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MONITOREO DE CONDICION Y ANALISIS DE FALLAS
1 6 de abril de 2015
MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA PESADA
MONITOREO DE CONDICIONES Y ANÁLISIS DE FALLA
“Análisis de aceite”
AUTORES:
CHAVARRIA ASPARIN, Juan
PALPA SOLORZANO, Jhonatan
PUJAY CASTAÑEDA, Sthalim David
REYES , Julio
PROFESOR:
Daniel Wong
SECCION:
C12-B
FECHA DE ENTREGA: 07 DE ABRIL
Lima – Perú
2015 - I
MONITOREO DE CONDICION Y ANALISIS DE FALLAS
2 6 de abril de 2015
INFORME
OBJETIVOS:
Tomar muestras de aceites de equipos móviles (aceite de motor, aceite
hidráulico) y estacionarios para análisis utilizando equipos y/o instrumentos
de prueba de campo,
Analizar y evaluar el estado de contaminación del aceite y el estado del
desgaste del equipo, para ello se tiene que utilizar el microscopio donde se
visualiza el tipo de partícula y tamaño que genera.
Analizar y evaluar el estado del aceite mediante el analizador de aceite SKF,
recomendable usar agua en las diferentes pruebas tanto con el aceite de
motor y aceite hidráulico.
Generar recomendaciones en función del análisis realizado lo cual abarca
mejoras para el mantenimiento predictivo y tipo de análisis para mejor
resultado.
INTRODUCCIÓN TEÓRICA
La lubricación de equipos móviles y estacionarios, es un factor importante que
contribuye a garantizar su desempeño. Su inadecuada aplicación genera entre otros
daños prematuros de los equipos, el cual nos lleva a paradas de planta debido a
continuas reparaciones y cambios de componentes. El problema del desgaste por
mala lubricación es bastante fuerte y es uno de los problemas que se dan con mayor
frecuencia en las diferentes industrias por lo que el estudio de la Tribología siempre
se está desarrollando, tratando de minimizar la fricción y por consiguiente el
desgaste.
El empleo de métodos de lubricación y la aplicación de lubricantes acordes a las
exigencias de los equipos, hoy, es un imperativo.
Al respecto, el análisis del aceite lubricante, empleando diferentes métodos permite
anticiparse a los posibles problemas futuros y tomar acción de tal manera que se
evite la parada del equipo generando acciones de mantenimiento reactivos con
todas las consecuencias que ello contrae. En este caso lo que se va a realizar en el
laboratorio es una inspección visual del estado del aceite de un equipo en función a
la evaluación de una muestra, observado bajo un microscopio con lo cual podernos
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detectar en forma cualitativa, la presencia de contaminantes, su forma de desgaste,
tipo de contaminante y medida de los mismos (medida cuantitativa), para en base a
ello tomar acciones correctivas.
EQUIPOS Y MATERIALES
1. Contenedores para muestras. 2.- Botella de 500 ml para lavado. 3.- Maleta contenedora. 4.- Embudo. 5.- Bomba de vacío. 6.- Pinzas de metal. 7.- Filtros para las muestras. 8.- Botellas para las muestras. 9.- Lápiz. 10.- Spray para la botella de lavado. 11.- Baterías para linterna (2AA). 12.- Microscopio. 13.- Linterna tipo lapicero para microscopio.
Adicionalmente al contenido de la maleta se necesita thiner y/o Aguarrás Mineral.
PROCEDIMIENTOS A REALIZAR
1. Obtención de muestra de fluido:
a. Tomar la muestra con el sistema a temperatura de operación (50°C mínimo),
ya sea mientras el sistema esté operando o inmediatamente después de
detener el sistema.
Válvula de muestra.- Antes de usar una válvula para tomar muestra, limpiar la
suciedad externa de la válvula, abrir la válvula y dejar fluir bastante fluido a través de
la válvula (aprox. 100 ml). Esto permitirá que salgan los contaminantes que estén
presentes. Colectar la muestra en una botella limpia y tapar la botella.
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Reservorio.- Cuando la muestra se toma de un sumidero o reservorio, colocar un
extremo de la manguera de muestra en la parte superior de la bomba de vacío y en
la parte inferior colocar la botella de muestra. Colocar el otro extremo de la
manguera en el reservorio entre la superficie y el fondo. Operar la bomba y llenar
la botella aproximadamente 2/3 de su capacidad, sacar la botella y desechar
adecuadamente la muestra tomada. Colocar una segunda botella en la bomba y de
la misma manera tomar una segunda muestra. Libere el vacío y coloque la tapa en
la botella de muestra.
b. No quebrar o dañar la conexión de la manguera o tubo de encaje al momento
de tomar la muestra.
c. Guardar la muestra en una botella limpia. No abrir la botella hasta que la
muestra esté lista a ser tomada. Colocar la tapa inmediatamente después de
tomar la muestra.
d. No sobrellenar la botella de muestra. Llenar entre ½ y 2/3 de la capacidad,
no más alto que ½” desde la superficie.
Aceite del motor
924 G
Aceite del motor
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PREPARACIÓN DE LA MUESTRA.
a. Ensamble la bomba botella de muestra y embudo (figura 1)
b. Todas las tuberías y contenedores los cuales estuvieron en contacto con la
muestra, deben ser completamente enjuagados con solvente filtrado. (Esto
sobre un contenedor de desperdicio adecuado y cubrir después el embudo
con papel aluminio).
Aceite del motor con agua
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c. Seleccionar una membrana de 5 µm y solvente para ser usado en la muestra
según el tipo de fluido:
SOLVENTE:
Solvente mineral como thiner puede ser usado más no lacas o acetonas con
base de thiner.
Nota:
“Cuidado: Estos solventes son inflamables y se debe tomar precauciones adecuadas
cuando son empleados”
Para glicol o fluidos con base de agua y emulsiones, emplear agua como solvente.
Membrana blanca (utilizada)
Membrana azul (no utilizada)
Thiner
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d. Emplear las pinzas para remover una membrana del contenedor. Tener
cuidado para sostener y colocar la membrana sobre el borde exterior.
Enjuagar la membrana con solvente y colocarla sobre la base del embudo.
Colocar el embudo limpio sobre la base y asegurarla con giro horario.
Nota.-
Cuidadosamente distinguir la membrana de la membrana
separadora (malla de color negro)
5.3.- Procedimiento de Preparación de la Muestra.
a. Agitar vigorosamente la botella con la muestra para obtener los
contaminantes en suspensión uniformemente distribuidos en el fluido de
muestra.
b. Colocar aproximadamente 2 ml de solvente en el embudo para humedecer la
membrana.
c. Vierta la muestra de la botella al embudo hasta la marca de 25 ml. Adicionar
solvente adicional al embudo para facilitar el flujo de la muestra (Esto se
recomienda si la muestra es viscosa).
Pinzas
Membrana
Aceite de motor
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d. Usar la bomba de vacío para que el fluido de muestra comience a pasar a
través de la membrana. Enjuagar la pared interna del embudo con solvente.
Cualquier contaminante remanente sobre el lado del embudo debe ser lavado
hacia la membrana.
Nota.- El fluido de enjuague deberá ser dirigido siempre hacia las paredes
del embudo y nunca hacia la superficie de la membrana. De lo contrario,
la distribución de los contaminantes sobre la membrana se romperá
e. Repetir el enjuague varias veces. Cuidadosamente remover el embudo
girando en sentido anti horario sujetando firmemente la base.
f. Emplear las pinzas para remover la membrana del borde exterior. Esto
asegura que el contaminante no se perturbe. Ubicar la membrana en un plato
adecuado y tapar adecuadamente.
Membrana con residuos luego de utilizar la bomba de vacío
Membrana Listo para la inspección
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5.4.- Observar los contaminantes sobre la membrana.
a. Descubrir el plato y colocarlo bajo el microscopio.
b. Insertar el lapicero luminoso dentro del agujero adecuado del microscopio y
encender la luz. Ajustar la posición de la luz para máxima iluminación de la
membrana.
c. Ajustar el enfoque del microscopio. Gradualmente rotar el plato para tener
una vista completa de los contaminantes sobre la membrana. También se
puede mover la membrana con las pinzas para examinar la superficie con
contaminantes.
Nota: Para la escala marcada 0,01 mm x 100, cada división más pequeña es
igual a 10 µm. Para la escala marcada 0.0005” x 100, cada división más
pequeña es de 0,0005 pulgadas (aproximadamente 12,5 µ).
Membrana con partículas contaminantes
Microscopio
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RESULTADOS
Puntos a considerar – Análisis de la contaminación: Los análisis de laboratorio habitualmente buscan partículas contaminantes de <8 micras, es decir, unas 5 veces más pequeñas que las partículas de menor tamaño visibles para el ojo humano (vea*¿Cómo es una micra grande??). Las partículas visibles o el agua de una muestra manifiestan posibles condiciones anómalas de un equipo y las medidas de corrección recomendada.
Nota: (http://www.signumoilanalysis.com/signum-english/Files/signum-oil-analysis-condition-monitoring-fundamentals-spain.pdf)
Se presenta el diagnóstico del estado técnico de un motor Diésel Caterpillar modelo Cargador frontal 924 G, en base al análisis de aceite lubricante. El motor no opera y cuenta con sistema de mantenimiento preventivo, y programa de análisis de aceite de motor (con laboratorio propio). El sistema de mantenimiento preventivo en coordinación con el programa de análisis de aceite, emite las órdenes de trabajo para realizar los mantenimientos periódicos a los motores. Para este tipo de motores la frecuencia de los mantenimientos es de cada 1000 horas, ampliándose en caso de que los resultados de análisis del aceite lubricante del motor y los parámetros de operación se encuentren en el rango normal. La frecuencia de muestreo de aceite se realiza cada 250 horas. Para el proceso de diagnóstico, se analizó la variación de los datos, visualizados en gráficos de viscosidad, TBN y de los contenidos de partículas metálicas (Fe, Al, Cu, Pb, Si, Cr); que permite establecer el siguiente diagnóstico:
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TOMA DE ACEITE
MEMBRANA DEL ACEITE DEL MOTOR Y ACEITE HIDRÁULICO
MEMBRANA EN EL MICROSCOPIO
Partícula de 2ml
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ANALISIS DEL FILTRO DE PETROLEO:
INTRODUCCIÓN Un sistema de monitoreo puede medir todos los aspectos de la operación del motor y compensar su uso por los factores antes realizado en el análisis de aceite. Asimismo, el proceso tradicional de comparar las medidas de comportamiento para predefinir los límites de las características físico-químicas y los contaminantes, es irreal. Sin embargo, con el análisis del filtro, con un programa de mantenimiento adecuado y una buena práctica de muestreo de filtros de petróleo se pueden obtener indicios confiables de falla de los componentes del motor, relacionados con el aceite lubricante y con el desgaste.
1. SELECCIÓN Y CLASIFICACION DE LOS EQUIPOS A INCLUIR EN EL
ANALISIS DE ACEITE:
El monitoreo se debe iniciar en aquellos motores calificados como críticos, debe continuar en los motores donde las fallas se desarrollan rápidamente, seguidos por los motores que ocasionan consecuencias económicas severas y finalmente, los motores con fallas conocida y/o con historial de fallas. El paso más importante en el análisis del filtro de petróleo es seleccionar la cantidad de partículas, tomando en cuenta el comportamiento del motor, personal técnico, cronograma de operación y el costo de los tiempos por paradas imprevistas.
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a. Seleccionar una membrana de 5 µm y solvente para ser usado en la muestra
según el tipo de fluido:
b. Seleccionar una membrana de 5 µm y poner las partículas del filtro que
estamos analizando.
Membrana blanca (utilizada)
Membrana azul (no utilizada)
Partículas del filtro de petróleo
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c. Seleccionar una membrana de 5 µm y ponemos las partículas del filtro que
estamos analizando en el microscopio para ver en qué dimensión esta esta
partícula.
d. Seleccionar una membrana de 5 µm y ponemos las partículas del filtro que
estamos analizando en el microscopio para ver en qué dimensión esta esta
partícula.
Observar los contaminantes sobre la membrana.
Descubrir el plato y colocarlo bajo el microscopio.
Ajustar el enfoque del microscopio. Gradualmente rotar el plato para tener
una vista completa de los contaminantes sobre la membrana. También se
puede mover la membrana con las pinzas para examinar la superficie con
contaminantes.
Nota: Para la escala marcada 0,01 mm x 100, cada división más pequeña es
igual a 10 µm. Para la escala marcada 0.0005” x 100, cada división más
pequeña es de 0,0005 pulgadas (aproximadamente 12,5 µ).
Tiene una medida de 16 µm.
MONITOREO DE CONDICION Y ANALISIS DE FALLAS
15 6 de abril de 2015
CONCLUSIONES
El análisis de aceite permite conocer tanto la salud del lubricante, como el
estado de contaminación del sistema, así como también, reconocer las causas
que provocan las fallas, para poder eliminarlas, aumentando de esta manera
la confiabilidad.
La organización e implementación de un programa de análisis de aceite es
una herramienta imprescindible que permite conocer el estado técnico del
motor Diésel y controla proporción del desgaste de un componente
determinado.
Al realizar tomas de muestras de aceite con frecuencias cortas, podemos
evitar paradas por mantenimiento correctivo.
Podemos concluir que el analizador de aceite es un instrumento de gran
utilidad para el mantenimiento predictivo, ya que es portátil.
OBSERVACIONES
Las membranas de aceite son de dos tipos, una de color blanco y la otra de
color azulino, la primera es para fluidos con poca densidad y la segunda es
para fluidos con alta densidad.
Tener suma precaución al trabajar con el aguaras ya que es un agente muy
toxico que puede causar lesiones en el caso de que entre en contacto con los
ojos.
Al momento de tomar la muestra tener los recipientes limpios así no se
afectara los resultados del análisis.
RECOMENDACIONES
Utilizar siempre los EPP adecuados en especial gafas de seguridad, ya que en
las pruebas el aceite puede salpicar a los ojos.
Se recomienda que las pruebas de análisis de aceite y combustible se deben
realizar en lugares cerrados en donde no llegue el polvo para evitar la
contaminación de nuestra muestra.
Leer el manual de indicaciones antes de utilizar el analizador de aceite para
su correcto uso y facilidad de interpretar resultados.
MONITOREO DE CONDICION Y ANALISIS DE FALLAS
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BIBLIOGRAFIAS:
Altmann, Carolina. El análisis del aceite como herramienta del Mantenimiento Proactivo. 1er Congreso Uruguayo de Mantenimiento. Abril de 2005.
Batista Rodríguez, Carlos. Introducción a las Técnicas de Diagnóstico en máquinas rotatorias. Universidad de Holguín. Año 2006.
Manual de Servicios de la FAG. Año 2009. Rueda, Marcel. Tutorial de Ferrografía Directa. A.Maq.S.A. Año 2005. Tecnología y Servicio PDV. Año 1. Número 5. Abril de 2000. http://www.signumoilanalysis.com/signum-english/Files/signum-oil-
analysis-condition-monitoring-fundamentals-spain.pdf
