Anatomía de un reporte de inspección de filtros de aceite usados

Jim Fitch – CEO Noria Corporation. Traducción por Gerardo Trujillo, Noria Latín América Cuando la historia del campo del monitoreo de condición sea escrita, es muy probable que haya un capítulo (o al menos algunas cuantas páginas) que relaten la poca frecuencia con la que el análisis de los filtros de aceite usado fue empleado (al principio). Asumimos que el análisis de los filtros eventualmente va a disfrutar de un uso muy amplio y toda la ignorancia y las dudas al respecto de sus beneficios se irán desvaneciendo. Conforme escribo este artículo el día de hoy, la mayoría de la gente que se encuentra en el campo del monitoreo de condición sabe exactamente la valiosa cantidad de información que se encuentra en los filtros usados.  Las aplicaciones objetivo del análisis de filtros por lo general son en maquinaria crítica; por ejemplo, aquellas que tienen un costo muy alto de reparación o cuya falla tiene un impacto muy grande en el costo por paro de la operación. Un programa de monitoreo de condición bien diseñado bajo los principios de la ingeniería deberá alinear los datos obtenidos del análisis del filtro con aquellos modos de falla que se tratan de detectar. Con certeza, esos modos de falla serán aquellos de alto riesgo para la maquinaria y estarán basados en su probabilidad de ocurrencia y sus consecuencias.  Piense en la lógica detrás de esto. Los filtros están diseñados para purificar al remover partículas sólidas contaminantes que son peligrosas para el aceite y la máquina. Si el filtro está haciendo un buen trabajo, estará removiendo contaminantes tan rápido como ellos entran (ingresión). Esto se conoce como el balance de masa. El número de partículas entrando en el sistema de lubricación (ingresión de partículas) debe ser igual al número de las partículas siendo atrapadas por el filtro (remoción de partículas); con esto se logra un nivel estabilizado y controlado de limpieza del aceite.   Por supuesto que la remoción de partículas es ventajosa para el aceite y la maquinaria. Pero la filtración remueve la información del aceite y deja muy pocas señales en la muestra que se toma para su análisis.  Las razones para hacer el análisis de aceite caen dentro de tres categorías: el análisis de las propiedades del aceite, el análisis de su contaminación y el análisis de las partículas de desgaste. La filtración puede dejar un impacto negativo cuando se hace análisis de contaminación y el análisis de las partículas de desgaste, dos de las tres categorías.  ¿Estaría usted de acuerdo sobre lo valioso que es saber acerca de la tierra y otros contaminantes abrasivos? Esta es la causa principal de falla para muchas componentes de la maquinaria, especialmente para los rodamientos. Muchos también podrán argüir que es incluso más importante conocer la cantidad y características de las partículas de desgaste generadas por su máquina.  Necesitamos dejar de mentirnos. En muchos casos el aceite no es el mejor lugar para responder estas preguntas. Las respuestas (partículas) estarán muy poco tiempo en el aceite, ya que serán rápidamente removidas y ahora residirán en los intersticios del filtro.  Con el tiempo, su filtro quedará cargado de información como un disco duro. Pero lastimosamente, el filtro por lo general será desechado, junto con la información que está contenida en él. En contraste, un filtro que es inspeccionado y analizado habilidosamente nos va a contar la historia acerca de lo que ha ocurrido en la maquinaria y en el aceite. Sí, la inspección y análisis del filtro es más costosa que el análisis de aceite mismo, sin embargo, usted no puede analizar lo que no se encuentra allí. Vaya a donde la información se encuentra, no dónde estuvo en algún momento. No ahorre los centavos y desperdicie los dólares.  

Inspección visual del filtro 

Asegúrese de seleccionar un laboratorio que esté experimentado en las técnicas de inspección de un filtro. Hay muchas cosas sutiles que requieren conocimiento y habilidades especializadas. Estas se refieren al conocimiento de la media filtrante, el tubo central, los sellos, los adhesivos, el barniz en las tapas y en el tubo central. El filtro necesita ser examinado por completo, con los hallazgos incluidos en los comentarios en la sección del reporte. 

Figura 1. Este filtro está cargado de lodo de un sistema con severos problemas por descargas electrostáticas.

Ahora, el filtro deberá ser desmembrado. Va a ser necesario cortar o desprender la empaquetadura de la media filtrante para permitir que los pliegues se puedan separar como un acordeón. La condición del plisado deberá ser examinada de cerca para identificar problemas de integridad de manufactura y estructurales. Se inspecciona para ver si se encuentran hoyos, quebraduras y lodo.  Los pliegues individuales del paquete plisado deben ser separados para permitir que la media filtrante pueda ser examinada; generalmente en la parte central de los pliegues. Algunos filtros tienen hasta 6 diferentes tipos de capas. Muchos laboratorios utilizan tablas iluminadas para ver a través de la media filtrante para identificar inconsistencias. 

Figura 2. El paquete de pliegues debe mostrar cómo están distribuidas las partículas. 

Se debe utilizar un sistema para caracterizar y dar calificación a las observaciones visuales del filtro y la media. Para el filtro en general se deberán registrar los “hallazgos significativos”. Una descripción de la naturaleza de esos hallazgos preocupantes debe ser proporcionada en esa sección. Los mejores laboratorios incluirán fotografías de la media filtrante con anotaciones en el reporte. 

Partículas de desgaste y contaminación 

Remover la contaminación es la función principal del filtro. Busque la evidencia de que el filtro está haciendo su trabajo y que la integridad de la media no ha sido comprometida (grietas, roturas, etc.).  Las partículas pueden ser fácilmente removidas de la media filtrante para efectuar el análisis de las partículas suaves y duras. Un método utilizado es la resuspensión de partículas utilizando un baño ultrasónico. Otros laboratorios utilizan el lavado a la inversa del filtro o un retazo para extraer las partículas para su examinación. Cualquier método puede ser utilizado.  Las partículas extraídas pueden ahora ser examinadas visualmente, de manera similar a un análisis ferrográfico. Esto puede ser efectuado de manera adecuada preparando una membrana o un ferrograma (o ambos). La caracterización de los contaminantes y las partículas de desgaste puede hacerse aplicando la metodología descrita en el método ASTM D7684. Las microfotografías de las partículas más importantes deberán estar siempre incluidas en el reporte. Idealmente, estas imágenes tendrán anotaciones o una leyenda con la información descriptiva. Algunos laboratorios con frecuencia proporcionan imágenes de microscopio de escaneo de electrones (SEM, por sus siglas en inglés).

Figura 3. Preparación de una membrana para análisis microscópico.

Figura 4. Partículas en una membrana usando la técnica de resuspensión para remover las partículas del filtro para su inspección y análisis.

El análisis de elementos atómicos es importante para entender mejor la composición de las partículas. En la página 2 del reporte de ejemplo que se muestra en la figura 5 podrá leer ejemplos de los datos del análisis de elementos atómicos de las partículas extraídas de un filtro. Las concentraciones relativas de metales ayudan a proporcionar un contexto acerca del tipo de partículas y su origen. Esta información puede ser comparada con resultados de inspecciones de filtros anteriores para alertar de cambios en las condiciones. Se pueden utilizar diferentes métodos para analizar los elementos atómicos de las partículas. Estos incluyen: Plasma Inductiva Acoplada (ICP, por sus siglas en inglés) con digestión ácida y Espectroscopia de Fluorescencia de Rayos X (XRF, por sus siglas en inglés). También puede usarse SEM-ESD.

Lodo y barniz 

Muchos filtros podrán contener contaminantes suaves. En este caso, se deberán utilizar métodos que permitan entender de una mejor manera el origen y los mecanismos de formación de los compuestos de barniz insoluble, incluyendo espectrometría infrarroja por transformadas de Fourier (FTIR, por sus siglas en inglés) y extracción por solventes. La colorimetría también es una herramienta muy útil en este caso. Si se encuentran contaminantes suaves, su caracterización deberá ser incluida también en el reporte.  La cantidad de compañías que están incorporando el análisis de filtros usados a sus programas de monitoreo de condición ha incrementado grandemente en los últimos 10 años. Las partículas tienen una historia que contar, pero para obtener la historia completa de lo que ocurre en su máquina, debe ir a donde las partículas se encuentran (en el filtro), no donde ellas se encontraban antes (en el aceite). 

Figura 5. Ejemplo de un reporte de Noria de inspección y análisis de un filtro usado de aceite.