Efectiva eliminación del barniz en los sistemas de lubricación de las turbinas

Una vez que los aditivos se han agotado, el proceso de oxidación se acelera rápidamente. Los expertos recomiendan el monitoreo del agotamiento de los antioxidantes de fenol y amina. Cuando los antioxidantes fenólicos se acercan al nivel de agotamiento, se puede esperar que el nivel de aminas comience a disminuir y el potencial de formación de barniz a crecer.

Las elevadas temperaturas también contribuyen al proceso de oxidación. La regla general es que por cada 10°C (18°F) de incremento en la temperatura de operación, la velocidad de la oxidación se duplica (regla de Arrhenius). El agua, la aireación y las partículas de desgaste como el fierro y el cobre actúan como catalizadores acelerando la oxidación del lubricante.

Además de la oxidación, el otro camino importante para el deterioro del fluido en una turbina es la degradación térmica. Las tres fuentes más comunes de degradación térmica del fluido y que contribuyen a la formación de barniz son la compresión adiabática de las burbujas de aire atrapadas en el aceite, puntos calientes en el sistema y las cargas electrostáticas inducidas por el tamaño de poro del filtro de aceite.

Las fuentes más comunes de aire atrapado en el aceite son entradas por las líneas de succión, entrada por sellos de la bomba dañados y agitación en el tanque causada por el retorno violento del aceite. Cuando las burbujas son sometidas a una rápida compresión, como por ejemplo en la succión de una bomba de alta presión o en la región de máxima carga en un cojinete, estas burbujas pueden sufrir una rápida compresión adiabática lo que origina un rápido incremento en la temperatura del aceite. Típicamente, durante la compresión adiabática de las burbujas se pueden alcanzar temperaturas en el rango de los 550°C. A esta temperatura se inicia la degradación térmica del fluido y por consiguiente la formación de barniz.

La generación de cargas electrostáticas o triboeléctricas ocurre en los sistemas de lubricación de las turbinas como resultado de la fricción interna del fluido con los componentes del sistema. La magnitud de estas cargas depende de muchos factores que se interrelacionan entre s, incluyendo aspectos relacionados con el medio ambiente. Este efecto se manifiesta así mismo de diferentes maneras, siendo el más representativo el de un sonido audible como un “clic” cuando ocurre la descarga de la electricidad acumulada. Esto provoca chispas internamente en el sistema. Efectos menos aparentes implican la migración de estas cargas eléctricas aguas abajo del filtro, lo que produce daños en los componentes del sistema y en el filtro.

Recientemente, se ha puesto atención directa a la electrificación del fluido y a las descargas de la estática como uno de los principales contribuyentes a la formación de lodo y barniz en los sistemas de lubricación de las turbinas. La cantidad de carga generada por el flujo del hidrocarburo a través de los filtros está relacionada con alguna de las propiedades de los fluidos y de los filtros. La generación/acumulación de cargas generalmente se incrementa cuando se aumenta el flujo de aceite (velocidad a través de la media filtrante), cuando se reduce la conductividad del fluido, con algunos paquetes de aditivos y a baja temperatura (mayor viscosidad).

En la carcasa del filtro, la carga del elemento filtrante será de signo opuesto a la del fluido. La carga del fluido será transmitida aguas abajo, y si se acumula suficiente carga, se excede la constante dieléctrica del fluido. Entonces se produce a continuación una descarga en una parte conductora del sistema de filtración o del fluido que es de baja magnitud, lo que resulta en un potencial daño a los componentes del sistema. Lo grande del daño dependerá del material involucrado y de la magnitud de la carga generada.

Se han desarrollado varios métodos para tratar de aliviar el potencial de acumular cargas estáticas en los sistemas de lubricación. Entre ellos está el uso de aditivos anti-estáticos, los cuales no son adecuados para aceites de turbina; el uso de mallas conductoras aguas debajo de la media filtrante, las cuales tienen una limitada actividad en la prevención de acumulación de cargas en el fluido; e incrementando el tiempo para que la carga disminuya, lo cual requiere de cambios en el diseño del sistema. Filtrar el fluido con un flujo menor (por ejemplo, incrementando el tamaño del filtro) corrige el problema, pero no es una opción viable en algunos sistemas. Algunos fabricantes han introducido filtros con media de filtración diseñada para no generar cargas muy similares a los filtros estándar hechos a base de fibra de vidrio.

En el año 2004, se introdujo una nueva serie de media filtrante para disipar cargas electrostáticas (EDS) y eliminar el potencial problema de generación de dichas cargas durante la filtración de hidrocarburos. Extensos ensayos en condiciones controladas de laboratorio y en equipos operando en muchas aplicaciones industriales han mostrado que este tipo de media filtrante elimina los daños a los filtros y reduce significativamente la generación de cargas electrostáticas cuando se compara con las medias filtrantes de fibra de vidrio.