El papel de lija líquido acecha a su máquina

Jul. 18, 2023

Autor: Noria Latín América

Última actualización: 09/15/23

Ciertos temas merecen énfasis y deben revisarse con frecuencia. El control de la contaminación es uno de esos temas. Las partículas son como un virus, invisibles a simple vista pero con un poderoso impacto. Las partículas más destructivas suelen tener menos de diez micrones de tamaño (a modo de comparación, una milésima de pulgada son aproximadamente 25 micrones).

El tamaño microscópico de estas partículas destructivas las hace difíciles de medir y contar. Con el tiempo, siguen acumulándose en el aceite. Incluso en concentraciones relativamente altas, su presencia puede permanecer oculta a la vista e indetectable al tacto. Esto explica por qué a menudo se les llama “los jinetes fantasmas”. 

Piense en papel de lija ultrafino de grano 1000. El tamaño de las partículas abrasivas que se adhieren al papel oscila entre 6.8 y 9.3 micrones de diámetro. Los lubricantes con altas poblaciones de partículas suspendidas de ese rango de tamaño forman efectivamente un medio con el potencial de causar un daño considerable a la máquina.

Figura 1. Vista microscópica de partículas que ilustran el tamaño de los sedimentos que pueden contribuir al efecto de papel de lija líquido. Cortesía de R&T.

En comparación con las partículas más grandes, las partículas pequeñas del tamaño de los sedimentos evaden fácilmente incluso los filtros más finos, y las partículas más grandes a menudo se rompen rápidamente en muchas partículas más pequeñas (trituración). A medida que los ejes giran o se deslizan contra superficies opuestas (cojinetes, sellos, engranajes, pistones, levas), se producen picaduras microscópicas (abolladuras, muescas, marcas de arañazos), que producen aún más partículas. Con el tiempo, la concentración de estas pequeñas partículas forma un medio funcionalmente equivalente a una lija líquida.

Piense en una lijadora de banda. Incluso equipado con papel fino de grano 1000, puede pulir grandes cantidades de metal en poco tiempo. Ahora imagine un eje muy cargado que gira a alta velocidad contra un cojinete lubricado con aceite contaminado. Es lo mismo, y el eje y el cojinete se pulen. Esto se llama abrasión de tres cuerpos.

Las causas del papel de lija líquido

Cuanto más pequeñas son las partículas en su aceite, más evasivas se vuelven. Son difíciles de extraer por filtración y centrifugado, y se asientan muy lentamente en tanques y depósitos, si es que lo hacen. Las partículas pequeñas quedan fácilmente suspendidas por el movimiento turbulento del aceite.

Todos somos conscientes de que las partículas crean más partículas. La cantidad de partículas nuevas generadas a partir de una sola partícula ingresada depende de muchos factores, incluidos:

  • Tipo de máquina
  • Filtración
  • Asentamiento
  • Número de zonas de fricción
  • Espacios dinámicos
  • Velocidades de funcionamiento
Figura 2. Partículas extremadamente pequeñas acumuladas en una membrana después de que se extrajeron del aceite. Están presentes tanto el polvo como las partículas de desgaste.

Básicamente, se relaciona con cuántos rasguños y muescas en la superficie se le permite hacer a una partícula antes de ser pulverizada, depositada en el fondo del tanque o eliminada por un filtro o cambio de aceite. Si las partículas ingresadas alcanzan los filtros rápidamente, hay menos daño y se producen menos partículas de desgaste nuevas. Por el contrario, si no hay filtración o la filtración es deficiente, esto conduce a un mayor tiempo de residencia de las partículas en el fluido y, por lo tanto, a un mayor daño y producción de partículas de desgaste.

Una partícula de suciedad promedio que ingresa (dejada en el aceite) generará entre cinco y 20 partículas nuevas (partículas secundarias). Algunas de estas partículas formarán más partículas (partículas terciarias). La situación se autopropaga. Además, una sola marca de rasguño de un grano de tierra puede producir una partícula de desgaste en forma de sacacorchos lo suficientemente larga como para triturarse en cinco o más segmentos de partículas.

Figura 3. Partícula en sacacorchos formada por acción de corte abrasivo (abrasión de tres cuerpos). Cortesía de R&T.
Por qué importan las partículas pequeñas

La partícula más destructiva de nuestros lubricantes se puede caracterizar por los siguientes rasgos y propiedades:

  • Es aproximadamente equivalente en diámetro para ser llevada a los claros dinámicos de trabajo de las zonas de fricción (deslizantes o rodantes) de nuestras máquinas, generalmente menos de diez micrones.
  • Es más dura que las superficies de nuestra máquina. Las partículas de tierra y el polvo ambiental rayarán la hoja de una sierra para metales. Las partículas grandes son más quebradizas (triturables) que las partículas pequeñas.
  • Permanecerá fácilmente suspendida debido a su pequeño tamaño, movimiento turbulento de fluidos y falta de filtración adecuada. 
  • Tiene bordes angulares afilados debido a la conminución.
  • Es lo suficientemente pequeña para pasar a gtravés de los sellos y entrar en el espacio superior de los sumideros y depósitos.
  • Es lo suficientemente pequeña como para ser absorbida por bidones y contenedores de aceite mediante sifón térmico. 
  • Es lo suficientemente pequeña para acumular grandes cantidades de superficie interfacial en contacto con el aceite y sus aditivos.

Todo esto contribuye colectivamente al papel de lija líquido.

Resolviendo el problema del papel de lija líquido

Resolver el problema del papel de lija líquido comienza con evitar que la contaminación ingrese al aceite en primer lugar. La exclusión es mucho más barata que la eliminación, por un factor de al menos diez.

La exclusión significa abordar el problema en su origen. Hacer un inventario de las fuentes de ingreso de contaminantes. Para muchas máquinas, la fuente principal es la inhalación de contaminantes transportados por el aire en el espacio superior de tambores, contenedores y depósitos. La convección forzada de aire por sifón térmico, corrientes de aire impulsadas por máquinas (p. ej., movimiento de engranajes, flujo de aceite en la línea de retorno sumergida en el aceite) y cambios cíclicos en el nivel de aceite del tanque (movimiento del cilindro hidráulico) pueden intensificar el ingreso.

Figura 4. Los tambores de aceite aspiran suciedad y humedad por sifón térmico debido a los cambios en la temperatura del aire ambiente. Cuando el aire ambientel se enfría, el aire, la humedad y las partículas se pueden desviar hacia el espacio superior del tambor. Con el tiempo, la contaminación sigue acumulándose en el aceite. Este dispositivo, vendido por Luneta, permite una inspección rápida de esta acción de sifón para que se puedan tomar medidas correctivas rápidas.

El aire entra típicamente a través de:

  • Ventilaciones y respiraderos
  • Sellos en los ejes
  • Escotillas y tapas sin sellar
  • Otras aberturas de máquinas sin protección.

Los recipientes de transferencia, las mangueras y los embudos sucios también son fuentes comunes de contaminación por partículas. Durante el almacenamiento, el aire ambiental cargado de suciedad y humedad pasa a través de los tapones de los tambores y contenedores. De hecho, el aceite nuevo es una fuente importante de contaminación con papel de lija líquido.

El costo de la exclusión de contaminantes se relaciona tanto con los accesorios instalados en la maquinaria como con las tácticas de mantenimiento de rutina para bloquear la entrada de contaminantes. Estos costos incluyen cosas tales como:

  • Filtración con carros de transferencia
  • Respiraderos adecuados en máquinas y recipientes de almacenamiento de lubricantes
  • Sellos mejorados (como sellos tipo laberintos)
  • Hermeticidad más estricta en los sistemas
  • Mayor conciencia y cuidado durante las inspecciones internas y reemplazos de componentes (educación y mejores procedimientos/herramientas)
  • Limpieza de rutina de los exteriores de las máquinas
Figura 5. Un alto porcentaje de entrada de partículas en el sistema hidráulico tienen que ver con el sello limpiador del cilindro. Al mirar esto, es fácil imaginar el papel de lija líquido en su aceite. Imagen cortesía de M. Williamson.

A continuación, elimine rápidamente las partículas que sí tocan el aceite, para que no se multipliquen por aplastamiento y generación de partículas de desgaste. La filtración fina, especialmente los filtros fuera de línea, puede ayudar. Cuestan considerablemente menos que los filtros de flujo total por gramo de suciedad eliminada. 

También puede utilizar un impulsor de separación para aglomerar partículas de modo que puedan separarse más fácilmente por gravedad, centrifugación y/o filtración mecánica. Estos productos de acondicionamiento de fluidos pueden limpiar eficazmente su aceite incluso a un nivel submicrónico antes de que se produzcan daños en la máquina y los aditivos.

Como último recurso, si su lubricante está lleno de papel de lija líquido y el costo de limpiar el aceite no es práctico, simplemente cambie el aceite.

¿Debería dejar que las máquinas fallen?

Considere esto: se le ocurre un plan inteligente para controlar el papel de lija líquido, incluida la exclusión y la eliminación. Ha estudiado y diseñado cuidadosamente la solución óptima. Hay costos involucrados, pero como de costumbre, se trata de “pagar algo ahora o mucho más después”. Sin embargo, la gerencia y los contadores se muestran escépticos y han solicitado un estudio de justificación financiera. Esta no es su área de especialidad, por lo que descarta la idea. Las cosas vuelven a la normalidad.

Pregúntese, ¿cuándo se solicitó alguna vez un estudio financiero para obtener fondos para reparar una máquina defectuosa, especialmente cuando la producción de la planta estaba paralizada? Lamentablemente, escuché a la gente de mantenimiento decir que han dejado de intentar proponer medidas proactivas a la gerencia: afirman que es más fácil dejar que las máquinas fallen.

Esto es como decir que es más fácil esperar hasta que tenga un ataque cardíaco en lugar de hacer los cambios de estilo de vida necesarios para evitar enfermedades cardíacas. Estas diferencias suelen estar profundamente arraigadas en la gestión y la cultura empresarial. ¿Tiene su organización la gente del “aquí y ahora” o aquellos que planifican y preparan?

En el lado positivo, un número cada vez mayor de empresas están dirigidas por gerentes que lo entienden. Gran parte de esto ha sido impulsado por la creciente base de historias de éxito documentadas de organizaciones y líderes de programas que han defendido el cambio y felizmente informaron sus resultados. No necesitaban ser golpeados en la cabeza, sino que tomaron la iniciativa y capturaron los beneficios.

 

Referencia: Jim Fitch, Noria Corporation. Traducción por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América

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