Pruebas de salud
Análisis espectroquímico (AES) de 21 elementos aditivos
El análisis de elementos se utiliza para determinar las concentraciones de 21 elementos diferentes que varían desde aditivos del aceite, metales de desgaste y contaminantes. Al analizar los datos por AES, es importante conocer tanto la metalurgia de la máquina como la composición química de los contaminantes comunes que pueden estar presentes, para que los datos puedan relacionarse con el desgaste activo de un componente específico, o al ingreso de contaminantes específicos. Asimismo, es importante conocer la concentración esperada de los diferentes aditivos metálicos en el lubricante. Para lograr esto, debe determinarse anualmente la línea de base de los lubricantes nuevos, o cuando se sospeche que ha habido un cambio en el tipo de lubricante o en su formulación. Comparando la huella digital de los elementos del aceite nuevo contra la muestra de aceite usado, se pueden diagnosticar con facilidad y rapidez problemas como el agotamiento de aditivos o la adición del aceite erróneo.
El boro es un aditivo EP (presión extrema) pero también se encuentra en los refrigerantes. El boro sin la presencia de potasio es una indicación de un aditivo.
El bario como sulfato de petróleo de bario se puede usar como detergente en la formulación de aceite, así como inhibidores de corrosión.
El calcio como sulfonato de petróleo de calcio es un detergente. Limpia los depósitos de carbono de los motores y actúa como inhibidor de corrosión y dispersante. Cuando se queman, los aditivos de calcio tienen un contenido de cenizas de generalmente> 1% en las formulaciones de aceite de motor.
El magnesio como sulfonato de magnesio también es un detergente que generalmente deja <1% de cenizas. Reacciona con el lodo y barniz para neutralizarlos y mantenerlos solubles.
El molibdeno puede estar presente en algunas formulaciones de aceite como un aditivo lubricante sólido (disulfuro de molibdeno) y puede usarse como un aditivo en la grasa. Los aditivos de molibdeno solubles se agregan a las formulaciones en algunos casos.
El sodio se encuentra como aditivo en algunos casos como detergente.
El fósforo se encuentra en la presión extrema (EP), así como en aditivos antidesgaste/antioxidantes y modificadores de fricción en aceites de motor, fluidos hidráulicos y aceites para engranajes.
El azufre se encuentra en aditivos de extrema presión en combinación con fósforo.
El zinc es parte del aditivo ZDDP (Zinc Dialkyl DithioPhosphate) que actúa como un aditivo antidesgaste, anticorrosivo y antioxidante.
Viscosidad
La viscosidad cinemática es la medida de la resistencia de un fluido a fluir bajo fuerzas gravitacionales. Se determina midiendo el tiempo en segundos que requiere un nivel determinado de fluido para fluir una distancia conocida bajo la fuerza de la gravedad a través de un capilar de un viscosímetro calibrado, bajo una presión y temperatura controlada estrechamente.
La viscosidad afecta la operación de la maquinaria, pérdidas por fricción y el espesor de la película de aceite. Su medición y tendencia son críticos para usarse en el análisis de aceite. Aún los cambios más modestos en la viscosidad pueden afectar adversamente el desempeño y estabilidad del lubricante causando posible contacto metal-metal y desgaste. El cambio en la viscosidad del lubricante es un síntoma común de la presencia de otros problemas.
Viscosidad a 40 °C
Se utiliza para evaluar la viscosidad en aceites para aplicaciones industriales (engranajes, turbinas, rodamientos, compresores, hidráulicos, etc.
Viscosidad a 100 °C
Se utiliza para evaluar la viscosidad en aceites para aplicaciones automotrices (Motores de combustión interna, transmisiones automotrices)
Índice de viscosidad
El índice de viscosidad se calcula a partir de la viscosidad cinemática del aceite a 40 y 100 grados Celsius. A medida que aumenta la temperatura de un aceite disminuye su capacidad de soportar una carga; esto se debe al efecto de adelgazamiento que la temperatura tiene sobre la viscosidad. La tasa de cambio difiere para cada aceite y se expresa con el índice de viscosidad (IV) del aceite. Cuanto mayor sea el índice de viscosidad, menor será la tasa de cambio.
Número ácido (AN)
Es la medida de la cantidad sustancia alcalina necesaria para que un lubricante de origen ácido sea químicamente neutro. El número ácido (AN) es una medida de la acidez de los aceites para uso industrial. En el aceite nuevo indica la concentración de aditivos de origen ácido en el lubricante; en los aceites usados puede indicar el incremento de la acidez del aceite a causa de contaminantes o como resultado de la degradación del lubricante.
Número básico (BN)
Es la medida de la cantidad sustancia ácida necesaria para que un lubricante de origen alcalino sea químicamente neutro. El número básico (BN) es una medida de la alcalinidad de los aceites para uso automotriz (motores de combustión interna). En el aceite nuevo indica la concentración de aditivos de origen alcalino en el lubricante; en los aceites usados puede indicar el incremento de la acidez del aceite (consumo de aditivos alcalinos) a causa del ingreso de contaminantes (combustible, refrigerante) o como resultado de la degradación del lubricante.
Espectroscopía Infrarroja por Transformadas de Fourier (FTIR)
FTIR es un método que proporciona un medio rápido para monitorear simultáneamente múltiples parámetros del aceite. Para realizar esta prueba, se hace pasar una cantidad fija de aceite al instrumento y se transmite energía infrarroja a través de la muestra de aceite. La energía infrarroja es absorbida en diferentes frecuencias por distintas propiedades del aceite, sus aditivos y contaminantes. El espectro del aceite en uso se compara con la línea de base de un aceite nuevo idéntico para analizar los contaminantes como hollín, agua, glicol, combustible, solventes químicos, aditivos inhibidores de oxidación y antidesgaste, y degradación causada por nitración, oxidación y sulfatación.
Oxidación por FTIR
Los lubricantes se oxidan cuando se exponen al aire o a productos de combustión en aceites de motor. El nivel de oxidación se puede determinar usando firmas infrarrojas del lubricante y cualquier aumento en la oxidación del valor del aceite nuevo. Es una medida de cómo el aceite se enfrenta al ambiente hostil en el que debe operar. Un alto nivel de oxidación indicará la probabilidad del espesamiento del aceite y la eventual falla del componente lubricado debido a la falta de lubricación efectiva.
En aplicaciones en las que el lubricante tiene una exposición mínima al aire, como cajas de engranajes encerrados y sistemas hidráulicos, no se espera que el nivel de oxidación aumente en la misma medida que ocurre en la lubricación de un motor. Como tal, la vida del lubricante es generalmente más larga en estos sistemas que en los motores. Los aditivos que previenen la oxidación, llamados inhibidores de oxidación o antioxidantes, generalmente se incorporan en la mayoría de las formulaciones para contrarrestar el efecto que el oxígeno y el calor, principales causantes de la oxidación, tienen sobre el lubricante.
Nitraciónpor FTIR
Un componente principal del aire es el gas nitrógeno. En casos extremos, puede reaccionar con el lubricante y el oxígeno para producir un efecto llamado nitración. En compartimentos como cajas de engranajes o sistemas hidráulicos, el efecto de nitración sería mínimo ya que rara vez se encuentra la exposición al aire y al calor (> 300 oC). Sin embargo, en el proceso de combustión en motores, las temperaturas superan los 600 oC. El oxígeno, el nitrógeno, el combustible y el aceite lubricante se combinan para formar productos de nitración, incluidos los óxidos de nitrógeno que, en general, se expulsan a la atmósfera. Sin embargo, algunos pueden pasar de los anillos al interior del cárter. Una vez en el cárter, el producto de nitración se combinará con los productos de hollín, oxidación y sulfatación. La firma infrarroja del lubricante muestra el grado de presencia de nitración.
Sulfatación por FTIR
La sulfatación del aceite se produce en motores durante el proceso de combustión, cuando el azufre del combustible se oxida y se combina con agua para formar ácidos de base azufre. Parte de estos ácidos pasan a través de los espacios entre anillos y camisas y se dirigen al cárter, donde se combinan con los aditivos presentes en el aceite, principalmente detergentes, formando sales tales como sulfatos de calcio, magnesio o bario. Si el azufre del combustible permanece constante, entonces la sulfatación debería aumentar continuamente con el uso hasta que el aceite llegue al final de su vida útil cuando todo su aditivo básico ha sido consumido para la formación de estas sales. Por medio de FTIR (ASTME2412) se mide la sulfatación en un espectro infrarrojo que está entre 1120 y 1180 cm-1. La firma infrarroja del lubricante muestra el grado de sulfatación.
Aditivos antioxidantes RULER
La rutina de evaluación de vida útil restante (RULER) es un método de prueba estándar para medir el contenido de aditivos a base de aminas aromáticas y fenoles inhibidos en aceites de turbinas sin cinc por medio de voltametría lineal de barrido. RULER compara los niveles de antioxidante de un aceite nuevo contra una muestra de aceite usado midiendo el diferencial de voltaje.
Prevención de herrumbre
ASTM D665 es el método estándar que evalúa las características de prevención de herrumbre de los aceites, particularmente en los aceites de turbinas de vapor, cuando se contaminan con agua. La norma ASTM D665 también puede probar otros aceites, como los aceites hidráulicos y de circulación. También se especifican para fluidos más pesados que el agua, así como para evaluar la resistencia química en fluidos sintéticos como los ésteres fosfatados.
Prueba de Oxidación por Recipiente Rotatorio a Presión (RPVOT)
Este método de prueba utiliza un recipiente presurizado por oxígeno para evaluar la estabilidad de oxidación de la muestra de aceite a alta temperatura en presencia de agua y un catalizador de cobre en espiral.
Por RPVOT se compara la cantidad de minutos requeridos para llegar a una caída de presión específica en el manómetro para el aceite en uso, contra la cantidad de minutos que requiere un aceite nuevo de referencia. Un cambio significativo entre los valores del aceite nuevo y usado se relaciona con un cambio en la estabilidad de oxidación del aceite y su vida útil restante. Se considera normal una lenta disminución en la estabilidad de oxidación después de un largo periodo de servicio; sin embargo, no debe permitirse que avance mucho.
Demulsibilidad
La habilidad del aceite y el agua para separarse, también conocida como demulsibilidad, es un importante factor en muchos aceites industriales. Los efectos del agua en el aceite pueden causar mucho daño a las superficies de la maquinaria y reducir de manera considerable su vida. Esta propiedad del aceite debe monitorearse estrechamente, especialmente en áreas en donde es común la presencia de agua y la máquina está en riesgo de que esta ingrese (turbinas de vapor, máquinas papeleras, etc.)
Cuando se efectúa la prueba de demulsibilidad, se mezclan cantidades iguales de aceite y agua (40 ml de cada uno); se agita la mezcla y se deja que la solución resultante se separe por cierto tiempo. Los resultados se reportan en el siguiente formato: X/X/X (X). Esto se relaciona con la cantidad de aceite/agua/emulsión y el tiempo (en minutos) para lograr dicho nivel de separación. El mejor resultado sería 40/40/0, con un valor bajo entre paréntesis, indicando una rápida separación completa. Este resultado muestra que la cantidad original de aceite (40 ml) se separó completamente de los 40 ml de agua. Conforme envejece el fluido, tiende a haber una diferencia en esos valores, particularmente en aceites que se han contaminado con agua durante su uso.
Espumación (tendencia y estabilidad
La prueba de espuma mide la tendencia a la espuma de un lubricante. Según esta prueba, también conocida como ASTM D892, la tendencia de los aceites a formar espuma puede ser un problema grave en sistemas tales como engranajes de alta velocidad, sistemas de alto volumen (como turbinas) y lubricación por salpique. La lubricación inadecuada, la cavitación y la pérdida de película por exceso de espuma pueden provocar fallas mecánicas. Esta prueba evalúa los aceites para tales condiciones de operación.
La propiedad espumante de un fluido se mide utilizando ASTM D892, que mide la espuma mediante tres secuencias que difieren solo en la temperatura de prueba.
- La secuencia I mide la tendencia a la formación de espuma y la estabilidad a 24 °C (75 °F).
- La secuencia II utiliza 93.5 °C (200 °F).
- La secuencia III usa las mismas condiciones que la secuencia I, excepto que se realiza en un fluido en el cual se acaba de medir en la secuencia II.
Los resultados se informan como dos números para cada secuencia. Por ejemplo: 20/0 significa que se midieron 20 mililitros de tendencia a la espuma después de 5 minutos de aireación seguido de ausencia de estabilidad de la espuma (0 ml) después del tiempo de sedimentación de 10 minutos. La mayoría de las nuevas especificaciones de aceite requieren una tendencia máxima de 10 a 50 mililitros y una estabilidad de 0 mililitros.
Dispersión o dispersancia
Los aditivos dispersantes se incorporan en las formulaciones de aceite de motor para garantizar que se produzca una acumulación mínima de contaminantes que produzca sedimentos. El lodo es la combinación de principalmente humedad y hollín o restos de desgaste del motor. Puede afectar negativamente el funcionamiento del motor a través del taponamiento del filtro, la deposición en superficies móviles y el espesamiento del aceite hasta el punto de que resulte un suministro incorrecto de lubricante.
Prueba de corrosión a tira de cobre
Se realiza una prueba de corrosión de cobre para garantizar que un lubricante proteja las superficies metálicas con las que entra en contacto con el tiempo.
Esta prueba a menudo se realiza para determinar qué tan adecuado es un lubricante para lubricar piezas como cojinetes que contienen cobre o aleaciones de cobre porque la corrosión puede causar fallas prematuras en estos. Si bien esta prueba no mide la capacidad del lubricante para inhibir la corrosión del cobre causada por factores distintos del lubricante en sí mismo, ni mide la estabilidad del lubricante en presencia de cobre, sí garantiza que tanto protegerá la superficie metálica.
Prueba de corrosión a tira de cobre
Para evaluar el punto de enturbiamiento (ASTM D2500) la muestra se enfría a una velocidad especificada y se examina periódicamente. La temperatura a la que se observa una nube por primera vez en el fondo del frasco de prueba se registra como el punto de enturbiamiento o nube.
QSA®(Análisis espectrofotométrico cuantitativo)
Esta prueba puede determinar con precisión la probabilidad de que un lubricante usado produzca acumulación de lodo y barniz nocivos. QSA®se basa en una serie de nuevos procedimientos que determinan una clasificación específicapara el lubricante usado. Según el tipo de lubricante y la aplicación, esta clasificación le permite determinar la presencia o probabilidad de acumulación de lodo y barniz.
Es una prueba que se efectúa por excepción para aceites en sistemas de alto volumen (ej. Turbinas).
PRUEBAS DE CONTAMINACIÓN
Espectrometría de elementos de contaminación
El silicio es el componente principal de la suciedad y se encuentra en su forma natural y oxidativa como sílice. Es más duro que cualquier metal utilizado en equipos móviles y puede rayar fácilmente las superficies duras. En motores nuevos, su presencia podría indicar material de silicio líquido utilizado como sellador durante el ensamblaje. Por lo general, se lava después del primer cambio de aceite. La sílice (la forma oxidativa de la silicona) aparece en la naturaleza asociada con la alúmina en una proporción típica de 5 a 1. El silicio de hasta aproximadamente 10-15 ppm puede reflejar la presencia de un aditivo antiespumante a base de aceite de silicona.
El aluminio generalmente está presente en asociación con la sílice en una proporción de 1 a 5 y entra junto con la suciedad. Entra al sistema en su forma oxidativa como alúmina, o en combinación con silicio como silicato de aluminio y es extremadamente duro. El aluminio es el metal más abundante en el mundo.
El potasio puede estar presente en las formulaciones de refrigerante y no es un aditivo para los aceites de motor como tal, aunque algunas veces se pueden indicar algunas lecturas pequeñas de aproximadamente 2 a 3 ppm. Cuando se combina con sodio y algunas veces con boro, es una confirmación de la contaminación del refrigerante.
El sodio también puede estar presente en las formulaciones de refrigerante, pero también en muchas sales o agua de mar. En pequeñas cantidades se puede encontrar como un aditivo, sin embargo, si su presencia está asociada con potasio y/o boro, es una confirmación de la contaminación por glicol.
Contenido de agua por Karl Fischer (ASTM D6304)
La contaminación de un lubricante por el agua puede dañar las superficies de metal que el lubricante debería proteger. Los efectos locales de fricción dentro del sistema de lu- bricación, ya sea hidráulico, motor, transmisión, etc., pueden causar temperaturas supe- riores al punto de ebullición del agua, lo que provocaría que el aceite limpie con vapor las superficies. La ebullición del agua o la humedad también puede promover la oxida- ción del aceite, causar corrosión y deficiente lubricación en las superficies metálicas.
La medición de la concentración de agua en un lubricante puede efectuarse utilizando métodos de titulación coulométrica por el procedimiento A o B de ASTM D6304.
Agua por FTIR
El agua (humedad) en todas sus formas trae consigo problemas al lubricante y a la máquina. Corroe las superficies de hierro y acero, promueve la corrosión en otras superficies metálicas y con el tiempo puede destruir al lubricante. La humedad puede entrar al aceite por muchos lugares. La tarea de encontrar su origen puede ser muy complicada, pero es aún más importante controlarla.
La espectrometría por FTIR sirve como un efectivo medio de sirve como un efectivo medio de detecciónparacontaminaciónporhumedadporarribadelas1000ppmparaaceitesminerales.
Contenido de agua por crepitación
La prueba de crepitación es una prueba del tipo pasa/no pasa donde la presencia de agua se indica con un chisporroteo cuando el aceite se coloca sobre una plancha caliente a unos 160 oC (320 oF). No detectará agua disuelta.
Glicol por FTIR
El glicol con frecuencia contamina los lubricantes de motor y otros sistemas que utilizan mezclas de glicol y agua para enfriamiento. Siempre presente y fluyendo, el glicol es una amenaza constante de fuga hacia el lubricante, especialmente en aplicaciones de motores de combustión interna.
La espectrometría por FTIR sirve como un efectivo medio para detectar la presencia de glicol si ha ocurrido una fuga de un enfriador que utilice anticongelante base glicol.
Hollín por FTIR
El hollín entra al aceite de motor por fuga de gases de combustión. Cuando existen intervalos de drenado de aceite demasiado largos, entran cantidades excesivas de hollín, los filtros de aire se saturan, los empaques o arillos se desgastan y/o suceden condiciones de exceso de combustible en la mezcla. Al acumularse el hollín en el aceite, el desempeño de éste puede degradarse hasta el punto en que eventualmente la lubricación sea deficiente, dando como resultado la formación de lodos y depósitos. La carga de hollín y la calidad de dispersión (dispersancia) de hollín (influenciada por aditivos) tienen mucho con respecto a la determinación del momento oportuno para realizar un cambio de aceite basado en condición para aceites de motor.
FTIR proporciona una prueba confiable, eficiente en tiempo para medir la concentración de hollín. Sin embargo, no evalúa la calidad de ladispersancia. Debido a que el hollín absorbe la energía infrarroja a través del espectro completo, su concentración se cuantifica mediante el cambio en la línea de base resultante (cambio espectral). Se presenta comúnmente como porcentaje de hollín o porcentaje de transmisión.
Dilución por combustible
El combustible generalmente entra al cárter como un subproducto de combustión incompleta (gases de combustión) o por una fuga. De cualquiera manera, la afectación que produce el combustible en la lubricación puede ser importante. Por ejemplo, tan sólo un 10 % de dilución de combustible puede ser suficiente para reducir una viscosidad SAE 30 a una SAE 20.
La reducción de la viscosidad del aceite puede alterar críticamente el espesor de la película lubricante en los componentes del motor. Además, el combustible diluye las concentraciones de los aditivos. Si se encuentran niveles excesivos de combustible (arriba de 3%) se debe buscar el origen del combustible y remediarse.
El espectro de FTIR tiene áreas específicas de búsqueda que pueden usarse para evaluar la presencia de gasolina, diésel y turbosina en los lubricantes.
Si bien el procedimiento es muy sensible a la falta de correspondencia con el aceite de referencia y ciertas interferencias, FTIR se considera como una prueba valiosa para identificar dilución por combustible. Muchos espectrómetros FTIR utilizan curvas de calibración para estimar el porcentaje de dilución por combustible y reportar estos valores.
Glicol por método de cromatografía de gases
La contaminación con glicol en un motor debido a fugas de refrigerante es un problema importante y requiere una evaluación precisa y reproducible. Un método es mediante un proceso llamado Análisis cromatográfico de gases del espacio de cabeza.
Una muestra de aceite de motor se calienta por encima del punto de ebullición del glicol (180-200oC) y los vapores recogidos se miden por cromatografía de gases. Otro método del análisis de infrarrojos por transformada de Fourier (FTIR) no es confiable y está sujeto a demasiadas interferencias de los productos de oxidación en el aceite y la humedad.
Dilución de combustible por cromatografía de gases
La dilución de combustible en un aceite de motor puede ser causada por varios factores. Determinar la extensión de la contaminación por combustible por medios precisos es esencial para el monitoreo efectivo del rendimiento del motor. La cromatografía de gases puede determinar con precisión la dilución de combustible en un lubricante hasta un 0.2% v/v separando y cuantificando el contenido real de combustible. Otros métodos empleados en el pasado incluyeron la aproximación de los valores del punto de inflamación a una precisión de + o -4%. En los casos en que se usa el motor de 2 tiempos del tipo Detroit, el margen del 4% puede ser la diferencia entre la falla del motor o no. Esto se debe al exceso de combustible en el aceite que puede tener el efecto de diluirlo a un nivel inaceptable.
Aunque la indicación de la dilución del combustible puede determinarse a partir de los valores de viscosidad en algunos casos, el “hollín”, otro producto de la combustión incompleta del combustible puede tener un efecto espesante del aceite y, por lo tanto, disimular los problemas de dilución del combustible.
Insolubles de pentano o contenido de hollín
El laboratorio también puede monitorear la cantidad de hollín perjudicial contenido en el aceite de un motor por filtración del material insoluble en un solvente llamado pentano. Esta filtración tiene un tamaño de 0,8 micras, sobre la base de que es probable que el material de menos de 0,8 micras no cause problemas. El material eliminado se pesa y se expresa como un porcentaje del aceite. Los valores por debajo del 0,35% en peso generalmente se consideran aceptables en el intervalo de servicio normal para un motor diésel.
Los niveles de aproximadamente 0.35% en peso indican un ligero efecto perjudicial sobre el aceite y dan evidencia de “hollín” generalmente causado por un sello de anillo deficiente. Las causas profundas de estos problemas podrían ser períodos excesivos de funcionamiento inactivo, funcionamiento en frío o combustible que elimina el sello de aceite en caso de inyectores defectuosos. Si se experimentan niveles superiores al 0,35% en peso, se ha producido un problema definitivo que hace que el aceite no sea apto para un uso posterior y debe cambiarse.
Conteo de partículas
El método de conteo de partículas proporciona la cantidad de partículas que hayen el aceite en un rango específico de tamaños por volumen de fluido (usualmente por ml o 100 ml). La concentración de partículas y sus datos de distribución deben expresarse en términos de Códigos de niveles de contaminación sólida ISO 4406 y por otros. Las partículas pueden ser contadas manualmente con técnicas de microscopio óptico, o automáticamente usando contadores de partículas ópticos o de bloqueo de poro.
Conteo de partículas por bloqueo de poro
Generalmente no es influenciado por el color del aceite, hollín o contaminación con agua. Pueden emplearse estándares de calibración NIST fáciles de conseguir. Mide solamente partículas duras. Puede estimar conteos de partículas y códigos ISO (dos rangos de número). No puede medir y dimensionar partículas en un rango de partículas muy amplio. Muy adecuado para fluidos de color oscuro o contaminados con agua. Especialmente adecuado para aceites de motores de combustión interna.
Conteo de partículas óptico automático
Puede contar partículas en un espectro de amplio rango. La configuración automática permite una relativamente alta velocidad de proceso en el laboratorio. Puede proporcionar números de código ISO de tres rangos. Es un método ampliamente usado y aceptado para lubricantes de color claro.
PRUEBAS DE DESGASTE
Espectrometría de elementos -Elementos de desgaste
El hierro puede estar presente como partículas finas producidas por abrasión o desgaste, pero también como óxidos de hierro asociados con la presencia de agua o una reacción corrosiva a los aditivos. El hierro generalmente proviene de los revestimientos de motores o de cilindros hidráulicos, bombas, líneas y depósitos en sistemas hidráulicos y de engranajes planetarios y portadores en transmisiones finales y diferenciales.
El cromo es una partícula de desgaste de metal muy dura producida por anillos de pistón del motor. Las lecturas de cromo indican que hay algo más duro de lo que está presente, a saber, sílice o alúmina (arena).
También se puede producir en motores nuevos durante el período de rodaje. El cromo en los sistemas hidráulicos generalmente proviene de bobinas de válvulas o varillas de cilindros. También es producido por abrasivos más duros. El cromo también se encuentra en la transmisión final y los cojinetes diferenciales.
El cobre es un metal blando de aleaciones de bronce que está presente en motores, bombas hidráulicas, diferenciales, mandos finales y núcleos más fríos. En los motores, su presencia podría ser causada por un núcleo de refrigerante o una fuga de la bomba de agua, pero también por las arandelas de empuje en el árbol de levas, el balancín o los casquillos de pistón. Cuando está presente con Glicol (en asociación con potasio y sodio) podría provenir de un enfriador de aceite. Cuando se asocia con plomo y/o estaño, pero sin trazas de glicol, es una indicación de que proviene de los cojinetes/ bujes. Los nuevos aceites pueden promover una alta generación de cobre durante los períodos de rodaje, que van de 10 a 100 partes por millón o más. La generación más grande de cobre generalmente se desencadena por el agua, la sílice (suciedad), el funcionamiento a alta temperatura y, lo más importante, por la incompatibilidad de aditivos de la mezcla de fluidos. El cobre también se encuentra en transmisiones finales equipadas con frenos de estacionamiento y diferenciales de deslizamiento/ bloqueo de diferencial, o de arandelas de empuje.
El aluminio es un elemento de desgaste que generalmente proviene de pistones en motores. El alto aluminio asociado con la sílice es probablemente suciedad. Si se encuentra aluminio en los sistemas hidráulicos, generalmente se puede suponer que proviene de la ingestión de suciedad. El aluminio en los mandos finales solo puede ser tierra o arena. Algunos cojinetes pueden incluir aluminio (por ejemplo, cojinetes de compresores de refrigeración y algunos cojinetes del motor principal)
El estaño es un metal utilizado en aleaciones suaves de bronce en combinación con plomo. Generalmente está presente en pequeñas cantidades en las bombas hidráulicas. Sin embargo, cuando el estaño está presente en los motores, generalmente se asocia con plomo y cobre para indicar el desgaste del rodamiento.El plomo es un metal muy blando utilizado en aleaciones en combinación con estaño para cojinetes y bujes de motores.
El plomo también está presente en las aleaciones de bombas hidráulicas. Los aceites de motor altamente oxidados atacan el material del rodamiento, lo que aumenta las lecturas de plomo.
El níquel rara vez se ve en el análisis de aceite, pero cuando aparece es una indicación del desgaste de la placa de levas del turbo compresor. El titanio no es un metal de desgaste típico presente en el análisis de aceite de equipos de construcción. Algunas trazas son posibles de algunas aleaciones.
El titanio en forma de óxidos de titanio se puede encontrar en los análisis de aceite como contaminante de la operación en minas de bauxita.
Cuantificador de partículas/Densidadferrosa
Los cuantificadores de partículas utilizan el efecto Hall para determinar la concentración ferrosa de una muestra de aceite. El efecto Hall es el voltaje inducible medible a través de una muestra bajo un campo magnético y corriente aplicados. En general, cuanto mayor es la concentración de desgaste ferroso presente, mayor es el voltaje Hall observado.
Similar a la ferrografía DR, el cuantificador de partículas proporciona la concentración ferrosa medida como un valor de índice. Sin embargo, aquí es donde terminan las similitudes entre los dos.
Los resultados del cuantificador de partículas se proporcionan como un solo valor de índice frente a los dos valores proporcionados en la ferrografía DR. No hay separación de tamaño.
El cuantificador de partículas no es sensible al tamaño de partícula. Cuando se utiliza junto con AES, se pueden hacer varias evaluaciones. Si el resultado del cuantificador de partículas aumenta junto con un aumento en AES, es probable que se generen numerosas cantidades de partículas pequeñas. Sin embargo, si los resultados del cuantificador de partículas aumentan y no hay cambio o incluso una disminución en los desechos ferrosos AES, esto indica la generación de partículas grandes, lo que sugiere un nivel anormal de desgaste.
Ferrografía de lectura directa
La ferrografía de lectura directa (DR) mide la cantidad de residuos de desgaste ferroso en una muestra de aceite. Los resultados de la ferrografía DR generalmente se dan en términos de DL para partículas mayores de 5 μm y DS para partículas de menos de 5 μm de tamaño.
La ferrografía DR funciona pasando la muestra a través de un tubo precipitador y sobre un imán de alta potencia. Las partículas más grandes se atraen más rápidamente al imán, lo que les permite reunirse en un extremo, mientras que las partículas más pequeñas se reúnen sobre el extremo de salida. La luz se transmite a través de la muestra. Los fotodetectores miden la cantidad de luz que pasa a través de la muestra, lo que da como resultado los valores DL y DS.
Una ventaja de la ferrografía DR es la información que se puede derivar de estos resultados. Como valor de índice, se pueden aplicar ecuaciones simples para encontrar la concentración total de partículas de desgaste (WPC, por sus siglas en inglés) y el porcentaje de partículas que son grandes.
Ferrografía analítica
La ferrografía analítica permite que el analista observe partículas de desgaste mediante análisis microscópico. En esta evaluación, se puede determinar el desgaste activo de la máquina, así como múltiples modos de desgaste diferentes. Este método tiene una sensibilidad sobresaliente para partículas más grandes.
Durante el proceso de preparación del portaobjetos, la muestra se procesa sobre un portaobjetos colocado en un ángulo establecido sobre una fuente magnética. A medida que se ejecuta la muestra, las partículas ferrosas se disponen en el portaobjetos en un patrón dado relacionado con el tamaño de las partículas. Las partículas más grandes permanecen en el punto de entrada del portaobjetos, mientras que las partículas submicrométricas más pequeñas se depositan en el extremo de salida del portaobjetos.
Una vez seco, el portaobjetos se coloca en un microscopio de alta potencia para la evaluación del analista. Esta evaluación permite más la identificación de partículas (calificación del desgaste) que la determinación de la cantidad de desgaste (cuantificación). Sin embargo, es relativamente fácil observar si un portaobjetos contiene más escombros que los que se encuentran típicamente en un tipo específico de componente.
Aunque este método es parcial a los desechos ferrosos debido a la captura magnética de partículas, es posible identificar algunos desechos no ferrosos. Esto normalmente tendrá lugar cuando las partículas no ferrosas son grandes y se caen del aceite al pasar sobre el portaobjetos, o cuando las partículas no ferrosas quedan atrapadas por partículas ferrosas ya asentadas y mantenidas en su lugar a través del campo magnético.
La ferrografía analítica requiere una amplia capacitación de analistas para interpretar adecuadamente los resultados. La evaluación de un ferrograma puede diferir entre analistas debido a la subjetividad del análisis. El nivel de capacitación y experiencia también afectará la precisión de la evaluación ferrográfica. Se emplean varias técnicas durante el análisis de ferrograma que hacen que este nivel de examen esté lejos del nivel de entrada. Algunas de estas técnicas incluyen el tratamiento térmico de los porta objetos, así como la microscopía química. Se requiere una comprensión completa de los efectos de estas técnicas para utilizar plenamente las herramientas disponibles. El costo general de la ferrografía analítica hace que sea prohibitivo su uso como prueba

El instrumento utilizado en el laboratorio para la determinación de la calidad de las partículas (PQ) mide el efecto de las partículas de desgasteen un campo magnético. Cuando se calibra según estándares conocidos, se puede producir un índice o número de relación y, a partir de esto, los criterios para un desgaste satisfactorio, significativo y severo se pueden determinar e informar como el Índice PQ.
El cuantificador de partículas no es sensible al tamaño de partícula. Cuando se utiliza junto con AES, se pueden hacer varias evaluaciones. Si el resultado del cuantificador de partículas aunmenta junto con unaumento en AES, es probable que se generen numerosas cantidades de partículas pequeñas. Sin embargo, si los resultados del cuantificador de partículas aumentan y no hay cambio o incluso una disminución en los desechos ferrosos AES, esto indica la generación de partículas grandes, lo que sugiere un nivel anormal de desgaste.
Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América.