análisis de aceites para motores a gas
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Para ingenieros en lubricaciònTRANSCRIPT
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Análisis de aceite en Motores a Gas
Ing . Alejandro Chacín
Soporte Técnico
Lubricantes del Oriente S.A.
Contenido
El concepto del análisis de aceite.
Toma de muestras.
Tipos de análisis.
Interpretación de resultados, una mirada hacia la
evaluación de tendencias… y lo mas importante, que
hacer al respecto!
El concepto del análisis de aceite
Usted confiaría toda su
estrategia de mantenimiento
y la integridad de sus activos
a una muestra de aceite?
Yo NO lo haría
El concepto del análisis de aceite
No puedo apoyarme simplemente en una muestra, ella tiene que estar respaldada por un
programa de análisis de aceite.
El concepto del análisis de aceite
Que es un programa de análisis de aceites?
Es un grupo de actividades que se realizan en torno a la
evaluación de ciertas variables en el aceite usado a través
de Tests de laboratorio, las cuales están relacionadas con
las condiciones de operación y mantenimiento tanto del
aceite en servicio como de la maquinaria.
El concepto del análisis de aceite
Cual es el objeto del programa de análisis de
aceites?
Obtener la mayor cantidad de información posible certera
sobre las condiciones de operación y mantenimiento del
aceite y de la maquinaria, para ejecutar intervenciones de
acuerdo con la variación progresiva entre la condiciones
actuales y las que se consideran estándar.
El concepto del análisis de aceite
Recuerde, el aceite durante su recorrido por la máquina lleva consigo una
información muy valiosa con respecto a lo que sucede dentro de la misma.
El concepto del análisis de aceite
Combustión
Temperatura de
operación
Fugas de
refrigerante
Ventilación
Carga
Contaminación
sólida
Eficiencia general
del equipo
• Estado de la carburación
• Estado de la ventilación del
cárter.
• Desgaste en zona camisas-
pistón-anillos.
• Fugas de aceite desde el
turbocargador.
• Estado y eficiencia de la
filtración de aceite, gas y aire.
• Estado de sellos y
empaquetaduras.
• Desgaste cojinetería.
• Vida remanente del aceite.
• Estado termostatos y cooler
El concepto del análisis de aceite
Pérdida de utilidad
Obsolescencia (15%)Degradación de las
superficies (70%)Accidentes (15%)
Desgaste (55%) Corrosión (15%)
Adhesivo (25%)
Abrasivo (20%)
Corrosivo (2%)
Fatiga (8%)
Aceite
Usado
El concepto del análisis de aceite
El concepto del análisis de aceite
MANTENIMIENTO BASADO EN EL TIEMPO
MANTENIMIENTO PREDICTIVO
MANTENIMIENTO PROACTIVO
MANTENIMIENTO CORRECTIVO
Tiempo de
parada
El concepto del análisis de aceite
Toma de
muestras
Laboratorio Manejo de la
información
Toma de muestras de aceite
Tenga en cuenta:
1. Condiciones operativas de la máquina
2. Equipo para la toma de muestras
3. Ubicación del punto de muestra
4. Procedimiento para la toma de muestra
5. Seguridad
Condiciones operativas de la máquina
Toma de muestras de aceite
Recuerde!
La muestra que toma corresponde a una
imagen de las condiciones de operación de
su motor, por eso siempre se recomienda
tomar la muestra cuando la máquina alcanza
sus condiciones estándar de operación.
Las muestras se toman en caliente
Condiciones operativas de la máquina
Toma de muestras de aceite
Registre las condiciones operativas
de la máquina en una base de datos para
alimentar el programa de análisis de aceite.
Horas de operación del
aceite y de la máquina
Temperatura del aceite a la
entrada y a la salida del motor
Temperatura del refrigerante a la
entrada y a la salida del motor
Carga y consumo de aceite
promedio entre muestras
Equipo para la toma de muestras
Toma de muestras de aceite
Bomba de Vacío
Válvula toma muestras en línea
Manguera Limpia
Botella certificada
Toma de muestras de aceite
Toma de muestras de aceite
Ubicación
Toma de muestras de aceite
Ubicación
WaukeshaCaterpillar
Toma de muestras de aceite
Procedimiento
1. Tenga en cuenta las consideraciones previas, prepare los accesorios
2. Diligencie la base de datos de las condiciones de operación
3. Una vez ubicado en el punto de muestra, realice las actividades de limpieza y purga
4. Toma de muestra
5. Disposición final
Toma de muestras de aceite
Procedimiento
1. Tenga en cuenta las consideraciones previas, prepare los accesorios
Prepare los accesorios en un lugar cómodo y
aislado de la contaminación del ambiente de la
planta.
Mantenga siempre disponibles las mangueras
cortadas, frascos y accesorios toma muestra,
aislados del medio ambiente con una bolsa
resellable.
Toma de muestras de aceite
Procedimiento
2. Diligencie la base de datos de acuerdo con las condiciones de operación de la máquina
• Fecha de muestreo
• TAG del equipo
• Horas del aceite y del equipo
• Temperaturas de entrada y salida de aceite
• Temperaturas de entrada y salida del agua
• Carga promedio entre muestras
• Consumo de aceite promedio
• Fecha, horas y motivo del ultimo cambio
Toma de muestras de aceite
Procedimiento
3. Limpieza y purga del punto de muestreoPurgando el punto de muestreo usted
limpia el conector, la manguera y retira el
aceite asentado en la zona.
Si usa vampiro, retire 100 ml de aceite, si
usa válvula retire 250 ml de aceite.
NO retire el conector o la bomba y la
manguera ya están limpios, si los retira,
atraparán nuevamente la condiciones del
ambiente externo.
Toma de muestras de aceite
Procedimiento
4. Toma de muestra
Sin haber retirado la manguera ni el
conector o vampiro coloque la botella de
muestra y tome la muestra hasta la línea
de llenado que sugiere la imagen.
Toma de muestras de aceite
Procedimiento
5. Disposición final
• Limpie la bomba, o el conector y
válvula
• Deseche apropiadamente la
manguera.
• Deseche apropiadamente el aceite de
purga NO lo eche nuevamente a la
máquina.
Ensayos de laboratorio para el análisis de
aceite
Los principales ensayos para el análisis de aceite en un motor a gas son los
siguientes:
– Ensayo de Viscosidad
– Ensayo de IR (Infrarrojo)
– Ensayo de Metales
Ensayos de laboratorio para el análisis de
aceite
Ensayo de Viscosidad
La prueba de viscosidad se realiza
midiendo la velocidad de flujo de la
muestra, expuesta a una temperatura de
referencia (100°C), en un viscosímetro
capilar.
El resultado se reporta en cSt.
Ensayos de laboratorio para el análisis de
aceite
Intensidad %
Arbsobancia100
50
0
4000 3000 1500 1000 500
Espectro IR - Aceite Nuevo y Usado
Aceite Nuevo
Aceite Usado
SulfatoDeterioro del Aditivo Oxidación
Agua
Longitud de Onda, micrones
Ensayo IR (Infrarrojo)
Se pasa una luz
infrarroja a través de
una muestra de
aceite usado, se
obtiene un espectro
que se compara con
la gráfica presentada
para el aceite nuevo.
Ensayos de laboratorio para el análisis de
aceite
Ensayo IR (Infrarrojo) Ensayos críticos por IR
• Oxidación
• Nitración
• Agua
• Glicol
Otros ensayos:
• Calidad del lubricante
• Productos de la combustión
Tend. Oxidación
Tend Nitración
Comp. Nitrosos
Ensayos de laboratorio para el análisis de
aceite
TAN/TBN
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 todos los componentes básicos presentes en un
1g de muestra.
Ensayo de Metales
Ensayos de laboratorio para el análisis de
aceite
Llama
La muestra se quema, emite una
luz, se mide por un espectrómetro
y se reporta en ppm.
La espectroscopía de metales por
emisión atómica, pierde su
precisión cuando las partículas
superan el tamaño de 5 micras.
Ensayo de Densidad Ferrosa
Ensayos de laboratorio para el análisis de
aceite
También conocida como conteo
de partículas o PQ Index.
• Podemos detectar partículas
ferrosas con tamaños mayores a
5 micras.
•Aplica notablemente en
máquinas cuyo desgaste genera
partículas de gran tamaño.
Interpretación de resultados
Para entender los resultados debe:
1. Conocer la proveniencia de cada parámetro
2. Conocer la tendencia de cada parámetro
3. Establecer una relación entre parámetros, que permitan determinar la causa raíz.
Interpretación de resultados
¿ Cuáles son los metales indicadores de desgaste ?
– Aluminio (Al)
– Cromo (Cr)
– Cobre (Cu)
– Hierro (Fe)
– Plomo (Pb)
– Estaño (Sn)
Interpretación de resultados
Interpretación de resultados
CAT
Interpretación de resultados
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
Des
ga
ste
(p
pm
)
Gráfico de Progresión del Desgaste
CAMBIO DE ACEITE
Segunda
pendiente: Falla incipiente
Tercer
Pendiente: Falla inminente
PENDIENTE INICIALDesgaste normal
Interpretación de resultados
¿ Cuáles son los metales en aditivos del refrigerante ?
– Sodio (Na)
– Potasio (K)
– Boro (B)
Interpretación de resultados
Interpretación de resultados
Relacionada con el aceite Metales de Desgaste Glicol
VIDA UTIL DE PIEZAS Inte
rva
lo d
e C
am
bio
de
Ac
eit
e
Ox
ida
ció
n
Nit
rac
ión
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lac
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Alu
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Cro
mo
Co
bre
Hie
rro
Plo
mo
Es
tañ
o
Bo
ro
Po
tas
io
So
dio
COJINETES X X X X X X X X X X X
BUJES X X X X X X X X
CIGÜEÑAL/PASADORES X X X X X X X X
CAMISAS X X X X X X X X
ENFRIADORES DE ACEITE X X X X X X X X
PISTONES X X X X X X X X
ANILLOS X X X X X X X X
VALVULAS/GUIAS X X X X X X X X
Comienzo
¿Silicio elevado?Normal
¿Alumini
o
también
es alto?
¿Si
menor a
10 ppm?
Aditivo
antiespumante
¿Na, K ó
B
presente
s?
Fuga de
refrigerante
Sellante de
siliconas
¿Hay
presenc
ia de Fe
y Cr?
¿La
relación
Al/Si es
menor a
1:2?
¿La
relación
Al/Si está
cerca de
1:1?
Ingreso de polvo del
ambiente (cubierta
superior)
¿Hay
presencia
de Pb, Sn
o Cu?
Ingreso de polvo
durante muestreo
Posible aceite nuevo
sucio o filtro
defectuoso (desgaste
inferior)
Pistón (quemado)
N
N
N
NN
N
N
N
S
S
S
S
S
S
S
N
Uso de
refrigerante
inadecuado (con
silicatos)
¿Hay Fe
y Cr
presente
s?
Desgaste
superior de
motor
NS
S
Altas lecturas de
Silicio
Interpretación de resultados
Cuando el silicio no es abrasivo
1 2 3 4 5 6 7
Muestras
0
5
10
15
20
PP
M
Hierro
Silicio
Sellante
Falla de filtro de aire
Interpretación de resultados
Tendencias de la Oxidación y Nitración
Determine el punto crítico de
Oxidación y Nitración para cada
aplicación, esto le permitirá no
excederse en los periodos de cambio.
Interpretación de resultados
Tendencias de la Oxidación y Nitración
Debe haber una relación
entre la Oxidación y
Nitración entre 2 o 4 a 1
(por encima la Oxidación).
Si esta relación empieza a
diferir, es probable que
hayan problemas con la
carburación.
Final Words!