7. Análisis de Aceite.pdf

Curso:

Lubricación de Equipo Crítico en Plantas de Proceso y Distribución de HidrocarburosVillahermosa, Tab., 4 al 8 de Diciembre de 2006

“ANÁLISIS DE ACEITES LUBRICANTES de TURBOMAQUINARIAS”

Ing. Hernán Pablo Agostini

SICELUB S.A. de C.V.

[email protected]

INTRODUCCION

Monitoreo de la Condición de Lubricantes de Trurbomaquinas

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:

“El monitoreo de los lubricantes en servicio ha sido reconocido por la industria de generación de energía, como “fundamental” para asegurar una larga vida operativa, libre de problemas, en las turbomaquinarias.”

INTENSIÓN

Monitoreo de la Condición de Lubricantes de Trurbomaquinas

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, 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.

Preventivo

OBJETIVO

Correctivo

☺ Predictivo

PROACTIVO

!!! El lubricante es la Sangre de la Maquina y refleja el estado de salud de la misma !!!

ANALOGÍA MÉDICA

UTILIDAD

Condición del Lubricante

Condición de la Maquinaria

Tipo de Contaminación

Posible Origen de la Contaminación

BUENA INTERPRETACIÓN:

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: para encontrar la causa raíz

Ejemplo: Análisis WSD, QSA, etc.

Agua en exceso pueda provenir de: lluvia, enfriamiento ó vapor condensado; analizando pH, Conductividad y Contenido de Sales; determinamos el origen.

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!!

Tipo de Lubricación Claro[μm]

ElastoHidroDinámica (EHD) 0.1 a 1

Hidrodinámica (HD) 0.5 a 10

Hidrostática (forzada) 1 a 10

Espesor de Película Lubricante:

COMO LEER E INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS DE ACEITE

Existen puntos importantes que debemos repasar antes de intentar leer, comprender y decidir qué hacer, en base a la información recibida en los resultados presentados en nuestro reporte de análisis de aceite:

1) PREPARARNOS: Detalles sobre la toma de la muestra

2) ENTENDER: Repaso sobre los ensayos a correr, ejercicios.

4) MIRAR: Analizar el contenido del reporte recibido

3) ESTABLECER: Revisar los límites de los ensayos, ejercicios.

5) EJECUTAR: Ejemplos Reales, emitir Conclusiones y Recomendaciones.

6) ANÁLISIS DE CAUSA RAÍZ: revisión diagramas para RCA y RCFA

7) ANÁLISIS DE CAUSA RAÍZ: ANALISIS ESPECIALES PARA EJECUTARLA

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS

¿Cómo fue tomada la muestra?

¿Cómo fue enviada la muestra?

¿ Qué hay sobre el laboratorio?

1) PREPARARNOS : Tomar una muestra representativa ó no puede cambiar rotundamente el resultado de los análisis, como así también su correcto etiquetado, envío y análisis.

¿ Coincide el nombre (TAG) de la máquina con el que aparece en el reporte ? ¿ Se aseguró que la muestra fue correctamente etiquetada ?

¿ Se tomó desde el mismo punto que la última vez y siguiendo el mismo procedimiento ?

¿ Se tomó desde el punto más conveniente para obtener la información deseada ?

¿ Qué tan rápido se envió la muestra a analizar ?¿ Cuánto tiempo pasó desde que se tomó hasta que se corrieron los ensayos ?

¿ Se usaron envases herméticos y seguros ?

¿ Se usaron utensilios limpios y adecuados ?

¿ Es confiable respecto a la veracidad de los resultados ?¿ Tiene experiencia analizando los fluidos que usted le importan ? ¿ Lleva historial y tendencia de análisis previos ?


¿ Conocemos las ensayos ASTM e ISO involucrados ?

• ESPECTROSCOPIA

2) ENTENDER :

• 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)

2) ENTENDER : PAQUETE de ENSAYOS TÍPICO:A Continuación repasaremos los ensayos más relevantes que como mínimo se deberían de incluir en un Paquete de Análisis Básico para Aceites tipo Turbinas

• 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 SecosSistemas Hidráulicos en General Turbinas de Gas, de Vapor, Ciclo Combinado, Hidroeléctricas y Aero-DerivadasSellos 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


2) ENTENDER : PAQUETE de ENSAYOS TÍPICO:A Continuación repasaremos los ensayos más relevantes que como mínimo se deberían de incluir en un Paquete de Análisis de Aceites Básico:

• Paquete B:


Ferrografía de Lectura Directa DRFS & DRFL

Viscosidad Cinemática @ 40° C ASTM D445 Color ASTM D1500 Punto de Inflamación ASTM D6450




Compresores Reciprocantes

Sistema Motor-Engranes-CompresorCojinete de Empuje o Axial

Motocompresores Integrados

Cualquiera de los sistemas anteriores que compartan el sistema de lubricación


2) ENTENDER : PAQUETE de ENSAYOS TÍPICO:A Continuación repasaremos los ensayos más relevantes que como mínimo se deberían de incluir en un Paquete de Análisis de Aceites Básico:

• Paquete C:


Ferrografía de Lectura Directa DRFS & DRFL

Viscosidad Cinemática @ 40° C ASTM D445




Cajas de Engranes Bombas de Engranes


2) ENTENDER : VISCOSIDAD CINEMÁTICA @ 40° C [CentiStokes, cSt] – ASTM D445

Es una de las propiedades físicas más importantes de los lubricantes. 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 contaminación o degradación del lubricante y requiere atención inmediata.


2) ENTENDER : VISCOSIDAD CINEMÁTICA @ 40° C [CentiStokes, cSt] – ASTM D445

Menor soporte Carga

Menor Transferencia de Calor

Incremento de Vibraciones

Desgaste acelerado

Mezcla de Lubricantes diferentes

Contaminación con Solventes

Contaminación con Combustibles

Contaminación con Gases

Posibles Efectos Asociados:

Posible Causas de Variación:

Contaminación con Agua

Degradación del Lubricante

Baja viscosidad:

1 cSt @ 40° C

Alta viscosidad:

~1,200 cSt @ 40° C

+ Espesor de Película

+ Fricción

+ Soporte Carga

+ Calor

- Enfriamiento

- Velocidad

- Espesor de Película

- Fricción

- Soporte Carga

- Calor

+ Enfriamiento

+ Velocidad


2) ENTENDER : 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.


2) ENTENDER : COLOR DEL LUBRICANTE – ASTM D1500

Si bien 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


2) ENTENDER : PUNTO DE INFLAMACIÓN – ASTM D92 [° C - ° F]

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.

PMCP: Pensky Marten Closed Cup ASTM D93

COC: Cleveland Open Cup ASTM D92

CCC: Continuously Closed Cup ASTM D6450


2) ENTENDER : PUNTO DE INFLAMACIÓN – ASTM D92 [° C - ° F]

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.

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 Causas de Variación:

Refinación Pobre: volátil

! EL PUNTO DE INFLAMACIÓN NO ES LA TEMPERATURA MÁXIMA DE

SERVICIO !

SOLO SE INDICA POR SEGURIDAD


2) ENTENDER : 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.


2) ENTENDER : 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


2) ENTENDER : 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.


2) ENTENDER : CONTENIDO DE AGUA [ppm , %]

TITULACIÓN POR KARL FISCHER (KF) - ASTM D1744 [1 a 1,000,000 ppm]

Dado el alto impacto negativo que tiene el agua en un lubricante, tanto para la vida de la maquinaria como para la del aceite, se recomienda siempre que el análisis se reporte en ppm.

ANÁLISIS INFRAROJO (FT-IR)


2) ENTENDER : 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


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


2) ENTENDER : CONTEO DE PARTÍCULAS [Nº / ml]

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 es costosa

Poco entrenamiento

Desventajas: Ventajas:

Posibilidad de graficación

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.

METODO MECÁNICO AUTOMÁTICO: MÁQUINA DE CONTEO LÁSER: [4 a 100 μm]

MÉTODO MANUAL ÓTPICO: BLOQUEO DE PORO ARP 598 [0.8 a 100 μm]

Requiere mayor entrenamiento

Sin graficación 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


2) ENTENDER : CONTEO DE PARTÍCULAS: Métodos para Expresar los Resultados

Según la Cantidad y Tamaño de las partículas se elabora un código de tres números:

>4μm / >6 µm / >14 µm

ISO 4406: International Standard Organization: el más usual y común hoy en día.

Ejemplo Real:

61.8 Partículas > 6 μm / ml



ISO 15 / 13 / 09


NAS 1638: National Aerospace Standard

SAE 749D: Society of Automotive Engineers

2) ENTENDER : CONTEO DE PARTÍCULAS: Métodos para Expresar los Resultados


2) ENTENDER : CONTEO DE PARTÍCULAS: Equivalencias Aproximadas entre métodos:


2) ENTENDER : CONTEO DE PARTÍCULAS: Códigos ISO “Objetivos” recomendados.


Presión del Sistema de Lubricación, PSIEquipo ComponentesHasta 2000 2000-3000 Mayor a 3000

16/15/12 16/15/12

16/15/12

19/17/14

18/14/11

14/13/11

13/12/10

17/15/12

18/16/13

17/15/12

17/15/12

16/14/11

16/14/11

16/15/12

17/15/13

14/13/11

15/13/10

18/16/13

17/16/14

17/16/14

17/15/13

16/14/11

• de Engranes y de Paletas 17/15/13

• Pistones 17/15/13

• Cauda variables de Paletas y de Pistones

17/15/13

• Selenoide de prellenado y Check 20/18/15

• Control de Presión y Flujo 18/14/11

• De cartucho y de Dirección proporcional

17/15/12

• Servo Válvula 15/13/10

• De cartucho CMX, HRX 18/16/13

• Cilindros 18/16/13

• Motores de Paletas y de engranes. 18/16/13

• Motores de pistones radiales 18/16/13

• Motores de Levas ondulantes 18/16/13

Transmisión Hidrostática • Transmisión 17/15/13

• De Bolas 14/13/11

• De rodillos 15/14/12

• De baja Velocidad 17/15/12

• De alta Velocidad 16/14/11

Reductores de Velocidad • Equipos Móviles y Estacionarios 18/16/13

Cojinetes Lisos

Rodamientos

Actuadores

Válvulas

Bombas

2) ENTENDER : CONTEO DE PARTÍCULAS: Equivalencias Aproximadas entre métodos:





Vibraciones

Erosión, desgaste de cojinetes




Desgaste Anormal

Estado de bocas de inspección de tanques

Posibles Causas de Contaminación:

Estado de sistema de filtración

Respiraderos de tanques



Estado de sellos en flechas

Trabajos en paros ó salidas de operación

Corrosión Interna

Colapsado prematuro de filtros


2) ENTENDER : 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.


2) ENTENDER : 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 inxidables.

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.

2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA: dará una idea acerca de la cantidad de metales:

• DESGASTE:

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

2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA:

• METALES DE DESGASTE COMUNEMENTE ENCONTRADOS EN TURBOMAQUINAS:


2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA:

• METALES DE DESGASTE NO TAN COMUNES:


2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA: Metales de DESGASTE - Principales Fuentes


2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA: le dará una idea acerca de la cantidad de metales:

• ADITIVOS:

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


Agua Salada

Sal de camino sin refinar

Detergente/Dispersante, Inhibidores de la Corrosión

Anti-herrumbre – 100 ppm


Aguas duras

Molibdeno (Mo)

Modificadores de Fricción

AW & EP 20 – 5,000 ppm

Ditiocarbonatos, Fosfatos, Ditiofosfatos, etc.

Compuesto de Aros



• 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.


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


2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA: Metales ADITIVOS -Principales Fuentes



• CONTAMINANTES:

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


2) ENTENDER : 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 corrosionIron, water, TAN corrosionIron, FDRL gear wear, cylinder wearIron, nickel high alloy steel (shaft)Iron, chromium high alloy steel (shaft)

ring,cylinder if engineIron, copper bearing, bearing cage

2) ENTENDER : ESPECTROSCOPIA: Combinaciones Importantes


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 wearTin, copper bearing backing,

bearing may be wipedIron, Aluminum bearing wear,

Potassium, viscosity coolant leakPotassium, water, boron,

silicon, viscosity coolant leak

2) ENTENDER : FERROGRAFÍA DE LECTURA DIRECTA (DRF) – [sin unidad]

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 lubricantes dónde se espera generación de desgaste ferroso:

2) ENTENDER : FERROGRAFÍA DE LECTURA DIRECTA (DRF) – [sin unidad]

La Ferrografía reporta partículas ferrosas de dos rangos de tamaño:


PEQUEÑO (DRSS): INCLUYE PERTÍCUALAS FERROMAGNÉTICAS < 5 μm

AMPLIO (DRLS): INCLUYE PERTÍCUALAS FERROMAGNÉTICAS HASTO POR ENCIMA DE 300 μm

PUEDE INCLUIR CUALQUIER PARTÍCUAL NO FERROMAGNÉTICA DE CUALQUIER MEDIDA

Rango: 0.01 a 180

2) ENTENDER : FERROGRAFÍA DE LECTURA DIRECTA (DRF) – [ppm]

Fundamental para analizar el contenido de partículas ferrosas en el aceite. Normalmente se elije para lubricantes dónde se espera generación de desgaste ferroso:





Vibraciones

Erosión, desgaste de cojinetes




Desgaste Anormal

Estado de bocas de inspección de tanques

Posibles Causas de Desgaste:

Estado de sistema de filtración

Respiraderos de tanques



Estado de sellos en flechas

Trabajos en paros ó salidas de operación

Corrosión Interna



2) ENTENDER: 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.

3) ESTABLECIENDO LÍMITES:


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:



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 fluído lubricante para establecerlos como Línea de Referencia.

OEM’S



PARAMETROSUNIDAD DE

MEDIDAALERTA PELIGRO NORMA

• Viscosidad @ 40° C CentiStokes

Adimensional

mgKOH/gr

ppm

° C / ° F

Adimensional

Adimensional

Minutos

Minutos

Minutos

Mililitros

+/- 5% +/- 10% ASTM D-445

• Índice de Viscosidad < 95 - 100 < 90 - 95 ASTM D-2270

Demulsibilidad > 15 - 20 minutos > 20 - 25 minutos ASTM D-1401

Liberación de Aire > 3 minutos > 5 minutos ASTM D-3427

• Número Ácido (AN) > 0.15 – 0.20 > 0.20 – 0.25 ASTM D-974

• Contenido de agua > 100 > 200 ASTM D-1744

• Punto de Inflamación < 180 - 200° C < 180 ° C ASTM D-92

• ColorOscurecimiento Inusual

y RápidoOscurecimiento Inusual y Rápido

ASTM D-1500

• Código de Limpieza Según Aplicación Según Aplicación ISO 4406

• RPVOT (RBOT)Menos del 25% del

valor OriginalMenos del 25% del

valor OriginalASTM D-2272

EspumaciónTendencia > 50Estabilidad > 0

Tendencia > 100Estabilidad > 10

ASTM D-892

Lubricantes Minerales Tipo Turbina – R&O



PARAMETROSUNIDAD DE



Adimensional

mgKOH/gr

ppm

° C / ° F

Adimensional

Adimensional

Minutos

Minutos

Minutos

Mililitros

+/- 5% +/- 10% ASTM D-445




• Número Ácido (AN) > Base + 0.2 > Base + 0.4 ASTM D-974


• Punto de Inflamación < 180 - 200° C < 180 ° C ASTM D-92

• ColorOscurecimiento Inusual

y RápidoOscurecimiento Inusual y Rápido

ASTM D-1500







ASTM D-892

Lubricantes Minerales Tipo Hidráulicos (AW)



PARAMETROSUNIDAD DE



Adimensional

mgKOH/gr

ppm

° C / ° F

Adimensional

Minutos

Minutos

Minutos

Mililitros

+/- 5% +/- 10% ASTM D-445




• Número Ácido (AN) > 1.0 – 1.5 > 1.5 – 2.0 ASTM D-974


• Punto de Inflamación Según Marca Aceite Según Marca Aceite ASTM D-92







ASTM D-892

Lubricantes Minerales Tipo Engranes (EP)



PARAMETROSUNIDAD DE

MEDIDAALERTA PELIGRO Equipo

• Ferrografía DRF ppm

• Ferrografía DRF ppm > 20 > 40 HS Gear Box

ppm

ppm

ppm

> 15 > 30 Recip Comp

• Ferrografía DRF > 75 > 100 LS Gear Box

• Ferrografía DRF > 25 > 30 Comp Tornillo

• Ferrografía DRF > 15 > 30 Bombas

Lubricantes Minerales Tipo Engranes (EP)

3) ESTABLECIENDO LÍMITES: ESPECTROGRAFÍA DE METALES


INICIALMENTE SE USAN LÍMITES POR DEFECTO

Algunos puntos que se deben tener en cuenta al comenzar a delimitar metales de Desgaste y Contaminantes son:

CADA MÁQUINA SE PUEDE FINAMENTE AJUSTAR LUEGO DE AL MENOS 3 CICLOS DE MUESTREO

SE PUEDEN HACER AJUSTES POR CIRCUNSTANCIAS INDIVIDUALES

CADA MÁQUINA SE PUEDE FINAMENTE AJUSTAR LUEGO DE AL MENOS 3 CICLOS DE MUESTREO

NO SUELEN USAR LÍMITES PARA ADITIVOS DEL LUBRICANTE

SE REPORTAN PARA VER CAMBIOS EN FORMULACIONES O AGREGADOS ERRÓNEOS

SE DEBE CONOCER LA CAPACIDAD DEL DEPOSITO PARA AJUSTES FINOS, YA QUE:

EN UN DEPÓSITO DE 1,000 GALONES DE ACEITE DE ENGRANES, 100 ppm de HIERRO PUEDE SER ALGO TÍPICO; EN UN DEPÓSITO DE 20 GALONES, SERÍA ALGO CRÍTICO.



Límites por defecto para Metales Spectrográficos:

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





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





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





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




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




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

4) MIRAR: ¿ El reporte que usted recibe contiene lo que necesita ?


A estas alturas ya estamos en condiciones de mirar y detectar qué esta bien y que está faltando en el reporte de análisis de aceite que llega a nuestras manos. Para este propósito nada mejor que ir sobro los ejemplos prácticos:

5) EJECUTAR: Ejercicios para distenderse y aplicar todo lo aprendido


“ Si escucho conozco, si hago aprendo”

6) ANALISIS DE CAUSA RAÍZ: Conceptos básicos de Root Cause Analysis (RCA)


El Análisis de Aceite es una de las herramientas fundamentales para elAnálisis 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

Desafortunadamente los problemas de lubricación son generalmente ignorados y no tomados con la seriedad que éstos representan, atribuyendo la fallas de maquinarías inducidas por la lubricación a alguna otra causa. Incluso se llega a convivir creyendo que una pobre vida de la máquina y del lubricante es algo normal.

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.

6) ANALISIS DE CAUSA RAÍZ: Objetivo del RCA


Bajo el concepto de RCA se han desarrollado varios procesos de implementación, pero la mayoría de ellos tiene muchas cosas en común y apuntan siempre al mismo camino: Encontrar y Eliminar el Causa.

Resolver Problemas Relacionados con la Lubricación Implica:

Tratar de centrarnos en resolver “la Causa” no “el Síntoma”

Una buena resolución a un problema implica hacer “Muchas Preguntas”

El propósito es dar a los profesionales de la lubricación una conducta de investigación de problemas

relacionados con lubricación, en dónde el lubricante y/o el sistema de lubricación son los principales

sospechosos, para poder así resolver el crimen tal y como lo hacía el propio Sherlock Holmes!

6) ANALISIS DE CAUSA RAÍZ: Proceso de RCA


Uno de las guías más populares y gratuitas para aplicar RCA es la “DOE-NE-STD-1004-92”, desarrollada en 1992 por el Departamento De Energía, Oficina de Energía Nuclear, de los US. El mismo describe Cinco Fases:

Recolección de Datos

Evaluación de los Datos

Acciones Correctivas

Informar

Seguimiento

6) ANALISIS DE CAUSA RAÍZ:

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS Recolección de Datos

Tal vez sea el paso más importante de las 5 fases del RCA, hay que tratar de preservar la “escena del crimen” lo más inalterada posible y acudir al lugar de la falla inmediatamente después de que sucedió, ó mientras ocurre la misma si fuera posible; esto permitirá recolectar “pistas” sobre la falla. Intentar conservar toda “evidencia” física sobre la falla.

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.



Filtros y Separadores:

Constituye la “caja negra” de la maquinaria, aún mejor que el lubricante contiene información vital del antes, durante y después de la falla.

Falla del medio de Filtrado: Saturación, Colapsado, Ineficiencia, Rotura Prematura de tapas, etc.

No Olvidar: Unidades de Filtración: separadores centrífugos, coalescentes, electrostáticos, vació, intercambio de masas, aglomeración de carga; para confirmar su correcto funcionamiento.

Revisar además: Vasos de filtros, Válvulas de alivio y by-pass, Manómetros, etc.

Gomas, Resinas, Barnices, Lodos y Otros Depósitos:

Constituyen “los restos” de un lubricante fuertemente degradado, contaminado óquímicamente modificado por revestimientos, selladores, contaminante de proceso, etc. El origen de la reacción reside dentro de éstos subproductos de la misma.

Líneas de Grasa y Chumaceras: buscar por restos de grasa ó espesantes.


Análisis de Aceite Previos:

Recolectar todos los reportes de Monitoreo de Condición previamente realizados.

Datos Históricos y Tendencias: solicitar a su laboratorio si este los conserva

Muestras Previas Almacenadas: muchos laboratorios guardan muestras analizadas por buenos períodos de tiempo. Estas pueden ser re-analizadas en caso necesario.



Condición del Depósito o Tanques:

Es la “guarida” del principal sospechoso: el lubricante. Buscar por:

Estado: herrumbre y/o corrosión química, respiradores dañados, bocas de inspección, sellos y juntas dañadas, pérdidas, daños visibles, estado de pinturas, indicadores de nivel, etc.

Observar: Nivel del lubricante, estado de sensores, alarmas de bajo nivel, etc. Formas de las tuberías de descarga, diseño interno del tanque, distancia libre del aceite, tomar fotografías.

Cuerpos Extraños: barnices, formaciones acuosas, objetos perdidos, etc.

Sistema de Lubricación:

Constituye el camino usado por el sospechoso para cometer la falla. Evaluar entre otros:

Bombas Lubricación: ruido, flujo, presión, funcionamiento general, pérdidas, etc.


Mangueras y Tuberías: obstrucciones y pérdidas en bridas, conectores, actuadores y válvulas.

Sistemas de Lubricación Automáticos: revisarlos, pueden haber fallado, saturado ó colapsado.

Aros y Collares de Lubricación: revisar su correcta funcionalidad.

Lubricadores de Nivel Constante: revisar niveles, obstrucciones, pérdidas, etc.

Lubricadores Spray: revisar patrón del spray, dirección, y flujo volumétrico.

Lubricadores por Goteo y por Mecha: revisar por regulación del flujo y obstrucciones.



Parámetros del Sistema de Proceso y Observaciones: Revisar y tomar notas de

Temperatura del Lubricante


Flujo ó Caudal

Porcentaje de Saturación con Agua

Contadores de Partículas en Línea

Cualquier otra información medida

Lubricadores Spray: revisar patrón del spray, dirección, y flujo volumétrico.

Lubricadores por Goteo y por Mecha: revisar por regulación del flujo y obstrucciones.

Misceláneos:

Componentes recientemente Instalados: siempre revisar minuciosamente al reemplazar piezas

Fotografías y/o Videos: una imagen dice más que mil palabras

Entrevistar a operarios, mecánicos, ingenieros, supervisores y gerentes: información más suave.

RECUERDE: sea un entrevistador que busca “Hechos” no “Culpables”.

Entrevistas: hágalas a la gente que está día a día con la máquina, hágalas pronto no espere que se transforme la información y cada cual emite su versión-opinión-idea de lo sucedido.

Entrevistas: permítase escuchar y caminar con la gente, lleve una lista de preguntas preparadas, repase y reviva la “escena del crimen”.


COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS Recolección de Datos


COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 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.

Identificar el Problema

Identificar Causa

¿Significativo?N

S

Fin

¿Se Alcanzó la Mejor Solución?

N

S

¿Alguna Otra Causa?

NS



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. Constituye la más sofisticada y popular técnica para analizar fallas, dado su carácter deductivo y racional.

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). Ha sido criticado por su falta de claridad en la secuencia de los eventos.

Análisis de Secuencia de Eventos

Análisis de Eventos y Factores Causales

Análisis de Cambios

Análisis de Barreras

Análisis del Árbol de Riesgos



Análisis Causa & Efecto

Mechanical Design

Materials Metallurgy

Lube Supply

Geometry

Surface Finish

Stress Conc.

Tolerance

Operating Conditions

Static versus Dynamic

TemperatureLoad

Speed

Lube Chemistry

Contaminants

Base OilBlow-By

AdditivesMechanical Properties

Corrosion Resistance

MicrostructureComposition

Thermal/Mechanical Treatment

Machine Failure

WearCorrosionFracture



Independientemente de la metodología elegida, se necesitara para acortar el proceso y evitar posibles errores u omisión de pasos del proceso, la participación de un Profesional en Lubricación con el conocimiento adecuado.

INSUFICIENTE VOLUMEN DE LUBRICANTE:

Pérdida Volumétrica Repentina del Lubricante

Bajo Nivel

Flujo Insuficiente

Alguno de los más comunes modos de fallas relacionado con la lubricación son:

EXCESIVO VOLUMEN DE LUBRICANTE:

Aplicado Manualmente

Aplicado Automáticamente



LUBRICANTE INCORRECTO:

Lubricante Incorrecto Agregado a la Máquina

Lubricante Etiquetado Inadecuadamente

Lubricante erróneo utilizado durante el llenado inicial

Especificaciones del Lubricante Incorrectas

LUBRICANTE CONTAMINADO:

Aislamiento de Contaminantes Insuficiente ó Inefectiva

Remoción de Contaminantes Insuficiente ó Inefectiva

Resistencia Insuficiente del lubricante frente a la Contaminación

FALLA DEL LUBRICANTE:

Falla del Aceite Base

Falla de los Aditivos

Falla del Espesante de una Grasa



Falla Equipo de Bombeo

Motor Acople Bomba

Impulsor Rodamientos

Mal Diseño o Especificación

Contaminación con Suciedad

Lubricante Incorrecto

Lubricante Degradado

Desalineación del Conjunto

Instalación Incrrecta

Falla de Respirador

Falla de Filtro de Aceite

Falla de los Sellos

Aceite Nuevo Sucio

Filtro Saturado Filtro Fallado

No hay Indicador de

Presión

Indicador de Presión Falló

Inspección de Filtros

Incompleta

Sin Orden de Trabajo par a

Cambio de Filtros

Análisis del Árbol de Falla (FTA)

6) ANALISIS DE CAUSA RAÍZ: Conceptos básicos de Root Cause Analysis (RCA)


Dirt 45%

Misassembly 13%

Misalignment 13%

Insufficient Lube 11%

Overload 10%

Corrosion 4%

Other 4%



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 vslas no implementarla, beneficios, costos basados en riesgos, etc.

Acciones Correctivas

Informar

Seguimiento

Sea que se decida tomar una acción correctiva a no se debe de informar 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.

7) 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.


7) 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.



• 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.



• 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.


7) ANALISIS ESPECIALES: Degradación de los Aceites de TurbinaA 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


COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Degradación de los Aceites de Turbina

Generación de Aire Entrampado


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

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Degradación de los Aceites de Turbina

• 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 Inhibidotes 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 oxidaciónprematura extendiendo la vida útil del lubricante.

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) Análisis Especiales: TOST: Turbine Oil Stability Test [Hr] – ASTM D943

• 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 Útilque 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.

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

Tota

l Aci

d N

o.A

N: N

úm

ero

Ác

ido

7) ANÁLISIS ESPECIALES: TOST: Turbine Oil Stability Test [Hr] – ASTM D943


7) ANÁLISIS ESPECIALES: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.


o 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




• 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.


7) 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)


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.

7) ANALISIS ESPECIALES: Problemas de Aireación y Espuma


7) ANALISIS ESPECIALES: Air Release, [min] – ASTM D3427

Este 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


Cavitación de bombas

Promover la Oxidación del aceite

Posibles Causas de Altos Valores:

Calidad del Básico Vibraciones

Capa de lubricante no homogéneaMayor 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.

Group II OilsGroup I Oils


7) ANALISIS ESPECIALES: 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


7) ANALISIS ESPECIALES: Foam Tendency, [ml/ml] – ASTM D892

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


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 GasLubricante Envejecido

Group II+ Oils: TurbocompresorEspuma Normal

Productos de Limpieza: jabones y Surfatantes

Aguas tratadas con químicos

Es una claro indicativo de un problema mayor


7) ANALISIS ESPECIALES: Problemas de Aireación y Espuma: RCA• 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

• Nota: esta propiedad puede ser mejorada mediante el agregado de aditivos, no obstante es una práctica riesgosa y cuidadosa. La mejor forma de mejorar el valor es reemplazar una parte del lubricante por nuevo (refresh).


7) ANALISIS ESPECIALES: 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.


7) ANALISIS ESPECIALES: Demulsibilidad, [minutos] – ASTM D1401Con 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


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


7) ANALISIS ESPECIALES: Potencialidad de Formación de Barnices - QSA

Cojinete Radial en Turbina de Gas Variador de Velocidad – Turbogenerador

¿ Ha Visto Algo Así ?



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.


7) ANALISIS ESPECIALES: Potencialidad de Formación de Barnices - QSAQSA: 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.



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



COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Potencialidad de Formación de Barnices - QSA

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.

7) ANALISIS ESPECIALES: 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.


7) ANALISIS ESPECIALES: Análisis Infrarrojo


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]

Aceite Mineral: 1,750

Ester Orgánico: 3,540

Ester Fosfatado: 815

Sulfatación 1,150

Nitración 1,630

Hollín 2,000

Aceite Mineral: 3,400Agua

Ester Orgánico: 3,625

Glicoles 880; 3,400; 1,040 y 1,080

Diesel: 800

Gasolina: 750

Gasolina JET: 750

Inhibidores fenólicos (Humedad, Glicol) 3,650

Aditivos antioxidante, antidesgaste ZDDP 980

Combustible

Oxidación



Agua (3,400)

Hollín (2,000)

Oxidación (1,750)

Nitración (1,630)

Sulfatación (1,150)

Glycol(1,040)

AW (980)



Agua (3,400)

Nitración (1,630)



Sulfatación (1,150)

Glycol(1,040)


Económico

Desventajas:

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

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

COMO INTERPRETAR SU REPORTE DE ANÁLISIS 7) ANALISIS ESPECIALES: Ferrografía Analítica – [μm]

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.



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.


Inicio Continuar Muestreo NormalDFSL & DFSS

Alguna Anormalidad?

No

Si

Aplicar RCA

Es Significativo?

Si

No

Realizar Ferrografía Analítica

Se Identifico la Causa?

No Si

Aplico Acción Correctiva

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)


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)


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-metaldesprende 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)


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)


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)


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)



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.


Tipo de Partícula Temperatura Efecto Después de Calentar

Materiales Orgánicos 260° C

330° C

330° C

330° C

400° C

400° C

400° C

400° C

Materiales Orgánicos 400° C Más Carbonizado, encogimiento o vaporización.

Contracción, Carbonizar, Arrugado

Superficie de Babbits Oxidación, Apariencia Punteada. Esquinas pueden fundirse levemente

Aluminio & Cromo Permanecen Blancos

Cobre/Bronce/Latón Color bronce oscuro con picos azules, rojos y púrpura dependiendo de la

aleación

Acero al Carbono Gris Claro – Paja claro


Bronce Profundo

Acero Inoxidable y Altas Aleaciones

Sin cambio o suave amarillamiento

Aluminio & Cromo Sin Cambio



Acero al Carbono 482° C

482° C

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

Materiales Orgánicos 482° C Más Carbonizado, encogimiento o vaporización.

482° C

482° C

Gris – paja oscuro.


Bronce Profundo, Azul Pálido

Babbit Superficie completamente negra Oxidada. Esquinas fundidas.

Aleaciones de Cobre Paja oscuro, puede aún tener ligeras cantidades de rojos, púrpuras y azul;

dependiendo de la aleación



Acero al Carbono 540° C

540° C

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

Materiales Orgánicos 540° C La mayoría fundidos y fuertemente deformados o vaporizados.

540° C

540° C

Gris oscuro


Bronce Profundo con azulado fuerte

Babbit Superficie completamente negra Oxidada. Esquinas fundidas

definitivamente. La partícula entera puede fundirse in una esfera negra.

Aleaciones de Cobre Paja oscuro, poco rojo púrpura y azul dependiendo de la aleación

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:pHConductividad, [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

7) ANALISIS ESPECIALES: Determinación del Tipo de Agua

7) ANALISIS ESPECIALES: Ejercicios finales de despedida


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