Analisis de Aceite Usado Como Una Herramienta

El Análisis de Aceite Usado como una herramienta de Mantenimiento Mantenimiento Proactivo

JUAN F ALVAREZ

ExxonMobil V1.0 1/03

Qué es un análisis de Aceite ? • Es un conjunto de procedimientos y mediciones aplicadas al aceite usado en las máquinas y equipos , que facilitan el control:  – Del estado del lubricante  – Del estado de los componentes  – De la operación del equipo

• El objetivo primordial y final es suministrar información i nformación para:  –  –  –  –

Tomar acciones preventivas Buscar la reducción de los costos de operación y mantenimiento Preservar el estado de las máquinas en su ciclo óptimo Extraer el mayor valor de los lubricantes.

• Los procedimientos de análisis se pueden realizar   – En un laboratorio especializado  – En el campo

Objetivos de hacer Análisis a los Aceites Usados 

Reducción de costos de Mantenimiento.



Incremento de la disponibilidad de los equipos operando/Mayor Producción.



Proporciona seguridad a los operadores de los equipos.



Optimiza los periodos de drenaje del aceite, extrayendo su mayor valor.



 Asegurar una larga larga vida de trabajo trabajo de los equipos. equipos.



 Asegura rentabilidad en la operación de los equipos.

Pasos para la implementación de un Programa Diseño del Programa         

Selección del equipo. Revisión lubricantes usados vs requeridos. Pruebas de análisis aceite. Análisis e inspección en sitio. Equipo toma muestras. Cambios en sistemas de filtración y respiraderos. Entrenamiento Revisión practicas de lubricación. Almacenamiento y manejo.

Implementación del Programa Instalación de puertos  y válvulas para muestreo.  Instalación de filtros, respiraderos, etc.   Establecer límites de advertencia y metas  por equipo.   Cálculo de la frecuencia  de muestreo.  Instalar instrumentos para pruebas en sitio. - Viscosidad. - Agua. - TBN  Entrenamiento en: - Manejo y almacenamiento - Interpretación resultados de laboratorio. - Lubricación básica. 

 Administración del Programa Desarrollo del manual de análisis e interpretación de resultados de laboratorio local. Reaccionar a resultados anormales. Establecer tendencias. Implementar mejoras. Hacer seguimiento.

Expansión

 

  

Incorporar otros equipos.. Ajustar los límites de control de acuerdo a las tendencias y operación. Implementar Best Practices KPI. Benchmarking.

Selección de Equipos y Componentes…

• Algunos criterios que normalmente se emplean:  –  –  –  –  –  –  –

Criticidad Por costo Simbolismo Sensibilidad Garantía – Seguros Control de Calidad Almacenamiento & Manejo Control de Calidad Lubricantes

• Lo importante es que se lleven l leven ACCIONES PREVENTIVAS PREVENTIVAS / CORRECTIVAS / PROACTIVAS PROACTIV AS basadas en los resultados de Análisis de Aceites Usados

 Aseguramiento de la Ejecución del Proceso • Selección de un laboratorio adecuado  – Certificados de Procesos & Control de Calidad

• Plan de Entrenamiento al Personal  –  –  –  –  –  –

• • • • • •

Constantes & Periódico Manejo de muestras  Análisis de resultados Manejo del software del laboratorio Manejo del software de control Conocimiento de equipos & componentes inspeccionados

Frecuencias Constantes Mismo punto de muestras Mismo procedimiento Mismo laboratorio Instalación de válvulas para tomas de muestras Definición de logística de envío

• Se Analiza la MUESTRA no el Aceite del Componente !

 Algunas Actividades en la Administración del Programa de Análisis de  Aceite Usado

• Seguimiento a envío de muestras y recepción de resultados •  Análisis de resultados • Reporte de Novedades • Retroalimentación del campo  – Identificación de causa raíz  – Mejoramiento de procesos  –  Ajuste de tendencias

• Definición de actividades correctivas • Seguimiento de resultados • El Resultado de AAU es sólo una parte del Proceso ! • SE REQUIERE UNA ESTRUCTURA RESPONSABLE DE LA TOTALIDAD DEL PROGRAMA !

Algunos Roles en la Estructura de Control del Programa de Análisis de Aceites Usados •Recibe y da retroalimentación a las

Mantenimiento

otras funciones • Informes periódicos con beneficios • Producción / Materiales / • Mantenimiento / Compras •Proveedores

•Define requerimientos de operación • Personal •Espacio •Equipos de soporte de campo •Herramientas •Vehículos

Supervisor 

Digitador Muestras & Programa Laboratorio

Define / hace seguimiento KPI’s • Tiempo de envío • Tiempo de respuesta laboratorio • % Muestras con novedades • % Acciones correctivas • Paretto de novedades

•Administra y Responsable del Éxito de

Mantenimiento

la gestión de confiabilidad de Mantenimiento • Equipo con Planeación • Mantenimiento • Proveedores

Analista de resultados

Algunos Roles en la Estructura de Control del Programa de Análisis de Aceites Usados Digitador Muestras & Programa Laboratorio

•Planea OT & PM •Toma de muestras

& recolección de información

• Recibe muestras de aceite • Registra datos en etiquetas • Unidad & componente • Fecha • Tiempo uso aceite • Edad del equipo • Rellenos • Cambio de aceite o no • Referencia de lubricante • Registra datos en software de

Mantenimiento • Realiza Actividades correctivas • Da retroalimentación de

situaciones encontradas

Supervisor  •Analiza tendencias •Identifica limites de control •Define acciones correctivas •Establece % de éxito de acciones •Establece % de acciones

correctivas ejecutadas • Comunica a Mantto novedades • Programa OT en sistema Mantto Analista de resultados

laboratorio • Realiza guías de despacho • Registra salidas de muestras • Registra recibo de resultados • Registra tiempo de envío • Registra tiempo de respuesta laboratorio

Costos de Mantenimiento asociados





Lubricantes (5%)  Aceite Grasa Operación (95%) Paros de equipo Pérdidas de producción Partes de repuesto Reparaciones mayores

5 % Lubes

95% Operación

Problemas relacionados con la lubricación 

Pérdida repentina de Volumen de lubricante Bajos / altos niveles de lubricante. Lubricante incorrecto / Mal seleccionado. Lubricante mal almacenado. Problemas en el trasvase para llenado. Degradación / Oxidación. Contaminación con partículas (Sílice, Calcio, etc). Contaminación con agua. Contaminación con Combustible (Dilución). Contaminación con refrigerantes.  Agotamiento de los aditivos/Oxidación. Formación de espuma. Largos periodos de chequeo, cambio o muestreo, etc.        

  

Efecto de los problemas de lubricación Críticos

   l   a    t   o    T   o    t   c   e    f    E

  s   a    l   u   c    í    t   r   a   p   n   o   c   n    ó    i   c   a   n    i   m   a    t   n   o    C

   l   a    i   r    t   s   u    d   n    I   n    ó    i   c   a   n    i   m   a    t   n   o    C

  o    d   a    d   a   r   g   e    d   e    t   n   a   c    i   r    b   u    L

  o    t   n   e    i   m   a   e   n    í    L   a   s   e    D

Pareto 80 -20 Controle las de mayor  efecto.

De poco impacto   o   e   c   n   a    l   a    b   s   e    D

 .   p   m   e    T   a    t    l    A

  s   o   r    t    O

Modo de falla / Mecanismo

Degradación en los equipos - Predicción de Problemas xxxxXXXXXXXXXXXX La causa

X

XXXXXXXXXX El síntoma

La Falla.

Grado de deterioro de las superficies de los componentes Detecciónde la causa de la falla Mantenimiento Proactivo

Falla temprana o detección de los síntomas

Detección tardia de la falla

Mantenimiento Predictivo

Análisis de aceite  Análisis de vibración  Acústica

 Autopsia Mantenimien. de Falla

Tipos de análisis de aceites usados •  Análisis esporádicos: Son análisis que se hacen para verificar el estado en sitio tanto del aceite como de la contaminación natural del equipo. El beneficio es puntual.

• Programa Regular de análisis: Usualmente usado como parte del programa mantenimiento. Beneficios a corto, medio y largo plazo. En largos periodos de análisis se logra documentar  beneficios.

Exito de los Análisis: un buen Muestreo Una adecuada botella o envase para la toma de la muestra la cual debe estar  limpia y cerrar muy bien.  La etiqueta para marcar el envase se le debe poder colocar la información necesaria.  La cantidad mínima requerida en el laboratorio para un análisis normal debe ser de 100ml, si se requieren pruebas adicionales como de espuma por ejemplo, el envase debe ser de 500 ml.  El envase debe ser preferiblemente transparente, para que en el laboratorio se le pueda hacer una inspección visual a la muestra. 

Exito de los Análisis: un buen Muestreo 

Un buen entrenamiento y un procedimiento estándar para la toma de las muestras.



Identificación de los puertos y sitios de muestreo, para siempre tomar las muestras del mismo sitio.



Identificación de los equipos inscritos en el programa de muestreo.



Una frecuencia de muestreo bien seleccionada, de acuerdo con los requerimientos y necesidades de cada equipo.



Constancia en la toma de las muestras y seguimiento a las recomendaciones.

Interpretación de los resultados de laboratorio 

No es fácil tener una completa interpretación de las condiciones de operación de un aceite con un solo análisis, A partir de tres resultados se obtiene información más certera.



Para una mejor interpretación de los resultados de laboratorio se recomienda interrelacionar las pruebas entre si y así corroborar el efecto.



Los análisis previos o iniciales a los aceites nuevos (cambio de referencia), son importantes para poder determinar si hay cambios reales en los resultados (línea base).



Es definitivo analizar los cambios mediante tendencias y la variación de sus pendientes.



Diseñar el manual de interpretación para la operación.

Análisis de Aceite 

¿ Cuáles son los las VENTAJAS Y BENEFICIOS del análisis del cambio en las tendencias?

 – Monitorea cambios en la condición del equipo/aceite.  – Alerta temprana de posibles problemas.  – Ayuda a detectar problemas.  – Optimiza la vida útil de piezas.  – Maximiza la vida útil del aceite

OXIDACION - NORMAL

   N    O    I    C    A    D    I    X    O

Líneas de tendencia

HORAS DE OPERACION

Análisis de Aceite - Progresión del Desgaste Tercer  Pendiente:

Gráfico de Progresión del Desgaste

Falla inminente

50

CAMBIO DE ACEITE Segunda pendiente:

40

   )   m   p 30   p    (   e    t   s 20   a   g   s   e 10    D

0

Falla incipiente

PENDIENTE INICIAL Desgaste normal 4        0        0        0      

2        0        0      

 8        0        0      

1       2        0        0      

1        6        5        0      

2        0        0        0      

2       4        5        0      

2       7        0        0      

 3       1        0        0      

Horas de Operación del Aceite

 3        5        0        0      

 3        9        5        0      

4       1        5        0      

4       4        5        0      

 Análisis de Aceite – Construcción de Tendencias & Parámetros de Control

13648 h 

17743 h 

20782 h 

Selección de Componentes y Definición de Pruebas • Desgaste • Fe / Cu / Al / Pb / Sn / Mg / Ag / Cr …

• • • • • •

Motores Reductores Bombas Turbinas Sistema Circulación Hidráulicos

• Condición del Lubricante • Oxidación • TBN • TAN • Viscosidad • Contaminantes •  Agua • Diesel • Hollín • Sílice • Glicol • Na • K • IR • ISO 4406

Pruebas mínimas para un buen Análisis... Análisis

Motores Diesel

Motores a Gas

Sistemas Hidraulicos

Engranajes Cerrados

Viscosidad @ 40°C Viscosidad @ 100°C Dilución Contenido de agua Oxidación Nitración TBN TAN Hollín Conteo de Partículas Si Fe Cu  Al Cr  Pb Sb  Ag Pertinente

Moderada Utilidad

N/A

No se Recomienda

Compresores Reciprocantes

Compresores Centrífugos

Compresores de refrigeración

Categorias de los Análisis de Aceite... ¿Qué Analizar?

1. Propiedad de los Fluidos

2. Contaminación

3. Desgaste

(Proceso Envejecimiento)

(Externos e Internos)

(Identificación partículas)

Pruebas posibles: Conteo de partículas Contenido de agua Viscosidad Insolubles Ferrografia  AN/BN Infrarrojo Membrana Pto Inflamación Desgaste metálico

Proactivo Beneficio Primario Beneficio menor  No Beneficio

Predictivo

Que nos dice un Análisis de Aceite.? Detección de Causa de falla

Quéno s dic e.? 

Una condición peligrosa que puede llevar a una causa de falla.

Detección de inicios de la falla

Cuando existe una falla en la etapa temprana, Que de otra manera pasaria desapersibida Ej.desgaste anormal.

L o q u e s e A n a l i z a   Contaminación (particu y Monotorea  las),humedad (agua), temperatura, aditivos, oxidación, acidez o basicidad del aceite hollín, glicol.

Densidad del desgaste, temperatura, conteo de partículas, humedad, análisis de elelmentos, viscosidad, ferrografia y otros metales

Filosofía de Proactivo Matenimiento

Predictivo

Ahorros Relativos

10

6

Diagnóstico del Problema

Progreso de la falla

 Autopsia

Cual es la naturaleza del Que la máquina está ¿Que ocasionó la problema que ha estado practicamente falla de la maquina? siendo observado. descompuesta y ¿Podría haber sido requiere ser reparada evitado? ¿De donde viene? ó reemplazada ¿Que tan severo es? ¿Puede ser arreglado?

 Análisis de metales, Análisis de elementos,  Análisis de desgaste, análisis de elmentos, análisis del desgaste, análisis de la cantidad humedad, conteo de análisis de vibración, de desgaste metalico, partículas, temperatura, temperatura. Análisis de la falla. viscosidad, metales de desgaste y análisis de vibración.

Predictivo 3

Falla 2

Falla 1

Donde se detecta una falla mediante análisis... Punto donde la falla inicia

n

Punto donde la falla es detectable (potencial)

P

  n    ó    i   c    i    d   n   o    C

Punto de falla

F

Tiempo 

El tiempo entre P y F es el momento que se tiene para detectar una falla potencial y trabajar para que no ocurra.



Utilizando las técnicas de monitoreo por condición (análisi de aceite) se maximiza el tiempo del intervalo.

Detección de una falla mediante análisis vs Otros... Intervalo de detección P - F Analisis de ca usa de fa lla (Que va apasar) (¿Por que pasa?) Analisis de Analisis de Termografia Analisis de Analisis de Termografia Aceite Vibración Aceite Vibración Control de causa de falla Contaminación del lubricante Excelente Pobre Pobre Excelente Pobre Aceptable Desalineación Aceptable Excelente Aceptable Aceptable Excelente Aceptable Desbalance Aceptable Excelente Aceptable Pobre Excelente Aceptable Lubricante Incorrecto Excelente Pobre Pobre Excelente Pobre Pobre Lubricante Degradado Excelente Pobre Pobre Excelente Pobre Pobre  Alta temperatura Aceptable Aceptable Excelente Aceptable Aceptable Excelente

Desgaste Cavitación Fractura de la pieza Resonancia estructural Fatiga

Excelente Bueno Pobre Pobre Excelente

Detección falla Bueno Aceptable Pobre Aceptable Excelente Pobre Excelente Pobre Bueno Bueno

Excelente Aceptable Aceptable Pobre Excelente

Aceptable Pobre Aceptable Excelente Aceptable

Aceptable Aceptable Pobre Pobre Aceptable

Predicción Problemas mediante Análisis...

Discutiendo la gráfica: Metales • El análisis de contenido de metales (análisis espectroscópico) es especialmente útil en motores ya que las partículas de desgaste son en general menores de 7 micras.

• Cuando las partículas de desgaste de un motor son superiores a las 7 micras ya existe un daño y el análisis ya no será preventivo sino de búsqueda de causa raíz de un daño mayor.

• La utilidad del contenido de metales para partículas superiores a 10 micras es muy limitada.

• Las partículas “normales” de desgaste en componentes como engranajes son mucho más grandes y no todas son detectadas.

Discutiendo la gráfica: Partículas • Los estándares para conteo de partículas se han desarrollado inicialmente para sistemas hidráulicos y turbinas.

• Su utilidad es importante en engranajes industriales y transmisiones automotrices a pesar de que no existan estándares aún para estos componentes.

• Puede ser remplazado por los análisis de menbranas en turbinas y sistemas hidráulicos; y análisis de tapones magnéticos en engranajes.

• El análisis de tapones magnéticos supone la instalación de estos aditamentos dentro de los depósitos de aceite de los engranajes y el análisis periódico de la limalla que se adhiera al tapón.

• La existencia de partículas como “polvo” es considerada de relativa normalidad; la formación de “púas” supone la existencia de un problema; y la formación de escamas muestra la existencia de un daño.

Análisis de Aceite - Metalografia

Análisis de Aceite - Fuentes Fuentes Potenciales de Metales en el Aceite DESGASTE 

Hierro

Cromo

Níquel

Aluminio

Plomo

 Acero

Revestimiento de anillos

Aleación de acero inoxidable Polvo de camino

Babbit

Hierro fundido

Pinturas

Cromado

Metal de rodamientos

Revestimiento de chumaceras

Herrumbre

Acero inoxidable

Estelita (cobalto – níquel)

Pinturas

Aditivo de gasolina

Rebabas

Aleaciones de aceros duros Abrasivos

Cobre

Cascarillas de molienda Polvo mineral

Pintura soldadura

Plantas de aluminio

Estaño

Aditivo AW

Titanio

Contaminantes de carbón

Cenizas

Bronce

Caja de baleros (bronce)

Cenizas

Rodamientos de turbinas de gas

Pintura

Latón

Soldadura

Polvo de fundición

Pinturas

Polvo de papelera

Cajas de rodamientos

Babbit

Alúmina activada

Aspas de turbinas

 Asbestos

Enfr iadores

Talco

Minas de cobre

Bauxita

Plata

Ceoilta

Pinturas

Acabado de cojinetes

Detergente limpiador

Babbit

Soldadura  Algunos baleros de aguja

Vanadio

Granito Catalizador

Aspas de turbinas Válvulas

Análisis de Aceite - Fuentes C O N T A M IN A C IO N  

Silicio

Boro

Potasio

Sodio

Polv o de c amino

Inhibidor de ref rigerante

Inhibidor de ref rigerante

Inhibidor de ref rigerante

Sellador

Aditivo EP

Cenizas

Agua de mar  

 Aditivo antiespumante

Agente de limpieza de barriles Polvo de papelera

Algunos aditivos

 Aleación de aceros

Acido bórico

Polvo de camino

Grasa

Lubricante sintético

(tratamiento de aguas)

Granito

Aceite básico (trazas)

Frenos húmedos

Tierra

Fabricación de vidrio

Polvo de camino

 Aditivo refr igerante

Sal (sal del camino)

Polvo de fundición

Cenizas

Fibras de filtros (vidrio)

Alúmina activada

Cenizas

Polvo de papelera

Escoria Mica Polvo de cemento  As bestos Granito Calizas Talco

Como evitar las Fallas mediante Análisis de Aceite Fallas Comunes

Problemas

Desgaste Abrasivo  Picado destructivo  Vibración excesiva  Oxidación del aceite  Cavitación  Generación de rebabas  Ruido  Alta temperatura 

Uso aceite inadecuado  Desbalanceo/ Desalíneamiento  Ataque Químico  Contaminación con aire  Calor   Humedad/Agua  partículas 

Tratamiento

Solución Lubricante bien seleccionado  Sin Contaminantes (Limpio)  Sin Agua (Seco)  Trabajando a temp ideal (Frio)  Equipo Alíneado/Balanceado  Bien lubricado 

Reparar   Reemplazar   Reconstruir   Remover  

“La falla se repite”

Solución del  Problema 

Análisis Pertinentes al Mantenimiento Proactivo

Análisis Pertinentes al Mantenimiento Proactivo • Viscosidad • Contenido de Agua • Oxidación/Nitración • Hollín • TBN/TAN • Mediciones de Desgaste  – Contenido de metales (espectroscopía)  – Conteo de partículas  – Ferrografía

Viscosidad • Definición:  – Es la resistencia de los líquidos a fluir.  – Entre mayor sea la viscosidad mayor es la resistencia.

• Unidades de Medición:  –  –  –  –  –

Centistokes [mm^2/seg] Segundos Saybolt Universal [SUS] Grados Engler  Segundos Redwood Segundos Furol

Factores que Afectan a la Viscosidad Temperatura

Mayor Temperatura implica Menor Viscosidad

Presión

Mayor Presión implica Mayor Viscosidad

• La influencia de ambos factores es muy FUERTE

TEMPERATURA Vs. VISCOSIDAD IV =95

DIAGRAMAS VISCOSIDAD - TEMPERATURA

IV = 135

DOBLE LOG. DE LA VISC. CINEM.

0

20

40

60

80

100

120

140

TEMPERATURA (°C )

EL INDICE DE VISCOSIDAD (IV) ES UN NUMERO EMPIRICO QUE INDICA EL EFECTO DEL CAMBIO DE TEMPERATURA SOBRE LA VISCOSIDAD DEL ACEITE 

ALTO “IV” SIGNIFICA MENOS CAMBIO DE VISCOSIDAD CON LA

TEMPERATURA

Análisis de Viscosidad de Aceite Usado • Variación máxima permisible: depende de varios factores:  –  –  –  –  –

En pocos casos definida por el fabricante del equipo  Apliacación: algunas son mas dependientes de la viscosidad para operación adecuada Tipo de servicio, criticidad de la operación, etc Regla básica en aceites automotrices, variación máxima es el 20%  Aceites industriales, variación máxima es el 10%

• La viscosidad puede incrementarse por:  –  –  –  –  –

Oxidación - Nitración Degradación por trabajo a alta temperatura Contaminación con aceites más viscosos Hollín  Asfaltenos

• La viscosidad puede bajar por contaminación con otros líquidos miscibles de menor viscosidad.

Dilución con Combustible Diesel • La causa más frecuente para la reducción de la viscosidad de los aceites de los motores diesel es la contaminación con combustible.

• La máxima contaminación permisible depende de la viscosidad del aceite en uso, sin embargo nunca debe ser superior a 5% en volumen.

• Una manera práctica de detectar la contaminación del aceite de motor con combustible diesel es dejar caer un par de gotas de aceite sobre un papel. Si el aceite está contaminado entonces se formaran 2 círculos concéntricos, el círculo interior es de aceite y el exterior de combustible. El diámetro del círculo mayor no debe superar 2 veces el diámetro del circulo interno.

Contenido de Agua • Los aceites lubricantes no deben contener agua, sin embargo dadas las circunstancias de operación es posible que en algunos casos sea inevitable la contaminación

• El agua puede provenir de:  – Los sistemas de refrigeración  – Condensación interna  – Contaminación externa

• La presencia de agua causa corrosión por formación de ácidos.  Adicionalmente puede aumentar la viscosidad del lubricante por  formación de emulsiones.

• El contenido máximo permisible de agua es de 0,1% para aceites industriales. • El contenido máximo permisible de agua es de 0,2% para aceites automotrices.

Oxidación • Este fenómeno ocurre cuando el oxigeno ataca a los fluidos derivados del petróleo. Algunas causas son:

 –  Aereación excesiva  – Periodos de cambio de aceite muy amplios  – Sobrecalentamiento  – Mezcla con otros aceites  – Bajas temperaturas de operación  –  Almacenamiento inadecuado de los lubricantes  – Sobrecarga  – Exceso de combusitble  – Contaminación con elementos de desgaste (Cu el más activo)

• Algunos factores que afectan la resistencia o la velocidad de oxidación son:

 –  –  –  –  –

calor, luz metales disueltos agua Tipo de base lubricante Grado y tecnología de aditivación

Oxidación • Las consecuencias visibles son:  –  Aumento de la viscosidad  – Formación de depósitos  – Oscurecimiento y  – mal olor del aceite.

• Las consecuencias no visibles son:  –  –  –  –

Degradación del aceite Reducción del TBN Formación de ácidos Pérdida de las cualidades lubricantes del aceite.

• La prueba para su medición no está estandarizada y los límites condenatorios dependen de cada laboratorio. • El límite de control estándar para oxidación en el laboratorio ExxonMobil oscila entre 10 - 30 A/cm.

Oxidación - Efecto de la Temperatura Resultados Prueba de Oxidación

Temperatura de Prueba 10

170°C

   N    A8    T   o    t   n 6   e   m 4   e   r   c   n    I

163°C 155°C

2 0 150

140°C 200

250 Horas de Prueba

300

• Rule of thumb: Cada incremento de 10°C en temperatura, dobla la tasa de oxidación

Oxidación - Efecto sobre la viscosidad Oxidación acelerada

Break Point Viscosidad

Antioxidante Consumido Resistencia a la oxidación de la base

Tiempo

Nitración • Formación de subproductos de nitrógeno dentro del aceite • Común en motores de combustión interna que funcionan con gas como combustible.

• Los casos de Nitración excesiva están relacionados con:  – Desbalance del proceso de combustión  – Exceso de aire  – Insuficiencia de combustible

• Los productos de la nitración tienden a formar ácidos dentro del aceite y facilitan la oxidación del aceite.

• La nitración se mide de la misma forma que la oxidación, y el valor  máximo permitido en la metodología de ExxonMobil esta entre 15 20 A/cm.

• No se mide en los análisis de aceite de motores diesel

TAN/TBN

Bureta que contiene KOH (para TAN) o HCI (para TBN)

Electrodo de vidrio

Muestra Electrodo de Referencia  Agitador 

• TBN : la cantidad de ácido, expresada como el número equivalente de mg de KOH, requerido para neutralizar (hasta un valor de pH patrón) todos los componentes básicos presentes en un 1g de muestra.

TBN/TAN • TAN: cantidad de base, expresada en miligramos de hidróxido de potasio requeridos para neutralizar los ácidos presentes en un gramo de muestra.

• El valor mínimo de TBN es 1. Los aceites que bajan de este valor ya no tienen capacidad para controlar los ácidos que se puedan formar  en el aceite. El TBN es muy usado en motores de combustión interna, especialmente en lo que usan diesel con alto contenido de azufre como combustible.

• Según Caterpillar el valor de TBN de un aceite no puede ser inferior a la mitad de su valor original.

• El TAN es una medición indirecta de la oxidación de un aceite, ya que cuando un lubricante se oxida se producen ácidos en su interior. El TAN es especialmente usado en aceites de turbinas. El valor  máximo permisible es 2 mg KOH/litro.

TBN/TAN • Algunas de las causas de reducción de TBN o incremento de TAN son:

 – Periódos de cambio excesivamente largos  – Insuficiente volumen de relleno / operación con bajo nivel de aceite  –  Altas temperaturas de operación (oxidación)  – Baja temperatura de operación (condensación)  – Exceso de combustible  – Exceso de metales de desgaste  – Contaminación externa

Hollín • El Hollín es principalmente producido durante el proceso de combustión de los motores.

• El hollín es combustible parcialmente “quemado”. Se evidencia en el humo negro que sale por el escape.

• Está asociado con:  –  –  –  –  –

Desgaste acelerado de anillos, camisas, eje de válvulas Incremento de viscosidad Baja bombeabilidad Baja fluidez y Taponamiento de filtros

Hollín • Algunas de las causas de incremento de Hollín (Soot en inglés) son:  –  –  –  –  –  –  –  –

Inyectores con fugas Filtros de aire taponados Trabajo continuo a plena carga Cambios bruscos en el perfil de carga del motor  Combustible contaminado Filtros de combustible con exceso de horas de trabajo Inyectores con desgaste / pobre patrón de aspersión Lubricantes no adecuados

Medición del Desgaste

ExxonMobil V1.0 1/03

Conteo de Partículas • Caracterización por tamaño de la cantidad de partículas en el aceite con base en una muestra representativa.   y    i • Nomalizado ISO 4406: 4,6 y 15 micrones    t    t

• La norma ISO 4406 establece que los conteos se deben hacer para tamaños superiores a 4, 6 y 14 micrones y que los resultados deben presentarse en un código de la siguiente forma: XX/XX/XX 4u/6u /14u • En donde las XX significan la cantidad de partículas mayores a 4u, 6u y 14u según la tabla presentada en la siguiente página.

  n   a   u   q

ISO 4406 (c)

4 6 14 size

Conteo de Partículas • Por ejemplo si un sistema hidráulico requiere un nivel de limpieza ISO de 16/13/11 significa que en un mililitro de aceite del sistema debe haber máximo:  640 partículas mayores a 4 micras  80 partículas mayores a 6 micras  20 partículas mayores a 14 micras

Codigo ISO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

Rango de Número de Partículas Mínimo 0.01 0.02 0.04 0.08 0.16 0.32 0.64 1.3 2.6 5.0 10.0 20 40 80 160 320 640 1300 2500 5000 10000 20000 40000 80000 160000 320000 640000 1300000

Máximo 0.02 0.04 0.08 0.16 0.32 0.64 1.28 2.56 5 10 20 40 80 160 320 640 1300 2500 5000 10000 20000 40000 80000 160000 320000 640000 1300000 2500000

Conteo de Partículas • Las partículas encontradas pueden provenir de:  – Desgaste interno  – Contaminación externa  –  Ambos fenómenos • En la actualidad los OEM están orientados a mantener niveles de limpieza (conteo de partículas) específicos según el sistema.

Contenido de Metales • Medición de la cantidad de metales en tamaño inferior a 10 micras presentes en una muestra de aceite. (Absorsión Atómica - Plasma) • Se mide en ppm • Los elementos más significativos en mantenimiento son: • Hierro • Cobre •  Aluminio • Plomo • Cromo • Estaño • Sodio • Silicio • Los valores máximos permitidos dependen del tipo de equipo, su operación y del fabricante.

Contenido de Metales Contenidos máximos permisibles en ppm por marca de motor

Sílice Hierro Aluminio Cobre Plomo Cromo Estaño Plata Zinc

CAT 25 100 20 35 30 15 15 0 0

CUMMINS 20 80 20 45 25 15 15 0 0

MACK 25 190 20 50 30 20 15 0 0

DEUTZ 25 140 20 20 30 15 15 0 0

DETROIT 20 125 15 20 20 15 15 0 0

Contenido de Metales Posibles Originadores de Desgate en Motores Diesel

Hierro Guias de Válvulas Camisas de Cilindro

Cuerpo de Válvulas  Anillos de Pistón

Aluminio Cojinetes de Biela Cojinetes de Bancada Pasadores de Pistón Cojinetes del eje de Levas Bujes del Eje de Balancines

Cigueñal

Engranajes

Eje de Levas

Pistones

Engranajes

Levas Bomba de  Aceite

Cobre Bujes de los pasadores Enfriador de  Aceite Cojinetes de Empuje

Plomo Cojinetes de Biela Cojinetes de Bancada Cojinetes del  Arbol de Levas

Cromo  Asientos de Válvulas

Silice Suciedad

Caras de Válvul Empaques  Anillos Superiores  Anillos  Aceiteros