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Análisis de Aceite

análisis de aceite

El análisis del aceite detecta la contaminación y la degradación del lubricante antes de que esas circunstancias ocasionen el fallo del equipo. El ingreso de contaminantes y la contaminación con otros aceites acelera la degradación del fluido. La contaminación y una pobre calidad del fluido originan el aumento del desgaste.

El análisis permite identificar el ADN de su proceso de lubricación, cualquier error en el proceso de selección del lubricante, su almacenamiento, manejo, aplicación o contaminación en operación, será detectado por un programa de análisis de aceite bien diseñado. El análisis de aceite es una estupenda manera de medir la eficiencia de tu proceso de lubricación.

Índice

Los ensayos más utilizados en los análisis de aceite

  • Viscosidad cinemática ( ASTM D-445): una medida del la resistencia del aceite a fluir. El cambio de la misma en los aceites usados pone de manifiesto problemas de oxidación, presencia de agua, dilución por  combustible, etc.
  • Determinación de contenido de agua ( ASTM D-95): La  presencia de agua puede indicar problemas vinculados al agua de refrigeración, condensación, etc.
  • Determinación del TBN (ASTM D-2896): Mide la  capacidad residual de aditivos básicos del lubricante que protegen al equipo de la corrosión.
  • Análisis  de metales  por Espectroscopia de Absorción Atómica (AAS): Existen tres fuentes que originan metales: metales de desgaste, aditivos y contaminantes.
  • Metales de desgaste: Estos metales indican desgastes en componentes particulares de una unidad estudiada permitiendo evaluar el estado de los mismos (hierro, cromo, plomo, cobre, etc.).
  • Aditivos: Existen metales en numerosos paquetes de aditivos de lubricantes; la caída de concentración de los mismos dan una idea del deterioro de las propiedades del lubricante (Magnesio, Zinc, Calcio, etc.).
  • Contaminantes: Contaminantes externos (polvo, tierra, refrigerante) pueden ser detectados de acuerdo a componentes metálicos presentes en los mismos, indicando una falla en la estanqueidad del sistema lubricante (Silicio, Sodio, Aluminio, etc.).
  • Dilución por combustible por cromatografía de gases (ASTM D-3524): El pasaje de combustible al aceite es frecuente en motores con problemas de mala relación aire/combustible por  problemas de inyección, compresión, etc. 
  • Determinación de contenido de insolubles (insolubles en pentano y tolueno (ASTM D-893): Indica la presencia de contaminantes sólidos (productos de oxidación, hollín, contaminantes externos) e identificación de la naturaleza de los mismos.
  • Blotter test (Cromatografía de gota) mediante una gota de aceite en un papel adecuado se obtiene  una primera información cualitativa valiosa sobre el estado del mismo.
  • Examen microscópico de cualquier partícula visible en la muestra o eventualmente en el filtro. La identificación cualitativa de la composición del metal revela componentes que están sufriendo el desgaste y el análisis morfológico sugiere modo y causa del mismo.

Consideraciones para el análisis en la salud del aceite

  • Viscosidad
  • Contenido de sólidos
  • Contenido de agua
  • Número ácido
  • Número básico
  • Punto de inflamación

Consideraciones para el análisis en la contaminación del aceite

  • Conteo de partículas
  • Concentración de partículas
  • Concentración de agua – aire
  • Temperatura de operación

La oxidación de los Lubricantes

La oxidación es la degradación permanente de un lubricante, causada por reacciones químicas relacionadas con el oxígeno, con el progreso se producen ácidos que conducen a la corrosión, moléculas largas que conducen a lodo, lacas y barniz.

Retos para los aceites hidráulicos

Los fabricantes de equipos originales reportan que los problemas más frecuentes con sistemas hidráulicos de alto desempeño son:

  • Los sistemas son cada vez más pequeños, y al mismo tiempo ha disminuido el caudal de fluido en el depósito.
  • Tanto el tamaño del depósito como su forma no son las más optimas para la vida del fluido.
  • El caudal de aceite es alto en comparación con su volumen.
  • Los sistemas hidráulicos están diseñados para tener una mayor densidad de potencia.
  • Temperaturas de aceite más altas
  • En general, las presiones del aceite se han incrementado.

Consecuencia de estos retos:

  • Presencia de espuma y cavitación debido al poco tiempo del aceite en el depósito para liberar y colapsar las burbujas de aire.
  • Disminución de la vida útil del aceite debido al incremento en la oxidación.
  • Pobre respuesta hidráulica de las válvulas debido a la formación de barniz y lodo.
  • Mayor necesidad de reemplazar los filtros por taponamiento.
  • Incremento en el desgaste de las válvulas y las bombas.

La viscosidad de los lubricantes

Es la resistencia del aceite a fluir y al corte (Fricción interna), normalmente se expresa en poise (P) o centipoise cP, en el SI como pascales segundo (Pa – s, donde 1 Pa – s = 10 P). La viscosidad absoluta es la preferida para análisis de aceite usado, mientras que viscosidad cinemática resistencia del aceite a fluir y al corte por la fuerza de gravedad. Las unidad es el stokes (St) o centistokes (cSt) en el SI milímetros cuadrados por segundo (mm2/s, donde 1 mm2/s = 1 cSt).

Causas de cambios en la viscosidad

IncrementoDisminución
Cambios en el aceite base (Cambios moleculares)Polimerización Oxidación Pérdidas evaporativas Formación de carbón y óxidos insolublesRuptura térmica de las moléculas Cizallamiento de los mejoradores de IV
Adiciones al aceite base (Contaminación)Agua (Emulsiones) Aereación Hollín Aceite equivocado (de alta viscosidad) Anticongelante (Hollín)Combustible Refrigerante Solventes Aceite equivocado de baja viscosidad

Recomendaciones para establecer límites de viscosidad

LímiteAceite de motor (1)Aceite industrial (2)Aceite industrial en condiciones severas (3)
Critico (Superior)+ 20%+ 10%+ 7%
Precaución (Superior)+ 20%+ 5%+ 4%
Precaución (Inferior)– 5%– 5%– 5%
Critico
(Inferior)
– 10%– 10%– 10%
(1) Duplique esta cantidad para aceites que contienen mejoradores de índice de viscosidad, (2) Límites de aceites de motor basados en cSt a 100º C, (3) Límites de aceites industriales basados en cSt a 40º C.

Número de Neutralización (NA: Número Ácido)

Mide la concentración ácida en el lubricante, no la potencia ácida, en aceites industriales, de utilidad en componentes de equipo móvil y en motores a gas de bajas cenizas.

Concentración de aditivos

Algunos aditivos metálicos del aceite producen propiedades ácidas débiles no destructivas en el aceite, las cuales son detectadas por la prueba de AN. Si se conoce la “línea de base” del aceite nuevo, es posible monitorear la disminución de la acidez del aceite hasta el llamado “Punto de inflexión” (PI) donde se agotan los aditivos.

Degradación del lubricante

Incremento acelerado de la acidez del aceite después de PI ocasionado por la formación de productos de oxidación, ácidos orgánicos y lodos.

Limites AN

Tipo de AceiteAdvertenciaCrítico
R&O (Compresores)AN inicial + 0,2AN inicial + 1,0
Hidráulico y Engranes (1)Punto de inflexión + 0,2AN inicial + 1,0
Hidráulico y Engranes (2)AN inicial + 0,2AN inicial + 1,0
(1) Requiere de alta frecuencia de monitoreo, (2) Menor eficiencia, pero más fácil de detectar

Número de Neutralización (NB: Número Básico)

Indicador de la habilidad del aceite a neutralizar ácidos de la combustión, contaminación y productos de oxidación. O la habilidad del aceite de proporcionar protección de reserva alcalina durante el periodo de vida del lubricante.

Posibles causas de BN bajo

  • Cambios de aceite muy prolongados.
  • Aceite de tipo inadecuado.
  • Sobrecalentamiento.
  • Combustible con alto contenido de azufre.
  • Excesiva fuga de gases en el motor.
  • Humedad en el aceite.
  • Alta contaminación metálica.
CausaRazón
Relleno de aceiteEl aceite nuevo añade nuevos aditivos Al aceite reponiéndolo capacidad
Alta temperatura (Evaporación)La concentración de aditivos es mayor por pérdida de aceite base
Dilución por combustible o aguaEl agua y el combustible reaccionan con los aditivos
Calentamiento de motorLa temperatura provoca oxidación y formación de ácidos orgánicos
Productos ácidos de la combustión y gasesLa temperatura provoca oxidación y formación de ácidos orgánicos
Cambio de aceite sobreextendidoAgotamiento de aditivos

Lineas Base NB

AdvertenciaCrítico
Reducción de un 50% del NB original del aceite nuevoValor mínimo de 2

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