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TRIBOLOGIA Y ACEITES I DEPARTAMENTO DE CAPACITACION ROAD MACHINERY

Tribologia y Aceites i

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TRIBOLOGIA Y

ACEITES I DEPARTAMENTO

DE CAPACITACION ROAD MACHINERY

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A través de la historia, el hombre ha buscado vencer, principalmente por comodidad, situaciones de adversidad, entrando así inconscientemente en un proceso de mejora continua.

Algunos ejemplos que ilustran lo descrito anteriormente son:

El control remoto El paraguas Dispositivos remotos La rueda El telégrafo

DEFINA OTROS

:

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Una de estas adversidades que el hombre a tenido que venir venciendo o buscando formas de disminuir es la Fuerza de Fricción.

FUERZA DE FRICCION: Es la fuerza que se opone a el movimiento de dos cuerpos con superficies de contacto entre sí.

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ASPECTOS NEGATIVOS DE LA FRICCION

Como causa de la fricción, siempre tenemos dos factores negativos presentes, entre las superficies que se friccionan, los cuales son desgaste y calor, ya que la fricción en la práctica nunca alcanza el 0 (cero) . Aun las superficies que pudieran verse lo mas lisas, pulidas, brillantes, resbalosas, talladas, cuando son vistas a microscopio muestran sus irregularidades.

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ALGUNOS ASPECTOS POSITIVOS DE LA FRICCION

Sin embargo aunque la fricción en la mayoría de las situaciones es negativa, hay situaciones en las que ha sido aprovechada positivamente. La fricción es el mecanismo de conexión inherente en los nudos, los clavos, el conjunto tornillo tuerca , el esmeril funciona a base de fricción, entre otros.

Mencione otros:

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LEYES DE LA FRICCION Y FACTORES CONTROLABLES QUE AFECTAN LA

FRICCION 1) PRIMERA:LA FRICCION ES PROPORCIONAL A LA CARGA.

CARGA: Influye directamente y proporcionalmente sobre la fricción. A mayor carga mayor fricción.

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2) SEGUNDA: ES INDEPENDIENTE DEL AREA DE CONTACTO DE LAS SUPERFICIES (EL COEFICIENTE DE ROZAMIENTO NO DEPENDE DEL TAMAÑO DE LAS SUPERFICIES).

NATURALEZA DE LOS MATERIALES: Dependiendo la naturaleza química de los materiales la fricción puede ser mayor o menor.

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SUPERFICIE COEFICIENTE DE FRICCION ESTATICO

COEFICIENTE DE FRICCION CINETICO

MADERA SOBRE MADERA

.4

.2

HIELO SOBRE HIELO

.1 .03

METAL SOBRE METAL (Lubricado)

.15 .07

HULE SOBRE CONCRETO SECO

1 .5

ARTICULACIONES HUMANAS

.01 .01

COEFICIENTE DE FRICCION DE ALGUNOS MATERIALES

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3)TERCERA: VARIA SEGUN LA NATURALEZA DE LAS SUPERFICIES.

ACABADO DE SUPERFICIES: Entre más

pulido este el acabado de una superficie menor será su coeficiente de fricción. Entre más áspero el acabado de una superficie mayor será su coeficiente de fricción.

DISMINUYENDO FRICCION

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LA TRIBOLOGIA SE VIENE APLICANDO BASICAMENTE EN LAS SIGUIENTES DOS AREAS PARA REDUCIR O “PRACTICAMENTE” ELIMINAR LA FRICCION.

4) LA LUBRICACION UTILIZADA: Utilizando

el lubricante adecuado, la fricción tiende a disminuir.

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5) FORMA DE LOS CUERPOS: La forma de los cuerpos interviene en la fricción, siendo los cuerpos esféricos o cilíndricos los que ocasionan menor fricción.

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TRIBOLOGIA: Viene de los griegos tribos que significa frotamiento o rozamiento y logía que significa ciencia. Por lo tanto traduciendo literalmente podríamos decir que es la ciencia del frotamiento. Secularmente hablando …..

TRIBOLOGIA: Ciencia que se encarga del estudio de la lubricación , la fricción y el desgaste.

DESGASTE: Es deterioro progresivo de una materia como consecuencia del uso o roce.

CALOR: Es una especie o tipo de energía que puede generarse por diversos medios o métodos.

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PRINCIPALES TIPOS DE DESGASTE

Rabinowicz, un Ingeniero Mecánico

Profesor Emérito del MIT, y quien es reconocido por importantes contribuciones en el campo de la tribología clasificó el desgaste en 4 formas :

Desgaste Abrasivo Desgaste Corrosivo

Desgaste Adhesivo Fatiga Superficial

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DESGASTE ABRASIVO: Es la acción de corte de un material duro y agudo a través de un material mas suave. El material duro tiende a formar ralladuras en la superficie del material blando. Si las ralladuras son muy profundas se genera el deshecho de material conocido como virutas. Es el más común en la industria.

PIEZA NORMAL

Y

PIEZA DESGASTADA

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DESGASTE ADHESIVO: Llamado también por fricción o deslizante. Es el que ocurre cuando dos superficies solidas se deslizan una sobre otra bajo presión. En este desgaste hay ralladuras irregulares y superficiales. Es el segundo mas común.

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DESGASTE CORROSIVO: Es una

combinación de desgaste adhesivo y abrasivo aunados a un ambiente corrosivo. Hay perdida de material el cual puede ser abundante debido a que los productos de la corrosión se desprenden fácilmente.

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LAS PLAYAS: Por el salitre (aire húmedo con sal).

LABORATORIOS: Por químicos de alta

agresividad (ácidos básicamente), y por gases condensados.

TIERRA AGRICOLA: Humedad de la tierra y

silicio. MINERIA: Acidos, amoniacos, silicio, humedad. CASERO: Detergentes, humedad.

EJEMPLOS DE AMBIENTES CORROSIVOS

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DESGASTE POR FATIGA SUPERFICIAL: Se genera debido a que partículas suspendidas entre dos superficies y sometidas a cargas cíclicas, causan fracturas superficiales que debido a los ciclos repetitivos derivan finalmente en una destrucción de la superficie. Este tipo de desgaste también se le conoce como pitting (piquetes o puntos). Estas cargas cíclicas causan un debilitamiento al interior del cuerpo, causando un efecto similar al de una caries o la palomilla de la manzana. Este tipo de desgaste no se detectaba por análisis de aceite, hasta que nace la técnica de PQ index.

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EXPLICACION DEL PITTIN Y FATIGA SUPERFICIAL

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EL PITTING ES CAUSADO TAMBIEN POR AMBIENTES CORROSIVOS Y SE PRESENTAN

DIFERENTES TIPOS:

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El profesor Rabinowicz cuantifico la interferencia del desgaste con respecto a la vida útil de las máquinas.

PERDIDA DE

UTILIDAD

OBSOLESCENCIA

(15 %)

DEGRADACION DE SUPERFICIE

(70 %)

ACCIDENTES(15 %)

DESGASTE MECANICO

50%

FATIGA ADHESION

ABRASION

CORROSION (20%)

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EXISTEN OTROS TIPOS DE DESGASTE NO INCLUIDOS EN EL ESTUDIO ANTERIOR LOS CUALES SON:

1) DESGASTE POR CAVITACION: LAS MOLECULAS DE

UN LIQUIDO, ALCANZAN LA PRESION DE VAPOR DEL LIQUIDO DE TAL FORMA QUE DICHAS MOLECULAS CAMBIAN INMEDIATAMENTE A ESTADO DE VAPOR FORMANDOSE BURBUJAS. ESTAS BURBUJAS EN SU DEZPLAZAMIENTO LLEGAN A ZONAS DE MAYOR PRESION E IMPLOTAN (EL VAPOR REGRESA SUBITAMENTE A SU ESADO LIQUIDO APLASTANDOSE BRUSCAMENTE LAS BURBUJAS). LA IMPLOSION CAUSA ONDAS DE PRESION QUE VIAJAN EN EL LIQUIDO. ALGUNAS DE ESTAS ONDAS NO ALCANZAN A DISIPARSE Y SI CHOCAN CON UN METAL DONDE LA PRESION ES IGUAL O MENOR EL MATERIAL METAL TIENDE A DEBILITARSE METALURGICAMENTE CON LO QUE SE INICIA SU EROSION.

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POR OTRO LADO SI LAS BURBUJAS DE VAPOR SE ENCUENTRAN CERCA O EN CONTACTO CON UNA SUPERFICIE METALICA AL MOMENTO DE SU IMPLOSION, LA FUERZA EJERCIDA POR EL LIQUIDO AL OCUPAR EL LUGAR DEL VAPOR DAN LUGAR A PRESIONES MUY ALTAS LAS CUALES OCASIONAN PICADURAS SOBRE LA SUPERFICIE SOLIDA.

ESTE FENOMENO VA ACOMPAÑADO DE RUIDO Y VIBRACIONES.

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PROCESO DEL DESGASTE DE CAVITACION

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ILUSTRACION DEL AVANCE DEL DESGASTE POR CAVITACION

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PIEZA DESGASTADA POR CAVITACION

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DESGASTE POR CORRIENTES ELECTRICAS

SE GENERA CUANDO CORRIENTES PARASITAS PASAN POR UN EQUIPO LUBRICADO CAUSANDOLE PICADURAS DEBIDO A QUE EL EQUIPO NO TIENE SU TOMA A TIERRA O ESTA ES DEFECTUOSA. SE DAN EN COJINETES DE MOTORES ELECTRICOS, DE TURBINAS Y DE COMPRESORES CENTRIFUGOS.

ARRANQUE DE UN MOTOR

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UNA LUBRICACION CORRECTA REDUCE EL DESGASTE AL MINIMO Y POR ENDE ALARGA LA

VIDA DEL COMPONENTE

LUBRICACION

CORRECTA

LUBRICANTE

CORRECTO

CANTIDAD

CORRECTA

MANTENIENDOLO FRESCO, LIMPIO Y

SECO

LUGAR CORRECT

O

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LUBRICACION: Es la acción de llevar a cabo la separación de dos superficies con deslizamiento relativo entre si de tal manera que no se produzca daño entre ellas. Su objetivo es la disminución del rozamiento, desgaste y calentamiento, esto por medio de un lubricante, el cual puede ser sólido, líquido o gaseoso y de espesor suficiente que evite el contacto entre las dos superficies en movimiento relativo.

LUBRICACION : TIPOS , EFICIENCIA Y COMPARACIONES ENTRE CADA TIPO

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Ajuste de una con otra con alto grado de conformidad geométrica.Transferencia de la carga a un área grande.

En los diferentes diseños de maquinaria existen dos tipos de superficies y ambas

requieren ser lubricadas SUPERFICIES CONCORDANTE

S

SUPERFICIES NO CONCORDANTES

No hay ajuste directo entre las piezas.Transferencia de la carga a un área pequeña.

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LUBRICACION HIDRODINAMICA: Se da

generalmente en superficies concordantes y por medio de una película fluida. La película lubricante es gruesa de tal modo que evita que las superficies sólidas opuestas entren en contacto. Proporciona baja fricción y alta resistencia al desgaste por lo que comúnmente es denominada la lubricación ideal. El tamaño de la película lubricante depende del tipo de mecanismo, y hay formulas especiales para que sea calculado, pero es del orden de 5um hacia arriba.

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LUBRICACION ELASTOHIDRODINAMICA

(EHL): Esta normalmente asociada a superficies no concordantes y por medio de una película fluida. Al momento de la interacción entre dos crestas de las superficies de contacto, se deforman elásticamente sin llegar al punto de fluencia del material. Una vez que ocurre la deformación elástica, la película lubricante que queda atrapada entre las rugosidades de las dos superficies forma una capa hidrodinámica. El ancho de esta capa es del orden de 1 um o menor.

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LUBRICACION MARGINAL: Las superficies en contacto no están separadas por la película lubricante. Los efectos de la película fluida son insignificantes y existe un contacto de las asperezas muy importante. Las propiedades de los sólidos en contacto y la película lubricante determinan las características de la fricción (mucha o poca). El espesor de la película en este tipo de lubricación varia entre 1 y 10 nm.

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LUBRICACION MIXTA: Se define como la lubricación que se da cuando debido a que hay un aumento de presión entre las superficies en contacto, la película lubricante disminuye y existe un contacto metal-metal debido a las rugosidades. El grado de fricción depende altamente de la composición química de las superficies en contacto.

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LUBRICACION HIDRODINAMI

CA

LA PELICULA DE LUBRICANTE

SEPARA TOTALMENTE

LAS SUPERFICIES EN

CONTACTO

LUBRICACION ELASTOHIDRODIMAN

ICA

LA PELICULA DE LUBRICANTE PRINCIPAL

SEPARA LAS SUPERFICIES Y LA

PELICULA MARGINAL ACTUA EN LAS

CRESTAS EN CONTACTO

LUBRICACION MARGINAL

SOLO UNA PELICULA

MARGINAL DE LUBRICANTE ACTUA Y HAY DEMASIADO CONTACTO ENTRE LAS

SUPERFICIES

RESUMEN DE TIPOS DE LUBRICACION

Boletín LUBRICACION Y ANALISIS DE ACEITE por Noria

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COJINETE CON UNA SUPERFICIE QUE YA TIENE OBSTRUCCIONES A LA LUBRICACION HIDRODINAMICA

NORMAL.

SE DEBE PRINCIPALMENTE A ACEITES DE MALA CALIDAD O PERIODOS

EXTENDIDOS DE CAMBIOS.

VISTA A MICROSCOPIO

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10 ¯³

10 ¯²

10 ¯¹

1

Coeficiente de fricción

COEFICIENTES DE FRICCION DE ACUERDO AL TIPO DE LUBRICACION

Hidrodinámica

Elastohidrodinámica

Marginal

Sin lubricar

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PROPORCION DE DESGASTE DE ACUERDO AL TIPO DE LUBRICACION

Hidrodinámica

Elastohidrodinámica

Marginal

Sin lubricar

Desgaste severo

Amarre

Tiempo relativo

Tasa de desgaste

LUBRICACION

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Los Cinco Problemas más Comunes en Nuestros Equipos (Fuente Widman,

extracto de boletín)

Tierra

La tierra es lija para el motor. Al entrar, su efecto abrasivo lija los anillos y los cilindros, causando desgaste directo. Al bajar al aceite, se mezcla y comienza a circular con él, causando desgaste continuo hasta el próximo cambio. Un buen filtro de aceite volverá a eliminar las partículas sobre 8 o 10 micrones, pero si el aceite es muy viscoso, no pasará por el filtro, se abrirá la válvula de alivio de presión del filtro, permitiendo la circulación del aceite con estas partículas. De cualquier forma, las partículas menores continuarán lijando el motor hasta el próximo cambio y una parte se quedará contaminando hasta el cambio siguiente. A veces la tierra ingresa por tapas mal cerradas, ductos rajados o rotos, abrazaderas mal ajustadas, adaptaciones mal ejecutadas, y otras entradas.

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Combustión

Hollín es el residuo de combustible mal quemado convertido a una forma de carbón. Las partículas de hollín son pequeñas y duras. Son excelentes lijas que reducen la vida útil del árbol de levas y otras partes donde hay alta presión en el motor. Son tan pequeñas que pueden circular por el filtro de aceite sin atraparse, lijando continuamente hasta el cambio de aceite.

Combustible

Muchas veces el problema de inyección es tan serio que se encuentra 10% o más de combustible crudo en el aceite analizado. Esto es un exceso en el consumo de diesel que debería ser notado por el operador o la persona que controla el consumo de diesel. Además, el operador o mecánico, al revisar el nivel de aceite, debería poder oler y sentir el diesel. Debe poder reconocer la pérdida de viscosidad causada por la dilución del diesel.

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El envío de una muestra de aceite con 10% diesel para analizar demuestra una falta de reconocimiento de lo fácil que es determinar esto en campo. El hecho de esperar resultados del laboratorio cuando las señales de los problemas son obvias indica una falta de comunicación o sentido de urgencia. Agua

El 11% de los resultados tienen señales de contaminación por agua, 2% delatan problemas que vienen del sistema de refrigeración, mientras 9% indican problemas menores, posiblemente por cruzar ríos, lavar motores, lavar los tambores o contaminar los recipientes utilizados para transportar o medir el aceite. En caso que el agua venga del radiador es más serio, pero lo más fácil de identificar en campo. El operario sabe cuando está aumentando agua al radiador. Esa agua está yendo a algún lugar. Aumentar agua sin identificar su destino final es saber que existen problemas sin buscar la causa raíz.

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Agua que viene del radiador viene con partículas de hierro, aluminio, cobre, estaño y otras partículas dañinas. Si el sistema opera con refrigerante/anti-corrosivo, el glicol causará daños a los cojinetes. El envío de la muestra de aceite al laboratorio (sabiendo que contiene agua) confirmará el problema, el análisis será solo para establecer daños y no para identificar la presencia de agua.

Otros problemas son identificados por la presencia de sodio u otros minerales extraños en el aceite. Aquí el problema podría ser eliminado por un operador entrenado. Estos minerales provienen del agua cuando el motor es lavado a presión o del agua que ingresa al motor cuando se cruzan ríos, entrando por tapas sueltas o tubos de medición de aceite que no sellan. Además por el transporte o almacenamiento de tambores bajo la lluvia, su lavado, u otras causas.

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Aceite Equivocado Por increíble que parezca, en cada lote de

muestras que enviamos hay varias que demuestran contaminación por otros aceites o aditivos suplementarios. El mecánico o técnico lubricador debería saber qué aceite usa cada motor y revisar la etiqueta del aceite que le están proviendo. La mayoría de los aceites (para una misma aplicación) son técnicamente compatibles entre sí, sin embargo no es recomendable mezclarlos (a no ser una verdadera emergencia). El agregar un aceite de otra marca, menor clasificación API, distinta viscosidad, aceites para otras aplicaciones (hidráulico en motor, transmisión en hidráulico, etc.), o aditivos, no solo altera la composición del aceite original, sino que invalidan absolutamente los resultados del laboratorio e interrumpe el programa de monitoreo del aceite y mantenimiento.

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¿Qué es tribología?

¿Qué es desgaste?

RESUMEN- REPASO

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Según los estudios de tribología, ¿Qué impacto porcentual tiene el desgaste en la vida de la

máquina sin considerar el ambiente corrosivo ?

Asigne numéricamente del 1 al 3 de acuerdo al

tamaño de la película lubricante (3 mayor, 1 menor), por tipo de lubricación.

Elastohidrodinámica Marginal Hidrodinámica

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Es el desgaste más común:

Desgaste que anteriormente no se podía detectar por análisis de aceite:

¿Cuál es la lubricación que sería la mas conveniente y porqué?

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REACTIVO: Se repara después de

que falla

PLANEADO: Se repara antes de

que falle

CONFIABILIDAD INTRINSECA: No

se repara, se elimina la causa

de la falla

CLASE MUNDIAL: Se optimizan los

activos

EVOLUCION DEL MANTENIMIENTO

Como empresa, ¿En donde

estamos ubicados?

¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿¿¿¿

¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿¿ ¿ ¿ ¿ ¿

? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

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ANALISIS DE ACEITES

ANALISIS DE

VIBRACION

ANALISIS TERMOGR

AFICOS

CIENCIAS DE APOYO EN EL MANTENIMIENTO DE PRIMER NIVEL

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CARACTERISTICAS PROPIAS DE LOS DIFERENTES NIVELES DE MANTENIMIENTO

Alto costo Programado Coordinado Proactivo Selección de lubricantes

Alineamiento de visión Cambios de aceite Análisis termográfico Orgullo personal de pertenencia Análisis de vibración Uso extendido de lubricantes

Uso de tiempo extra Alianzas Máximo aprovechamiento de recursos

Diseño de la defensiva Mejoras en diseño Análisis predictivos

Coordinado Atención a fallas Eliminación de defectos

Transformación cultural Análisis de aceite Reconocimiento mundial

Cambios de procedimientos Extensión de vida de componentes

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ACOMODO PERSONAL DE LAS CARACTERISTICAS CORRESPONDIENTES A CADA

TIPO DE MANTENIMIENTO

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ACOMODO GRUPAL DE LAS CARACTERISTICAS CORRESPONDIENTES A CADA TIPO DE

MANTENIMIENTO

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NO HAY UN CAMINO CORTO AL CAMBIO CULTURAL DENTRO DE UNA

ORGANIZACION

La transformación cultural ocurre cuando los procedimientos “normales” son reemplazados por procedimientos nuevos y más eficientes. Esto representa un cambio revolucionario o por lo menos un paso dinámico de evolución en el pensamiento y comportamiento del personal.

No existe un producto o curso singular que pueda alcanzar la transformación cultural de mantenimiento porque la gente tiende a resistirse al cambio. Un cambio de cultura en todos los níveles de cualquier empresa causará mejoras tangibles a corto plazo y nos guiará hacia la mejora continua hasta alcanzar la excelencia.

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Hay cuatro actividades principales en la fase de diseño e implementación de la transformación:

• Diseño• Implementación• Documentación• Entrenamiento continúo. DISEÑO: Los aspectos del diseño son técnicos y

requieren individuos con talentos y experiencias especiales. Esto implica una vez que se conozca el

proceso actual, diseñar uno nuevo estando plenamente convencidos que será mejor que el vigente. Sería un error claro de visión y conocimiento el diseño de un nuevo proceso el cual no fructificara en una mejoría.

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IMPLEMENTACION: Convencer a la parte ejecutora, venderle la idea, convencerlo de los beneficios del cambio para llevar a cabo el nuevo diseño. Es muy conveniente “emponderizar” a la parte ejecutora para que se establezca una implementación con los menores problemas y ajustes.

DOCUMENTACION: Documentar lo que pasa en el cambio, datos, problemas, medibles de mejora, ect, esto para al final obtener un medible del beneficio total que nos generó la implementación del nuevo proceso o sistema.

ENTRENAMIENTO CONTINUO: Capacitar a todo el personal en todas las áreas de tal manera que lleguen a convertirse en unos especialistas de su área.

RENOVARSE O MORIR. El no renovarse es permanecer siempre en los parámetros de trabajo antes establecidos. En un sistema competitivo como los actuales toda empresa estática tiende a sucumbir.

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RELACION DE COSTOS ENTRE LOS TIPOS DE MANTENIMIENTO

Es obvio que un mejor mantenimiento es menos costoso e impactara en menor grado el presupuesto destinado para tal efecto. En base a diversos estudios se ha encontrado una relación de costo entre los distintos mantenimientos.

ESTRATEGIA DE MANTENIMIENTO

ALGUNAS TECNICAS USADAS

COSTO APROXIMADO

MANTENIMIENTO PROACTIVO

Monitoreo y corrección de

causas raíz de falla (contaminación)

$ .10

MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Monitoreo de vibración y

partículas de desgaste

$8.00

MANTENIMIENTO PREVENTIVO

Reemplazo periódico de componentes

$13.00

MANTENIMEINTO REACTIVO

Corrección de fallas de acuerdo a ocurrencia

$18.00

Page 57: Tribologia y Aceites i

MANTENIM

IENTO

PROACTI

VO

BUSCA LAS CAUSAS DE LA FALLA, LAS CORRIGE EVITANDO SE VUELVA A PRESENTAR.

USA TECNOLOGIAS COMO ANALISIS DE ACEITE, DE VIBRACION Y DE TERMOGRAFIA.

PREDICE DE FORMA ESTIMADA LA DURABILIDAD DE LA MAQUINA

PRETENDE TENER LA MAQUINARIA LIBRE DE FALLAS Y EXTENDER SU VIDA

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POSTULADOS Y PRINCIPIOS BASICOS APLICABLES A MANTENIMIENTO

1)PRINCIPIO 80-20: Tan solo un 20 % de causas me provocan un 80% de efectos. Entonces corrigiendo el 20% mejorare en un 80%.

20% de las maquinas provocan el 80% de tiempo muerto.20% de la gente realiza el 80% del trabajo.20% de las causas de falla ocasionan el 80% de las ocurrencias de falla.20% del cerebro humano trabaja y genera el 80% de nuestra actividad mental e intelectual.20% de aspectos generan 80% de los gastos.

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2) LAS 4 Rʼs : Trabajar con las 4 Rʼs significa repetición del problema, no estamos cortando el problema de la raíz. Estas son: REPARAR, REEMPLAZAR, RECONSTRUIR, REMOVER.

Si reparo una bomba que se dañó por contaminación con tierra, y no corrijo el ingreso del contaminante al sistema, el problema se repetirá.Si reemplazo la bomba y no corrijo el ingreso del contaminante al sistema, el problema se repetirá.Si solo remuevo el contaminante y no corrijo su ingreso el problema persistirá.

4 Rʼs REPETICION DE FALLA

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3) LAS 3 Sʼs: Trabajar con las 3 Sʼs a tiempo me evita futuras fallas mayores. Estas son: SUJECION, SILENCIO, Y SUCIEDAD:

Si veo un tornillo flojo, es consecuencia de desbalanceo o vibración excesiva (entre otras).Si tengo suciedad, es signo de una fuga, probable salida de lubricante y entrada de contaminante.Si percibo algún ruido extraño, es signo de falla presente o falta de lubricación.

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Page 63: Tribologia y Aceites i

TIEMPO

CA

PAC

IDA

D F

UN

CIO

NA

L

1 2

Inicio de la falla

Varias señales de falla

3

Falla funcional

(Paro)

COMPORTAMIENTO DE UNA FALLA

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1.- DOMINIO PROACTIVO: Las medidas aquí tomadas evitan el inicio de una falla, por lo tanto es la mejor estrategia.

2.- DOMINIO PREDICTIVO: Las medidas que aquí se toman son de actividades planeadas y programadas de acuerdo a los varios eventos de falla. Aunque estas medidas son de dominio predictivo son reactivas en naturaleza.

3.- DOMINIO PROTECTIVO: Las medidas tomadas en este dominio son medidas de preservación y de última oportunidad. Con frecuencia son automáticas (disparos, bloqueos por protección, etc).

EL USO DE LA MULTIPLES TECNOLOGIAS NOS DA:

Mayor cantidad de opciones correctivas.Mejor comprensión del evento.

Confianza en la toma de decisiones.

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¿Durante el mantenimiento proactivo como es la capacidad funcional la máquina?

¿Qué supone que debe hacer el mantenimiento proactivo desde el punto de vista en el área en que usted se desempeña?

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Defina el principio 80-20:

¿Qué significan las 4 R´s y que debemos hacer con ellas?

¿Qué significan las 3 S´s y que debemos hacer con ellas?

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LUBRICANTE: Es una sustancia que

colocada entre dos piezas móviles impide su contacto directo y facilita el movimiento entre dichas piezas.

Talco Jabón Shampoo Cera Liquido sinovial

DEFINICIONES IMPORTANTES RELATIVAS AL CAMPO DE LA

TRIBOLOGIA

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PrimariasControl de la

fricciónControl del

desgasteControl de la

temperaturaControl de

herrumbre y corrosión

Funciones del lubricante

SecundariasTransmitir potenciaFormar selloRemover

contaminantesComo medioamortiguador y

aislante

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HERRUMBRE: Es la capa de óxido de color rojizo que se forma en la superficie del hierro y otros metales a causa de la humedad o del agua y también como consecuencia de las altas temperaturas (calor).

CORROSION: Es el ataque destructivo de un metal por reacción química o electroquímica con su medio ambiente.

TIPOS DE LUBRICANTE DE ACUERDO A SU ESTADO

Sólidos: Gráfito. Semisólidos: Grasas.Líquidos: Aceite. Gaseosos: Gases Nobles.

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HERRUMBRE

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EXISTE UNA PRUEBA MUY SENCILLA PARA VER LAS CUALIDADES ANTIHERRUMBRE DE UN ACEITE. ESTA PRUEBA NO ES CIENTIFICA O MEDIBLE CUALITATIVAMENTE PERO POR SIMPLE INSPECCION VISUAL NOS PERMITE EVALUAR LA CALIDAD DE UN ACEITE EN CUANTO A SU RESISTENCIA AL HERRUMBRE. LA PRUEBA ES LA ASTM D665 Y CONSISTE EN LO SIGUIENTE:

1) Mezclar 300 ml de aceite y 30 ml de agua destilada. 2) Sumerge una barra de acero en la mezcla. 3) Calentar a 140ºF (60ºC) por 4 horas. 4) Inspeccionar para herrumbre.

ASTM.-AMERICAN SOCIETY TESTING MATERIALS.

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Ejemplos de resultados con la prueba ASTM D665

¿CUAL LUBRICANTE TIENE MEJORES PROPIEDADES ANTIHERRUMBRE?

Page 73: Tribologia y Aceites i

CONSEJO PARA CONTROLAR LA HERRUMBRE EN LOS TANQUES

El espacio superior de los tanques de aceite usados para

la lubricación por circulación, puede, con el paso del tiempo, llenarse de herrumbre. La herrumbre es un contaminante duro que puede causar abrasión, acelerar la oxidación y crear emulsiones aceite-agua. Si no tiene ninguna otra opción para controlar el ingreso de agua y la formación de herrumbre, piense en cubrir la superficie del tanque expuesta al aire y al agua condensada con una capa delgada de una grasa que sea compatible con el aceite que está utilizando. Esto puede realizarse luego de haber drenado el sistema y limpiado el tanque. Puede aplicar la grasa fácilmente utilizando una espátula plástica limpia. (Michael Lofald, Gerente de Mantenimiento Predictivo, SAPPI Fine Paper).

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ACEITE: Proviene del árabe az-zait, (el jugo de la aceituna). Es un término genérico para designar numerosos líquidos grasos de orígenes diversos que no se disuelven en el agua y que tienen menor densidad que ésta.

ACEITE LUBRICANTE: Es un líquido que tiene por función lubricar y que su origen es mineral (del petróleo) o sintético (subproductos del petróleo ). Se efectúan las mezclas de estas bases (dos máximo)para obtener las viscosidades y calidades requeridas. Se complementan sus características incorporando a aquellos que lo requieran, distintos tipos de aditivos de acuerdo con su aplicación y posterior servicio.

ACEITES MINERALES:  Los aceites minerales proceden del petróleo, y son elaborados del mismo después de múltiples procesos en sus plantas de producción, en las refinerías. El petróleo bruto tiene diferentes componentes que lo hace indicado para distintos tipos de producto final, siendo el más adecuado para obtener aceites el Crudo Parafínico.

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ACEITES SINTETICOS: Los aceites sintéticos no tienen su origen directo del Crudo o petróleo, sino que son creados de Sub-productos petrolíferos combinados en procesos de laboratorio. Al ser más largo y complejo su elaboración, resultan más caros que los aceites minerales. Dentro de los aceites Sintéticos, estos se pueden clasificar en:

OLIGOMEROS OLEFINICOS POLIGLICOLES

ESTERES ORGANICOS FOSFATO ESTERES

VENTAJAS DE LOS ACEITES SINTETICOS SOBRE LOS MINERALES

Protección superior.Mejor respuesta ante cambios de temperatura.

Facilitan el arranque en frío.Mayor eficiencia de lubricación.

Vida útil mas larga.Punto de degradación mas alto.

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Hay muchas razones económicas y de desempeño para cambiarse a un lubricante para cajas de engranes más costoso. El calor o la

temperatura es uno de los factores más críticos desde el punto de vista mecánico.

En el medida en que el calor se eleva dentro de una caja de engranes, la viscosidad disminuye. En la medida en que esta

disminuye, hay un incremento en las condiciones de lubricación a película límite (contacto metal-metal), lo que genera más calor. Ese

calor generado por la fricción sirve para disminuir aún más la viscosidad del aceite, causando un deterioro en la efectividad del

lubricante.

Los sintéticos tienen, por lo general, índices de viscosidad (IV) altos. Esto contribuye a resistir los problemas asociados con el calor

en las cajas de engranes. El uso de aceites sintéticos en cajas de engranes ha disminuido efectivamente la temperatura de operación

entre 5 y 25°C.

LUBRICANTES SINTETICOS EN CAJAS DE ENGRANAJES

Page 77: Tribologia y Aceites i

SAE : Sociedad de Ingenieros Automotrices.

API : Instituto Americano del Petróleo

ISO : Sociedad Internacional de Estándares.

AGMA : Asociación Americana de Fabricantes de Engranajes.

NLGI : Instituto Nacional de Grasas y Lubricantes.

EXISTEN DIFERENTES ORGANISMOS QUE CLASIFICAN LOS ACEITES. EN LA PRACTICA LOS NOMBRES DE ESTAS CLASIFICACIONES GENERALMENTE SE USAN TAMBIEN PARA INDICAR SU REFERENCIA DE VISCOSIDAD

Page 78: Tribologia y Aceites i

◦ Motor

Clasificación por rango de viscosidad : SAE Clasificación por aplicación

Motores ciclo Otto : API “S” Motores diesel : API “C”

◦ Engranajes Clasificación por rango de viscosidad: SAE Clasificación por aplicación : API GL

CLASIFICACIONES DE LOS ACEITES

Aceites automotrices

Page 79: Tribologia y Aceites i

Clasificación por rango de viscosidad: ISO.

Clasificación para engranajes encerrados : AGMA

Define rango de viscosidad y nivel de exigencia en la aplicación

Aceites Industriales

Page 80: Tribologia y Aceites i

Ciclo Otto “S” : spark = bujía

SA : Sin aditivos SB : Aditivos antioxidantes - antidesgasteSC : Requisito fabricantes de motor año 64/67SD : Requisito fabricantes de motor año 68/71 SE : Requisito fabricantes de motor año 72/799SF : Requisito fabricantes de motor año 80/88SG : Requisito fabricantes de motor año 89/93SH : Requisito fabricantes de motor año 93/96SJ : Requisito fabricantes de motor año 97SL : Requisito fabricantes de motor año 2004SM: Requisito fabricantes de motor año 2004

(30/11/04)

Clasificación API para aceites de motor

Page 81: Tribologia y Aceites i

CA : trabajo ligeroCB : trabajo moderado año 49CC : trabajo severo año 61CD : motores turbo cargados trabajo severo año

55CD II : motores de 2 tiempos trabajo severoCE :trabajo severo ,motores turbocargados año

89CF : motores inyección directa e indirecta año 94CF-2: motores de 2 tiempos año 94CF-4: motores año 90CG-4 : motores 4 tiempos año 94CH-4 : motores 4 tiempos año 98CI -4 : Motores 4 tiempos, baja emisión, EGR, año

2002

Ciclo Diesel “C”: combustión por

compresión

Page 82: Tribologia y Aceites i

Grado SAE

Temperatura máxima para Viscosidad de

150,000 cP, °C

Viscosidad @

100°C,cSt mínima

Viscosidad @ 100°C,

cSt máxima

75 W80W85W90140250

-40-26-12---------

4.27.011.014.025.043.0

---------

25.043.0---

Clasificación SAE para aceites de transmisión y diferencial

Page 83: Tribologia y Aceites i

API GL-1 : obsoletaAPI GL-2 : obsoletaAPI GL-3 : obsoletaAPI GL-4 : engranajes hipoidales y

espirales cónicosAPI GL-5 : engranajes de alta velocidad,

cargas de impacto y alto torque.

Clasificación API para aceites de diferencial y transmisión

Page 84: Tribologia y Aceites i

Clasificación ISO para Aceites Industriales

Page 85: Tribologia y Aceites i

Número de AGMA Viscosidad en SSU @ 100°F

Grado de Viscosidad ISO

12, 2EP3, 3EP4, 4EP5, 5EP6, 6EP

7 comp, 7EP8 comp, 8EP

8A comp

193-235284-347417-510626-765918-11221335-16321919-23462837-34674171-5098

4668

1001502203204606801000

Clasificación AGMA para aceites de engranajes

industriales

Page 86: Tribologia y Aceites i

EQUIVALENCIAS DE VISCOSIDADES

010

20406085115

140

175

205240280315

365400450500550625700775850925

460

320

220

15010068

4632

22

7, 7EP

6, 6EP

5, 5EP

4, 4EP

3, 3EP2, 2EP

1

250

140

90

85W

80W

75W

50

40

30

2010W

5W

680

1000

ISO AGMA SAE MOTOR

SAEENG AUT.

Page 87: Tribologia y Aceites i

REFINACION DEL

PETROLEO

OBTENCION DE CRUDO

OBTENCION DE

SUBPRODUCTOS DEL

PETROLEO

PROCESO SIMPLE (REF

A)

PROCESO COMPLICADO Y LARGO

ACEITE BASE

MINERAL

ACEITE BASE

SINTETICO

ADICION DE ADITIVOS (entre 2 y

30%)

ACEITE MINERAL

MULTIGRADO (ACEITE

MULTIGRADO)

ACEITE SINTETICO

OBTENCION DE ACEITES

BASE

Page 88: Tribologia y Aceites i

PROCESO DE OBTENCION DE BASES LUBRICANTES (REF A)

Page 89: Tribologia y Aceites i

OBTENCION DE UN ACEITE LUBRICANTE

ACEITE BASE 1 ACEITE BASE 2

ACEITE LUBRICANTE DE

VISCOSIDAD DESEADA

+

+ ADITIVOSACEITE

LUBRICANTE PARA EL USO

DESEADO Y CON LAS

PROPIEDADES DESEADAS

Page 90: Tribologia y Aceites i

REFINACION DEL

PETROLEO

OBTENCION DE CRUDO

OBTENCION DE

SUBPRODUCTOS DEL

PETROLEO

PROCESO SIMPLE

PROCESO COMPLICADO Y LARGO

ACEITE BASE

MINERAL

ACEITE BASE

SINTETICO

ADICION DE ESPESANTE Y

ADITIVOS (entre 2 y

30%)

GRASA MINERAL

GRASA SINTETICA

OBTENCION DE GRasas

1

Page 91: Tribologia y Aceites i

Grasa = aceite base + aditivos +

espesante 90%

10%

1

Espesantes Jabón :Calcio, Sodio, Aluminio, Litios, simples y complejos

Arcillas modificadas, bentonita

Aceite base Mineral o sintético

AditivosMismos que

en los aceites

antidesgaste y EP

Page 92: Tribologia y Aceites i

ESPESANTES

Page 93: Tribologia y Aceites i

Consistencia : Dureza o resistencia a la

penetración. Se mide en décimas de mm. Punto de Goteo: Temperatura a la cual una

grasa en operación comienza a gotear. Adhesividad: Capacidad de una grasa para

adherirse a la superficie a la cual lubricara. Esta propiedad es muy importante cuando se trata de engrasar sistemas giratorios.

Características típicas

CONSISTENCIA

Page 94: Tribologia y Aceites i

Color: Cada grasa tiene un color propio.

Estabilidad estructural : Es la constante que determina el comportamiento del producto en lo referente a la separación del jabón y del aceite ante las agresiones de temperatura, velocidad y presión que deben ser soportadas durante un trabajo o bien el almacenamiento prolongado.

La no estabilidad se aprecia por la formación de una capa superficial de aceite líquido sobre la masa total de la grasa. Las grasas a base de calcio son muy poco estables.

Page 95: Tribologia y Aceites i

Reversibilidad: Es la propiedad de una grasa de recuperar su estructura primitiva una vez que han sido separados el aceite y jabón por causa de una elevada temperatura y velocidad. Esta propiedad es imprescindible en las grasas destinadas a la lubricación de rodamientos.

Page 96: Tribologia y Aceites i

Según su consistencia Grado NLGI : desde 000 hasta 6

Clasificación

00

1

3

SEMI-FLUIDA

SOLIDA

(Bloque)

000 00 0 1 2 3 4 5 6

Page 97: Tribologia y Aceites i

VISCOSIDAD

PROPIEDADES DE LOS ACEITES

Es la propiedad física mas importante de un lubricante y se define como la medida de la oposición de un líquido a fluir ante la aplicación de una fuerza. Es una propiedad que varia de acuerdo a la temperatura. Para los análisis de aceite la viscosidad que se usa es la VISCOSIDAD CINEMATICA. La principal unidad de medida son los cSt (Centistoke) que es el equivalente a mm²/s. Las temperaturas mas usadas para fijar la viscosidad son a 40°C y a 100°C. Algunos dispositivos o aparatos para medir la viscosidad son :

Viscosímetro Capilar Viscosímetro Cinemático Visgage EntekIRD

VISCOSIMETROS

Page 98: Tribologia y Aceites i

VISCOSIDADES

Page 99: Tribologia y Aceites i

VISCOSIDAD BAJA: Dilución por combustible.

Mezcla con otro aceite de mas baja viscosidad.Ruptura de moléculas del aceite base.Ruptura del aditivo mejorador del IV.

Contaminación con solventes.

VISCOSIDAD ALTAPor oxidación.

Por contaminación con hollín.Mezcla con aceite de alta viscosidad.

Agua emulsionada.Refrigerante.

CAUSAS DE VARIACION EN LA VISCOSIDAD

Page 100: Tribologia y Aceites i

INDICE DE VISCOSIDAD: Es el valor que indica la variación de viscosidad del aceite con la temperatura. Siempre que se calienta un aceite, éste se vuelve más fluido, su viscosidad disminuye; cuando el aceite se somete a temperaturas cada vez más bajas, éste se vuelve más espeso o sea su viscosidad aumenta. Entre mayor sea el número que refleja el índice de viscosidad quiere decir que la viscosidad del aceite es mas estable con los cambios de temperatura.

.

GRADO SAE: SAE es la sigla de Society of Automotive Engineers, una asociación que ha establecido los criterios de clasificación de los aceites basándose en su viscosidad. Los números 20, 30, 40, 50 y 60 clasifican a los lubricantes de cárter según su viscosidad a 100°C.

RETORNO

Page 101: Tribologia y Aceites i

ACEITE MONOGRADO: Aceite que tiene una sola viscosidad. Esta variara de acuerdo a las variaciones de temperatura

ACEITE MULTIGRADO: Un aceite multigrado es aquel que

tiene dos viscosidades y que adopta el valor de cada una de acuerdo a la temperatura de arranque (frío) y la otra a la temperatura promedio de funcionamiento (100 ° C aproximadamente).

Para los aceites multigrados el grado es dado por dos números separados por la letra W.

El primer número seguido por "W" (Winter) representa la viscosidad a baja temperatura, pero lo que realmente nos dice es el grado de fluidez en frío ( 5W, 10W, 15W, etc). Entre más pequeño el número, más fluido se mantiene el lubricante a baja temperatura y facilita el arranque

El segundo número representa la viscosidad a alta temperatura, 20, 30, 40, 50. Más alto este número, más viscoso se mantiene el aceite a alta temperatura.

ACEITE MONOGRADO CONTRA MULTIGRADO

Page 102: Tribologia y Aceites i

COMPORTAMIENTO DE UN ACEITE MONOGRADO Y UN MULTIGRADO

ACEITE 40

ACEITE 10W

ACEITE

10W

40

Viscosidad

Temperatura

Al inicio el aceite va a tener la viscosidad y bombeabilidad de un10W. Con el incremento de la temperatura el aceite adquirirá la viscosidad del 40.

VISCOSIDAD Y TEMPERATURA

Page 103: Tribologia y Aceites i

VISCOSIDAD VS TEMPERATURA

TEMPERATURA

La viscosidad es inversamente proporcional a la temperatura.

La variación de la viscosidad con la temperatura no es igual para todos los aceites.

VIS

CO

SID

AD

Page 104: Tribologia y Aceites i

ACEITE 10W 40

Bombeabilidad de 60000 Cp a -30 ° C.

Viscosidad de 4.1 cSt.

Facilidad de arranque en bajas temperaturas o “startability” 10W.

Viscosidad SAE: 40

Viscosidad a 100 ° C= 12.5 A 16.3 cSt

LA ACCION DE QUE EN LOS ACEITES MULTIGRADO

SE LOGREN UNA ALTA BOMBEABILIDAD Y UNA BAJA

VISCOSIDAD EN LOS ARRANQUES (EN FRIO), ES

POR LA ADICION DE ADITIVOS QUE IMPIDEN LA FORMACION DE GELES O

CERAS ( En inglés ADITIVOS PPD: DEPRESORES DEL PUNTO DE FLUIDEZ )

ADITIVOS PPD

Page 105: Tribologia y Aceites i

PARA QUE EL ACEITE PUEDA MANTENER LA VISCOSIDAD A ALTAS TEMPERATURAS , SE USAN LOS ADITIVOS VII

( Viscosity Index Improvement), MEJORADORES DEL INDICE DE VISCOSIDAD. EL USO DE ESTOS ADITIVOS ES

UN ASPECTO MUY TOMADO EN CUENTA POR LOS FABRICANTES DE ACEITE, YA QUE ESTOS ADITIVOS ESTAN SOMETIDOS A UN ESFUERZO DE CORTE. SI EL ADITIVO SE

ROMPE, HAY UNA REDUCCION EN LA VISCOSIDAD INCREMENTANDOSE CON ESTO LA PROBABILIDAD DE UNA

FALLA PREMATURA Y POSIBLEMENTE CATASTROFICA.

MEJORA DE LA CAPA LUBRICANTE MEDIANTE ADITIVOS

VII (UNKNOW)

Page 106: Tribologia y Aceites i

Temperatura

Indice de Viscosidad

Muy AltoIV (135)

Alto IV (95)

Bajo IV (65)

Vis

cosi

dad

CALIDAD BAJO CRITERIO NUMERICO DE LOS INDICES DE VISCOSIDAD

RECORDATORIO

Page 107: Tribologia y Aceites i

DIFERENTES BOMBEABILIDADES DE

GRADOS SAE

Page 108: Tribologia y Aceites i

Debido a que los motores modernos son cada vez más rápidos y construidos con espacios entre piezas menores, los aceites deben ser lo suficientemente "delgados" para fluir libremente. Además, logrando películas lubricantes de bajo espesor es posible reducir la fricción Interna del motor.

Estas conclusiones, resultado de la experiencia de los fabricantes automotrices, se reflejan en las recomendaciones de los manuales de uso del automóvil: las marcas internacionales tienden a recomendar aceites con grado SAE 10W-30 (americanos); 5W-30 (Ford de Europa y Brasil) o aún 0W-20 como Toyota de Japón.

Page 109: Tribologia y Aceites i

VISCOSIDAD ISO ISO es una clasificación para medir la viscosidad de los aceites. Así como SAE generalmente se relaciona con aceites automotrices, ISO se relaciona con aceites industriales.

Cuando hablamos de viscosidad ISO hablamos de viscosidad en cSt a 40°C. VG solo son las siglas de grado de viscosidad (Viscosity Grade), y eran usadas anteriormente. (ISO VG 46=ISO 46, etc).

El grado de viscosidad ISO permite una variación de ± 10%. En estos casos solo es importante el control de la temperatura para poder aplicar la tolerancia (que la variación de ± 10% de la viscosidad sea cuando el aceite este a 40°C).

ISO 46=ISOVG46= 46 cSt a 40°C. ISO 32=ISOVG32= 32 cSt a 40°C.ISO 80=ISOVG80= 80 cSt a 40°C.

Page 110: Tribologia y Aceites i

TABLA DE VISCOSIDADES ISO

Page 111: Tribologia y Aceites i

EFECTOS EN LA MAQUINARIA POR LA VISCOSIDAD INCORRECTA

ALTA VISCOSIDAD

BAJA VISCOSIDAD-Generación de calor-

oxidación, barniz, lodo.

-Flujo de aceite inadecuado.

-Alto consumo de energía.

-Pobres características antiespumantes y de separación del agua.

-Flujo lento en las líneas de retorno de aceite.

-Pobre bombeabilidad durante el arranque a baja temperatura.

-Pérdida de la película lubricante, lubricación escasa, excesivo desgaste.

-Alta fricción, alto consumo de energía.

-Generación de calor, oxidación del aceite.

-Aumento de fugas internas y externas.

-No se cumple la lubricación a altas cargas y/o temperaturas por perdida de la película lubricante.

Page 112: Tribologia y Aceites i

ESTABLECIMIENTO DE LOS LIMITES DE VISCOSIDAD

LIMITEACEITES

DE MOTOR*

*

ACEITES INDUSTRIALE

S**

ACEITES INDUSTRIALES EN

CONDICIONES SEVERAS**

Alerta(superior) +20% +10% +7%

Precaución (superior)

+10% +5% +4%

Precaución (inferior)

-5% -5%* -5%*

Alerta (inferior) -10% -10%* -10%** Este límite se duplica en aceites que tienen aditivos mejoradores IV.

**Los límites de los aceites de motor se basan en cSt @100ºC.**Los límites de los aceites industriales se basan en cSt @40ºC.

Usar el valor de la viscosidad del aceite nuevo como línea de base, no el grado SAE, o ISO o alguna cifra típica. RECORDAR QUE UN ACEITE EN

CONDICIONES SEVERAS TIENE ALTO RIESGO DE DEGRADACIÓN Y

OXIDACION.

Page 113: Tribologia y Aceites i

CALCULE LOS LIMITES DE VISCOSIDAD DE LOS SIGUIENTES

ACEITES:

Un aceite para motor 15W40

Un aceite de Mobiltrans HD 30 (usado en engranajes)Hoja

Page 114: Tribologia y Aceites i

Un aceite Mobiltrans 10 W (usado en un sistema hidráulico)

Un aceite industrial 150 usado en condiciones extremas.

Page 115: Tribologia y Aceites i

¿Que viscosidad resultará de la mezcla en partes iguales de un aceite industrial 10 y un VG46?

Se tiene una mezcla resultante de haber combinado dos aceites industriales, de los cuales el 25% era 150 y el 75% 320. ¿Qué viscosidad tiene la mezcla resultante?

Page 116: Tribologia y Aceites i

Se mezclan 40 litros de un aceite industrial con viscosidad ISO 32 y 60 litros de un aceite ISO 220. ¿Qué viscosidad tiene la mezcla resultante?

Page 117: Tribologia y Aceites i

DENSIDAD: Es la propiedad que nos mide la ligereza o pesadez de una sustancia. Se calcula como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volúmen que esta ocupa. ( m/v).

La densidad de un aceite lubricante se mide por comparación entre los pesos de un volumen determinado de ese aceite a 15º C y el peso de igual volumen de agua destilada A 4º C, cuya densidad se acordó que sería igual a 1 gr/cm³. La densidad para los aceites es de .8gr/cm³.

Para los aceites lubricantes normalmente se indica la densidad a 15ºC.

¿Porqué el agua y el aceite no se mezclan?

 

VISCOSIDAD DE 3 SUSTANCIAS

Page 118: Tribologia y Aceites i

La molécula de agua (H2O) se comporta como un imán: Tiene un polo positivo y otro negativo.

El aceite, por su parte, se comporta de una forma

completamente opuesta. Es un compuesto neutro: No tiene polaridad. Es decir, no se comporta como un imán.

Por eso, no siente ni atracción ni repulsión por las moléculas de agua. El efecto es el mismo que si acercas un imán a un trozo de madera.

Así, solo serán solubles en agua aquellas sustancias que se comporten como un imán. Algunos ejemplos de sustancias caseras de este tipo son el alcohol o el amoniaco.

Lo que se disuelve en agua nunca se disuelve en aceite

Por otra parte, y siguiendo el dicho 'Cada oveja con su pareja' lo que se disuelve en agua nunca se disuelve en aceite y lo que se disuelve en aceite nunca se disuelve en agua. El agua es más densa que el aceite y que el alcohol. Y el aceite es más denso que el alcohol. Por eso, el aceite flota en el agua, pero se hunde en el alcohol.

Page 119: Tribologia y Aceites i
Page 120: Tribologia y Aceites i

UNTUOSIDAD: La untuosidad es la propiedad que representa mayor o menor adherencia de los aceites a las superficies metálicas a lubricar y se manifiesta cuando el espesor de la película de aceite se reduce al mínimo, sin llegar a la lubricación límite.

La untuosidad de un lubricante es especialmente importante cuando dejan de cumplirse las condiciones para una lubricación hidrodinámica y, como consecuencia, el lubricante interpuesto entre las superficies en movimiento es expulsado. Algunos lubricantes poseen untuosidad natural, pero, en general, dicha propiedad se obtiene con aditivos especiales. El mecanismo con que operan dichos aditivos no siempre se conoce de forma exacta. Se habla de acciones de superficie (absorción) o de efectos de orientación de las moléculas (polarización) y, en cualquier caso, de efectos químicos y físicos del lubricante y las superficies en contacto.

ADITIVOS ADHESIVOS

Page 121: Tribologia y Aceites i

PUNTO DE CONGELACIÓN: Es la temperatura a partir de la cual el aceite pierde sus características de fluido para comportarse como una sustancia sólida. PUNTO DE INFLAMACIÓN: es la temperatura más baja a la cual los gases de un componente mezclado con el aire y en presencia de una llama se inflaman, es decir se genera ignición o flama.

PUNTO DE COMBUSTIÓN: Si prolongamos el ensayo de calentamiento del punto de inflamación, notaremos que el aceite se incendia de un modo más o menos permanente, ardiendo durante unos segundos, entonces es cuando se ha conseguido el punto de combustión.

Page 122: Tribologia y Aceites i

COLOR y FLUORESCENCIA: Cuando

observamos un aceite lubricante a través de un recipiente transparente el color nos puede dar idea del grado de pureza o de refino y la fluorescencia del origen del crudo. También se clasifica númericamente por comparación en una escala de colores que va desde 0 (transparente) hasta 8 (negro).

Page 123: Tribologia y Aceites i

ACIDEZ: Es el porcentaje de ácidos libres que contiene un aceite. Estos ácidos siempre son perjudiciales tanto para el lubricante y los metales con los que entran en contacto.

Un aceite que arroje un porcentaje de acidez superior a .25% no es aceptable.

La acidez en gran número de ocasiones es consecuencia de un mal procedimiento de refinado.

Page 124: Tribologia y Aceites i

Una forma de manejar la acidez o alcalinidad de una materia es por la escala PH, la cual va numerada desde cero a 14.14. En esta escala el punto intermedio es 7.07 que corresponde al agua destilada y que se denomina el neutro.

De este punto neutro hacia abajo se encuentran los ácidos de más concentración ácida y los PH de menor número. Los de arriba del neutro (7.07) son los de PH superior, o sea de mayor reserva alcalina o más alcalinos.

Page 125: Tribologia y Aceites i

ACIDEZ Y ALCALINIDAD

PH =7.07 NEUTRO

MENOR PH, MAYOR ACIDEZ

MAYOR PH MAYOR BASICIDAD

ESCALA PH

PH = .5 A 1: ACIDO SULFURICO, NITRICO,

CLORHIDRICO, FOSFORICO,

FLUORHIDRICO

PH = 13.5 A 14: SOSA O POTASA

CAUSTICA

Page 126: Tribologia y Aceites i

ÍNDICE DE BASICIDAD  T.B.N: Es la propiedad que tiene el aceite de neutralizar los ácidos formados por la combustión en los motores. El T.B.N. (total base number) indica la capacidad básica que tiene el aceite. Si analizamos un aceite usado el T.B.N residual nos puede indicar el tiempo (en horas) que podemos prolongar los cambios de aceite en ese motor.

INDICE DE ACIDEZ: Son el número de miligramos de potasa cáustica (KOH) necesarios para neutralizar la acidez libre de un gramo de grasa o aceite.

Page 127: Tribologia y Aceites i

PORCENTAJE DE CENIZAS: Es el contenido de impurezas de ceniza y azufre que contiene un aceite. En los aceites nuevos se tiene este contenido debido a que en el se generan en los procesos de la refinación y no han sido limpiados en su totalidad.

RESIDUO CARBONOSO: Es la tendencia a la formación de carbón en los aceites que trabajan en lugares donde por la alta temperatura el aceite se quema. Los porcentajes de carbón admisibles en los aceites lubricantes son de .1 hasta .9%.

Page 128: Tribologia y Aceites i

DEMULSIBILIDAD: Es la mayor o menor facilidad con que el aceite se separa del agua, esto es, lo contrario de emulsibilidad.

EMULSIBIDAD: Capacidad de un líquido no soluble en agua para formar una emulsión.

EMULSION: Es una mezcla íntima de agua con aceite. Se considera una emulsión es ESTABLE si persiste al cesar la acción que la originó y al cabo de un tiempo de reposo.

FAVORECEN LA ESTABILIDAD DE LA EMULSION

Viscosidad del aceite muy alta.

Pequeña diferencia de densidad entre dos liquídos.

Tensión superficial del aceite baja.

Page 129: Tribologia y Aceites i

• RIGIDEZ DIELECTRICA: Es la tensión que produce un arco eléctrico permanente entre dos electrodos bien definidos separados 2.5 mm, sumergidos en aceite a 20 ⁰C y se expresa en Kv/cm. La rígidez dieléctrica nos orienta sobre la capacidad aislante del aceite así como de la presencia de impurezas en el mismo tales como agua, lodos, polvo y gases entre otros. Dado que las impurezas facilitan el paso de la corriente eléctrica, un aceite “sucio” tiene menor rígidez dieléctrica. La temperatura aumenta el valor de la rígidez dieléctrica. Esta propiedad adquiere demasiada importancia en los aceites de transformador y de compresores para frigoríficos.

RIGIDEZ DIELECTRICA

TEMPERATURA Y CONTAMINACION

TEMPERATURA

CONTAMINACION

Page 130: Tribologia y Aceites i

EL PROCESO DE LA OXIDACION

OXIDACION: Es la degradación permanente de un lubricante, la cual es causada por reacciones químicas relacionadas con el oxigeno, agua, temperaturas u otros catalizadores.

Con

el in

cre

men

to d

e la

oxid

ació

n:

Se producen moléculas de cadenas largas que finalmente degeneran en la formación de lacas, lodos y barnices.

Se producen ácidos que conducen a la corrosión.

EL LUBRICANTE LLEGA A SU FIN

Page 131: Tribologia y Aceites i

FACTORES QUE FAVORECEN LA OXIDACION

*INTERVALOS DE CAMBIO DE ACEITE PROLONGADOS.

*ALTA TEMPERATURA DE OPERACIÓN DEBIDO A FALLAS EN LOS SITEMAS DE ENFRIAMIENTO.

*LA CONTAMINACION DEL ACEITE CON AGUA Y/O GLYCOL.

Page 132: Tribologia y Aceites i

IMPACTO DE LA OXIDACION

*REDUCE LAS PROPIEDADES LUBRICANTES DEL ACEITE.

*INCREMENTO EN LA VISCOSIDAD.

*ATASCAMIENTO Y RUPTURA DE ANILLOS Y VALVULAS.

*GENERACION DE DEPOSITOS DE LODOS Y LACAS, CON CONSECUENTE TAPONEO DE LINEAS.

Page 133: Tribologia y Aceites i

COMO Y CUANTO AFECTAN LA OXIDACION

ºC ºFNo. relativo de

cambios de aceite

80 180 12

70 160 6

60 140 4

50 125 3

40 105 2

TEMPERATURA AIRE

% de aire

AN

0 .1

3 .15

6 .25

9 .5

12 .6

DIVERSOS CATALIZADORES

Catalizador

metálicoAN

Ninguno .17

Hierro .65

Cobre .89

Cobre y agua

11.2

AGUA

El agua en el aceite puede incrementar la tasa de oxidación en más de 10 veces.

Page 134: Tribologia y Aceites i

NITRACION DEL ACEITE

ES LA FORMACION DE SUBPRODUCTOS NITROSOS EN EL PROCESO DE COMBUSTION LOS CUALES SON ALTAMENTE ACIDICOS

VENTILACION INADECUADABAJAS TEMPERATURAS DE OPERACIÓNRELACION INCORRECTA DE AIRE COMBUSTIBLESELLOS DEFECTUOSOSFUGA DE GASES ANORMAL

OXIDACION ACELERADAALTA CONTAMINACION AMBIENTALESPESAMIENTO DEL ACEITEDESGASTE DE CILINDROS Y TREN DE VALVULASINCREMENTO DE AN

REVISION DE TERMOSTATO Y TEMPERATURA DE OPERACIÓNREVISION DE VALVULA DE VENTILACION DE CARTER Y MANGUERASAJUSTE DE RELACION AIRE/COMBUSTIBLEREVISION DE COMPRESION DE CILINDROS

CAUSA EFECTO FALLAS

Page 135: Tribologia y Aceites i

INCREMENTO EN VISCOSIDADFORMACION DE LODO Y BARNIZOSCURECIMIENTO DEL ACEITEINCREMENTO EN LA DENSIDAD

OXIDACION (FALLA POR CALOR Y OXIGENO)

AUMENTO DE ACIDEZCONTAMINACION CON AGUA

ALTO CONTENIDO DE METALESAGOTAMIENTO DE ADITIVOS

OLOR DESAGRADABLEMENOR TENSION SUPERFICIAL

NITRACION (FALLA POR CALOR UNICAMENTE)

DISMINUCION DE LA VISCOSIDADCARBONIZACION

FORMACION Y PRESENCIA DE SUSPENSIONES TIPO GRASA.

COMPARACION ENTRE UNA FALLA TERMICA (NITRACION) Y LA OXIDACION

Page 136: Tribologia y Aceites i

Toda agua que entra al motor es sumamente dañina para el aceite y el

equipo.

Esta agua puede tener presencia en el aceite de tres formas:

1. Disuelta: Se caracteriza por moléculas individuales dispersadas en el aceite, como la humedad en el aire. Las moléculas son tan pequeñas que no se les puede ver.

2. Emulsificada: Una vez que se termina de saturar el aceite, el agua queda suspendida en gotas microscópicas en una forma conocida como emulsión. Este nivel de contaminación es visible y se ve el aceite como “lechoso”.

3. Libre: Cuando la cantidad de agua sobrepasa de lo que puede mantenerse en forma emulsificada, empieza a acumular una parte de la misma libremente en el fondo del envase, reservorio, o cárter.

Page 137: Tribologia y Aceites i

Las formas más dañinas para el sistema de lubricación son la emulsificada y la libre. La diferencia en consistencia y compresibilidad entre el aceite y el agua pueden causar una rotura de la película hidrodinámica, permitiendo el contacto entre piezas.

El daño al aceite

El agua que entra al aceite empieza a degradarlo. Primero ataca los aditivos, pudiendo causar precipitación de los mismos. Algunos aditivos pueden formar compuestos acídicos, causando corrosión al bronce. En algunos casos los aditivos se adhieren al agua, saliendo del aceite al eliminar el agua. Varios aditivos son destruidos por las reacciones químicas (oxidación e hidrólisis). El agua también ataca al aceite básico, causando oxidación y aumentando la formación y acumulación de lodos y barniz.

Page 138: Tribologia y Aceites i

La detección del agua en el aceite es muy simple. Puede ser hecho en el campamento o taller y sin mucho equipo. A veces se detecta simplemente observando vapor saliendo del respirador. Se confirma que es agua colocando un vidrio o espejo para que se condense. También en los motores si se observa herrumbre (óxido) en las bayonetas es señal de que esta presente una condensación.

Aquí traducimos el procedimiento llamado la prueba “crackle” (“crepitar”) (por el sonido que hace) para detectar el agua emulsificada o libre.Entre mas control y estandaridización se usa, más exacto el resultado. Cuando se controla la prueba, se puede determinar con exactitud hasta 500 ppm (0.05%). Aunque mucha gente lo usa solamente para determinar si tiene o no agua, con un poco de experiencia se puede determinar la cantidad aproximada.

DETECCION DE AGUA POR CREPITACION (FACIL DE HACERSE EN

CAMPO)

Page 139: Tribologia y Aceites i

1. Calentar un sartén o plato a 160oC. El uso siempre de la misma temperatura le ayudará a repetir y entender la cantidad de agua.

2. Agitar la muestra de aceite para que sea totalmente homogénea.

3. Colocar una gota de la muestra en el plato/sartén con un gotero.

4. Observar la gota. a. Después de unos segundos, si no hay sonidos o vapor, no hay agua emulsificada o libre en la muestra. b. Si burbujas pequeñas (0.05 mm) son producidas, pero desaparecen rápidamente, existe entre 0.05% a 0.10% de agua. c. Si las burbujas producidas tienen un tamaño de 2 mm, y se congregan en el centro de la gota, agrandan hasta 4 mm y desaparecen, existe cerca de 0.1% hasta 0.2% de agua.

PROCEDIMIENTO

Page 140: Tribologia y Aceites i

d. Cuando el nivel de agua esta encima de 0.2%, las burbujas pueden empezar cerca de 2 o 3 mm, y crecer hasta 4 mm una a dos veces. Niveles mas altos se identificarán con sonidos.

e. Tenga cuidado de no confundir las acciones y sonidos decombustible u otros solventes que también pueden estar en el aceite.

Este método es rápido y eficiente, pero la temperatura no debe pasar de 160˚C para evitar la evaporación demasiado rápido para detectar.

Tampoco detecta agua que es químicamente disuelta en el aceite.

Page 141: Tribologia y Aceites i

ILUSTRANDO LOS RESULTADOS DE LA

CREPITACION

Page 142: Tribologia y Aceites i

La principal característica de un aceite de acuerdo a su origen etimológico es que:

¿Porque no se mezclan el agua y el aceite?

¿El indíce de viscosidad nos dice?

Page 143: Tribologia y Aceites i

Entre más alto el Indice de Viscosidad significa que:

Un aceite multigrado es aquel que:

Usualmente el rango típico de margen en los límites de viscosidad puede variar en:

Page 144: Tribologia y Aceites i

¿Qué debemos hacer para lograr obtener un aceite de cierta viscosidad deseada?

Las principales temperaturas de referencia de medida de viscosidad son:

Page 145: Tribologia y Aceites i

La principal diferencia entre la preparación de un aceite y una grasa es:

¿Qué es la oxidación, y que factores la favorecen?

¿Cuál es el principal elemento que favorece o genera la oxidación?

¿Cuál es la principal diferencia en cuanto a la generación de oxidación y de nitración?

Page 146: Tribologia y Aceites i

Mencione 4 diferencias entre oxidación y nitración:

¿ En que consiste la crepitación y para que sirve?

Page 147: Tribologia y Aceites i

¿Qué es una emulsión?

¿Cuándo se considera una emulsión estable?

Page 148: Tribologia y Aceites i

ADITIVOS

UN ADITIVO ES UN AGENTE QUE SE COMBINA CON UN LUBRICANTE CON EL FIN DE MEJORAR LAS PROPIEDADES YA EXISTENTES EN EL LUBRICANTE, PROPORCIONARLE NUEVAS PROPIEDADES Y ALARGAR LA VIDA DEL LUBRICANTE.

AL IGUAL QUE LOS LUBRICANTES LOS HAY DE ORIGEN MINERAL Y SINTETICO. LA CALIDAD DE LOS ADITIVOS DEPENDE DE LOS COMPUESTOS BASICOS DE ESTE, SUS CONCENTRACIONES Y LOS TIPOS DE REACCIONES FISICO-QUIMICAS QUE SEA CAPAZ DE ESTABLECER CON EL LUBRICANTE.

Page 149: Tribologia y Aceites i

ADITIVOS

ACTIVOS EN LA

SUPERFICIE

EXTREMA PRESION/ANTIDESGASTE.MODIFICADORES DE FRICCION.AGENTES ADHESIVOS.INHIBIDORES DE HERRUMBRE Y CORROSION.

ACTIVOS EN EL BASICO

DEPRESORES DEL PUNTO DE FLUIDEZ.MEJORADORES DE INDICE DE VISCOSIDAD.ANTIOXIDANTES.DETERGENTES.DISPERSANTES.DEMULSIFICANTES.INHIBIDORES DE ESPUMA.

ADITIVO ANTIDESGASTE

Page 150: Tribologia y Aceites i

DEPRESORES DEL PUNTO DE FLUIDEZ: Impiden la formación de geles o ceras con las bajas temperaturas. La presencia de estos geles o ceras aumentan considerablemente la viscosidad durante el momento de la baja temperatura.

MEJORADORES DEL INDICE DE VISCOSIDAD: Proporcionan un comportamiento más estable de la viscosidad de un aceite con respecto a la temperatura.

ANTIOXIDANTES: Evitan la formación de herrumbre rompiendo las reacciones químicas del componente con los diferentes agentes del medio ambiente. Los aditivos antioxidantes contienen fósforo y fósforo con azufre (tricresilfosfatos).

DETERGENTES: Limpian el sistema y toman las partículas de suciedad llevándolas al fondo de los depósitos. El principal es el calcio, y otros menos comunes pero bastante usados son el magnesio y boro.

Page 151: Tribologia y Aceites i

DISPERSANTES: Impiden que las partículas de suciedad o contaminantes se unan entre si de tal manera que juntas formen una laca o lodo.

INHIBIDORES DE ESPUMA: Impiden la formación de espuma la cual suele darse en sistemas de lubricación por salpique.

ANTIDESGASTE: Amortizan o suavizan el contacto intermitente que se da entre las superficies metálicas provocando que este sea mínimo. Estos aditivos contienen zinc y fósforo. El principal aditivo antidesgaste es el ZDDP (dialquil-ditio-fosfato de zinc).

EXTREMA PRESION: Evitan que cuando las cargas sean muy elevadas la película de lubricante llegue a faltar. Uno de los principales es el fosforo.

ADHESIVOS: Permiten que el lubricante se adhiera a las partes que lubrica. Son los que definen la propiedad de untuosidad de un aceite.

Page 152: Tribologia y Aceites i

Proporciones en la formulación

Dependen del tipo de lubricantes : desde 0,01% a 30% Aceites para transformadores : 0,01

% Aceites hidráulicos y de engranajes : 5

% Aceites para motor : 15 % Aceites emulsionables : 30

%

PORCENTAJE DE ADITIVOS EN LOS DIFERENTES TIPOS DE ACEITES

Page 153: Tribologia y Aceites i

.

COMPOSICION DE LOS ADITIVOS ZINC

TITANIO

FOSFORO

CALCIO

MAGNESIO

BARIO

BORO

AZUFRE

MOLIBDENO

SILICIO

ADITIVO ORGANIC

O

ANTIOXIDANTES

ZDDP X X X FENOL X

AMINAS AROMATICAS

X

ANTIDESGASTE: ZDDP X X X

TRICRESILFOSFATO (TCP)

X X

TITANIO X EXTREMA PRESION (EP): AZUFRE X

FOSFORO X

MOLIBDENO X

BORATOS X

OTROS

INHIBIDORES DE HERRUMBRE X X

DETERGENTES X X X

DISPERSANTES X

INHIBIDORES DE ESPUMA

X

MEJORADORES DE IV

X

Page 154: Tribologia y Aceites i

El Papel de los Aditivos Extrema Presión (EP) en los Aceites para Engranajes

¿Qué hacen?

En la mayoría de las aplicaciones de engranajes, las cuales se caracterizan por ser lentas y altamente cargadas, existe una condición de lubricación que es, en última instancia, la responsable por la mayoría de las fallas debidas al desgaste adhesivo. Esta condición es conocida como lubricación a película límite. En esta condición no hay separación entre las superficies en contacto.

La función de un aditivo de extrema presión (EP)  es prevenir este desgaste adhesivo y proteger los componentes cuando la viscosidad del aceite no es suficiente para suministrar un espesor de película adecuado.

Page 155: Tribologia y Aceites i

¿Cómo trabajan?

Los aditivos EP son moléculas polares. Imagínense una molécula con una “cabeza” y una “cola”. La cabeza de la molécula es atraída hacia la superficie del metal, mientras que la cola es compatible con la base lubricante (oleofílica). En la medida en que la interacción metal con metal se torna más severa, debido a las grandes temperaturas y presiones (mayores cargas), la película lubricante se ve estresada bajo tales condiciones. La distancia entre las superficies ha disminuido a tal punto donde se produce rozamiento y es muy probable de que ocurra soldadura (adhesión) entre las superficies. Los aditivos tradicionales para la lubricación a película límite (por ejemplo: aditivos antidesgaste) no pueden prevenir adecuadamente el desgaste y el daño a la maquinaria, visto bajo estas condiciones de operación.

Se requiere por lo tanto el uso de aditivos de extrema presión para permitir que la operación específica de esta aplicación, bajo dichas condiciones, tenga continuidad.  

Page 156: Tribologia y Aceites i
Page 157: Tribologia y Aceites i

Existen dos tipos de aditivos de extrema presión: aquellos que son dependientes de la temperatura y los que no. Los tipos de aditivos de extrema presión dependientes de la temperatura más comunes son los de Boro, Cloro, Fósforo y Azufre. Estos se activan reaccionando con la superficie del metal cuando la temperatura es elevada originada por la extrema presión. La reacción química entre el aditivo y la superficie metálica es forzada por el calor generado por la fricción entre las superficies.

Al igual que cuando uno se frota las manos, en la medida en que las superficies metálicas entran en contacto una con otra, se genera calor por efecto de la fricción y la presión. Al reaccionar con la superficie metálica, estos aditivos forman compuestos nuevos tales como cloruros, fosfatos y sulfatos de hierro (dependiendo del compuesto utilizado). Estas sales metálicas producen una película química (tipo jabón) que actúa como una barrera para reducir la fricción, el desgaste, rayado del metal y la posibilidad de soldadura.

Page 158: Tribologia y Aceites i

Aquellos aditivos de extrema presión que no dependen de la temperatura, como los sulfonatos sobre-básicos, trabajan bajo un mecanismo diferente. Contienen una sal carbonatada coloidal dispersa dentro del sulfonato. Durante la interacción con el hierro, el carbonato coloidal formará una película que puede actuar como una barrera entre la superficie del metal al igual que los aditivos extrema presión dependientes de la temperatura; sin embargo, no necesitan de una elevada temperatura para comenzar a reaccionar con el metal.

Básicamente, los aditivos EP son su protección contra el desgaste cuando la viscosidad, por sí sola, no es capaz de separar las superficies en movimiento.

Page 159: Tribologia y Aceites i

TODAS LAS DEFINICIONES ANTERIORES CORRESPONDEN A LA SALUD DEL LUBRICANTE Y SON LOS PARAMETROS INDICADORES PARA LLEVAR A CABO EL CAMBIO DEL ACEITE BASADO EN CONDICION. LA CORRELACION DE LAS PRINCIPALES PROPIEDADES CORRESPONDIENTES A LA SALUD DEL LUBRICANTE ES:

Viscosidad

Aditivos

Número Acido (AN)

Oxidación

CAMBIO DE ACEITE BASADO EN CONDICION

Page 160: Tribologia y Aceites i

Clave para la selección de un lubricante

ViscosidadAdecuada

Condiciones de Operación

(Temperatura velocidad y carga)

Especificaciónlubricante

(Dada por el fabricante del

equipo o componente)

Tipo de equipo o componente

Lubricante seleccionado

Page 161: Tribologia y Aceites i

Viscosidad Adecuada

Condiciones de Operación Viscosidad Requerida

Carga

Temperatura

Velocidad

Las siguientes reglas nos sirven de apoyo para la selección de un lubricante, sin embargo no olvidemos el tipo de equipo y las especificaciones del fabricante.

Page 162: Tribologia y Aceites i

El análisis de aceite nos sirve para: Vigilar la degradación del aceite ayudando a

detectar las causas de la misma.

Detectar: Uso de lubricantes inadecuados. Sobrecalentamientos. Cambios de lubricante en períodos

demasiado largos. Grado de desgaste. Níveles de hollín. Combustible. Glycol. Agua. Nível de oxidación.

ANALISIS DE ACEITE

Page 163: Tribologia y Aceites i

PERIODICO

Es en el cual se están tomando muestras

periódicamente, y son

enviadas a un laboratorio externo o interno.

TIPOS DE ANALISIS DE ACEITE

RUTINA

Es en el cuál los análisis se

hacen rutinariament

e mediante equipo

portátil. Los análisis son en la máquina, no hay muestreo en botellas.

TIEMPO REAL

Existen sensores

permanentes dedicados a una máquina

los cuales están

constantemente

evaluando el lubricante.

Page 164: Tribologia y Aceites i

FLUJO

FORMAS VALIDAS DE COLOCACION DE PUNTOS DE MUESTRA

Externo

En línea

Fuera de línea

En cualquiera de las opciones el punto de muestreo debe ser

colocado antes de los filtros.

Page 165: Tribologia y Aceites i

Un buen proceso de lubricación implica “controlar” todas las actividades donde esta presente el lubricante:

RECEPCION DE LUBRICANTES

ALMACENAMIENTO DE LUBRICANTES

RECARGA DE LUBRICANTES

LUBRICANTES USADOS

REACONDICIONAMIENTO DE LUBRICANTES USADOS

Page 166: Tribologia y Aceites i

FACTORES REQUERIDOS PARA UN BUEN PROGRAMA DE ANALISIS DE ACEITE

Puntos de muestra correctos Botes de

muestra limpios y

adecuados

Selección adecuada

de pruebasUso de reactivos y

solventes de alta pureza

Procedimientos de muestreo adecuados

Instrumentos

adecuados y

calibrados

Pronto envío de muestras

Técnicos de laboratorio y de

interpretación de resultados

calificados.

Un programa con todos los factores garantiza buenos resultados.

Page 167: Tribologia y Aceites i

CUALQUIERA DE LOS FACTORES FALTANTES GENERARAN UN

ROMPIMIENTO EN LA CORRECTA CADENA DEL BUEN PROGRAMA

AFECTANDOLO

PROGRAMA INEFICIENTE

Page 168: Tribologia y Aceites i

LAS BOTELLAS PARA MUESTRA

TAMAÑO

*EL TAMAÑO TIPICO ES DE 100 A 120 ml (4 a 5

oz).

*EN ACEITES DE MOTOR A DIESEL

SE USAN BOTES DE 60 ml.

*EN HIDRAULICOS DE AVIACION SE USAN BOTES DE

200 ml

MATERIALES

*POLIETILENO (PLASTICO OPACO).

*PLASTICO PET (PLASTICO

TRANSPARENTE)

*VIDRIO (TRANSPARENT

ES Y DE CALIDAD DE

LABORATORIO)

LIMPIEZA

*LOS NIVELES ACEPTABLES DE LIMPIEZA SON DE 1 A

100 PARTICULAS >10 µm/ml.

Page 169: Tribologia y Aceites i

CLASIFICACION DE LA LIMPIEZA DE LAS BOTELLAS DE MUESTREO

CLASIFICACION DE LIMPIEZA

PARTICULAS MAYORES QUE

10µm/ml

LIMPIA 100 Partículas

SUPER LIMPIA 10 Partículas

ULTRA LIMPIA 1 Partículas

EN UNA BOTELLA DE 100 ml

LIMPIA, HAY 10,000 PARTICULAS > 10 µm (ISO 18/15/12)SUPER LIMPIA, HAY 1,000 PARTICULAS > 10 µm (ISO 15/12/9)ULTRA LIMPIA, HAY 100 PARTICULAS > 10 µm (ISO 11/08/05)

Page 170: Tribologia y Aceites i

La partícula más peligrosa es aquella que es casi justo del tamaño de la superficie lubricante. Usualmente

estas son de 1 a 15 micrones.

PARTICULAS PELIGROSAS

ALTAS PRESIONES

Page 171: Tribologia y Aceites i

CONOCIENDO LOS TAMAÑOS DE LAS PARTICULAS

MICRON: ES UNA MILLONESIMA DE UN METRO, UNA MILESIMA DE UN MILIMETRO.

UNA PULGADA = 25.4 mm = 25400 MICRONES

DEMAS EQUIVALENCIAS:

Page 172: Tribologia y Aceites i

TAMAÑO (µm)

TAMAÑO EQUIVALENTE

RANGO DE DETECCION

3 Bacterias Microscopio de electrones

5 Glóbulos rojos Microscopio

10 Polvo de talco Microscopio

20 Glóbulos blancos Microscopio

40 Polvo de piso Microscopio

80 Cabello humano Ojo

120 Grano de sal Ojo

160 Niebla Ojo

200 Arena de mar Ojo

Las partículas grandes tienden a pulverizarse y generar partículas pequeñas. Lo más que dure una partícula dentro del sistema hay más daño.

Page 173: Tribologia y Aceites i

OPCIONES PARA MUESTREO DE ACEITE Las válvulas y los dispositivos seleccionados para el muestreo son elementos críticos para el éxito de un programa de análisis de aceite. Existen diferentes tipos:

DISPOSITIVOS DE CONEXIÓN TIPO

MINIMESS.

Page 174: Tribologia y Aceites i

FRASCOS COLECTORES

Page 175: Tribologia y Aceites i

VALVULAS DE MUESTREO

Page 176: Tribologia y Aceites i

CONECTORES RAPIDOS

Page 177: Tribologia y Aceites i

TUBO EXTENSION

Page 178: Tribologia y Aceites i

BOMBA DE VACIO O “VAMPIRO”

Page 179: Tribologia y Aceites i

MANGUERA PARA TOMA DE MUESTRA

Page 180: Tribologia y Aceites i

FRASCO PARA TOMA DE MUESTRA

Page 181: Tribologia y Aceites i

EQUIPO LISTO PARA TOMAR MUESTRA: DENTRO DE LOS VALIDOS, EL MENOS

RECOMENDABLE

Page 182: Tribologia y Aceites i

TIPOS DE PUERTOS DE MUESTRA

PRIMARIOS: Puerto situado en un punto estratégico de paso del flujo principal del lubricante. Nos da una visión general del componente principal o del sistema de la máquina.

SECUNDARIOS: Son puntos instalados en diferentes sitios de tal manera que nos den la condición de un determinado componente del sistema.

LO IDEAL: El uso de ambos tipos de puertos en todos los sistemas, nos permite evaluar el sistema en general y el origen exacto de una anormalidad.

Page 183: Tribologia y Aceites i

CARACTERISTICAS DE UNA MUESTRA

LO ADECUADO

Muestreo en zonas con fluidos en movimiento.

Muestreo en zonas de mayor turbulencia como codos.

Muestreo en zonas después de rodamientos, engranes, bombas, cilindros, actuadores.

Muestreo de la máquina durante las condiciones típicas de operación.

EVITAR

Muestreo en tubería, sin movimiento o tubos ciegos.

Muestreo de los tanques o después del filtro.

Muestreo con la máquina fría o sin operar.

Muestreo en zonas de flujo laminar.

Muestreo en zonas de flujo de alta velocidad.FLUJO LAMINAR

Page 184: Tribologia y Aceites i

MODOS DE USO DE LOS TUBOS EXTENSION

MODOS CORRECTOS EN LO QUE SOLO SON

DEPOSITOS

Y TAMBIEN EN PRESENCIA DE BAÑO O SALPIQUE

Page 185: Tribologia y Aceites i

IDENTIFIQUE: PUNTO DE MUESTREO PRIMARIO SIMPLE, PUNTO DE CALIDAD DEL TANQUE, PUNTO DE CONDICION DE FONDO DEL TANQUE , PUNTO NO RECOMENDABLE.

Page 186: Tribologia y Aceites i

IDENTIFIQUE ENTRE A,B Y C LOS PUNTOS REFERIDOS ABAJO

Page 187: Tribologia y Aceites i
Page 188: Tribologia y Aceites i

GUIA GENERICA DE FRECUENCIA PARA MUESTREO

COMPONENTE O

SISTEMA

INTERVALO MINIMO

(HRS)

INTERVALO ESTANDAR

(HRS)

INTERVALO

AGRESIVO (HRS)

MOTOR 500 250 125

HIDRAULICO

500 250-500 125-250

TRANSMISION

500 250-500 125-250

MANDOS FINALES

1000 250-500 250

CAJAS DE ENGRANAJE

S

1000 500 250

Page 189: Tribologia y Aceites i

1)SEVERIDAD DEL AMBIENTE Y DE OPERACIÓN

DEL FLUIDO

2)EDAD DE LA

MAQUINARIA

3)CERCANIA A LOS LIMITES O ESTRECHEZ DE LOS MISMOS

4)COSTO O PENALIZACION POR FALLA O

PARO

5)EDAD DEL ACEITE

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FRECUENCIA DEL MUESTREO

Page 190: Tribologia y Aceites i

1 2

3 4

5

DEFINIR LOS DIFERENTES FACTORES (EJERCICIO GRUPAL)

Page 191: Tribologia y Aceites i

LAS SIGUIENTES TABLAS SON UN APOYO PARA PARA GENERAR PERIODOS DE TOMA DE MUESTRA. REALICE UNOS EJERCICIOS GRUPALES.

Page 192: Tribologia y Aceites i
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Page 196: Tribologia y Aceites i
Page 197: Tribologia y Aceites i

1) SALUD: REVISION COMO PRIMER PASO DEL ESTADO DEL LUBRICANTE.

COMO ESTAN SU: AN (NUM ACIDO) BN (NUM BASICO) VISCOSIDAD NIVEL DE ADITIVOS

CUANDO SE DETERMINA QUE EL LUBRICANTE NO ESTA SALUDABLE, NO EXISTE UN PROCESO PARA RECUPERAR SU SALUD. SE DEBE REPONER EL LUBRICANTE.

ANALISIS DE ACEITE EN BASE A TRES CATEGORIAS

Page 198: Tribologia y Aceites i

2) CONTAMINACION: REVISION DE LOS CONTAMINANTES PRESENTES EN EL LUBRICANTE.

HAY PRESENCIA DE: AGUA GLYCOL COMBUSTIBLE TIERRA HOLLIN NIVELES DE CODIGO ISO

CUANDO SE DETECTE CONTAMINACION DEBERAN ANALIZARSE SUS POSIBLES CAUSAS Y CORREGIRLAS. EN CUANTO A LA CONTAMINACION DEL LUBRICANTE VER SI SE CORRIGE POR MEDIO DE ALGUN PROCESO FISICO-QUIMICO, DE FILTRADO, DE ENDULZADO (REPOSICION PARCIAL DE LUBRICANTE NUEVO) O SI ES NECESARIA LA REPOSICION DEL VOLUMEN TOTAL DEL LUBRICANTE

Page 199: Tribologia y Aceites i

DESGASTE: REVISION EN EL ANALISIS DE LOS ELEMENTOS QUE COMPONEN EL COMPONENTE.

HAY EN EXCESO: FIERRO COBRE PLOMO CROMO NIQUEL ESTAÑO MOLIBDENO

DETERMINAR EL POSIBLE ORIGEN DE LAS PARTICULAS Y LAS POSIBLES CAUSAS DEL EXCESO DE LAS MISMAS. UN CAMBIO DE LUBRICANTE NO ELIMINA EL DESGASTE EXCESIVO PERO SI DISMINUYE EL DAÑO REDUNDANTE DE LAS PARTICULAS EN EL ACEITE.

CADENA DE DAÑOS (IMPORTANCIA DE LA LIMPIEZA)

Page 200: Tribologia y Aceites i

LAS TRES CATEGORIAS DE ANALISIS DE ACEITEPRUEBA Y LO QUE

ANALIZASALUD DEL

LUBRICANTECONTAMI-NACION

DESGASTE

CONTEO DE PARTICULAS

- M m

ANALISIS DE HUMEDAD

- M -

ANALISIS DE VISCOSIDAD

M m -

DENSIDAD FERROSA - - M

FERROGRAFIA ANALITICA

- m M

MEDICION AN Y BN M m m

INFRARROJO (FTIR) M m -

PRUEBAS DE MEMBRANA

- M m

PUNTO DE INFLAMACION

m M -

ANALISIS DE ELEMENTOS

M m M

PROACTIVO PROACTIVO PREDICTIVO

M.- Máximo beneficio. m.-Mínimo beneficio. - No hay beneficio.

Page 201: Tribologia y Aceites i

UNA REFERENCIA DE MEDICION DE LOS NIVELES DE DESGASTE ES LA TABLA DE LIMITES KOWA PROPORCIONADA POR KOMATSU PARA LA DIFERENTE MAQUINARIA.

KOWA: KOMATSU OIL AND WEAR ANALYSIS.

LOS LIMITES KOWA ESTAN DADOS POR ANALISIS GRUPAL DE MAQUINARIA DEL MISMO MODELO EN TODO EL MUNDO Y TOMANDO LOS PROMEDIOS DE DESGASTE DE DICHAS MAQUINAS.

SIN EMBARGO ES NECESARIO EL CALCULO DE LIMITES PROPIOS DENTRO DE CADA LUGAR DE TRABAJO, PERO CUANDO ESTOS NO SE TIENEN UNA BUENA REFERENCIA SON LOS DADOS POR KOWA.

Page 202: Tribologia y Aceites i

EJEMPLO DE LIMITES PARA UN HD785-5 JAPONES

Page 203: Tribologia y Aceites i
Page 204: Tribologia y Aceites i

QUE ES LA SALUD DEL ACEITE:

QUE ES LA CONTAMINACION:

QUE ES EL DESGASTE:

Page 205: Tribologia y Aceites i

¿PORQUE LAS PARTICULAS PEQUEÑAS SON MAS PELIGROSAS QUE LAS GRANDES?

¿LA SALUD DEL ACEITE SE PUEDE CORREGIR MEDIANTE FILTRADO O “ENDULZAMIENTO” DEL ACEITE Y PORQUE SU RESPUESTA?

EL AGOTAMIENTO DE ADITIVOS NOS INDICA QUE:

Page 206: Tribologia y Aceites i

UN MUESTREO ESTRECHO ES RECOMENDABLE EN LAS SIGUIENTES SITUACIONES:

EL PUNTO DE MUESTRA QUE NOS DA UNA PANORAMICA DEL ESTADO GLOBAL DEL SISTEMA ES:

Page 207: Tribologia y Aceites i

¿CUALES ADITIVOS CONVIERTEN A UN ACEITE EN MULTIGRADO Y COMO?

¿COMO SE OBTIENE LA VISCOSIDAD DE UN ACEITE?

¿CUAL ES LA FUNCION DE LOS ADITIVOS MEJORADORES DEL INDICE DE VISCOSIDAD?

Page 208: Tribologia y Aceites i

NUMERO BASICO Y NUMERO ACIDO (PARAMETROS DE SALUD)

INDICAN EL AGOTAMIENTO DE CIERTOS ADITIVOS COMO EL ZDDP. DETERGENTES E INHIBIDORES DE HERRUMBRE.

IDENTIFICAN EL INICIO DEL PROCESO DE OXIDACION.

MIDEN EL NIVEL DE ACIDOS CORROSIVOS (AN).

MIDEN EL NIVEL DE RESERVA ALCALINA (BN).

ESTAS PRUEBAS PARA DETEMINAR EL AN Y EL BN TAMBIEN SE PUEDEN LLEVAR A CABO EN CAMPO.

Page 209: Tribologia y Aceites i

PARA LLEVAR A CABO ESTA PRUEBA EN CAMPO ES MEDIANTE REACTIVOS, LOS CUALES MEDIANTE EL CAMBIO DE COLOR QUE SE COMPARA EN UNA ESCALA, SE DETERMIAN EL BN O EL AN. LOS REACTIVOS PARA DETERMINACION DE AN Y BN SON DIFERENTES.

EN LABORATORIO LA PRUEBA PARA MEDIR ESTOS NUMEROS SE DENOMINA TITULACION POTENCIOMETRICA Y ES MEDIANTE DIFERENTES APARATOS ELECTRONICOS PERO BAJO EL MISMO PRINCIPIO.

Page 210: Tribologia y Aceites i

DADO QUE ALGUNOS ADITIVOS METALICOS DEL ACEITE PRODUCEN PROPIEDADES ACIDAS NO DESTRUCTIVAS EN EL ACEITE, Y QUE SON DETECTADAS POR EL AN, SI SE CONOCE LA LINEA BASE DEL ACEITE ES POSIBLE MONITOREAR LA DISMINUCION DE ACIDEZ HASTA EL LLAMADO PUNTO DE INFLEXION (PI) DONDE SE DA EL AGOTAMIENTO DE LOS ADITIVOS.

Realizar la gráfica del texto superior

Page 211: Tribologia y Aceites i

RANGO DE AN (ACEITE INICIAL

NUEVO)

INDICAN RANGO DE ZDDP, EP Y ACEITES ACIDOS INHIBIDOS A

LA HERUMBRE.

RANGO INICIAL DE AN (ACEITE NUEVO)

.6-1.5

LIMITE DE PRECAUCION

PUNTO DE INFLEXION MAS .2

LIMITE CRITICO AN INICIAL MAS 1.

EN ACEITES NUEVOS .1 DE AN EQUIVALE APROXIMADAMENTE A

600 ppm de ZDDP

Page 212: Tribologia y Aceites i

MEDIANTE EL AUMENTO O DISMINUCION DEL BN DETECTAMOS:

AUMENTO DISMINUCION

RELLENO DE ACEITE. DILUCION POR COMBUSTIBLE O AGUA. EVAPORACION DEL ACEITE. DEGRADACION TERMICA (CALENTAMIENTO). REACCION CON PRODUCTOS ACIDOS DE LA COMBUSTION.

RETENCION DE BN: ES LA CAPACIDAD DE UN ACEITE DE PROPORCIONAR RESERVA ALCALINA

DURANTE EL PERIODO DE VIDA DEL LUBRICANTE.

EL LIMITE PRECAUTORIO DEL BN ES EL 50% DEL BN DEL ACEITE NUEVO.

UN BN DE 2 HACIA ABAJO ES CRITICO.

Page 213: Tribologia y Aceites i

CAUSAS DE VARIACION DE BN

COMPORTAMIENTO CAUSA RAZON AUMENTO RELLENO DE ACEITE EL ACEITE NUEVO AÑADE

ADITIVOS NUEVOS.

AUMENTO ALTA TEMPERATURA LA CONCENTRACION DE ADITIVOS ES MAYOR POR

PERDIDA DEL ACEITE BASE.

DISMINUCION DILUCION POR COMBUSTIBLE O AGUA

REACCION DEL AGUA Y EL COMBUSTIBLE CON LOS

ADITIVOS.

DISMINUCION CALENTAMIENTO DE MOTOR

EL CALENTAMIENTO PROVOCA OXIDACION Y FORMACION DE ACIDOS

ORGANICOS

DISMINUCION PRODUCTOS ACIDOS DE LA COMBUSTION Y GASES.

REACCION CON PRODUCTOS ACIDOS

DEBIDO A LA ABSORCION DE LOS GASES DE

COMBUSTION.

DISMINUCION CAMBIO DE ACEITE SOBREEXTENDIDO.

AGOTAMIENTO DE ADITIVOS

Page 214: Tribologia y Aceites i

ESTA PRUEBA PROPORCIONA UN MEDIO RAPIDO DE MONITOREODE LA SALUD DEL ACEITE BASICO, CONDICION DE ADITIVOS YPRESENCIA DE CONTAMINANTES. ES EXCLUSIVA DE LABORATORIO, Y POR APARATOS

SOFISTICADOS, TODOS ELLOS COMPUTARIZADOS.

FUNCIONA MEDIANTE EL CONTEO DE LAS ONDAS ABSORBIDAS POR CM EN SU PASO POR EL ACEITE. EL CONTENIDO DEL ACEITE VA A ABSORVER LOS DISTINTOS TAMAÑOS DE LONGITUD ONDA DE TAL MODO QUE EL ESTO NOS INDICARA LA PRESENCIA DE ALGUN CONTAMINANTE.

ESPECTROMETRIA INFARROJA POR TRANSFORMADAS DE FOURIER (FTIR)

SE REQUIERE OBTENER UN ESPECTRO DEL ACEITE

NUEVO

Page 215: Tribologia y Aceites i

LIMITES DE LA OXIDACION POR FTIR Y SU CORRELACION CON AN

LA OXIDACION: 10.5 ABS/CM ADVERTENCIA. 27 ABS/CM CRITICO.

OXIDACION

(ABS/CM)

ACIDEZ (AN)

<5 <1

16 3.24

45 7.84

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MECANISMOS DE FORMACION DE BARNIZ

ESTOS MECANISMOS ESTAN LIGADOS ENTRE SI.

FALLA DEL LUBRICANTE: El lubricante por alguna razón, incluyendo oxidación, contaminación y nitración falla, teniendo como síntoma el oscurecimiento del aceite y el desarrollo de un olor fétido.

IMPUREZAS SOLUBLES: Diferentes productos de reacción permanecen solubles a temperatura de operación. Estos productos se sintetizan. Como síntoma se tiene un cambio de color y oscurecimiento del aceite. El AN tiende a subir.

FORMACION DE BARNIZ

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SUSPENSIONES INSOLUBLES: Eventualmente la densidad de productos de reacción con un peso molecular alto abruma la solubilidad del aceite básico. Como síntoma la viscosidad comienza a elevarse y tenemos posible evidencia de sedimentos y formación de lodo.

FORMACION DE DEPOSITOS: Compuestos insolubles tienen afinidad polar y comienzan a separarse del cuerpo del aceite a las superficies de la máquina. Inicialmente la superficie de la máquina toma tinte dorado y se van formando capas. Las capas viejas se convierten en laca. Los síntomas la continuación de el aumento de la viscosidad y evidencia de sedimentos y lodos.

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MECANISMOS DE AGOTAMIENTO DE ADITIVOS

AGOTAMIENTO POR DESCOMPOSICION: Las moléculas de los aditivos cambian irreversiblemente.

RUPTURA NEUTRALIZACION

ACIDO + BASE = SAL + AGUA

DETERGENTE

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OXIDACION

ZDDP + PEROXIDOS Y RADICALES LIBRES =

POLIMEROS Y PRECIPITANTES

HIDROLISIS

ZDDP + AGUA + CALOR = ACIDO SULFUICO +

SULFURO DE HIDROGENO

DEGRADACION TERMICA

ZDDP Y ADITIVOS EP + CALOR = FOSFATOS,

FOSFUROS, SULFATOS Y SULFUROS

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AGOTAMIENTO DE ADITIVOS POR SEPARACION: Los aditivos se separan del aceite (principalmente por transferencia de masa): Son filtrados, se asientan en el fondo de los depósitos, se evaporan o por fuerzas centrífugas altas se separan.

AGOTAMIENTO DE ADITIVOS POR ADSORCION: Tienen polaridad y se adhieren a las superficies, el agua arrastra aditivos al fondo del tanque y partículas que pasan por los filtros levantan los aditivos y los jalan al fondo del depósito.

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EL ANALISIS DE DESGASTE nos da referencia de las partículas que se originan como desgaste de un mecanismo y las cuales se encuentran en el aceite y son transferidas a la muestra.

Las herramientas auxiliares de medición de tasa de desgaste son el Indice de conteo de partículas (icp) y el Indice PQ)

ANALISIS DE DESGASTE (BREVE INTRODUCCION)

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El Indice de conteo de partículas (ICP) nos da las partes por millón (ppm) de todos los elementos tanto metálicos como no metálicos que hay en una muestra de aceite. El ICP nos refiere a partículas pequeñas (menores de 8 o menores de 10 um) de acuerdo a la norma del laboratorio. El conteo de estas partículas es agrupado por su naturaleza.

QUE ES PPM

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El Indice PQ (IPQ) es una medida adimensional que nos indica presencia de partículas ferromagnéticas grandes (de 10 a 40 um ).

El principio de esta medida es mediante la presencia de campos magnéticos y su reacción ante las diferentes partículas.

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ICP PQI INTERFERENCIA INTERPRETACION

BAJO BAJOPOCAS

PARTICULAS DE DESGASTE

TENDENCIA DE DESGASTE NORMAL

ALTO BAJO -MEDIO

MUCHAS PARTICULAS PEQUEÑAS,

POCAS O NINGUNAS GRANDES

DESGASTE ACELERADO. ENTRADA DE

SUCIEDAD (ANORMAL)

BAJO ALTOPOCAS

PARTICULAS PEQUEÑAS Y

MUCHAS GRANDES

FATIGA

ALTO ALTO MUCHAS PARTICULAS DE

TODOS LOS TAMAÑOS

DESGASTE MUY SERIO, POSIBLE

FALLO CATASTROFICO

CORRELACION ENTRE PQI E ICP

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OTRA HERRAMIENTA AUXILIAR EN EL ANALISIS DE ACEITE ES EL CODIGO ISO.

EL CODIGO ISO NOS INDICA LA LIMPIEZA DE UN ACEITE, ES DECIR, QUE TAN CONTAMINADO ESTA EL ACEITE. EL CODIGO ISO ES INDISCRIMINATORIO, ES DECIR, CUENTA TODO TIPO DE PARTICULAS INDEPENDIENTEMENTE DE SU NATURALEZA. (TIERRA, PELUSAS, METALES, NO METALES, INCLUSIVE ADITIVOS). LA MEDICION DEL CODIGO ISO ENCUENTRA SU MAS AMPLIA APLICACIÓN EN LOS ACEITES HIDRAULICOS. ESTA REGIDO POR LA NORMA ISO 4406:99

CODIGO ISO

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Código de limpieza ISO para aceites hidráulicos y de circulación

Con cada vez más énfasis colocado en la limpieza del sistema de lubricación, no sorprende que también haya cada vez más conocimiento del código de limpieza ISO,que es el código predominantemente usado en la industria..El código de limpieza ISO por SAE AS4059 D e ISO 4440-1999 identifica el tamaño y cantidad de contaminantes sólidos (no es por elementos como la espectroscopía por ICP). Estos datos son críticos para determinar la limpieza global de su sistema y la eficiencia de su filtración.

BOLETIN MOBIL SOBRE EL CODIGO DE LIMPIEZA ISO

Más información sobre el codigo ISO

Page 227: Tribologia y Aceites i

Veamos un ejemplo rápido:

Una muestra de aceite para máquinas de papel con la siguiente distribución de conteo de partículas tendrá sus códigos resultantes y se reportará luego como con un código de limpieza ISO 21/17/12.

En resumen, esta es la manera en que se lleva a cabo este ensayo: 1. Todos los componentes en el aceite que son capaces de proyectar una sombra (tecnología de bloqueo láser) o de ser atrapados por un filtro (tecnología de bloqueo de poros) son cuantificados por ml de aceite. 2. Estas cantidades son luego agrupadas de acuerdo con su micronaje >4 (opcional), >6, y >14.

3. A cada uno de los tres grupos se les asigna un rango de código y se reporta en términos de ese código.

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El nivel de limpieza requerido por un elemento de máquina depende principalmente de su precisión y confiabilidad en servicio. El tamaño de partículas que provocan el mayor daño en un elemento de máquina es aquél similar o levemente superior al espacio entre las superficies de cojinetes, elementos cargados o sellos. Las máquinas de alta precisión tales como los robots industriales y máquinas herramientas de control numérico poseen tolerancias muy estrechas y requieren aceites más limpios que máquinas de menor precisión. La confiabilidad es otro factor que afecta los requisitos de limpieza. Los motores y sistemas hidráulicos de aeronaves deben, por razones obvias, ser mucho más confiables que sus contrapartidas en tierra. Las normas de limpieza para sus lubricantes están, por lo tanto, entre las más exigentes . Los niveles de presión de los sistemas hidráulicos también afectan la limpieza requerida a los aceites hidráulicos.

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En general, el aceite hidráulico debe estar más limpio en sistemas de alta presión con componentes extremadamente sensibles. Algunas servoválvulas hidráulicas pueden tener tolerancias menores a un micrón, de ahí la necesidad de un aceite más limpio para evitar daño y/o mal funcionamiento. Como la mayoría de los laboratorios, el de ExxonMobil no interpretará un código ISO de limpieza como satisfactorio o no satisfactorio a menos que se le provea más información. Algunos laboratorios reportarán los 3 rangos mientras que otros sólo reportarán los dos más altos (6 y 14 micrones) debido al hecho que muchos fabricantes sólo se preocupan por esos rangos.

Consulte a su ingeniero de lubricación de ExxonMobil, su fabricante de filtro y equipo acerca del código de limpieza ISO más adecuado para su aplicación.

CONTEO DE PARTICULAS (ISO)

PPM Y CODIGO ISO

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COMPARATIVO DE CODIGOS ISO (Fotos)

Page 232: Tribologia y Aceites i

UBIQUE EN LA TABLA DE CODIGO ISO LOS ACEITES

DE LAS ILUSTRACIONES

ANTERIORES

Describa las partículas

encontradas en cada código y sus

tamaños:

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GENERACION DE LA TABLA ISO

Page 234: Tribologia y Aceites i

DEFINA EL CODIGO ISO DE LA SIGUIENTE MUESTRA QUE ARROJO LOS RESULTADOS

MOSTRADOS

TAMAÑO DE LAS

PARTICULAS

PARTICULAS POR ML MAYORES AL TAMAÑO

4 1752

6 517

10 144

14 55

20 25

50 1.3

75 .27

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OBJETIVOS DE LIMPIEZA

EXISTEN OBJETIVOS DE LIMPIEZA PARA LOS DISTINTOS COMPONENTES DE LA MAQUINARIA. A CONTINUACION SE ILUSTRAN ALGUNOS DE ELLOS.

MAQUINA CODIGO ISO

Rodamiento de bolas 16/13/11

Rodamiento de rodillos 17/14/12

Cojinete 18/15/12

Caja de engranes industrial

18/15/12

Caja de engranes de equipo móvil

18/16/13

Motor a diesel 18/16/13

Turbinas de vapor 18/14/11

Máquinas de papel 18/14/11

Page 236: Tribologia y Aceites i

CODIGOS DE LIMPIEZA PARA FLUIDOS HIDRAULICOS DE ACUERDO A

LA PRESION PRESION DE OPERACION

< 1500 PSI

1550-2500 PSI >2500 PSI

Servo válvulas 16/14/12 15/13/11 14/12/10

Válvulas proporcionales

17/15/12 16/14/12 15/13/11

Bombas de caudal variable

17/16/13 17/15/12 16/14/12

Válvulas de cartucho

18/16/14 17/16/13 17/15/12

Bomba de pistones

18/16/14 17/16/13 17/15/12

Bomba de paletas 19/17/14 18/16/14 17/16/13

Válvulas solenoide

19/17/14 18/16/14 18/16/14

Bomba de engranes

19/17/14 18/16/14 18/16/14

Válvula de control de presión

19/17/14 18/16/14 17/16/13

Page 237: Tribologia y Aceites i

DEFINA ACIDEZ:

DEFINA ALCALINIDAD:

DEFINA AN (NUM ACIDO):

Page 238: Tribologia y Aceites i

DIBUJE LA RECTA DE ACIDEZ Y ALCALINIDAD DE LAS SUSTANCIAS

Page 239: Tribologia y Aceites i

¿QUE ES EL ICP Y QUE CUENTA?

¿QUE ES IPQ Y QUE CUENTA?

¿QUE ES EL CODIGO ISO Y QUE CUENTA?

Page 240: Tribologia y Aceites i

MENCIONE TRES FACTORES CAUSALES DE AUMENTO EN EL AN

MENCIONE 3 FACTORES CAUSALES DE VARIACION EN EL BN

¿CUALES SON LAS TECNOLOGIAS DE APOYO PARA UNA ANTENIMIENTO PROACTIVO?

Page 241: Tribologia y Aceites i

¿CUAL ES EL CODIGO ISO ADMITIDO O RECOMENDADO POR KOMATSU EN ACEITES HIDRAULICOS?

¿QUE CODIGO ISO ES EL CONTEO R4=1745, R6=2765, R14=463

¿QUE CODIGO ISO ES EL CONTEO R4= 2500, R6= 320, R14=80.

¿QUE CODIGO ISO ES EL CONTEO R4=2501, R6= 321, R14= 81.

¿SERIA ESTE ACEITE ACEPTADO POR KOMATSU EN UN SISTEMA HIDRAULICO?