Mejores prácticas para lubricar máquinas papeleras

21 de junio de 2019

Wes Cash, Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latin America

papelera wp2 Mejores prácticas para lubricar máquinas papelerasEn la era electrónica actual, muchas personas piensan en el papel como una industria agonizante. Si bien es cierto que cada vez más empresas optan por trabajar “libres de papel”, tenga en cuenta todos los productos de papel que todavía se utilizan en los hogares y oficinas todos los días. Entre ellos están cosas tales como toallas de papel, productos higiénicos, pañales, etc.

Todos estos artículos se fabrican en fábricas de papel, ya sea que hayan sido construidas para estos productos o rediseñadas para fabricarlos. Además, estos segmentos de la industria están creciendo, lo que hace que la demanda mantenga a las máquinas funcionando a un nivel sin precedentes.

Una de las mejores maneras de lograr una operación libre de fallas de las máquinas papeleras es asegurando que se aplique el lubricante adecuado a las superficies en movimiento relativo. La mayoría de las máquinas papeleras tienen cientos, si no miles, de puntos de lubricación que requieren la aplicación periódica de aceite o grasa. Hay rodamientos, cojinetes, engranajes, acoplamientos, cilindros y válvulas que deben recibir el lubricante correcto para sobrevivir a los rigores del proceso de fabricación del papel.

Sistemas de lubricación por circulación de aceite

Dado que las máquinas papeleras a menudo tienen una gran cantidad de puntos de lubricación bastante próximos, normalmente se lubrican por circulación de aceite. En esta configuración, el aceite se bombea desde un depósito central a través de todo el sistema, con tuberías de suministro a los puntos de lubricación y tuberías de retorno que llevan el lubricante de regreso al tanque. Este tipo de sistema de lubricación es ventajoso por diversas razones.

Las máquinas lubricadas por circulación de aceite tienden a funcionar más frías que las que son lubricadas por salpique. Esta reducción en la temperatura de funcionamiento ayuda a prolongar la vida útil del lubricante y la del componente lubricado. Además de su función de enfriar, la circulación de aceite también puede reducir los costos de mano de obra empleada para lubricar cada punto individualmente. Aunque un técnico de lubricación debe monitorear cada línea de distribución para garantizar que se está aplicando el volumen adecuado, no se requiere agregar aceite físicamente a todos los puntos de lubricación.

Los sistemas de lubricación por circulación emplean bombas que hacen fluir el aceite a donde necesita ir. Dado que el aceite se bombea, existe la posibilidad de filtrarlo y eliminar contaminantes que pueden dañar los componentes sensibles de la maquinaria. No es raro encontrar filtros ubicados en distintas localizaciones dentro de los sistemas de lubricación de las máquinas papeleras. Los filtros ubicados en la línea de suministro o presión pueden eliminar contaminantes antes de que el aceite pase por los componentes. Los filtros en la línea de retorno ayudan a eliminar los contaminantes incorporados recientemente durante el proceso. Los filtros fuera de línea hacen circular continuamente el aceite en el depósito a través de los filtros para purificar aún más el aceite. Cuando todos estos filtros se utilizan al unísono, no solo el aceite en circulación estará muy limpio, sino que se podrá reducir considerablemente el desgaste de la máquina.

Los sistemas de circulación de las máquinas papeleras normalmente contienen cientos, o incluso miles de litros de aceite. Con este volumen, el aceite tiene un adecuado tiempo de residencia en el depósito, lo que permite que las partículas y el agua se asienten, el aire se separe y el aceite se enfríe. También hay un mayor volumen de aditivos para mejorar las propiedades lubricantes del aceite. Todos estos factores se pueden combinar para extender significativamente la vida útil del aceite y de la máquina.

Rodamientos

Además de cumplir múltiples funciones dentro del sistema de circulación, los lubricantes para máquinas papeleras deben lubricar numerosos tipos de componentes. Los rodamientos son quizás los más comunes, particularmente los rodamientos de los rodillos, incluidos en el sistema centralizado de lubricación. Estos rodillos ayudan a transportar, dimensionar y secar el papel. A medida que giran los rodillos, los rodamientos deben lubricarse y enfriarse simultáneamente.

El aceite que fluye transfiere el calor del rodamiento y proporciona la película lubricante necesaria para un funcionamiento uniforme y consistente. Si el alojamiento del rodamiento permite que entren contaminantes en el sistema, el aceite en movimiento puede transportar estos contaminantes desde el alojamiento hasta los filtros o al depósito para que se separen del sistema.

Engranajes

En algunas máquinas papeleras, el sistema centralizado de lubricación también lubrica los engranajes que impulsan ciertas secciones de la máquina. Los engranajes presentan un desafío diferente al de los rodamientos, ya que la carga tiende a ser mucho mayor. Esto conduce a un mayor estrés en la película lubricante y generalmente requiere el uso de aditivos para proteger las superficies de la máquina.

Los engranajes son comúnmente simples engranes rectos que se acoplan entre sí. Pueden manejar lubricantes químicamente más activos sin riesgo de corrosión o degradación química en la superficie del engranaje. Estos engranajes a menudo tienen una línea de paso más definida, lo que facilita la generación de la película lubricante.

Secciones de prensa y calandria

Durante el proceso de fabricación del papel, se coloca la pulpa húmeda en una malla o rejilla y luego se transporta a través de la máquina, donde se seca y se moldea al espesor deseado. Las secciones de prensa y calandria son donde generalmente se forma el espesor del producto terminado. En estas secciones, el lubricante de la máquina papelera también se puede utilizar como fluido hidráulico.

El aceite proporciona la fuerza necesaria para empujar los rodillos entre sí, determinando el grosor del papel. Las bombas y válvulas hidráulicas en estas áreas de la máquina son altamente sensibles a los contaminantes, por lo que el aceite debe mantenerse relativamente limpio durante toda su vida útil para garantizar la vida de los componentes.

Fugas

Con cientos de conexiones de tuberías, puntos de lubricación e interfaces de los componentes, las máquinas papeleras frecuentemente están plagadas de fugas de lubricante. Estas fugas también conducen a otros dos problemas: la recolección del lubricante que se fuga y el llenado continuo del depósito de aceite.

La recolección del lubricante normalmente se logra con bandejas o canales, que recolectan y canalizan el aceite usado a un recipiente de recolección. Algunas instalaciones han intentado recuperar y reacondicionar este aceite filtrado para volver a introducirlo en la máquina. Siempre y cuando el aceite base y los aditivos sigan siendo saludables, esta puede ser una opción viable, pero tiene riesgos inherentes.

Si el aceite no se puede filtrar por completo para eliminar los contaminantes, este se convertirá en otra fuente de contaminación para el sistema de lubricación. Además, la práctica de recolectar y luego reacondicionar el lubricante puede no ser rentable. La cantidad de esfuerzo requerido para limpiar el aceite a un nivel aceptable superaría con creces el costo de comprar aceite nuevo y agregarlo al depósito.

Rellenar continuamente con lubricante puede ayudar a prolongar el tiempo entre los cambios de aceite. El lubricante nuevo trae aditivos nuevos y diluye la base lubricante dañada, mejorando así las propiedades lubricantes del aceite en general. Algunas máquinas papeleras nunca se someten a un drenado y llenado total del depósito de aceite debido a esta práctica de agregar aceite nuevo a medida que el aceite usado se fuga.

Aceites para máquinas papeleras

Los lubricantes utilizados en las máquinas papeleras están especialmente formulados para manejar los rigores de la aplicación. Estos aceites tienden a tener altos niveles de aditivos para combatir la contaminación con agua y soportar las cargas en las zonas de trabajo. Los lubricantes generalmente constan de antioxidantes, inhibidores de oxidación y aditivos antidesgaste. En ciertos casos, también pueden tener aditivos detergentes para ayudar a prevenir la acumulación de residuos en las superficies de la máquina debido a la degradación del aceite.

La viscosidad es la propiedad física más importante de un lubricante y debe seleccionarse adecuadamente para la aplicación. Los lubricantes para máquinas papeleras suelen tener una viscosidad de más de 150 centistokes (cSt). Esta viscosidad permite que el aceite sea bombeado, a la vez que puede proporcionar una película lubricante lo suficientemente gruesa como para proteger los rodamientos.

Si la viscosidad es demasiado baja, los componentes lubricados sufrirán un desgaste acelerado y tendrán una vida útil más corta. A la inversa, si la viscosidad es demasiado alta, se necesita potencia adicional para bombear el lubricante. Las temperaturas también pueden ser más altas debido al arrastre viscoso.

La demulsibilidad es otra propiedad crítica del lubricante a considerar. El aceite debe poder separarse fácilmente de cualquier cantidad de agua que haya ingresado durante su recorrido a través del sistema. El lubricante también debe poder transportar esta agua al depósito o tanque de sedimentación, donde separa el agua y continúa su camino a través del circuito de lubricación.

Control de contaminación

Deben emplearse filtros en todos los sistemas de circulación de máquinas papeleras. Sin la capacidad de eliminar contaminantes, el aceite y las superficies de la máquina se degradarán rápidamente. Muchas fábricas de papel eligen filtros con un enfoque en partículas más pequeñas, como 10 micrones o menos, ya que a menudo son las que causan el mayor daño. El aceite seleccionado también debe poder pasar a través de los filtros a todas las temperaturas de operación esperadas.

Esto es en gran medida una función de la viscosidad y del índice de viscosidad. Además, a medida que el aceite fluye a través del filtro, los aditivos deben permanecer en el aceite y no ser eliminados por el filtro. Los aceites para máquinas papeleras requieren muchos aditivos, así que busque lubricantes que puedan filtrarse y retengan sus aditivos durante el proceso.

Consideraciones de uso

El uso previsto del producto de papel terminado también puede ser un factor en la selección de lubricante. En los casos en que el papel se vaya a utilizar para el envasado de alimentos o fabricación de productos higiénicos, pueden requerirse lubricantes de grado alimentario. Esto limitará sus opciones de lubricantes, así como los aditivos que se pueden usar.

El cumplimiento obligatorio de la Ley de Modernización de la Seguridad Alimentaria (FSMA, por sus siglas en inglés) ha hecho que este problema sea aún más importante. Asegúrese de preguntar a su líder interno de FSMA cuál es el mejor curso de acción para minimizar cualquier contacto incidental del lubricante con el producto.

Lubricación con grasa

Dependiendo del diseño de la máquina papelera, algunos rodamientos pueden lubricarse con grasa. También hay grasas formuladas específicamente para estas aplicaciones. Por lo general, se utiliza un aceite base de mayor viscosidad (por encima de 220 cSt), tienen una alta resistencia al agua y son blancas para no afectar el color del producto terminado si algo de grasa cae sobre el papel durante su paso por la máquina.

Lubricación automática

Aunque ciertas máquinas papeleras pueden ser engrasadas punto a punto por un técnico de lubricación, otras utilizan grandes sistemas centralizados de engrase. Estos sistemas dispensan grasa desde un depósito central a cada punto utilizando inyectores. Los inyectores definen el volumen aplicado en cada punto. Cuando se emplean sistemas de engrase automáticos, se debe inspeccionar todos sus componentes, como el temporizador, la presión del sistema, el reservorio de grasa, las líneas y cada inyector para verificar que funcionan correctamente.

Cambios de aceite

Con grandes volúmenes de aceite en juego, muchas plantas eligen cambiar el aceite de su máquina papelera según su condición en lugar de adoptar un enfoque basado en tiempo. Esto les permite no solo obtener la mayor vida útil de su aceite, sino también darle seguimiento y analizar la tendencia de las variables, como las partículas de desgaste y la contaminación. Se pueden utilizar conjuntos de pruebas del análisis de aceite para evaluar el conteo de partículas, el contenido de agua, la viscosidad, los aditivos y los metales de desgaste.

Periódicamente, se deben realizar otras pruebas, como el potencial de barniz, la tendencia de espuma y la demulsibilidad, para buscar una degradación de la base lubricante o cualquier cambio en las propiedades físicas del aceite.

Selección de lubricante

Seleccionar el lubricante adecuado para cualquier aplicación puede ser un reto. Lo mismo ocurre con las máquinas papeleras. A medida que esta industria continúe evolucionando, los lubricantes utilizados en estas máquinas también lo harán. Sin embargo, siguiendo la práctica simple de mantener los lubricantes limpios, frescos y secos, puede garantizar la mejor vida posible para sus lubricantes y máquinas.

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