Volatilidad vs. Punto de inflamación: Lo que debe saber

7 de junio de 2019

Garrett Bapp, Noria Corporation. Traducido por Pilar Esquivel, Noria Latín América

volatilidad Volatilidad vs. Punto de inflamación: Lo que debe saberSe pueden utilizar varios métodos de prueba para determinar las características de desempeño de un aceite. Dos pruebas comunes que han permanecido en el tiempo son el punto de inflamación y la volatilidad. Aunque los métodos, la tecnología y las prácticas han cambiado a través de los años, estas dos pruebas todavía se utilizan hoy y proporcionan formas viables de evaluar aceites nuevos y usados.

Punto de inflamación

La prueba de punto de inflamación se remonta a mediados del siglo XIX como uno de los primeros identificadores de las propiedades físicas de un aceite. Originalmente se utilizó para determinar los riesgos de incendio de los combustibles y aceites durante su almacenamiento y transportación.

La prueba de punto de inflamación mide la tendencia de un aceite a formar una mezcla inflamable con el aire. Una vez que la muestra de aceite se calienta, se expone a una llama en el espacio superior. La ignición es el punto determinante. La temperatura más baja medida a la cual se encenderá o destellará el aceite se registra como su punto de inflamación. Si la prueba se realiza durante un período de tiempo más largo, se puede obtener el punto de fuego del aceite. El punto de fuego es cuando la ignición se mantiene durante cinco segundos.

Se pueden emplear varios métodos para determinar el punto de inflamación de un aceite. Cada uno varía según la viscosidad del fluido y la técnica seleccionada. Entre las pruebas de ASTM que están disponibles se incluyen ASTM D56, punto de inflamación en copa cerrada Tag , utilizado para viscosidades por debajo de 5.5 centistokes (cSt) a 40 ºC (104 ºF), así como para viscosidades por debajo de 9.5 cSt a 25 ºC (77 ºF) y puntos de inflamación por debajo de 93 ºC (220 ºF) .

La norma ASTM D93, punto de inflamación en copa cerrada Pensky-Martens se usa para productos derivados del petróleo con un rango de temperatura de 40 a 360 ºC (104 a 680 ºF) y biodiesel con un rango de temperatura de 60 a 190 ºC (140 a 374 ºF).

ASTM D92, punto de inflamación y punto de fuego en copa abierta de Cleveland, es otra opción para obtener el punto de inflamación del aceite.

Aunque la tecnología ha evolucionado, las pruebas de copa abierta y cerrada de hoy se parecen mucho a las prácticas de hace más de 100 años. Aunque a menudo se considera una prueba previa para aceite nuevo, el punto de inflamación también se puede utilizar en el análisis de aceite usado para detectar la dilución con combustible, la degradación térmica de la base lubricante y la contaminación.

Volatilidad

La prueba de volatilidad Noack fue desarrollada por el Dr. Kurt Noack en la década de 1930 y se utilizó por primera vez en Europa. Se introdujo como una forma de revelar la pérdida por evaporación de los aceites. En 1984, Al Amatuzio comenzó a usar la prueba en los Estados Unidos para determinar el desempeño de los aceites de motor. Las pruebas de volatilidad se convirtieron en estándares en 1992 para Norteamérica con la creación de los niveles de desempeño para lubricantes GF-1 del Comité Internacional para la Aprobación y Estandarización de Lubricantes (ILSAC, por sus siglas en inglés) y SH por el Instituto Americano del Petróleo (API, por sus siglas en inglés), que establecieron los estándares actuales en materia de emisiones ambientales y ahorro de combustible.

Volatización es un término usado para describir la “ebullición” de moléculas más livianas en los fluidos. Está estrechamente relacionada con el consumo de aceite en los motores de automóviles. La prueba simula la reacción del aceite a las temperaturas internas que se encuentran en la zona de anillos/pistón/cilindros de los motores de combustión interna.

Conocida como ASTM D5800, la prueba de volatilidad Noack revela la pérdida por evaporación a altas temperaturas de las moléculas más livianas y los aditivos del aceite. Dependiendo del método, una cantidad de muestra se coloca en un crisol o matraz de reacción y se calienta a 250 ºC (482 ºF), con un flujo de aire constante durante 60 minutos. La comparación del peso antes y después de la prueba determinará la pérdida por evaporación.

Hay tres procedimientos diferentes para ASTM D5800: el procedimiento A, que utiliza el equipo de prueba por evaporación Noack; el procedimiento B, que emplea el aparato automatizado de evaporación Noack que no utiliza metal de Wood; y el procedimiento C, que utiliza el equipo de prueba de volatilidad Selby-Noack.

El procedimiento A se introdujo por primera vez en la década de 1930, utiliza una mezcla de compuestos tóxicos conocidos como el metal de Wood para el calentamiento de la muestra. El metal de Wood, también llamado aleación de Lipowitz, contiene bismuto, plomo, estaño y cadmio. La toxicidad proviene del plomo y el cadmio.

La prueba de volatilidad Selby-Noack fue desarrollada a mediados de la década de 1990 por Theodore Selby y sus colegas utilizando un calentador de metal noble. Elimina la necesidad del metal de Wood y recoge el material evaporado para su posterior análisis. Esto es particularmente útil para identificar elementos como el fósforo, que se sabe que conduce a una falla prematura de los sistemas catalíticos.

Las pruebas de volatilidad juegan un papel importante en la lubricación del motor donde las altas temperaturas ocurren con bastante frecuencia. Las pérdidas por evaporación se pueden ver en la cantidad de consumo de aceite o la necesidad de rellenos. Esto también puede resultar en un cambio en las propiedades del aceite, ya que los aditivos pueden evaporarse durante el proceso de volatilización.

A medida que las moléculas más livianas se “queman” o se evaporan, las moléculas más pesadas permanecen, causando un cambio en la viscosidad del fluido. Un aceite más pesado o “más grueso” puede contribuir a reducir la economía de combustible debido a una mayor resistencia viscosa, así como a una mala circulación del aceite en todo el motor, un mayor consumo de aceite, mayores niveles de desgaste y emisiones.

Pruebas que tienen un propósito

Las pruebas de punto de inflamación y de volatilidad tienen un propósito, solo que para diferentes condiciones. También están relacionadas. Después de todo, para que un aceite alcance su punto de inflamación, primero debe volatilizarse. Mientras que el punto de inflamación le dice muy poco acerca de la volatilidad de un aceite, la volatilidad de un aceite puede decirle mucho acerca de su punto de inflamación. Las pruebas de volatilidad han demostrado que con mejores bases lubricantes, mejorarán las emisiones y la economía de combustible.

Tenga en cuenta que los lubricantes sintéticos generalmente tienen puntos de inflamación más altos y no comienzan a evaporarse hasta que se alcanza una temperatura mucho más alta. Por otro lado, los aceites minerales pueden comenzar a evaporarse mucho antes que sus puntos de inflamación. Si se trata de condiciones peligrosas, una prueba de punto de inflamación es un elemento básico que simplemente debe realizarse.

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