análisis de aceites para motores a gas

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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


No puedo apoyarme simplemente en una muestra, ella tiene que estar respaldada por un

programa de 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.


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.


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.


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


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


MANTENIMIENTO BASADO EN EL TIEMPO

MANTENIMIENTO PREDICTIVO

MANTENIMIENTO PROACTIVO

MANTENIMIENTO CORRECTIVO

Tiempo de

parada


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


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


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


Bomba de Vacío

Válvula toma muestras en línea

Manguera Limpia

Botella certificada


Ubicación


Ubicación

WaukeshaCaterpillar


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


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.


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


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.


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.


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


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.


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.


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


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


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


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.


¿ Cuáles son los metales indicadores de desgaste ?

– Aluminio (Al)

– Cromo (Cr)

– Cobre (Cu)

– Hierro (Fe)

– Plomo (Pb)

– Estaño (Sn)


CAT


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


¿ Cuáles son los metales en aditivos del refrigerante ?

– Sodio (Na)

– Potasio (K)

– Boro (B)


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

Re

lac

ión

Ox

ida

ció

n/N

itra

ció

n

Se

dim

en

to

Alu

min

io

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


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


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.


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!

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