Lubricación de Equipo Crítico en Plantas de Proceso y Distribución de
Hidrocarburos
“ANÁLISIS DE ACEITES LUBRICANTES DE TURBOMAQUINARIAS”
Monitoreo de la Condición de Lubricantes de Turbomaquinas
Los lubricantes de turbinas pueden durar solamente unas pocas cientos de horas en turbinas de Jets o varios años, hasta décadas, en turbinas hidroeléctricas. En los últimos años se ha tomado realmente conciencia de la elevada importancia que tiene realizar monitoreos de condición del lubricante para maximizar el rendimiento y vida útil de las turbinas
El objetivo es: mediante cuidadosas evaluaciones del estado actual del lubricante en uso, optimizar las frecuencia de cambio y el mantenimiento. Cambios prematuros del lubricante conducen a Altos Costos de Producción; lo mismo sucede si dichas evaluaciones son inadecuadas respecto a la condición del lubricante.
La ASTM D4378: “Prácticas Comunes para el Monitoreo de Lubricantes Minerales Tipo Turbina en Servicio para Turbinas de Gas y de Vapor”, dice:
“Los objetivos de un programa de análisis de aceite pueden extenderse mas alla de la supervisión de las condiciones del aceite basada simplemente en un plan proactivo del cuidado del mismo. La supervisión de estas Condición permite que maximizar los intervalos entre cada reparación y entre los cambios previstos del lubricante. El monitoreo del estado del lubricante reduce los costos de reparaciones y aumenta disponibilidad y confiabilidad de la maquinaria.
Monitoreo de la Condición de Lubricantes de Turbomaquiria
El programa de monitoreo para la condición de los lubricantes se ha utilizado desde hace 50 años, y es una herramienta básica para determinar el desgaste que sufre cada maquinaria. Para maximizar la vida de los aceites de turbinas, como se dijo, es más que necesario contar con un Programa de Monitoreo de la Condición del Lubricante y un adecuado tratamiento y manipulación de los mismos, pero además se debe incursionar en:
• Seleccionar y Usar el Lubricante Correcto.
• Determinación de los Puntos de Muestreo y Técnicas Correctas.
• Control de la Contaminación
• Manipuleo y Almacenamiento Correcto• Llevar a cabo actividades de Mantenimiento en los Intervalos Requeridos.
• Gestionar el Programa: establecer metas, indicadores, procedimientos y mejoras continuas.
• Entrenamiento de personal Clave y Directores.
!!! El lubricante es la Sangre de la Maquina y refleja el estado de salud de la misma !!!
Analogía Médica
Utilidad del Análisis de Aceite Lubricante
Condición del Lubricante
Condición de la Maquinaria
Tipo de Contaminación
Posible Origen de la Contaminación
Efectos Asociados a la Contaminación
Métodos para Eliminar estos Problemas
Condición de la Maquinaria:
• Desgaste Normal
Los análisis especiales de Causa Raíz: Ferrografía de Lectura Directa, Ferrografía Analítica.
• Desgaste Acelerado
Condición del Lubricante:
Lubricante Contaminado:
Es posible Eliminar la contaminación, Lubricante continua en Servicio.
Lubricante Degradado:
Se debe Cambiar lubricante.
Tipo y Fuente de Contaminación:
• Tipo de Contaminante: agua, sílice, gases, metales de desgaste, barnices, etc.
• Fuente: determinar y encontrar la causa raíz del problema.
Tres puntos importantes del Análisis de aceite:
1.Lubricante: comprobación de las propiedades físicas y químicas del lubricante en uso, en comparación en el lubricante nuevo.
2.Contaminación: Supervisar la limpieza del aceite mediante el control de partículas contaminantes.
3.Maquina: Análisis de los metales contaminantes suspendidos en el aceite para determinar el desgaste de la maquina y su estado actual.
Limpieza del Aceite
1µm = 0.001 mm
• Un cabello humano mide 70 micrones
Los sentidos: Vista, Tacto, Olfato, Gusto, ¡¡¡ No son suficientes !!!
• Un buen Ojo Humano alcanza a ver solo 40 micrones
El control de la contaminación es una estrategia central y un punto de relevante importancia para un Programa de Mantenimiento Proactivo.
Tipo de Lubricación Claro [m]
ElastoHidroDinámica (EHD) 0.1 a 1
Hidrodinámica (HD) 0.5 a 10
Hidrostática (forzada) 1 a 10
Espesor de Película Lubricante
“El aceite contaminado mata a las máquinas”. El aceite limpio es uno de los factores más importantes que afectan la vida remanente y en servicio de los componentes lubricados de toda la maquinaria. Los internos de una maquina son especialmente sensibles a la contaminación de partículas
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Puntos importantes para la interpretación de un reporte de análisis de aceite:
1) Tomar una muestra representativa ó no puede cambiar rotundamente el resultado de los análisis, como así también su correcto etiquetado, envío y análisis.
2) Conocer los ensayos ASTM e ISO a realizar para cada equipo y necesidad.
• ESPECTROSCOPIA
• CONTENIDO DE AGUA
• VISCOSIDAD CINEMÁTICA
• NÚMERO ÁCIDO (AN)
• CONTEO DE PARTÍCULAS
• FERROGRAFÍA DE LECTURA DIRECTA
• FERROGRAFÍA ANALÍTICA
• PUNTO DE INFLAMACIÓN • COLOR
• INFRAROJO (IR)
PAQUETE TÍPICO:
PAQUETE ESPECIAL PARA ANÁLISIS DE CAUSA RAÍZ (RCA & RCFA):
• ADITIVOS: RPVOT, FOAM, DEMULSIBILITY, AIR RELEASE, etc. • BARNICES: VPR™
• DETERMINACIÓN DEL TIPO DE AGUA (WSD)
• Paquete A:
Número Ácido (AN) ASTM D974
Conteo de Partículas ISO 4406
Viscosidad Cinemática @ 40° C ASTM D445 Color ASTM D1500 Punto de Inflamación ASTM D6450
Contenido de Agua (KF) ASTM D1744
Espectroscopia de Metales
• Aplica para las Siguientes Maquinarias:
Compresores y Bombas Centrífugas
Bombas de Diafragma
Compresores de Tornillos Rotativos Inundados o Secos Sistemas Hidráulicos en General Turbinas de Gas, de Vapor, Ciclo Combinado, Hidroeléctricas y Aero-Derivadas Sellos de Aceite
Sopladores, Chumaceras, Motores Eléctricos
Compresores de Paletas Rotativas o Deslizantes, Centrífugos y de Lóbulos
Compresores de Refrigeración Cualquiera de los sistemas anteriores que compartan el sistema de lubricación
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceitePAQUETE de ENSAYOS TÍPICO: Compuesto por los ensayos más relevantes que como mínimo se deberían de incluir en un Paquete de Análisis Básico para Aceites tipo Turbina:
• Paquete B:
Número Ácido (AN) ASTM D974
Ferrografía de Lectura Directa DRFS & DRFL
Viscosidad Cinemática @ 40° C ASTM D445 Color ASTM D1500 Punto de Inflamación ASTM D6450
Contenido de Agua (KF) ASTM D1744
Espectroscopia de Metales
• Aplica para las Siguientes Maquinarias:
Compresores Reciprocantes
Sistema Motor-Engranes-Compresor Cojinete de Empuje o Axial
Motocompresores Integrados
Cualquiera de los sistemas anteriores que compartan el sistema de lubricación
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceitePAQUETE de ENSAYOS BASICO: Compuesto por los ensayos más relevantes que como mínimo se deberían de incluir en un Paquete de Análisis de Aceites Básicos:
• Paquete C:
Número Ácido (AN) ASTM D974
Ferrografía de Lectura Directa DRFS & DRFL
Viscosidad Cinemática @ 40° C ASTM D445
Contenido de Agua (KF) ASTM D1744
Espectroscopia de Metales
• Aplica para las Siguientes Maquinarias:
Cajas de Engranes Bombas de Engranes
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
PAQUETE de ENSAYOS BASICO: Compuesto por los ensayos más relevantes que como mínimo se deberían de incluir en un Paquete de Análisis de Aceites Básicos:
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteEvaluación y Determinación de pruebas.
Es una de las propiedades físicas más importantes de los lubricantes y debe monitorearse continuamente. La viscosidad indica la resistencia a fluir del aceite y nos da una idea de la capacidad de la película lubricante para soportar cargas y admitir velocidades. Un cambio repentino indica un problema serio asociado a la contaminación o degradación del lubricante y requiere atención inmediata.
1. VISCOSIDAD CINEMÁTICA @ 40° C [CentiStokes, cSt] – ASTM D445
VISCOSIDAD CINEMÁTICA @ 40° C [CentiStokes, cSt] – ASTM D445
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Mezcla de Lubricantes diferentes
Contaminación con Solventes
Contaminación con Combustibles
Contaminación con Gases
Posible Causas de Variación:
Contaminación con Agua
Degradación del Lubricante
Menor soporte Carga
Menor Transferencia de Calor
Incremento de Vibraciones
Desgaste acelerado
Posibles Efectos Asociados:
Una viscosidad anormal el valor es un indicador excelente de un problema, aunque la localización de la causa de la raíz puede ser difícil. En ocasiones tomar medidas de viscosidad en dos temperaturas(generalmente en °C 100 el °C y 40) es importante ya que esto permite el cálculo de un índice de la viscosidad (vi), cuál es una indicación con de cómo la viscosidad del aceite varía temperatura. Esta prueba se lleva a cabo generalmente cuando la máquina deberá funcionar sobre una temperatura elevada.
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteVISCOSIDAD CINEMÁTICA @ 40° C [CentiStokes, cSt] – ASTM D445
Alta viscosidad:
~1,200 cSt @ 40° C
Baja viscosidad:
1 cSt @ 40° C
+ Espesor de Película
+ Fricción
+ Soporte Carga
+ Calor
- Enfriamiento
- Velocidad
- Espesor de Película
- Fricción- Soporte Carga
- Calor+ Enfriamiento+ Velocidad
COLOR DEL LUBRICANTE – ASTM D1500
Es importante para evaluar el grado de contaminación ó pureza de los lubricantes. Un aumento repentino indica degradación o contaminación severa, situación anormal. Constituye un indicativo rápido acerca de la condición del lubricante.
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
El color de un aceite es un indicativo de la mayor o menor pureza del mismo, además sirve como control de calidad en el proceso de fabricación de los mismos, para controlar la uniformidad.
Generación de lacas y barnices
Aumento del AN: oxidación
Herrumbre del sistema
Necesidad de RCA
Mezcla de Lubricantes diferentes
Contaminación: agua, partículas, etc.
Degradación: térmica y/o oxidativa
Antigüedad
Posibles Efectos Asociados: Posibles Causas de Variación:
Presencia de insolubles: barnices
Refinación Pobre: baja pureza Reemplazo oportuno
8.0 6.0 4.0 2.0 0.5
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteCOLOR DEL LUBRICANTE – ASTM D1500
El punto de inflamación es la temperatura mínima necesaria para que un lubricante desprenda vapores que, mezclados con el aire, se inflamen en presencia de una fuente ígnea, para volverse a extinguir rápidamente por sí sola.Es importante para evaluar el grado de contaminación y calidad del lubricante. Constituye un parámetro de seguridad operativa sobre todo en instalaciones de alto riesgo.
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
PUNTO DE INFLAMACIÓN – ASTM D92 [° C - ° F]
PMCP: Pensky Marten Closed Cup ASTM D93 COC: Cleveland Open Cup ASTM D92 CCC: Continuously Closed Cup ASTM D6450
METODOS:
Riesgo de incendio
Disminución espesor película
Puede bajar la viscosidad
Necesidad de RCA
Dilución del aceite: combustibles, gases, etc.
Mezclas con otros aceites
Degradación
Antigüedad
Posibles Efectos Asociados:
Posibles Causas de Variación:
Refinación Pobre: volátil
! EL PUNTO DE INFLAMACIÓN NO ES LA TEMPERATURA MÁXIMA DE SERVICIO !
SOLO SE INDICA POR SEGURIDAD
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
PUNTO DE INFLAMACIÓN – ASTM D92 [° C - ° F]
PUNTO DE FLUIDEZ – ASTM D97 [° C - ° F]
El punto de Fluidez Crítico es la temperatura más baja a la cuál un aceite aún es capaz de fluir cuándo se lo enfría en condiciones determinadas.
Si bien este ensayo no es muy usual sobre todo en los climas de México, es importante en ciertas aplicaciones como lubricantes para compresores de refrigeración y para cuándo se quiera evaluar la calidad de la base de un aceite dado.
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
NÚMERO NEUTRALIZACIÓN [ml KOH/gr]
TITULACIÓN POR INDICACIÓN DE COLOR ASTM D974
AN: Número Ácido Aceites Industriales
Es la cantidad [ml] de hidróxido de potasio (KOH) requerido para neutralizar todos los componentes ácidos presentes en 1g de aceite.
BN: Número Básico Aceites de Motor
Es la cantidad [ml] de ácido clorhídrico, expresado como equivalente de KOH, requerido para neutralizar todos los componentes básicos de 1g de aceite.
Es importante para evaluar el grado de oxidación ó basicidad de los aceites.
TITULACIÓN POTENCIOMÉTRICA ASTM D664
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
NÚMERO NEUTRALIZACIÓN [ml KOH/gr]
Oxidación del Aceite
Desgaste químico metales blancos
Corrosión, Herrumbre partes internas
Necesidad de RCA
Degradación Oxidativa
Contaminación: agua, H2S, gases, etc.
Antigüedad: agotamiento de aditivos antioxidantes
Posibles Efectos Asociados: Posibles Causas de Variación:
Refinación Pobre: acidez inicial
Mezclas de lubricantes diferentes
Reposición parcial, vida remanente
Cambio del lubricante
Es importante para evaluar el grado de oxidación ó basicidad de los aceites.
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteCONTENIDO DE AGUA [ppm , %]
TITULACIÓN POR KARL FISCHER (KF) - ASTM D1744 [1 a 1,000 ppm]
El agua es generalmente un contaminante indeseable en aceite y cantidades grandes conducirá a la degradación del lubricante, que acelera la corrosión y la promoción del desgaste. El contenido en agua debe siempre estar comprobado como parte de cualquier programa del análisis del aceite, se recomienda siempre que el análisis se reporte en ppm.
ANÁLISIS INFRAROJO (FT-IR)
Karl Fischer (KFW) es lo más comúnmente posible ASTM especificando de prueba para la humedad y tiene el grande ventaja de la buena exactitud en los niveles bajos de humedad, abajo a 10 PPM (0.001%).Una desventaja es eso que es el personal experto requerido para funcionarlo. FT-IR (descrito anterior) está también a buen método que tiende para el agua y puede divulgar el contenido tan bajo como 1000 PPM (0.1%).
CONTENIDO DE AGUA [ppm , %]
Agua Disuelta
Agua Disuelta, Emulsionada y Libre
Corrosión partes metálicas
Oxidación acelerada del aceite
Corte película lubricante
Reducción de aditivos
Generación de Lodos
Crecimiento de Bacterias
Vibraciones
Erosión
Afectación de la Viscosidad
Posibles Efectos Asociados: Transporte y Almacenaje de tambos, estado de tapas, etc.
Agua de sistema enfriamiento
Agua de condensado
Posibles Causas de Contaminación:
Agua de lluvia, lavados, etc.
Problema de sellos, condensado vapor, etc.
Menor vida relativa de la maquinaria
Menor vida útil del lubricante
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteCONTEO DE PARTÍCULAS [Nº / ml]
Dada el alto impacto negativo que tiene la contaminación con partículas en el lubricante para la vida de la maquinaria, se recomienda siempre incluir este análisis como rutina.Limpieza típica del aceite, se encuentra bajo los estándares normados y empleados por la Society of Automotive Engineers (SAE), la National Aerospace Standard (NAS), o el International Organization for Standardization (ISO).
METODO MECÁNICO AUTOMÁTICO: MÁQUINA DE CONTEO LÁSER: [4 a 100 µm]
MÉTODO MANUAL ÓPTICO: BLOQUEO DE PORO ARP 598 [0.8 a 100 µm]
Cuenta las gotas de agua como partículas
No se puede identificar el tipo de partículas
No es posible fotografiar las partículas
Rápido y Fácil
Máquina costosa
Poco entrenamiento
Desventajas: Ventajas:
Posibilidad de graficas
Requiere mayor entrenamiento
Sin graficas por computadora
Alto tiempo de preparación y resultado
Menor influencia el agua
Identificación tipo de partículas
Posibilidad de fotografía
Desventajas: Ventajas:
Método Óptico
ISO 4406 Subjetivo
ISO 4406 automático
En base a la cantidad y tamaño de las partículas que se encuentran presentes por mL de lubricante se designa un código de tres números:
•Normatividad ISO 4406: International Standard Organization: el más usual y común hoy día.
Ejemplo de un Código de Limpieza Real:
61.8 Partículas > 6 m / ml
4.0 Partículas > 14 m / ml
296.9 Partículas > 4 m / ml
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteCONTEO DE PARTÍCULAS [Nº / ml]
ISO 15 / 13 / 09
>4µm >6µm >14µm
• NAS 1638: National Aerospace Standard
• SAE 749D: Society of Automotive Engineers
CONTEO DE PARTÍCULAS: Métodos para Expresar los Resultados
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Equipo Componentes Presión del Sistema de Lubricación, PSI
Hasta 2000 2000-3000 Mayor a 3000
Bombas
• de Engranes y de Paletas 17/15/13 16/15/12 16/15/12
• Pistones 17/15/13 16/15/12 16/15/12
• Cauda variables de Paletas y de Pistones 17/15/13 17/15/13
Válvulas
• Selenoide de prellenado y Check 20/18/15 19/17/14
• Control de Presión y Flujo 18/14/11 18/14/11
• De cartucho y de Dirección proporcional 17/15/12 14/13/11 14/13/11
• Servo Válvula 15/13/10 15/13/10 13/12/10
• De cartucho CMX, HRX 18/16/13 17/15/12
Actuadores
• Cilindros 18/16/13 18/16/13 18/16/13
• Motores de Paletas y de engranes. 18/16/13 17/16/14 17/15/12
• Motores de pistones radiales 18/16/13 17/16/14 17/15/12
• Motores de Levas ondulantes 18/16/13 17/15/13 16/14/11
Transmisión Hidrostática • Transmisión 17/15/13 16/14/11 16/14/11
Rodamientos• De Bolas 14/13/11
• De rodillos 15/14/12
Cojinetes Lisos• De baja Velocidad 17/15/12
• De alta Velocidad 16/14/11
Reductores de Velocidad • Equipos Móviles y Estacionarios 18/16/13
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
CONTEO DE PARTÍCULAS
Oxidación acelerada del aceite
Corte película lubricante
Generación de Lodos
Crecimiento de Bacterias
Vibraciones
Erosión, desgaste de cojinetes
Afectación de la Viscosidad
Posibles Efectos Asociados:
Transporte y Almacenaje de tambos, estado de tapas, etc.
Desgaste Anormal
Estado de bocas de inspección de tanques
Posibles Causas de Contaminación:
Estado de sistema de filtración
Respiraderos de tanques
Menor vida relativa de la maquinaria
Menor vida útil del lubricante
Estado de sellos en flechas
Trabajos en paros ó salidas de operación
Corrosión Interna
Colapsado prematuro de filtros
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Existen innumerables causas y acontecimientos por los cuales la contaminación por partículas sólidas puede incrementarse, a continuación se enumeran las causas mas comunes y sus efectos asociados:
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteCONTEO DE PARTÍCULAS
Uno de los efectos mas drásticos que provoca la presencia de las partículas sólidas, es el desgaste acelerado de los internos de cada equipo. Durante la operación misma de cada maquina se generán partículas finas del. Cuando se inicia un desgaste severo del equipo, o un incremento en el tamaño de partícula así como un cambio en el aspecto físico puede ser detectado.
Mientras mas pequeña es la partícula mas dura será y mas daño causará y más díficil !!
ESPECTROSCOPIA – ASTM D5185 – ASTM 6595, [ppm]
EMISIÓN ATÓMICA (AES)
FLUORESCENCIA DE RAYOS X (XRF)
PLASMA INDUCTÍVAMENTE ACOPLADO (ICP)
Fundamental para analizar el contenido de metales en el aceite, básicamente se basa en “quemar” la muestra de lubricante, ya sea por una Chispa, una Flama ó Rayos X; y analizar la “Longitud” de onda que emiten los diferentes tipos de metales y así determinar la cantidad que hay de cada uno.
RANGO: hasta 5 micrones aprox
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
ESPECTROSCOPIA: dará una idea acerca de la cantidad de metales • DESGASTE:
Hierro (Fe)
Cobre (Cu)
Aluminio (Al)
Cromo (Cr)
Alta relación peso/fortaleza y Gran resistencia a la corrosión
Alta transferencia de calor (dilatación)
Aleado con otros elementos mejora la resistencia al desgaste y temperaturas.
Ampliamente especificado por varios OEM’s hoy en día
Carcasas, espaciadores, cojinetes, bujes, pistones, etc.
Alta dureza: carburos de cromo: aceros de alta aleación
En aleación ofrece aumento de tenacidad y dureza (resistencia al desgaste)
Alta resistencia a la corrosión: metal de baño: cromado
Ejes, válvulas, levas, aceros inoxidables.
Muy utilizado como elemento de aleación: jaulas de rodamientos
Muy dúctil, Excelentes conductividad térmica y eléctrica
Cojinetes axiales de empuje, bujes, algunos engranes, cojinete radiales.
Intercambiadores de Calor, bronce en conexiones hidráulicas
AW: en algunos pocos aceites- 100-200 ppm
Más común de los metales de desgaste
Presente en casi todos los equipos industriales como metal de construcción
Rodamientos, pistas, engranes, árboles, levas, válvulas, carcazas, etc.
Bien conocido: analistas pueden distinguir su origen: hierro colado gris vs. acero Inox
El Evaluador debe tener algún conocimiento de la máquina y la fuente probable del metal en cuestión.
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
ESPECTROSCOPIA: dará una idea acerca de la cantidad de metales: • DESGASTE: Partículas metálicas que se incorporan al aceite y cuyo origen es la fricción, presión o corrosión de los componentes del
motor o equipo
Plomo (Pb)
Níquel (Ni)
Plata (Ag)
Titanio (Ti)
Metal blando usado como metal de sacrificio en superficies de desgaste:
Cojinetes de deslizamiento: Babbits en motores eléctricos, motores comb.
Pinturas, soldaduras y compuestos de sellos.
Excepcional conductividad térmica
Bajo coeficiente de fricción: usado como baño en cojinetes de deslizamiento
Sensible al ataque de aditivos base Zinc
Muy usado en equipamientos europeos
En aleaciones produce aumento de resistencia
Conserva la ductilidad y tenacidad del acero
Usado con frecuencia en combinación con el Cromo en aceros aleados
Ejes, válvulas, levas, componentes de alta aleación
Elemento de aleación en aceros de alta aleación
Ejes, levas, etc.
Estaño (Sn)
Usado como elemento de aleación con cobre y plomo
Guías de sacrificio en ciertos tipos de cojinetes
Cojinetes de deslizamiento: Babbits
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
ESPECTROSCOPIA
METALES DE DESGASTE COMUNEMENTE ENCONTRADOS EN TURBOMAQUINAS:
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
ESPECTROSCOPIA:
METALES DE DESGASTE NO TAN COMUNES:
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
ESPECTROSCOPIA:
• METALES DE DESGASTE NO TAN COMUNES:
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
ESPECTROSCOPIA: Metales de DESGASTE - Principales Fuentes
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
• ADITIVOS: Existen metales en numerosos paquetes de aditivos de lubricantes; la caída de concentración de los mismos dan una idea del deterioro de las propiedades del lubricante
Magnesio (Mg)
Calcio (Ca)
Antimonio (Sb)
Bario (Ba)
No muy común como aditivo de lubricantes comunes en la industria
Anti-desgaste (AW y EP) solo en algunos pocos aceites de engranes
Anti-Oxidante
Elemento de Aleación en algunos Babbits y Cojinetes de deslizamiento.
Detergente/Dispersante, Inhibidores de la Corrosión
Anti-herrumbre
Generalmente en aceites para automotores
Sulfonatos, Fenatos, Fosfonatos, etc.
Aditivo Detergente/Dispersante, Inhibidores de la Corrosión
Anti-corroción: 100-500 ppm
Sulfonatos, Fenatos, Fosfonatos, etc.
Agua Salada
Sal de camino sin refinar
Detergente/Dispersante, Inhibidores de la Corrosión
Anti-herrumbre – 100 ppm
Sulfonatos, Fenatos, Fosfonatos, etc.
Aguas duras
Molibdeno (Mo)
Modificadores de Fricción
AW & EP 20 – 5,000 ppm
Ditiocarbonatos, Fosfatos, Ditiofosfatos, etc.
Compuesto de Aros
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
ESPECTROSCOPIA: le dará una idea acerca de la cantidad de metales:
• ADITIVOS:
Fósforo (P)
Zinc (Zn)
AW & EP compuestos Azufre-Fósforo - ZDDP (con Zinc)
Inhibidor de Corrosión, Anti-Herrumbre
Anti-Oxidante
Dispersante/Detergente
Ditiocarbomatos, Fosfitos, Fosfonatos, TCP, etc.
Sulfonatos, Fenatos, Fosfonatos, etc.
AW
Inhibidores de Corrosión
Aditivo: ZDDP (Dialquil-ditiofosfato de Zinc) con F´ósforo: 30-3000 ppm
Potasio (K)
AW & EP
Antioxidante, Modificador de Fricción
Dispersante
Boratos: EP Potasio-Boro
Boro (B)
AW & EP – 100-200 ppm
Antioxidante, Modificador de Fricción, Dispersante, Detergente,
Baratos: EP Potas-Boro
Ácido Bórico, Borax, etc.
Silicio (Si) Anti-Espuma: Siliconas – 10-30 ppm
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
ESPECTROSCOPIA: Metales ADITIVOS -Principales Fuentes
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
• CONTAMINANTES: Contaminantes externos (polvo, tierra, refrigerante) pueden ser detectados de acuerdo a componentes metálicos presentes en los mismos, indicando una falla en la estanqueidad del sistema lubricante
Potasio (K)
Sodio (Na)
Vanadio (V)
Boro (B)
Silicio (Si)
Refrigerantes: motores de combustión
Combustible Diesel
Agua Boratada: centrales nucleares
Sellos y Elastómeros
Sellos, Selladores y Juntas
Soldadura, materiales de Fricción (asbestos)
Granito, cuarzo, arena, catalizadores de aluminio, residuos de hornos eléctricos, fundición, cal, vidrio, mica, algunos crudos, asfalto, carbón ambiental, etc.
Tierras Fuller’s
Agua de mar
Combustibles marinos
Refrigerantes de motores de combustión
Refrigerantes de motores de combustión
Residuos de papel
Trazas en el granito
Combustibles marinos
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
ESPECTROSCOPIA: Combinaciones Importantes
En muchos casos, ciertas combinaciones de metales y propiedades físicas son tan importantes como los números absolutos y las tendencias. Algunos de los más comunes son:
Alarm combination Source / Result
Iron, water, FDRL / S Corrosion Iron, water, TAN Corrosion Iron, FDRL Gear wear, cylinder wear Iron, nickel High alloy steel (shaft) Iron, chromium High alloy steel (shaft)
ring,cylinder if engineIron, copper Bearing, bearing cage
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Existen muchas combinaciones diferentes, imposible de listar a todas, pero el éxito esta en una buena comunicación Laboratorio-Usuario.
Alarm combination Source / Result
Tin Bearing wear Tin, copper Bearing backing,
Bearing may be wiped
Iron, Aluminum Bearing wear,
Potassium, viscosity Coolant leak Potassium, water, boron, Silicon, viscosity Coolant leak
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteESPECTROSCOPIA: Combinaciones Importantes
BOMBAS DE ENGRANES
COMPRESORES RECIPROCANTES
CAJAS DE ENGRANES: reductores, multiplicadores, variadores, etc.
Es más útil en aceites contaminados con agua y de alto color, en dónde un conteo electrónico de partículas daría datos inflados.
Fundamental para analizar el contenido de partículas ferrosas y algunos no magnéticas en el aceite. Normalmente se elije para equipos dónde se espera generación de desgaste ferroso:
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteESPECTROSCOPIA: Combinaciones Importantes
FERROGRAFÍA DE LECTURA DIRECTA (DRF) – [sin unidad]La Ferrografía reporta partículas ferrosas de dos rangos de tamaño:
PEQUEÑO (DRSS): INCLUYE PARTÍCULAS FERROMAGNÉTICAS < 5 µm
AMPLIO (DRLS): INCLUYE PARTÍCULAS FERROMAGNÉTICAS HASTO POR ENCIMA DE 300 µm
PUEDE INCLUIR CUALQUIER PARTÍCUAL NO FERROMAGNÉTICA DE CUALQUIER MEDIDA
Rango: 0.01 a 180
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Fundamental para analizar el contenido de partículas ferrosas en el aceite. Normalmente se elije para lubricantes dónde se espera generación de desgaste ferroso:
Oxidación acelerada del aceite
Corte película lubricante
Generación de Lodos
Crecimiento de Bacterias
Vibraciones
Erosión, desgaste de cojinetes
Afectación de la Viscosidad
Posibles Efectos Asociados:
Transporte y Almacenaje de tambos, estado de tapas, etc.
Desgaste Anormal
Estado de bocas de inspección de tanques
Posibles Causas de Desgaste:
Estado de sistema de filtración
Respiraderos de tanques
Menor vida relativa de la maquinaria
Menor vida útil del lubricante
Estado de sellos en flechas
Trabajos en paros ó salidas de operación
Corrosión Interna
Colapsado prematuro de filtros
FERROGRAFÍA DE LECTURA DIRECTA (DRF) – [sin unidad]
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Ejercicios de Aplicación
Vamos a aplicar lo aprendido hasta el momento en ir modelando qué debería incluir un reporte de análisis de aceite útil para nosotros.
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Elegir bien los parámetros a analizar a nuestro lubricante es un gran paso fundamental, sin embargo es necesario “seleccionar” correctamente los Límites Condenatorios de cada uno de ellos. Éstos se establecen en base a:
NORMATIVIDAD ASOCIADA:
ASMT D4378:
ISO:
AGMA:
3.- Estableciendo Límites
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
RECOMENDACIÓN DE FABRICANTES:
EXPERIENCIA:
Cuando no se tienen referencia previas, Fichas Técnicas, Conocimientos, y sobre todo como buena práctica es Siempre recomendable realizar análisis de BASE al fluido lubricante para establecerlos como Línea
de Referencia.
OEM’S
3.- Estableciendo Límites
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
PARAMETROS UNIDAD DE MEDIDA ALERTA PELIGRO NORMA
• Viscosidad @ 40° C CentiStokes +/- 5% +/- 10% ASTM D-445
• Índice de Viscosidad Adimensional < 95 - 100 < 90 - 95 ASTM D-2270
• Número Ácido (AN) mgKOH/gr > 0.15 – 0.20 > 0.20 – 0.25 ASTM D-974
• Contenido de agua ppm > 100 > 200 ASTM D-1744
• Punto de Inflamación ° C / ° F < 180 - 200° C < 180 ° C ASTM D-92
• Color Adimensional Oscurecimiento Inusual y Rápido
Oscurecimiento Inusual y Rápido
ASTM D-1500
• Código de Limpieza Adimensional Según Aplicación Según Aplicación ISO 4406
• RPVOT (RBOT) Minutos Menos del 25% del valor Original
Menos del 25% del valor Original ASTM D-2272
Demulsibilidad Minutos > 15 - 20 minutos > 20 - 25 minutos ASTM D-1401
Liberación de Aire Minutos > 3 minutos > 5 minutos ASTM D-3427
Espumación MililitrosTendencia > 50Estabilidad > 0
Tendencia > 100Estabilidad > 10
ASTM D-892
Lubricantes Minerales Tipo Turbina – R&OEstableciendo Límites
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
PARAMETROS UNIDAD DE MEDIDA ALERTA PELIGRO NORMA
• Viscosidad @ 40° C CentiStokes +/- 5% +/- 10% ASTM D-445
• Índice de Viscosidad Adimensional < 95 - 100 < 90 - 95 ASTM D-2270
• Número Ácido (AN) mgKOH/gr > Base + 0.2 > Base + 0.4 ASTM D-974
• Contenido de agua ppm > 100 > 200 ASTM D-1744
• Punto de Inflamación ° C / ° F < 180 - 200° C < 180 ° C ASTM D-92
• Color Adimensional Oscurecimiento Inusual y Rápido
Oscurecimiento Inusual y Rápido
ASTM D-1500
• Código de Limpieza Adimensional Según Aplicación Según Aplicación ISO 4406
• RPVOT (RBOT) Minutos Menos del 25% del valor Original
Menos del 25% del valor Original ASTM D-2272
Demulsibilidad Minutos > 15 - 20 minutos > 20 - 25 minutos ASTM D-1401
Liberación de Aire Minutos > 3 minutos > 5 minutos ASTM D-3427
Espumación MililitrosTendencia > 50Estabilidad > 0
Tendencia > 100Estabilidad > 10
ASTM D-892
Lubricantes Minerales Tipo Hidráulicos (AW)
Estableciendo Límites
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
PARAMETROS UNIDAD DE MEDIDA ALERTA PELIGRO NORMA
• Viscosidad @ 40° C CentiStokes +/- 5% +/- 10% ASTM D-445
• Índice de Viscosidad Adimensional < 95 - 100 < 90 - 95 ASTM D-2270
• Número Ácido (AN) mgKOH/gr > 1.0 – 1.5 > 1.5 – 2.0 ASTM D-974
• Contenido de agua ppm > 200 > 300 ASTM D-1744
• Punto de Inflamación ° C / ° F Según Marca Aceite Según Marca Aceite ASTM D-92
• Código de Limpieza Adimensional Según Aplicación Según Aplicación ISO 4406
• RPVOT (RBOT) Minutos Menos del 25% del valor Original
Menos del 25% del valor Original ASTM D-2272
Demulsibilidad Minutos > 15 - 20 minutos > 20 - 25 minutos ASTM D-1401
Liberación de Aire Minutos > 3 minutos > 5 minutos ASTM D-3427
Espumación MililitrosTendencia > 50Estabilidad > 0
Tendencia > 100Estabilidad > 10
ASTM D-892
Lubricantes Minerales Tipo Engranes (EP)
Estableciendo Límites
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
PARAMETROS UNIDAD DE MEDIDA ALERTA PELIGRO Equipo
• Ferrografía DRF ppm > 15 > 30 Recip Comp
• Ferrografía DRF ppm > 20 > 40 HS Gear Box
• Ferrografía DRF ppm > 75 > 100 LS Gear Box
• Ferrografía DRF ppm > 25 > 30 Comp Tornillo
• Ferrografía DRF ppm > 15 > 30 Bombas
Lubricantes Minerales Tipo Engranes (EP)
Estableciendo Límites
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Límites por defecto para Metales Espectrográficos:
Hierro Compressors 10 20
Hydraulics 10 20
Gear Boxes 20 40
Motors 10 20
Engines 50 100
Cobre Compressors 10 20
Hydraulics 15 30
Gear Boxes 10 20
Motors 10 20
Engines 15 30
Metal de Desgaste Equipo Alerta Peligro
Estableciendo Límites
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Metal de Desgaste Equipo Alerta Peligro
Plomo Compressors 5 10
Hydraulics 10 20
Gear Boxes 10 20
Motors 10 20
Engines 15 30
Estaño Compressors 5 10
Hydraulics 15 30
Gear Boxes 10 20
Motors 10 20
Engines 15 30
Límites por defecto para Metales Espectrográficos:Estableciendo Límites
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Metal de Desgaste Equipo Alerta Peligro
Cromo Compressors 5 10
Hydraulics 5 10
Gear Boxes 5 10
Motors 10 20
Engines 15 30
Níquel Compressors 5 10
Hydraulics 5 10
Gear Boxes 5 10
Motors 5 10
Engines 5 10
Estableciendo Límites
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Límites por defecto para Metales Espectrográficos:
Metal de Desgaste Equipo Alerta Peligro
Aluminio Compressors 10 20
Hydraulics 10 20
Gear Boxes 15 20
Motors 10 20
Engines 15 30
Titanio Compressors 5 10
Hydraulics 5 10
Gear Boxes 5 10
Motors 5 10
Engines 5 10
Estableciendo Límites
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Límites por defecto para Metales Espectrográficos:
Metal Contaminante Equipo Alerta Peligro
Silicio Compressors 10 20
Hydraulics 5 10
Gear Boxes 15 30
Motors 15 30
Engines 20 40
Boro Compressors 10 20
Hydraulics 10 20
Gear Boxes 10 20
Motors 10 20
Engines 15 30
Estableciendo Límites
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Límites por defecto para Metales Espectrográficos:
Límites por defecto para Metales Espectrográficos:Metal Contaminante Equipo Alerta Peligro
Sodium Compressors 20 40
Hydraulics 10 20
Gear Boxes 25 50
Motors 15 30
Engines 50 75
Potassium Compressors 5 10
Hydraulics 5 10
Gear Boxes 10 20
Motors 10 20
Engines 20 40
Estableciendo Límites
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Ejercicios Practicas
“ Si escucho conozco, si hago aprendo”
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Análisis de Causa Raíz: Conceptos básicos de Root Cause Analysis (RCA)
El Análisis de Aceite es una de las herramientas fundamentales para el Análisis de Causa Raíz de problemas de lubricación detectados y también para el Análisis de Causa Raíz de Fallas: Root Cause Failure Analysis (RCFA) una vez que se produce una avería.
La idea principal del RCA es: Descubrir → Describir → Eliminar
Los problemas de lubricación son generalmente ignorados y no tomados con la seriedad que éstos representan, atribuyendo la fallas de maquinarías provocadas por la lubricación a alguna otra causa.
En algunos afortunados casos la falla de lubricación es detectada a tiempo para evitar un daño mayor al sistema principal, en otros el sistema general falla debido a que el lubricante ó el sistema de lubricación no se desempeño efectivamente.
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Objetivo del RCA: Encontrar y Eliminar el Causa.
Lo importante y crucial es descubrir y atacar: ¡¡“La Causa” no “El Síntoma”!!
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Recolección de Datos
Evaluación de los Datos
Acciones Correctivas
Informar
Seguimiento
Los sistemas de lubricación ofrecen una tremenda cantidad de información al respecto, la cual, generalmente, es ignorada ó desconocida, algunos puntos pueden incluir:Lubricantes:
Constituye una “foto instantánea” del sistema al momento que se toma la muestra, y es fuente de vital información:
Contaminantes o Productos de Degradación: Agua, Combustibles, Gases, Barnices, ácidos, etc.
Partículas de Desgaste: mecanismos de desgastes, posible origen de partículas involucradas: forma, color, tamaño, superficie y varios detalles sobre la posible Causa Raíz.
Propiedades Químicas del Aceite: Viscosidad, AN, etc, que puede haber influido en la falla.
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Recolección de Datos
Recolección de Datos
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Evaluación de los Datos
Esta fase contempla el “análisis” de los datos recolectados para detectar factores causales. El objetivo principal de esta etapa es “Identificar” cuál fue el problema y su grado de “Importancia”, para entonces pasar a aplicar progresivamente alguna metodología a través de los posibles “Sospechosos” hasta dar con el que originó la falla.
¿Alguna Otra Causa?
Identificar el Problema
Identificar Causa
¿Significativo?N
S
Fin
¿Se Alcanzó la Mejor Solución?
N
S
NS
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Evaluación de los Datos
Una vez identificado el problema y analizado que es relevante, hay a que aplicar alguna metodología de análisis Causa→Efecto, algunas de las más populares son:
Análisis del Árbol de Falla (FTA): resulta en un árbol que comienza con un evento inicial (falla) y progresa lógicamente hacia abajo hasta que el límite de resolución es alcanzado revelando la Causa Raíz.
Análisis Causa & Efecto: también conocido como análisis espina de pescado, dado que todos las posibles causas de falla (espinas) se van sumando un eje central (columna) que finalmente conduce a la Causa Raíz (cabeza
Análisis de Secuencia de Eventos Análisis de Eventos y Factores Causales
Análisis de Cambios
Análisis de Barreras Análisis del Árbol de Riesgos
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Una vez detectada la causa raíz del problema se deben tomar las Acciones Correctivas adecuadas de modo de asegurar que la falla no vuelva a ocurrir. Esto puede requerir entrenamiento, nuevas inversiones, etc. Antes de implementar la acción hay que evaluar las consecuencias de implementarla vs las no implementarla, beneficios, costos basados en riesgos, etc.
Acciones Correctivas
Informar
Seguimiento
La toma de una acción correctiva debe de informarse a todas las partes directa y indirectamente involucradas: operarios, mantenedores, supervisores, proveedores, etc. Esto con el objeto de minimizar riesgos y errores y además como dato de mejora continua si es el caso.
Es necesario un correcto y minucioso seguimiento para comprobar que las acciones correctivas realizadas fueron correctamente implementadas, hacer las correcciones necesarias a los demás sistemas involucrados.
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
ANALISIS ESPECIALES: Degradación de los Aceites de Turbina
OXIDACIÓN:
El lubricante se degrada debido a la energía mecánica y térmica (calor y rayos UV). Cuándo un aceite de turbina se degrada, la integridad de los hidrocarburos bases se ve comprometida y los aditivos de sacrificio se agotan, causando cambios moleculares irreversible.
Es un proceso químico dónde el oxígeno convierte a las moléculas de hidrocarburo en diferentes productos, tales como: Radicales Libres → Peróxidos → Ácidos Carboxílicos
Los dos principales métodos de degradación en lubricantes de turbinas son:
La tasa de oxidación se duplica por cada 10° C de aumento de temperatura a partir de los 90-100° C, la presencia de catalizadores como: aire, agua y ciertos metales aceleran este proceso notablemente.
•Radical Libre: se genera por el calor, Rayos UV y el trabajo mecánico (stress).
•Peróxido: se forma al reaccionar el radical libre con el Oxígeno
•Ácidos Carboxílicos: los peróxidos reaccionan generando más radicales libre, alcoholes, quetones y ácidos.
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
PAQUETE de ENSAYOS ESPECIALES A Continuación repasaremos los ensayos más relevantes usualmente elegidos para profundizar el estudio de Análisis de Causa Raíz (RCA) en Turbomaquinarias:
OXIDATION STABILITY TEST: Rotating Pump Vessel Oxidation Test , RPVOT, [min] ASTM D2272
Mide el agotamiento de Aditivos Antioxidantes
FOAM TENDENCY: Tendencia a formar Espuma, [ml] ASTM D-892
Mide el agotamiento de Aditivos Antiespumantes
DEMULSIBILITY: Capacidad de Liberación de Agua [minutos para 40-40-0] ASTM D-1401
Mide el agotamiento de Aditivos Demulsificantes
AIRE RELEASE: Liberación de Aire Entrampado, [min] ASTM D-3427
Mide la Calidad del Lubricante Base
FERROGRAFÍA ANALÍTICA: Análisis Microscópico de partículas de desgaste y otras [µm]
Tendencia a Formar Barnices: Ensayo QSA [%] Se asocia usualmente con: RPVOT, Color, Viscosidad y AN.
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
DEGRADACIÓN TÉRMICA:
Este proceso ocurre sin necesidad de oxígeno y a temperaturas arriba de 290-300° C. Los enlaces de los hidrocarburos se rompen (Craqueo) creando subproductos carbonoso insolubles generalmente submicronicos. La principales causas de la degradación térmica son:
Micro-Dieseling: es una compresión adiabática (sin intercambio de calor) de las burbujas de aire entrampado, cuando éstas de zonas de baja presión (reservorio) a zonas de alta presión y temperatura (bombas y cojinetes). Las burbujas puede colapsar (estallar) creando temperaturas por encima de los 900-1000° C.
Puntos Calientes: puntos muy calientes del sistema también causarán degradación térmica: • Contactos metal-metal por:
• Desgaste adhesivo y abrasivo (contaminación)• Película poco resistente o muy delgada• Vibraciones, etc.
Chispas por Descarga Electrostática (ESD): como resultado de la acumulación de cargas debido a la fricción interna molecular que se genera cuándo el aceite pasa por huelgos muy apretados a alta velocidad. ESD también se genera en sistemas de flujo completo cuándo atraviesan filtros mecánicos de una micra. ESD puede producir temperaturas por encima de los 10,000° C.
Hasta la fecha NO existe ningún ensayo normado para poder medir éste tipo de degradación. Se asocia con la modificación de varios parámetros químicos del lubricante, pero el principal efecto es la generación de Barnices y el oscurecimiento repentino del lubricante.
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteANALISIS ESPECIALES: Degradación de los Aceites de Turbina
A continuación se muestra el amplio rango de efectos en la Degradación de Lubricantes en un sistema de turbinas y las más útiles herramientas analíticas para su detección.
Impacto sobre el Lubricante Herramientas Analíticas
Espuma / Aire Entrampado
Liberación de Aire Reducida
Reducción de Nivel
Aumento de la Viscosidad
Contaminantes Livianos
Formación de Ácidos
Extinción de Aditivos
Formación de Lodos & Barnices
Desgaste - Corrosión
Foam Tendency: ASTM D892
Air Release: ASTM D3427
Visual: niveles, humos, etc.
Viscosidad Cinemática ASTM D445
Potencial de Formación de Barnices QSA - VPR
Número Ácido (AN): ASMT D974
RPVOT: ASTM D2272
Visual, QSA-VPR
Visual, Espectrografía de Metales
ANALISIS ESPECIALES: Degradación de los Aceites de Turbina
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Generación de Aire Entrampado
Posibles Efectos Asociados:
Posibles Causas de Degradación:
Elevadas Temperaturas
Presencia de agua
Chispas por Arcos Eléctricos
Contaminación: grasas, detergentes, etc.
Contactos con puntos calientes: metal-metal
Contaminación con combustibles
Contaminación con gases de proceso
Baja Calidad del lubricante: mala selección
Extensión de su vida útil: recambio fuera de tiempo
Poca Resistencia a la degradación
Paquete de aditivos incorrecto o de baja calidad
Generación de Barnices
Herrumbre y Corrosión
Corrosión química
Película Lubricante inadecuada
Posibilidad de contactos metal-metal
Menor evacuación del calor (mayor viscosidad)
Mayores costos asociados: Mtto y Producción
Mayor consumo de energía
Desgaste acelerado: menor vida útil
Posibles Soluciones: Selección correcta del lubricante
Monitoreo constante y efectivo
Aditivos antioxidantes correctos
Buenas prácticas de Mantenimiento
Contaminación controlada
ANALISIS ESPECIALES: Degradación de los Aceites de Turbina
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Captador de Radicales Libres:
Los lubricantes de turbinas sintéticos Grupo IV (PAO) y los Hidrofraccionados Grupo II+ y III (VHVI) tiene por naturaleza baja estabilidad frente a la oxidación. Esto se debe a que carecen de Inhibidores naturales de Oxidación; motivo por lo cual es necesario agregar aditivos en las formulaciones de productos terminados.
Actúan neutralizando los radicales libres mediante el donando de un átomo de Hidrógeno. Normalmente son aditivos tipo Fenoles y Aminas.
Existen dos tipo de aditivos antioxidantes:
Captador de Peróxidos:
Actúan descomponiendo los peróxidos en componentes más estables lo que previene la formación de radicales libres
Este tipo de aditivos se “suicidan” para retardar así la oxidación prematura extendiendo la vida útil del lubricante.
ANALISIS ESPECIALES: Degradación de los Aceites de Turbina
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
• Se mezclan en la máquina de ensayo ASTM:• Aceite @ 95° C• Agua Destilada• Catalizadores: Cu, Fe• Oxígeno
• Se comienza a medir la cantidad de HORASHasta alcanzar un AN= 2.0 mg KOH/gr ó hasta que se alcance 10,000 Horas.
• Objetivo: proporciona una idea de la Vida Útil que tendrá el lubricante.
• Restricción: no es reproducible como ensayo de rutina ó especial por laboratorios privados, solamente lo realizan los Fabricantes Serios de lubricantes al momento de formular un producto para su futura venta.
El principal ensayo para evaluar la Resistencia a la Oxidación inicial de aceites lubricantes nuevos de tipo Hidráulicos, R&O y Turbinas. Se realiza “simulando” situaciones de oxidación extremas, aún peores que las comúnmente encontradas en las aplicaciones de campo.
ANALISIS ESPECIALES: TOST: Turbine Oil Stability Test [Hr] – ASTM D943
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
HC – Group II, II+ Oils
SR- Group I Oils
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
0 2 4 6 8 10
Tiempo en Kilo Horas
To
tal A
cid
No
.A
N:
Nú
mero
Áci
do
ANALISIS ESPECIALES: TOST: Turbine Oil Stability Test [Hr] – ASTM D943
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
RPVOT Rotating Pump Vessel Oxidation Test, [min] - ASTM D2272
• Se mezclan en la máquina de ensayo ASTM:• Aceite @ 150° C• Agua Destilada• Catalizadores: Cu, Fe• Oxígeno @ 90 PSI
• Se comienza a medir la cantidad de MINUTOSHasta alcanzar caída de Presión de 25 PSI, es decir cuándo el aceite “absorbió” suficiente oxígeneo para oxidarse.
• Objetivo: proporciona una idea de la Vida Remanente del lubricante y del Agotamiento de aditivos Antioxidantes.
El principal ensayo para evaluar la Resistencia a la Oxidación Remanente de aceites lubricantes nuevos y en servicio de tipo Hidráulicos, R&O y Turbinas. Se realiza “simulando” situaciones de oxidación extremas aceleradas, aún peores que las comúnmente encontradas en las aplicaciones de campo.
• Ventaja: el ensayo es realizable por cualquier laboratorio externo en cualquier momento que se decida.
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Comportamiento del RBOT= RPVOT con el tiempo, y su contraste con la depleción de los aditivos Anti-Oxidantes
Group I Oils Group II Oils Group II+ Oils
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteRPVOT Rotating Pump Vessel Oxidation Test, [min] - ASTM D2272
• Atención: un alto valor inicial NO es garantía de que éste se conserve alto durante la vida útil del lubricante. Hay que evaluar cada caso ya que esto depende de la calidad de refinación y de tipo de aditivos utilizados.
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteRPVOT Rotating Pump Vessel Oxidation Test, [min] - ASTM D2272
ANÁLISIS ESPECIALES
TOST: Turbine Oil Stability Test, [Hr] – ASTM D943RPVOT Rotating Pump Vessel Oxidation Test, [min] - ASTM
D2272
Mala selección del paquete de Aditivos
Posibles Efectos Asociados:
Alta propensión a la formación de Barnices
Menor Vida Útil del lubricante
Necesidad de Monitoreo más frecuente
Posibles Causas de valores de TOST y RPVOT Bajos:
Necesidad de recambio más frecuente
Pérdidas de producción más frecuentes
Menor confianza general al sistema
Aumento de costos de mantenimiento y producción
Proceso de refinación anticuado: RS
Tecnología de fabricación mejorable
Lubricante de bajo muy costo
Uso de aditivos de baja calidad
Menor protección frente al desgaste corrosivo
Menor expectativa de vida útil de la maquinaria
Posibles Causas de Disminuciones rápidas de RPVOT:: Alta contaminación con agua Temperaturas de trabajo por encima del rango de uso
Contaminación con otro tipo de lubricante
Contaminación con H2S u otro ácido /gas fuerte
Alta contaminación con partículas metálicas
Agotamiento de aditivos Anti-Oxidantes
Necesidad de reposiciones parciales (refreshing)
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Efectos del tipo de Aceite Base: el origen del crudo y el proceso de refinación determinan el comportamiento del lubricante frente a la formación de espuma y la capacidad de liberar aire; Esta propiedad está ligada a la tensión superficial:
• Sintéticos PAO & Hidrofraccionados: dada su mayor tensión superficial poseen menor tendencia a la formación de espuma comparados con los lubricantes refinados por solventes.
• Esteres de Fosfato: tienen tendencia a formar espumas a bajas temperaturas, aunque por encima de los 50° C tiene muy poca tendencia a espumar. Se ven fuertemente influenciados por contaminación con agua.
• Sintéticos Poliglicoles PAG: es difícil de clasificarlos dada su tendencia a absorber agua, la que puede influir en la formación de espuma.
Aditivos Antiespumantes:
• Siliconas: muy utilizada en lubricantes automotrices ó sometidos a alta agitación. La silicona envuelve a las burbujas de aire reduciendo las fuerzas de corte, dada su baja tensión superficial, permitiendo que estas se rompan. Por otro lado, dada su alta densidad, puede crear una barrera que impida la liberación de burbujas de aire en sistemas muy estancos; ya que no hay turbulencia que ayude a que las burbujas choquen entre sí y se rompan; generando problemas de aire entrampado. Incluso 1 ppm de silicona puede causar este problemas en sistemas estancos, ésta se puede ver:
• Selladores siliconados• Juntas• Recubrimientos de cables eléctricos y mangueras
•Copolímeros Acrilatos: más comunes en aceites industriales, tienen menos tendencia a causar aire entrampado, son difíciles de monitorear por Espectroscopia, en cuyo caso se recomienda el ensayo ASTM D892.
ANALISIS ESPECIALES: Problemas de Aireación y Espuma
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Air Release, [min] – ASTM D3427Este ensayo es aún más impactante que el ensayo de espumación, ya que indica la capacidad del lubricante para liberar el aire entrampado en el seno del lubricante.
El ensayo consiste básicamente en inyectar aire a una cantidad dada de lubricante @ 50° C para luego medir el tiempo que demora en liberarse hasta la superficie.
Tecnología del proceso de Refinación
Posibles Efectos Asociados:
Cavitación de bombas
Promover la Oxidación del aceitePosibles Causas de Altos Valores:
Calidad del Básico Vibraciones Capa de lubricante no homogénea Mayor Viscosidad -> mayor tiempo
Piting de Cojinetes
Promover Corrosión & Herrumbre
• Nota: esta propiedad no puede ser mejorada mediante el agregado de aditivos. Solo depende de la calidad del lubricante y del básico utilizado para su elaboración.
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Foam Tendency, [ml/ml] – ASTM D892
• Se reportan normalmente 3 Secuencias:
•Secuencia I: Tendencia/Estabilidad resultante de inyectar aire por 5 minutos a 190 ml de aceite @ 50° C.
Con este ensayo se evalúa la tendencia a la formación de espuma de los lubricantes Industriales y Automotrices. Es de particular importancia para los lubricantes de turbinas y de engranes, ya que la formación excesiva de espuma sobre el lubricante puede inducir problemas operativos diversos.
El ensayo consiste básicamente en inyectar aire a una cantidad dada de lubricante para luego medir el volumen de espuma formado en la superficie del mismo, inmediatamente después de quitar el flujo de aire (Tendencia) y a los 10 minutos (Estabilidad).
•Secuencia II: Tendencia/Estabilidad resultante de inyectar aire por 5 minutos a 180 ml de aceite @ 93° C.
•Secuencia III: Tendencia/Estabilidad resultante de inyectar aire por 5 minutos a 180 ml de aceite @ 24° C.
Group I Oils Group II Oils Group II+ Oils
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Es de hacer notar que cierta espumación del lubricante es normal y beneficiosa, ya que es un indicativo que hay buena liberación del aire entrampado en el lubricante.
Agotamiento de Aditivo Antiespumantes Posibles Efectos Asociados:
Riesgos de Seguridad
Indicaciones erróneas de nivel
Posibles Causas Aumento:
Contaminación con grasas: calcio y Litio Otros Lubricantes Imposibilidad de revisar aspecto del lubricante
Group V: ester de fosfato Sistema EHC Contaminado Group I Oils: Turbina Gas
Lubricante Envejecido
Group II+ Oils: TurbocompresorEspuma Normal
Productos de Limpieza: jabones y Surfatantes
Aguas tratadas con químicos Es una claro indicativo de un problema mayor
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteFoam Tendency, [ml/ml] – ASTM D892
•Identificar Causa Raíz: el problema puede ser generado por el lubricante ó por el sistema:
Lubricante: una muestra bien agitada, si no espumea ó si el espuma desaparece rápidamente, esto descarta en gran medida al lubricante.
Sistema: posibles puntos a investigar para juntar información
Modificaciones recientes
Arranque en frío: precalentar lubricante, entrar en régimen paulatinamente.
Hay sistemas que por naturaleza generan espumación del lubricante: motores verticales, cojinetes de empujes en turbinas
Revisar pérdidas de lubricante en succiones de bombas de alta presión y válvulas
Revisar el diseño del reservorio: retorno del lubricante y succión
Curvas pronunciadas en tuberías
Dramático aumento del diámetro en las tuberías Excesivo nivel de reservorio: partes móviles pueden pegar contra el lubricante
Bajo nivel de reservorio: no da el tiempo suficiente para que disminuya el nivel de espuma
ANALISIS ESPECIALES: Problemas de Aireación y Espuma
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Demulsibilidad, [minutos] – ASTM D1401Con este ensayo se evalúa la capacidad del lubricante para separarse del agua libre, disuelta ó emulsionada.El ensayo consiste básicamente medir los minutos que tardan en separarse 40ml de aceite y 40 ml de agua destilada, @ 54° C, cuándo se agitan a 1,500 r.p.m. por 5 minutos.
ml Aceite /ml Agua /ml emulsión (minutos)
42 / 38 / 0 (10)
Existen tres formas de reportar los resultados:
Minutos hasta obtener una emulsión de 3ml (separación parcial)
Minutos hasta obtener una emulsión de 0ml(separación completa)
Nomenclatura completa:
• Nota: Si transcurrida una hora no se logra al menos una emulsión de 3ml, se termina el ensayo y se reportan los valores obtenidos.
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Con este ensayo se evalúa la capacidad del lubricante para separarse del agua libre, disuelta ó emulsionada.
• Nota: Al igual que otras propiedades de los lubricantes, NO se recomienda el agregado de aditivos para recuperar valores. Preferir elegir lubricantes de buen desempeño, o en casos de emergencia, optar por reposiciones parciales (refreshing).
Tecnología del proceso de Refinación
Posibles Efectos Asociados:
Promover la Oxidación del aceite
Posibles Causas de Altos Valores:
Calidad del Básico Vibraciones
Capa de lubricante no homogénea
Piting de Cojinetes
Promover Corrosión & Herrumbre
Agotamiento de Aditivos
Degradación del lubricante
Generación de lodos
Más riesgo de eliminar aditivos
Demulsibilidad, [minutos] – ASTM D1401
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Potencialidad de Formación de Barnices - QSA
Cojinete Radial en Turbina de Gas Variador de Velocidad – Turbogenerador
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Uno de los resultados de la degradación de los aceites de turbinas es la generación de subproductos insolubles llamados contaminantes suaves. De tamaño típicamente por debajo de la micra, por lo que no es posible removerlos con sistemas de filtración mecánica convencional. Existen dos categorías:
• Solubles en el Aceite: son de naturaleza no-polar y quedan en suspensión en el lubricante oscureciendo su color.
• Insolubles en el Aceite: son de naturaleza polar e inestables en el aceite (no polar). Se combinan y se absorben sobre superficies di-polares metálicas formando barnices. Se aglomeran en cuerpos de válvulas y guías:
• Superficies de Cojinetes y Rodamientos, Engranes, Tuberías y Filtros.
Potencialidad de Formación de Barnices - QSA
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
QSA: Quantitative Spectrophotometric Analysis: el análisis se basa en un Procedimiento Colorimétrico dada las características de color únicas que presentan los lubricantes con altos niveles de barnices. Los colores de barnices pueden variar desde amarillo hasta rojo dependiendo de su tinte e intensidad, y se puede establecer un patrón de criticidad:
Además: se cuantifica la cantidad de insolubles retenidos [mg/l] al filtrar el lubricante por una membrana ultra fina.
Dado que los insolubles varían tanto en color como en consistencia: desde una dura resina marrón hasta un alquitrán negro pasando por una gelatina de petróleo opaca; para terminar de establecer el VPR: Varnish Potential Rating (Potencial de Formación de Barniz) se analiza la membrana con un Espectrofotómetro que emite un espectro visible de luz en función de la intensidad de luz de los colores.
Potencialidad de Formación de Barnices - QSA
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Análisis KVI “Key Varnish Indicator”
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Este análisis nos provee los siguientes datos:
• Estatus de la Situación actual del Barniz o el Lodo• Reporte de Causas• Recomendaciones Correctivas
Determina el nivel de promotores de Barniz
Determina el nivel de Subproductos de degradación
Determina el nivel de Indicadores de formación de Barnices
Determina las causas y fuentes del Barniz
Degradación térmica del lubricante
Posibles Efectos sobre el lubricante:
Posible aumento del AN
Aumento repentino del ColorPosibles Causas:
Degradación Oxidativa
Posible aumento de la viscosidad
Generación de insolubles sub-micrónicos
Lubricante no soporta las condiciones operativas
Temperatura de operación excede rango del aceite
Aditivos Incorrectos Bajos Valores de RPVOT y TOST
Estrés del lubricante
Posibles Efectos sobre la maquinaria:
Barniz: aislante: menor disipación del calor
Barniz + Partículas= Lija = Abrasión
Menor espesor de películas lubricante Atascamiento de servo válvulas
Colapsado prematuro de filtros
Potencialidad de Formación de Barnices
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Zona Sombreada = Aceptabiidad
QSA
• Siempre que se quiera conocer realmente el estado del lubricante, en referencia a su resistencia a la oxidación y su peligrosidad de generar barnices, se recomienda realizar ambos ensayos: RPVOT y QSA.
Potencialidad de Formación de Barnices - QSA
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Análisis Infrarrojo - Unidades de Absorbancia [cm-1]FTIR: Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier. El ensayo consiste básicamente en hacer pasar luz infrarroja a través de una muestra de aceite y por otro lado un detector fotosensible mide la cantidad de luz que esta pasando. Ciertas sustancias como los aditivos y contaminantes, absorben energía infrarroja a diferentes Longitudes de Onda (su frecuencia de resonancia). Esto es detectado por el Espectrofotómetro y mediante un algoritmo de Fourie transforma la energía lumínica en un Espectro Electromagnético donde se muestran las “Unidades de Absorbancia” a diferentes longitudes.
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Contaminantes Comunes: Agua, Hollín, Combustibles, Glicoles, Solventes.
Degradación: Oxidación, Sulfatación, Nitración.
Aditivos: anti-desgastes, inhibidores de oxidación, etc.
Los elementos que se pueden detectar son:
Parámetro Longitud de Onda [cm-1]
Oxidación
Aceite Mineral: 1,750
Ester Orgánico: 3,540
Ester Fosfatado: 815
Sulfatación 1,150
Nitración 1,630
Hollín 2,000
AguaAceite Mineral: 3,400
Ester Orgánico: 3,625
Glicoles 880; 3,400; 1,040 y 1,080
Combustible
Diesel: 800
Gasolina: 750
Gasolina JET: 750
Inhibidores fenólicos (Humedad, Glicol) 3,650
Aditivos antioxidante, antidesgaste ZDDP 980
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteAnálisis Infrarrojo - Unidades de Absorbancia [cm-1]
Agua (3,400)
Hollín (2,000)
Oxidación (1,750)
Nitración (1,630)
Sulfatación (1,150)
Glycol (1,040)
AW (980)
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteAnálisis Infrarrojo - Unidades de Absorbancia [cm-1]
Agua (3,400)
Nitración (1,630)
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteAnálisis Infrarrojo - Unidades de Absorbancia [cm-1]
Sulfatación (1,150)
Glycol (1,040)
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteAnálisis Infrarrojo - Unidades de Absorbancia [cm-1]
EconómicoDesventajas:
Necesidad de contar con línea base Traslape de picos de absorción
Ventajas:
Rápido de preparar
Precisión limitada al momento de traspasar a unidades de concentración: ppm ó %
Amplio Rango de utilización: 4,000 a 600 cm-1
Aplicar en varias estudios científicos Detección simultánea de varios parámetros
Detección de Parámetros Físicos y Químicos
Ideal para marcar tendencias y comparaciones
En algunos casos ciertas sustancias como el glicol, agua y aditivos antioxidantes, tiene regiones de obsorción entre los 3,600 a 3,400 cm-1, lo que puede dificultar su distinción. Para estos casos se recurre a estudiar otras zonas del espectro dónde además aparezca el producto deseado individualizar. Por ejemplo el glicol además absorve luz a los 880, 1040 y 1080 cm -1.
Influencia de otros componentes del mismo grupo: aditivos diversos, contaminantes, etc.
Resultados Gráficos atractivos Con curvas de calibración se pueden obtener las
concentraciones: %, ppm
Hollín se reporta como unidad de transmisión más que absorbancia.
Detección de mezclas de lubricantes diferentes
Interpretación de un Reporte De Análisis De AceiteAnálisis Infrarrojo - Unidades de Absorbancia [cm-1]
Constituye una herramienta fundamental en el Análisis de Causa Raíz (RCA) y en el Análisis de Falla de Causa Raíz (RCFA). Permite analizar partículas metálicas de desgaste mediante un microscopio óptico bicromático de 100x, 500x, 1000x obteniéndose pistas sobre la severidad y la causa raíz de un problema de desgaste y/o contaminación:
MECANÍSMOS DE DESGASTE:
ABRASIVO: ralladuras
ADESHIVO: desprendimientos
CORROSIVO: ataque químico
MORFOLOGÍA: forma de la partícula: da idea del posible origen y mecanismo de desgaste
TAMAÑO: indica la severidad del desgaste
APARIENCIA SUPERFICIAL: es indicativo del mecanismo de desgaste
ANGULARIDAD & DETALLES DE LOS BORDES_: se relaciona con el mecanismo de desgaste
Ferrografía Analítica – [µm]
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Si bien su nombre indica análisis de partículas ferrosas, ya que normalmente se analiza las rebabas depositadas en una membrana de ferrografía; también es posible analizar partículas organizas y no ferrosas, es decir tener una idea de la fuente de las partículas:
ORIGEN DE LAS PARTÍCULAS:
COLOR: da idea del posible origen y tipo de elemento.
REFLECTIVIDAD: comportamiento con la luz:
Metales: reflectan la luz Óxidos y materiales Orgánicos: transmiten la luz
METALÚRGICA: mediante tratamiento con calor (330 ° C) y/o químicos según la reacción:
Metales ferrosos: pueden cambiar a color azul: acero al carbono. Polímeros: suelen fundirse ó carbonizarse, otros no cambian.
METALES FERROSOS: fundición de Fe, “aceros” de alta y baja aleación: aceros de herramientas, inoxidables, Óxidos de hierro, etc.
METALES NO FERROSOS: cobre, plata, aluminio, estaño, bronce, etc.
SUSTANCIAS ORGÁNICAS: bacterias, arena, tierra, celulosa, etc.
POLÍMEROS: barnices, lacas, fibras, restos de bujes, juntas, selladores, etc.
Ferrografía Analítica – [µm]
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
El ferrograma ha analizar se realiza en un creador de Slides.
El Slide se lava con etanol a través de un filtro de 0.45 micras.
Esto remueve los residuos del aceite y muy poco de las residuos no magnéticos.
El analista puede detectar partículas metálicas y no metálicas según la alineación.
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Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Inicio Continuar Muestreo Normal
DFSL & DFSS
Alguna Anormalidad?
No
Si
Aplicar RCA
Es Significativo?
Si
No
Realizar Ferrografía Analítica
Se Identifico la Causa?
No Si
Aplico Acción Correctiva
Ferrografía Analítica – [µm]
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Acompañan al reporte microfotografías, textos explicativos, recomendaciones y conclusiones de lo encontrado en el análisis. Son realizados por Analistas expertos en el tema y con años de experiencia:
1) Desgaste Normal por Fricción:
Forma: partículas laminares planas y suaves, entre 10 a 15 µm de diámetro
Posible Causa: funcionamiento normal
Posible Origen: dientes de engranes, muñones de ejes, rodamientos, etc.
Ejemplo partículas metálicas ferrosas (500x)
2) Desgaste Severo por Deslizamiento:
Forma: Partículas planas alargadas > 20 µm con estriaciones
Posible Causa: Carga/Velocidad excesiva en la superficie de deslizamiento.
Posible Origen: jaula de rodamientos, bujes, gorrones de apoyo, engranes, etc.
3) Desgaste Abrasivo ó de Corte:
Forma: tiras de metal largas y curvadas.
Posible Causa: Desalineación ó contaminación abrasiva del lubricante, material duro penetra en material más blando, lubricación límite.
Posible Origen: Contaminación ingerida del medio exterior (suciedad, arena) , trabajos de sand-blasting, etc.
(100x)
(500x)
(500x)
Ferrografía Analítica – [µm]
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
4) Desgaste de Diente de Engrane: (foto con calentamiento)
Forma: Partículas planas estriadas
Posible Causa: Fatiga, Deslizamiento ó ralladura de los dientes, picado de los dientes.
Posible Origen: mala selección del acero y/o tratamiento superficial, mal montaje, mal cálculo del engrane, lubricación deficiente, mala selección del lubricante, película fina y/o de bajo soporte de carga, protección EP inadecuada, contaminación severa, etc.
5) Desgaste de Rodamiento: (tratamiento térmico)
Forma: Partículas laminares
Posible Causa: Falla por contacto de los elementos rodantes.
Posible Origen: mala selección del rodamiento y del lubricante, mal montaje, contaminación. etc.
6) Desgaste Corrosivo:
Forma: Pesada concentración de finas partículas a la salida del ferrograma
Posible Causa: Depleción de aditivos del lubricante,
Posible Origen: alto valor de AN del lubricante, aditivos EP demasiado agresivos.
(100x)(500x)
(500x)
(100x)
Ferrografía Analítica – [µm]
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
7) Óxidos Negros:
Forma: partículas ferrosas negras alineadas con el campo magnético
Posible Causa: falla de la película lubricante
Posible Origen: calor extremo en la zona de contacto metal-metal desprende la capa de óxido (sulfato de hierro ó fosfato de hierro) de la superficie carbonizándolo.
8) Óxidos Rojos:
Forma: Partículas ferrosas rojas ó anaranjadas alineadas con el campo magnético
Posible Causa: agua en el aceite ó alta humedad interna
Posible Origen: corrosión de las partes metálicas ferrosas
9) Óxidos Rojos Beta:
Forma: Reflectan la luz y aparecen como partículas grises de desgaste por deslizamiento ó de engranes. Transmiten la luz blanca y aparecen como partículas rojas translúcidas.
Posible Causa: condiciones de lubricación pobre.
Posible Origen: combinación de los casos anteriores
(500x)
(1000x)
(500x)
(500x)
(100x)
Ferrografía Analítica – [µm]
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
10) Partículas de Aluminio:
Forma: Partículas de metal blanco desalineadas con el campo magnético
Posible Causa: desgaste de componentes de aluminio
Posible Origen: rodamientos, bujes, bombas, suciedad externa, etc.
12) Polvo/Suciedad:
Forma: Partículas extrañas no características de la máquina o del aceite.
Posible Causa: Contaminación externa, normalmente arena, polvo, suciedad ambiental.
Posible Origen: Respiradores, sellos, tapas de inspección, reparaciones, etc.
11) Esferas:
Forma: pequeñas esferas de menos de 5 µm de diámetro
Posible Causa: Advertencia temprana de falla en elementos rodantes de cojinetes.
Posible Origen: mala selección del rodamiento y/o lubricante, contaminación.
(500x)
(1000x)
(100x)
Ferrografía Analítica – [µm]
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
13) Fibras:
Forma: fibras no alineadas que dejan pasar la luz (transmiten)
Posible Causa: falla de papel de filtros
Posible Origen: filtros de celulosa, contaminación externa
14) Polímeros de Fricción:
Forma: Materiales amorfos que transmiten la luz
Posible Causa: excesiva carga ó exigencia sobre el lubricante
Posible Origen: generado por el lubricante: mala selección y/o calidad del lubricante.
15) Desgaste de Asentamiento:
Forma: Partícula en forma de barras largas y finas
Posible Causa: normal en máquinas nuevas que entran en funcionamiento
Posible Origen: dientes de engranes, levas, cojinetes de deslizamiento, bombas, etc.
(100x)
(500x) Red filtered
(1000x)
Ferrografía Analítica – [µm]
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
16) Partículas de fundición ó de Acero de baja aleación:
Forma: Partículas se tornan azul temple y púrpura cuándo se calientan a 330° C lo que indica hierro fundido y acero de baja aleación respectivamente
Posible Causa: desgaste anormal en dientes de engranes
17) Babbit Plomo/Estaño:
Forma: Partícula no ferrosas antes y después del tratamiento térmico
Posible Causa: desgaste anormal de cojinetes de deslizamientos de Babbit.
18) Bisulfuro de Molibdeno:
Forma: Partículas no ferrosas de color gris con muchas esquilas de cortes.
Posible Causa: lubricante con aditivos sólidos en el sistema
(400x)
(500x)
(400x)
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Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Tipo de Partícula Antes del Tratamiento Térmico @ 330° C / 90 Seg
Después del Tratamiento Térmico @ 330° C / 90 Seg
Aleación de Cobre Amarillo Amarillo
Aleación de Aluminio Blanco Blanco (Brillante)
Acero Baja Aleación & Fundición de Hierro Gris
Blanco/paja Azul
Aceros de media aleación Blanco/paja Paja a Bronce
Aceros de alta aleación Blanco Blanco
Aceros Inoxidables Blanco Blanco
Babbit Plomo-Estaño Blanco Azul manchado/ púrpura
Babbit Cobre-Plomo Amarillo Amarillo con Azul /púrpura moteado
EL tratamiento con calor ha 330° C y hasta 540° C es de gran ayuda en la determinación del tipo de metalurgia de las partículas; es decir el tipo de metal del que provienen.
Ferrografía Analítica – [µm]
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Tipo de Partícula Temperatura Efecto Después de Calentar
Materiales Orgánicos 260° C Contracción, Carbonizar, Arrugado
Superficie de Babbits 330° C Oxidación, Apariencia Punteada. Esquinas pueden fundirse levemente
Aluminio & Cromo 330° C Permanecen Blancos
Cobre/Bronce/Latón 330° C Color bronce oscuro con picos azules, rojos y púrpura dependiendo de la aleación
Acero al Carbono 400° C Gris Claro – Paja claro
Acero Baja Aleación & Fundición de Hierro Gris
400° C Bronce Profundo
Acero Inoxidable y Altas Aleaciones
400° C Sin cambio o suave amarillamiento
Aluminio & Cromo 400° C Sin Cambio
Materiales Orgánicos 400° C Más Carbonizado, encogimiento o vaporización.
Ferrografía Analítica – [µm]
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Tipo de Partícula Temperatura Efecto Después de Calentar
Acero al Carbono 482° C Gris – paja oscuro.
Acero Baja Aleación & Fundición de Hierro Gris
482° C Bronce Profundo, Azul Pálido
Aleaciones de Alto Níquel 482° C Color bronce con significante azulado
Acero Inoxidable 482° C Paja pálido a bronceado, algunos aceros pueden tener un suave azulado
Aluminio & Cromo 482° C Sin Cambio
Babbit 482° C Superficie completamente negra Oxidada. Esquinas fundidas.
Materiales Orgánicos 482° C Más Carbonizado, encogimiento o vaporización.
Aleaciones de Cobre 482° C Paja oscuro, puede aún tener ligeras cantidades de rojos, púrpuras y azul;
dependiendo de la aleación
Ferrografía Analítica – [µm]
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Tipo de Partícula Temperatura Efecto Después de Calentar
Acero al Carbono 540° C Gris oscuro
Acero Baja Aleación & Fundición de Hierro Gris
540° C Bronce Profundo con azulado fuerte
Aleaciones de Alto Níquel 540° C Azul ó azul/gris
Acero Inoxidable 540° C Bronce oscuro con azul pálido más pesado
Aluminio & Cromo 540° C Sin Cambios
Babbit 540° C Superficie completamente negra Oxidada. Esquinas fundidas definitivamente. La partícula
entera puede fundirse in una esfera negra.
Materiales Orgánicos 540° C La mayoría fundidos y fuertemente deformados o vaporizados.
Aleaciones de Cobre 540° C Paja oscuro, poco rojo púrpura y azul dependiendo de la aleación
Ferrografía Analítica – [µm]
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
WSD: Water Source Determination. Este sencillo recurso de RCA nos sirve para tener una idea más cercana del posible origen de una cantidad de agua ingresa a la maquinaria. Permite Identificar:
Agua Libre de Fondo de Tanque
Agua de Condensado
Agua de Enfriamiento de Sistemas Intercambiadores de Calor
Agua de Mar
Para ello se analizan los siguientes parámetros: pH Conductividad, [µmhos/cm]
Calcio, ppm Magnesio, ppm Sodio, ppm Potasio, ppm Silicio, ppm
Dureza, [ppm]
Ácido Carbónico CO3H, [ppm]
Agua Libre ≈ Agua Condensado Bajo pH = Agua Libre
Ferrografía Analítica – [µm]
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
Ejercicios finales
“ Si escucho conozco, si hago aprendo”
Interpretación de un Reporte De Análisis De Aceite
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