Tribologia_Analisis_Aceites

Universidad de Sevilla

Trabajo Fin de Curso

Título:

Tribología.

Análisis de aceites, resultados e identificación de problemas.

Curso: Experto Universitario en Mantenimiento Predictivo y Diagnosis de Fallos.

Master: Mantenimiento Industrial y Técnicas de diagnostico.

Fecha: 28/07/08

Elaborado por:

José Antonio Romero de la Rosa Alumno

Revisado-Aprobado:

Antonio Ordóñez Guerrero Profesor

Documento: Trabajo Fin de Curso

Universidad de Sevilla. Revisión: 0 Fecha: 28/07/08

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Índice

1. Objeto………………………………………………………………….…………………..…3

2. Problemas iniciales en PEM……...………………………………………………………..4

3. Mantenimiento Predictivo………...………………………………………………………7



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1. Objeto

La finalidad de este trabajo, referenciado en su título como “Tribología. Análisis de aceites, resultados e identificación de problemas.”, es realizar un estudio desde la puesta en marcha hasta el fin de la vida útil de los equipos en relación con el aceite elegido con el fin de prever fallos y por otro lado optimizar y alargar la vida de los mismos. Los factores que estudia la tribología son la fricción entre dos cuerpos en movimiento, el desgaste como efecto natural de la fricción y la lubricación como un medio para evitar el desgaste. La Tribología deriva de la palabra griega tribos, “frotar o rozar”.



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2. Problemas iniciales en PEM (Definición de Aceites y Grasas).

Uno de los problemas iniciales que se encuentra a la hora de rellenar por primera vez un equipo es la indefinición del tipo de aceite, no dejando claro el fabricante de manera clara el tipo y la calidad de aceite. Así algunos fabricantes se limitan a recomendar determinadas marcas que por lo general no se encuentran en el mercado español. Así por ejemplo un fabricante puede recomendar un aceite Kluber Crucolan 46 o Neste Paine 46, con esta información y con la ficha técnica de los productos conocemos que se trata de un aceite mineral de alta calidad ISO VG 46, lo recomendable es consultar a nuestro proveedor para que con la ficha técnica de ambos se defina de manera exacta el posible equivalente, por ejemplo para el caso de Cepsa su equivalente sería CEPSA HD TURBINAS 46. A veces el equivalente no es tan fácil conocerlo, o incluso dan los datos de trabajo y a partir de ahí debemos por nuestra cuenta y riesgo identificar el aceite idóneo para el mismo. Esta situación suele darse en el aceite térmico de las calderas, así por ejemplo, marcas como Cepsa Diatermo S, o Verkol Termal-320, que en principio podría ser útil para la mayoría de las calderas pero en algunas debemos prestar una atención especial. Así por ejemplo existen dos parámetros importantes la temperatura admisible de película y la temperatura de descomposición térmica. Así si por ejemplo la temperatura de servicio máxima que propone el fabricante es de 310ºC, y la temperatura de película en el interior de la caldera para estas condiciones de operación se incrementan hasta en 30ºC, significa que la temperatura máxima de película en el interior de esa caldera es de 340ºC, con lo que no sería de utilidad por ejemplo ninguno de los aceites, así Cepsa tiene como:

Temperatura admisible de película: 315ºC Temperatura de descomposición térmica: en torno a 400ºC. En estos casos es recomendable utilizar aceites para ese proceso como el MARLOTHERM SH que soporta una temperatura de película máximo de 380ºC. En ocasiones podemos tener en la instalación varios tipos de grasas de diferentes calidades



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en esas ocasiones es recomendable por mantener un menor Stock, menor número de productos y equivocaciones utilizar una sola de mejor calidad y que cumpla con las necesidades requeridas por todos los fabricantes, así una grasa que puede cumplir los requerimientos de muchos fabricantes es la ARGA COMPLEX LITIO de Cepsa. Una vez elegido el aceite idóneo, solo queda rellenar, y comenzar a poner en funcionamiento la máquina y realizar análisis periódicos de los mismos, en función de la responsabilidad y trabajo del equipo en la instalación. .



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3. Mantenimiento predictivo

Una vez la máquina está en funcionamiento, con el aceite que hemos seleccionado como más idoneo, es recomendable realizar análisis periódicos de los mismos, determinando tiempos y horas de funcionamiento para realizar cada análisis y por otro lado definir la empresa con la que se vaya a realizar. Por norma general, se recomienda que los análisis los realice una empresa distinta al fabricante, aunque personalmente creo no tiene por que ser así, ya que por experiencia he podido comprobar que el mismo suministrador puede realizar los análisis con el mismo rigor que un tercero. No obstante, en caso de dudas es recomendable realizar un nuevo análisis por otra empresa. Cuando hayamos definido la empresa que nos realiza el análisis debemos definir la duración. Si el suministrador es nuestro analizador, y además nos incluye en la venta este servicio (generalmente “gratuito”) será este quien trate de imponer los plazos, no obstante siempre debe llegarse a un acuerdo teniendo en cuenta el tipo de equipo y las condiciones de operación. El aceite de nuestros equipos, además de actuar como lubricante y refrigerante, nos informará de los elementos nocivos que se puedan generar en el equipo (partículas en desgaste, oxidación, combustibles no quemados…). El aceite usado se convierte en portador, de una valiosa información sobre lo que está ocurriendo en el interior de ese equipo, que debidamente ordenada e interpretada, puede ser utilizada para emitir un diagnóstico sobre el estado de los equipos y prevenir posibles anomalías en los mismos. Con lo que a partir de su análisis se determinarán dos aspectos importantes: Efectuar un Mantenimiento Preventivo de los equipos, aporta de forma ordenada y sencilla la información que sobre el estado de los mismos, que se obtiene con las modernas técnicas de análisis de aceite usado, como beneficio complementario podemos obtener un mejor rendimiento del aceite en servicio, mediante la optimización de los períodos de cambio del mismo.



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Para la recogida de muestra se debe cumplir una serie de requisitos, que por lo general viene impuesta por el laboratorio en cuestión. Así el laboratorio suele remitir los envases de prueba junto a unas instrucciones para la toma, de las instrucciones se desprende que es fundamental dejar correr algo de aceite antes de tomar la muestra. En el caso de análisis de aceites de transformadores las indicaciones son más detalladas y deben ser realizadas con mayor rigurosidad, debido a que entre otros existe un factor importante a analizar que es la humedad. Una vez tomada la muestra se remite a laboratorio. En el laboratorio utilizarán múltiples sistemas y procedimientos para obtener un análisis riguroso (plasma, espectrografía, espectrofotometría, etc.) que permiten no sólo una evaluación rápida y completa del aceite usado, sino también que la información esté de forma inmediata en poder del usuario/mantenedor del equipo. Así con el sistema de espectrografía Infrarroja (I.R.) realizarán los ensayos de Oxidación/Nitración/Soot (hollín en el aceite), a las muestras de aceite remitidas, etc. Los ensayos que como mínimo se suelen realizar para el control del aceite son:

Viscosidad

Contaminación con agua

Detergencia/Dispersancia (B.N.)

Oxidación

Nitración

Contaminación (partículas Sólidas)



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Metales de Desgaste

a) La viscosidad: La viscosidad determina el rango de temperaturas a que puede trabajar un aceite. Condiciona la capacidad del mismo para ser bombeado a todos los órganos del motor y la resistencia de la película lubricante en las partes móviles. Mantenimiento Predictivo: Se recomienda la toma de alguna medida correctora cuando el cambio de viscosidad del aceite en servicio suponga un cambio en el grado SAE de aceite nuevo. b) Contaminación con agua: La presencia de agua en el aceite en servicio puede que sea debida a condensación de vapor, o a contaminación con el fluido refrigerante. Mantenimiento Predictivo: Es poco probable que puedan darse concentraciones superiores al 0,2% en volumen por condensación del vapor de agua presente en el motor. Valores en torno al 0,5% en volumen son considerados como una buena referencia para adoptar medidas correctoras. c) Alcalinidad Remanente: La alcalinidad activa remanente del aceite en servicio, se determina a partir de las tendencias de los valores de basicidad (B.N.) del aceite en servicio obtenidos en los análisis. Mantenimiento Predictivo: Valores de alcalinidad remanente en torno al 50% sobre el valor de partida en el aceite nuevo debe considerarse indicativo para tomar alguna acción correctora. c) Índice de Nitración:



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El índice de Nitración esta relacionado con las altas temperaturas y la pobreza de las mezclas empleadas. Mantenimiento Predictivo: El efecto de la Nitración en la lubricación esta relacionado fundamentalmente con el aumento de la viscosidad por la polimerización del aceite, el desgaste corrosivo por productos ácidos, principalmente ácido Nítrico, y la formación de depósitos en el motor causados por fangos y barnices. Valores del orden de un 15 a un 20, en motores de gas, son orientativos para tomar las precauciones, o medidas correctoras oportunas, y > 20 implican el cambio inmediato de la carga de aceite en servicio. d) Índice de Contaminación:

Su concentración está relacionada con el nivel de oxidación y degradación térmica del aceite, la presencia de productos derivados de la combustión, la degradación de aditivos, desgaste del motor y contaminación externa. Mantenimiento Predictivo: El efecto de la concentración de productos insolubles sobre las características lubricantes depende de la naturaleza de estos, de su grado de dispersión y del efecto que dicha concentración provoque en la viscosidad del aceite en servicio. No obstante, niveles superiores al 1% en peso en motores de gas, y al 1,5% en motores diesel pueden ser indicativos para tomar las debidas precauciones. e) Nivel de Oxidación:

El nivel de oxidación está relacionado con las altas cargas, y temperaturas que se alcanzan en los motores de gas.



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Mantenimiento Predictivo: El efecto de la oxidación en la lubricación está relacionado fundamentalmente con el aumento de la viscosidad y la degradación del aceite. Valores del orden de un 15 a un 20, en motores son orientativos para tomar las precauciones o medidas correctoras oportunas, y > 20 implican el cambio inmediato de la carga de aceite en servicio. f) Concentración Partículas Metálicas:

En todo motor aunque esté bien rodado y con buen mantenimiento se produce desgaste. Sin embargo, las concentraciones en partículas metálicas varían de un motor a otro, e incluso entre motores idénticos de la misma marca.

Un aumento brusco en la concentración de uno o varios tipos de partículas metálicas es síntoma claro de anomalía en el motor y advertencia para que sean tomadas las medidas preventivas adecuadas.

ELEMENTO METÁLICO

PROBABLE PROCEDENCIA

HIERRO

COBRE

ALUMINIO

PLOMO*

CROMO

ESTAÑO

SILICIO

CIGÜEÑAL, CAMISAS Y/O SEGMENTOS, PISTON

COJINETES

PISTONES, CAMISAS

COJINETES

AROS DEL PISTON

COJINETES

POLVO ATMOSFERICO, CAMISA, PISTON

*Altos niveles de Plomo en los aceites en servicio en motores de gasolina, indica presencia de aditivos procedentes del combustible.



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Mantenimiento Predictivo: Los límites condenatorios son fijados en función de las especificaciones de cada fabricante, y en una concepción más dinámica, mediante los datos estadísticos que aporta el análisis y control informático de una población amplia de cada tipo de motor.

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