Análisis de Aceite Usado

Interpretación Resultados de Análisis de Aceite Usado

Cesar Russo

Ingeniero de Lubricación

Wilfredo Nanita

Consultor Negocios Industriales

Presentadores

Análisis de Aceite Usado

Análisis de Aceite Usado y su Importancia

Programa Mobil SIGNUM

Descripción de las Principales Pruebas

Ejemplos

Implementación Programa de Aceite Usado

Análisis de Aceite Usado

Consiste en la determinación de las propiedades (físicas, químicas, eléctricas, etc.) de una muestra de un aceite en uso.

Es una herramienta importante en el mantenimiento preventivo y predictivo.

Nos proporciona información acerca de la condición del aceite, del equipo y de las condiciones de operación.

Es verdaderamente efectivo cuando se efectúa con regularidad.

Para qué el Análisis?

Determinar la condición del aceite para indicar si puede seguir usándose.

Establecer tendencias de desgaste.Identificar problemas y corregirlos antes de que

conduzcan a una falla (disminuyendo costos).En caso de una falla proveer información para

determinar la causa. Proveer datos para la elaboración o confirmación

de un programa de mantenimiento.

Evaluar la severidad de las condiciones de operación de los equipos y su influencia sobre el desgaste.

Maximizar el rendimiento de los equipos:– Evaluando los datos de desgaste se puede

prolongar el intervalo de reparación.– Evaluando la condición del aceite se puede

optimizar los intervalos de drenaje de aceite.

Para qué el Análisis?

Es uno de los programas de análisis de aceite usado que ExxonMobil ofrece a sus clientes.

Las pruebas se realizan en el laboratorio SIGNUM localizado en Holanda y en Kansas City, EE.UU.

SIGNUM procesa aprox. 60 mil muestras al mes y cuenta por eso con una inmensa base de datos.

Las muestras son procesadas en un período de 48 horas.

SIGNUM

Las Ventajas de SIGNUM

Resultados respaldados por equipo de alta tecnología y asesores expertos en la materia.

Resultados incluyen interpretación y recomendación.

Enorme base de datos provee parámetros de comparación.

Rápida respuesta.

Imparcialidad.

Análisis Elemental [ppm]

También se le conoce como Espectroscopia de Emisión Atómica o simplemente Espectro metales.

Mide la cantidad de iones metálicos disueltos (en ppm p. peso) y partículas de un tamaño de hasta 10 m de 20 diferentes metales.

Estos elementos pueden ser:– Partículas de desgaste– Contaminantes – Aditivos

Análisis Elemental [ppm]

Los metales detectables por análisis elemental son:– Metales de desgaste: Hierro, Cromo, Molibdeno,

Aluminio, Cobre, Plomo, Estaño, Plata, Nickel, Antimonio, Titanio.

– Metales contaminantes: Silicio, Sodio, Potasio, Boro.

– Metales de aditivos: Magnesio, Calcio, Bario, Fósforo, Zinc

Origen probable de los Espectrometales

Aluminio Pistones, cojinetes, chumaceras, bloque, culata, aditivo de grasas AntimonioAleaciones de chumaceras, babbitt Bario Aditivo del aceite (Detergente de alto TBN) Boro Aditivo del refrigerante o del aceite (Dispersante) Calcio Aditivo del aceite (Detergente de alto TBN), agua de mar Cobre Chumaceras, aditivo del lubricante (antioxidante) Cromo Anillos, camisas, aditivo del refrigerante Estaño Chumaceras, pistón Fósforo Aditivo (antidesgaste) Hierro Pistón, anillos, cilindros, engranajes, bloque del motor, etc. Magnesio Aditivo del aceite (Detergente de alto TBN), agua de mar Molibdeno Aditivo del aceite (antidesgaste), recubrimiento de anillos Nickel Aleaciones de acero, alto contaminante del combustible Plata Chumaceras en motores EMD y turbos, recubrimiento de chumaceras Plomo Cojinete, chumaceras Potasio Aditivo del refrigerante Silicio Suciedad, arena, aditivo (antiespumante), lubricante sintético Sodio Aditivo del refrigerante o aceite, agua de mar Titanio Chumaceras de turbinas de gas Vanadio Aleación de acero, alto contaminante del combustible Zinc Aditivo del aceite (antidesgaste), metales galvanizados

Análisis Infrarojo [AU/cm]

Investiga la química del aceite usado.Mide la absorción de luz infraroja de varias

longitudes de onda y de esta manera identifica y cuantifica grupos funcionales como los siguientes:

– 2.9 m Agua– 3.5 m Hidrocarburos (mineral o sintético?)– 5.8 m Oxidación– 6.1 m Nitración (similar a la oxidación)– 9.6 m Glicol (del refrigerante)

Puede indicar el uso de un lubricante incorrecto, contaminación, degradación de aditivos y oxidación.

Ferrografía Analítica [Código]

Consiste en una evaluación microscópica visual y fotográfica de partículas de desgaste mayores de 10 m.

Estas partículas no son detectadas por Análisis Elemental.Es posible determinar el material y la forma de las

partículas.De esta manera se puede identificar cómo se originaron

las partículas (corrosión, desgaste, etc.)Es una de las herramientas más poderosas del análisis de

aceite usado.

Ferrografía de Lectura Directa [Escalar]

Se utiliza un imán para remover partículas del lubricante. Sensores ópticos miden la densidad de las partículas recolectadas.

Los resultados incluyen tanto el número de partículas como la proporción de partículas grandes a las pequeñas.

El número de partículas refleja la cantidad de desgaste.La proporción de partículas grandes a las pequeñas

indica la severidad del problema: mayor la proporción, mayor la probabilidad de falla.

Conteo de Partículas[Partículas/ml]

El lubricante fluye atravesando un orificio con una fuente de luz de un lado y un sensor óptico del otro.

El pulso generado por la interrupción de la fuente de luz es proporcional al tamaño de cada partícula.

Seis rangos de tamaño son detectados. Esta prueba requiere de fluidos relativamente transparentes.Las partículas provienen de dos fuentes:

– Desgaste– Contaminación

Un alto conteo de partículas indica desgaste potencial.Un conteo alto de partículas grandes (> 10-15 m)

indica fatiga metálica (posible falla catastrófica).Esta prueba es muy importante en la prevención de

fallas ya que el análisis elemental no detecta partículas mayores de 10 m.

Cuando un elevado número o tamaños grandes de partículas son detectadas, debe realizarse una ferrografía analítica.

Conteo de Partículas[Partículas/ml]

Viscosidad [cSt @ x C]

La viscosidad es la resistencia de un aceite a fluir a determinada temperatura.

Es medida en un viscosímetro a 40C para aceites industriales y a 100 C para aceites de motor.

Causas de cambios de la viscosidad– Elevación de viscosidad: Oxidación , contaminación con

refrigerante, hollín, uso del lubricante incorrecto.– Reducción de viscosidad: Dilución por combustible,

descomposición del mejorador del I.V., adición de un lubricante de menor viscosidad.

Problemas que ocasiona

Si es muy altaAumenta el desgate durante el arranqueIncrementa las temperaturas de operaciónAumento en el consumo de combustibleReduce la potencia

Viscosidad [cSt @ x C]

Hollín de la Combustión

El hollín se produce como resultado de una combustión incompleta en el motor diesel.

Contribuye a la elevación de la viscosidad del lubricante.

Una presencia alta de hollín puede indicar inyectores defectuosos y/o una operación ineficiente del motor.

La prueba se lleva a cabo en un equipo de análisis infrarojo especial. Mide la cantidad de carbono producido por la combustión.

Agua

El agua es un producto de la combustión.Normalmente en forma de vapor, pero puede

condensarse y acumularse en el aceite durante el arranque en frío u operación a baja temperatura.

Un alto contenido de agua puede indicar:– Fugas de refrigerante– Prolongada marcha en vacío– Una baja temperatura de operación– Fisuras en la Cabeza/monoblock

•Problemas que ocasiona•Herrumbre y corrosión que provoca alto desgaste y fallas en cojinetes•Formación de lodos que obstruyen el filtro y las lineas de circulación del aceite

Agua

Total Base Number (TBN) [mg KOH/ml]

También llamado Número Total Básico.Es una medida de la alcalinidad o de la habilidad del aceite de

neutralizar los gases ácidos producidos en la combustión del motor diesel.

Proviene de los aditivos dispersantes y detergentes.Refleja la vida útil que aún le queda al lubricante.Un bajo TBN en el aceite significa:

– Intervalos de drenaje demasiado largos– Alto contenido de azufre en el combustible– Uso de un aceite con insuficiente TBN– Problemas que ocasiona

• Desgaste corrosivo de cojinetes y anillos

Causas

– Altas temperaturas de operación

– Sobrecargas

– Deficiencias en el sistema de enfriamiento

– Períodos de cambio de aceite muy prolongados

– Excesiva operación del motor a máxima potencia

– Uso de un aceite de mala calidad

Oxidación

Problemas que ocasiona– Desgaste corrosivo por productos ácidos– Pegado de anillos– Lacas y barnices en la falda del pistón– Depósitos excesivos– Aumento de viscosidad del aceite

Oxidación

DAC

Determina cantidad de combustible en el aceite sin quemar en la combustión a partir de los asfáltenos.

Determina la cantidad de combustible no quemado y parcialmente quemado en la combustión.

Cuando el DAC >1% hay que cambiar el aceite

Producto abrasivo causante principal del desgate

–Causas• Filtro de Aire inadecuado o roto• Falta de hermeticidad en las lineas de admisión• Empaques defectuosos

–Problemas evitables por su oportuna detección

• Desgaste acelerado del motor

Silicio (Polvo)

Daños Causados por la Contaminacion del Aceite

Contaminantes

CambiosQuimicosen el Aceite

CambiosFisicosEn el Aceite

Ataque quimico ala superficie de lamaquinaria

Destruccion mecanicade la superficiede la maquinaria

Solidos

OxidacionAgotamientode aditivos

Aumenta la viscosidad

Formacion de Barniz

AbrasionFatiga de la Superficie

Agua

OxidacionAgotamientode aditivos

Aumenta la viscosidad

DestruciionacidaHerrumbre

Cavitacion Rayado

Combustibles

Agotamiento de AditivosAromaticosAzufre

Bajo Flujo de FlamaBaja viscosidadIncremento de Presion de vapor

AcidoSulfurico

Perdida de Resistecia de la Pelicula

GlicolOxidacionLodo

Incremento dela viscosidad

Incremento de la acidez

Perdida de Resistecia de la Pelicula

Aire Oxidacion Oxidacion Herrumbe y Corrosion Cavitacion

Calor

Degradacion TermicaOxidacion

Incremento dela viscosidad

BarnizAcidez

Perdida de Resistecia de la Pelicula

Asignar personal.Identificar equipos a muestrear.Inscribirlos en el programa.Establecer frecuencia de muestreo.Establecer el método y localización del

muestreo.Entrenamiento.

Pasos en la Implementación

DMPP - Diesel Marine Power Plant Registered Equipment as of 18SEP06

Attention: AIMEE ROY 00808845 Page 1 of 1

Vessel Name: EGE HAINA Vessel Number: DO0807454 Registration Equipment Equipment

Number Description Manufacturer/Model Lubricant ------------- ----------- ------------------------ ----------

DO0807454-001 Engine 1 Wartsila Dies/VL Series M-GARD 440 DO0807454-002 Engine 2 Wartsila Dies/VL Series M-GARD 440 DO0807454-003 Engine 3 Wartsila Dies/VL Series M-GARD 440 DO0807454-004 Engine 4 Wartsila Dies/VL Series M-GARD 440 DO0807454-005 Engine 5 Wartsila Dies/VL Series M-GARD 440 DO0807454-006 Engine 6 Wartsila Dies/VL Series M-GARD 440 DO0807454-007 Engine 7 Wartsila Dies/VL Series M-GARD 440 DO0807454-008 Engine 8 Wartsila Dies/VL Series M-GARD 440 DO0807454-009 Engine 9 Wartsila Dies/VL Series M-GARD 440

Frecuencias Recomendadas

Tipo de Unidad Ciclos Continua Intermit.

Turbinas 250-500 h 720 h 60 dSist. hidráulicos200 h 720 h 60 dSist. de engranajes 200 h 1440 h 60-90 dSist. de circulación 30 d 30 d 30 dMotores generación 250 h 500 h 60 dMotores diesel - Cada cambio de aceite- 60 d

La muestra debe ser representativa:– Utilice un recipiente limpio, seco y apropiado.– El aceite debe estar “caliente” (la máquina operando o parada hace

poco tiempo).– Siempre use el mismo punto de muestreo (si es posible antes del

filtro).– Mantenga limpia la zona de muestreo.– Evite los puntos muertos (de poco movimiento).– Drene el punto de muestreo antes de tomar la muestra.– Si se muestrea con bomba de succión, tenga cuidado de no succionar

sedimentos del fondo.

Método de Muestreo

Tome las medidas de seguridad necesarias:– Use guantes, lentes, y cualquier otro equipo de protección

necesario.– Si es necesario parar la máquina, hágalo.

No llene el recipiente hasta el tope para prevenir derrames.

Identifique la muestra, llenando todos los datos requeridos en la etiqueta.

Envíe la muestra lo más pronto posible.

Método de Muestreo

Datos RequeridosPLANT. # : Número de cuenta de la empresa. UNIT ID: Número de identificación del equipo.CLIENT: Nombre de la empresa.LOCATION: Localización de la empresa.ENGINE/EQUIPMENT TYPE: Marca y tipo de motorEQUIP. HOURS SINCE LAST OVERHAUL: Horas desde el ultimo overhaulOIL HOURS: Horas de aceite en el motorOIL NAME: Nombre del Aceite OIL USED: Aceite usado en gr/kw/h –Lt/dia- Gls/diaSAMPLE PT: Punto de MuestraDATE SAMPLE: Fecha de toma de muestraDATE LANDE:Fecha de envio de la muestraCOMMENTS: Comentarios

Envío de las muestras al Laboratorio SIGNUM.Envío al laboratorio por DHL.En el laboratorio se llevan a cabo los siguientes

pasos:– Preparación de las muestras.– Análisis de las muestras.– Análisis de los resultados por computadora.– Consultoría.

Los resultados son obtenidos vía INTERNET.

Proceso de las muestras

Interpretación de los resultados

Conocimiento de los factores que afectan al aceite.Conocimiento de las condiciones de operación del

equipo.Información del fabricante de parámetros normales

de operación (de desgaste, contaminantes, etc.).Tendencias de parámetros de operación.Un banco de datos consistente.Experiencia.

La interpretación adecuada de los resultados requiere:

Ejemplos

Wartsila 18v32 Motor WB1

MAK Motor #9

MAK Cemex

Wartsila 18v38 Palamara

Wartsila MAN La Vega

Concretos Cemex