El_aceite[1]

Departamento Ingeniería de Mantenimiento CMCC. 1 Analista de Flota

EL ACEITE

ADITIVOS Los aditivos en el aceite fortalecen o modifican ciertas características del aceite base para proporcionar cualidades que le permitan satisfacer ciertos requisitos más allá de sus límites normales. Por lo general tienen una relación de un 20% de aditivos y un 80% de Base Stock. Aditivos más comunes son:

Detergentes

Inhibidores de oxidación

Dispersantes

Agentes alcalinos

Agentes antidesgaste

Dispersantes del punto de fluidez

Mejoradores del índice de viscosidad

Detergentes Mantienen limpio el motor reaccionando químicamente con los productos de oxidación para evitar la formación y los depósitos de compuestos insolubles. Detergentes compuestos de; sulfonatos, fenatos, fosfenatos o salicilatos.

Inhibidores de oxidación Ayudan a impedir el aumento de viscosidad, el desarrollo de ácidos orgánicos y la formación de materia derivada del carbón. Se utilizan las siguientes sustancias químicas: Ditiafosfatos de zinc, sulfuros de fenato, aminas aromáticas, esteres sulfurizados, fenoles.


Agentes Dispersantes Ayudan a impedir la formación de sedimentos, diseminando los contaminantes y manteniéndolos en suspensión. Los más comúnmente utilizados incluyen: succimidas polisobutilénicos y esteres succínicos polisobutilénicos.

Agentes alcalinos Ayudan a neutralizar ácidos. Los detergentes son también fuertes neutralizadores de ácidos, transformando los ácidos de la combustión y oxidación en inofensivas sales neutralizadas.

Agentes Antidesgaste Reducen la fricción formando una película sobre las superficies del mental, protegiéndolas contra la acción corrosiva. Como agentes antidesgaste se tienen: Detergentes alcalinos, diatifosfatos de zinc, ditiocarbonatos.

Dispersantes del punto de fluidez Mantienen el aceite fluido a baja temperatura, impidiendo la acumulación y aglomeración de cristales de cera. Los más comunes son: polimetacrilatos, poliésteres a base de estirenos, fenoles y naftalenos alquílicos.

Mejoradores del índice de viscosidad Estos evitan el enrarecimiento del aceite a altas temperaturas. Son productos químicos que "mejoran" (reducen) los cambios de viscosidad causados por los cambios de temperatura. Las sustancias usadas son: polibutilénicos, polimetacrilatos, poliésteres a base de estirenos.


NUMERO BASE TOTAL (NBT) En la refinación del petróleo existe una pequeña cantidad de azufre, proceso de obtención y contenido del crudo. Una de las funciones del lubricante es neutralizar los derivados del azufre, especialmente los ácidos sulfurosos y sulfúrico, para retardar la corrosión en el motor. Los aditivos, especialmente los detergentes, en el aceite contienen compuestos alcalinos para neutralizar estos ácidos. El NBT es la reserva de alcalinidad del aceite, generalmente, cuánto más alto sea el valor NBT, mayor será la reserva de alcalinidad o capacidad de neutralización de ácidos que contiene el aceite.

CENIZA O CENIZA SULFATADA Es un residuo no combustible. Los aditivos detergentes contienen derivados de metal (bario, calcio y magnesio) que son fuentes comunes de cenizas. El exceso de cenizas dejará depósitos de cenizas que pueden reducir la eficiencia y la potencia del motor.

VISCOSIDAD Es una de las cualidades más importantes del aceite. Tiene que ver con la resistencia a la fluencia, y tiene relación directa con la capacidad de lubricación del aceite, formando una película para separar las superficies que pueden tener contacto entre sí. Independiente de la temperatura del motor o del ambiente, un aceite debe fluir libremente para asegurar la lubricación adecuada de todas las piezas móviles. Cuanto más viscoso (o espeso) es un aceite, más gruesa será la película de aceite. Cuanto más gruesa sea la película, se adherirá mejor a las superficies que lubrica. Si el aceite es demasiado espeso, perderá su fluidez a bajas temperaturas y puede no llegar con la suficiente rapidez a aquellas piezas que requieren lubricación. Es importante que el aceite tenga la viscosidad correcta, tanto a la temperatura más alta como a la más baja en las que va a operar el motor.


Indice de viscosidad El enrarecimiento del aceite aumenta con la temperatura. La medida de la proporción del enrarecimiento del aceite se le denomina "índice de viscosidad" (IV). Las modernas técnicas de refinamiento y el desarrollo de aditivos especiales (mejoradores de viscosidad) aumentan el índice de viscosidad del aceite ayudando a reducir los cambios de viscosidad debido a cambios de temperatura del aceite.

LIMPIEZA DEL ACEITE La operación normal del motor genera distintos contaminantes desde partículas microscópicas del metal hasta substancias químicas corrosivas. Si no se mantiene limpio el aceite mediante un sistema de filtrado, el aceite acarreará esta contaminación a través del motor.

CONTAMINACION Y DEGRADACION

CONTAMINACION La contaminación indica la presencia de materia o contaminante indeseables en el aceite. Los 6 contaminantes más comunes en el aceite son:

Elementos de desgaste

Polvo

Hollín

Combustible

Agua

Glicol etilénico / anticongelante


Elementos de desgaste Los elementos de desgaste son aquellos cuya presencia indica desgaste de ciertas piezas o componentes. Entre estos se encuentran:

Cobre

Hierro

Aluminio cromado

Plomo - estaño

Molibdeno

Níquel

Magnesio Indiferente de la calidad del aceite, siempre habrá algo de desgaste y esto es normal. Por esta razón se hace un análisis de tendencias para definir un desgaste normal y para cuando ocurre un desgaste excesivo que puede acortar la vida útil del motor. La entrada de polvo en el aceite indica un aumento de silicio en el análisis del aceite usado. Puede haber una pequeña cantidad de silicio en el aceite como aditivo antiespumante.

Polvo Puede llegar a través del aire al aceite, que pasa más allá de los anillos adheriéndose al aceite en las paredes de los cilindros. Generalmente el polvo ingresa al sistema por falla de algún sello.

Hollín El hollín es combustible parcialmente quemado. Las causas de su presencia son:

Humo negro de escape

Filtro de aire sucio El diseño del sistema de combustión del motor puede afectar la formación de hollín en el aceite. Se produce un oscurecimiento del aceite cuando el aditivo dispersante mantiene el hollín en suspención. Sin embargo, si el aceite se degrada hasta el punto que aumente el tamaño de las partículas de hollín, éste puede acelerar el desgaste.


Combustible La presencia de combustible indica una deficiencia en el sistema de combustible, pudiendo deberse a:

Inyector defectuoso

Pieza defectuosa en el sistema de alimentación

Sellos de la bomba (sistema de distribución).

Agua El agua es un derivado de la combustión y sale, por lo general, por el tubo de escape. Esta se puede condensar en el cárter si la temperatura de operación del motor es demasiado baja.

DEGRADACION Además de los contaminantes, existen otros factores que disminuyen la eficiencia del aceite. Estos factores "No Contaminan" necesariamente el aceite como lo hacen el hollín y el polvo, pero contribuyen a su degradación. Estos son:

Baja temperatura del agua de las camisas

Alta humedad

Consumo de aceite

Carga del motor

Tipo de combustible

Falta de mantenimiento La degradación del aceite se puede manifestar de tres maneras:

Productos de oxidación

Derivados del azufre

Productos de nitración Estos productos pueden medirse en una muestra de aceite para indicar el estado del aceite en cualquier momento.


PRUEBAS DE DIAGNOSTICO El programa de Análisis Programado de Aceite Caterpillar (A.P.A.) es una serie de pruebas de diagnóstico que sirven para identificar y medir la contaminación y degradación en una muestra de aceite. Él APA se compone de tres pruebas básicas:

Análisis de desgaste

Pruebas químicas y físicas

Análisis de estado del aceite

PROGRAMA APD El programa APD (análisis programado de desgaste) esta basado en los siguientes análisis y test para las muestras de aceites, y estas son:

Análisis de desgaste

Análisis de condición del aceite

Análisis de limpieza del aceite

Test de contaminación por agua, combustible y glicol Luego de, concretado los análisis y test a la muestra, se realizan las interpretaciones de los resultados y análisis de tendencias, sugerencias y consejos.

Análisis de desgaste Este se realiza con un espectrofotómetro, donde se vigila el ritmo de desgaste de un componente determinado, identificando y midiendo la concentración de elementos de desgaste en el aceite, y se basa en datos conocidos de concentración normal, con lo cual se establecen los límites máximos de los elementos de desgaste. Después de tres muestras de aceite se pueden establecer las tendencias de los diferentes elementos de desgaste de un motor determinado, identificando el riesgo de fallas cuando las tendencias difieren de la norma establecida.


El análisis de desgaste se limita a detectar el desgaste de componentes y la contaminación gradual por el polvo. Las fallas por; fatigas de componentes, pérdida repentina de lubricación, ingreso imprevisto de polvo, ocurren con mucha rapidez para poder diagnosticarlas con este tipo de prueba.

Pruebas químicas y físicas Estas pruebas detectan los siguientes elementos:

Agua

Combustible

Anticongelante Las pruebas determinan si las concentraciones exceden los límites máximos establecidos

Agua Se detecta por la prueba de "chisporroteo", y consiste en que se coloca una gota de aceite en una plancha caliente a una temperatura entre 230°F y 250°F (110°C y 121°C). Si se forman burbujas, es una indicación de agua. La gama aceptable es de 0,1% a 0,5%, siendo 0,5% el límite máximo.

Combustible Se determina con un probador de destello. El aparato se calibra para cuantificar el porcentaje de combustible (4% es la concentración máxima permisible de combustible).

Anticongelante Se determina con una prueba química. Cualquier indicio que se encuentre es inaceptable. Algunos aceites nuevos entregan una pequeña cantidad de glicol. Si se detecta glicol en el aceite, chequear si aumenta la presencia de sodio en el aceite. Se usan compuestos de sodio en los aditivos suplementarios de refrigerante.


Análisis del estado del aceite Se determina haciendo un análisis infrarrojo. Esta prueba determina y mide la cantidad de contaminantes tales como:

Hollín

Azufre

Productos de oxidación y nitración Esta prueba puede también detectar la presencia de agua y anticongelante en el aceite, pero para poder hacer un diagnóstico preciso, el análisis infrarrojo debe ir acompañado por el análisis de desgaste y las pruebas físicas. El análisis infrarrojo sirve también para adaptar (reducir, mantener o extender) los intervalos de cambio de aceite de acuerdo a las condiciones de operación y aplicaciones determinadas.


ANALISIS CONTADOR DE PARTICULAS Permite analizar lubricantes con partículas cuya dimensión está fuera del rango de la espectrofotometría. Cuantifica las partículas contaminantes, determinando sus dimensiones en micrones

RECONOCER LAS CAUSAS Y EFECTOS

Contaminación El APD identifica y mide contaminantes en el aceite que causan la falla del motor.

Una alta concentración de Plomo (Pb) y Aluminio (Al) indica un desgaste de los cojinetes de biela y/o cigüeñal.

Alto Cromo: indica averías de los anillos.

Silicio Resultados más altos que lo normal indican problemas graves. El aceite cargado de Silicio se torna en un compuesto abrasivo que puede desgastar el metal de distintas piezas durante la operación. Es normal encontrar un pequeño porcentaje de silicio en el aceite nuevo (como aditivo antiespumante)

Ejemplo: 6 ppm en los aceites Shell.

Sodio Un aumento repentino de Sodio indica fuga de refrigerante del sistema de enfriamiento al aceite. El Sodio proviene del inhibidor del refrigerante. El glicol del refrigerante puede hacer que se espesa el aceite y pierda su fluidez, causando atascamiento de los anillos del pistón y el taponamiento del filtro.

Silicio. Cromo, Hierro Una combinación de esta naturaleza indica la entrada de polvo en el sistema de admisión y posible desgaste de anillos y camisas de cilindro.


Silicio, Hierro, Plomo y Aluminio Esta combinación indica la presencia de polvo en la parte inferior del motor y el riesgo de averías en el cigüeñal y sus metales.

Aluminio La presencia de Aluminio puede ser una indicación grave, sugiere desgaste de cojinetes. Aún en concentraciones pequeñas de este elemento deben recibir atención inmediata porque una vez que se acelera el desgaste del cigüeñal se puede desprender grandes partículas. También puede originarse por el roce del faldón de los pistones contra la camisa.

Hierro Puede presentarse en forma de herrumbre, después de un período largo de almacenaje. Con frecuencia, un aumento del hierro acompañada por una pérdida (consumo) de aceite indica desgaste severo de camisas del cilindro.

Hollín Alto contenido de hollín no siempre significa riesgo de fallas. Es una partícula insoluble que puede taponar los filtros de aceite y agotar los aditivos. Su presencia indica un filtro de aire sucio, sobrecarga del motor, demasiada entrega de combustible o aceleración repetida con ajuste inadecuado del limitador de la cremallera (limitador de humos). Puede indicar también combustible de mala calidad.

Productos de oxidación La oxidación es una reacción química entre el aceite y el oxigeno, igual que la herrumbre lo es entre el hierro y oxígeno. Cobre y el glicol aceleran la oxidación además de la temperatura.


Productos de la nitración Este fenómeno ocurre en todos los motores, pero alcanza niveles peligrosos sólo en motores de gas natural. Los compuestos de nitrógeno, creados por la combustión, hacen que se espesa el aceite, pierda sus cualidades de lubricación, se taponen los filtros y se formen gran cantidad de depósitos y laca.

Agua La emulsión taponará los filtros. Esta combinación de agua y aceite (emulsión se puede formar un ácido peligroso que corroe rápidamente los metales). En la mayoría de los casos, se debe a la condensación dentro del cárter. Una contaminación excesiva ocurre cuando hay una fuga en el sistema de enfriamiento hacia el motor.

Sellos de agua

Empaquetadura de culata

Azufre La presencia de azufre produce una pérdida de viscosidad en el aceite. Puede ocasionar la falla en:

Cojinetes

Agarrotamiento de los pistones

Degradación La degradación en el aceite es provocada por las siguientes causas:

Baja temperatura del agua de las camisas

Alta humedad

Consumo de aceite

Incorrecta relación de carga velocidad

Combustible inadecuado

Mantenimiento inadecuado

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