, con una alta velocidad vibratoria.

Evalua movimientos de paradas y partidas con alta carga hertziana.

Predice capacidad de grasa usadas en juntas hocineticas. Mide fricción y desgaste.


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Propiedades de Extrema Presión. Test SRV Este test evalúa la capacidad de proteger bajo

condiciones de movimientos oscilatorios, a una carga y temperatura controlada por 60 minutos. Contacto en línea, punto o superficie plana Carga electrónica, movimiento oscilatorio. Carga de falla máxima 270 lbf Velocidad de deslizamiento de una amplitud de 3500

micrones con una frecuencia de 150 Hz


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Equipo Test SRV


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Bombeabilidad, Lincoln ventmeter. Se evalúa después de 30 segundos ( P< 300 psi) Depende del tipo de jabón, aceite base, viscosidad del

aceite base y temperatura. Las grasas de COMPLEJO DE ALUMINIO poseen la

mejor movilidad y la menor cantidad de jabón.


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Bombeabilidad, Lincoln ventmeter. Determina la capacidad a fluir de una grasa a través de una línea

a una temperatura dada. Se evalúa después de 30 segundos ( P< 300 psi)


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Test de retenciónTimken


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Retención Timken


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Causas más comunes de Fallas Causas de fallas del lubricante

Agua Calor Contaminantes

Causas de fallas de los equipos Contaminantes sólidos Condiciones excesivas de trabajo Intervenciones erróneas.


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Estrategia proactiva, Detección temprana de las raíces de una falla.

Causas basales de una falla Calor Aire/Oxigeno Contaminantes

sólidos Catálisis metálica Agua

Herramientas de monitoreo Conteo de partículas análisis de partículas

ferrosas Temperatura del

aceite del equipo Nivel de agua en el

cárter Análisis físico-

químico.


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Estrategia proactiva, Detección temprana del deterioro de los aditivos.

Degradación del aditivo. Antioxidante Inhibidor de Corrosión Antidesgaste Reserva alcalina

Método de detección ZDDP por IR Zn, S, P por análisis

de espectro. TAN TBN


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Estrategia proactiva, Monitoreo del estado del lubricante

Indicadores del estado Ácidos Depósitos de Barniz Polimerización Depósitos de Carbón Formación de

depósitos de lodos

Método de detección TAN Viscosidad Color Olor Análisis de Infrarrojos


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Estrategia proactiva, Estado del equipo.

Indicadores de la condición Desgaste Corrosión Fatiga Agarrotamiento

Método de detección Conteo de partículas Partículas ferrosas Análisis de metales espectro químico Inspección óptica Ferrografía


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Estrategia proactiva, Objetivos Reducir las velocidad de desgaste de la

maquinaria Incremento de la vida de los componentes. aumento de el % de disponibilidad del equipo. Ahorro de $$$$

Reducir la degradación del lubricante. Aumento de la vida útil del lubricante. Menor Impacto ambiental. Ahorro de $$$


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Intervalos típicos de muestreoEquipo Intervalo estándar Intervalo Bel-Ray

Motores 150 a 300 horas 300 a 750 horas

Diferenciales y Mandosfinales

250 horas 500 horas

Cajas reductoras y decambio

250 horas 500 horas

Sistemas Hidráulicos 200 horas 500 horas

Descansos,Rodamientos

500 horas Anualmente

Muestreo después de cada cambio de Filtro y de aceite

4 análisis de lubricantes

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