Las normas ASTM están evolucionando para monitorear eficazmente el barniz

El barniz se define como la materia que se precipita de un lubricante y se acumula en las superficies. Si este material se acumula en componentes, como servoválvulas, o dentro de los sistemas de aceite, puede provocar problemas de mantenimiento y confiabilidad.

Con la introducción de los aceites del Grupo II y del Grupo III a principios de la década de 2000, los depósitos de barniz se volvieron cada vez más graves. Se descubrió que estos grupos de aceite no podían retener soluciones de barniz con la misma capacidad que los productos formulados de generaciones anteriores.

Si bien se han logrado avances en el aprendizaje de cómo analizar el aceite para mostrar su potencial de barniz, todavía existen desafíos y lagunas de información. Los miembros de los Subcomités C y CS96 de ASTM D02 están ampliando la base de conocimientos sobre este importante tema.

La relación entre MPC, RPVOT y RULER

Un área prometedora de investigación se centra en la relación entre las pruebas ASTM utilizadas para caracterizar los parámetros de la tendencia a la formación de barniz de un aceite. Estas pruebas incluyen:

ASTM D7843 (MPC)
ASTM D2272 (RPVOT)
ASTM D6971 (RULER).

Cada una de estas pruebas proporciona datos centrados en monitorear diferentes aspectos de los subproductos de degradación de un aceite. Se descubrió que la tendencia de cada prueba de forma independiente no proporciona un pronóstico altamente confiable del desempeño general esperado del aceite en lo que se refiere a la formación y recolección de barniz.

La utilización de ASTM D7873 (TOST seca) puede determinar las relaciones entre estas pruebas. La prueba TOST seca es un método que acelera el envejecimiento del aceite y se cree que produce aceites envejecidos similares en química a cómo envejecerían los aceites en servicio.

Durante un estudio, se retiraron muestras después de tres, seis, nueve y 12 semanas de exposición a las condiciones de la prueba. Luego se realizaron pruebas RPVOT, MPC y RULER en cada muestra de aceite. El estudio encontró que algunos aceites con un alto desempeño de RPVOT producían más depósitos de barniz que los aceites con bajas mediciones de RPVOT. Por el contrario, algunos aceites con una fuerte protección antioxidante tenían una mayor tendencia a dejar depósitos de barniz que los aceites con menos protección contra la oxidación. Ambos hallazgos no son intuitivos.

La forma de la curva de degradación de la prueba RPVOT durante el período representado por las cuatro muestras envejecidas también difirió entre las diferentes marcas de aceite para turbinas. Algunos aceites tuvieron una prueba inicial de caída rápida antes de asumir una tasa de degradación suave. Otras muestras asumieron una tasa de degradación suave durante todo el período de prueba. Esta información puede presentar una explicación de por qué algunos aceites que se consideran de alto desempeño formaron más barniz de lo esperado.

La relación entre estos métodos de prueba es un trabajo activo de ASTM que resultará en una revisión de ASTM D7873 con una nueva guía de la industria que brindará a los usuarios una herramienta para seleccionar aceites para turbinas.

Ésteres fosfatados

Los fluidos a base de éster de triaril fosfato resistentes al fuego se utilizan ampliamente en sistemas de control de aceite, pero actualmente están fuera del alcance de la prueba D7843 (MPC). Sin embargo, como se sabe que se degradan, oxidan y forman depósitos de barniz, se beneficiarán de las pruebas MPC.

Se han realizado más investigaciones sobre estos mecanismos y ASTM acordó que el método de prueba MPC se modificaría para incluir aceites resistentes al fuego en la próxima revisión del método de prueba estándar. El control adecuado de los depósitos de barniz en aceite de éster fosfatado que se están produciendo requerirá la recopilación de información adicional más allá de los requisitos actuales de la prueba MPC.

Además de una calificación general, se encontró que el color de la membrana tenía componentes distintivos relacionados específicamente con el barniz y la termólisis. Cuando se produce la termólisis, cierta materia se origina a partir de los eventos de microdieseling que tienen lugar dentro del sistema de aceite. Para determinar la tendencia de la materia adicional formada por la termólisis, la prueba MPC pronto informará:

La medición general del color.
El peso del depósito de la membrana tal como se encontró.
Los colores de los depósitos de los componentes “A” y “B”.

Los componentes de color “A” y “B” medidos por la revisión de prueba propuesta se utilizan para determinar si el color general de MPC se basa principalmente en carbono (microdieseling) o en barniz (oxidación). Una comprensión más profunda de la fuente del material capturado en la membrana MPC ayudará al usuario a:

Realizar investigaciones de la causa raíz después de una falla de una servo válvula.
Determinar cuándo se requiere una acción correctiva.

Tendencias de los efectos del microdieseling

Los sistemas de aceite electrohidráulico de control de turbina (EHC, por sus siglas en inglés) no funcionarán de manera óptima sin un aceite excepcionalmente limpio (según lo definen los criterios de limpieza ISO). Otras pruebas han demostrado que, además del material que se origina a partir de reacciones de oxidación, este tipo de aceite tiende a producir un volumen significativo de partículas que son más pequeñas que la limitante de 4 micrones de la prueba de limpieza ISO pero más grandes que la membrana de 0,45 micrones que es utilizado para recolectar depósitos en la prueba MPC.

Estas partículas, cuando están presentes en abundancia en el sistema de aceite en funcionamiento, pueden provocar que las partículas se adhieran y causen falla en las servoválvulas. El alcance de la presencia de estas partículas extremadamente pequeñas también debería utilizarse para desarrollar un nuevo criterio condenatorio para reemplazar el aceite que otras pruebas disponibles probablemente pasarían por alto.

Resumen

Todavía queda mucho por aprender sobre la formación de barniz y su impacto en la salud del aceite y de las máquinas. Las actualizaciones de las formulaciones, particularmente en el Grupo II, Grupo III y ésteres fosfatados, han resultado en acumulaciones inesperadas de barniz. La tendencia del barniz de aceite debe ser una parte rutinaria de los programas de monitoreo de condición. En algunos casos, particularmente con ésteres fosfatados, estudios recientes han encontrado que el barniz más los residuos adicionales de aceite generados durante la operación deben ser analizados en su tendencia.

Con esta nueva información y datos, ASTM está incorporando avances para mejorar los métodos estándar existentes para mantenerse al día con los diferentes tipos de barnices creados debido a la evolución de las formulaciones de aceite y la creciente comprensión de los nuevos mecanismos de formación de barniz. Puede encontrar información adicional sobre estudios de barnices y cómo se están incorporando a las normas ASTM en un documento STP de ASTM publicado recientemente: Guías y prácticas estándar STP 1634 que respaldan la industria del monitoreo de condiciones de lubricantes .

El comité D02 de ASTM proporciona a la industria del monitoreo de condiciones una voz y un lugar para mejorar la profesión y la tecnología. Los subcomités D02 C y CS96 gestionan y crean estándares de monitoreo de condición de lubricantes nuevos y en servicio. La responsabilidad principal del subcomité es desarrollar estándares que promuevan el conocimiento y la innovación y al mismo tiempo garantizar que se realicen las pruebas adecuadas y que los datos resultantes se implementen correctamente.

Las preguntas sobre el Subcomité C de ASTM D02 sobre monitoreo de aceite de turbinas pueden dirigirse a la presidenta del Subcomité C, Mindy Villalba, a [email protected] .

Las preguntas sobre el Subcomité ASTM CS96 sobre monitoreo de la condición de lubricantes en servicio pueden dirigirse a la presidenta del Subcomité CS96, Lisa Williams, [email protected] .

ASTM International, una organización mundial de normas impulsada por voluntarios, desempeña un papel importante en la industria actual del monitoreo de condiciones. ASTM es conocida por sus métodos de prueba de laboratorio que brindan instrucción para obtener datos consistentes y confiables. Además de los métodos de prueba, los productos ASTM incluyen guías y prácticas que brindan recomendaciones útiles de “cómo hacer”, algunas de las cuales incluyen la aceptación de pruebas y criterios a nivel de acción que pueden usarse para mejorar la efectividad tanto de las prácticas de mantenimiento comunes como del uso de datos de prueba de monitoreo de condición. ASTM es una fuente de investigación e innovación que ha dado y seguirá dando forma al futuro de la industria del monitoreo de condición. Uno de los temas más importantes en los debates sobre el monitoreo de la condición en los últimos años ha estado relacionado con el barniz.

Agradecimiento:

Un agradecimiento especial a Greg Livingstone, Fluitec International y al Dr. M. Hobbs, EPT Clean Oil.

Referencia: Bryan Johnson; Lisa Williams. Traducción por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América