Analisis de Aceite Usado Como Una Herramienta
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ExxonMobil V1.0 1/03 El Análisis de Aceite Usado como una herramienta de Mantenimiento Proactivo JUAN F ALVAREZ
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ExxonMobil V1.0 1/03
El Análisis de Aceite Usado
como una herramienta
de Mantenimiento Proactivo
JUAN F ALVAREZ
2
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 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
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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 vida de trabajo de los equipos.
Asegura rentabilidad en la operación de los equipos.
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Pasos para la implementación de un Programa
Expansión
Incorporar otros
equipos..
Ajustar los límites
de control de acuerdo
a las tendencias y
operación.
Implementar Best Practices
KPI.
Benchmarking.
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 interpre-
tación de resultados
de laboratorio local.
Reaccionar a resultados
anormales.
Establecer tendencias.
Implementar mejoras.
Hacer seguimiento.
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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 ACCIONES PREVENTIVAS / CORRECTIVAS / PROACTIVAS basadas en los resultados de Análisis de Aceites Usados
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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 !
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Algunas Actividades en la Administración del Programa de Análisis de Aceite Usado
• El Resultado de AAU es sólo una parte del Proceso !
• 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
• SE REQUIERE UNA ESTRUCTURA RESPONSABLE DE LA TOTALIDAD DEL PROGRAMA !
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Define / hace seguimiento KPI’s
• Tiempo de envío
• Tiempo de respuesta laboratorio
• % Muestras con novedades
• % Acciones correctivas
• Paretto de novedades
•Recibe y da retroalimentación a las
otras funciones
• Informes periódicos con
beneficios
• Producción / Materiales /
• Mantenimiento / Compras
•Proveedores
Supervisor
•Define requerimientos de operación
• Personal
•Espacio
•Equipos de soporte de campo
•Herramientas
•Vehículos
•Administra y Responsable del Éxito de
la gestión de confiabilidad de
Mantenimiento
• Equipo con Planeación
• Mantenimiento
• Proveedores
Mantenimiento
Analista de resultados
Digitador Muestras &
Programa Laboratorio
Mantenimiento
Algunos Roles en la Estructura de Control del Programa
de Análisis de Aceites Usados
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•Planea OT & PM
•Toma de muestras
& recolección de
información
Mantenimiento
Analista de resultados
•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
Digitador Muestras &
Programa Laboratorio
• 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
laboratorio
• Realiza guías de despacho
• Registra salidas de muestras
• Registra recibo de resultados
• Registra tiempo de envío
• Registra tiempo de respuesta
laboratorio
• Realiza Actividades correctivas
• Da retroalimentación de
situaciones encontradas
Algunos Roles en la Estructura de Control del
Programa de Análisis de Aceites Usados
Supervisor
10
5 % Lubes
Lubricantes (5%)
Aceite
Grasa
Costos de Mantenimiento asociados
95% Operación
Operación (95%)
Paros de equipo
Pérdidas de producción
Partes de repuesto
Reparaciones mayores
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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.
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Efecto de los problemas de lubricación
Modo de falla / Mecanismo
Efe
cto
To
tal
Co
nta
min
ac
ión
co
n p
art
ícu
las
Co
nta
min
ac
ión
In
du
str
ial
Lu
bri
ca
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de
gra
da
do
Des
aL
íne
am
ien
to
Des
bala
nceo
Alt
a T
em
p.
Críticos
Otr
os
De poco impacto
Pareto 80 -20
Controle las de mayor
efecto.
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Degradación en los equipos - Predicción de Problemas
xxxxXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX La causa El síntoma La Falla.
Grado de deterioro de las superficies de los componentes
Detecciónde
la causa
de la falla
Falla temprana o Detección
detección de los síntomas tardia de la falla Autopsia
Mantenimiento
Proactivo Mantenimiento Predictivo
Mantenimien.
de Falla
Análisis de aceite
Análisis de vibración
Acústica
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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.
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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
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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.
Exito de los Análisis: un buen Muestreo
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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.
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¿ 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
Análisis de Aceite
HORAS DE OPERACION
OX
IDA
CIO
N
OXIDACION - NORMAL
Líneas de tendencia
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Análisis de Aceite - Progresión del Desgaste
40
00
20
0
80
0
12
00
16
50
20
00
24
50
27
00
31
00
35
00
39
50
41
50
44
50
Horas de Operación del Aceite
0
10
20
30
40
50
Desg
aste
(p
pm
)
Gráfico de Progresión del Desgaste
CAMBIO DE ACEITE
Segunda
pendiente: Falla incipiente
Tercer
Pendiente: Falla inminente
PENDIENTE INICIAL Desgaste normal
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Análisis de Aceite – Construcción de Tendencias & Parámetros de Control
20782 h 13648 h 17743 h
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Selección de Componentes y Definición de Pruebas
• Motores
• Reductores
• Bombas
• Turbinas
• Sistema Circulación
• Hidráulicos
• Desgaste
• Fe / Cu / Al / Pb / Sn / Mg / Ag / Cr …
• Condición del Lubricante
• Oxidación
• TBN
• TAN
• Viscosidad
• Contaminantes
• Agua
• Diesel
• Hollín
• Sílice
• Glicol
• Na
• K
• IR
• ISO 4406
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Pruebas mínimas para un buen Análisis...
AnálisisMotores
Diesel
Motores a
Gas
Sistemas
Hidraulicos
Engranajes
Cerrados
Compresores
Reciprocantes
Compresores
Centrífugos
Compresores de
refrigeración
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
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Categorias de los Análisis de Aceite...
¿Qué Analizar?
Pruebas posibles:
Conteo de partículas
Contenido de agua
Viscosidad
Insolubles
Ferrografia
AN/BN
Infrarrojo
Membrana
Pto Inflamación
Desgaste metálico
Beneficio Primario
Beneficio menor
No Beneficio
Proactivo Predictivo
(Proceso Envejecimiento)
2. Contaminación
(Externos e Internos)
3. Desgaste
(Identif icación partículas)
1. Propiedad
de los Fluidos
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Que nos dice un Análisis de
Aceite.? Detección de
Causa de falla
Detección de
inicios de la falla
Diagnóstico
del Problema
Progreso de
la falla Autopsia
Qué nos dice.? Una condición peligrosa Cuando existe una falla Cual es la naturaleza del Que la máquina está ¿Que ocasionó la
que puede llevar a una en la etapa temprana, problema que ha estado practicamente falla de la maquina?
causa de falla. Que de otra manera siendo observado. descompuesta y ¿Podría haber sido
pasaria desapersibida requiere ser reparada evitado?
Ej.desgaste anormal. ¿De donde viene? ó reemplazada
¿Que tan severo es?
¿Puede ser arreglado?
Lo que se Analiza Contaminación (particu Densidad del desgaste, Análisis de metales, Análisis de elementos, Análisis de desgaste,
y Monotorea las),humedad (agua), temperatura, conteo de análisis de elmentos, análisis del desgaste, análisis de la cantidad
temperatura, aditivos, partículas, humedad, humedad, conteo de análisis de vibración, de desgaste metalico,
oxidación, acidez análisis de elelmentos, partículas, temperatura, temperatura. Análisis de la falla.
o basicidad del aceite viscosidad, ferrografia viscosidad, metales de
hollín, glicol. y otros metales desgaste y análisis de
vibración.
Filosofía de Proactivo Predictivo Predictivo Falla Falla
Matenimiento
Ahorros 10 6 3 2 1
Relativos
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Donde se detecta una falla mediante análisis...
n
Punto donde
la falla inicia
Tiempo
Co
nd
ició
n
P
F
Punto donde la falla
es detectable (potencial)
Punto de falla
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.
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Detección de una falla mediante análisis vs Otros...
Analisis de Analisis de Termografia Analisis de Analisis de Termografia
Aceite Vibración Aceite Vibración
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 Excelente Bueno Aceptable Excelente Aceptable Aceptable
Cavitación Bueno Pobre Aceptable Aceptable Pobre Aceptable
Fractura de la pieza Pobre Excelente Pobre Aceptable Aceptable Pobre
Resonancia estructural Pobre Excelente Pobre Pobre Excelente Pobre
Fatiga Excelente Bueno Bueno Excelente Aceptable Aceptable
Control de causa de falla
Detección falla
Analisis de causa de falla
(¿Por que pasa?)
Intervalo de detección P - F
(Que va apasar)
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Predicción Problemas mediante Análisis...
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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.
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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.
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Análisis de Aceite - Metalografia
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Análisis de Aceite - Fuentes
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 Pintura soldadura
Cascarillas de molienda Cobre Plantas de aluminio
Polvo mineral Aditivo AW Estaño Contaminantes de carbón Titanio
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 Enfriadores Bauxita
Talco Minas de cobre Plata Granito Vanadio
Ceoilta Pinturas Acabado de cojinetes Catalizador Aspas de turbinas
Detergente limpiador Babbit Soldadura Válvulas
Algunos baleros de aguja
Fuentes Potenciales de Metales en el AceiteDESGASTE
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Análisis de Aceite - Fuentes
Silicio Boro Potasio Sodio
Polvo de camino Inhibidor de refrigerante Inhibidor de refrigerante Inhibidor de refrigerante
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 refrigerante Sal (sal del camino)
Polvo de fundición Cenizas
Fibras de f iltros (vidrio) Alúmina activada
Cenizas Polvo de papelera
Escoria
Mica
Polvo de cemento
Asbestos
Granito
Calizas
Talco
CONTAMINACION
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Como evitar las Fallas mediante Análisis de Aceite
Desgaste Abrasivo
Picado destructivo
Vibración excesiva
Oxidación del aceite
Cavitación
Generación de rebabas
Ruido
Alta temperatura
Fallas Comunes
Tratamiento
Uso aceite inadecuado
Desbalanceo/ Desalíneamiento
Ataque Químico
Contaminación con aire
Calor
Humedad/Agua
partículas
Problemas
Reparar
Reemplazar
Reconstruir
Remover
Solución
Lubricante bien seleccionado
Sin Contaminantes (Limpio)
Sin Agua (Seco)
Trabajando a temp ideal (Frio)
Equipo Alíneado/Balanceado
Bien lubricado
Solución del
Problema
“La falla
se repite”
34
Análisis Pertinentes al Mantenimiento Proactivo
35
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
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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
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Temperatura Presión
Mayor Temperatura
implica
Menor Viscosidad
Mayor Presión
implica
Mayor Viscosidad
• La influencia de ambos factores es muy FUERTE
Factores que Afectan a la Viscosidad
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DIAGRAMAS VISCOSIDAD - TEMPERATURA
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
0 20 40 60 80 100 120 140
DOBLE LOG. DE LA VISC. CINEM.
TEMPERATURA (°C )
IV =95
IV = 135
TEMPERATURA Vs. VISCOSIDAD
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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Oxidación - Efecto de la Temperatura
150 300 250 200
Horas de Prueba
10
8
6
4
2
0
Incre
mento
TA
N
Temperatura de Prueba
170°C
163°C
155°C
140°C
Resultados Prueba de Oxidación
• Rule of thumb: Cada incremento de 10°C en temperatura, dobla la tasa de oxidación
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Oxidación - Efecto sobre la viscosidad
Tiempo
Viscosidad
Break Point
Antioxidante Consumido
Oxidación acelerada
Resistencia a la oxidación de la base
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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
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Electrodo de vidrio
Muestra
Agitador
Electrodo de Referencia
Bureta que contiene
KOH (para TAN) o
HCI (para TBN)
• 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.
TAN/TBN
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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.
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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
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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
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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
ExxonMobil V1.0 1/03
Medición del Desgaste
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Conteo de Partículas
• Caracterización por tamaño de la cantidad de partículas en el aceite con base en una muestra representativa.
• Nomalizado ISO 4406: 4,6 y 15 micrones
ISO 4406 (c)
qu
an
tity
size 6 14 4
• 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.
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Conteo de Partículas Codigo ISO Rango de Número de Partículas
Mínimo Máximo
1 0.01 0.02
2 0.02 0.04
3 0.04 0.08
4 0.08 0.16
5 0.16 0.32
6 0.32 0.64
7 0.64 1.28
8 1.3 2.56
9 2.6 5
10 5.0 10
11 10.0 20
12 20 40
13 40 80
14 80 160
15 160 320
16 320 640
17 640 1300
18 1300 2500
19 2500 5000
20 5000 10000
21 10000 20000
22 20000 40000
23 40000 80000
24 80000 160000
25 160000 320000
26 320000 640000
27 640000 1300000
28 1300000 2500000
• 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
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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.
56
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.
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Contenido de Metales
Contenidos máximos permisibles en ppm por marca de motor
CAT CUMMINS MACK DEUTZ DETROIT
Sílice 25 20 25 25 20
Hierro 100 80 190 140 125
Aluminio 20 20 20 20 15
Cobre 35 45 50 20 20
Plomo 30 25 30 30 20
Cromo 15 15 20 15 15
Estaño 15 15 15 15 15
Plata 0 0 0 0 0
Zinc 0 0 0 0 0
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Contenido de Metales
Posibles Originadores de Desgate en Motores Diesel
Hierro Cobre Plomo Aluminio Cromo Silice
Guias de
Válvulas
Bujes de los
pasadores
Cojinetes de
Biela
Cojinetes de
Biela
Asientos de
VálvulasSuciedad
Camisas de
Cilindro
Enfriador de
Aceite
Cojinetes de
Bancada
Cojinetes de
BancadaCaras de VálvulasEmpaques
EngranajesCojinetes de
Empuje
Cojinetes del
Arbol de Levas
Pasadores de
Pistón
Anillos
Superiores
Cuerpo de
Válvulas
Cojinetes del
eje de Levas
Anillos
AceiterosAnillos de
Pistón
Bujes del Eje
de Balancines
Cigueñal Engranajes
Eje de Levas Pistones
Levas
Bomba de
Aceite
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Contenido de Metales
Posibles Causas de Desgaste
Metal de Desgaste Posible Causa
Hierro Trabajo de la máquina en frío. Uso de éter. Mal ajuste de partes.
Cobre Desprendimientos del sistema de enfriamiento de aceite
Plomo Desgaste de cojinetes de babbit. Material de soldadura.
Aluminio Desgaste de cojinetes del turbo. Sobrecalentemiento de pistones.
Cobre+Agua ó GlycolFugas del sistema de enfriamiento de aceite. Desgaste de cojinetes
de empuje. Desgaste de cojinetes y/o bujes
Aluminio & OxidaciónOclusión de la lubricación del Turbo. Problemas con el turbo por
arranque o parada impropia
Silicio+Cromo+HierroEntrada de polvo en el sistema de inducción y posible desgaste de
anillos y camisas de cilindro
Silicio+Hierro+Plomo+Alumin
io
Presencia de polvo en la parte inferior del motor. Riesgo de avería del
cigueñal y los cojinetes.
