Análisis de fallas de lubricación en motores a gas

Marcelo E. Martins

¿¿QuQuéé tienentienen en en comcomúúnn estasestas fotograffotografííasas??

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S ¡Todas describían fallas evitables!

CausaCausa: Uso de agua sin tratar: Uso de agua sin tratar

S Fisura entre asientos de válvulas de escape

CausaCausa: Oxidaci: Oxidacióón acelerada del aceiten acelerada del aceite

S Quemado por preignición

CausaCausa: : FugaFuga de de refrigeranterefrigerante

S Depósitos de óxido de cobalto

S Alta recesión

CausaCausa: : PobrePobre mantenimientomantenimiento del del circuitocircuito de de refrigeracirefrigeracióónn

S Incrustaciones en pasajes de agua de tapa de cilindros

CausaCausa: : IngresoIngreso de de polvopolvo porpor filtrosfiltros de de aireaire en mal en mal estadoestado

S Rayado de cojinete, desprendimiento de material por fatiga

ModosModos de de fallafalla relacionadosrelacionados con la con la lubricacilubricacióónn

S Depósitos en la cámara de combustiónS Depósitos en el cárterS Depósitos en el turboS Corta vida útil de bujíasS Corta vida útil de filtros/aceiteS Motores suciosS Válvulas quemadasS Válvulas pegadas

ModosModos de de fallafalla relacionadosrelacionados con la con la lubricacilubricacióónn

S Anillos desgastadosS Camisas desgastadasS Tapas de cilindro fisuradasS RayadoS CorrosiónS Formación de barnicesS Recesión de válvulasS Válvulas rotas

CausasCausas de de problemasproblemas relacionadosrelacionados con el con el lubricantelubricante

S Fugas de refrigeranteS CondensaciónS Relación aire/combustibleS CargaS Servicio (paradas y arranques)S CombustibleS Avance de la igniciónS Preignición y detonaciónS Temperatura del aceite

CausasCausas de de problemasproblemas relacionadosrelacionados con el con el lubricantelubricante

S Temperatura del refrigeranteS Depósitos en el sistema de refrigeraciónS Alto consumo de aceiteS Intervalo de cambio de aceiteS Filtración inadecuada (aceite o aire)S Anillos desgastadosS Problemas de igniciónS Sellos de válvula desgastadosS Balance del motor

AnAnáálisislisis de de ModosModos de de FallaFalla y y sussus EfectosEfectos

¿Qué grado de alerta proveen los mecanismos de detección?

¿Cómo puede detectarse la falla?

¿Cuál es la causa raíz de la falla?

¿Cuál es la importancia y la probabilidad de ocurrencia?

¿Quépuede pasar si ocurre?

¿Cuál es la naturaleza de la falla?

Intervalo P-FMecanismos de detección

Causas posibles

CriticidadEfectos posibles

Modo de falla

n

Punto donde la falla inicia

Tiempo

Co

nd

ició

n

P

F

Punto donde la fallaes detectable (potencial)

Punto de falla

S El tiempo entre P y F es el momento que se tiene para

detectar una falla potencial y trabajar para que no ocurra.

S Cuanto mayor sea el intervalo más oportunidad habrá para

planificar una reparación.

MecanismoMecanismo de de deteccideteccióónn de de unauna fallafalla

VeamosVeamos algunosalgunos ejemplosejemplos de la de la relacirelacióónn

Causa raíz de falla

Desempeño del motor

Los extremos de temperatura afectan la severidad de trabajo del aceite

Temperaturas mayores de 190°F (88°C) promueven una rápida oxidación

Temperaturas menores de 135°F - 140°F(57° - 60°C) promueven la nitración

Temperatura de aceite óptima: 150° -170°F (66°C - 77°C)

EstabilidadEstabilidad ququíímicamica del del aceiteaceite

Taponamiento de filtros

Aumento del desgaste(falla de componentes)

Corrosión (fallade componentes)

Pegado de anillos – altoconsumo de aceite

Desbalanceo térmico (depósitosbajo corona del pistón)Detonación/preigniciónAumento del desgaste(falla de componentes)

Taponamiento de filtrosRestricciones de flujo

CONSECUENCIAS

Barniz

Carbón

Lodos

Resinas

EXTERNOSINTERNOSCAMBIOS

Formaciónde depósitos

Aumento deviscosidad

Formaciónde ácidos

Cambioquímico

Oxidación

EstabilidadEstabilidad ququíímicamica del del aceiteaceite

Los depósitos de carbón provocan

Pulido de camisas

Baja presión de gases de “soplado”conduce a mal sellado

Depósitos en ranuras de anillos conducen a restricción de movimiento y pegado

El pulido de la camisa provoca mala retención de aceite

ConsecuenciasConsecuencias de la de la oxidacioxidacióónn del del aceiteaceite en en pistonespistones, , anillosanillos y y camisascamisas

ConsecuenciasConsecuencias de la de la oxidacioxidacióónn del del aceiteaceite en en cojinetescojinetes

CausasCausas de de oxidacioxidacióónn del del aceiteaceite en un motor a gasen un motor a gas

S Altas temperaturas de agua y/o aceite (sobrecalentamiento)

S Formación de incrustaciones en agua de camisa.

S Puntos calientes localizados.S Pequeñas fugas de refrigerante.S Sobreextensión del servicio.

EjemploEjemplo de de AnAnáálisislisis de de ModoModo de de FallaFalla y y sussus EfectosEfectos

9 (240 hs)Análisis de aceite usado

Sobreextensióndel servicio.

3 (2100 hs)Análisis de aceite usado

Pequeñas fugas de refrigerante.

7 (720 hs)Inspecciones boroscópicas

Puntos calientes localizados.

1 (6500 hs)Análisis de refrigerante y circuito

Formación de incrustaciones en agua de camisa.

3 (2100 hs)Monitoreo de temperaturas

Altas temperaturas de agua y/o aceite

Asignar valor a ambos (de 1 a 10)1: menos importante (sin riesgo y gasto nulo), o con baja probabilidad de ocurrencia10: alto riesgo y/o costo y alta ocurrencia

Corrosión de cojinetes

Oxidación del aceite

¿Qué alerta proveen los mecanismos de detección?(asignar valor de 1 a 10*)

¿Cómo puede detectarse la falla?

¿Cuáles causas raíz provocaron la falla?

¿Cuál es la importancia y probabilidad de ocurrencia?

¿Qué podría pasar si ocurre?

¿Cuál es la naturaleza de la falla?

Intervalo P-FMecanismos de

detección

Causas posiblesCriticidadEfectos posibles

Modo de falla relacionado

con lubricación

* Con valores en aumento cuando la anticipación que provee el mecanismo de detección es menor

Plan de Plan de acciaccióónn

Sergio FlowersEstablecer períodos de cambio donde el aceite del 100% de los equipos llegue a menos del 80% de sus límites condenatorios. Nunca extender los períodos de cambio sin una buena razón (cambio de tecnología de aceite, cambio de condiciones operativas del motor, etc.).

Análisis de aceite usado

Sobreextensión del servicio.

X

Sergio FlowersSeguir de cerca los valores de sodio, potasio y boro en el aceite usado. Ante bruscas variaciones investigar la ubicación de la fuga de refrigerante y repararla de inmediato. Documentar todo el proceso.

Análisis de aceite usado

Pequeñas fugas de refrigerante.

X

Roger InjustinianoProgramar inspecciones periódicas de los motores, y documentar los hallazgos.

Inspecciones boroscópicas

Puntos calientes localizados.

X

John GalíndezSeleccionar un proveedor de refrigerante que, además de proveer un producto de buena calidad, brinde un servicio de análisis. Monitorear los parámetros del refrigerante en forma periódica (definir período) y asegurarse que el circuito de refrigeración esté sellado y presurizado.Inspeccionar los equipos de manera de evaluar la condición actual del circuito de refrigeración y programar limpiezas químicas de ser necesario.

Análisis de refrigerante y circuito

Formación de incrustaciones en agua de camisa.

X

Juan PérezFijar parámetros de control de las temperaturas de agua y aceite, asegurarse que las temperaturas se tomen siempre en el mismo lugar (entrada y salida del motor, para evaluar el salto térmico) y verificar periódicamente la calibración de los equipos medidores.

Monitoreo de temperaturas

Altas temperaturas de agua y/o aceite

X

ResponsableResponsableCurso de acciCurso de accióón de recomendablen de recomendableDetecciDeteccióónnCausa raCausa raíízzNPRNPR

ImplementaciImplementacióónn

S Generar procedimientos escritos a partir de los informes de cada responsable

S Establecer métricas por las cuales se medirán los resultados (ejemplo: tiempo medio entre fallas, dinero gastado en repuestos, etc.)

S Capacitar al personal que se encargará de implementar cada procedimiento

S Establecer mecanismos de control para las tareas, con nuevas recompensas y castigos basados en estos procedimientos renovados

S Documentar los avances logrados así como los ahorros conseguidos, de manera de tener un apoyo irrefutable en las reuniones gerenciales

S ¡Gracias!