10 Análisis de Aceites PDF

 

AN LISIS  E ACEITES

CHIP PANA SIXTO SARMIE TO CHI Machinery Lubrica t Analyst Level II Vibration Analyst Level II ssarmiento@t csup.edu.pe

Campus Cam pus Tecn ecnológ ológico ico de S Sant anta a Ani Anita, ta, Mar Marz z del 2011

 

Mantenimiento bas do en la condición: Caract rísticas

 

El papel del an lisis del aceite Mantenimiento Predictivo Monitoreo de desgaste anormal Dete Determinac rminación ión de los los interval intervalos os correc correctos tos de de cambi cambi de aceite Detección de contaminación ambiental y del proces 

Mantenimiento Proactivo Evaluar mejoras de la filtración

  

Evaluar la el efectividad tipo de lubricante cambiosendeel marcas m arcas iento Evaluar de las ymejoras manteni Confirmar las actividades del mantenimiento Análisis de las causas raíz de los fallos

 

Ciclo de fallo e los equipos

CONTAMINACI

El ingreso de contaminantes y la

Proceso

contaminación con otrosdel aceites acelera la degradación fluido. La contaminación y una pobre calidad del fluido originan el aumento del desgaste. El equipo acabará fallando

Ambiente Relleno equivocado

El análisis del aceite detecta la  contaminación y la degradación  del lubricante antes de que esas  circunstancias ocasionen el  fallo del equipo 

DEGR DE GRAD ADAC ACII N DEL DEL LU LURB RBIC ICAN ANT T

Oxidación Agotamiento de aditivos Degradación térmica

DESGASTE Y FATIG

Abrasión y adhesión Erosión y cavitación Corrosión FALLO DEL EQUIP

 

equip ipos os (P – F) Ciclo de fallo de l s equ

 

La salud de la máquina

Técnicas para evaluar el tipo y la concentración de partículas

Conteo de p  rtículas  Ferrografía d lectura directa Ferrografía nalítica. Análisis espe  trométrico 



 

La condición del aceite

Consideracione  para el análisis

Viscosi ad Conteni o de sólidos  Conteni o en agua  Número  cido Número Básico Punto d inflamación  

 

Diagrama de flujo d l análisis de aceites

 

La integridad del nálisis del aceite

 

AN LISIS DE LAS PROPI DADES DE LOS FLUIDOS El anál anális isis is de la lass pro propi pied edad adee de los fluidos comprende el moni mo nito tore reoo y el cont contro roll de de la la propiedades de los fluidos. A uí ttrrataremos ssoobre la la salu del lubricante . Los rimeros ontroles o análisis se refieren a las características básicas de l  lubricantes y éstos están relacionados a viscosidad, aditivos y número ácido y, todos ellos están vinculados por un fenómen de la oxidación

 

ENDENCIA DE LAS PROP EDADES DE LOS FLUIDO

 

ENDENCIA DE LAS PROP EDADES DE LOS FLUIDO

 

N ADEL Y LA PACTO DEHDEERGRRAAMDIEANCTI S NALLUBRICANTE TICAS

 

LA OXIDACI N DE OS LUBRICANTES In Inic icio io:: Form Formac ació iónn de ra radi dica cale less

Propagación en cadena

Ramificación en cadena

Terminación en cadena

Oxid  ción  Los dobles enlaces son tacados por el oxigeno. Se forman ácidos, alcoholes y aldheidos.

 

LA OXIDACI N DE OS LUBRICANTES

La te temp mper erat atur ura a gene genera ra c cam ambi bios os s sus usta tanc ncia ialles en las características de los lubricantes

TEMPER TURA Temperatura ºC ºF

Número relativo De cambios de aceite

80

180

12

70

160

6

60

140

4

50

125

3

40

105

2

Degradación térmica .  Poli Polime meri riza zaci ción ón de debi bidd a la alta presión y temperatura. Se forman nuevos productos. Evaporación .  Lo Los compuestos volátiles d saparecen debido a la alta temperatura.

 

aceleran el nivel de acidez LLas A partículas OXIDmetálicas ACI son N cataliza DE dores OSqueLUBRICANTES

PARTÍCULA  METÁLICAS

Catalizador metálic

Acidez (AN)

Ninguno

0,17

Hierro

0,65

Cobre

0,89

Cobre y agua

11,2

 

OSalteran LUBRICANTES LA OElX poIrD cenA taC je dIe airN e enD el E lubricante el nivel de acidez

 

LA OXIDACI N La Desp E mación OS LUBRICANTES Algunos  orígenes de a espuma en el fluido Las contaminaciones pueden causar alta cantidad de espuma, las más frecuentes son :

ua: re reco cord rdar ar qu quee la can cantitida dadd máxi áxima de de ag ag a en un sistema hidráulico, turbina o reducto

. : pequeñas cantidades de grasa gener n, según el tipo de jabón de la misma, altas rasa ntidades de espuma  olvos ambientales, tierra: estas contaminaci nes contienen calcio que calcio que hace de generado  espuma  ontaminación con otros lubricantes Tener mucho cuidado con equipos nu nuevos (p (por ej mplo reductores), ya que generalmente se utilzan sulfonatos de calcio como p re,.aquí nuevamente el calcio es un generador de prrotectores an antiheresp rum ma

 

OS LUBRICANTES LA OXIDACI N La D esp E mación Evaluar tod el sistema

Diferenciar espuma con aire atrapado. a  esp espum umaa se pr prod oduc ucee en la su supe perf rfic icie ie ddel el acei acei e con elevado número de burbujas de distinto tamaños, mientras que el aire atrapado se en uentra disperso en todo el volumen del fluido.

 

La  esp mación L A O X I D A C I N D E OS LUBRICANTES aluar todo el sistema: Reservorio

Salida mu cerca de la entrada. Las burbuja no tiene tiempo de subir a la uperficie. A medida que reci culan, se dividen en tamaños menores. Ingreso muy elevado. El aceite salpica Salida muy alta o nivel de aceite muy bajo. El aire es aspirado por la salida creando un remolino a superficie del reservorio es muy pequeña

 

El ag el acei aceite puede ncre la tasa de oxidación en 10 veces LA  agua OuaXenID ACte Ipued Ne iinc DremEmentarOS LUBRICANTES

 drólisis  agua lo. s aattaca ccoonvirtiéndoles en ááccidos ggrr sos y alcoholes. pH disminuye.

 

El ag agua el acei ac puede ncre la tasa de oxidación en 10 veces LA OuaXenID Aeite Cte Ipued Ne iinc DremEmentarOS LUBRICANTES

gotaa aalgun got lgunos os de su suss aadit ditivo ivoss y reacc reaccion ionaa ccoo algunos otros formando residuos corrosivo que atacan a algunos metales. Reduce la fortaleza de la película lubricante, provocando que superficies críticas queden vulnerables al desg ste y a la corrosión. Reduce la capacidad de su filtración y satura a los filtros. Incr In crem emen enta ta la ppos osib ibililid idaa de que le penetre aire.

 

LA OXIDACI N DE OS LUBRICANTES a oxidación es la DEGRADACI N permanente de un lubricante, causada por reaccione  químicas relaciona as con el oxígeno.

Con el progreso de la oxidación:

Con el progreso de la oxidación: se producen moléculas largas que c nducen a LODO, LACAS Y BARNIZ

 

LA OXIDACI N DE OS LUBRICANTES

Depósito lleno de Barniz

Depósito limpio

i el ba barn rniz iz está está pr pres esen ente te en el de depó pósi sito to,, ta tamb mbiién estará presente en otros lugares del sistem

 

a loE s a eites LA OXIDACRIetosN parD OShidráulicos LUBRICANTES

Los fabricantes de equipos origin les reportan que los problemas más frecuentes con sistemas hid áulicos de alto desempeño son:

Los sistemas son cada vez más peque os, y al mismo tiempo ha disminuido el caudal de fluido en el depósito Tanto el tamaño del depósito como su f rma no son las más optimas para la vid del fluido aceite es aallto en comparación con su volumen  El caudal de ac Los sist Los sistem emas as hi hidr dráu áulilico coss está estánn di dise seña ñadd s para tener una mayor densidad de potencia Temperaturas de aceite más altas

En general, las presiones del aceite se an incrementado.  

OShidráulicos LUBRICANTES LA OXIDACRIetosN parDa loEs a eites Consecuencia  e estos retos:

Prese esenci ciaa ddee eesspum puma y cavitac aciión ddeebi o al poco tiempo del aceite en el depósi para liberar y colapsar las burbujas de ire. Disminución de la vida útil del aceite de ido al incremento en la oxidación.  Po Pobr bree rres espu pues esta ta hidr hidráu áulilica ca de la lass vá válv lvul ulas debido a la formación de barniz y lod  Ma Mayyor ne nece cesi sida dadd de re reem empl plaz azar ar lo loss filt filtrr s por taponamiento Incr In crem emen ento to en el de desg sgas aste te de la lass vá válv lvul ul s y las bombas

 

LA VISCOSIDAD DE LOS LUBRICANTES Viscosidad diná ica o absoluta: Resistencia del aceite a fluir y al corte (Fricción interna)

rmalmente se expresa en poise (P) o centip oise oise cP cP,, En el SI co como pascales-segun o (Pa-s, donde 1 Pa-s = 10 P). La vi viscosidad absoluta es es la la pr preferida para análisis de aceite usado Viscosidad inemática Resistencia del aceite a fluir y al corte por la fuerza de gravedad

Las unid Las unidad ad es el stok stokee (St) o centistokes (cSt) En el SI milímetros cuadrados por seg ndo (mm2/s, donde 1 mm2/s = 1 cSt). La densidad relativa puede presentar rrores en las tendencias de viscosidad

 

CAUSAS DE CAMBI S DE VISCOSIDAD INCRE ENTO

DISMINUCIÓN

Ruptura térmica de las Polim rización moléculas Oxi ación Cambios en el aceite base Cizallamiento de los (Cambios moleculares) Pérdidas  vaporativas mejoradores de IV Formación de carbón y óxidos insolubles

ollín  Adiciones al aceite base (Contaminación)

 Aceite (de alta equivocado viscosidad)  Anticong lante (Hollín)

Cambio  no corregible

 Aceite bajaequivocado viscosidad de

 

RECOMENDACIODE NESVIS PA OSIDAD ESTABL ABLECE ECER R L MI MITES TES A EST Límite

  (Superior) Precaución (Superior) Precaución (Inferior) Critico

Aceite de motor (1)

 

 Aceite industrial (2)

 Aceite industrial en condiciones severas (3)

+ 10%

  + 5%

+ 4%

- 5%

- 5%

- 5%

- 10%

- 10%

- 10%

) Duplique esta(Inferior) cantidad para aceites que contienen mejoradores de índice de viscosidad ) Límites Límites de ac aceites eites de motor basados en cS a 100º C

) Límites de aceites industriales basados en St a 40º C  

Cas Casoo 1: Lubr Lubrican icante te Mobi Mobill Delvac Delvac Supe Superr 15 W - 40

 

Casoo 2: Lub Lubrica ricante nte Mob Mobilil elv elvac ac Ext Extra ra MX 15 W - 40 Cas

 

¿Cómo utilizar el análisis de viscosidad?

 

Número de Neutralización (NA: Número cido) MIDE LA CONCENTRACI N CIDA EN E LUBRICAN LUBRICANTE, TE, NO LA POTENCIA CIDA n aceites Industriales, de utilidad en cbajas ompo cenizas. entes de equipo móvil y en motores a gas d

oncen rac n  e a vos lgun lgunos os ad adititiv ivos os me metá tálilico coss de dell aace ceititee pr prod oduc uc n propiedades ácidas débiles no destructiva en el aceite, las cuales son detectadas por la prueba de AN. i se se co co ndel oceaceite la ““llíne nea a ddee elbbaallamado se” ddeel aac ceite nnu uevo, es posible la disminución de l acidez hasta “Punto de inflexión” (PI)monitorear donde se agotan los aditivos. Degradación del lubricante

cremento acelerado de la acidez del aceite espués de PI ocasionado por la formación d productos de oxidación, cidos orgánicos y lodos.

 

Número de eutralización

PRUEBAS RELACIO ADAS ASTM D2896  

Límit s AN

 

Líneas d base NA

Identificar “Línea de ase” del aceite nuevo No use la hoja de especificaciones técnicas 

n aceites nuevos, 0,1 de AN equivale aproximadame aproximadamente nte a 600 ppm de ZDD

 

Número de Neutralizaci n (NB: Número Básico) LA MEDIDA DE LA ALCALINI ALCALINIDAD DAD EL LUBRIC LUBRICANTES ANTES EN mg de KOH ndic nd icad ador or de la hhab abililid idad ad de dell ac acei eite te neut ácidos de la combustión, contaminación proadne ucutra toral s ldi aroxidación. la habilidad del aceite de proporcionar prote ción de reserva alcalina durante el periodo vida del l bricante

Causas posibles de BN bajo 1. Cambios de aceite

uy prolongados

2. Aceite de tipo inade uado 3. Sobrecalentamiento 4. Co Combustib tible co con al alt contenido de azufre 5 Excesiva f uen gaeldacei e ga ees en el motor  6.. Humedad 7. Alta contaminación etálica

 

Número de Neutralizaci n (NB: Número Básico)

 

Número de Neutralizaci n (NB: Número Básico)

 

Líneas d base NB

Obtenga la línea de base del aceite nuevo con el ismo método ASTM que use para el aceite usado

 

CAUSAS DE CAMBI S DE VISCOSIDAD INCRE ENTO

DISMINUCIÓN

Ruptura térmica de las Polim rización moléculas Oxi ación Cambios en el aceite base Cizallamiento de los (Cambios moleculares) Pérdidas  vaporativas mejoradores de IV Formación de carbón y óxidos insolubles

ollín  Adiciones al aceite base (Contaminación)

 Aceite equivocado (de alta viscosidad)  Anticong lante (Hollín)

Cambio  no corregible

 Aceite equivocado de baja viscosidad

 

RECOMENDACIODE NESVIS PA OSIDAD ESTABL ABLECE ECER R L MI MITES TES A EST Límite

  (Superior) Precaución (Superior) Precaución (Inferior) Critico

Aceite (1) de motor

 

 Aceite (2) industrial

 Aceite en industrial condiciones severas (3)

 

+ 10%

+ 5%

+ 4%

- 5%

- 5%

- 5%

- 10%

- 10%

- 10%

) Duplique es(Inferior) ta cantidad para aceites que contienen mejoradores de índice de viscosidad

) Límites Límites de ac aceites eites de motor basados en cS a 100 C ) Límites de aceites industriales basados en St a 40º C  

Cas Casoo 1: Lubr Lubrican icante te Mobi Mobill Delvac Delvac Supe Superr 15 W - 40

 

Casoo 2: Lub Cas Lubrica ricante nte Mob Mobilil elv elvac ac Ext Extra ra MX 15 W - 40

 

¿Cómo el análisis de utilizar viscosidad?

 

Número de Neutralización (NA: Número cido) MIDE LA CONCENTRACI N CIDA EN E LUBRICAN LUBRICANTE, TE, NO LA POTENCIA CIDA n aceites Industriales, de utilidad en cbajas ompo cenizas. entes de equipo móvil y en motores a gas d

oncen rac n  e a vos lgun lgunos os ad adititiv ivos os me metá tálilico coss de dell aace ceititee pr prod oduc uc n propiedades ácidas débiles no destructiva en el aceite, las cuales son detectadas por la prueba de AN. i se se co co ndel oceaceite la ““llíne nea a ddee elbbaallamado se” ddeel aac ceite nnu uevo, es posible la disminución de l acidez hasta “Punto de inflexión” (PI)monitorear donde se agotan los aditivos. Degradación del lubricante

cremento acelerado de la acidez del aceite espués de PI ocasionado por la formación d productos de oxidación, cidos orgánicos y lodos.

 

Número de Neutralización

PRUEBAS RELACIO ADAS ASTM D2896  

Límit s AN AN

 

Líneas d base NA

Identificar “Línea de ase” del aceite nuevo No use la hoja de especificaciones técnicas 

n aceites nuevos, 0,1 de AN equivale aproximadame aproximadamente nte a 600 ppm de ZDD

 

Número de Neutralizaci n (NB: Número Básico)

LA MEDIDA DE LA ALCALINI ALCALINIDAD DAD EL LUBRIC LUBRICANTES ANTES EN mg de KOH ndic nd icad ador or de la hhab abililid idad ad de dell ac acei eite te neut ácidos de la combustión, contaminación proadne ucutra toral s ldi aroxidación. la habilidad del aceite de proporcionar prote ción de reserva alcalina durante el periodo vida del l bricante

Causas posibles de BN bajo 1. Cambios de aceite

uy prolongados

2. Aceite de tipo inade uado 3. Sobrecalentamiento 4. Co Combustib tible co con al alt contenido de azufre 5 Excesiva f uen gaeldacei e ga ees en el motor  6.. Humedad

7. Alta contaminación

etálica

 

Número de Neutralizaci n (NB: Número Básico)

 

Número de Neutralizaci n (NB: Número Básico)

 

Líneas d base NB

Obtenga la línea de base del aceite nuevo con el ismo método ASTM que use para el aceite usado