UNIVERSIDAD AUTÓNOMA JUAN MISAEL SARACHOFACULTAD DE CIENCIAS INTEGRADAS DE VILLA MONTES

CARRERA DE INGENIERÍA PETROQUÍMICA 

REFINERIAS III 

CARACTERIZACION DE ACEITES, GRASAS Y CERAS 

POR:MARIO ROBERTO GARNICA

ADALBERTO FLORES FUENTESEDUARDO PAREJA SANCHEZ

NADIA REYNA TANTANI HUAYNOCA

LUBRICANTES

Un lubricante es una sustancia que, colocada entre dos piezas

móviles, no se degrada, y forma entre ellas una película que

impide su contacto, permitiendo su movimiento incluso a

elevadas temperaturas y  presiones.

Los lubricantes derivados del petróleo constituyen la clase de

mayor producción y se obtienen por destilación a presión

reducida de las fracciones menos volátiles del crudo y por

sucesivas purificaciones (desulfuración, desparasitación, etc.).

TIPOS DE LUBRICANTES SEGÚN SU ESTADO

LIQUIDOS (Aceites minerales y sintéticos). CONCISTENTES (Grasas lubricantes pastas

lubricantes). SOLIDOS (Polvo de material plástico, metales o

minerales), funcionan a altas presiones, elevadas temperaturas y reactividad química.

GASEOSOS (Nitrógeno, helio)

CLASIFICACIONExisten diversos tipos de clasificaciones de lubricantes según el ámbito geográfico, según sus propiedades y según el fabricante de la maquina a

lubricar. Según el ámbito geográfico podemos encontrar la clasificación americana

API (American Petroleum Institute), la clasificacion Japonesa JASO (Japanese Automotive Standards Organization) y la Europea ACEA (Asociación de Constructores Europeos Asociados).

  Según sus propiedades se clasifican según la norma SAE (Society of

Automotive Engineers) que basicamente separa el comportamiento del lubricante a temperatura de 18ºC y la define con una letra W proveniente del inglés "Winter" (Invierno-Frio) y otra letra que define el comportamiento del lubricante en temperatura de trabajo 95ºC-105ºC.

Según el fabricante del motor o componente a lubricar existen las normativas de fabricante con diversas nomenclaturas tipo VW505.01, GM Dexos2, Dexron III, MB229.51, LL-01, etc.

ACEITES LUBRICANTES

Están compuestos por un aceite base generalmente obtenido por sucesivas destilaciones del petróleo, y por aditivos que se encargan de mantener las viscosidad y otras características requeridas.

Existen factores operacionales claves que afectan la lubricación estos pueden ser la velocidad, la temperatura, la carga. A demás de los factores de diseño de los equipos que pueden variar la superficie de contacto, el diseño del sistema de lubricación en sí.

Lubricación de película completa alta velocidad, película mezclada baja velocidad y lubricación límite para muy baja velocidad.

FUNCIONES

Disminuir la fricción Disminuir el desgaste Refrigerar Control de contaminación (sílice, agua dispersa

emulsionada o en fase separada, gases, metales de desgaste)

Prevenir ataque químico Transmitir potencia

ADITIVOS

Los aditivos son sustancias que se adhieren

al aceite para mejorar sus propiedades ya

existentes, suprimir propiedades

indeseables y generar nuevas propiedades.

ALGUNOS ADITIVOS PUEDEN SER: Detergentes: Limpieza y neutraliza ácidos. (Mg, Ca, Ba).

Dispersantes: Dispersa a los contaminantes.

Antioxidantes: Protege al aceite base. La tasa de oxidaciones aproximadamente el doble cada vez que se incrementa la

temperatura en 10ºC (ditiofosfato de zinc ó ZDDP).

Anticorrosivos

Demulsificantes: Mejora la capacidad del aceite para separarse del agua con rapidez. (Previenen la oxidación).

Antidesgaste (AW): Disminuyen el coeficiente de fricción y reducen el desgaste bajo condiciones de frontera o película

mezclada. (ZDDP).

Extrema Presión (EP): Prevención de micro soldaduras en superficies metálicas a altas temperaturas y alta presión. Protegen el

contacto entre metal y metal después que la película de aceite llega a frontera por altas velocidades. (Sulfuro-Fósforo).

Antiespumantes: Provocan la rápida desintegración de las burbujas de espuma y la liberación del aire atrapado en ellas.

Modificadores Del Índice De Viscosidad

CARACTERIZACIÓN Y LAS NORMAS Actualmente existen numerosos métodos y pruebas que se

realizan a los lubricantes como ser aceites y grasas. Estas pruebas están regidas por estándares establecidos a nivel mundial, lo que se busca es cumplir con las características requeridas por el mercado consumidor, para ello la ASTM (NORMA ESTADOUNIDENSE), la norma europea, entre otras reconocidas, han desarrollado diversas normas que rigen los procedimientos de pruebas y los rangos de variabilidad de sus parámetros.

Es así que actualmente el mercado de grasa, aceites y lubricantes en general exige a la industria que cumpla con dichas normas para poder confiar en la calidad y el buen desempeño de los productos que va a consumir.

PRUEBAS MAS UTILIZADAS Prueba ASTM D445-12 Método Estándar para la viscosidad cinemática de líquidos

transparentes y opacos (y cálculo de la viscosidad dinámica) ASTM D4739-11 Método de prueba para la determinación número base por

valoración potenciométrica ácido clorhídrico ASTM D217 - 10 Métodos de Prueba Estándar para la penetración de cono de grasas

lubricantes ASTM D937 - 07 Método de prueba estándar para la penetración de cono de vaselina ASTM D6184-98 (2005) Método de prueba estándar para la Separación del aceite de

la grasa lubricante (método tamiz cónico)

ASTM D1743 - 10 Método de prueba estándar para determinar las propiedades preventivas de corrosión de grasas lubricantes

ASTM D1092-11 de prueba estándar Método para medir la viscosidad aparente de grasas lubricantes

ASTM D1264-11 de prueba estándar para determinar el método de agua Marca de agua Características de grasas lubricantes

ASTM D92-12 Método de prueba estándar para puntos de inflamación y fuego por Cleveland Open Cup Tester

ASTM D4693, 07 (2012) Método de prueba estándar para la baja temperatura del par de rodamientos de rueda lubricados con grasa

ACEITEEs un derivado de la refinación del petróleo crudo proveniente de la destilación de petróleo en refinerías, encontrándose libre de aditivos o cualquier otro producto que modifique sus características.

Tipos de aceites:

Aceites de origen mineral• Parafínicos• Nafténicos

Aceites sintéticos

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS ACEITES:

Origen. Viscosidad. Punto de fluidez. Punto de enturbiamiento. Índice de acidez. Punto de inflamación. Cenizas. Contenido en materias sólidas. Estabilidad. Punto de anilina. Peso específico. Color.

ADITIVOS:

CLASIFICACION DE LOS ACEITES LUBRICANTES SAE (sociedad de ingenieros Automotrices). API (Instituto Americano del Petróleo). ASTM (Sociedad Americana de Prueba de

Materiales)

SAE: Tan solo indica como es el flujo de los aceites a determinadas temperaturas, es decir, su viscosidad

API:

Esta clasificación americana es la encargada de asignarle la calidad al aceite, su identificación se realiza a través de las letras del abecedario, a medida que este avance hacia la “Z” el aceite será de mejor calidad.

Los aceites nafteros son identificados por una "S" como servicio seguido de la "A" a la "J" (SJ será mejor que SH)Los aceites diesel son identificados por una "C" como comercial seguido de la "A" a la "F" (CE será mejor que CD)

REGLAMENTO PARA LA CONSTRUCCION Y OPERACION DE PLANTAS DE ACEITES TERMINADOS Y GRASAS LUBRICANTES

GRASA LUBRICANTE

La American Society for Testing and Materials (ASTM) define una grasa lubricante como un material sólido, o semi-fluido, constituido por un agente espesante disperso en un líquido lubricante, donde pueden ser incluidos otros ingredientes o aditivos, en pequeñas cantidades, que mejoran ciertas propiedades específicas tales como su estabilidad mecánica, resistencia a la corrosión u oxidación, consistencia, color, resistencia al calor, etc

EL PROPÓSITO DE LA GRASA

Grasas son lubricantes que tienen que quedar en su lugar, manteniendo un aceite disponible para cuando una pieza (cojinete, rodamiento, eje, etc.) lo requiere. Para esto podemos considerar que es como aceite en una esponja. La esponja saturada por aceite está sentado en el cojinete o su mazo esperando que la pieza chupe el aceite que necesite. La grasa tiene que ser resistente a las fuerzas de gravedad, fuerzas centrífugas, presiones, etc.

CLASIFICACIÓN NLGI PARA GRASAS LUBRICANTES

LOS TRES COMPONENTES DE LA GRASA

1. Aceite: Cada grasa está formulada con una viscosidad y tipo de aceite que le dará las características de lubricación hidrodinámica deseadas.

La Viscosidad del aceite básico La Calidad del aceite básico 2. Espesante (esponja o jabón): El

espesante utilizado depende del tipo de trabajo requerido, las temperaturas operacionales, la presencia o ausencia de agua, u otros factores.

Grasas de sodio son baratas, pero no resistan agua. Grasas de calcio son baratas, pero no resisten calor ni

velocidad. Grasas de litio simple son un poco más caras y parcialmente

resistentes al agua, temperatura y velocidad Grasas de Complejos de Litio son más caras pero mucho

más resistentes al lavado por agua y goteo por temperatura, mientras resisten mucho más velocidad sin volar.

Grasas de Arcilla son similares en costo al complejo de litio, pero no tienen punto de goteo. No derriten. Tampoco se lavan con agua. Son ideales para altas temperaturas y condiciones mojadas. Pero tienen limitaciones en altas revoluciones.

Grasas de Polyurea son más caras que estas otras, típicamente son similares al complejo de litio en resistencia al agua y temperatura, pero mucho más resistente a altas revoluciones.

3. Aditivos: Normalmente una grasa tendrá aditivos para mejorar su comportamiento.

Anti-oxidantes para evitar su oxidación y descomposición.

Extrema Presión: Aditivos similares a los que encontramos en aceites de extrema presión o polares para anti-desgaste (AW) como se usa en aceites hidráulicos para reducir el desgaste. También pueden tener molibdeno o grafito para mejorar sus características de fricción en cojinetes y superficies deslizantes.

Anti-corrosivos: Aditivos polares que cubren las superficies y las protegen contra herrumbre o corrosión.

Pegajosidad: Algunas grasas tienen aditivos para mejorar su adherencia.

CLASIFICACIÓN DE LAS GRASAS SEGÚN SU CONSISTENCIA

La consistencia de las grasas se mide con el Ensayo de penetración, y se mide con el Penetrómetro.

Este ensayo consiste en dejar que un cono, de peso y dimensiones estándar, penetre en el seno de la grasa, a 25ºC, por la acción de su propio peso, durante 5 segundos. Este ensayo está definido por la norma ISO-DIN 2137. El resultado de ensayo se mide en "décimas de milímetro" (mm x 0,1)

CARACTERÍSTICAS DE LAS GRASAS

Extrema presión Prueba de consistencia Prueba de penetración Penetración trabajada Penetración no trabajada

CERAS Las ceras son compuestos

orgánicos que se caracterizan por consistir en una cadena larga se derriten por encima de 45 ° C (113 ° F) para dar una baja viscosidad del líquido. Las ceras son insolubles en agua pero solubles en disolventes orgánicos derivados del petróleo estas pueden ser:

CERAS

ceras naturales son normalmente esteres de ácidos grasos y alcoholes de cadena larga.

Ceras sintéticas son hidrocarburos de cadena larga que carecen de grupo funcional.

PROPIEDADES DE LAS CERAS MALEABILIDADEXPANSIÖN TERMICAMODULO DE

ELASTICIDAD, LIMITE PROPORCIONAL Y RESISTENCIA COMPRESIVA

ESCURRIMIENTOTENSIONES

RESIDUALESDUCTILIDAD INTERVALO DE FUSIÓN

CERAS SINTÉTICAS O MINERALES Se obtienen del petróleo; al

mezclarlas con aceites se ablandan y se mejora su pulido. Éstas se dividen en:

PROPIEDADES DE LAS CERAS SINTÉTICAS

TIPOS DE CERAS

Ceras de parafina Cera microcristalina Cera de Barnsdahl Cera Ozoquerita Ceresina Montan Ceras de Polietileno Cera Parafina Ceras Fischer-

Tropsch

GRACIAS