Matthew Adams, Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latin America

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Una de las principales luchas que los grupos de mantenimiento parecen estar enfrentando hoy en día es una creciente acumulación de tareas de mantenimiento preventivo (PM). Con el tiempo, algunas PM no se pueden cerrar, y el trabajo comienza a acumularse, lo que resulta en grandes cantidades de trabajo no crítico que queda en segundo plano. Aunque la tarea de minimizar o eliminar los trabajos atrasados a veces ​​puede parecer desalentador, hay formas de abordar este problema sin dejar de tener una mentalidad proactiva hacia su maquinaria.

En la mayoría de las plantas, muchos problemas relacionados con fallas tienden a ser eventos repetidos. Identificar, abordar y resolver estas fallas o defectos conocidos y recurrentes en el campo conducirá a la reducción de los costos de mantenimiento y un tiempo de inactividad mínimo de la maquinaria. Esta estrategia se conoce como eliminación de defectos.

En el proceso de eliminación de defectos, se desarrollan medidas contrarias para minimizar las fallas que son de naturaleza similar. Este método a menudo se realiza directamente después de la instalación de la máquina, pero también ofrece valor en lugares donde la maquinaria ha estado funcionando durante años. Si bien se considera que esta práctica solo se enfoca en sustituir los componentes reales, deben considerarse todos los aspectos del activo, incluida la lubricación.

Las fallas por defectos de lubricación se pueden dividir en tres modos principales: contaminación con partículas, temperatura y humedad. Comprender claramente estos problemas y los requisitos para mejorar cada modo de falla, puede ayudar a minimizar su reincidencia.

Contaminación con partículas

Con respecto a la lubricación, la contaminación con partículas puede describirse como cualquier partícula de tierra (silicio), metal, hollín o material insoluble suave que no esté diseñada para estar presente pero que tenga acceso al sistema de lubricación. Tiene el potencial de dañar al lubricante y las superficies lubricantes del componente.

A medida que las partículas contaminantes llegan a un lubricante, comienzan a causar diferentes tipos de desgaste y afectan drásticamente la tasa de agotamiento de aditivos. El desgaste puede ocurrir en la superficie lubricante a través del desgaste mecánico, el desgaste químico o la fatiga de superficie.

El desgaste mecánico ocurre a través de diversos mecanismos diferentes. El desgaste mecánico adhesivo, también conocido como delaminación, rasgado o soldadura, se lleva a cabo en lugares donde hay contacto deslizante muy cargado, donde es evidente una mala lubricación. Es más común ver este tipo de desgaste en cilindros, contactos de engranajes, rodamientos y seguidores de levas.

El desgaste mecánico abrasivo de tres cuerpos ocurre cuando una partícula se aloja entre dos superficies lubricantes, lo que lleva a cortar, desbastar y arar la superficie del componente. Este tipo de desgaste es más evidente en rodamientos, cojinetes, engranajes y cilindros.

El desgaste erosivo es otra preocupación con la presencia de partículas. Ocurre cuando se produce la pérdida de material a causa de que las partículas sólidas golpean con fuerza las superficies de los componentes. El desgaste por erosión se convierte principalmente en un problema en los sistemas hidráulicos.

El desgaste químico es el resultado de un ambiente reactivo que tiene lugar a nivel de la superficie. Es causada por subproductos de la combustión, sulfuro de hidrógeno, bacterias, sales y otros factores. Este tipo de desgaste puede aparecer en muchos componentes y aplicaciones diferentes, dependiendo del entorno ambiental.

La fatiga de superficie también actúa como un proveedor de partículas. Este modo de desgaste es el resultado de una carga sobre una superficie repetida en el tiempo, lo que conduce a picaduras y descamación de la superficie del componente. La fatiga de superficie o de contacto es más frecuente en el punto de contacto entre los dientes de los engranajes, así como en otras superficies de contacto rodante, como en rodamientos.

Además, la contaminación con partículas puede afectar la tasa de agotamiento de aditivos. Los aditivos se convierten en un recurso limitado para la protección, ya que están diseñados para ser de naturaleza sacrificial mientras se adhieren a las superficies o partículas contaminantes. A medida que el contenido de aditivos comienza a disminuir, se pueden eliminar menos partículas y las superficies de los componentes están protegidas de manera inadecuada. La contaminación se convierte en una amenaza mayor.

Estrategias de eliminación de contaminación de partículas

Entre las estrategias para eliminar o minimizar la contaminación con partículas, la modificación de los dispositivos y la modificación de los componentes son dos opciones disponibles. Modificar los dispositivos de lubricación puede tener un impacto inmediato en la contaminación con partículas y, a menudo, se presenta en forma de respiradores y filtros.

Al seleccionar un filtro, se deben tener en cuenta varios factores, como la ubicación, la configuración, la presión de funcionamiento, la tasa beta, el tamaño del poro en micrones y la velocidad de flujo. Los respiradores presentan otra forma de protección si están debidamente equipados. Al elegir un respirador, tenga en cuenta la presión en la carcasa o el depósito, espacio disponible en el puerto de respiración y la exposición al medio ambiente.

La modificación de los componentes también puede minimizar la contaminación con partículas. Se deben evaluar varios elementos, incluidos los puntos de acceso al depósito, la presión del sistema y el tipo de componente lubricado. Si bien los depósitos son ideales para inspeccionar visualmente el lubricante a gran escala, los sellos y las escotillas a menudo se dejan abiertos, lo que permite que las partículas externas accedan al sistema. Asegurarse de que las escotillas estén correctamente selladas y modificar los puntos de acceso existentes que tienen una configuración de diseño deficiente puede reducir drásticamente la entrada de partículas.

También es importante evaluar la presión del sistema, ya que la presión positiva en un tanque o depósito puede servir como elemento que impida la entrada de partículas por el aire. Otra opción sería la adición de separadores magnéticos o electrostáticos para eliminar partículas ferrosas y con carga opuesta.

Una consideración final es la selección de rodamientos y motores. El uso de rodamientos sellados o con escudos y motores cerrados puede ayudar a minimizar la contaminación con partículas en ciertas aplicaciones.

Temperatura

La dispersión del calor es una función principal de un lubricante. Por lo tanto, la temperatura juega un papel crítico en las características físicas de un lubricante. Los lubricantes que deben hacer frente a fluctuaciones sustanciales de temperatura con el tiempo tienden a tener un ciclo de vida reducido. Cuando los lubricantes funcionan en el límite de su rango de temperatura de funcionamiento, pueden surgir varios problemas. Las complicaciones más importantes son la degradación térmica, la oxidación, el barniz y la falta de resistencia de la película.

En el extremo superior del espectro de temperatura, la viscosidad se verá afectada con un adelgazamiento de la base lubricante. También puede conducir a la acumulación de ácidos, lodos y barniz a causa de una deficiente estabilidad a la oxidación. Estos problemas pueden resultar en restricción de flujo o escases de lubricante junto con un movimiento restringido de componentes. Las temperaturas más bajas también afectan la viscosidad, alterando negativamente las propiedades de velocidad de flujo de ciertos lubricantes.

Estrategias de moderación de temperatura

Para limitar los problemas relacionados con la temperatura en un sistema de lubricación, es mejor evaluar las opciones de lubricante y algunas modificaciones a los componentes. Vuelva a examinar el aceite o la grasa actual en sistemas que tienen preocupaciones de fallas recurrentes. Asegúrese de que la viscosidad del aceite o la consistencia de la grasa sean adecuadas para el sistema. El nivel correcto de aceite o la cantidad de lubricante también es clave.

Los depósitos con indicadores de nivel de aceite que están fuera de rango o los rodamientos con muy poca o demasiada grasa a menudo funcionan con anomalías de temperatura. Esta información puede verificarse a través de mirillas y medidores de nivel para tecnología de aceite o ultrasonido para aplicaciones de grasa. Usar un lubricante sintético es otra opción. Los sintéticos comúnmente ofrecen índices de viscosidad más altos para trabajar con un rango de temperatura más amplio.

Además, asegúrese de utilizar el tipo correcto de rodamiento para la aplicación particular. Si bien existe cierta superposición entre los cojinetes lubricados por aceite y los lubricados por grasa, es importante que se haya tomado la decisión correcta. Al evaluar entre los dos componentes, tenga en cuenta la velocidad, la ubicación, el medio ambiente, el nivel de contaminación y la temperatura local.

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Humedad

La mayoría de los lubricantes analizados tienen cierta cantidad de humedad. Si se permite que aumente la humedad, puede provocar fallas. La humedad se acumula en un lubricante a través de varios mecanismos, como la manipulación, el almacenamiento y el uso general en el sistema. Vale la pena señalar que la humedad aparece en tres formas distintas: libre, disuelta y emulsionada.

Los problemas más comunes relacionados con la humedad son el agotamiento de aditivos, la hidrólisis, el desgaste por cavitación y el lavado por agua.

El agotamiento de los aditivos se produce debido al exceso de contaminación con agua que atrae los aditivos polares. El proceso de hidrólisis surge a través de la descomposición de la base lubricante y algunos aditivos asociados, acelerando así el proceso de oxidación. El desgaste por cavitación se activa a través de aumentos de presión en el lubricante cuando hay humedad presente. A medida que se produce la cavitación, puede dañar las superficies expuestas. El lavado con agua presenta problemas de falla tanto en grasa como en aceite. El lavado de la grasa por agua tiende a ocurrir a través del contacto directo de la aspersión de agua sobre un rodamiento. En los aceites, la entrada de humedad a través del lavado por agua generalmente ocurre a través de los sellos.

Estrategias de eliminación de humedad

Se pueden aplicar modificaciones de dispositivos, cambios de lubricante y modificación de componentes para eliminar la humedad. Al igual que con la contaminación con partículas, la instalación de respiradores y filtros adecuados también puede ayudar a abordar la contaminación con humedad. Nuevamente, es importante comprender los parámetros de su máquina al seleccionar filtros y respiradores.

Los visores de sedimentos del fondo y agua (BS&W, por sus siglas en inglés) son otra buena opción para identificar y eliminar la humedad. Una cosa que se debe tener en cuenta con los visores BS&W es que no evitan que la humedad ingrese al sistema, sino que simplemente permiten verla una vez que ya está presente.

Los deshidratadores por vacío y los equipos de diálisis son alternativas que pueden ayudar a eliminar la humedad que hay actualmente en el sistema.

Una estrategia relacionada con el lubricante incluiría el uso de un lubricante con propiedades de alta demulsibilidad. Esto explota la capacidad del aceite para separarse del agua, lo que facilita la eliminación de la humedad del sistema.

El reservorio o tanque de aceite, el flujo en el espacio superior, el uso de rodamientos sellados y las aplicaciones de motor cerrado se encuentran entre las diversas estrategias de modificación de componentes. Crear un flujo de aire en el espacio superior minimizará la humedad, extraerá humedad del lubricante y ayudará a prevenir la condensación de agua en el depósito.

El camino que tiene por delante

A medida que comience a comprender los diferentes modos de falla de lubricación, incluyendo por qué ocurren, cómo afectan a los lubricantes y cómo puede mitigarlos o eliminarlos, debe comenzar un cambio de cultura en la instalación de maquinaria nueva o reconstruida. Aunque este no es un proceso rápido, como la mayoría de las iniciativas exitosas, debería dar sus frutos con el tiempo. Eventualmente, el personal de mantenimiento debería ver que su carga de tareas repetitivas comienza a reducirse, y se reducirán las tareas de PM retrasadas.

Referencias

Neale, MJ (1973). “The Tribology Handbook”. Woburn, MA. Butterworth Heinemann.

Scott R., Fitch, JC y Leugner, L. (2012). ” The Practical Handbook of Machinery Lubrication”. Tulsa, OK. Noria Corporation.