Análisis de Aceites

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Análisis de Aceites Lubricantes – Una solución claramente rentable

El Análisis de aceites consiste en la realización de una serie de tests fisico-químicos a los aceites de lubricación con el fin de determinar si el lubricante se encuentra en condiciones de ser empleado, o si debe ser cambiado. Es una de las técnicas más simples del mantenimiento predictivo, pero que sin embargo es el que mayor información proporciona al administrador de mantenimiento, con respecto a las condiciones de operación del equipo, sus niveles de contaminación, degradación y finalmente su desgaste y vida útil.

Muchos departamentos de mantenimiento tienen actualmente Programas de Análisis de Aceite. Algunos utilizando el laboratorio de su proveedor de lubricantes, otros lo hacen contratando los servicios de laboratorio privados y cada vez más muchos otros dejan que su proveedor de Mantenimiento predictivo se encargue de todo. En muchos de los casos los resultados del análisis, son recibidos semanas o meses después de la toma de la muestra y la información se vuelve irrelevante, ya que para ese momento, las condiciones del equipo ya son diferentes, en muchos casos el aceite ya fue cambiado y en otros el equipo ya falló y fue reparado, todo esto no suele ocurrir cuando una empresa de confianza se encarga de realizar este trabajo, como por ejemplo Terotecnic que abarca todos los trabajos necesarios para anticiparse a las averías de sus clientes.

 

Terotecnic Ingeniería S.L.

Toma de muestra

En primer lugar hay que decir que es importante que la muestra sea representativa, debe ser extraída del equipo en las condiciones normales de operación (con el aceite en circulación y caliente) o inmediatamente después de haber parado la máquina. Sobre todo hay que tener en cuenta que no deben tomarse muestras en frío y finalmente decir que también es fundamental etiquetarlas con el mayor número posible de datos de su origen. Características de la máquina, datos de la misma, tipo de aceite que lleva la muestra, viscosidad de origen del lubricante y sobre todo nombre de la máquina para poder hacer un seguimiento futuro.

 

Examen visual

 

Aspecto: Aceite claro y limpio. Aceite turbio. Fase de agua decantada. Aceite sucio. Aceite sucio con partículas decantadas. Indeterminable

Color – olor: Mas oscuro implica oxidación del aceite, mezcla, contaminación. Mas claro puede indicar mezcla, presencia de agua

Partículas en suspensión: La contaminación del aceite lubricante por suciedad por partículas sólidas causará ralladuras, abrasión y desgaste en los engranajes, cojinetes, etc. A su vez, estas ralladuras o defectos en la superficie impedirán la creación de una adecuada película lubricante, necesaria para una correcta lubricación.

Viscosidad: Es la resistencia del fluido al al flujo con respecto a la temperatura. La viscosidad cinemática se mide por el tiempo que un determinado volumen de aceite emplea en fluir a través de un tubo capilar a una temperatura determinada. Este tubo capilar se introduce con el aceite a controlar en un baño a temperatura constante hasta que la temperatura se estabilice. En él hay unas marcas calibradas que definen un volumen determinado, el cual multiplicado por el tiempo nos da la viscosidad cinemática en mm2/s (ó cSt) a dicha temperatura. La viscosidad se da normalmente a dos temperaturas (40ºC y 100ºC). El grado de viscosidad ISO se define como la viscosidad a 40ºC.

Cambios en la viscosidad:

  • Mayor – Menor
  • Oxidación del lubricante-contaminación con fuel
  • Espuma/cavitación de la bomba- corte molecular
  • Emulsión con agua – contaminación con agua no emulsificada
  • Contaminación con sólidos – refrigerante

 

Indice de acidez (T.A.N): (IP 177 / ASTM D664): La cantidad de producto básico, expresado en mg KOH/g requeridos para neutralizar todos los componentes ácidos presentes en 1g de la muestra. Para obtener una muestra representativa, las muestras se calientan a 65°C para asegurar que cualquier sedimento o depósito que pueda contener compuestos ácidos se disuelva en el aceite. La muestra se disuelve en una mezcla de propanol y tolueno y se introduce en el potenciómetro con una solución de KOH. Permite detectar la oxidación del lubricante y el consumo de aditivos. Un aumento del mismo es síntoma de oxidación y una disminución de consumo de aditivos.

Alcalinidad (T.B.N.) (IP 177 / ASTM D664). La cantidad de acido, expresada en el número equivalente de mg KOH, requeridos para neutralizar todos los compuestos ácidos presentes en 1g de muestra. Para obtener una muestra representativa, las muestras se calientan a 65°C para asegurar que cualquier sedimento o depósito que pueda contener compuestos ácidos se disuelva en el aceite. La muestra se disuelve en una mezcla de propanol y tolueno y se introduce en el potenciómetro con una solución de HCl.

Interpretación: El TBN mide la reserva alcalina del lubricante, y mayormente se aplica a lubricantes para motores. Si un lubricante contiene aditivos no alcalinos, no es muy útil determinar el TBN, ya que es probable que no haya. Si el TBN alcanza el 2.0 o disminuye más del 50% con respecto al punto de partida, se debe considerar un drenaje. Entre las aplicaciones sugeridas se encuentran los motores alternativos, motores a gas natural y compresores que usan lubricantes alcalinos.

Espectrometalografías: Cualquiera de las técnicas usadas para detectar y cuantificar trazas de elementos metálicos. Se realiza para medir partículas metálicas menores de 10 micras y nos brida información sobre desgaste, contaminación y aditivos.

Análisis infrarrojo: Es una forma de espectroscopia de absorción restringida a la región de longitud de ondas espectrales infrarrojas que identifica y cuantifica los grupos funcionales orgánicos. Un haz de luz infrarroja atraviesa una muestra de aceite usado contenido en una celda de cristal. El espectro de infrarrojo generado por la muestra se reproduce en un gráfico. Cada tipo de aceite tiene un espectro característico (como una huella digital) que permite comparar el aceite nuevo con el usado. Las diferencias entre los espectros muestran algunos cambios de los componentes del lubricante en servicio. Por ejemplo, puede medirse cuanto antidesgaste se ha consumido en un aceite hidráulico, contenido en agua u oxidación.

Espectrometria de Emisión (I.C.P.):

La muesta se caliente y se lleva hasta un estado de plasma, los elementos presentes emiten ciertas radiacíones en el espectro visible y ultravioleta, la radiación emitida es separada en diferentes longitudes de onda por difracción. La intensidad de la radiación es medida a diferentes longitudes de onda y esto permite calcular las concentraciones de los diferentes elementos presentes en la muestra

Se pueden medir concentraciones desde 1 a 1000 ppm. Esta técnica se utiliza para determinar el nivel de aditivos (Ba,Ca,Mg,P,B), metales de desgaste (Fe,Cu,Pb,Ag,Al,Ni) y contaminantes (Si,Na,K,Ba)

 

Ensayos más utilizados

 

Viscosidad cinemática ( ASTM D-445) (5): una medida del la resistencia del aceite a fluir. El cambio de la misma en los aceites usados pone de manifiesto problemas de oxidación, presencia de agua, dilución por  combustible, etc.

Determinación de contenido de agua ( ASTM D-95)(6): La  presencia de agua puede indicar problemas vinculados al agua de refrigeración, condensación, etc.

Determinación del TBN (ASTM D-2896) (7): Mide la  capacidad residual de aditivos básicos del lubricante que protegen al equipo de la corrosión   .

Análisis  de metales  por Espectroscopia de Absorción Atómica (AAS) (3).  Existen tres fuentes que originan metales: metales de desgaste, aditivos y contaminantes (Fig. 1)

Metales de desgaste: Estos metales indican desgastes en componentes particulares de una unidad estudiada permitiendo evaluar el estado de los mismos (hierro, cromo, plomo, cobre, etc.)

Aditivos: Existen metales en numerosos paquetes de aditivos de lubricantes; la caída de concentración de los mismos dan una idea del deterioro de las propiedades del lubricante (Magnesio, Zinc, Calcio, etc.).

Contaminantes: Contaminantes externos (polvo, tierra, refrigerante) pueden ser detectados de acuerdo a componentes metálicos presentes en los mismos, indicando una falla en la estanqueidad del sistema lubricante (Silicio, Sodio, Aluminio, etc.).,

Dilución por combustible por Cromatografía de gases (ASTM D-3524) (8) El pasaje de combustible al aceite es frecuente en motores con problemas de mala relación aire/combustible por  problemas de inyección, compresión, etc. (Fig.2).

Determinación de contenido de insolubles (insolubles en pentano y tolueno; ASTM D-893)(9): Indica la presencia de contaminantes sólidos (productos de oxidación, hollín, contaminantes externos) e identificación de la naturaleza de los mismos.

Blotter test (Cromatografía de gota) Mediante una gota de aceite  en un papel adecuado se obtiene  una primera información cualitativa valiosa sobre el estado del mismo.

Examen microscópico de cualquier partícula visible en la muestra o eventualmente en el filtro. La identificación cualitativa de la composición del metal revela componentes que están sufriendo el desgaste y el análisis morfológico sugiere modo y causa del mismo.

 

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