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TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Tribologa Aplicada. Mantenimiento Proactivo
Beatriz Leal de Rivas. UNITEC. Febrero 04.
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Contenido Criterios de Mantenimiento Actuales. Mantenimiento Proactivo. Tu vehculo y algo ms. Factores que Afectan la Vida de tu Motor y su Lubricante. Mtodos para prolongar su vida. Anlisis de Aceites Usados. Implementar programa de MBC/ RCM Conclusiones
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Que es mantenimiento?MANTENIMIENTO ES ESTO:Cuando todo va bien Cuando algo va mal Cuando se trata de gastar
Nadie recuerda que existeDicen que no existe Algunos dicen que no es preciso que exista
Sin embargo:Cuando realmente no existe:
!Todos concuerdan que debera existir!
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Que es realmente el Mantenimiento?
Mantenimiento:
Accin de Reparar
Accin de OrganizarLa Accin de reparar:Significa restauracin. Si un equipo necesite reparacin es porque ha dejado de funcionar
La accin de organizar:Significa prever, simplificar y controlar.La accin de organizar hace rentable al mantenimiento
INTRODUCCIN TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACIONDe quienes depende?Almacn: Mantenimiento: Desde el adecuado suministro de componentes, grasas y lubricantes Inspecciones rutinarias, y reparacin Reporte fehaciente de los operadores, y adecuada operacin
Operacin:
Control de calidad: De la perfecta supervisin sobre los trabajos ejecutados
Todos encaminados a un fin comn
Mantener las maquinarias en condiciones operativas
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
MantenimientoMantenimiento Costo Total Directos e Indirectos Gastos Directos ptimos
Correctivo
Preventivo Mantenimiento Predictivo Inspeccin Directa
Anlisis de Vibracin
Anlisis de Lubricantes
Chequeo Funcionales
Poco mantenimiento
Mucho mantenimientoBs.
Costos directos
Condiciones de Equipos Anlisis de Partculas Metlicas
Condiciones de Lubricante Anlisis de Propiedades FQ - IR
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Mantenimiento Proactivo: !Nuevo enfoque! Porque esperar a que una pieza falle o nos aparezca un desgaste para tomar una accin? Mantenimiento Proactivo: Estrategia que est dirigida a localizar las causas de falla y pretende controlarlas de tal forma que el efecto de la causa (desgaste) no aparezca. Programas de Mantenimiento Basados en Condicin: Cuando se conjugan el Predictivo con el Proactivo.
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
MARCO TERICOMANTENIMIENTO BASADO EN CONDICIN (CBM)
MANTENIMIENTO PROACTIVO
Filosofas
MANTENIMIENTO PREDICTIVO
CAUSAS DE FALLA
Que Buscan
SNTOMAS DE FALLA
MONITOREO DE CONTAMINANTES
Herramientas utilizadas
ANLISIS DE PARTCULAS, DE VIBRACIN, DE TEMPERATURAS
EXTENSIN DE VIDA DE LA MAQUINARIA
Beneficios
DETECCIN TEMPRANA
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Comparacin Entre Ud. y su motorReactivo Correctivo Preventivo/ Predictivo Proactivo
CBMCojinetes
Anlisis Deteccin Diagnostico Confirmacin Causa Raz Correctivo
Tribologa Vibracin
Vibracin
Vibracin Tribologa
Estudio Historial
Requiere Cambios
Componente sujeto a falla: Bearing in Gear Box El corazn en el cuerpo humano
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Proactivo: Buscar la Causa/ Raz: Anlisis de la falla.Vibracin excesiva. Oxidacin del aceite. Cavitacin Desgaste Discrepancias.
Repara Reemplaza Reconstruye Remueve
Repeticin del problema
Aceite inadecuado Desbalance Desalineamiento Humedad, calor, aire Partculas externas
Esta limpio, seco, fro? Esta bien lubricado?
Esta alineado y balanceado?
!Elimina el problema!
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Mantenimiento Basado en Condicin (CBM)Queremos pocas fallas a detectar
Proactivo
Queremos alta sensibilidad en la deteccin temprana de todotipo de fallas. Predictivo
!Queremos estar localizando posibles fallas todo el tiempo!
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Con que Filosofas contamos?Mantenimiento Basado en Riesgos RBM.
Mantenimiento Productivo Total TPM.Mantenimiento Centrado en Confiabilidad RCM.
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Mantenimiento Basado en riesgos o de fallas (BM)Combina la probabilidad de que ocurra un evento no deseado con consecuencias de que ese evento que se traduce en:
RIESGO: Probabilidad X Consecuencia de falla: COSTO esperado de la falla
Para la Operacin
Tiempo muerto Perdida de produccin Baja eficiencia Daos causados por la falla
Para finanzas
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Mantenimiento Productivo Total (TPM)Filosofa de mantenimiento japonesa iniciada en la dcada de los 70. Objetivo: Maximizar la Efectividad Total de los Procesos Productivos eliminando sus prdidas y el desperdicio, con la participacin de todos los empleados.
Metas: Cero Averas y cero defectos Maximizar la eficiencia de los equipos, incorporando al personal de produccin a las labores de auto mantenimiento.
Estrategias de las 5 S: Seiri: Organizacin. Seiton: Orden. Seisou: Limpieza. Seiketsu: Pulcritud. Shitsuke: Disciplina.
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Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM)Establece el proceso de las tareas de mantenimiento programado (preventivo) tratando de eliminar las causas de las fallas (proactivo), sobre las bases del conocimiento del estado de los equipos (predictivo)SI Es aceptable la confiabilidad de su activo? NO Su misin es critica? NO Puede cambiarse fcilmente? NO SI SI Una mejora en el mantenimiento lograra el objetivo de confiabilidad? SI Puede un rediseo lograr el objetivo? SI NO
NO
Trabajar hasta fallar
Aplicar tcticas avanzadas de mantenimiento
Aplicar rediseo
Aplicar redundancia
Mejora Continua
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Mantenimiento Basado en Confiabilidad (RBM)
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Tribologa y Tribologa Aplicada
Tribologa:Ciencia que estudia la interrelacin:
Tribologa Aplicada:Concepto que busca la interrelacin:Fabricante de EquipoUsuario
Friccin
Desgaste
Lubricante
Lubricacin.
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Tu carro y la tribologaQue buscas cuando vas a comprarlo? Sabes que aceite debes colocarle? Por qu tantos cambios? Mantenimiento? !Solo agua y gasolina! Cual gasolina? Con o sin plomo?
Es este?
O este?
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El Corazn?: !El Motor!Dispositivo formado por diversos elementos o conjunto mecnico, capaz de transformar la energa qumica de un combustible en energa mecnica de movimiento.Turbocargados Cojinetes y bocinas ( Cu, Pb, Fe, Cr) Cilindros (Fe, Si)
Anillo de Pistones (Cr, Fe) Bocinas del Pasador de Pistn y del Arbol de Leva. (Cu ) Cojinetes Principales y de Bielas (Babbits) (Pb , Sn, Cu) Pistn (Al, Si)
Arandelas de Empuje del Cigeal (Al, Si)
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Partes del Motor
Eje de Levas Vlvulas Pistones
Distribuidor Bujas
Cigeal
CrterVolante
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Cmara de Combustin/ Componentes bsicos.
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Motor a gasolina a 4 tiemposAire Escape
Admisin
Compresin
Potencia
Escape
!OJO!Para un giro del cigeal, cada cilindro debe realizar 4 ciclos: 600 rpm en 20 centsimas de segundo 1200 rpm en 10 centsimas de segundo 4.000 rpm en 3 centsimas de segundo
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Cilindrada de un motorEs posible saber cuan fuerte es una persona por su talla de camisa y pantaln?
Un hombre talla 32 puede estar ms preparado para un trabajo fuerte y dinmico que uno con talla 48.
La cilindrada es una forma de representar el tamao (talla) del motor. Nos da una idea del trabajo que es capaz de hacer, sin embargo no es concluyente.
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Cilindrada y relacin de compresin
Cilindrada: rea del cilindro Carrera del pistn Cilindrada del motor: volumen de cilindros Relacin de compresin: V mximo V mnimo Nota: Ambos datos los da el fabricante del vehculo
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Qu es, y cmo se interpretan el Torque y la Potencia de un motor?Con qu Rapidez (PULSO) y con que Fuerza (PRESIN) est trabajandonuestro corazn.
Con que Rapidez (POTENCIA) puede trabajar, y que tanta Fuerza (TORQUE) puede producir nuestro motor.
Fuerza: Presin Sangunea/ Torque.
Rapidez: Pulso/ Potencia.
Para medirlo, los ingenieros utilizan un banco freno dinamomtrico que no es ms que una instalacin en la que el motor puede girar a toda su capacidad conectado mediante un eje a un freno o balanza que lo frena en forma gradual y mide la fuerza con que se est frenando.
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Torque y PotenciaSe llama Torque mximo a la mayor cantidad de fuerza de giro que puede hacer el motor. La potencia indica la rapidez (velocidad) con que puede trabajar el motor.
Mientras mayor sea el Torque mximo de un motor, ms fuerte este es.
Potencia = Torque x velocidad angular
La tendencia mundial es lograr motores con el Torque ms alto posible en todas las revoluciones y principalmente al arrancar.
La potencia mxima es el mayor nmero obtenido de multiplicar el Torque del motor por la velocidad de giro en que lo genera el cigueal.
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Fichas Tcnicas Renault2.0 litros RT, 1995-1996Tipo de Motor Disposicin No. de cilindros Cilindrada Relacin de compresin
1.8 litros RT, 1996-1998F3P 674
1.8 litros Segunda Serie 1999-2003:F4P
F3R
Transversal
Transversal
Transversal
4 en lnea 1.998 c. c. 9.8:1 115 hp/rpm 17.5/3.500 mkg/rpm
4 en lnea 1.783 c. c.
4 en lnea 1.800 c. c.
9.7:1 95 hp / 5250 rpm
9.8:1 120 hp / 5750 rpm
Potencia Mxima Torque
15.4/3.000 mkg/rpm
17.2/3.750 mkg/rpm
Alimentacin
Inyeccin Multipunto
Inyeccin Multipunto
Inyeccin directa Electrnica Multipunto Secuencial
A mayor relacin de compresin, mayor octanaje requerido.
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Relacin peso potenciaRelacin peso-potencia: Si se divide el peso entre la potencia se tiene un indicador de los rendimientos que puede tener un vehculo. Tradicionalmente se entiende que por debajo de 10 kg/HP es un deportivo o un sedn muy rpido.
Tipo de motor: 4 cilindros, twincam, 16 vlvulas Cilindrada: 1998 cc Potencia mxima: 128 caballos de fuerza @ 5.600 rpm Torque mximo: 177 Newton @ 4.400 rpm Peso neto: 1.200 kilogramos (sincrnico)
Menor peso total, mayor potencia mximaTipo de motor: 4 cilindros, twincam, 16 vlvulas Cilindrada: 1794 cc Potencia mxima: 180 caballos de fuerza @ 7.600 rpm Torque mximo: 177 Newton @ 6.800 rpm Peso neto: 1.140 kilogramos (sincrnico)
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Vehculos de este siglo XXI
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Control de EmisionesNOx se generan a altas temperaturas dentro de la cmara. NOx al ambiente produce lluvia cida, retarda crecimiento de las plantas. Consumen O2. CO producto de combustin incompleta, se une a la hemoglobina, reduce agudeza visual y dolores de pecho y cabeza bajo gran exposicin HC producto de combustin incompleta, afecta sistema respiratorio, consumen O2 SOx promotor de lluvia cida, afecciones respiratorias, afecta a las plantas (hojas pardas y quebradizas) PM, material particulado, holln por el escape
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Legislacin Ambiental Motores a Gasolina Emisiones controladas por el diseo del motor: EGR (escape alimentado de nuevo a la entrada). Medida de combustible (control mixto). Ventilacin de crter positiva(PCV).
Tratamiento posterior de los gases de escape: Convertidor cataltico de tres vas (con controles sensoriales lambda de medida de combustible / inyeccin de combustible)
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Legislacin Ambiental Motores Diesel Emisiones controladas por el diseo del motor: Inyeccin IDI vs DI. Control electrnico de la inyeccin de combustible (EDC). Temperatura de entrada de aire (interenfriado). Recirculacin de los gases de escape (EGR).
Tratamiento posterior de los gases de escape: Cataltico. Trampas para partculas. Adicionalmente, los niveles de azufre se reducirn por legislacin en el futuro.
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Sistema PCV: !Cuidado con el carro de la abuelita!"Positive Crankcase Ventilation, traducido literalmente sera "Ventilacin Positiva de la Caja del Cigeal", pero generalmente se usa la traduccin "Ventilacin Positiva del Crter".
Aire Fresco Aire sucio
El sistema funciona as: la manguera que est conectada a la vlvula P.C.V. realiza una succin o vaco con el objeto de absorber los gases contaminantes que se encuentran en el crter. Adems de stos, tambin est succionando una cantidad de aire limpio que est entrando por el filtro de aire del sistema P.C.V.; en el interior del crter, los gases contaminantes y el aire limpio de mezclan y son absorbidos en conjunto hacia el mltiple de admisin.
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
EGR: Sistema de recirculacin de gases de escape.Es un sistema que introduce parte de los gases de escape en el colector de admisin. El propsito de este sistema es reducir la proporcin de xido de nitrgeno en los gases de escape, que se forman tanto ms, cuanto ms alta es la temperatura en la cmara de combustin. Con la recirculacin de gas de escape se reduce esa temperatura de combustin . Al aadir una cierta cantidad de gas de escape, la atmsfera menos rica en oxgeno produce una combustin menos caliente, mezcla pobre, mejor economa de combustible.
exhaust gas recirculacin
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Turbocargador e intercoolerTurbocompresor: El rgimen de giro del conjunto turbina-compresor puede alcanzar hasta 250.000 rpm, y soportar temperaturas de ms de 1000C. !Mas aire disponible!
El intercooler o post enfriador: Compuesto por un intercambiador de calor,
ya que el aire que sale del turbo, caliente por la compresin, es enfriadodesde aproximadamente 150C a (40-50)C, lo que produce un aumento de la densidad de aire. (aire ms fri = aire ms denso), que mejora la combustin consiguiendo mayor potencia frente al motor simplemente atmosfrico. !Mas aire disponible!
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Catalizador y sensor de oxigeno: La pareja perfecta
Con los sistemas de inyeccin electrnicos y con los nuevos sensores, se mantiene mezcla estequimtrica a todo rgimen.Los sensores de O2 (Sonda ) , envian la seal al control electrnico (computadora), recibe una retroalimentacin de su gestin (lazo cerrado) para ajustar la mezcla a 1
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Relacin Aire/ Combustible
Relacin Aire/ Combustible: Estequimtrica: 15/ 1 Pobre: Mayor de 15 Rica: Menor a 15 Optima: (14.5 a 14.8)
: Lambda Igual a 1: Estequimtrica 1.05 Mezcla pobre. 0.95 Mezcla rica.
Mezclas ricas: Mucho combustible Alto consumo Mayor potencia Ms contaminantes
Mezclas Pobres: Mucho aire Economa de combustible Menor potencia Menos contaminacin
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACIONPlomo en el sistema catalizador de gases de escape
Pb origina una reaccin qumica que afecta el monolito fusionando sus orificios y evitando el flujo normal de los gases de escape, trayendo como consecuencia la prdida de potencia y
una elevacin notable de la temperatura del motor.
El sensor de oxigeno o sonda lambda tambin se ve afectado por el contenido de plomo de la gasolina, formndose a su alrededor una capa que le impide tomar las lecturas de los niveles de oxigeno en los gases de escape, acortando sensiblemente su vida til y envindole seales con valores incorrectos a la unidad de control electrnico.
La vida media de un catalizador es de aproximadamente 80.000 kilmetros.
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACIONOctanaje de las gasolinasEl ndice de octano es una escala arbitraria, en cuyos extremos se sitan el n-heptano y el 2,2,4-trimetilpentano o iso-octano. Al primero se le asigna un poder antidetonante de 0, y al segundo, de 100.
heptano
isooctano 2,2,4-trimetilpentano
As, por ejemplo, si una gasolina es de 95 octanos, esto quiere decir que detona lo mismo que una mezcla de 95% de isooctano y de 5% de n-heptano. Aditivos antidetonantes TEL: Tetraetilo de plomo. MTBE: Metil terbutil ter. MMT: Metil ciclopentadienil tricarbonilo de Mn. ETOH: Etanol. ISO-OCTANO: Trimetil Pentano.MTBE CH3-C(CH3) 2-O-CH3
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION Recesin de vlvulas?(C2H5)4Pb Pb + productos de combustinRecesin de asientos de vlvulas? Solo vehculos antes del 85, con trabajo severo. Pb metal blando, excelente Almohada sobre asientos y guias? No hay roce como tal, sino golpeteo por lo tanto, el Pb a nivel microscpico, no se adhiere se cae.
Levas
Follower Resorte
Problema: Debido a la detonacin (por alta compresin) se produca el fenmeno de recesin de vlvulas y su quemado
Vlvula de movimiento vertical
Temperatura a nivel de vlvulas: (> 300C)
Nuevo aditivo: Sales de potasio (Lubrizol ADX-766M: Ciclohexil Butirato de potasio y otros aditivos dispersantes- sulfonatos) No aumenta capacidad antidetonante, su misin es lograr productos de su descomposicin que se depositen sobre los asientos de las vlvulas.. No esta claro an. Otros: Sales de manganeso, sodio o fsforo, no esta claro su compatibilidad con la gasolina.
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACIONPistn-Camisa vs. TEL(C2H5)4Pb Pb + productos de combustin
Anillos Depsitos Pistn Impulsada
Un motor que gire a 600 r.p.m. (giros del cigeal), cada cilindro estar realizando los 4 ciclos en 20 centsimas de segundo. Si gira a 1200 r.p.m. lo har en 10 centsimas de segundo (condicin de ralent). Si el motor llegara a acelerar hasta 4000 r.p.m., los 4 tiempos lo harn en solo 3 centsimas de segundo! (condicin de aceleracin brusca). Entre ms rpido se encuentre funcionando un motor, tendremos menos tiempo disponible para realizar la combustin de la mezcla y para lubricar las paredes de los cilindros.
Temperatura a nivel de camisas/ anillos/ pistones (600-800)C
Creen que el plomo metlico se podr adherir a las paredes de la camisa? Entonces: Para que los aditivos en el aceite?
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACIONContaminantes de gasolina GSP con MTBEAIRE + COMBUSTIBLE ====== > CO + CO2 + O2 + HC + H2O + N2 + NOx ( bajo carga)
Motores sin catalizador
CO 1-2 % CO2 > 13% O2 < 2% HC < 300ppm NOx , depende de la condicin de carga del motor.
Problemas relacionados con el uso del MTBE en el combustible Probable carcingeno que causa dolores de cabeza, nusea, vrtigo, ansiedad, e incapacidad para concentrarse Aumenta las emisiones de NOx en el aire entre un 4% y un 15%. Ingrediente principal del Smog y el ozono a nivel del suelo. Aumenta las emisiones del formaldehdo entre un 20% y un 75%.. Puede causar cncer del rin y de la tiroides si se consume el agua contaminada. Puede aumentar el desgaste en el motor y oxidacin y corrosin internas. Sus efectos neurotoxicos pueden adormecer al conductor del automvil.
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Contaminacin de gasolinas GSP El MTBE.
Soluble en agua y voltil: Al evaporarse la gasolina se disuelve en el agua de lluvia contaminando las aguas de ros, lagos, mares y hasta las aguas subterrneas. Residual: No degradable.MTBE en la gasolina: 15% (15:100) MTBE mximo en agua potable: 5 ppb (5:1 billn)
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Ahora: Que? El 20 de marzo del 2002: Estados de USA comienzan a sustituir e MTBE de las gasolinas, dado pruebas de altos ndices de este componente en las aguas potables (27% de pozos y fuentes de aguas urbanas). EPA (Agencia de Proteccin Ambiental) comienza presiones ante el Congreso de USA. ltima Noticia: El Congreso de USA, a travs de EPA y CARB prohben definitivamente, el uso del MTBE en las gasolinas oxigenadas en todos los Estados Unidos, a partir del 31 de diciembre del 2003. Nuevas propuestas para aditivo antidetonante:TAME: ter-amil-metil-eter TBA: ter-butil-alcohol Iso-octano: trimetil-pentano.
!ETANOL!: Producto de la destilacin del Maz y caa de azcar
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Cambios en el aceite de mi Motor
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Reducir la friccin Evacuar el calor
Reducir el desgaste
LUBRICANTE
Evacuar contaminantes
Prevenir la corrosin
Soportar carga
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Sistemas de Certificacin y Calidad Tripartita SAESociety of Automotive Engineers Define las Necesidades
APIAmerican Petroleum Institute Desarrolla el Lenguaje del Consumidor
ASTMAmerican Society for Testing and Materials Define los Mtodos de Prueba y Ensayos
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Sistema de Clasificacin API
Nivel de Servicio
Gasolina, S Spark Servicio
Diesel, C Compresin Comercial
Combinaciones: Gasolina S_ / C_ Diesel C_ / S_
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Sistema de Clasificacin API - ASTM
GasolinaSA SB SC SD SE SF SG SH SJ SL SM Fluido mineral puro, ao 1920 Antioxidante - Antidesgaste, ao 1920 -1930 Requerimientos ao 1964 - 1967 Requerimientos ao 1968 - 1971 Requerimientos ao 1972 - 1980 Requerimientos ao 1981 - 1988 Requerimientos ao 1989 - 1992 Requerimientos ao 1993 - 1996 Requerimientos ao 1997 Requerimientos ao 2001 Requerimiento ao 2004
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Sistema de Clasificacin API - ASTM DieselCA CB CC CD CE CF 4 CF 2 CG 4 CH 4 CI 4 Requerimientos ao 1940 - 1948 Requerimientos ao 1949 - 1960 Requerimientos ao 1961 - 1980 Requerimientos ao 1955 - 1970 Requerimientos ao 1983 - 1993 Requerimientos ao 1990 - 1993 Requerimientos ao 1994 - 1998 Requerimientos ao 1994 -1997 Requerimientos ao 1998 Requerimientos ao 2007
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Sistema de Clasificacin SAE
Viscosidad SAEMonogrados Verano SAE 20 SAE 30 SAE 40 SAE 50 Monogrados Invierno SAE 5W SAE 10W SAE 15W SAE 20W
Multigrados SAE 5W- 30 SAE 10W- 30 SAE 15W- 40 SAE 20W- 40 SAE 20W- 50
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Comportamiento del Monogrado vs Multigrado
Viscosidad Cinemtica, cSt Grado SAE 40C 100 C 150 C 230 C
30 40 50 15W-40 20W-50
110 160 230 110 173
11,4 14,5 19,0 14,5 19,0
4,3 4,9 5,8 5,6 6,8
1,7 1,9 2,0 2,3 2,2
Temperatura en encendido: (15-30)C Temperatura de operacin: (80-150)C
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Sistema de Certificacin y Calidad Nuevo Sistema Mundial ILSAC(AAMA - JAMA) Fabricantes de Motores
EELQMS(ACEA-ATIEL) ATC (CMA)-CEC (ASTM)
SAE(AAMA - EMA)Definicin de Necesidades
JASO-API-ISOTISI(ACEA - ILSAC-NMMAATIEL)
Fabricantes de Motores
EOLCS(CMA - API -AMMA) Incluye API-ASTM-SAE
CMAFabricantes De Aditivos Cdigo Practicas (MTAC)
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Paradigmas, Mitos y Expresiones del Pblico
Ese es el aceite recomendado para mi vehculo
Quin tiene la razn?
El aceite mientras mas grueso mejor El bombero es el que mas sabe de aceites Cambiar el aceite todos los meses
Hay que agregar aditivos para mejorar el aceiteAl cambiar de viscosidad no ocurre nada Los aceites se evaporan Los aceites multigrados tumban la presin El aceite se pone negro Agregar grafito para que lubrique mejor El aceite de gasolina se usa en gasoil
Ese aceite se ve muy aguaito esta muy espeso
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Si ya utilizo el aceite y la gasolina adecuada Que pasa con mi motor?
Que mas afecta el desempeo de mi motor?
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
ESTUDIO DE FALLASContaminantes? !No estn por que no los veo!El ojo humano solo percibe partculas mayores a 40 Niveles de tolerancias (3 a 5 )
Un grano de polvo mide de 0,5 a 10
Desgaste abrasivo
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Polvo en el ambienteRESIDENCIAL INDUSTRIAL
AUTOPISTAAGRICULTURA CAMINO DE TIERRA COLUMNA DE VEHICULOS EN CAMINO DE TIERRA CANTERAS TORMENTA DE ARENA 1000 10000
0.01
0.1
1
10
100
Concentracin de polvo (mgrs/ m)
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Contaminante/ Efecto sobre el equipo y su lubricanteContaminante Partculas Equipo Desgaste abrasivo Fatiga de superficies Oxidacin Disminucin de la pelcula Cavitacin Disminucin de la pelcula Barnices Disminucin de la pelcula Barnices Lubricante Oxidacin cataltica
Humedad
Oxidacin Lavado de aditivos Oxidacin Falla terminal Espuma Falla de viscosidad Oxidacin
Aireacin
Calor
Nota:Tomado de un artculo de Kenneth J.ODonnell, Boeing A&M- Kent Space CenterEn todos los casos hay un factor en comn:
!OXIDACIN DEL ACEITE!
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Impacto en el sistema de lubricacin.
!Contaminacin!Orgnica Holln Productos de combustin H 2O Combustible
Inorgnica Polvo Metal Materiales de las juntas o sellos Aditivos desgastados
sludge/ lodo
suciedad, mugre
saturacin del filtro
causa de desgaste
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Causas de disminucin de la vida til de un equipoAccidente 15% Obsolescencia 15%
Degradacin de Superficie 70%
Corrosin 29%
Desgaste 71%
Adhesin
Abrasin
Erosin
Fatiga
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Cmo saber el estado de desgaste de mi motor? !ANALISIS DE ACEITE!
CONDICIONES DE EQUIPO ANALISIS ESPECTOMETRICOS FERROGRAFIA ANALISIS DE RESIDUO CONTEO DE PARTICULAS
CONDICION DEL LUBRICANTE INFRARROJO VISCOSIDAD TBN/TAN PTO. INFLAMACION
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Desgaste? Mtodos AnalticosInspeccin Visual Filtros de Aceite
Tendencia de Deteccin
Detectores de Partculas
Ferrografa y Filter Debris
Anlisis Espectromtrico
/0 2 4 6 8 10 20 40 80 100
/200 600 1000
Tamao de Partculas
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACIONEVALUACION DEL CONTENIDO DE METALES EN ACEITES USADOSMetales de Desgaste Fe Cu Cr Pb Sn Al Ni Ag Mo Ti Metales Aditivo Hierro Cobre Cromo Plomo Estao Aluminio Nquel Plata Molibdeno Titanio Mg Magnesio Ca Calcio Ba Bario P Fsforo Zn Cinc B Boro Metales Contaminacin Si Slice Na Sodio
VFerrografa
Vanadio
60 mm x 24 mm Oil Flow
Ferrous Particles Near Exit are Submicroscopic Normal Rubbing Wear
NonFerrous & Weakly Magnetic Debris Deposit Randomly Severe Sliding Wear
Non-Wetting Barrier
Entry Region
CuttingWear
Gear Wear
BearingWear
Normal Machine Wear
Excessive load/speed on sliding surface
Misalignment or abrasive contamination
Fatigue, scuffing or scoring of gear teeth
Rolling contact failure
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Elementos Detectados por Anlisis Espectromtrico
Contaminantes Desgaste MetlicoPartculas en el aceite producto de: Se introducen en el aceite desde el exterior:
Friccin. Abrasin Corrosin
Polvo
AditivosSon introducidos en el aceite por el fabricantes:
Sales OrganoMetlicas
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
Anlisis de aceiteAnlisis del Lubricante
Condiciones de desgaste Equipo: Anlisis Espectometricos Ferrografa Anlisis de Residuo Conteo de Partculas
Condiciones del Lubricante:
InfrarrojoPunto Inflamacin. TAN. Viscosidad
Predictivo
Proactivo
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACION
FTIR
BANDAS DE ABSORCIN UTILES PARA MONITOREAR DEGRADACIN DEL ACEITE PROCESO OXIDACION NITRACION HOLLIN AGUA SULFATOS 1160, 606 GLYCOL COMBUSTIBLE REGIN (cm-1) 1720 1630, 1553 3800, 1980 3450, 1640, 770 3370, 1087, 1043 3052, 1605, 874, 811, 748
TRIBOLOGIA & INGENIERIA DE LUBRICACIONREPORTE DE ANALISIS DE ACEITES EN FUNCIONAMIENTO
FECHA REPORTE CLIENTE CONTACTO EQUIPO MARCA
24/11/2003
OBSERVACIONES Viscosidad dentro del grado SAE #40 Incremento en T.A.N., pero en nivel aceptable. Descenso en T.B.N., pero en nivel aceptable. Niveles de Oxidacin, Nitracion y Holln en niveles OK. Metales de desgaste y contaminacin en niveles OK. RECOMENDACIONES Continuar monitoreo.
GENERADOR A GAS
MODELO SERIAL TIPO LUBRICANTE SAE 40, TBN:9 TIPO DE COMBUSTIBLE GAS NATURAL
RESULTADOS DE EVALUACIONMUESTRA 990726737 FECHA TOMADA 12/07/1999 FECHA ANALIZADA 14/07/1999 TIEMPO SERVICIO ACEITE (hrs) Virgen EQUIPO 9F22VG3317 DATOS DEL FLUIDO VISCOSIDAD 100 C 14,2 TAN 1,22 T.B.N. mgKOH/g 7,39 AGUA CREPITACION NEGATIVO CONTAMINACION NO MET. OXIDACION A/cm 0 AGUA (%) 0 COMBUSTIBLE (%) 0 SULFATACION A/cm 0 NITRACION A/cm 0 SOOT A/cm 0 MET. DESGASTE (ppm) HIERRO 2,6 CROMO 0,0 PLOMO 0,0 ESTAO 0,0 ALUMINIO 0,6 COBRE 0,3 NIQUEL 0,7 PLATA 0,1 MOLIBDENO 1,5 TITANIO 0,0 VANADIO 0,2 MET. CONTAMINACION (ppm) SILICE 1,6 SODIO 2,8 MET. ADITIVO (ppm) BORO 3,1 MAGNESIO 14,8 CALCIO 2396,0 BARIO 1,4 FOSFORO 220,0 CINC 315,0 702 27/07/1999 29/07/1999 4 5115 13,92 0,63 6,83 NEGATIVO 7 0 0 5 0 0 (ppm) 4,3 0,3 0,0 0,0 1,1 0,5 0,8 0,1 2,8 0,0 0,6 (ppm) 4,4 3,1 (ppm) 2 11,3 2415,0 2,8 254,0 330,0 732 06/08/1999 09/08/1999 175 5286 14,8 1,67 7,18 NEGATIVO 6 0 0 0 4 0 (ppm) 5,4 0,0 0,0 0,0 1,3 2,1 0,3 0,0 2,4 0,0 0,6 (ppm) 4,7 2,8 (ppm) 1 11,4 2449,0 6,2 252,0 316,0 785 18/08/1999 23/08/1999 401 5512 14,66 2,28 5,44 NEGATIVO 13 0 0 8 10 2 (ppm) 2,8 0,3 0,0 0,0 1,7 4,4 0,7 0,0 2 0,0 1,0 (ppm) 3,1 2,5 (ppm) 0,9 10,4 2429,0 0,0 230,0 313,0
Tendencia8 7 6 5 4 3 2 1 0
T.B.N T.A.N HIERRO
7/ 19 99
7/ 19 99
8/ 19 99 8/ 19 99
12 /0
27 /0
06 /0
Viscosiad 100 C15 14,8 14,6 14,4 14,2 14 13,8 13,6 13,4 13,2
7/ 19 99
7/ 19 99
12 /0
27 /0
06 /0
hierro aluminio Contenidocobre de Metales 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0
18 /0
8/ 19 99
18 /0
8/ 19 99
plomo
19 99
19 99
19 99 8/ 06 /0 18 /0
7/
7/
12 /0
27 /0
8/
19 99
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Elaborar tendencias. !Este es el secreto!Llamado tambin Condiciones de Monitoreo o de Tribologa Aplicada es una va para registrar ahorros adicionales ( hasta un 20%) sobre el mantenimiento preventivoSe basa en la prediccin bajo condiciones de monitoreo y de fallas, usando tcnicas No-Destructivas en un laboratorio certificado o en- sitio.
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Solo tu vehculo?. Las maquinarias bajo tu responsabilidad?Los programas de mantenimiento proactivo basados en anlisis de aceites usados.
Cambiar aceite por condicin y no por tiempo. Conocer la condicin del equipo de forma permanente. Programar mantenimiento. Controlar las causas de fallas.
Mejorara la seguridad y la confiabilidad operacional. Incrementando las ganancias.
!Proteccin del medio ambiente!
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Aceites usados y Medio ambiente Segn EPA los aceites usados contaminan:5 litros quemados al ambiente contamina el aire que respira un adulto alo largo de 3 aos de su vida. 1 litro contamina 1 Milln de litros de agua. 5 litros cubren 5.000 mtrs2 de agua. 5 litros matan la vida acutica en 1.930 Km2.
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ConclusionesLa proteccin del medio ambiente es empresa de todos.
Beatriz leal de Rivas. Febrero 2004