Reliability Systems BIENVENIDO En el presente CD-ROM usted hallar á infor maci ó n acerca de las propiedades f ísicas de los lubricantes, y de algunas de sus for mas de aplicaci ón m ás habituales dentro del ámbito industrial. Reliability Systems /2 Indice CONTENIDO I ndice Tribología Tipos de Fricción Mecanismos de desgaste Tipos de lubricación Aceites Lubricantes Origen del Lubricante Aceites Sintéticos Características de bases sintéticos Composición de un aceite Grasas Lubricantes Definición Composición de las grasas Parámetros característicos Aplicaciones Engranajes Teoría de la Lubricación Selección de un Lubricante Productos Compresores de Aire Tipos de Compresores Fluidos para compresores Compresores de Refrigeración Compresores de Gas Características Requerimietos Ventajas Curvas de dilución Hidraúlica Principio del Funcionamiento Componentes del Sistema Características Sistema de Limpieza - Código ISO Rodamientos Lubricación del Rodamiento Criterios de Selección Función Rangos de Carga Factor kappa Intervalos de relubricación Productos Gerenciamiento Total de la Lubricación Objetivos Módulos de trabajo 3 Reliability Systems Tribología Reliability Systems Tribología CONTENIDO T ribolog í a - Tipos de Fricción La Tribología es la ciencia que investiga la fricción. El estudio no sólo es teórico, sino también de aplicación. SISTEMA EN MOVIMIENTO En todo sistema, resulta de gran importancia calcular el coeficiente de fricción, el mismo se obtiene aplicando la siguiente fórmula: Dentro de los sistemas en movimiento, la fricción puede producirse, en principio, de dos maneras básicas: Fricción en seco: Las superficies de fricción están en contacto directo, completamente limpias sin protección de lubricante. Fricción de capas superficiales: Las superficies de fricción están en contacto directo, y están cubiertas con capas de reacción y/o lubricantes sólidos 4 Reliability Systems Tribología CONTENIDO T ribolog í a - Tipos de Fricción A estas dos formas básicas de fricción, se suman las siguientes variantes: • Fricción mixta: Las superficies de fricción están en contacto parcial (no completamente separadas). El desgaste está dentro de límites aceptables. • Fricción límite: Las superficies de fricción están en contacto intenso y cubiertas por un film muy fino de lubricante. El desgaste es excesivo. • Fricción fluida: Las superficies de fricción están completamente separadas por un film de lubricante. En el siguiente gráfico que representa un sistema en movimiento, y en la curva de Stiebeck, podemos advertir la diferencia de comportamiento al existir la fricción fluída. 5 Reliability Systems Tribología CONTENIDO T ribolog í a - Mecanismos de Desgaste Más allá de la utilización de lubricantes, las partes de los sistemas en movimiento presentan siempre los mismos mecanismos de desgaste, representados en la siguiente tabla: ADHESIÓN Formación y separación de uniones adherentes de superficie límite. ABRASIÓN Por presencia de partículas extrañas. Arranque de material por esfuerzo de rayado. • ABRASIVO. • EROSIVO. • FATIGA. QUEBANTO SUPERFICIAL Fatiga y formación de grietas en zonas de la superficie debido a esfuezos alternantes tribológicos. AROMATICOS • Altísima densidad. • Bajo punto de inflamación. • Inestabilidad química. • Bajo índice de viscosidad. • Tendencia a la oxidación. • Emulsionable. • Las reacciones forman ácidos orgánicos. 6 Reliability Systems Tribología T ribolog í a - Tipos de Lubricantes CONTENIDO Los lubricantes se dividen en los siguientes tipos: TIPOS DE LUBRICANTES Lubricantes líquidos Lubricantes consistentes Lubricantes sólidos Aceites grasos (animal/vegetal) Ceras lubricantes Con estructura reticular laminar Aceites minerales Grasas lubricantes Aceites sintéticos Pastas lubricantes Suspensiones Dispersiones Materiales tribosisterna Metales Barnices de deslizamiento Emulsiones,desmoldeantes, anticorrosivos Barnices de deslizamiento Lubricantes gaseosos Aire Gráfico de lubricantes sólidos Aceites Grasas Pastas Emulsiones 1. Aceite en agua 2. Agua en aceite Aceite base - 90 % - 80 % - 70 % 1. 50 % Espesante - - 30 % -6% 2. 50 % Aditivos - 10 % -5% -5% 2 - 5% Lubricantes sólidos - 10 % - 2% -2% 7 Reliability Systems Aceites Lubricantes Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Origen del Lubricante Aceites Lubricantes Para comenzar, diremos que todos los crudos petrolíferos del mundo son una mezcla compleja de hidrocarburos con diversas características. Los fluidos básicos mineralesconsisten en miles de diferente moléculas de hidrocarburos clasificados, de acuerdo a la mayor concentración, en los siguientes tipos: • Parafínicos • Nafténicos • Aromáticos El siguiente es el diagrama de una refinería petrolera, donde vemos el recorrido que el petróleo crudo realiza hasta llegar a la obtención de los aceites básicos minerales: 8 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Origen del Lubricante El proceso continúa en la planta petroquímica, de acuerdo al siguiente esquema: Dentro de la composición de los lubricantes, podemos hallar componentes “buenos”, que benefician las propiedades de los mismos, y componentes “malos”, cuya presencia es perjudicial para su correcto comportamiento Buenos Componentes: Parafinas saturadas ramificadas: brindan larga vida, alto índice de viscosidad y bajos puntos de escurrimiento Malos Componentes: Nitrógeno, Azufre y Cloro: reducen la vida del aceite Aromáticos: reducen la vida del aceite Nafténicos: reducen la vida del aceite Parafínicos No Saturados: reducen la vida del aceite Parafínicos de larga Cadena: ceras de alto punto de escurrimiento 9 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Origen del Lubricante Los aceites bases minerales presentan las siguentes características, de acuerdo a su tipo: NAFTENICOS • Costosa refinación. • Poca formación de carbones. • Bajo punto de fluidez. • Buena rigidez eléctrica. • Bajo punto de inflamación. • Bajo índice de viscosidad. • Alta volatilidad. • Gran poder disolvente. • Densidad media alta. PARAFINICOS • Base lubricante más utilizada. • Muy Resistente a la oxidacion. • Alto punto de inflamación. • Alto índice de viscosidad. • Baja volatilidad. • Baja densidad. • Alto punto de fluidez. • Formación de carbones duros. • Bajo poder disolvente. AROMATICOS • Altísima densidad. • Bajo punto de inflamación. • Inestabilidad química. • Bajo índice de viscosidad. • Tendencia a la oxidación. • Emulsionable. • Las reacciones forman ácidos orgánicos. 10 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Aceites Sintéticos Aceites Sintéticos Los Aceites Sintéticos son fabricados a partir de moléculas de Etileno obtenidas en el proceso de destilación del petróleo. Los mismos se dividen en las siguientes tipos: Menor coeficiente de fricción de los Sintéticos Este es otro importante ítem a favor de los aceites sintéticos, dado que su uniformidad molecular permite mayor economía de energía al reducir las pérdidas por fricción. 11 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Aceites Sintéticos Valores típicos de coeficiente de fricción Los lubricantes sintéticos permiten también realizar un importante ahorro de energía, de acuerdo al tipo de maquinaria o componente en el que es utilizado. Compresores: Reciprocante 3-7% Tornillo 2-5% Centrífugo 3-5% Turbinas 1-3% Caja de Engranajes 1-5% Rodamientos: Ventiladores 3-5% Bombas 3-5% Motores 3-5% Distribucion de pesos moleculares Ventajas de rendimiento de los aceites sintéticos • Los aceites sintéticos están hechos a medida por la mano del hombre y tienen controlada su estructura molecular. • No hay componentes de bajo peso molecular, por lo tanto la volatilidad y el consumo de aceite, están reducidos hasta un 40%. • No hay componentes perjudiciales de alto peso molecular que impacten en la fluidez a baja temperatura y en la formación de residuos. Rendimiento de los aceites minerales • Los aceites minerales son mezclas de hidrocarburos, con diversas propiedades. • Los componentes de bajo peso molecular (PM) impactan la volatilidad del aceite y producen mayor consumo de aceite. • Los componentes de peso molecular alto afectan la fluidez en baja temperatura y la formación de residuos. 12 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Aceites Sintéticos Esto trae aparejado las siguientes ventajas Consumo de Aceite Presión de vapor: mm Hg @ 149ºC Mineral 0.4000 PAO 0.0200 Ester 0.0100 Polyglycol 0.0024 Comportamiento a baja temperatura Estabilidad de la Viscocidad 13 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Aceites Sintéticos Mayor capacidad de carga de los sintéticos Esta es otra ventaja de la estabilidad molecular, que mejora la Capacidad de Carga por conformar una película más resistente. Capacidad de mojar la superficie Mayor limpieza y más larga vida de los sintéticos Esto es gracias a que las moléculas que resisten la degradación debido a la fuerte unión de ligadura SIMPLE, contra los aceites minerales, cuyas moléculas que se rompen con la Alta Temperatura, dada su débil ligadura DOBLE 14 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Aceites Sintéticos Generación de residuos Esta es otra ventaja de la estabilidad molecular, que mejora la Capacidad de Carga por conformar una película más resistente. Principales Ventajas de los Aceites Sintéticos Un índice muy importante a tener en cuenta es la cantidad de carbón presente en 208L de lubricante, comparando los aceites minerales con el sintético diester, para lo cual se realiza el siguiente cálculo: 208 kgs. x 0.45%* = 0,936 kgs. (Aceite mineral) 208 kgs. x 0.02%* = 0,0416 kgs. (Aceite sintético diester) * Basado en comparación de básicos típicos & el ensayo ASTM D-189 Conradson Carbon Residue Test (MCRT) Rodamientos: Ventiladores 3-5% Bombas 3-5% Motores 3-5% 15 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Aceites Sintéticos Hidrocarburos sintéticos (SHC/ PAO) - Resumen de sus Ventajas Como principales ventajas de los hidrocarburos sintéticos, podemos señalar las siguientes: • Fluidez a Muy Bajas Temperaturas (Pour Point: - 70 / - 50 °C) • Alto Indice de Viscosidad ( VI: 130 / 160) • Baja Volatilidad (Aún con Bajas Viscosidades) • Buenas Características de Fricción. • Buenas Propiedades de seperación de aire y agua y estabilidad hidrolítica. • Compatibilidad con Aceites Minerales y Esteres (Miscibilidad Ilimitada) • Baja toxicidad (Food Grade): No Contiene Aromáticos. • Compatible con las Pinturas Resistentes a los Aceites Minerales. • Disponibles en un Amplio Rango de Viscosidades. • Alta Estabilidad Térmica y a la Oxidación ( Con Aditivos Inhibidores) • Económicos. Hidrocarburos sintéticos (SHC / PAO) - Algunas áreas preocupantes Como áreas preocupantes a tener en cuenta, debemos considerar lo siguiente: • Los PAO de Baja Viscosidad tienen Moderada Compatibilidad con Gran Cantidad de Elastómeros para Retenes . • Sí es Compatible con los Fluorados. • Moderada Solubilidad con Aditivos Antidesgaste y Extrema Presión . • La Protección Antidesgaste y al Engripamiento no es tan Buena como la de los Aceites Minerales, Esteres y Poliglicoles. • No Son Biológicamente Degradables. Aceites de Esteres • VERSÁTILES Pueden obtenerse “A medida”, en diferentes grados para aplicaciones especiales • DIESTERES Aplicaciones Industriales En gran aumento de su aplicación Competitivos con las PAO • ESTERES DE POLIOLES Para aplicaciones de muy alta temperatura Utilizados en Aeronáutica Biodegradables. Alto costo 16 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Aceites Sintéticos Diésteres y Poliol Esteres Principales Ventajas • Fluídez a Muy Bajas Temperaturas (Pour Point: - 70 / - 60°C) • Alto Indice de Viscosidad ( VI: 120 / 130 ). • Baja Volatilidad. • Aptos Para Muy Alta Temperatura. • Buena Protección ante el Desgaste y el Engranamiento (Aditivo). • Excelentes Propiedades de Fricción. • Compatibilidad con Aceites Minerales y la Mayoría de los Sintéticos (Miscibilidad Ilimitada). • No tóxico : No Contiene Aromáticos como los Minerales. • Muchos Tipos son Biológicamente Degradables. • Baja formación de depósitos carbonosos. • Estabilidad Térmica y a la Oxidación Mejores a las del Aceite Mineral (Con Aditivos Inhibidores) Algunas áreas preocupantes • Disponibles Solamente en Grados de Viscosidad Bajos • Compatibilidad Problemática con Gran Cantidad de Elastómeros para Retenes • Sí es Compatible con los Fluorados, y Gomas Siliconadas • No son Compatibles con Pinturas • Tienen Muy Pobre Estabilidad Hidrolítica • Otorgan Moderada Protección a la Corrosión Aceites de Poliglicoles (PG) Principales Ventajas • Temperatura de uso hasta 200 °C. • Muy altos índices de viscosidad (VI: 170 / 200). • Excelente comportamiento de protección al desgaste (acero/bronce), especialmente con alta participación de movimiento de deslizamiento. • Soporta altas presiones. • Muy estable a la oxidación. • Muy baja formación de residuos, incluso a muy altas temperaturas. • Disponible en todas las viscosidades. • Buen comportamiento a bajas temperaturas (Pour Point: - 30 / - 40 °C) Algunas áreas preocupantes • Miscibles únicamente con aceites de ester. • Posible modificación de los materiales de estanqueidad y disolución de las pinturas. • Solubilidad limitada de aditivos. • Tendencia al stick slip en movimiento de baja velocidad. 17 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Aceites Sintéticos Aceites de Siliconas Principales Ventajas • Excelente Lubricante a Altas y Bajas temperaturas. • Resistencia Térmica y Estabilidad a la oxidación. • Baja Volatilidad. • Lubricación de No Metálicos. • Neutros frente a materiales plásticos y de estanqueidad. • Resistencia al Agua (insoluble), Solvente y Sustancias Químicas. • Muy elevado índice de viscosidad (VI : 300 / 500). • Disponible en todas las viscosidades. Algunas áreas preocupantes • Baja tensión superficial capacidad de mojar las superficies. • Muy baja resistencia a cargas, lo que no se puede mejorar a través de aditivos. • Muy elevado costo. • Solo miscibles con aceites base ester. Aromáticos alquilados (Alquilbencenos / AB) Principales Ventajas • Excelente Comportamiento a Baja temperatura. • Muy Buena Compatibilidad con: - Aceites Minerales - Aditivos (reemplaza a los Esteres por su Solubilidad) - Con los elastómeros usuales • Hidrolíticamente estable. • Provee Propiedades Antidesgaste Adicionales • ES EL TERCER SINTÉTICO EN EL Mobil 1 Algunas áreas preocupantes • Limitados por la Volatilidad, Estabilidad Térmica y baja resistencia a la Oxidación. • Bajos índices de viscosidad (VI: 60 / 80). 18 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Aceites Sintéticos Polieteres Perfluorados (PFPE) Principales Ventajas • Muy amplio campo de temperaturas (-50 ... 260 °C). • Mejor resistencia térmica de todos los aceites. • Completamente neutros frente a materiales de estanqueidad, plásticos y pinturas. • Resistentes al fuego y a las radiaciones. • Excelente estabilidad térmica y resistencia a la oxidación. • Muy baja volatilidad. Algunas áreas preocupantes • Insolubilidad de aditivos. • No miscibles con otros tipos de aceite base. • Precio extremadamente alto. • Muy Baja tensión superficial (pobre capacidad de mojar superficies) • Bajo Indice de Viscosidad ( VI: 80 / 120). • Bajo poder anticorrosivo. Esteres Fosfatados VENTAJAS. Resistencia al fuego. Excelente estabilidad a la oxidación. Estabilidad hidrolítica. Muy baja volatilidad. Muy baja compresibilidad. Neutro frente a materiales metálicos. DESVENTAJAS. Algunos tipos tiene muy bajo indice de viscosidad. Solo compatible con aceites de ester. Agresivo con sellos, retenes y pinturas. 19 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Composición de un aceite Composición de aceites lubricantes Los aditivos Se trata de sustancias agregadas que atribuyen nuevas propiedades al aceite base, o refuerzan las propiedades deseadas. Los aditivos más comunmente utlizados son: Antioxidantes: se oxidan en lugar del lubricante Inhibidor de espuma: reducen la tensión superficial Alta presión (EP = extreme pressure): evita el fresado de las superficies de fricción Mejorador del índice de viscosidad (VI): favorece el cambio de la solubilidad a altas o bajas temperaturas Parámetros característicos de los aceites lubricantes Viscosidad: La viscosidad de un líquido es su resistencia a fluir. A una cierta temperatura de servicio depende de la viscosidad si y cuando se establece fricción fluida. 20 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Composición de un aceite Clasificación de viscosidades (ISO VG) DIN 51 519 21 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Composición de un aceite Viscosidad SAE motor 1 cPoise = 1 mPa x Seg 1 cSt = 1 mm2 / Seg 1 cPoise = 1 mPa x Seg 1 cSt = 1 mm2 / Seg Viscosidad SAE transmisión 22 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Composición de un aceite Viscosidad cinemática y Viscosidad dinámica • Viscosidad cinemática: Se mide solo en fluídos o líquidos que fluyan fácilmente. Se expresa en unidades de mm2 / Seg (CentiStokes). • Viscosidad dinámica o absoluta: Se mide en fluídos a baja temperatura y en grasas, por lo tanto sustancias que no fluyen facilmente. Se expresa en unidades de mPa x Seg (CentiPoise). Viscosidad cinemática = Viscosidad dinámica Densidad del Flujo [DENSIDAD DEL FLUIDO] = gramos / cm3 o ml Comparativa de métodos medición de viscosidad • ISO VG • AGMA • SAE Motor • SAE Transmisión • SSU 23 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Composición de un aceite Indice de viscosidad (VI) El índice de viscosidad es una medida del comportamiento de la viscosidad con la temperatura y se deriva de un sistema empírico de Dean y Davis. A principios de este siglo Dean y Davis examinaron todos los aceites lubricantes conocidos y se les asignaron índices de viscosidad. Punto de inflamación El punto de inflamación es la temperatura más baja, a una presión de 1013 mbar, a la que del líquido a ensayar salen vapores que junto con el aire existente por encima de la superficie del líquido forman una mezcla inflamable de aire y vapores de aceite. • Cuanto más viscoso sea un aceite, tanto más alto se situará el punto de inflamación. • Los aceites de base parafínica tienen un punto de inflamación superior a los de base nafténica. • Los refinados por disolventes tienen un punto de inflamación superior que los otros refinados. El punto de inflamación NO es la temperatura máxima de servicio, se determina e indica por razones de seguridad. Punto de fluidez crítica / punto de niebla El punto de fluidez crítica (pour point) es la temperatura más baja a la que el aceite aún fluye cuando se enfría bajo condiciones determinadas. El punto de niebla (cloud point) es la temperatura a la que, bajo condiciones determinadas, un producto líquido, claros, se enturbia debido a la precipitación de cristales de parafina. Indice de neutralización El índice de neutralización indica la cantidad de hidróxido de potasio (KOH) en mg, que se necesita para neutralizar los ácidos o bases libres contenidos en 1 g de aceite. Este ensayo se realiza ya que si el contenido ácido o alcalino en el aceite esta fuera de determinados parámetros, se debe cambiar el aceite. • TBN: es la cantidad de ácido, expresada como el número equivalente de mg de KOH, requerido para neutralizar todos los componentes básicos presentes en un 1g de muestra. 24 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Composición de un aceite Espumación y atrapamiento de aire Debido a agitacion mecanica, un aceite puede atrapar aire - en forma de espuma en la superficie del aceite. - En forma de aire atrapado en el cuerpo del aceite. Para transmision de potencia el aceite hidraulico debe ser incompresible. La espuma y el aire atrapado hacen el aceite compresible bajo presion lo que lleva a: - Pobre transmision de potencia . - Rotura de la pelicula lubricante. - Rotura de la pelicula lubricante. La prueba de espuma mide la cantidad de espuma (mm) y su estabilidad a altas y bajas temperaturas. La prueba de atrapamiento de aire mide el tiempo (minutos) necesario para eliminar el aire atrapado en un aceite. Demulsibilidad Los aceites contaminados con agua pueden formar emulsiones estables. Las emulsiones estables pueden causar incremento de la viscosidad, herrumbre y formacion de barros. Las pruebas de demulsibilidad (ASTM D1401 y D2711) miden la eficiencia de un aceite en separarse del agua en un tiempo determinado y con mezclas y temperaturas determinadas. Resultado ASTM D 1401: Límite (3 mm de emulsión o 60 minutos) Tiempo en minutos : mm de aceite – mm de agua – mm de emulsión. Pruebas de herrumbre y corrosión Herrumbre Otras formas de corrosion - La herrumbre se puede presentar en un sistema de lubricacion cuando hay agua presentepuede llevar a la formacion de particulas abrasivas posibles fallas. - La prueba de herrumbre, (astm d665), mide la capacidad del aceite de prevenir la corrosion de metales ferrosos. (Leve – moderada – severa) - Al calentarse, un aceite o sus aditivos pueden degradarse y atacar metales reactivos. (Ej. Corrosion de cobre). - La prueba de corrosion de cobre, (astm d130) evalua la habilidad de un aceite en prevenir la corrosion. 25 Reliability Systems ACEITES LUBRICANTES CONTENIDO A CEITES L UBRIC ANTES - Composición de un aceite MÉTODOS DE ENSAYO PARA ACEITES LUBRICANTES - FZG DIN 51 354, PARTE 2: Banco de ensayo FZG (a = 91.5 mm) Ensayo: aumento progresivo del par de giro. Criterio de evaluación de fallo: aumento pronunciado y brusco del perfil de desgaste (gripado). Parámetros informados: Pérdida de material en gramos por potencia entregada y escalón de carga alcanzado especificando la condición del mismo. Ensayo de desgate y extrema presión de cuatro bolas Caracteristicas del ensayo. Se somete una cantidad de aceite al esfuerzo de fricción de cuatro bolas, con una carga, temperatura y a una velocidad determinada por la norma ASTM D 2266 y ASTM D 2596 según consta en el diagrama posterior. Se informa: • Características de la impronta (mm) ASTM D 2266. • Se aumenta la carga escalonadamente hasta lograr que se suelden las bolas. Se informa la carga en (Kg o Newton) ASTM D 2596. 26 Reliability Systems Grasas Lubricantes Reliability Systems Grasas Lubricantes CONTENIDO G rasas L ubric antes - Definición ¿Que es una Grasa? Definicion de ASTM : Una grasa es todo producto sólido a semifluido, constituido por la dispersión de un agente espesante en un lubricante líquido. Otros ingredientes que le imparten características especiales pueden estar presentes. Porque y cuando usar una grasa para lubricación Las grasas tienen muchas ventajas • Las grasas se quedan en su sitio • Las grasa sellan, dejando afuera los contaminantes • Las grasas no necesitan un sistema de circulación • Las grasas reducen el goteo, derrames y perdidas • Las grasas incorporan aditivos sólidos fácilmente • Las grasas son buenas para operación intermitente • Las grasa pueden usarse en sistemas sellados de por vida • Las grasas reducen el ruido • Las máquinas que usan grasas tienden a usar menos potencia Por qué y cuando no usar una grasa para lubricación Las grasas pueden también tener algunas desventajas: • Las grasas no pueden alcanzar todos los puntos de lubricación. • Las grasas no tienen efecto limpiador. • Las grasas no transfieren calor. • Las grasas no se pueden usar a muy altas velocidades. 27 Reliability Systems Grasas Lubricantes CONTENIDO G rasas L ubric antes - Composición de las grasas Composición de las grasas La composición de las grasas es la siguiente: Aceite Base Espesante ya sea este mineral, sintético o vegetal jabón o no jabonoso Aditivos antioxidante, anticorrosivo, EP/antidesgaste, agente de adhesividad Espesantes Jabonosos La clasificación de las grasas de jabones Acido esteárico Acido esteárico Acido benzoico Hidróxido de litio Jabón simple Hidróxido de calcio Jabón complejo Dos ácidos grasos diferentes se enlazan a un hidróxido metálico Acido sebacico Hidróxido de litio Jabón complejo Un ácido doble con un hidróxido metálico 28 Reliability Systems Grasas Lubricantes CONTENIDO G rasas L ubric antes - Composición de las grasas Propiedades de jabones simples Tipo Ventajas Desventajas Jabón de calcio Blanda a bajas temperaturas Buena resistencia al agua Buen comportamiento a bajas temperaturas Buena adherencia Utilizable sólo hasta 60 °C Punto de gota aprox. 100 °C Protección anticorrosiva insuficiente Jabón de sodio Consistencia fibrosa Punto de gota aprox. 200 °C Precio favorable No resistente al agua Sólo utilizable hasta 80/100 °C Baja protección anticorrosiva Jabón de Aluminio Más resistente al agua que el jabón de sodio Utilizable hasta aprox. 100 °C Se hidrolizan paulatinamente por agua Baja estabilidad al cizallamiento Jabón de litio Resistente al agua hasta 80/90 °C Utilizable hasta 120 °C Buena protección contra la corrosión Buena resistencia al batanado No resistente al vapor No indicado para altas Temperaturas Jabón de bario Resisten al agua Utilizable hasta aprox. 100 °C Protege contra la corrosión Baja separación de aceite Fabricación difícil - Caro Mal comportamiento a bajas temperaturas Tóxico Propiedades de jabones complejos Tipo Ventajas Desventajas Jabón complejo de litio Resistente hasta aprox. 150 °C Punto de gota superior a 260 °C Buena resistencia al agua Fabricación complicada Jabón complejo de sodio Resistente hasta aprox. 160/180 °C Resistente al agua hasta 90 °C Baja separación de aceite Buena adherencia Buena protección anticorrosiva No resistente a vapores de agua Jabón complejo de Aluminio Utilizable hasta aprox. 160 °C Excelente resistencia al agua Buena bombeabilidad (estructura finísima) Buena adherencia Resistente al agua Utilizable para Food Grade Se hidroliza paulatinamente por agua Separación de aceite Mala estabilidad al batanado Estabilidad limitada durante el almacenamiento Jabón complejo de calcio Resistente al agua y al vapor Buena capacidad lubricante Buena protección anticorrosiva Excelente capacidad de absorción depresiones Buena bombeabilidad Precio bajo Pueden endurecerse an temperaturas elevadas Tienden al endurecimiento durante el almacenamiento Jabón complejo de bario Resistente al agua y al vapor Resistene a ácidos y lejías débiles Utilizable hasta 150 °C Excelente protección anticorrosiva excelente capacidad de absorción de presiones Fabricación complicada Requiere un alto porcentaje dejabón Inconvenientes toxicológicos 29 Reliability Systems Grasas Lubricantes CONTENIDO G rasas L ubric antes - Composición de las grasas Espesantes no jabonosos Los espesantes no jabonosos se dividen en sustancias orgánicas e inorgánicas, las cuales, debido a su estructura superficial, son capaces de enlazarse al aceite . Los espesantes no jabonosos más importantes son: • Arcillas oleaginosas (bentonitas) y gel de sílice • Poliureas • Plásticos (PTFE) Tipo Ventajas Desventajas Bentonita Sin punto de gota Utilizable hasta 160 °C Muy apropiado para bajas temperaturas Gradiente viscosidad-temperatura plano Buena resistancia al agua, ácidos y lejías Incompatible con otros tipos de grasa Baja resistencia al batanado No apropiado para velocidades altas y medidas Protección anticorrosiva media No sale bien en el ensayo de agua salada Geles (aerosil) Sin punto de gota Reblandecen menos que las grasas de jabón metálico al calentarse Baja resistencia al batanado Require un alto porcentaje de espesante Incompatible con otras grasas lubricantes No apropiado para velocidades altas y medidas Poliureas Alta resistencia térmica (180/200 °C) Resistente al agua y al vapor Buena bombeabilidad Buenas propiedades mecano-dinámicas Buena resistencia a vibraciones Se vuelven más viscosos a elevadas temperaturas (reversibles) Requiren altos pares de giro Pueden causar un alto nivel de ruido Aditivación crítica Las películas anticorrosivas de rodamientos pueden destruir la estructura de la grasa PTFE (plásrico) Utilizable hasta 260 °C Afín frente a aceites fluorados (PFPE) Químicamente interte Buena capacidad lubricante Buenas propiedades de emergencia (el PTFE es un lubricante sólido) Requiere un alto porcentaje de espesante No apropiado para velocidades medias hasta altas Mala capacidad de fluencia a bajas temperaturas Alta separación de aceite 30 Reliability Systems Grasas Lubricantes CONTENIDO G rasas L ubric antes - Composición de las grasas Impacto del Espesante en las Propiedades de una Grasa Esposanto Rango de temperatura de servicio Aceite mineral Punto de gota Resistencia DIN ISO al agua Aceite sintético 2176 (ºC) Estabilidad a alta presión Aluminio Calcio Litio Sodio Alumino complejo -20 a 70 -30 a 50 -35 a 120 -30 a 100 -30 a 140 -60 a 160 -60 a 160 120 ≤ 100 170/200 150/170 >230 buena muy buena buena no satisfactoria buena satisfactoria buena satisfactoria satisfactoria satisfactoria Bario complejo -25 a 140 -60 a 160 >220 muy buena muy buena Calcio complejo -30 a 140 -60 a 160 >190 muy buena muy buena Litio complejo Sodio complejo -40 a 140 -30 a 140 -60 a 160 -40 a 160 >220 >220 buena satisfactoria satisfactoria satisfactoria Bentonite Polyunsa PITE -40 a 140 -30 a 160 - -60 a 100 -40 a 160 -40 a 260 ninguno 250 ninguno buena buena buena satisfactoria satisfactoria buena Aplicaciones más usuales Engranajes y válvulas Sellos laberínticos bajo impacto de agua Rodamientos y contáctos Engranajes Rodamientos y cojinetes, rodamientos plásticos, pequeños engranajes Rodamientos, válvulas y cojinetes sometidos a fricción mixta Rodamientos, sellos (grasas de alta velocidad y cadenas) Rodamientos y acoples Rodamientos sujetos a vibraciones y tribocorroción Válvulas (alto vacio), engranajes y contáctos Rodamientos (lubricación larga vida) Rodamientos y válvulas sometidas a medios agresivos 31 Reliability Systems Grasas Lubricantes CONTENIDO G rasas L ubric antes - Parámetros Característicos Penetración ¿Qué es la penetración? La penetración indica la consistencia de una grasa lubricante. Se mide en 1/10 mm observando como se hunde un cono estandarizado. Bajo condiciones normalizadas (masa, tiempo y Temperatura) en la muestra de grasa en ensayar. ¿Por qué se hace el ensayo? La determinación de la penetración indica la consistencia o tenacidad de una grasa. Clasificación de la consistencia de las grasas NLGI - norma internacional para la clasificación de grasas Alto numero NLGI • Cuanto más baja es la penetración, más dura la grasa. Bajo numero de la NLGI • Cuanto más alta la penetración, más blanda es la grasa • NLGI grado 2 es muy común • NLGI grado 0 para buena bombeabilidad • NLGI grado 3 por rodamientos horizontales Clases NLGI (DIN 51 818) Clase NLGI Penetración trabajada en décimas de milímetro Aplicaciones 000 00 0 445 475 400 a 430 355 a 385 Grasas Fluidas Instalaciones de lubricación centralizada Lubricación de engranajes 1 2 3 4 310 a 340 265 a 295 220 a 250 175 a 205 Grasas Blandas Cojinetes lisos Rodamientos Bombas de agua 5 6 130 a 160 85 a 115 Grasas Duras Grasas de estanqueidad Grasas de bloqueo 32 Reliability Systems Grasas Lubricantes CONTENIDO G rasas L ubric antes - Parámetros Característicos Viscosidad dinamica aparente Fricción interna del lubricante medida en mPa Seg. Clase de Viscosidad EL Viscosidad Aparente Explicación Grasa lubricante extremadamente lijera. 2000 L 2000 - 4000 Grasas lubricantes lijeras para bajos torques o rodamientos de altavelocidad. M 4000 - 8000 Grasas lubricantes de viscosidad intermedia para requerimientosestandar y aplicaciones múltiples. S 8000 - 20.000 Grasas lubricantes pesadas paraaltas cargas. ES 20.000 Grasas lubricantes extremadamente pesadas para muy altos torques. Punto de gota ¿Qué es el punto de gota? El punto de gota es la temperatura a la que una grasa lubricante, bajo condiciones de ensayo definidas, alcanza una determinada capacidad de fluencia. Es la temperatura a la cual una grasa exuda su primer gota de aceite de forma irreversible. ¿Por qué se hace el ensayo? Este ensayo indica como el lubricante cambia de una consistencia pastosa a un estado líquido. Puntos de gota típicos para jabones diferentes 33 Reliability Systems Grasas Lubricantes CONTENIDO G rasas L ubric antes - Parámetros Característicos Miscibilidad de aceites base Aceite mineral Hidrocarburo sintético Ester Poliglicol Aceite de silicona PFPE X X X - X X X X - X X - - - Hidrocarburo Sintético Ester Poliglicol Aceite de silicona PFPE Miscibilidad de espesantes Grasas lubricantes de jabón metálico simple Grasas lubricantes de jabón metálico complejo Grasas lubricantes con espesantes no jabonosos 34 Reliability Systems Grasas Lubricantes CONTENIDO G rasas L ubric antes - Parámetros Característicos • Parámetros mas importantes Características Test Aceite Base / Espesante Notas Ambas materias primas proveen información acerca del comportamiento de la grasa lubricante. Sin embargo, solo los análisis fisico químico y mecano dinamico nos dan las características reales sobre la performance de la grasa. Densidad DIN 51757 La cantidad de grasa requerida para determinados puntos de friccion generalmente esta indicada en volumen. Este volumen (en cm3) multiplicado por la densidad (en gr/cm3) es igual a la cantidad de grasa requerida en gramos. Viscosidad del aceite base DIN 51561 Para las aplicaciones de alta velocidad, bajas cargas y baja rugosidad de la superficie son recomendables viscosidades menores o iguales a 46 mm2/seg. Cuando tenemos bajas velocidades, altas cargas y elevada rugosidad superficial las viscosidades deben ser superiores a 220 mm2/seg. Color Punto de gota El color de una grasa no es un dato característico de la performance de la grasa. Es usualmente determinado por las materias primas y aditivos. Lubricantes con grafito y bisulfuro de molibdeno son de color negro. DIN ISO 2176 Si bien este parámetro NO indica la máxima temperatura de funcionamiento de la grasa, la temperatura de servicio de la misma, en la mayoria de los casos, deberia estar al menos 40 °C por debajo de este punto. Rango de temperatura de servicio Un determinado intervalo de relubricación puede ser alcanzado si los parámetros de funcionamiento se mantienen dentro de un rango especifico. Las temperaturas de servicio de las grasas son determinadas en base a mediciones y procesos de ensayo como asi tambien mediante la experiencia en la practica. Factor de velocidad (dm x rpm) Este parámetro es fundamental en grasas lubricantes usadas en rodamientos. Toma en consideración la variación de la friccion interna del la combinación aceite base(viscosidad) / espesante (tipo). Penetración trabajada DIN ISO 2137 Característica muy importante del lubricante que provee information sobre la consistencia de la grasa (Si es dura o blanda). Consistencia DIN 51818 Clasificacion de grasas en grados NLGI según la penetración trabajada de la misma. Viscosidad dinamica aparente Medida en mPa.Seg es un parámetro que nos informa la friccion interna del lubricante. 35 Reliability Systems Aplicaciones Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Engranajes - Teoría de la Lubricación Engranajes Engranajes de ruedas dentadas de trasmisión uniforme Consisten en la transmisión de movimientos giratorios mediante ruedas dentadas de unión positiva. Sus funciones son las siguientes: • Modificación del número de RPM. • Modificación del momento de giro. • Modificación de la dirección de giro. Sus aplicaciones más comunes son las siguientes: Engranajes industriales. Condiciones de servicio estacionarias. Ejemplo: Reductores, motorreductores, multiplicadores, variadores. Engranajes para automóviles. Condiciones de servicio variables (colectivo de esfuerzos) Ejemplo: Cajas de velocidad, diferenciales. Pequeños engranajes. Las condiciones de servicio pueden ser desconocidas y debe tenerse en cuenta la compatibilidad del lubricante con los componentes. Ejemplo: Máquinas herramientas Grandes engranajes abiertos. Accionamientos de máquinas muy solicitadas. Utilizan lubricantes de características especiales. 36 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Engranajes - Teoría de la Lubricación En la siguiente tabla, podemos encontrar los distintos tipos de engranajes que existen: Tipos de engranaje Contacto rodante Contacto rodante/ deslizante Contacto deslizante Posición de los ejes Formas básicas de los cuerpos rodantes Geometría de Relación de contacto deslizazmiento*) Engranajes cilíndricos paralelo cilíndrico lineal 10 - 30 % Engranajes cónicos se cortan cono lineal 20 - 40 % cruzados cilíndrico puntual 60 - 70 % cruzados cono lineal 60 - 70 % cruzados cilíndrico y globoide lineal 70 - 100 % Engranajes helicoidales para ejes cruzados cr......cruzados Engranajes hipoide Engranajes sinfin *) relación de deslizamiento= vg / vt (velocidad de deslizamiento/periférica. Frición de rodadura Se llama fricción de rodadura al deslizamiento sobre un flanco de diente de engranaje. Sistema tribologico Dentro de este sistema, se halla la teoría del engrane, basada en lo siguiente: • La velocidad del deslizamiento cambia en el transcurso del engrane. • Alcanza su velocidad máxima tanto en pie como en la cabeza del diente. • Al diámetro primitivo llega con una velocidad de deslizamiento nula. • Cuanto mayor es el porcentaje de deslizamiento, la tensión de corte sobre la película lubricante y el desgaste de los dientes aumenta. 37 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Engranajes - Teoría de la Lubricación Teoria de lubricacion (elasto - hidrodinamica) Cuando dos elementos de curvatura opuesta se cargan uno sobre el otro, se genera una elevada presión superficial específica llamada “PRESION DE HERTZ “. A- Rodillos en contacto sin carga. B- Distribución de la presión de Hertz en rodillos con carga normal sin rotación. TEORIA EHD 1- Principio de deformación elástica de los materiales. 2- La viscosidad de un lubricante es directamente proporcional a la presión Lubricación EHD c) Deformación elástica y distribución de la presión de dos rodillos cargados y girando, provistos de una película lubricante separadora La viscosidad del lubricante aumenta en un grado muy significativo en la ranura de lubricación (puede llegar a 10.000 bar), entonces el lubricante no puede fluir de la zona de contacto formando una película lubricante separadora. a = b = c = d = e = f = hmin = En el extremo de la ranura de lubricación, la viscosidad (presión) disminuye produciendo un estrechamiento de la ranura y un aumento de la velocidad de flujo. curva de presión Hertz perfil de presión EHD punta de presión ranura de lubricación zona de entrada zona de salida espesor de película mínimo 38 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Engranajes - Selección de un Lubricante Hasta aquí, hemos considerado los principales aspectos teóricos referidos a los engranajes, ahora vamos a ver aquellos ítems esenciales que hacen a su aplicación práctica. • Lubricacion por aceite FUNCIONES REQUISITOS • Transmite fuerzas • Evitar o disminuir el desgaste • Disminuir la fricción • Asegurar buena refrigeración • Protección contra la corrosión • Resistencia al envejecimiento y oxidación • Baja formación de espuma • Buena capacidad de separación del aire • Alta capacidad de sustentación de cargas • Neutralidad frente a materiales (férricos, no férricos, juntas y pinturas) • Capacidad para soportar altas / bajas temperaturas • Buen comportamiento viscosidad - temperatura Funciones de un lubricante para engranajes • Formar una película lubricante separadora: evitar o reducir el desgaste de los componentes del mecanismo Parámetros: - carga (par de giro, geometría) - velocidad (r.p.m., geometría) - temperatura • Reducir la fricción y aumentar la eficiencia: Ahorro de energía • Protección contra la corrosión: Proteger al equipo • Mejorar la disipación del calor: Refrigerar el engranaje • Absorción de las partículas de desgaste: Limpiar el engranaje Un lubricante de alto rendimiento aumenta la capacidad sustentadora de cargas y la eficiencia de un engranaje. 39 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Engranajes - Selección de un Lubricante Propiedades de aceites para engranajes ++ = excelente 0 = satisfactorio + = bueno --- = mal *) = Las propiedades de los esteres dependen del tipo de ester y pueden diferir considerablemente. Aumento de la eficiencia en engranajes sinfín Ensayos realizados sobre el banco de pruebas para engranajes sinfín: relación de transmisión i = 40 distancia entre ejes a = 63 mm velocidad del tornillo n1 = 350 min-1 par de giro de salida M2 = 300 Nm Los coeficientes de fricción extremadamente bajos de los aceites de poliglicol conllevan un aumento de la eficiencia hasta un 15 %. 40 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Engranajes - Selección de un Lubricante Duración de servicio de aceite: consecuencias El envejecimiento del aceite puede causar: • reducción de la resistencia al gripado • tendencia a la formación de pittings • modificación de la viscosidad • aumento de desgaste • reducción de la protección anticorrosiva • Intervalos de cambio de aceite Lubricacion por grasa Generalidades • Las grasas para engranajes clásicos, son grasas fluidas clase NLGI 00 y 000. • Se utilizan especialmente en motorreductores por baño de inmersión • Existen tanto grasas a base de aceite mineral, como a base de aceite sintético • Las grasas sintéticas ofrecen las mismas ventajas que los aceites sintéticos - Mejor eficiencia. - Alta resistencia al envejecimiento. - Uso a bajas y altas temperaturas. - Lubricación de largo período. Ventajas y desventajas VENTAJAS • Mayor estanqueidad (evita fugas por juntas y retenes). • Largos períodos entre cambios en reductores bajo condiciones de servicio especiales (lubricación de por vida) • Menor rumorosidad. DESVENTAJAS • Complicada tarea de cambio de lubricante (se debe desarmar el reductor). • Menor disipación de temperatura frente a los aceites lubricantes. • Limitación en la velocidad tangencial. 41 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Engranajes - Selección de un Lubricante Lubricacion por grasa 1. Selección de la viscosidad del aceite base según DIN 51 509 2. Selección de la consistencia Lubricacion por grasa Particularidades • Menor velocidad de reflujo en la zona de engrane. • Mayor nivel de llenado que los aceites. • Tendencia al efecto "channelling" (excavado). • Se debe aumentar la cantidad de grasa en el cárter para contrarrestar el efecto. • Mayor consistencia que un aceite • Menor capacidad de disipación de temperatura, por lo tanto mayor temperatura de flanco de diente que la lubricación por aceite • Precauciones de lubricación y montaje del reductor. • Se debe asegurar que la grasa lubrique todos los componentes del mecanismo (zona de engrane, rodamientos o bujes). 42 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Engranajes - Productos Aceites para engranajes Producto Aceite base ISO VG MOBILGEAR 600 SERIES aceite mineral 68...680 Aceite mineral de alto rendimiento para cajas reductoras y cajas de velocidad con cualquier dentado. MOBIL 600 W SUPER CYLINDER /EXTRA HECLA Aceite mineral compuesto 460...(850) Aceite mineral con aditivos oleosos. Especial para aplicaciones de dentado sin fin corona. Excelente efecto sellante. MOBILGEAR SHC XMP SERIES polialfaolefina 150...680 Aceite 100% sintetico para aplicaciones sometidas a esfuerzos extremos. Excelente comportamiento frente al micropitting. Aprobado por Flender. MOBIL SHC SERIES polialfaolefina 32...1000 Aceite 100% sintetico de larga vida util para cajas reductoras y cajas de velocidad con cualquier dentado. Muy recomendado para aplicaciones con rodamientos (ej. Bombas) y compresores de gas natural. MOBIL SHC PM SERIES Polialfaolefina 150…460 Aceite 100% sintetico de larga vida util de balanceada aditivacion especialmente desarrolada para la lubricacion de rodamientos de máquinas papel. GLYGOYLE SERIES poliglicol (80)...220 Aceite 100% sintetico recomendado para cajas reductoras y de velocidad sometidas a condiciones extremas de temperatura. Recomendado en rodamientos de secadero de maquinas de papel y compresores de gas propano. GLYGOYLE HE SERIES poliglicol 460...680 Aceite 100% sintetico de muy larga vida util con aditivos especiales para aplicaciones sometidas a esfuerzos extremos y elevadas temperaturas. Ideal para la lubricacion de reductores sin fin corona Polialfaolefina 220...680 Aceite lubricante para aplicaciones multiples en industria alimenticia. Aprobado USDA H1. MOBILTAC 325 NC / 375 NC Mineral asfaltico con solvente no clorado 1600…5000 Lubricante extremadamente adherente para grandes transmisiones dentadas. Excelente fluidez a bajas temperaturas. MOBILGEAR SHC SERIES Polialfaolefina 1000…6800 Aceite lubricante extremadamente adherente 100% sintetico y con aditivos especiales para soportar muy elevadas cargas. Recomendado para grandes transmisiones dentadas. La base sintetica le da un excelente fluidez a baja temperatura por su elevado indice de viscosidad. MOBILGEAR SHC 22M / 46M Polialfaolefina 22000…46000 Aceite lubricante 100% sintetico y con altisima viscosidad para soportar muy elevadas cargas y brindar un gran efecto de adherencia. Recomendado para la lubricacion de grandes cojinetes y transmisiones dentadas de industrias alimenticias. Se diferencia de los lubricantes asfalticos o grasas grafitadas por su color claro. MOBIL DTE FM Notas 43 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones -Compresores de aire - Tipos de compresores Tipos de compresores Compresores reciprocantes. Descripción de funcionamiento Este tipo de compresores realizan una compresión discontinua en diversos pasos en un cilindro cerrado. El movimiento reciprocante del pistón ocasiona que el medio gaseoso sea llevado al cilindro, donde el volumen es gradualmente reducido y el medio finalmente descargado a una presión preestablecida. Compresores alternativos (pistón) Puntos de fricción Cilindro / cámara de compresión: • Válvulas de alimentación y descarga • Cilindro- anillos • Empaque-flecha • Biela de crucete (tipo ‘crosshead’) Mecanismos: • Rodamientos de cigüeñal • Rodamientos de bielas • Perno de la cruceta • Guía de la cruceta Compresores reciprocantes: Características y ventajas utilizando aceites sintéticos MOBIL 820 SERIES 1. Disminución de depósitos de carbón en las válvulas del compresor, logrando bajos costos de mantenimiento. 2. Reducidas relaciones de alimentación de aceite, típicamente 20-30% más bajo, en gpm (gotas por minuto) a los cilindros del compresor. 3. Puntos de inflamación, más altos, normalmente 38ºC por encima en relación a los aceites minerales, para mayor seguridad. 4. Temperaturas de auto-inflamación más altas, normalmente 55ºC por encima en relación a los aceites minerales, brindando mayor seguridad a todas presiones. 5. Reducción en el desgaste de los empaques y anillos del pistón para mayor eficiencia. 44 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones -Compresores de aire - Tipos de compresores Compresores tipo tornillo rotativo ¿Como funciona un compresor de aire tipo tornillo rotativo? Nota: La posición del filtro de aceite puede variar. Compresores de tornillo Puntos de fricción. • Cámara de compresión: - Flancos de los tornillos principal / secundario. - Extremos de los tornillos / pared de la carcaza. • Rodamientos. • Sellos. • Engranaje ( sumergido en aceite aún incluyendo la operación seca en compresores libre de aceite) ¿Qué contribuye a la oxidación? 1. Aire (19% oxígeno) 2. Alta temperatura, por encima de 60ºC (140ºF) 3. Contaminación de humedad relativa ó agua 4. Metales catalíticos como cobre, bronce, aluminio, plomo y acero. 5. Aditivos pro-oxidantes, como detergentes, azufre, fósforo, y dispersantes. 6. Aceite mineral no totalmente purificado de componentes dañinos, como azufre, nitrógeno y ceras. 7. Un sistema lubricante sucio. 45 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones -Compresores de aire - Tipos de compresores Compresores de tornillo rotativo: Temperaturas de operación • La vida normal de uso de los lubricantes sintéticos para compresores bajo “apropiadas” condiciones de trabajo es alrededor de 8.000 horas. ¿Pero, cuales son las condicones “apropiadas” de trabajo? Un factor importante es la temperatura del aire en la descarga. • Generalmente hablando, a menor temperatura de operación, mayor será la duración del lubricante. Pero operando a una temperatura de trabajo muy fría y abajo del punto de rocío causará que el agua se acumule en el lubricante formando una emulsión, provocando corrosión y una viscosidad más baja. Compresores de tornillo rotativo: Temperaturas de operación Altas temperaturas del aire en la descarga acorta la vida de cualquier aceite, aún sintéticos, como ilustra a continuación: Temperatura del aire de 86ºC hasta 96ºC >100ºC >105ºC >110ºC Intervalo sugerido de cambio a la descarga 8.000 horas 6.000 horas 4.000 horas 2.000 horas Suficiente viscosidad para proteger los rodamientos depende de la refrigeración del aceite que los lubrica. 46 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones -Compresores de aire - Tipos de compresores Compresores de tornillo Principales características y beneficios utilizando aceites sintéticos de Mobil 1. Vida útil del aceite más larga, hasta 8.000 horas. 2. Disminución de depósitos de carbón y barnices. 3. Ahorros en el consumo de energía de 2-5%. 4. Temperatura del aceite más fría. 5. Descarga del aire comprimido más frío. 6. Menor consumo de aceite. 7. Menos aceite en la descarga. 8. Menos ruido y vibraciones. Compresor de Paletas: Princípios de Operación 1. Aire es sucionado por el filtro de alimentación y válvula de modulación hacia el Rotor Stator Unit (RSU). 2. Cuando el rotor que está montado excentricamente gira, compresión empieza por la reducción de volumen en la cámara. 3. En las etapas finales de compresión, se inyecta aceite dentro de las cámaras de compresión para lubricar, sellar y absorber el calor de compresión. 4. Después de comprimir el aire, pasa el mismo a un sistema eficiente de separación de cuatro etapas para remover el aceite. 5. El aire fresco, limpio y libre de impulsos pasa por una válvula ‘check’ al sistema de entrega de aire comprimido. 47 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones -Compresores de aire - Tipos de compresores Compresores de paleta: Descripción del funcionamiento Compresores de paletas: Características principales y beneficios utilizando aceites sintéticos de Mobil 1. Reducción del desgaste y formación de gomas en las paletas permitiendo un movimiento libre 2. Incremento de los intervalos de drenado de aceite donde el sistema de lubricación no es a pérdida 3. Reducción de la relación de gotas por minuto en sistemas de lubricación a pérdida. Compresores centrífugos Descripción del funcionamiento. • El medio de trabajo es conducido mediante la rotación continua de impulsores, que incrementan la presión y la velocidad del flujo. La energía del flujo se transforma en presión por medio de placas fijas ó un difusor. • Debe hacerse una distinción entre turbocompresores radiales y axiales, dependiendo de los impulsores ó el arreglo de las placas. 48 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones -Compresores de aire - Tipos de compresores Compresores centrífugos Descripción del funcionamiento. Compresores centrífugos Lubricación Lubricación del punto de fricción: • Lubricación por anillo de aceite • Lubricación forzada • Los rodamientos pueden ser lubricados con grasa (ocasionalmente). Tendencia: • Un solo lubricante para el compresor y el mecanismo (motor eléctrico con caja de engranajes ó turbina de vapor ó gas) Puntos de fricción Cámara de compresión: Compresión libre de aceite. Los impulsores y placas ó difusor no hacen contacto • Rodamientos y cojinetes. • Sellos de la flecha. • Engranaje y Piñon. Principales características y beneficios utilizando aceites sintéticos 1. Mejora en la eficiencia ahorro de energía. 2. Mayor vida de los rodamientos y engranajes 3. Menos probabilidad de reacción / contaminación con el proceso de gases a través de los sellos 49 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO Aplicaciones - Compresores de aire - Fluidos para compresores Compresores de Aire Cinco razones por las cuales Ud. debe seleccionar un aceite sintético para su compresor 1. Reducción de Costos de Mantenimiento 2. Reducción de Consumo (Baja Volatilidad) 3. Ahorros de Energía (Menos Fricción) 4. Margen de Seguridad Más Amplio 5. Ambientalmente amigables. Fluidos para compresores: Propiedades físicas, basadas en un aceite lubricante típico ISO VG 100 50 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO Aplicaciones - Compresores de aire - Fluidos para compresores Productos y aplicaciones Compresores alternativos (reciprocantes) Recomendación de lubricantes PRODUCTO BASE VISCOSIDAD MOBIL RARUS SHC 1026 PAO ISO VG 68 MOBIL RARUS 426 MINERAL ISO VG 68 MOBIL RARUS 427 MINERAL ISO VG 100 MOBIL RARUS 826 DIESTER ISO VG 68 MOBIL RARUS 827 DIESTER ISO VG 100 MOBIL RARUS 829 DIESTER ISO VG 150 Compresores de tornillo Recomendación de lubricantes PRODUCTO BASE VISCOSIDAD MOBIL RARUS SHC 1024 PAO ISO VG 32 MOBIL RARUS SHC 1025 PAO ISO VG 46 MOBIL RARUS SHC 1026 PAO ISO VG 68 MOBIL COMPOIL FM 46 PAO (H1) ISO VG 46 MOBIL RARUS 425 MINERAL ISO VG 46 MOBIL RARUS 426 MINERAL ISO VG 68 MOBIL RARUS 824 DIESTER ISO VG 32 MOBIL RARUS 826 DIESTER ISO VG 68 Compresores de pistón y paletas. Recomendación de lubricantes PRODUCTO MOBIL RARUS SHC 1026 BASE VISCOSIDAD PAO ISO VG 68 MOBIL RARUS 426 MINERAL ISO VG 68 MOBIL RARUS 427 MINERAL ISO VG 100 MOBIL RARUS 826 DIESTER ISO VG 68 MOBIL RARUS 827 DIESTER ISO VG 100 MOBIL RARUS 829 DIESTER ISO VG 150 51 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO Aplicaciones - Compresores de aire - Fluidos para compresores Productos y aplicaciones Compresores centrífugos. Recomendación de lubricantes PRODUCTO BASE VISCOSIDAD MOBIL RARUS SHC 1024 PAO ISO VG 32 MOBIL COMPOIL FM 46 PAO (H1) ISO VG 46 MOBIL RARUS 425 MINERAL ISO VG 46 MOBIL RARUS 824 DIESTER ISO VG 32 52 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO Compresores de refrigeración - Descripción del proceso Compresores de refrigeración - Descripción del proceso El proceso de refrigeración se divide en 4 fases, que son las siguientes: 1. Expansión 3. Compresión 2. Evaporación 4. Condensación El circuito de refrigeración El gas refrigerante (amoniaco) es transportado por el circuito perdiendo presión en la válvula de expansión, absorbiendo calor en el evaporador, siendo re-presurizado en el compresor, perdiendo calor hacia el aire en el condensador y regresando al tanque recipiente del lado de alta presión como un líquido. Beneficios económicos de los lubricantes sintéticos MENOS ARRASTRE DE ACEITE A LA LINEA • Menor consumo de aceite ($$$$$). • Mayor limpieza del circuito. • Mayor eficiencia termica del circuito. • Menor gasto de energia ($$$$$) Cambio de aceite Parametros criticos • Variacion de la viscosidad. • Total acid number. • Contaminacion con agua. Seguimiento. • Analisis espectral de aceite (aditivos y particulas). • Codigo iso. • Para cambios de naftenico a naftenico no es necesaria ninguna limpieza. • No es recomendable mezclar productos distintos aunque sean de la misma base. • Precaucion en el cambio de mineral a doble hidrotratado, ya que el componente naftenico es muy detergente. Recomendaciones para el cambio • Se recomienda realizar limpieza con mobilsol en caso que se quisiera pasar de aceite mineral (nafténico) a sintético (PAO). • Realizar luego cambio completo de filtros. • Se espera rápida saturación de filtros por el efecto detergente del mobilsol y del nuevo aceite (PAO). 53 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO Compresores de refrigeración - Productos PRODUCTO PRODUCTO ACEITE BASE ISO VG NOTAS MOBIL GARGOYLE ARCTIC 155 / 300 Mineral 32…68 Aceite mineral desarrollado con un muy refinada base naftenica. Apto para la lubricacion de distintos tipos de compresores de R-12, R-22 y Amoniaco. MOBIL GARGOYLE ARCTIC SHC 224 / 226 Polialfaolefina 32…68 Aceite 100% sintetico para la lubricacion de cualquier tipo de compresor de R-12 y Amoniaco. Se destaca por su larga vida util y bajo arrastre al circuito. Aprobado por York-Sabroe y los principales fabricantes de compresores del mundo. MOBIL EAL ARCTIC SERIES Poliolester 10…100 Aceite 100% sintetico para fluidos de refrigeracion amigables con el medio ambiente HFC (no clorados). MOBIL GARGOYLE ARCTIC 400 SERIES Alquilbenceno 32…100 Aceite 100% sintetico para fluidos de refrigeracion R 502 y R 22. Excelente comportamiento en camaras de muy baja temperatura. 54 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Compresores de gas Compresores de gas. Descripción del proceso Dónde trabajan? • Procesos de compresión de gas, donde se utilizan tipicamente compresores centrífugos y reciprocantes. Plantas petroquímicas y de refinación de petroleo. • Compresores de industrias del petroleo y gas usados en la extracción, separación, tratamiento y transmisión mediante gasoductos de gas natural. • Compresores que transportan dióxido de carbono, nitrógeno o gases de hidrocarburos en procesos de modificación y tratamiento de los mismos. Caracteristicas de los compresores de gas. • Gases químicamente hostiles. • Potencial dilución y absorción del lubricante. • Temperaturas extremas. • Potencial corrosión química. • Ambientes de trabajo de baja temperatura. Características de los productos Requerimientos de los lubricantes en compresores de gas. • Buena estabilidad térmica. • Resistencia a la dilución. • Resistencia a la absorción. • Compatibilidad química con el fluido de proceso. • Compatibilidad catalítica con el fluido de proceso. • Fluidez a baja temperatura. Ventajas de los aceites base Poliglicoles en compresores reciprocantes de gas de alta presión. • Reducida formación de depositos. • Excelente capacidad para mojar los metales. • Resistente a la dilución y absorción. • Resiste el arrastre por lavado producido por el hidrocarburo líquido. Ventajas de los aceites base Poliglicoles en compresores de gas a tornillo. • Elevada resistencia a la dilución con el hidrocarburo. • Excelente capacidad para mojar los metales. • Excelente protección contra la corrosión. 55 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Compresores de gas Solubilidad de los hidrocarburos en distintas bases lubricantes. Factores que impactan en la solubilidad del gas con el lubricante. 1. Gravedad especifica del gas: Cuanto mas alto es este parámetro mayor es la dilución del lubricante. 2. Presión de descarga del gas: Cuanto mas alto es este parámetro mayor es la dilución del lubricante. 3. Temperatura de descarga del gas: Cuanto mas alto es este parámetro mayor es la dilución del lubricante. Factores que afectan la dilución del lubricante. - Composición del gas que será compromido. - Presión de operación. - Temperatura de operación. - Solubilidad en hidrocarburos de la base lubricante. Caminos para disminuir la dilución del lubricante. • Reducir la presión de operación. Esta opción no es viable porque depende del proceso. • Incrementar la viscosidad inicial del lubricante. Problemas de trabajo a baja temperatura. Limitaciones de trabajo en régimen de fricción fluída. Pérdida de eficiencia. • Cambiar la base del lubricante. Solución mas económica. 56 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Compresores de gas Curvas de dilución del aceite en hidrocarburo Cambio de viscosidad – GLYGOYLE 22 Curvas de dilución del aceite en hidrocarburo Cambio de viscosidad – GLYGOYLE 11. 57 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Compresores de gas Para gas propano (R-290) y butano de refrigeración: Con base polipropilenglicol GLYGOYLE 11, 22, 30 - insoluble con agua - solubilidad variable con gases hidrocarburos. - menos solubilidad con gas propano a altas temperaturas - más miscible con gas propano a bajas temperaturas Para CO2 (dióxido de carbono) en aplicaciones de refrigeración: Con base polialfaolefina MOBIL GARGOYLE ARCTIC SHC 200 SERIES. - producto con aprobacion USDA H1 para contacto directo con el alimento. 58 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Hidráulica - Principio de funcionamiento ¿Qué es hidráulica? La hidráulica es una de las ramas más viejas de la ciencia definida como: " Hidraúlica es la transmisión de una fuerza de un punto a otro utilizando un fluido como transmisor de esa fuerza " Básicamente la hidráulica se utiliza para transmitir una fuerza para: Cambio de dirección : por ej. Servodirección. Cambio de magnitud : por ej. Frenaje. Utiliza un sistema especial de circulación donde la bomba llena el aceite para mover los actuadores. Aplicaciones Las Ventajas de La Hidráulica La hidraúlica ofrece mayores ventajas sobre la mecánica en poleas, niveladores y engranajes. • Alta relación potencia / tamaño. • Velocidades infinitamente variables. • Elimina las complejas y costosas conexiones mecánicas. • Fácilmente desviable y desconectable. • Puede servir muchos ptos de lubricación / aplicaciones. • El fluido no se interrumpe. • Las fuerzas pueden rápidamente ser transmitidas a grandes distancias • Permite que grandes cargas puedan ser movidas por pequeñas fuerzas. 59 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Hidráulica - Principio de funcionamiento Principios Básicos - Fuerza Multiplicadora Pascal en el siglo 17 enuncio una ley fundamental de hidráulica: " La presion aplicada a un fluido en un recipiente es transmitido en forma constante en todas direccionesy actua con igual fuerza en iguales areas y en angulos rectos a ella" En el fondo del matriz se aplica una fuerza de : presion por area. 5 X 10 = 50 kg Principios Básicos - Conservación de la Energía • Mediante la ley de pascal de puede comprobar que un elefante puede ser levantado ejerciendo una pequeña fuerza (por ej. con un cricket de automovil). • Cuando la bomba mueve 100 cm3, esta transfiere 100 cm3 de aceite al otra lado, levantando el piston y el elefante 1 cm. 60 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Hidráulica - Componentes de sistema Un Sistema Hidráulico Simple Componentes del Sistema Hidráulico - depósito • El deposito de aceite cumple varias funciones: - para almacenar el grueso del aceite, para reserva. - para reposo y separacion. - para drenaje de los contaminantes. • Para llevar a cabo esto el deposito necesita ciertas carcteristicas de diseno. - Reductor de velocidad / placa deflectora. - Tapon de drenaje. - Ventana de nivel de aceite. - Malla filtrante. - Sistema de ventilacion - sumidero. - Canerias de salida del aceite correctamente ubicados. 61 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Hidráulica - Componentes de sistema Componentes del Sistema Hidráulico: Bombas La funcion principal es la de generar la presion para mover el circuito. Importancia de la Viscosidad Para Las Bombas * Las viscosidades son diferentes por cada fabricante 62 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Hidráulica - Componentes de sistema Componentes Del Sistema Hidráulico - Filtros • Esenciales para protección del desgaste. Dos tipos principales. • Filtros de malla - protegen la bomba. Se encuentran en la linea de recuperación del deposito para prevenir que grandes particulas sean aspiradas. Generalmente filtros tipo malla de acero. • Filtros en linea - protegen las válvulas y los actuadores. Filtros de fibras finas para extraer pequeñas particulas. Un indicador de presión en la parte superior del filtro indica cuando se debe cambiar el filtro. • Tambien son utilizados magnetos para atraer grandes Componentes del sistema hidráulico - actuador. • Este es un dispositivo capacitado para mover la carga. • Varia dependiendo de: - EL trabajo. - Las condiciones. - Las necesidades de energia. • Puede ser de simple o doble acción. • Generalmente consiste de un pistón y un cilindro. • Sirve para trabajar en regimen hidrodinámico / limítrofe. Depende de la velocidad y la carga. 63 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Hidráulica - Componentes de sistema Componentes del sistema hidráulico - válvulas. • Dos tipos principales - Aliviador de presión (válvula de seguridad). - Válvula direccional (para operar de actuador). • Varios tipos de válvulas, tanto mecánicas como eléctricas - Necesitan reaccion rapida. - Por lo general tienen orificios estrechos y canales. Componentes Del Sistema Hidráulico - Cañerias, mangueras y sellos • Las cañerias estan generalmente. Formadas por mangueras metálicas y por mangueras de goma. - Necesitan soportar presiones altas. • Las cañerias y sellos conforman la parte mas debil de los sistemas hidráulicos. - Filtraciones potenciales. - Pueden causar serios riesgos (alta presión de aceite). - Deben chequearse y mantenerse a períodos regulares. Aplicación Típica 64 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Hidráulica - Características Propiedades Críticas de un Lubricante Viscosidad: • Demasiado baja provoca rotura de la película y desgaste. • Demasiado alta provoca arrastre y cavitacion (succion y bombeo del aire, causando desgaste). Aire atrapado: • El aire atrapado cuando esta bajo presión se torna muy caliente, causando rotura local del aceite, dando lugar a depósitos de carbón. • Los fluidos comprimidos dan características de carga pobre y operaciones ineficientes. Estabilidad: • Oxidación / degradación térmica provoca bloqueo del aceite y pegado de los componentes. • Se refleja en la vida util del aceite. Propiedades críticas de un lubricante Contaminacion de agua. • Los aditivos pueden reaccionar con el agua formando depósitos (hidroliticamente inestables) causando bloqueo de los filtros y desgaste. • El aceite y el agua pueden formar emulsiones estables dando como resultado, espesamiento del aceite, herrumbre y bloqueo del filtro, pudiendo causar desgaste. • También puede causar espuma. Compatibilidad • La plata y metales blandos pueden ser atacados por la reacción de los aditivos. • Los aditivos pueden atacar tuberias y sellos provocando filtraciones. Espuma • Puede causar operaciones irregulares, pérdida de aceite derrames. 65 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Hidráulica - Sistema de limpieza - Código ISO ¿Qué es Contaminación? Todo lo que esté en el fluido y que no pertenezca a este Dos tipos de contaminación Contaminación gruesa "Suciedad que se puede ver" 40 micrones y más, como: Astillas de acero, salpicaduras de soldadura, escoria, astillas de pintura, polvo en una pantalla de televisión Contaminación fina "Suciedad que no se puede ver" Inferior a 40 micrones, como: Polvo, tierra, compuesto de esmerilado, residuo de refrigerante y agua. Inaceptable: • Posible malfuncionamiento y/o parada de la máquina. • Impacta la durabilidad de los componentes. • Causa de pegar los vástagos y una operación errática. • Causa desgaste a largo tiempo. Las partículas no son de una forma unica 66 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Hidráulica - Sistema de limpieza - Código ISO Códigos ISO - Base: Norma ISO 4406 Número de 2 dígitos, donde: El 1º dígito es un código para partículas por ml mayores que 5 micrones. El 2º dígito es un código para partículas por ml mayores que 15 micrones. Ejemplo: ISO 18/15 18 representa 1300 - 2500 partículas / ml 15 representa 160 - 320 partículas / ml ISO 4406 ISO 4406 Ultima revisión de la norma ISO 4406, Ahora tiene tres rangos de numeros, ejemplo 18/15/12 Aunque en la práctica se sigan utilizando los dos últimos números • Todas las partículas > 2 micron • Todas las partículas > 5 micron • Todas las partículas > 15 micron ISO 4406: definicion de limpieza 67 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Hidráulica - Sistema de limpieza - Código ISO Definicion de limpieza (ISO 4406) Control de la contaminación (códigos ISO) 68 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Hidráulica - Sistema de limpieza - Código ISO Control de la contaminación Cuanta suciedad hay en el aceite ISO 16/13 ISO 16/13 = 0.77 mg/L de impurezas ¿Cuanta impureza es esto en un barril (208 L) de aceite? Una aspirina contiene 325 mg de analgésico 0,77 mg/l x 208 litros (barril) = 160 mg Una 1/2 aspirina = ISO 16/13 en 208 litros de aceite A este nivel de contaminación, ¿cuanta suciedad pasará por una bomba hidráulica en un año? Por Ejemplo: Una bomba de 121L/min funcionando 8 horas diarias durante 200 días. 0,77 mg/L x 121l/min = 93 mg/año x 60 min/hr x 8 hr/día, por 200 días/año 93 x 60 x 8 x 200 = 8,928,000 mg/año 9 Kg/año Cómo Armar o Reparar una Máquina Limpia & Aumentar la Confiabilidad Aceite limpio ISO 16/13 o mejor + Piezas y componentes limpios + Procesos de Armado limpios + Limpieza del taller = Máquinas limpias con ISO 18/15 o mejor 69 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Hidráulica - Sistema de limpieza - Código ISO Guia para selección de filtros y niveles de limpieza 70 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Hidráulica - Sistema de limpieza - Código ISO • Criterios de selección SISTEMA HIDRAULICO: Rango de presión del sistema Nivel de limpieza mínimo admitido > 2500 psi 1500 – 2500 psi < 1500 psi C D E SISTEMA DE LUBRICACION CENTRALIZADO: Se aplica un rango de limpieza C y se ajusta de acuerdo a las siguientes recomendaciones. Factores a tener en cuenta: • Cambiar un nivel de limpieza a la izquierda de la tabla si encontramos en nuestro equipo alguno de los siguientes factores: - El sistema que estamos tratando es crítico para nuestra planta. - El equipo trabaja muy exigido en carga. - Si es usado un fluído hidráulico acuoso (aguaglicol). - Se espera tener una vida útil del fluído de más de 7 años. - La falla del sistema puede ocasionar problemas de seguridad. • Cambiar dos niveles si nuestro equipo cumple con más de uno de los factores que enunciamos. • En sistemas de lubricación que operen con aceites de viscosidad mayor a 110 cSt cambiar un nivel a la derecha. 71 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Rodamientos - Selección de lubricantes RODAMIENTOS Lubricacion de rodamientos Los intervalos de relubricacion con grasa dependen de: • Tipo de rodamiento • Tamaño de rodamiento • Velocidad de funcionamiento • Temperatura de funcionamiento • Calidad de la grasa • Posición del eje (horizontal / vertical) Los intervalos de cambios de aceite dependen de: • Condiciones de funcionamiento • Cantidad y calidad del aceite empleado Criterios de selección de lubricantes • Rango de temperatura de uso. • Factor de velocidad. • Relación C/P. • Bajo ruido. • Baja fricción (torque de arranque) Aceite sintético, baja viscosidad del aceite. • Posición del rodamiento grasa adhesiva. • Rotación del aro externo NLGI 3, baja separación de aceite. • Intervalos de relubricación. • Condiciones ambiente (agua, tierra, pelusas). • Movimiento oscilatorio. • Condiciones de vacío 10 –2 mbar grasa PU, 10 –18 grasa PTFE Función del lubricante • Separar las superficies de rodadura - eliminar el desgaste - reducir la fricción • Proteger al rodamiento - de la corrosión - de la contaminación 72 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Rodamientos - Selección de lubricantes Lubricacion de rodamientos – factores y seleccion Propiedades de la grasa: Correcta seleccion 73 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Rodamientos - Selección de lubricantes Lubricación de rodamientos - ejemplo Cálculo de viscosidad de aceite base mínima dm = diámetro medio de rodamiento n = velocidad de rotación Lubricación de rodamientos – corrección por temperatura 74 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Rodamientos - Selección de lubricantes Selección de la viscosidad del aceite base: en caso de: seleccione: alta velocidad;carga ligera;baja temp. baja velocidad;carga elevada baja viscosidad alta viscosidad viscosidad: (a 40 °C) 10-25 cSt 70-200 cSt 400-1000 cSt aplicación: (indicación) baja temp., alta vel. aplicaciones comunes carga (muy) elevada, (muy) baja velocidad Rangos de Carga de un rodamiento C/P C/P Carga Criterio para la seleccion de grasa. > 30 Muy bajas cargas Carga maxima admisible para grasas de silicona. 20 a 30 Bajas cargas Grasas dinamicamente ligeras. 8 a 20 Cargas medias GRasas con aditivos antidesgaste. 4a8 Altas cargas En estas aplicaciones deben ser usadas grasas con aditivos EP y antidesgaste. Se debe esperar un acortamiento de la vida util de la grasa y del rodamiento. <4 Muy altas cargas Deben ser usadas grasas con aditivos EP y solidos. La reduccion de la vida util de la grasa y del rodamiento debe ser esperado. 75 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Rodamientos - Selección de lubricantes Factor kappa - cálculo de vida nominal ajustado K=V V1 a23 se aplica en el cálculo de vida del rodamiento y para verificar el estado del lubricante y la influencia del mismo en la vida útil del rodamiento. Relacion entre k (Kappa) y la vida util esperada del rodamiento. La viscosidad del aceite seleccionado debería ser igual o hasta 4 veces superior a la viscosidad necesaria para obtener un factor a23 que nos asegure una vida util esperada del rodamientos superior a la normal. Los parametros se calculan de la siguiente forma: k: rango de viscosidad --> k=v/v1. v: viscosidad real del aceite lubricante en las condiciones de funcionamiento. v1: viscosidad mínima requerida por la aplicacion acorde a las condiciones de funcionamiento y diámetro y velocidad del rodamiento. La tabla nos indica acorde al rango de viscosidad con el trabajamos, la condicion de lubricación alcanzada y si son requeridos aditivos antidesgaste, extrema presión o sólidos para asegurar una correcta lubricación. Condición de lubricación k 4 >4 <4 1 <0.4 condición de lubricación Lubricación bajo la condición de fricción fluida. Formación completa de película fluida entre superficies. Lubricación de fricción fluida + sistema de lubricación limpio + cargas moderadas = fatiga nula. Regimen de Fricción mixta. Son necesarias grasas con aditivos antidesgaste. Con este valor se alcanza el valor básico o normal de la vida util del rodamiento. Regimen de friccion mixta con incremento del contacto entre cuerpos sólidos. El lunricante debe contener aditivacion EP o lubricantes solidos. 76 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Rodamientos - Selección de lubricantes Lubricación de rodamientos – cálculo de vida de la grasa Intervalos de Relubricación Aplique el diagrama de relubricación (Catálogo General de SKF) Restricciones - condiciones normales de operación - grasa de alta calidad base litio - temperaturas no excedan 70° C Contacte a SKF en caso de: - aplicaciones críticas - grasas 'especiales' (sin jabón de Li) - condiciones anormales de operación (vibración, contaminación, étc.) Lubricación de rodamientos – ajuste de vida y cantidad de grasa 77 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Rodamientos - Selección de lubricantes Lubricación de rodamientos – factor de velocidad 78 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Rodamientos - Productos Productos MOBIL PRODUCTO ACEITE BASE MOBILGEAR OGL 007 MINERAL MOBILITH SHC 007 ESPESANTE VISCOSIDAD cSt a 40 ºC CONSISTENCIA APLICACIONES LI K 500 NLGI 00 Grasa fluída adhesiva con grafito. Engranjes abiertos y cojinetes. PAO LI K 460 NLGI 00 Grasa fluída sintpetica. Cajas reductoras y circuitos centralizados de lubricación por grasa. MOBIL GLYGOYLE GREASE 00 PG LI K 120 NLGI 00 Grasa fluída sintetica. Cajas reductoras sin fin corona. MOBILGREASE FM 101 WO AL K 100 NLGI 1 Grasa de aplicación multiple con aprobación USDA H1. MOBILGREASE FM 102 WO AL K 100 NLGI 2 Grasa de aplicación multiple con aprobación USDA H2. MOBILGREASE FM 462 PAO+WO AL K 460 NLGI 2 Grasa para altas cargas y resistente a medios agresivos con aprobación USDA H3. MOBILGREASE FM 003 WO AL K 100 NLGI 00 Grasa fluída para la lubricación en sistemas centralizados con aprobación USDA H1. MOBILGREASE 28 PAO+ ESTER ARCILLA 32 NLGI 1/2 Grasa dinamicamente ligera para aplicaciones de alta velocidad y baja temperatura. Homologada para aplicaciones aeronauticas MOBILITH SHC PM PAO LI K 460 NLGI 1/2 Grasa 100% sintetica y extremadamente adhesiva desarrollada para la industria del papel. MOBILITH SHC 15 PAO LI K 15 NLGI 3 MOBILITH SHC 32 PAO LI K 32 NLGI 1/2 MOBILITH SHC 100 PAO PAO 100 NLGI 2 Grasa especial para la lubricación de rodamientos de motores electricos y ventiladores. MOBILITH SHC 220 PAO PAO 220 NLGI 2 Grasa especial para la lubricación de rodamientos de motores y ventiladores sometidos a elevadas cargas o ambiente agresivo. MOBILITH SHC 460 PAO PAO 460 NLGI 1/2 Grasa especial para la lubricacion de rodamientos sometidos a condiciones ambientes agresivas (agua y vapor). MOBILITH SHC 1500 PAO PAO 1500 NLGI 1 Grasas especial de muy alta viscosidad de aceite base para aplicaciones sometidas a elevadas cargas y la acción del agua y vapor. Grasa dinamicamente ligera para aplicaciones de alta velocidad y baja temperatura. Grasa dinamicamente ligera para aplicaciones de alta velocidad y baja temperatura. 79 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Rodamientos - Productos Productos MOBIL PRODUCTO ACEITE BASE ESPESANTE VISCOSIDAD cSt a 40 ºC CONSISTENCIA MOBILITH SHC 1000 SPECIAL PAO MOBILITH SHC 1500 SPECIAL APLICACIONES LI K 1000 NLGI 1 Grasas con aditivos sólidos de emergencia y de muy alta viscosidad de aceite base para aplicaciones sometidas a elevadas cargas y la acción del agua y vapor. PAO LI K 1500 NLGI 1 Grasas con aditivos sólidos de emergencia y de muy alta viscosidad de aceite base para aplicaciones sometidas a elevadas cargas y la acción del agua y vapor. MOBILTEMP 1 MINERAL ARCILLA 485 NLGI 1 Grasa multiproposito resistente a la humedad y temperatura. MOBILTEMP 78 MINERAL ARCILLA 485 NLGI 1 Grasa multiproposito con aditivos sólidos resistente a la humedad y temperatura. MOBILTEMP SHC 22 PAO ARCILLA 22 NLGI 3 Grasa dinamicamente ligera para aplicaciones de alta velocidad y baja temperatura. Espesante especial resistente a la elevada temperatura. MOBILTEMP SHC 32 MIN+PAO ARCILLA 32 NLGI 1/2 Grasa dinamicamente ligera para aplicaciones de alta velocidad y baja temperatura. Espesante especial resistente a la elevada temperatura. MOBILTEMP SHC 100 PAO ARCILLA 100 NLGI 2 Grasa especial con espesante resistente a la elevada temperatura para la lubricación de rodamientos de motores electricos y ventiladores MOBILTEMP SHC 100 SPECIAL PAO ARCILLA 100 NLGI 2 Grasa especial con espesante resistente a la elevada temperatura y lubricante solido de emergencia para la lubricación de rodamientos de motores electricos y ventiladores MOBILTEMP SHC 460 SPECIAL PAO ARCILLA 460 NLGI 1 Grasa especial con espesante resistente a elevadas temperaturas y aditivos solido de emergencia para la lubricacion de rodamientos sometidos a condiciones ambientes agresivas (agua y vapor). 80 Reliability Systems Aplicaciones CONTENIDO A plic aciones - Rodamientos - Productos Productos SKF 81 Reliability Systems Gerenciamientos de lA Lubricación Reliability Systems Gerenciamiento CONTENIDO G erencia miento Total de l a L ubric aci ó n Gerenciamiento total de la lubricacion Objetivo del gerenciamiento Lograr ahorros específicos para nuestros clientes mediante la correcta práctica de la lubricación. ¿Qué es el gerenciamiento? • Estudio, selección, manejo, control y aplicación de los lubricantes con recursos y mano de obra entrenada y provista por SKF. • Abastecimiento total de productos con la línea completa de Lubricantes • Este servicio esta dividido en módulos para poder adaptarnos a sus necesidades específicas. ¿Cómo ahorrar? • Utilización adecuada de los lubricantes mediante la selección y aplicación del mismo _ Producto (Herramienta + Lubricante) – Frecuencia – Cantidad. • Seguimiento predictivo con análisis de laboratorio para optimizar el cambio del lubricante. • Manejo eficiente de stocks. • Personal calificado con los recursos más modernos para la realización de las tareas (LUBE – IT, MAPRO) • Experiencia comprobada en este tipo de trabajos. 82 Reliability Systems Gerenciamiento CONTENIDO G erencia miento Total de l a L ubric aci ó n MODULOS DE TRABAJO Módulo I: Relevamiento • Relevamiento de TODOS los puntos de lubricación de la planta. • Estudio y recomendación de los lubricantes más adecuados para cada caso, detallando Punto de Aplicación, Nombre del producto, Frecuencia de cambio y Observaciones. • Opcional: Tipo de lubricante (solo para industrias alimenticias). • Se trabajará con la línea de lubricantes que el cliente solicite (siempre que sea técnicamente posible). Modelo de Relevamiento 83 Reliability Systems Gerenciamiento CONTENIDO G erencia miento Total de l a L ubric aci ó n Módulo II: Software • Manejo de toda la información recolectada a través de un software de mantenimiento. • SKF Lube IT para determinar las rutas de lubricación y medir consumos. • Instalación del programa y puesta en marcha. • Mantenimiento y control del funcionamiento del software con la metodología de abono mensual. • Opcional: Provisión de PC para el manejo exclusivo del programa. Módulo III: Identificacion • Identificación de todos los puntos de lubricación con stickers autoadhesivos. • Esta identificación tendrá colores y símbolos que se corresponden a un lubricante determinado. • Opcional: Etiqueta con código de barras. • Principalmente aplicable a Industrias Alimenticias donde se requiere relevamiento según normas HACCP. Modelo de identificación 84 Reliability Systems Gerenciamiento CONTENIDO G erencia miento Total de l a L ubric aci ó n Módulo IV: Analisis predictivo • Análisis físico - químico de lubricantes. • Incluye todos los análisis necesarios para determinar el estado de un lubricante. • Interpretación de los resultados obtenidos. • Personal capacitado para la toma de muestras en planta. • Optativo . • Programa de seguimiento de toma de muestras. Módulo V: Filtrado y retiro de residuos • Filtrado de aceites en planta con equipos adecuados y personal capacitado. • Análisis del aceite para determinar la calidad del filtrado. • Retiro de lubricantes usados avalado por las normativas legales vigentes. Módulo VI: Lubricacion • Tareas de lubricación en planta con personal capacitado (renovación y reposición). • Optativo servicio de Emergencia para cubrir los accidentes que pudieran ocurrir. • Utilización de equipos de lubricación de última tecnología (SKF - MAPRO). Módulo VII: Abastecimiento integral de lubricantes (TFO) • Análisis de los lubricantes utilizados de acuerdo al tipo y punto de aplicación. • Evaluación de la recomendaciones del fabricante. • Recomendación del lubricante Mobil más adecuado. • Se podrían utilizar marcas optativas si fuese necesario. • Manejo del stock y puntos de pedido. 85 Reliability Systems Gerenciamiento CONTENIDO G erencia miento Total de l a L ubric aci ó n Módulo VIII: Capacitacion en planta • Cursos específicos por tipo de empresa. • Carga horaria y temario acorde al personal que será capacitado. • Material multimedia de última tecnología. • Material informativo para realizar el seguimiento del curso. • Evaluación y Aprobación del curso. ¿Porqué con ? • Se trata de una de las corporaciones petroleras más grande del mundo. • La marca Mobil es reconocida a nivel mundial por su nivel de calidad y performance de sus productos. • Los lubricantes Mobil son recomendados por los principales fabricantes de máquinas del mundo (OEMs). • Gran cantidad de productos a precios muy competitivos y aptos para abarcar todo el campo de aplicación en la industria. 86 Reliability Systems
