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Análisis de aceite en Motores a Gas

Ing . Alejandro Chacín Soporte Técnico Lubricantes del Oriente S.A.

© 2007 Exxon Mobil Corporation. All rights reserved.

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

• Estado de la carburación • Estado de la ventilación del cárter. • Desgaste en zona camisaspistón-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

Combustión Temperatura de operación Ventilación Carga Fugas de refrigerante Contaminación sólida Eficiencia general del equipo

El concepto del análisis de aceite Pérdida de utilidad Degradación de las superficies (70%)

Obsolescencia (15%)

Accidentes (15%)

Corrosión (15%)

Desgaste (55%) Adhesivo (25%) Abrasivo (20%) Corrosivo (2%) Fatiga (8%)

Aceite Usado

El concepto del análisis de aceite

El concepto del análisis de aceite MANTENIMIENTO CORRECTIVO

MANTENIMIENTO BASADO EN EL TIEMPO

MANTENIMIENTO PREDICTIVO

MANTENIMIENTO PROACTIVO

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

Toma de muestras de aceite  Condiciones operativas de la máquina

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

Toma de muestras de aceite  Condiciones operativas de la máquina

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 promedio entre muestras

aceite

Toma de muestras de aceite  Equipo para la toma de muestras

Manguera Limpia

Válvula toma muestras en línea Bomba de Vacío Botella certificada

Toma de muestras de aceite

Toma de muestras de aceite  Ubicación

Toma de muestras de aceite  Ubicación

Caterpillar

Waukesha

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 muestreo

Purgando 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 manguera.

apropiadamente

la

• 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  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.

Intensidad % Arbsobancia 100

Espectro IR - Aceite Nuevo y Usado

Aceite Nuevo

50

Aceite Usado

Agua 0 4000

Oxidación 3000

1500

Deterioro del Aditivo 1000

Longitud de Onda, micrones

Sulfato 500

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 Bureta que contiene KOH (para TAN) o HCI (para TBN)

Electrodo de vidrio

Muestra Electrodo de Referencia Agitador

 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.

Ensayos de laboratorio para el análisis de aceite  Ensayo de Metales 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.

Llama

Ensayos de laboratorio para el análisis de aceite  Ensayo de Densidad Ferrosa 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

Tercer Pendiente:

Gráfico de Progresión del Desgaste

Falla inminente

50 CAMBIO DE ACEITE Segunda pendiente:

Desgaste (ppm)

40

Falla incipiente

30 20 PENDIENTE INICIAL

10

4450

4150

3950

Horas de Operación del Aceite

3500

3100

2700

2450

2000

1650

1200

800

200

4000

0

Desgaste normal

Interpretación de resultados  ¿ Cuáles son los metales en aditivos del refrigerante ? – Sodio (Na) – Potasio (K) – Boro (B)

Interpretación de resultados

Interpretación de resultados

X

X

X

CIGÜEÑAL/PASADORES

X

X

X

X

CAMISAS

X

X

X

X

ENFRIADORES DE ACEITE

X

X

X

X

PISTONES

X

X

X

X

ANILLOS

X

X

X

X

VALVULAS/GUIAS

X

X

X

X

X X X X X X X

Sodio

X

Potasio

BUJES

X

Boro

X

Estaño

X

Glicol

Plomo

X

Hierro

Aluminio

X

Cobre

Sedimento

X

Cromo

Nitración

COJINETES

Relación Oxidación/Nitración

VIDA UTIL DE PIEZAS

Oxidación

Metales de Desgaste

Intervalo de Cambio de Aceite

Relacionada con el aceite

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Comienzo

Altas lecturas de Silicio Normal

N

¿Silicio elevado?

S Posible aceite nuevo sucio o filtro defectuoso (desgaste inferior)

¿Alumini o también es alto?

S

S Ingreso de polvo durante muestreo

N

¿Hay presencia de Pb, Sn o Cu?

Ingreso de polvo del ambiente (cubierta superior)

N

¿Hay presenc ia de Fe y Cr?

S

S

N

¿Si menor a 10 ppm?

N ¿Na, K ó B presente s?

¿La relación Al/Si está cerca de 1:1?

Sellante de siliconas

S

Pistón (quemado)

S

Desgaste superior de motor

N

¿La relación Al/Si es menor a 1:2?

N

N

N

¿Hay Fe y Cr presente s?

N

S

S

Aditivo antiespumante

Fuga de refrigerante

Uso de refrigerante inadecuado (con silicatos)

Interpretación de resultados  Cuando el silicio no es abrasivo 20

15

Falla de filtro de aire

PPM

Hierro 10

Silicio

5

0 1

2

3

4

Sellante 5

Muestras

6

7

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!