Cuando una empresa decide integrar el análisis de aceite en sitio, nos hacemos preguntas obvias como: “¿Qué herramientas y equipos vamos a utilizar?”y “¿Qué tipo de pruebas queremos realizaren sitio?”. Estas preguntas se responden rápidamente con otra pregunta: “¿Con qué presupuesto contamos para este proyecto?”
Aún teniendo un presupuesto ilimitado, la decisión sería mucho más simple; la realidad, para la mayoría, si no para todas las personas que recién comienzan un programa de análisis de aceite, es que el presupuesto probablemente sea demasiado pequeño. Con un presupuesto insuficiente y grandes ambiciones para un programa de análisis de aceite en sitio, decidir qué herramientas adquirir y en qué orden puede ser crítico para el éxito del programa de análisis de aceite en sitio.
Categorías de pruebas de análisis de aceite
Cuando se gasta dinero presupuestado en un programa de análisis de aceite, la decisión más importante es elegir qué pruebas deben realizarse en sitio y qué conjuntos de pruebas se implementan mejor en el laboratorio externo. Los conjuntos de pruebas típicos se pueden dividir en tres categorías: detección en sitio, análisis de laboratorio de rutina y pruebas por excepción.
Las pruebas de detección en sitio se pueden realizar a varias frecuencias, dependiendo de la máquina, las condiciones de estrés del lubricante y los objetivos de confiabilidad del propietario del activo. Las máquinas y lubricantes que operan a altas cargas/velocidad y/o están expuestas a altas temperaturas y contaminantes ambientales necesitan una detección más frecuente.
El tipo de prueba de detección necesaria depende de la máquina y la aplicación. Por ejemplo, el aceite expuesto al vapor necesitaría ser analizado en busca de agua. Sin embargo, los lubricantes de alta temperatura no necesitan evaluaciones de agua, sino pruebas que indican perturbaciones térmicas, como la viscosidad o la prueba de la gota en papel secante.
Las pruebas de rutina también dependen de la aplicación y la máquina. Se realizan en sitio por un laboratorio totalmente equipado o por un laboratorio comercial fuera de sitio. Las pruebas de rutina comunes incluyen conteo de partículas, espectrometría de elementos, viscosidad, espectrometría infrarroja, índice de acidez y análisis de humedad, entre muchas otras posibilidades.
Tal como su nombre lo indica, las pruebas por excepción se desencadenan por una inspección no conforme o el resultado de una prueba de detección o una prueba de rutina. Las pruebas que se realizan por excepción en algunas aplicaciones se efectúan de manera rutinaria en otras.
Básicamente, la idea detrás de las pruebas por excepción es realizar pruebas costosas y a veces intensivas manualmente solo cuando sea necesario. Las pruebas de excepción permiten al profesional de análisis de aceite explorar más profundamente en la base de datos del aceite.
La ferrografía analítica, demulsibilidad, XRF y microscopía electrónica de barrido son ejemplos de pruebas de excepción. Una prueba de excepción también podría ser una prueba que no se incluyó en una lista de pruebas de rutina por razones de racionalización o presupuestarias.
Estrategia de análisis de aceite en sitio
Con raras excepciones, el objetivo del análisis de aceite en sitio no es sustituir al laboratorio comercial. Los laboratorios comerciales pueden invertir millones de dólares en instrumentos científicos de última generación. Un laboratorio comercial acreditado le brinda al laboratorio en sitio la flexibilidad de realizar numerosas pruebas por excepción de propiedades de los lubricantes cuando sea necesario sin tener que asumir los costos asociados de hardware y capacitación.
Excepto cuando se necesita analizar de forma rutinaria una gran cantidad de muestras, no es realista que un laboratorio en sitio esté suficientemente equipado con la gama de instrumentos de análisis que normalmente se necesita.
Tenga en cuenta los siguientes puntos clave al seleccionar las pruebas en sitio:
- Frecuencia o número total de pruebas administradas cada mes. ¿Es realista esperar que se realicen 500 conteos de partículas cada mes?
- Datos más críticos y sensibles al tiempo. ¿Existen activos críticos en los que hay poco o ningún tiempo entre el inicio de una falla potencial y la ocurrencia de una falla funcional?
- Menos intensivo en habilidades. ¿Es realista esperar que un técnico en lubricación o mecánico se vuelva experto en el manejo de equipos científicos complejos?
- Dentro del presupuesto. ¿Es realista esperar obtener todos los datos necesarios con la cantidad presupuestada?
- Costos fuera del sitio versus en sitio. ¿Es rentable reducir el número de muestras de rutina enviadas fuera del sitio? De ser así, ¿comprometerá esto la efectividad del programa?
Muchos ven un contador de partículas como la herramienta más beneficiosa en sitio y creen que debe adquirirse primero.Los datos de este instrumento proporcionarán información crítica sobre el estado del equipo y llamarán la atención sobre las pruebas de excepción asociadas cuando sea necesario.
Los beneficios de tener esta herramienta en sitios numerosos. La detección temprana del aumento de los niveles de partículas puede ser un poderoso indicador de problemas relacionados con el desgaste y la contaminación.
Aprovechando al máximo cada dólar
Entonces, ¿cuál es el mejor enfoque para el análisis en sitio con un presupuesto limitado? La siguiente es una lista de pruebas candidatas que se pueden realizar en sitio:
- Conteo de partículas ISO
- Dispositivos de detección de humedad
- Humedad por Karl Fischer
- Agua por crepitación
- Otros dispositivos de detección de agua
- Inspección visual
- Detección de hollín
- Viscosidad cinemática
- Análisis de elementos
- Número de ácido
- Voltametría
- Análisis dieléctrico
- FTIR
- Espuma
- Demulsibilidad
- Herrumbre
- Densidad ferrosa
- Ferrografía analítica
- Ferrografía
- Detección de combustible
Esta lista se puede reducir eliminando las pruebas que no se requieren en sitio porque rara vez se realizan o porque los costos del equipo y capacitación son exorbitantes.
Por ejemplo, al analizar el aceite de una caja de engranajes, el análisis de elementos y el FTIR se eliminan de la lista de análisis en sitio estrictamente en función de los costos iniciales. Las pruebas de espuma, demulsibilidad y herrumbre también se pueden eliminar de la lista en sitioen función de la frecuencia limitada esperada en la que se realizarán.
Además, la prueba de humedad por Karl Fischer implica química húmeda, que puede no ser adecuada para un laboratorio en sitio por los productos químicos que deben manipularse y se requiere mucha capacitación para realizar estas pruebas con precisión. Debido a que es una caja de engranajes, tampoco se necesitan pruebas de hollín y combustible. La lista resumida en sitio de pruebas para una caja de engranajes y los costos asociados estimados se ilustran en la Tabla 1.
Tabla 1. Pruebas en sitio para una caja de engranajes y costos estimados
Como ilustra la tabla, hay varias formas efectivas de utilizar incluso el presupuesto más modesto. Dado un presupuesto de solo US $5,000, se pueden obtener varias herramientas que proporcionarán información significativa sobre la salud del lubricante y del equipo. Las pruebas de agua, viscosidad, índice de acidez y contaminación sólida son posibles con un presupuesto de US $5,000. A medida que aumenta el presupuesto, también lo hace el arsenal de herramientas.
Contadores de partículas
Hay varias marcas y modelos de contadores de partículas en el mercado actual. La mayoría de los modelos son instrumentos basados en láser y un par son instrumentos de bloqueo de poros (obstrucción de malla). Aunque la mayoría de los modelos cuestan más de US $10,000, un contador de partículas debe estar en la parte superior de la lista de compras cuando tenga un presupuesto disponible. Al realizar conteos de partículas ISO de cualquier tipo, es crucial que la muestra sea agitada vigorosamente por un agitador de pintura industrial. Estos dos elementos deben adquirirse al mismo tiempo para garantizar resultados precisos.
Crepitación
La prueba de crepitaciónes una forma sencilla de identificar la presencia de agua en un sistema. La planchase puede adquirir de cualquier proveedor de suministros de laboratorio por tan solo US $150. Este método pasa/falla identificará agua libre y emulsionada en el aceite y permitirá al profesional del análisis de aceite tomar decisiones informadas sobre las pruebas de excepción necesarias. Debido a que el agua libre y emulsionada representa un riesgo significativo para la salud de la maquinaria, una pequeña inversión tiene un potencial de retorno sustancial. Este equipo debe incluirse en sus comprasen todas las categorías de presupuesto.
Viscosímetros
Al igual que con los contadores de partículas, actualmente hay varios viscosímetros en el mercado. Hay viscosímetros automáticos de laboratorio, viscosímetros simples de banco y viscosímetros manuales de uso en campo. Los viscosímetros manuales, como el comparador de viscosidad, permiten una medición comparativa rápida de la viscosidad de un lubricante, pero no proporcionan la misma precisión que los instrumentos más sofisticados.
Para la detección en sitio de bajo presupuesto, un viscosímetro económico es imprescindible y puede usarse para determinar si se está utilizando el grado correcto de aceite. Cuando se dispone de un presupuesto mayor, se debe incluir un viscosímetro de estilo de laboratorio más preciso.
Kits denúmeros ácido
Los kits de números ácidos están diseñados para ser utilizados por personas no técnicas en un entorno en sitio. Estos kits proporcionan reactivos no peligrosos previamente medidos en ampolletas listas para usar. En minutos, se puede registrar una medida precisa del nivel de acidez en el aceite. Aunque precisos, estos kits de prueba solo se aproximan a los métodos de titulación de laboratorio como ASTM D664 y los resultados no deben compararse cuantitativamente entre ellos.
Probadores de densidad ferrosa
Los probadores de densidad ferrosa miden las partículas de desgaste metálicas ferromagnéticas (hierro o acero) en una muestra dada. Generalmente informados por un número índice, algunos resultados se informan como un porcentaje del conteo total de partículas de la misma muestra. Otros simplemente proporcionan una concentración gravimétrica como microgramos por mililitro. Los probadores de densidad ferrosa pueden ser herramientas poderosas para identificar fallas mecánicas y para provocar pruebas de excepción, como la ferrografía analítica.
Ferrografía analítica
Los instrumentos necesarios para realizar la ferrografía analítica por ferrograma incluyen una placa porta objetos para ferrogramas y un microscopio. Aunque hay diferentes fabricantes de portaobjetos, todos producen uno de vidrio que ayuda a mantener las partículas ferrosas en su lugar con un imán a medida que se pasa el fluido. Típicamente, el microscopio deberá tenerun poder de resolución de 100X a 1,000X con una cámara digital para capturar las imágenes de los ferrogramas.
Estos artículos van de la mano y generalmente tienen un alto precio. Una cantidad significativa de capacitación y educación debe acompañar un exitoso programa de ferrografía en sitio. Estos instrumentos a menudo se dejan para programas de análisis en sitio que cuentan con recursos significativos.
Kits paraprueba de membrana
Alternativamente existen los filtrogramas de bajo costo, también llamados kits de membrana, que son herramientas valiosas que ofrecen un alto retorno de la inversión cuando se usan de manera rutinaria. Se pueden usar para proporcionar datos sobre la concentración y la fuente de contaminación, y las partículas de desgaste ferrosas y no ferrosas. Son similares a la ferrografía analítica, incluso con algunas características superiores, y deberían ser parte de todos los programas de análisis de aceite en sitio en todos los niveles de presupuesto. La prueba de membrana también puede permitir conteos microscópicos de partículas en lugar de contadores de partículas automáticos.
Medidores de agua
Hay varios medidores de humedad basados en diferentes principios de medición. Algunos de estos instrumentos miden la humedad relativa de agua en el aceite y proporcionan resultados en porcentaje de saturación (o punto de rocío). Independientemente de la tecnología implementada, un medio confiable para detectar y cuantificar el agua libre y emulsionada casi siempre se justifica para el análisis en sitio.
Conclusiones
Incluso el presupuesto de análisis de aceite más modesto en sitio puede proporcionar los recursos necesarios para la inclusión de instrumentos significativos. Con una cantidad tan pequeña como US $5,000, puede implementarse en sitio una parte estratégicamente importante de un programa de análisis de aceite. El beneficio inmediato de llevar el análisis de aceite al sitio es que la información de confiabilidad de la máquina se proporciona tan pronto como se necesita. Los datos en sitio oportunos y significativos combinados con datos de laboratorios comerciales de calidad y un completo conjunto de pruebas de rutina y excepción disponible son una receta para un programa de análisis de aceite de clase mundial.
Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América.