curso analisis aceites interpretacion reportes laboratorio maquinarias
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Ing. Omar Linares
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Ing. Omar Linares
Propsito del Curso
Recibir una completa informacin de lo que pasa en el interior de la mquina, desgaste, contaminacin, etc.
Conocer el comportamiento del aceite y su estado con el transcurso del tiempo.
Demostrar la efectividad del programa de mantenimiento.
Demostrar el impacto econmico en el negocio de la Empresa.
Usar los reportes para Reducir los costos operativos por mantenimiento
Reducir los costos por repuestos
Identificar oportunidades para mejorar el mantenimiento. Disponibilidad de equipos rotativos.
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Ing. Omar Linares
Propsito del Anlisis
Identificar el estado interno del motor o equipo.
Programar el momento adecuado para reparacin de equipos previo a una posible falla.
Determinar los intervalos correctos para los cambios de aceite.
Para comparar el comportamiento entre dos o ms marcas de aceites.
Comparativo con la muestra nueva para ver la degradacin.
Armar una tendencia en el tiempo.
Decidir cuando cambiar repuestos o proceder a un overhaull. 3
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Destilacin del crudo
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Ing. Omar Linares
La Viscosidad
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Fuente: CTC Analytical Services Lab.
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No hay pelcula por falta de velocidad o viscosidad
Desgaste controlado por aditivos EP y viscosidad
Desgaste
Grosor de Pelcula de aceite
Arranque, carga de choque, parada, velocidad baja o intermediaria Velocidad alta
Lubricacin
Hidrodinmica
Coeficiente de Friccin
Funcin de Viscosidad Lubricacin Hidrodinmica
Fuente: Noria Corp.
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ndice de Viscosidad
Concepto:
Escala utilizada para medir el cambio de viscosidad con respecto a la
temperatura operacional.
Mayor I.V. = Menor variacin de viscosidad
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ndice de viscosidad
En 1921 se estableci una tabla de ndice de viscosidad para identificar las capacidades de mantener la viscosidad en temperatura de trabajo para diferentes aceites:
Se calific el aceite Parafnico de Pennsylvania, EE.UU. como el ideal, con un ndice de Viscosidad 100.
Se calific el aceite Naftnico del Golfo de Mxico como el ms bajo, con un ndice de Viscosidad 0.
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Vigencia de Clasificaciones API, Diesel
Fuente: American Petroleum Institute http://api-ep.api.org/filelibrary/ACF28.pdf
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Vigencia de Clasificaciones API, Gasolina
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Courtesy Cummins Engine Company- Reference purposes only
Origen de las partculas, el motor
Hierro, Cromo y Aluminio (Turbo)
Hierro, Aluminio y Niquel (Pistn)
Hierro, Cromo y Molibdeno (Anillos)
Hierro y Cromo (Biela)
Hierro y Cromo (Cigeal)
Hierro y Aluminio (Culata)
Hierro y Cromo (Gua de vlvula)
Cobre, Plomo, Estao (Cojinete de pasador)
Cobre, Plomo, Estao (Cojinete de Viela)
Cobre, Plomo, Estao (Cojinete de Bancada)
Sodio, Boro, Potasio, Cobre Sistema de Refrigeracin (Intercooler)
Ninguno (Volante de inercia)
Tambin los elementos pueden tener otra procedencia:
Silicn: Aditivo anti-espumante, sellos.
Zinc: Aditivos: anti-desgaste, anti-oxidante, anticido, etc.
Calcio: Aditivo detergente, agentes alcalinos.
Magnesio: Aditivo detergente.
Fsforo: Aditivos: anti-desgaste, anti-oxidante, EP, modificador de friccin.
Plata (Rodamientos del Turbo)
Contaminantes:
Silicio: Tierra y polvo del medioambiente.
Sodio: Agua y medioambiente.
Potasio: Refrigerante.
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Limites condenatorios por Fabricantes
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Fuente: CTC Analytical Serv. Lab
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Lmites en motores a Diesel
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Elemento Normal Anormal Crtico
Fe Hierro (Iron) 200
Pb Plomo (Lead) 75
Cu Cobre (Copper) 75
Cr Cromo (Chromium) 25
Al Aluminio (Aluminium) 30
Ni Nquel (Nickel) 20
Ag Plata (Silver) 15
Sn Estao (Tin) 30
Na Sodio (Sodium) 200
Si Slice (Silicon) 50
Dilucin por comb. (Fuel Dilution) 6
Holln % (Soot %) 6
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Limites condenatorios
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Fuente: CTC Analytical Serv. Lab
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Ing. Omar Linares
Limites condenatorios
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Fuente: CTC Analytical Serv. Lab
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Ing. Omar Linares
Lmites en Motores a Gas
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Elemento Normal Anormal Crtico
Fe Hierro (Iron) 150
Pb Plomo (Lead) 60
Cu Cobre (Copper) 300
Cr Cromo (Chromium) 20
Al Aluminio (Aluminium) 25
Ni Nquel (Nickel)
Ag Plata (Silver)
Sn Estao (Tin)
Na Sodio (Sodium) 200
Si Slice (Silicon) 50
Dilucin por comb. (Fuel Dilution) 6
Holln % (Soot %) 3
Fuente: Investigacin propia
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Lmites
Elemento
ppm C o m e n t a r i o s
Silicio (Silicon)
~20
>15 ppm empieza a mostrar desgaste significativo.
Hierro (Iron)
~ 50
Motor pequeo entre 5-15 ppm, motor grande entre 10-50 ppm.
Cromo (Chromium)
~ 8
Depende mucho de la cantidad de piezas cromadas en el motor.
Aluminio (Aluminum)
~ 15
Depende del diseo del motor. Un bloque de aluminio mostrar mas
partculas de aluminio y menos de hierro.
Cobre (Copper)
~ 10
El enfriador de aceite u otros causarn valores altos.
Sodio (Sodium)
~ 20
Depende del combustible y medioambiente. Valores mayores son
contaminaciones por agua.
Plomo (Lead)
~ 10
Aceleraciones fuertes o largos periodos sin utilizar el motor.
Estao (Tin)
~ 10
Dependiendo del diseo del motor.
Fuente: Investigacin propia
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Limites condenatorios, otros fabricantes
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Fuente: CTC Analytical Serv. Lab
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Mantenimiento Proactivo
Todas las acciones que tienen como objetivo mantener un artculo en un estado en el cual pueda llevar a cabo alguna funcin requerida. Estas acciones incluyen la combinacin de las acciones tcnicas y administrativas correspondientes.
Estos limites son los mximos aceptados por los fabricantes.
Mantenimiento Proactivo requiere que busquemos la manera de bajarlos.
Entre ms bajamos los niveles de contaminacin y desgaste tendremos una mayor vida til.
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Actitud Proactiva para aprovechar el Anlisis de Aceite Usado:
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Podemos reducir el nivel de desgaste en un 30%, Aumentando 3 veces la vida til del equipo.
Como? Tomando medidas PROACTIVAS. Reduciendo la contaminacin. Utilizando aceites de buena calidad.
Mantenimiento Proactivo
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Polaridad de los Aditivos
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Fuente: Noria Corp.
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Aditivos en el Lubricante
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Fuente: Investigacin propia
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Aditivos
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1. Antioxidantes.
2. Antidesgaste.
3. Antiespumante.
4. Detergente.
5. Dispersante.
6. Agentes alcalinos.
7. Extrema presin.
8. Emulsificantes.
9. Demulsificantes.
1. Agentes de adhesividad.
2. Inhibidores de corrosin.
3. Inhibidores de herrumbre.
4. Mejoradores de ndice de viscosidad.
5. Depresores de punto de fluidez.
6. Modificadores de friccin.
7. Expansores de sellos.
8. Etc, etc.
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Partes de desgaste, motor
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Fuente: CTC Analytical Serv. Lab
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Partes de desgaste, transmisin
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Fuente: CTC Analytical Serv. Lab
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Partes de desgaste, hidrulico
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Fuente: CTC Analytical Serv. Lab
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Desgaste adhesivo y por fatiga
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Fuente: Hamrock
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Ajuste Pobre: 16%
Del total de fallas prematuros estn causadas (fuerza bruta, mtodos inadecuados de operacin, etc.)
Lubricacin Pobre: 36%
Debida a una incorrecta especificacin y una inadecuada
lubricacin.
Contaminacin: 14%
Son atribuidas a fallas prematuras debidas a contaminaciones
varias.
Fatiga: 34%
Presentadas en maquinas sobrecargadas o con servicio
incorrecto.
Fallas en Elementos Rodantes
Fuente: Skf
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Ferrogrfa y Conteo de partculas
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Recomendado generalmente cuando
se sospecha problemas de desgaste
y asociados especialmente con
componentes de acero
Recomendado cuando se quiere
saber cual es el particulado
(metales, tierra, etc.) y no
necesariamente qu tipo de
particulas metlicas estn
presentes.
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Tipos de partculas de desgaste
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Cutting wear. Las particulas se producen por
contaminantes abrasivos o desalineamiento. Esta
forma de desgaste es altamente destructiva y no
puede ser identificada tempranamente.
Fatigue wear. Es generado por un contacto con
fatiga y es tpicamente asociado con rodamientos
y engranajes. Especialmente los engranes
contienen particulas de desgaste, asi es que el
tamao y la cantidad de particulas definir la
severidad de esta condicin anormal.
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Ing. Omar Linares
Tipos de partculas de desgaste
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Severe sliding wear. El desgaste severo por
deslizamiento especialmente en elementos
rodantes provocados especialmente por
inapropiada lubricacin y excesivas
cargas/velocidades.
Rubing wear. El desgaste por frotamiento es el
considerado normal. Partculas entre 1-15um
estn en este rango. Su continuo uso aumentar
hasta la aparicin de un problemas ms serio
como el spalling.
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Ing. Omar Linares
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Ing. Omar Linares
Interpretacin del reporte de laboratorio
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Los resultados son valores cientficos.
Para interpretarlos se debe tomar en cuenta las condiciones operativas de la mquina.
Las recomendaciones y la planificacin del mantenimiento debern basarse en condiciones de:
Desgaste.
Contaminacin.
Viscosidad.
Degradacin.
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Ing. Omar Linares
Viscosidades, lubricantes de motor
Curva de Viscosidad
0.0
200.0
400.0
600.0
800.0
1000.0
1200.0
1400.0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Temperatura Celsius
Vis
co
sid
ad
cS
t SAE 5W-20
SAE 5W-30
SAE 10W-30
SAE 15W-40
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Fuente: Widman
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Ing. Omar Linares
Viscosidades, lubricantes de transmisiones
Curva de Viscosidad
0.0
200.0
400.0
600.0
800.0
1000.0
1200.0
1400.0
1600.0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Temperatura Celsius
Vis
co
sid
ad
cS
t
SAE 75W-90
SAE 80W-90
SAE 75W140
SAE 85W-140
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Fuente: Widman
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Ing. Omar Linares
Viscosidad, apariencia visual
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Fuente: Machinery Lubrication
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Ing. Omar Linares
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Ing. Omar Linares
Caso de estudio
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Ing. Omar Linares
Caso de estudio
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Ing. Omar Linares
Formato tpico de un Anlisis
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Datos del usuario
Datos del Equipo
Datos del Aceite
Datos del Laboratorio
N Anlisis y Condicin
Fecha anlisis
Km / horas del aceite
Metales de desgaste (ppm)
Aditivos (ppm)
N Anlisis
Combust.
Visc. 40 C
Visc. 100 C
Agua
Holln
Refrig.
Visc. Actual
TBN actual
Recomendaciones
Contamin. (ppm)
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Alto nivel de desgaste
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Fuente: CTC Labs
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Ing. Omar Linares
Muy alto desgaste
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Fuente: CTC Labs
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Ing. Omar Linares
Resultados
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Fuente: CTC Labs
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Ing. Omar Linares
Resultados
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Fuente: CTC Labs
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Ing. Omar Linares
Resultados
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325 ppm de tierra = 1.6 gr de tierra Del 159 ppm de aluminio, 100
viene del aire. 59 ppm del motor
991 ppm de hierro del bloque y rbol de levas. 100 veces mas que otros
anlisis similares en 3 veces mas kilmetros.
Fuente: CTC Labs
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Ing. Omar Linares
Resultados
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Fuente: CTC Labs
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Ing. Omar Linares
Resultados
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Fuente: CTC Labs
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Ing. Omar Linares
Caso de estudio
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Fuente: CTC Labs
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Caso de estudio
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Se puede conseguir los mismos resultados con diferentes formulaciones
Fuente: CTC Labs
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Contaminacin por agua
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Sodio y Potasio normalmente vienen del agua. Por donde entran?
Fuente: CTC Labs
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Ing. Omar Linares
Contaminacin por Glicol
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Fuente: CTC Labs
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Ing. Omar Linares
Caso de estudio
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Fuente: CTC Labs
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Ing. Omar Linares
Soplado de Filtros
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Fuente: CTC Labs
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Ing. Omar Linares
Resultados
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Fuente: CTC Labs
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Ing. Omar Linares
Caso de estudio Transmisin SAE 75W90
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Fuente: CTC Labs