ANÁLISIS DE ACEITE I.
Por: Eduardo Niño de
Rivera
INTRODUCCIÓN:
En la literatura técnica [ver referencias] hay un amplio consenso
respecto a la mejor manera de extraer muestras de aceite de los sistemas de
lubricación. Se dice con frecuencia que los resultados del análisis sólo serán
válidos si se hacen sobre muestras representativas del aceite que hay en el
sistema. Una muestra que no sea representativa puede llevar a conclusiones
erróneas sobre la condición del aceite y de los componentes que lubrica. Si la
muestra está más contaminada que el resto del aceite, por ejemplo, podríamos
concluir que los rodamientos y engranes están en peor condición de la que en
realidad se encuentran. De igual manera, una muestra más limpia que el resto
del aceite puede llevar a la conclusión de que no hay problema con componentes
que en realidad están en condición de falla inminente. Además, se requiere una
interpretación adecuada para darle sentido a los datos brutos reportados en un
análisis. Este artículo ofrece orientación práctica sobre la forma correcta de
extraer muestras de aceite representativas y sobre cómo interpretar los
resultados de las pruebas de laboratorio.
ALCANCES Y LIMITACIONES
El análisis de aceite reporta el nivel y la composición de los contaminantes,
y el estado del lubricante al momento de tomar las muestras, pero no es una
observación directa de la condición de los engranes, cojinetes de fricción o
rodamientos. Para ser de utilidad como herramienta de diagnóstico, los
resultados del análisis requieren de una interpretación adecuada, deben ser
corroborados mediante otros métodos de diagnóstico, y se deben observar las
tendencias a través del tiempo en las variables reportadas.
DISEÑO DEL SISTEMA
El primer paso para diseñar un programa de control de la condición
del aceite lubricante es llegar a un acuerdo claro con un laboratorio
debidamente certificado, respecto a la frecuencia del muestreo; los formatos de
los reportes y sus contenidos, incluyendo los diagnósticos y demás información
que entregarán; Los niveles de referencia aceptables para cada valor que se
reporte; y el número, localización, tamaño, especificación de los frascos, y el
método de recolección de las muestras.
Los valores aceptables para cada variable deben establecerse en base
a los requerimientos de cada máquina y de común acuerdo entre la planta y el
laboratorio.
Los resultados de las pruebas programadas periódicamente y su
evolución en el tiempo deben darnos la siguiente información [1]:
·
La condición actual del aceite;
·
El tiempo transcurrido entre
cambios de aceite;
·
La presencia de partículas
metálicas como indicadores de desgaste en rodamientos, cojinetes y engranes; y,
·
Las tendencias en la frecuencia
de cambio de aceite y en la composición de las partículas metálicas y de otros
contaminantes mezclados en el aceite.
Cuando se dan condiciones anómalas de operación, como incremento en la
temperatura, el ruido o las vibraciones, puede ser necesario realizar pruebas
fuera del programa establecido para determinar la condición en que se
encuentran los engranes, cojinetes y rodamiento.
Un programa de pruebas bien diseñado es una forma económica de
determinar si las características del aceite y los niveles de contaminación
están dentro de los valores aceptables [1] en cuanto a:
·
Viscosidad del aceite a 40°C
(también es útil tomarla a 100°C, más representativo a las condiciones de
operación);
·
Limpieza;
·
Contenido de agua; y,
·
Metales y otras sustancias
mezcladas en el aceite.
Si estas mediciones están dentro de los límites aceptables y no hay
otras señas de deterioro o daño en los componentes, el reductor de velocidad
puede seguir en operación
·
Comparar el dato anómalo con
datos de las otras muestras obtenidas al mismo tiempo;
·
Tomar nuevas muestras para
verificar los resultados;
·
Revisar los reportes del
sistema de monitoreo de condición (temperatura, ruido y vibraciones);
·
Realizar pruebas más
detalladas;
·
Hacer una inspección directa de
cojinetes, rodamientos y engranes; y,
·
Realizar un análisis detallado
sobre las causas de falla en estos componentes.
Aún si todas las mediciones están dentro de los límites aceptables,
es importante seguir su evolución en el tiempo. Es necesario, entonces,
comparar los últimos resultados con los reportados anteriormente, ya que cualquier
tendencia al alza en una o más variables podría ser un indicador de que los
componentes se están deteriorando. La detección temprana del deterioro de los
componentes mecánicos nos da oportunidad de hacer correcciones mientras el
reductor de velocidad todavía está en condición se continuar en operación,
evitando así, una falla catastrófica y/o un paro no programado.
El aceite que hay en el sistema no es una mezcla homogénea, esto significa que las muestras tomadas en diferentes puntos nos darán fragmentos de información que pueden unirse para darnos un panorama más completo. En la medida de los posible, se debe EVITAR TOMAR MUESTRAS DE zonas que claramente no son representativas del aceite que llega a los componentes en movimiento:
·
Del fondo del depósito, en
donde se asientan los residuos metálicos en mayor concentración que en el resto
del aceite;
·
Después de que el aceite ha
pasado por filtros que eliminan sustancias contaminantes y residuos metálicos
derivados del desgaste de las superficies de carga; o
·
Después de que un cambio de
aceite.
En depósitos, lo ideal es tomar muestras a la mitad de la
profundidad del nivel de aceite y a cuando menos 50 mm de las paredes del
tanque y de los elementos giratorios sumergidos en el aceite.
En sistemas con circulación de aceite también se pueden tomar
muestras en las tuberías de retorno, antes de que el aceite pase por los
filtros. Las muestras tomadas en los codos, donde el flujo es turbulento, son
más representativas que las tomadas a través de las paredes de tubería recta
con flujo laminar.
Es necesario ser consistente. Las muestras de aceite deben extraerse
del mismo lugar y en momentos similares. Si las condiciones lo permiten, es
preferible tomar las muestras antes de que hayan transcurrido 30 minutos de que
el reductor se haya detenido. Si se tiene acceso durante la operación, las
muestras deben tomarse una vez que el sistema ha alcanzado una condición
estable de operación, en que la temperatura de la unidad se ha estabilizado
(unos 30 minutos aproximadamente).
CÓMO DEBEN TOMARSE LAS MUESTRAS
Las muestras deben estar libres de contaminación externa:
·
Limpiar orificios, válvulas y
tapones antes de abrirlos o conectarlos;
·
Usar frascos, tubos y otras
herramientas que estarán en contacto con el aceite, nuevas, limpias y
totalmente secas, y que cumplan con las especificaciones del laboratorio;
· 
·
Instalar correctamente las
mangueras en la bomba de vacío (que sobresalga unos 25 mm por debajo de la tapa
y que tenga el largo adecuado para tomar la muestra del punto correcto);
·
Quitar el tubo hacia arriba
para evitar que la bomba se contamine con el aceite que se tomó para la
muestra;
·
De ser posible, evitar usar los
mismos tubos y mangueras para sacar muestras diferentes;
·
Drenar y limpiar herramientas y
equipo antes de reutilizarlo para tomar una muestra nueva;
·
Drenar el aceite estancado en
tubos y mangueras antes de tomar las muestras; e,
·
Identificar adecuadamente las
muestras (equipo, punto en que se tomaron, fecha y hora).
CONSISTENCIA EN EL TIEMPO
Los orificios y válvulas permanentes (A) permiten una toma
consistente de muestras a través del tiempo. estos orificios y válvulas pueden
quedar convenientemente colocados en las líneas de retorno o en la caja para
tomar muestras representativas conforme a los planteamientos arriba indicados.
Si la caja no tiene puertos convenientemente localizados, el problema podría
solucionarse con un tubo doblado para que la toma de aceite se realice en el
lugar deseado, o se pueden adaptar nuevos orificios en posiciones adecuaras de
la caja.
También se pueden tomar muestras de los depósitos mediante bombas de vacío, introduciendo tubos rígidos o de plástico a través de los orificios de llenado o de ventilación, o quitando las tapas de inspección. Desde el exterior de la caja, es difícil controlar la posición exacta del extremo de un tubo flexible, por lo que se debe tener mucho cuidado para evitar que las muestras se tomen del fondo del depósito o cerca de las paredes de la caja. Para tener mayor control y consistencia, el tubo flexible puede adherirse a una varilla rígida que permita colocarlo aproximadamente en la misma posición cada vez que se tomen las muestras.
EN RESUMEN:
LAS TRES CLAVES PARA QUE EL ANÁLISIS DE ACEITE SEA ÚTIL
1.- LAS MUESTRAS. La calidad de las muestras es factor determinante
en la confiabilidad de los resultados:
·
Las muestras deben ser
representativas del aceite que hay en el sistema:
·
No debe permitirse la
contaminación de las muestras durante su recolección; y,
·
El muestreo debe ser
consistente a través del tiempo;
|
C |
|
D |
|
E |
·
El laboratorio que haga las
pruebas debe estar certificado;
·
Los reportes deben contener
datos relevantes; y,
·
Los límites aceptables para
cada variable deben fijarse conforme a los requerimientos de cada máquina
3.- INTERPRETACIÓN.
·
Si todas las variables están
dentro de los límites aceptables y no haya otras evidencias de condiciones
anómalas, el redactor de velocidad podrá continuar en operación;
·
Una sola lectura fuera de los
límites establecidos debe ser corroborada antes de tomar nuevas medidas;
·
El análisis de aceite es una
observación indirecta, útil para orientar las decisiones inmediatas, pero los
resultados deben ser respaldados por la observación de otras variables, como la
temperatura, el ruido y las vibraciones, antes de comprometerse con decisiones
trascendentales o costosas; y
·
Las tendencias al alza en los
valores reportados a través del tiempo son indicadores del deterioro inicial de
los componentes mecánicos. Se pueden evitar reparaciones costosas y paros
inesperados si se atienden las causas básicas del deterioro mientras el
reductor de velocidad todavía está en condiciones aceptables para la operación.
CONCLUSIÓN:
La importancia del análisis de aceite va más allá de indicar si está en condición apta para cumplir con su función como lubricante, el aceite capta sólidos, líquidos o gases que pueden venir del exterior o pueden generarse dentro del reductor de velocidad por el deterioro de retenes, sellos, rodamientos, chumaceras, engranes y hasta la misma caja. Más aún, las discrepancias en los datos y las tendencias en el tiempo de las variables reportadas son señal de deterioro incipiente en los componentes mecánicos. El análisis de aceite es, por tanto, un buen indicador del estado de salud del reductor de velocidad. Sin embargo, este análisis no es una observación directa de la condición real de los componentes; es útil y económico como observación no-invasiva que puede darnos confianza para continuar operando mientras las mediciones permanezcan dentro de límites aceptables y no haya otras señales de problemas en el reductor de velocidad, o puede dar aviso preventivo de condiciones anómalas en desarrollo. Sin embargo, antes de emprender acciones trascendentes o costosas, debemos confirmar los diagnósticos mediante otros métodos de monitoreo de condición o mediante la observación directa de los componentes.
En el próximo artículo, Interpretación del Análisis de Aceite
AGRADECIMIENTO:
Este artículo está basado principalmente en la segunda parte, “Lubrication” del seminario “Gearbox Field Inspections” AGMA Gear Expo – 30 JUNIO 2016 presentado por Artec-machine Systems.
Referencias
1..- https://www.artec-machine.com/Gearbox-Oil-Analysis/category/gearbox-oil-analysis-service
2.- https://www.machinerylubrication.com/oil-sampling-hardware-31620
3.- https://www.machinerylubrication.com/Read/650/used-oil-sampling
4.- https://www.machinerylubrication.com/Read/31573/oil-analysis-reports
5.- https://www.machinerylubrication.com/Read/433/oil-analysis-test-slate
7.- https://wearcheck.com/virtual_directories/Literature/Techdoc/LG-SAMPLING-GUIDE-US.pdf
8.-http://blog.spectrosci.com/oil-sampling-best-practices
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