Cómo interpretar un reporte de análisis de lubricantes

27 de abril de 2018

Matt McMahon, TestOil. Traducido por Francisco J. Páez Alfonzo, Noria Latín América.

La habilidad para interpretar los resultados del análisis de lubricantes es crucial para orientar las decisiones sobre las actividades de mantenimiento preventivo. Tener a alguien dentro de su organización que pueda recogerlos e interpretarlos dentro del contexto operacional de la planta es esencial. Esta es una habilidad que se puede desarrollar fácilmente con una mínima inversión en entrenamiento y certificación. Este artículo se enfoca en los fundamentos del análisis de lubricantes y en cómo interpretar los resultados indicados en el reporte.

image0013 Cómo interpretar un reporte de análisis de lubricantes

Revisando el reporte

Una vez completado el análisis, es importante revisar e interpretar los resultados en el reporte para determinar si se requiere algún tipo de acción. El reporte no siempre señala problemas específicos, pero proporciona un punto de partida para el análisis.

Cada prueba debe estar claramente identificada. La información normalmente está organizada en un formato de hoja de cálculo con números que indican los resultados de las pruebas. Cuando revise los reportes, lo primero que debe hacer es asegurarse que en realidad sean suyos. Asegúrese que incluya su nombre, tipo de lubricante, fabricante del lubricante y tipo de máquina.

El reporte debe indicar claramente el estado de su máquina y su lubricante. El laboratorio debe disponer de un sistema de evaluación para notificarle los niveles normales, anormales y críticos. Además, debe incluir comentarios del analista que revisó los resultados. Estos comentarios lo ayudarán a evaluar la gravedad del problema y le proporcionarán y recomendarán un curso de acción.

Interpretando los resultados de viscosidad

La viscosidad es la prueba más común para un lubricante, ya que esta está considerada como su propiedad más importante. La prueba mide la resistencia de un lubricante a fluir a una temperatura específica. Si un lubricante no tiene la viscosidad correcta, no podrá realizar sus funciones correctamente. Si la viscosidad no es la correcta para la carga, no podrá formar la película lubricante requerida en los puntos de contacto. El calor y la contaminación no son eliminados con la rapidez requerida, el lubricante no podrá proteger adecuadamente los componentes. Un lubricante con la viscosidad incorrecta puede conducir a sobrecalentamiento, desgaste acelerado y, en última instancia, a la falla del componente.

Los lubricantes industriales son identificados de acuerdo con su grado de viscosidad ISO (ISO VG, por sus siglas en inglés). Esta se refiere a la viscosidad cinemática (KV, por sus siglas en inglés) del lubricante medida a 40°C y reportada en centiStokes (cSt). Para clasificarse en un grado ISO determinado, la viscosidad del aceite debe estar dentro de un más o menos 10 por ciento del grado correspondiente. Por lo tanto, para que un lubricante sea clasificado como ISO VG 100, su viscosidad debe estar entre 90 y 110 cSt. Si la viscosidad del aceite se encuentra dentro de ese más o menos 10 por ciento, es considerada normal. Si la viscosidad es mayor que el más o menos 10 por ciento, es considerada anormal.

TABLA 1 Cómo interpretar un reporte de análisis de lubricantes

Análisis de metales: Espectrometría de elementos

Analizar un reporte de análisis de lubricantes implica comprender la concentración de los metales esperados e inesperados en su lubricante. Algunos contaminantes se recogen a medida en que el aceite circula y salpica diferentes componentes y superficies de la máquina. Otros contaminantes entran en la máquina durante su fabricación o mantenimiento rutinario, así como a través de sellos defectuosos, respiradores deficientes o escotillas abiertas. No importa cómo los contaminantes ingresen en el lubricante, ellos pueden causar daños importantes.

La espectrometría de elementos es una prueba utilizada para determinar la concentración de metales de desgaste, metales contaminantes y aditivos metálicos en el lubricante. Una elevada concentración de metales de desgaste puede indicar un proceso de desgaste anormal. Sin embargo, la espectrometría de elementos no puede medir partículas con tamaños superiores a los 8 micrones, lo que deja a esta prueba ciega para partículas sólidas más grandes. Al igual que cualquier otra prueba, la espectrometría está sujeta a variaciones inherentes.

Cuando los aditivos presentes en el lubricante son de origen metálico, diferencias significativas entre la concentración de los elementos de los aditivos y la línea de base correspondiente pueden indicar que se ha utilizado o contaminado con un aceite incorrecto o que ha ocurrido un cambio en la formulación del lubricante.

Comprendiendo los límites de metales de desgaste

Al revisar los niveles de desgaste en su reporte, observe el historial de las tendencias para cada máquina, no solo la recomendación del fabricante original de la máquina (OEM, por sus siglas en inglés). Los OEM ofrecen buenos puntos de partida, pero no es muy prudente solo seguir sus recomendaciones, ya que las máquinas son usadas en forma diferente.

Por ejemplo, dos máquinas idénticas pueden tener resultados de espectrometría de elementos muy diferentes como resultado de las variaciones de carga, ciclo de trabajo y prácticas de mantenimiento. Los resultados pueden incluso mostrar una gran variación de niveles de conteo de partículas. Ambas máquinas podrían considerarse saludables en función del análisis de sus tendencias.

La tendencia es extremadamente importante para determinar la salud de la máquina. Como regla general utilice su propio juicio y revise la tendencia de los resultados. ¿Han cambiado con relación a las condiciones de operación? ¿Ha estado utilizando la máquina por más tiempo? ¿Ha sobrecargado la máquina? Debe también analizar los resultados de las pruebas con el analista de laboratorio antes de tomar cualquier decisión.

Observe los contaminantes

La contaminación causa un gran número de fallas en los sistemas. A menudo toma la forma de materiales insolubles como agua, metales, partículas de polvo, arena y elastómeros. Las partículas pequeñas (de menos de 2 micrones) pueden generar un daño significativo. Son típicamente sedimentos, resinas o productos de oxidación del lubricante.

El objetivo con los contaminantes es detectar la presencia de material extraño, identificar de dónde provienen y determinar cómo prevenir entradas futuras o su generación. Los contaminantes actúan como catalizadores en el desgaste de los componentes. Si este ciclo no es detenido, el desgaste se acelera y se reduce la vida útil de la máquina.

Los elementos típicos que sugieren contaminación incluyen el silicio (polvo o tierra suspendida en el aire o aditivos antiespumantes), boro (inhibidor de corrosión en el refrigerante), potasio (aditivo en el refrigerante) y sodio (detergente y aditivo en el refrigerante).

Cuantificando la cantidad de agua

Cuando hay agua libre o emulsionada en el aceite, esta representa una seria amenaza para la máquina. El agua es un mal lubricante y promueve la herrumbre y la corrosión en las superficies metálicas. El agua disuelta en el aceite produce oxidación y disminuye la capacidad de soporte de carga del aceite. La contaminación con agua también puede causar que el paquete de aditivos del aceite se precipite al fondo del depósito. El agua en cualquier estado produce desgaste acelerado, incrementa la fricción y altas temperaturas de operación. Si no se controla, puede conducir a una falla prematura de los componentes de la máquina.

La prueba Karl Fischer para determinar la presencia de agua en el aceite es el método de laboratorio más común para analizar el contenido de agua en el aceite. Al revisar estos resultados, recuerde que bajos niveles de agua son el resultado de la condensación, mientras que valores más elevados pueden indicar una fuente de ingreso de agua. En la mayoría de las máquinas, los niveles de agua no deben exceder las 500 partes por millón (ppm).

Fuentes comunes de ingreso de agua incluyen contaminación externa (respiradores, sellos y tapas de los depósitos), fugas internas (intercambiadores de calor o camisas de agua) y condensación.

Determinando la condición del lubricante: Número ácido (AN)

El número ácido (AN) es un indicador de la condición del aceite. Es útil para monitorear el incremento en la acidez del lubricante. La oxidación del aceite genera subproductos ácidos. Altos niveles de acidez indican excesiva oxidación del aceite o el agotamiento de aditivos lo que puede causar corrosión en los componentes internos de la máquina.

La prueba del número ácido utiliza la titulación para detectar la formación de subproductos ácidos en el lubricante. Esta prueba consiste en diluir la muestra de aceite y agregar cantidades incrementales de una solución alcalina hasta que se obtiene el punto final de la neutralización. Debido a que esta prueba mide la concentración de ácidos en el aceite, el efecto de la dilución a menudo interfiere en la efectividad de la determinación de la acidez en el aceite.

De igual manera, algunos aceites que contienen aditivos antidesgaste o de extrema presión, que son levemente ácidos, pueden generar lecturas altas o bajas debido a su agotamiento o consumo. Los resultados del número ácido deben ser considerados en conjunto con otros factores como la salud de los aditivos o el contenido de agua.

Conteo de partículas

La concentración de partículas de desgaste en el aceite es un indicador clave de problemas potenciales de los componentes. Por lo tanto, el análisis de lubricantes debe ser capaz de medir una amplia gama de partículas de desgaste y contaminantes. Algunos tipos de desgaste producen partículas que son extremadamente pequeñas. Otros generan partículas más grandes que pueden ser observadas visualmente en el aceite. Las partículas de cualquier tamaño tienen la tendencia de causar serios daños a los componentes de la máquina si se permite su ingreso en el lubricante.

El análisis de conteo de partículas se realiza sobre una muestra representativa del fluido en el sistema. El conteo de partículas proporciona la cantidad y el tamaño de las partículas de los diversos contaminantes sólidos que se encuentran en el lubricante. El conteo de partículas actual y el correspondiente código de limpieza ISO son comparados con el código de limpieza objetivo establecido para el sistema. Si el resultado actual del nivel de limpieza es peor que el objetivo especificado, se debe recomendar tomar acciones correctivas.

El conteo de partículas generalmente se reporta en rangos para seis tamaños: mayores que 4 micrones, mayores que 6 micrones, mayores que 14 micrones, mayores que 25 micrones, mayores que 50 micrones y mayores que 100 micrones. Midiendo y reportando estos valores, se puede obtener una mejor comprensión de las partículas sólidas en el lubricante. Monitoreando estos valores puede ayudar a confirmar la presencia de partículas grandes de desgaste que no pueden ser confirmadas por otros métodos de ensayo. Sin embargo, tenga presente que el conteo de partículas simplemente indica la presencia de partículas y no revela el tipo de partículas presentes.

Código de limpieza ISO

El código de limpieza ISO es utilizado para determinar los niveles de contaminación sólida de aceites nuevos y usados. El estándar ISO actual para reportar el nivel de limpieza es el ISO 4406:99.

De acuerdo con este estándar, los valores usados para crear el código de contaminación sólida están relacionados con las partículas mayores que 4 micrones, mayores que 6 micrones y mayores que 14 micrones. Los resultados de la cantidad de partículas obtenidos para cada rango de tamaño de partícula son comparados contra los valores indicados en la tabla del estándar, para luego traducirlos en número del código correspondiente.

Es importante comprender el concepto detrás de la tabla del código ISO. El nivel máximo de cada nivel es aproximadamente dos veces el valor máximo del nivel que precede. Esto significa que el valor mínimo de cada nivel es también casi el doble del valor mínimo del nivel anterior. Esto se obtiene utilizando el código ISO, donde el número de rango representa la potencia a la que debe elevarse 2, se divide por 100 y se redondea, para obtener el valor máximo de partículas. El valor mínimo será la mitad del número obtenido. Por ejemplo, para el Rango 10, se eleva 2 a la potencia 10 y se divide entre 100 (210/100=10).

TABLA 22 Cómo interpretar un reporte de análisis de lubricantes

Ferrografía analítica

La ferrografía analítica se encuentra en la actualidad entre las herramientas más poderosas para el diagnóstico en el análisis de lubricantes. Cuando se implementa correctamente, es una excelente herramienta para identificar el desgaste activo en las máquinas. Sin embargo, tiene sus limitaciones. La ferrografía analítica frecuentemente es excluida de los programas de análisis de lubricantes debido a su precio comparativamente más alto y por un mal entendimiento generalizado de su valor.

Los resultados de la prueba de ferrografía analítica típicamente incluyen microfotografías de las partículas encontradas junto con una descripción de las partículas y de su presunto origen. Las partículas son categorizadas por su tamaño, forma y metalurgia. De este análisis se pueden sacar conclusiones independientemente de la tasa de desgaste y de la salud del componente de donde se obtuvo la muestra. El analista se basa en la composición y en la forma para determinar las características de las partículas. Debido a la naturaleza subjetiva de la prueba, lo mejor es confiar en la interpretación del analista respecto a cualquier acción que deba tomarse. Es una prueba cualitativa, lo que significa que su interpretación depende de la capacidad y conocimiento del analista que la interpreta.

Si bien la mayoría de los profesionales de la lubricación confían en el análisis del lubricante para ayudar en la protección de los equipos para evitar paros no programados, la capacidad para diseccionar y comprender un reporte con problemas a menudo produce acciones inapropiadas cuando aparecen resultados anormales. Su laboratorio solo puede proporcionarle los resultados de la condición de la máquina; depende de usted el tomar las decisiones correctas.

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