Bill Quesnel, WearCheck Canada. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latin America.

No hay duda de que un programa efectivo de análisis de lubricante reduce los costos de mantenimiento en equipos rotativos. El truco está en saber cómo diseñar y ejecutar un programa eficaz de análisis de lubricante. Las organizaciones deben ser proactivas para que la solución a un problema relacionado con el aceite no sea siempre un cambio de aceite.

El beneficio real del análisis de lubricante es utilizar los datos para guiarlo hacia soluciones que eliminen los problemas relacionados con el lubricante. Este artículo describirá las mejores prácticas para usar el análisis de lubricante para monitorear su programa de gestión de lubricación.

Puesta en marcha

¿Está esperando hasta haber implementado estrategias básicas de gestión de la lubricación antes de tomar las primeras muestras de aceite porque sabe que los resultados serán malos? No dude en iniciar su programa. Es probable que vea muchas muestras de aceite con problemas, pero eso no es una buena razón para retrasar el muestreo.

Los problemas relacionados con el aceite son oportunidades para su programa de lubricación. Cuanto peor sea el problema, mejor será la oportunidad de implementar una solución rentable que se traducirá en grandes ahorros en su presupuesto de mantenimiento.

Comience a tomar muestras antes de comenzar a realizar mejoras para establecer la línea de base o punto de partida de la condición de sus lubricantes y equipos lubricados dentro de la planta. Además, los primeros resultados del análisis de lubricante le brindarán orientación en cuanto a las soluciones que deben implementarse y en cuáles máquinas.

Qué buscar

Cuando recibe los primeros resultados de las muestras de aceite, lo más probable es que vea una serie de reportes con resultados anormales o críticos. Los principales problemas a tener en cuenta son la contaminación con agua, los elevados niveles de partículas en el aceite, los rellenos de aceite incorrectos y la mala condición (degradación) del aceite.

También es posible que obtenga resultados que muestren un desgaste anormal o grave en algunas máquinas. El propósito de establecer un programa de lubricación es mantener una lubricación adecuada y evitar el desgaste innecesario, así que supongamos que su equipo de confiabilidad está evaluando estos resultados y tiene controlada la situación. En lugar de distraernos con eso, nos centraremos en los problemas relacionados con el aceite, comenzando con la contaminación con partículas y agua.

El agua aparecerá en su reporte de resultados como “agua” o “H2O”. ¿Estos resultados son anormales o graves? En este punto, usted aún no ha establecido ningún nivel de alarma para la contaminación con agua, por lo que es aceptable utilizar los valores predeterminados por el laboratorio para su tipo de industria y máquina.

En la mayoría de los equipos rotativos, el límite de contaminación con agua será de 0.1 por ciento. Los límites fluctuarán desde un 0.03 por ciento para turbinas hasta un 0.2 por ciento para cajas de engranajes.

La tierra aparecerá en el reporte como silicio (Si), en el análisis de elementos. Si está tomando muestras en máquinas con sistemas de filtración de aceite, debe efectuar la prueba de conteo de partículas. Asegúrese de incluir este ensayo en el conjunto de pruebas para esta maquinaria.

Preste atención al código de limpieza ISO, así como a los conteos por tamaño de partícula en micrones. Los niveles anormales o muy elevados de silicio y o los resultados del conteo de partículas indican un problema de contaminación.

Nuevamente, el laboratorio utilizará los límites típicos de la industria para el nivel de contaminación del aceite y el contenido de silicio, lo cual está bien cuando está comenzando su programa de análisis de lubricantes. Los niveles de alarma de silicio para la mayoría de las máquinas son de aproximadamente 25 partes por millón (ppm). Los códigos de limpieza ISO para sistemas con filtración generalmente están alrededor de 19/17/14.

Los rellenos con aceite incorrecto son un poco más difíciles de detectar, pero busque cambios en los niveles de aditivos, como fósforo, zinc, magnesio, boro, bario, azufre, etc. y controle cualquier cambio en la viscosidad del aceite que sea de más o menos 10 por ciento con respecto a la especificación del aceite.

Los niveles de aditivos pueden fluctuar hasta en un 25 por ciento, por lo que un laboratorio buscará otros elementos que no deberían estar presentes o la falta de un elemento que debería estar presente en el aceite.

Algunos laboratorios tienen algoritmos muy sofisticados que no solo comparan el aceite usado con la línea de base del aceite nuevo, sino que también pueden determinar el tipo de fluido y compararlo con el tipo de fluido genérico para el aceite que ha especificado. Luego pueden avisarle cuando se está utilizando un tipo diferente de fluido. Es posible que desee consultar si su laboratorio tiene la capacidad de realizar este tipo de comparación.

Los más evidentes rellenos con aceite inadecuado o el uso de un aceite incorrecto se ven cuando la viscosidad varía drásticamente con respecto a la especificación. Por ejemplo, cuando está usando un aceite para engranajes ISO 320, pero la viscosidad es en realidad de 100 centistokes (cSt), lo que indica un posible relleno con aceite hidráulico, de compresor o turbinas.

Para la mayoría de las máquinas lubricadas de la planta, la condición del aceite se controla utilizando el número ácido (AN, por sus siglas en inglés). Cuando el aceite se oxida, forma productos ácidos de degradación. Un AN creciente significa degradación del aceite. Una vez que el AN supera el límite, es hora de programar un cambio de aceite.

Los sistemas grandes, como las turbinas, requieren pruebas más avanzadas, como las pruebas de oxidación en recipiente rotativo a presión (RPVOT, por sus siglas en inglés), la separabilidad del agua, las propiedades de protección contra herrumbre, las características de formación de espuma y la liberación de aire, para determinar si el aceite es adecuado para continuar en servicio.

Mejores practicas para el analisis de aceite2Figura 1. Problemas más comunes relacionados con el aceite identificados por el
análisis del lubricante y límites de advertencia típicos

Cómo corregir problemas

Ya encontró algunos problemas con el análisis del lubricante. ¿Ahora qué? Tenga en cuenta que estos problemas relacionados con el aceite son oportunidades para mejorar su programa de lubricación. La mayoría de las siguientes sugerencias son de bajo costo y proporcionan una alta tasa de retorno de inversión.

Muchas de estas recomendaciones pueden implementarse en un corto período de tiempo y no requieren una gran inversión. Cuanto antes comience, más pronto mejorará el balance final de su presupuesto de mantenimiento.

El primer lugar para comenzar es en los respiradores de aire de tipo desecante. Estos respiradores son una solución fácil de implementar y de bajo costo para evitar que el agua y las partículas entren en la maquinaria lubricada. Pueden reducir los niveles de humedad en los lubricantes incluso cuando los resultados de los análisis del lubricante muestran una contaminación con agua de 0.2 por ciento o menos. Los respiradores desecantes secan el aire que ingresa a la maquinaria durante la operación y también secan el espacio superior en los tanques, eliminando la humedad del aceite. El resultado es un aceite más seco. Además, estos respiradores de aire tienen un filtro de partículas de 1 a 3 micrones que limpia el aire que ingresa a la máquina, lo que conduce a un aceite más limpio.

Para sistemas muy grandes, el uso de gas seco puede ser una opción efectiva, especialmente cuando hay una fuente de gas inerte fácilmente disponible (como en las refinerías). Por ejemplo, el empleo de nitrógeno seco en el depósito de una turbina puede crear una presión positiva que impide el ingreso de contaminantes. El gas seco hace que la humedad salga del aceite y pase al espacio superior, purgándose posteriormente hacia el exterior.

Para sistemas con problemas importantes de contaminación con agua (0.5 por ciento o más de agua en el aceite), se requerirá una solución más compleja. Comience por asegurarse de que todas las escotillas de la máquina y los puertos de inspección estén debidamente selladas. Puede ser necesario mejorar los sellos.

Para eliminar la contaminación con agua en niveles entre 0.3 y 2.0 por ciento en sistemas más pequeños (menos de 60 litros de aceite), considere usar un carro de filtración fuera de línea equipado con filtros absorbentes de agua. Si hay demasiada agua, corre el riesgo de gastar mucho dinero en elementos filtrantes.

Consulte con su proveedor del carro de filtración si puede ayudarle a evaluar la situación. Si los problemas de contaminación con agua son crónicos (p. ej., fugas en el enfriador) y tiene sistemas grandes (más de 400 litros), necesitará un equipo más grande, como un deshidratador por vacío o un sistema de filtración centrífuga en derivación (bypass). En este caso, la inversión será de USD $25,000 a $100,000.

La contaminación con partículas se puede manejar fácilmente con un manejo adecuado del lubricante, conectores rápidos en los puertos de llenado y drenado y filtración fuera de línea. Compre el carro de filtración fuera de línea que mejor se adapte a su aplicación. Los carros de filtración hidráulicos son bastante simples y económicos. En cajas de engranajes se requiere de equipo de trabajo pesado para garantizar que el carro de filtración tenga las especificaciones adecuadas para la aplicación.

Los conectores rápidos en los puertos de llenado y drenado son esenciales, ya que permitirán a los técnicos de mantenimiento conectar fácilmente un carro de filtración y realizar rellenos y cambios de aceite sin tener que abrir las máquinas.

El control de la aplicación de aceite se puede gestionar fácilmente. Comience por instalar un conector rápido en el puerto de llenado para facilitar el relleno con el tipo correcto de equipo de despacho para que los técnicos de lubricación puedan realizar el trabajo correctamente. Si le da a su personal de mantenimiento las herramientas adecuadas, ellos harán el trabajo de la manera que usted quiere.

Se deben colocar etiquetas de identificación del lubricante en los puertos de aplicación de aceite. Utilice sistemas estandarizados, como el Sistema de Identificación de Lubricantes (LIS) de Noria, para identificar el lubricante que se utilizará. Identifique también el equipo de aplicación con este mismo sistema para asegurar que ambas etiquetas coincidan. Con un poco de educación básica en lubricación, su personal estará equipado con las herramientas y el conocimiento para hacer el trabajo correctamente.

Si el reporte de los análisis de aceite indica una condición de degradación del aceite (no contaminación), debe programar un cambio de aceite en cuanto sea posible. Si se trata de un cambio de aceite costoso (más de USD $5,000), puede ser prudente invertir en pruebas avanzadas de análisis de aceite para determinar si se requiere un cambio de aceite de inmediato o si la tarea se puede postergar algunos meses.

A diferencia de la contaminación, en el 99 por ciento de los casos en que la condición del aceite es un problema, es necesario cambiar el aceite. Para obtener una mejor indicación de lo que está sucediendo con el aceite, solicite pruebas de colorimetría de membrana (MPC, por sus siglas en inglés) para evaluar el potencial de barniz, y pruebas de voltametría de escaneo lineal (LSV, por sus siglas en inglés) para determinar las cantidades exactas de antioxidantes que quedan en el aceite.

Monitoree su programa de lubricación

Mejores practicas para el analisis de aceite3Después de implementar estas soluciones, ¿qué debe observar en sus informes de resultados de los análisis de lubricante? La humedad y los niveles de partículas deberían comenzar a disminuir una vez que haya sellado adecuadamente sus depósitos.

Durante unos seis meses, estos niveles alcanzarán su mínimo. Vale la pena hacer notar el cambio con respecto a la condición original y establecer objetivos razonables en el futuro.

Por ejemplo, digamos que el nivel de agua en su caja de engranajes fue inicialmente de 0.15 por ciento y el código de limpieza ISO fue 22/20/18. Seis meses después de instalar respiradores de aire desecantes y un programa de filtración fuera de línea, sus niveles de humedad son de 0.03 por ciento y el código de limpieza ISO es 20/18/16.

Debe informar a su laboratorio que desea establecer nuevos límites de alarma en estas cajas de engranajes. Establezca la alarma anormal de contaminación ISO en 22/20/18 (dos códigos por encima del nuevo objetivo), y la alarma crítica en 23/21/19 (tres códigos por encima del nuevo objetivo).

Para el contenido de agua, establezca la alarma anormal en 0.05 por ciento y la alarma crítica en 0.10 por ciento. Ahora, cuando reciba los reportes de muestras anormales o críticas en función del nuevo objetivo de agua o partículas, sabrá qué medidas correctivas debe tomar: cambie el desecante y/o efectúe una filtración fuera de línea durante varios días; después vuelva a muestrear y analizar el aceite.

Si implementó sistemas de identificación de lubricantes e invirtió en equipos de aplicación apropiados, ya no debería ver cambios significativos en los aditivos (25 por ciento más o menos) o cambios en la viscosidad (variación de más/menos el 10 por ciento), a menos que la condición del aceite también sea sospechosa.

Cuando vea un cambio dramático, asegúrese de que todo el personal de mantenimiento esté informado sobre cómo evitar la mezcla de lubricantes y que haya recibido capacitación sobre el uso del equipo de aplicación. Si el problema no es la capacitación, es posible que tenga una entrega de aceite identificada incorrectamente y deba tomar muestras de los contenedores sospechosos.

Mida el éxito

Si ha estado usando datos de análisis de lubricante para rastrear problemas relacionados con la lubricación en su planta, los reportes posteriores deben mostrar una tendencia decreciente en las estadísticas de contaminación con agua, partículas y el uso de aceite incorrecto.

Si ha reducido la humedad y los niveles de partículas, entonces ha aumentado el tiempo medio entre fallas (MTBF, por sus siglas en inglés) para esas máquinas. En el ejemplo anterior, la caja de engranajes debería ver un aumento de aproximadamente 1.25 veces, en función de la reducción de humedad, y 1.25 veces para la reducción de la contaminación con partículas, lo que significa un aumento de más del 50 por ciento en el MTBF, lo cual es bastante significativo.

Con respecto a la mezcla de lubricantes, no todos los rellenos de aceite incorrectos producen problemas de lubricación. Sin embargo, en muchos casos, pueden ocurrir daños graves. Agregar menos del 1 por ciento de un aceite con emulsificante, que está diseñado para mantener el agua en suspensión, destruirá la demulsibilidad de un aceite formulado para separar el agua, es decir, un aceite de circulación o un aceite de turbinas.

Las máquinas con componentes de bronce no deben usar aditivos de extrema presión (EP) comunes. Poner un aceite EP para engranajes en una máquina de este tipo provocará la corrosión de los componentes de bronce, incluso mucho después de que se haya detectado el problema y se haya cambiado el aceite.

Invertir en la identificación de los lubricantes, el equipo de aplicación adecuado y, lo que es más importante, en capacitación y educación, reducirá drásticamente la incidencia de rellenos con aceite incorrecto. Es más difícil poner números a los ahorros, pero cualquier catástrofe evitada justifica la mejora.

Próximos pasos

Con estas actualizaciones, sin duda habrá mejorado dramáticamente su programa de lubricación. Las tasas internas de retorno de inversión (TIR) típicas y el valor presente neto (VPN) en un periodo de cinco años son de aproximadamente 150 por ciento y USD $500,000 para un programa en una planta de tamaño mediano.

Los próximos pasos requerirán poner en marcha un plan de gastos de capital. Invierta en una sala de lubricación de clase mundial con un sistema avanzado de almacenamiento de aceite, gabinetes y carros de manejo y aplicación de lubricantes.

Sustituya el programa de carros de filtración fuera de línea con sistemas de filtración montados permanentemente en sus equipos críticos. Mejore su programa de análisis de lubricante estándar con un programa avanzado de monitoreo de aceite para máquinas críticas y aquellas con grandes volúmenes de aceite (más de 1000 litros).

A medida que continúe mejorando la condición de sus lubricantes, vuelva a revisar los niveles de alarma de desgaste, condición del aceite y contaminación, y ajústelos en consecuencia. Su inversión inicial en la gestión de la lubricación probablemente haya eliminado el 80 por ciento de sus problemas relacionados con el aceite; el próximo 20 por ciento requerirá esfuerzos más continuos.

Los pasos posteriores incluyen la búsqueda de mejoras graduales en toda la planta. Será esencial que continúe con la educación en las mejores prácticas de lubricación y busque oportunidades para mejorar su programa de lubricación. Recuerde, la clase mundial es un objetivo en movimiento, por lo que mi consejo es que comience ahora.