Método de Ponderación Numérica de estado tribológico de aceites lubricantesEsteban Lantos – Ingeniero Químico, Tribólogo - Laboratorio Lantos –
[email protected] Damián Rodríguez Olaiz – Ingeniero de Lubricación – Mobil –
[email protected] Sergei Sidorenko - Ingeniero de Turbomaquinarias – PAE –
[email protected] Abstract Hoy en día, cuando el Mantenimiento por Condición vuelve ser una practica común, aparece la necesidad de cuantificar los distintos parámetros de las máquinas para poder automatizar el proceso de toma de decisiones de mantenimiento. Este trabajo es una aproximación al problema y los autores invitan a los especialistas en materia de lubricación, ingenieros, técnicos, etc. a participar en el desarrollo del método, para mejorar su aplicación en la industria. Desarrollo Se propone el método bien conocido de ponderación de variables, como la base de evaluación numérica de estado tribológico de máquinas y aceites utilizados en ellas. Además, todos los Parámetros de aceite, determinados por un análisis de laboratorio, se evalúan en escala de 0 a 1. Este Método de evaluación permite: Unificar el criterio de evaluación e interpretación de los resultados de análisis, Permitir que el análisis sea entendible no solo para los especialistas, sino para el resto del equipo de Operación y Mantenimiento, Integrar la información de estado de aceite a los Sistemas de Monitoreo de Condición, que lo pueden usar en su base de datos para toma de decisiones automatizadas, El “Mapa de Aceite” desarrollado con este Método facilita la visualización de los “Problemas” y mecanismos de degradación, que experimenta la carga lubricante, Determinar el “Peso” relativo de cada componente evaluado como parte de un Sistema, y finalmente el estado de “Salud” de un aceite, en función del estado de sus componentes. - - Cada Parámetro (Variable) representa alguna o varias propiedades del aceite, como por ejemplo, Viscosidad, TAN, Contenido de Agua, etc. Para determinar el peso relativo de cada Parámetro se usa el Método de Priorización de Variables, desarrollado en base de una matriz, que permite obtener el “Peso” ó Coeficiente de Ponderación (CP) de cada componente. La suma de los CP de un aceite (como un Sistema) es igual a 1. Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 1de 33 En función del estado de cada Parámetro, a través de las Curvas de Evaluación, se obtiene el Valor de Condición de Parámetro o VCP. Los valores de VCP pueden variar entre 0 y 1, siendo 0 – el valor que adquiere el Parámetro, cuando llega a su límite condenatorio y 1 – el valor, correspondiente al Parámetro en estado de aceite nuevo. La sumatoria de los VCP ponderados denominada como el Valor de Condición del Sistema o VCS seria el valor numérico del Estado del Sistema (aceite). Este valor también varía entre 0 y 1: VCS = ∑ VCPI × CPI I =1 N (1) Siendo: N- numero de variables en consideración, VCPI – Valor de Condición de Parámetro “I”, por ej TAN CPI – Coeficiente de Ponderación del Parámetro. Algunos Parámetros pueden ser compuestos de varios Subparámetros y ser evaluados por dos o más variables. Estos Subparámetros también se ponderan dentro de su Parámetro a través de sus respectivos Factores de Peso o FP´s. La suma de Factores de Peso de Subparámetros dentro de cada Parámetro también es igual a 1. Entonces la formula del Valor de Condición de un Parámetro compuesto, ponderando las condiciones de Subparámetros será: VCP = ∑ VCSPJ × FPJ J =1 K (2) Siendo: K- numero de Subparámetros en consideración, VCSPJ – Valor de Condición de Subarámetro “J”, por ej. Tendencia de TAN, FPJ – Factor de Peso del Subparámetro. El Valor de Condición de cada Subarámetro también varía entre 0 y 1. De esta manera todos los componentes evaluados de aceite (Parámetros y Subparámetros), así como el valor final de estado, pueden variar en un rango de 0 a 1, que permite su instantánea evaluación e interpretación por el Operador, personal de mantenimiento y por los Sistemas de Monitoreo de Condición automáticos. Además el estado de aceites de distintos modelos de máquinas y hasta con distintos tipos de aceite se puede comparar entre si, para hacer una lista de prioridad para el mantenimiento correctivo Para evaluación mas rápida todavía, se propone agrupar los resultados (tanto de Parámetros, Subparámetros o del Sistema) en cinco Categorías de Estado (Niveles de Alerta), que facilitan la toma de decisiones y ayudan a formular las recomendaciones particulares. Se propone la siguiente matriz de evaluación, tanto para Parámetros y Subparámetros, como también para el Sistema entero. Los valores de borde para cada Nivel de Alerta son orientativos y pueden variar según criterio del usuario: Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 2de 33 Tabla N° 1 Nivel de Alerta 0 Condición del Sistema (VCS), Parámetro, (VCP), o Subparámetro (VCP(S)) > 0.8 Código Muy bueno Bueno Acción Requerida El Parámetro (ó Sistema) se encuentra en óptimas condiciones. Existen ciertos desvíos no críticos, que presentan riesgo para la máquina. El Parámetro cumple con sus funciones satisfactoriamente Se requiere la acción correctiva en puntos de desvió. El estado de aceite comienza perjudicar a la máquina. El aceite puede continuar en servicio bajo un estricto régimen de monitoreo. De acuerdo a los resultados de próximos análisis, reevaluar el reemplazo del lubricante en el próximo mantenimiento programado. Se requiere acción correctiva sobre el aceite. La máquina puede continuar en marcha bajo las restricciones y un monitoreo más estricto por un tiempo restringido. Se requiere un paro inmediato del equipo para el cambio de aceite. 1 > 0.6 / < 0.8 2 > 0.4 / < 0.6 Regular 3 > 0.2 / < 0.4 Alerta 4 Nota: < 0.2 Peligro En el caso de que alguno de los Parámetros o Subparámetros evaluados (VCP o VCSP) tengan el nivel de alerta 3 o 4, la situación debe ser evaluada por un especialista sin tener en cuenta el Valor final de Condición (VCS). Determinación de Parámetros de Evaluación La cantidad de Parámetros puede ser cualquiera y depende solamente del grado de profundidad que se requiere para la evaluación. El trabajo de determinación de los Parámetros de evaluación y carga de la Matriz puede ser desarrollado por un grupo de especialistas, conocedores de la máquina, procesos de lubricación y tribología. Para las máquinas críticas es importante hacer una evaluación más profunda, utilizando mayor cantidad de Parámetros. Todo el proceso se puede dividir en 4 pasos principales: Paso 1. Definición de variables (Parámetros) significativas, que luego de ser evaluados y ponderados, nos presentarán el cuadro de estado de aceite y de la máquina. Las variables no deben ser ni redundantes, ni repetitivas A continuación se propone como un ejemplo la Lista de Variables a considerar: 1. Viscosidad cinemática, cSt, (Valor Absoluto ASTM D445 e Índice de Viscosidad, ASTM 2270), 2. Total Acid Number (TAN), mg KOH, ASTM D664 (Valor Absoluto y Tendencia (variación entre dos últimas muestras), Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 3de 33 ISO 4406. 10.Demulsibilidad ASTM D 1401. donde Y – el eje vertical y X – el eje horizontal). ASTM D6595 (Aditivos). Código de Conteo de Partículas. La puntuación se determina según siguiente escala: 0 = No influye. determinados en el Paso 1. ASTM D892 (Secuencia II). son para un ejemplo. Colorimetría MPC. entre otros. Rangos de tamaños >4 / >6 / >10 / >14 / >21 / > 38 / y >70 Nota: Para algunas aplicaciones especiales pueden ser usados. ver Tabla N°2 Nota: Los valores presentados abajo. en función de su relación e influencia mutua sobre las demás variables elegidas.3. Formación de Espuma. donde N – es el número de variables en consideración. y no necesariamente representan alguna marca específica de aceite. FTIR (Oxidación. la Matriz tendrá el siguiente aspecto: Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 4de 33 . 4. Espectroscopia de Emisión Atómica. 7.Test de Eliminación de Aire AEG KANIS N° 58A/3. 1 = Influye poco. . Espectroscopia EAA. Paso 3. 8. 2 = Influye mucho. ASTM D6595 (Desgaste). los siguientes Parámetros de aceite: . Nitración. ASTM D6595 (Contaminantes). EAA. 9. Construcción de la Matriz de Priorización de Variables N x N. ASTM D95. Espectroscopia de Infrarrojos. . Nota: Para una mayor precisión se puede usar escalas de puntuación 0 a 5 ó 0 a 10. Sulfatación. 5. Contenido de Agua. Definir la puntuación de cada Variable Y --> X (Y influye en X. 6. Hollín).El cambio de Color Estabilizado después de Corrosión al Cobre ASTM D 130. Paso 2. Entonces evaluando las influencias mutuas de los Parámetros. etc. La sumatoria de cada Parámetro en X significa su Influencia y en Y – su Dependencia sobre los demás parámetros de la matriz. Espectroscopia EAA. Determinar los Coeficientes de Ponderación o CP de cada Parámetro CP( P ) = Siendo: I (P) ∑I I =1 N (3) ( P) I(P) . Holl) Colorimetria MPC Espectrom. Sulf.0842 0.0737 0.1263 0.1368 0. ej. P. Conatmin Espuma Contenido de agua Cod ISO 4406 Dependencia 8 10 11 11 9 15 10 10 1 10 Influencia 8 6 9 8 12 7 12 12 13 8 95 Cálculo 8/95 6/95 9/95 8/95 12/95 7/95 12/95 12/95 13/95 8/95 CP 0.1263 0. Paso 4.1368 0. Nitr. Desgaste Espectrom.0947 0. Desgaste Espectrom.1263 0.Valor de Influencia del Parámetro.0000 Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 5de 33 .1263 0.La sumatoria de las Influencias (para n/ ejemplo = 95) Los valores y cálculos están agrupados en la Tabla N° 3 Tabla N° 3 # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Parámetro Viscosidad TAN FTIR (Oxid.0947 0. Aditivos Espectrom.0000 Notas: 1. ∑I I =1 N ( P) .0632 0. Conatmin Espuma Contenido de agua Cod ISO 4406 Y Dependencia 1 1 1 1 0 1 2 1 0 8 1 1 2 1 2 1 1 1 10 1 2 1 1 2 2 1 11 1 1 1 2 1 1 11 1 1 2 2 1 9 2 2 2 2 15 1 1 2 10 2 0 10 0 1 10 1 2 0 3 0 1 4 1 1 2 5 1 0 1 0 6 2 1 1 1 2 7 1 1 1 1 1 1 8 2 1 1 1 2 0 1 9 0 0 0 0 0 0 1 0 10 1 0 1 2 1 2 2 0 1 X Influencia 8 6 9 8 12 7 12 12 13 8 95 CP 0. Nitr.0842 0. Sulf. el contenido de agua influye poco (Puntuación = 1) sobre el TAN en concentraciones moderadas (hasta 1000 ppm).Tabla N° 2 # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Parámetro Viscosidad TAN FTIR (Oxid. Aditivos Espectrom.1263 0.0842 1.0737 0.0842 0. La influencia de unos Parámetros sobre otros se considera para condiciones de concentración moderada o desvío moderado ±10%. Holl) Colorimetria MPC Espectrom.0842 1.0842 0.1263 0.0632 0. Para su confección se debe conocer los límites condenatorios para cada Parámetro de aceite. De esta forma se puede anticipar una acción correctiva para revertir la situación actual. como los valores limite (y por ende las Curvas de Evaluación). los valores limite para las Curvas de Evaluación de los Parámetros serán iguales a los condenatorios. como un ejemplo para la explicación del Método. suministran información referente a los límites condenatorios para cada Parámetro de aceite. sea una propiedad física o química del lubricante. usar las recomendaciones del Fabricante de la máquina y criterios descriptos anteriormente. Por otro lado. ej. donde el Valor de Condición de Parámetro es igual a 0. pueden variar dependiendo del objetivo que tiene el usuario. Curvas de Evaluación de los Parámetros Cada Parámetro (variable). esta Matriz de Evaluación puede variar en función de los Parámetros que esta monitoreando el usuario. Si se pretende extender lo máximo posible la vida útil del lubricante. Aunque las distintas propiedades del aceite se comportan a menudo de manera muy compleja. antes de llegar a la situación de riesgo. elegidos en el Paso 1. puede ser evaluada a través de su Curva de Evaluación. Aditivos y Contaminantes son factores de mayor influencia sobre el estado de aceite. Si se trata de un sistema de preaviso. TAN y Oxidación (determinada por FTIR) son altamente dependientes de otros factores. por lo general. se le asigna valores con un cierto margen de seguridad con respecto a sus limites condenatorios. aceites sintéticos). Tanto la lista de Parámetros. En cambio los Parámetros como Contenido de elementos de Desgaste. En la Tabla N° 4 se presenta la lista de los Parámetros de evaluación. Los fabricantes de máquinas. en una escala de 0 a 1. construida con el mejor criterio de conocimiento de esta variable. Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 6de 33 . Para otros casos específicos.En este ejemplo se puede observar que los Parámetros como el Contenido de Agua. si se usan aceites de alta gama (como por. al límite. el reemplazo del lubricante puede tener un impacto económico considerable. que puede constituir la base para la construcción de las Curvas de Evaluación. el estado de cada uno de los parámetros se puede representar simplificadamente con una curva lineal. como es de costumbre en los Sistemas de Monitoreo de Condición contemporáneos. Tabla N° 4 Limite VCP = 1 V aceite nuevo 110 0. V IV TANabs TAN Δ * FTIR Oxid FTIR Nitr FTIR Sulf FTIR Holl MPC AdP AdZn AdCa DesAbsCu DesAbsSn DesAbsPb DesAbsFe Des Δ Cu Des Δ Sn Des Δ Pb Des Δ Fe ConNa Unidad cSt s/u mg KOH Comentario ASTM D445 ASTM D2270 Se elige el valor min de PCV entre TANabs y TANΔ 1 Viscosidad Indice de Viscosidad Absoluto Tendencia Oxidación 2 TAN FTIR 3 Nitración Sulfatación Hollin abs / 0..6 0.4 N° p/o Parametro Subparametro Viscosidad Abrev.12 Espectrometria FTIR 4 Colorimetria MPC Espectroscopia Espectrosco Desgaste.1 0 Limite VCP = 0 -10% ó +10% 90 0. Secuencia II 8 Formación Espuma Estabilidad Tiempo Estabilización 9 Contenido de Agua Conteo Particulas ISO 4406 > 4 μm > 6 μm >14 μm >21 μm >38 μm >70 μm 10 NP numero entero 20 10 5 3 Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 7de 33 . 7 ppm ConSi Es (Ten) Es (Est) Es (TE) H2O vol vol seg ppmw 0 8 Espectroscopia EAA ASTM D6595 50 0 30 0 320 80 300 20 120 1500 1300 320 80 40 20 10 Conteo Particulas s/Codigo ISO 4406 1999 ASTM D95 ASTM D892. Tendencia.* 0 2 Espectroscopia EAA ASTM D6595 Se elige el valor min de PCV entre el Valor Absoluto y el de Tendencia Espectrosc Contamin.1 mm 0 0. Absoluto pia Aditivos N/A P Zn Ca Cu Sn Pb Fe [ΔCu] [ΔSn] [ΔPb] [ΔFe] Na Si Tendencia s/u 10 20 60 0 0 Test de Membrana MPC Espectroscopia EAA ASTM D6595 5 ppm 4 0 4 6 ppm Espectroscopia Desg. 2 0.4 Es decir que al Subparámetro Viscosidad (en este ejemplo) se le asigna un mayor peso dentro del Parámetro que al Índice de Viscosidad. Viscosidad El Parámetro Viscosidad se puede subdividir en dos Subparámetros: La Viscosidad propiamente dicha. cuentan con más que una variable o Subparámetro. Nota: Hay que tener en cuenta que algunos parámetros críticos. el grafico tendrá el siguiente aspecto (en este ejemplo la Viscosidad inicial del aceite es de 32 cSt): VCSP 1.1 0.3 0.8 0. al llegar estos a sus limites condenatorios. por si solos pueden inhabilitar la continuidad del uso del lubricante en la máquina.Nota: * . con intervalo entre análisis no menor a 500 hs.9 0. presentados en la Tabla N° 4.6836 Y = 1 − 100 × (1 − Vx 2 ) V0 28 29 30 31 32 33 34 35 cSt 36 Fig.4 0. 1 Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 8de 33 .0 0. dentro de sus respectivos Parámetros. sin importar el valor de Condición VCS final. VCPV = VCSPV × FPV + VCSPIV × FPIV Siendo: ( 4. El Valor de Condición de Viscosidad puede ser determinado por la formula (2).0 Viscosidad 0. como el FTIR.1 ) VCSPV y VCSPIV – Valores de Condición de Subparámetros de Viscosidad e Índice de Viscosidad respectivamente. Para el Subparámetro Viscosidad se propone una curva parabólica de evaluación. Se puede observar que algunos Parámetros compuestos. En este documento también se describe la forma de ponderación de los Subparámetros. Descripción de las Variables. Para los valores límite de VCSPV. mencionados anteriormente. con Factor de Peso FPIV = 0.6 0. usando los Factores de Peso. 1.7 0.6 El Índice de Viscosidad. como TAN o Viscosidad. con Factor de Peso FPV = 0.5 0.se refiere a una variación del valor por 1000 hs de servicio. Por ejemplo.3 ) Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 9de 33 . Cuando la viscosidad disminuye debido a la dilución de algún contaminante.2 0. llegando a 0. También se puede usar las relaciones lineales simétricas o asimétricas. cuando VX = V0 (aceite nuevo). V0 .La formula para el Parámetro de Condición de la Variable: VCSPV = 1 − 100 × (1 − Siendo: Vx 2 ) V0 ( 4. como por ejemplo. en motores de combustión interna. el VCSP no cambia mucho. De acuerdo a la curva parabólica descripta. Los valores condenatorios de VCP pueden ser p. Fig.0 13 14 Viscosidad 15 cSt 16 Fig. cuando la viscosidad alcanza valores 0. cSt. como puede ocurrir con el líquido refrigerante o combustible en los motores. 2 Para el segundo Subparámetro. de acuerdo al siguiente grafico asimétrico. 2. ver Fig. o Índice de Viscosidad se propone una Curva de Evaluación lineal.8 0. o sea ±10%.0 0.4 0. ( 4.5%.5 Siendo: IV – Índice de Viscosidad obtenido de análisis. y VCSP = 0 cuando Vx 0.6 0. Con límites: VCSP = 1.1 V0.9 V0 o 1.9 V0 o 1. etc.Viscosidad de aceite nuevo. cSt. ej: V0 +10% / .2 ) Vx – Viscosidad obtenida de análisis en cuestión. 3 con formula: VCSPIV = 0. dependiendo de la aplicación del aceite.05 × IV − 4.2: VCSP 1. polimerización. el valor de VCSP comienza decrecer rápidamente. en cualquiera de los dos sentidos. esto representa un mayor peligro para la máquina que el aumento de la viscosidad por oxidación. Fig. mientras la Viscosidad del aceite se mantiene cerca de su valor inicial.1 V0. A medida que la Viscosidad comienza alejarse del valor inicial. 3: VCSP Indice Viscosidad 1 0.6836 × 0. Solución: Primero determinemos el Valor de Condición para el Subparámetro Viscosidad.2 2 ) = 0. Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 10de 33 .05 × 97 − 4.6836 32 Y para el Subparámetro de Índice de Viscosidad. usando la formula (4.4 0.35 × 0. Usando la formula (4. con un Índice de Viscosidad de 97. 3 Ejemplo: Determinar el valor VCP para el Parámetro de Viscosidad de un aceite grado VG 32 (32 cSt). 110. siendo el valor determinado por el último análisis de 30.2 cSt.35 Ahora podemos determinar el Valor de Condición del Parámetro de Viscosidad.5502 Comentario: La condición de Viscosidad como Parámetro de aceite es Regular. tiene valores medios.5 0. se obtendrá: VCSPIV = 0.Con condiciones limite (como un ejemplo): VCSPIV = 0. El Grafico de Evaluación de Índice de Viscosidad.1): VCPV = 0.2 IV 0 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110 Fig. cuando el IV VCSPIV = 1.2).3).05x .6 + 0. se obtendrá: VCSPV = 1 − 100 × (1 − 30. aceptables para el servicio. siendo el Índice de Viscosidad el mas comprometido. (puntaje 55/100). cuando el IV 90.4. Fig. usando la formula (4.6 0.4 = 0.8 y = 0.5 = 0. cuando TANabs VCSP 1 0. el Parámetro TAN también se subdivide en dos Subparámetros: . TAN ABS y = -2x + 1. al ser calculados.Valor normalizado de variación de TAN en 1000 hs de servicio (tendencia).2 0 0.6 Fig. se propone una Curva de Evaluación. con límites: VCSPTANΔ = 1.4 0. sino también la tendencia de evolución del Parámetro: VCPTAN = MIN ( VCSPTANabs. [ TANΔ ]. 5. 4.4.Valor absoluto.6 ( 5. . VCSPTANΔ = 0. 0.1 ) 0. Total Acid Number (TAN) Como se puede observar en la Tabla N° 4. A diferencia de la Viscosidad.2 ) Para el Subparámetro de variación de TANΔ. TANabs. cuando variación de TANΔ en 1000 hs es +0.5 TANabs 0. 11de 33 Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes s b a N A T .2 0.2. estos Subparámetros no se ponderan entre si.1 (mg KOH).dato de análisis. o valor actual.4 0. Fig. cuando TANabs VCSPTANabs = 0. se propone una Curva de Evaluación.8 0. se elije el que tiene menor valor numérico.2 0. VCSPTANΔ ) Siendo: VCSPTANabs – Valor de Condición de Subparámetro TANabs. VCSPTANΔ − Valor de Condición de Subparámetro [ TANΔ ] Para el Subparámetro absoluto TANabs. cuando variación de TANΔ en 1000 hs es igual a 0. .2 − 2 × TANabs ( 5. con siguientes límites: VCSPTANabs = 1.6 (mg KOH).1 0. Fig. Esto tiene sentido si se requiere determinar no solamente el estado actual. 4 La formula para el VCSP de TAN absoluto: VCSP = 1.3 0. sino. Solución: Usando la formula ( 5.. se usará la formula de normalización de valor TANΔ: (TAN x − TAN x−1 ) × 1000 ⎤ [ TANΔ ]. si el periodo entre análisis no es demasiado pequeño.1 0.5x + 1 0.2 ).28.5 × [ TANΔ ] ( 5. 5 La formula para el VCP de variación de TAN: VCSP Δ = 1 − 2.6 0. Esto se debe tener en cuenta en todos los Parámetros donde se valoriza la Tendencia.4 Fig. Se recomienda períodos mayores a 500 hs. y ΔTa – Intervalo entre análisis (en horas de operación). ver Fig. el penúltimo = 0.2 − 2 × 0. y mayor a 500 hs. ya que el resultado de análisis del Laboratorio contiene un porcentaje de dispersión (error) y normalizar este valor sobre la base de tiempo pequeño puede maximizar el error de cálculo (ver siguiente ejemplo). = ABS ⎡ ⎢ ⎥ ⎣ ΔTa ⎦ Siendo: TAN(X) y TAN(X-1) – Valores de TAN en mg KOH de último y penúltimo análisis.2 0.Nota: Se recomienda usar este Subparámetro de evaluación.4 0.14 (mg KOH) y el intervalo entre los análisis de 720 hs.28 = 0.2 0 0 0.64 12de 33 Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes s b a N A T . obtendremos el Valor de Condición actual del Subparámetro TANabs.3 ) El valor de [TANΔ] (normalizado) se refiere a un intervalo de 1000 hs de servicio. Ejemplo: Determinar el valor VCP para el Parámetro TAN. VCSP TAN TENDENCIA 1 0.8 0. Si el intervalo entre los análisis es diferente a 1000 hs. 4: N A T ( 5. siendo el valor arrojado por el último análisis = 0.3 TANΔ y = -2.4 ) VCSP = 1. el valor normalizado de TANΔ sería igual a 0.64.28 − 0.14) × 1000 ⎤ = 0. 5: VCSP Nota: Δ = 1 − 2. Hollín.4 y por ende el VCSPTANΔ =0.5150 Comentario: La condición de aceite por TAN es regular (puntaje ~ 52/100). Viscosidad entre otros) 3. VCSPTANΔ = 0.194 = 0.194 [ TANΔ ]. Pero antes hay que normalizar el subparámetro TANΔ. Nota: Es recomendable usar este tipo de evaluación (Valor Absoluto y Tendencia) para los Parámetros que tienen las curvas de su evolución en el tiempo. ver Fig.4) obtendremos: (0. Espectroscopia FTIR La Espectroscopia FTIR permite determinar las siguientes propiedades del lubricante: Oxidación. Oxidación FTIR.5 × 0. volviendo al ejemplo: VCSPTANabs = 0.1)): VCPTAN = MIN (0.64. obteniendo el resultado (formula (5. Nitración. Normalizando el valor de TANΔ (Formula 5. Sulfatación. El valor de Condición de Subparámetro de variación de TAN es menor. = ABS ⎡ ⎢ ⎥ ⎣ 720 ⎦ Y el Valor de Condición de Tendencia de TAN.5150. es decir que la tendencia de variación de TAN presenta mayor riesgo de degradación para el aceite que su valor absoluto.3 ) determinemos el valor de condición de tendencia de TAN.Luego. que nos puede llevar a una conclusión errónea sobre la Tendencia real del Parámetro.5150) = 0. con aumento de pendiente al final de su vida (TAN. con la formula ( 5. 0.5150 Si por ejemplo el espacio entre análisis fuera igual o menor a 350 hs. pues este se refiere a 1000 hs de servicio. Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes N A T 13de 33 . Entonces. mientras los análisis fueron tomados con intervalo de 720 hs. 1 mm.1 mm.3333 x 0.1mm).1 FP para FTIRSulf = 0.07 = 0. Para ello.5833 Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 14de 33 Oxidación = 0.05 = 0.05 abs/0. se propone la siguiente distribución de peso: FP para FTIROxid = 0. primero hay que determinar los Valores individuales de Condición de cada Subparámetro por separado. con límites: . Ejemplo: Determinar el valor VCP para el Parámetro FTIR.3333 x FTIRJ Siendo: FTIRJ .04 abs/0.1 mm. .8. Hollín = 0.1 mm.4167 VCSPFTIRNitr = 1.04 abs/0. . Sulfatación = 0. que pondera los Subparámetros de este Parámetro.1 FP para FTIRHoll = 0. siendo los valores arrojados por el último análisis: Solución: Usando la formula ( 2 ).12 (abs/0.7 FP para FTIRNitr = 0. cuando FTIRJ = 0 (abs/0. obtendremos el valor de condición actual del Parámetro. Ahora se deberá asignar los Coeficientes de Peso para cada Subparámetro.1 mm.VCSPFTIRJ = 1. Para este ejemplo. cuando FTIRJ = 0.8. usando la formula (6): VCSPFTIROxid = 1.Valor de análisis del Subparámetro en abs/0. aceite de una turbina a gas.8. se propone usar una curva de evaluación del tipo lineal.3333 x 0.VCSPFTIRJ = 0.Para los cuatro Subparámetros mencionados arriba.1mm).07 abs/0. Nitración = 0. Y la Formula para Condición de Subparámetros: VCSPFTIRJ = 1.1 (6) La Condición del Aceite por FTIR se determina por la formula ( 2 ). 1 + 0. cuando el valor de MPC VCPMPC = 0.7 + 0.02 x MPC VCP 1 0.2 – 0. 60.6 y = -0..8. cuando el valor de MPC Y la Formula: VCPMPC = 1.6667 VCSPFTIRHoll = 1.2 0 10 20 30 40 50 MPC 60 COLORIMETRIA MPC 10. con siguientes límites: VCPMPC = 1. 4. Solución: Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 15de 33 .1 + 0. Colorimetría MPC (Membrane Patch Colorimetry) Aunque este Parámetro es relativamente nuevo y todavía se encuentra en vías de estandarización por ASTM.8.8 0.04 = 0. que facilita el monitoreo de tendencias si se practica una purificación del aceite.6667 × 0.4833 Comentario: Los propiedades de aceite ya muestran los signos de envejecimiento. siendo el valor de oxidación es el mas comprometido.3333 x 0.6667 Ahora podemos determinar el Valor de Condición de aceite por FTIR usando los Factores de Peso de cada Subparámetro mencionados arriba y la formula (2): VCPFTIR = 0. Para este parámetro se propone la Curva de Evaluación.6667 × 0.4167 × 0. (7) Fig.5833 × 0.02x + 1. Su sencilla metodología permite hacer análisis de campo. este Parámetro puede brindar información valiosa sobre la formación de lacas y barnices en la carga de aceite. Estado general .04 = 0.2 0.4 0.1 = 0. 6.3333 x 0. 6 Ejemplo: Determinar el valor VCP para el Parámetro MPC. si el último análisis determino el valor de MPC = 39. Fig.Regular.VCSPFTIRSulfr = 1. los valores límite son: VCSPAdZn/Ca = 1.2 – 0. que posee aditivos de extrema presión en base de Fósforo (P). con agregado de Zinc (Zn) y Calcio (Ca). VCSPAdZn/Ca = 0. Espectroscopia de Emisión Atómica de Aditivos Permite determinar el contenido de elementos que componen los aditivos del aceite.1 Para el contenido de Zn y Ca. VCSPAdP = 0.05 × Ad P ADITIVOS P ( 8.42 Comentario: La condición del aceite determinada por el test de MPC es regular. los valores límite son los siguientes: VCSPAdP = 1. cuando el contenido de P 20 ppm. 5.8 0. Y una Curva de Evaluación lineal (Fig. En este ejemplo se usará los valores pertenecientes a un aceite ISO VG 32. 7. 7. Para el contenido de P en este ejemplo.05x 0. La Curva de Evaluación lineal (Fig. Es necesario programar la purificación del aceite a corto plazo. obtendremos el valor de condición actual del Parámetro: VCPMPC = 1.2 0 0 5 10 15 ppm 20 Fig.4 0. cuando el contenido de P = 0. (puntaje 42/100).1 ) P d A 0.1) con formula: VCSP VCSP 1 = 0. cuando el contenido de elemento = 0.Usando la formula ( 7 ). 7.02 x 39 = 0.2) Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 16de 33 . se encuentra cercano al límite de Código de Alerta Nivel 3 (ver Tabla N° 1). cuando el contenido de elemento 4 ppm.6 y = 0. obtendremos el Valor de Condición actual del Parámetro. usando los siguientes Factores de Peso: Ejemplo: Determinar el valor VCP para el Parámetro Aditivos.2 con formula: VCSP = 0.4 + 0. 7. FP para Ad P = 0.VCSP ADITIVOS Zn/Ca 1 0.3 VCSP VCSP = 0.25x 4 Fig.25 × 2 = 0.2 0 0 1 2 3 ppm y = 0.3 = 0.05 × 16 = 0.25 × AdZn / Ca ( 8.4 0.8 = 0.2 ) El Valor de Condición de Parámetro Aditivos se determina por la formula (2).5 a C / n Z d A VCSP Ahora podemos determinar el Parámetro de Condición de Aditivos. Para ello.8 0.25 × 0 = 0 a C d A Comentario: Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 17de 33 .5 × 0.4 FP para Ad Zn/Ca = 0.3 + 0 × 0. usando los Factores de Peso de cada componente (Ver Tabla N° 4) VCP = 0.6 0. usando las formulas (8.1) y (8. siendo los valores arrojados por el último análisis: Contenido P: Contenido Zn: Contenido Ca: Solución: Usando la formula ( 2 ). primero determinaremos los valores individuales de condición de cada Subparámetro por separado.47 d A P d A n Z d A = 0.8 × 0.2): 16 ppm 2 ppm 0 ppm. La Curva de Evaluación tiene las siguientes propiedades (limites): VCSPDesAbs = 0. Sn o Pb.1. los valores en ppm de: . a pesar de estar relacionada directamente con el estado de la máquina (tasa de desgaste de componentes). la presencia de partículas de menor tamaño es un indicador efectivo de presencia de partículas de desgaste mayores. en ppm.Cu / Sn / Pb / Fe Se propone la manera de evaluación por dos parámetros: valor absoluto. tanto el grupo de materiales de desgaste. con agotamiento total del Calcio. 8. Para este ejemplo se consideran como elementos de desgaste. Espectroscopia de Emisión Atómica de Desgaste Permite determinar el contenido de metales de desgaste. cuando el contenido de elementos 4 ppm.Valor de contenido del elemento determinado por el análisis de laboratorio. 8. como el Cu. VCSPDesΔ ) ( 9.2: Entre los dos Subparámetros determinados independientemente se elige la condición peor.1 ) Para los Valores absolutos la formula de la Curva de Evaluación: VCSPDesAbs = 1 − 0. o sea la que tiene el menor valor de VCP: VCPDes = MIN (VCSPDesAbs .25 × Des( J abs ) Siendo: ( 9. Dependiendo del modelo de la máquina. Fig.Como podemos observar en este ejemplo. ya que no detecta partículas mayores a 8 micrones. como sus límites aceptables pueden variar. VCSPDesAbs = 1. cuando el contenido de elementos = 0. Aunque este análisis tiene sus limitaciones en lo que se refiere al tamaño de las partículas detectadas. Para el Valor de Tendencia: Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 18de 33 . particularidades de diseño y materiales usados para su construcción. tendencia normalizada (Incremento en 1000 hs) Para ambos Subparámetros las Curvas de Evaluación son lineales. Esta categoría.2 ) Des(J abs) . el desempeño del aceite en lo que se refiere a los Aditivos es regular (puntaje = 47/100). debe ser incluida a la evaluación. ya que ciertos metales de desgaste. actúan como catalizadores o aceleradores de la oxidación del lubricante. 1 ppm Fe = 3.3 . 8. VCSP Desgaste Abs Cu/Sn/Pb/Fe VCSP 1 Desgaste Incr.4 0.1 FP para DesPb/Sn/Fe = 0.8 0.2 0 0 1 2 3 ppm y = -0.3 ) [XJ-1 – XJ] – valores normalizados (para 1000 hs) de variación de contenido del elemento entre análisis. 8.4 ppm Sn = 1.2 Una vez determinados los VCSP de cada componente.4 ppm Pb = 1.4 0. el Valor de Condición del Parámetro (Aditivos) se determina por la fórmula (2). siendo los valores de contenido arrojados por el último análisis: Cu = 2. VCSPDesΔ = 1.VCSPDesΔ = 1 − 0. usando la formula (9.6 ppm Pb = 2.5 × [ X J −1 − X J Siendo: ] ( 9.7 ppm Sn = 0.4 ppm En el análisis anterior (720 hs de marcha antes) se obtuvo los siguientes valores: Cu = 1.8 0.2 0 4 y = -0. cuando el aumento es 2 ppm. Cu/Sn/Pb/Fe 1 0. cuando el aumento es = 0.0 ppm Determinemos la condición de cada Subparámetro.2) para valores absolutos: Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 19de 33 FP para DesCu = 0.25x + 1 0.2 ppm Fe = 2. usando los siguientes Factores de Peso: Ejemplo: Determinar el valor VCP para los elementos de Desgaste.1 Fig.5x + 1 0 1 ppm 2 Fig. Y valores limite: VCSPDesΔ = 0.6 0.6 0. 2500 = 0.9444 = 0.3750 0.3 0. el Valor de Condición de Desgaste: Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 20de 33 .1667 VCSPDesΔPb = 1 − 0.9722 1.0278 FP 0.25 × 1.4 − 2.5139 0.475 VCSPDesAbsFe = 1 − 0.6667 = 0.5 × [ ΔSn ] = 1 − 0.25 × Pb = 1 − 0.0278 Los resultados de evaluación de Subparámetros de Desgaste se presentan en Tabla N° 5 Tabla N° 5 Evaluación Subparámetro Subparámetro Desgaste Cu Desgaste Sn Desgaste Pb Desgaste Fe ppm Absoluto 2. ppm 720 [ 9.6667 ppm ΔSn ] = 720 (2.5139 VCSPDesΔSn = 1 − 0.3 Finalmente.6667 1.6000 0.VCSPDesAbsCu = 1 − 0.9444 VCSPΔ 0.9722 = 0.25 × 2.1 = 0.5 × 1.3750 VCSPDesΔFe = 1 − 0.2500 ppm ΔPb ] = 720 [ [ (9.5 × [ ΔFe ] = 1 − 0.4 − 1.1 = 0.5 × [ ΔPb ] = 1 − 0.1500 Tendencia (Δ/1000 hs) 0.6 VCSPDesAbsPb = 1 − 0.25 × 3.25 × 2.2) × 1000 = 1. primero hay que normalizar los parámetros. usando la formula VCSPDesΔCu = 1 − 0.1667 0.4 ] [ ΔCu ] = (2.1 3.2500 1.9722 ppm [ 720 (1.5 × 0.6 2.15 Para determinar la Condición de Tendencia. pues los mismos tienen diferencia de 720 horas entre análisis: [ Entonces: ΔDES J ] = ( DesX J −1 − DesX J ) × 1000 .6 = 0.4000 0.5 × 1.1667 0.0278 VCSP Parámetro (Min Abs-Δ) 0.1 0.5 × 1.3750 0.5 × [ ΔCu ] = 1 − 0.25 × Sn = 1 − 0.4750 0.4 = 1 − 0.0) × 1000 = 1.4000 0.7) × 1000 = 0.3 0.4 VCSPABS 0.9444 ppm 720 Ahora podemos determinar los valores para las Tendencias.4 VCSPDesAbsSn = 1 − 0.4 = 0.25 × 2.4) × 1000 = 1.6 − 0.4 1.1 − 1.25 × Cu = 1 − 0.3): ΔFe ] = (3. 375 × 0. este Parámetro está más relacionado con el estado de la máquina. .VCPDes = 0. 9: VCSP 1 Contaminantes Na / Si 0. elemento presente en el polvo de la tierra y en aire en ambientes marítimos. valor cercano al límite establecido (2 ppm). Al ingresar al sistema de lubricación suele acumularse con horas de servicio. actuando como un agente corrosivo. Y la formula: VCSPCon = 1 − 0. Espectroscopia de Emisión Atómica de Contaminantes Permite determinar el contenido de elementos pertenecientes al grupo de contaminantes. especialmente cuando este parámetro tiene un valor bajo. en lo que se refiere al desgaste.Si – Sílice.6 y = -0.4 0.2 0 0 2 4 6 ppm 8 Fig.125x + 1 0.9722 + 0. cuando el contenido del elemento 8 ppm.2108 Como hemos mencionado anteriormente.0278 × 0. el estado de la máquina. entrando a través de los sellos laberínticos a los alojamientos de los cojinetes y de ahí al tanque de aceite. VCSPConI = 1.3 + 0. Comentario: Como podemos observar en este ejemplo.1667 × 0. Para ambos elementos se propone una curva lineal con las siguientes características.94 ppm.Na – Sodio. Contamina el sistema de lubricación de la máquina con partículas abrasivas. No puede ser extraído mediante filtraciones. aunque también devela indirectamente problemas de lubricación. Fig. componentes de aleaciones tipo Babbitt usados para los cojinetes. y presencia de metales blancos (Pb y Sn).8 0. 9 VCSPConI = 0. es bastante grave (puntaje ~ 21/100) debido a una alta tasa de aumento (tendencia) de Hierro (Fe) – 1. A modo de ejemplo se usaron los siguientes elementos: .3 + 0.125 × Con J Siendo: ( 10 ) Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 21de 33 . cuando el contenido del elemento = 0.1 × 0. elemento presente en el polvo de tierra.3 = 0. Los Factores de Peso para ambos elementos se toman iguales a 0.4.Tendencia.7 VCSPConNa = 1 − 0.35 Comentario: El aceite se encuentra bastante contaminado.6 ppm Solución: Usando la formula (10) y los límites establecidos: VCSPConSi = 1 − 0. Formación de Espuma Este análisis determina la tendencia de formación de espuma y la propiedad de liberación de aire (decantación).6 = 0 Comentario: En el caso del Sodio.4 ppm Na = 8.Tiempo de estabilización. ya que esta temperatura de ensayo se considera la más cercana a las condiciones reales de operación del aceite en las máquinas térmicas.ConJ .5 °C). su contenido supera el valor de 8 ppm. FP = 0.Estabilidad.5 = 0.4 = 0.Valor en ppm de Contaminante (Si o Na).125 × 8.125 × 2. Ejemplo: Determinar el valor VCP para Contaminantes. o volumen de espuma luego de tiempo de decantación. Finalmente.4 . o volumen de espuma luego de soplado. siendo los valores determinados por el último análisis: Si = 2.5 + 0 x 0. el Valor de Parámetro Contaminación se determina por la formula (2).7x 0. FP = 0. Para este ejemplo se propone usar la Secuencia II del ensayo ASTM D892 (con temperatura de 93.5. FP = 0. por lo que VCSPConNa = 0 Ponderando los valores (formula (2)) obtendremos: VCPCon = 0.2 . asumido como el máximo admisible. Se evalúan los tres Subparámetros de la Secuencia II considerando los siguientes Factores de Peso: . Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 22de 33 . 10.2 0 0 5 10 15 20 Volumen decantación 10 min y = -0. En sistemas con grandes volúmenes de aceite se tolerará mayor volumen de espuma (tendencia) y en sistemas más compactos.05x + 1 Fig.2 − 0.8 0.2 150 200 250 Vol 300 Fig.004x + 1.6 0. 10. cuando Esp(Est) = 0 ml. cuando Esp(Ten) VCSPEsp(Ten) =1. de poco volumen.2 Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 23de 33 .004 × Esp Ten Siendo: EspTen – Valor de Tendencia.2 0 50 100 Espuma Tendencia y = -0. VCSP Espuma Estabilidad 1 0. 10.1 con límites: VCSPEsp(Ten) = 0. cuando Esp(Est) 20 ml. volumen de espuma.4 0. 10.1 con formula: VCSPEsp (Ten ) = 1.2 con limites: VCSPEsp(Est) = 0.6 0. VCSPEsp(Est) =1.8 0.4 0.1 ) Para el Subparámetro de Estabilidad también se propone una curva lineal. la espuma es intolerable. ( 11.Los valores limites de evaluación pueden variar dependiendo del tiempo de residencia del aceite en el sumidero. Fig. Fig. Para el Subparámetro Tendencia se propone una curva lineal. cuando Esp(Ten) 300 ml 50 ml VCSP 1 0. 4 0.2 ) EspEst – Valor de Estabilidad. usando las formulas (11. Estabilidad: 5 ml. cuando Esp(TE) VCSP 1 0.75 Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 24de 33 .6 0.3333 0.05 × 5 = 0.2 − 0. cuando Esp(TE) : VCSPEsp(TE) = 1.VCSPEsp ( Est ) = 1 − 0. 10. Solución: Primero determinemos los valores de condición de cada Subparámetro. Ejemplo: Determinar el valor VCP para el Parámetro Espuma. Finalmente para el Tiempo de Estabilización se propone una curva lineal.3333 − 0.Tiempo de Estabilización (decantación).72 VCSPEsp ( Est ) = 1 − 0. 10.05 × Esp Est Siendo: ( 11.3 Fig. ml al tiempo de decantación 10 minutos. 11.1). (11. Fig.2 0 30 60 Fig. siendo los valores determinados por el último análisis para Secuencia II ASTM D892: Tendencia: 120 ml.3 90 seg 120 con Formula: VCSPEsp (TE ) = 1.3 con las condiciones limite: VCSPEsp(TE) = 0.3 ) EspTE .3).0111x + 1. Tiempo de estabilización: 52 s.0111 × Esp TE Siendo ( 11.004 × 120 = 0.8 120 (s) 30 (s) Tiempo Estabilización y = -0. VCSPEsp (Ten ) = 1. seg.2) y (11. 01111 × 52 = 0.8 Agua y = -0.7462 Comentario: La condición de aceite por formación de espuma y liberación de aire es buena (Puntaje 74/100).75 × 0. ppm. Fig. este Parámetro es uno de los más influyentes.6 0.00067 × H 2 O Siendo: H2O .4 0.72 × 0. Se propone una curva lineal. cuando H2O = 0.VCSPEsp (TE ) = 1. 0. Solución: Según la Fórmula (12): Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 25de 33 .7561 Ponderando los Subparámetros obtenemos el valor final de la Condición de aceite por espuma: PCV Esp = 0. cuando H2O 1500 ppm.4 + 0.7561 × 0. Contenido de Agua Como podemos observar en las Tablas N° 2 y 3.3333 − 0. 11 y las condiciones limites: VCPH2O = 0. siendo los valores de contenido de agua determinados por el último análisis de 850 ppm.4 = 0.2 0 0 500 1000 ppm 1500 Fig. VCP ( 12 ) 1 0. 11 Ejemplo: Determinar el valor VCP para el Parámetro Agua.00067x + 1.2 + 0.Contenido de agua. VCPH2O = 1. Con formula: VCPH 2 O = 1 − 0. 3333 .3333 .0. contaminación externa y formaciones internas (como el coque) y estado de los filtros.0. por lo tanto. el aceite para llegar a los puntos de lubricación debe pasar por un filtro que elimina la mayoría de las partículas y por ende. Nota: Los límites superiores e inferiores para cada grupo de tamaños de este ejemplo se establecen usando el siguiente criterio: . max R 13 40.0810 0.4 ] ( 13. Código de Limpieza de aceite ISO 4406 El Código de Limpieza es un indicador de contaminación con partículas sólidas. FP 0.0. min R 16 80. Para este ejemplo las muestras se toman desde el tanque de un turbogenerador.0463 0. recomendado por un fabricante de Turbinas a gas. Como se puede observar en la Tabla N° 4 este Parámetro esta compuesto por seis Subparámetros que corresponden a los grupos de tamaño de partículas.6 ) 1.00067 × 850 = 0.VCPH 2 O = 1 − 0.067xNP38 1. Tabla N° 6 Grupo de tamaño.001xNP4 1. Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 26de 33 . max R 11 10.2500 0.4305 Comentario: El valor medio (puntaje ~ 43 de 100) muestra presencia de agua que a mediano plazo puede afectar las propiedades del lubricante. min R 9 NP Limite Superior VCSP = 0 1300. max R 12 20.5 ) ( 13. se debería considerar el aumento del valor del CP para este Parámetro El contenido de partículas en el tanque brinda información sobre la tasa de contaminación del aceite por partículas de desgaste de la máquina.0.2 ) ( 13. max R 10 Factor de Peso.3 ) ( 13. el valor del Coeficiente de Ponderación CP en este ejemplo no es tan alto. min R 14 20. min R10 3. min R 11 5. Si las muestras se tomaran luego del filtro de aceite.1333xNP70 # Formula ( 13.3333 .0.3333 . presentados también en la Tabla N° 6.033xNP21 1.3333 . min R 12 10.3265 .0167xNP14 1.0042xNP6 1. max R 17 320.0. Dependiendo del lugar de donde se extrae la muestra.1 ) ( 13. max R 15 80.Se tomó como base el código de limpieza 16/14/12.1366 0. este parámetro deberá tener mayor o menor peso de ponderación.4630 Formula VCSP 1. μm >4 >6 > 14 > 21 > 38 70 NP Limite Inferior VCSP = 1 320.0000 Siendo NP(J) – el número de partículas del grupo en consideración determinado por el análisis.0231 0. 6 0. si los resultados del último análisis fueron los siguientes: Tabla N° 7 Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 27de 33 .El Limite Superior: . Los Coeficientes de Ponderación (columna “Factor de Peso. Para determinar el Factor de Peso (FP) para los distintos grupos de tamaños se propone utilizar una curva lineal que estima el daño de las partículas sólidas sobre las partes móviles de la máquina y los efectos erosivos asociados. Impacto o FP 1 Impacto x Tamaño particulas 0. considerando este valor como máximo aceptable para la operación de la máquina. o FP”) se determinan usando la curva de Fig. y >70). Para el Grupo >4μm. ponderando los valores de cada Subparámetro. 12 Finalmente. . que equivale a 1300 partículas. el número mínimo de partículas para el rango recomendado (16) equivale a 320 partículas (para 1 ml de aceite). los rangos ISO para el limite inferior se aumentan en 1 para cada Grupo (ver Tabla N°6) Nota: El criterio para los límites de cada grupo de tamaños puede variar en función de cada situación particular.. o sea rango 17. Por ej.el limite mínimo de partículas del Grupo para el Rango del Código ISO 4406. Para los Grupos de tamaños superiores (>21. Y así sucesivamente para el resto de los Grupos.01x 0. el Valor de Condición del Aceite por el código de limpieza se determina por la Formula (2). >38. Se debe tener en cuenta que a medida que crece el tamaño de las partículas mayor es el daño a la máquina en términos de desgaste.El Limite Inferior: . 12 para el tamaño medio de cada grupo. lugar de muestreo y tipo de máquina. Ejemplo: Determinar la condición del aceite por el Código de Limpieza ISO 4406.2 0 0 20 40 60 80 μm 100 Fig.8 y = 0.El limite máximo de partículas de este Grupo para el Rango inmediato superior.4 0. En este ejemplo se uso un criterio muy estricto basado en las recomendaciones del fabricante. Luego.1 ) ( 13.01083 0.6 ) VCSP Grupo 0.4 ) ( 13.0463 0. o sea.Grupo >4 >6 > 14 > 21 > 38 > 70 Conteo (# partículas) 1197 312 83 38 19 9 Código ISO 17/15/14 Solución: Usando las formulas (13. usando la formula (1).1) a (13.0603 0. Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 28de 33 .01507 0.06185 0. Max 1300 320 80 40 20 10 # Formula Partículas 1197 312 83 38 19 9 ( 13. llegando a superarlo en el grupo > 14 μm. que pondera cada Parámetro evaluado.0918 Comentario: El Valor de Condición del Parámetro de Limpieza de aceite esta muy bajo (puntaje ~ 9. calculemos los resultados de ponderación para cada grupo de tamaños.2500 0.4630 VCP ISO4406 0.1336 Factor de Peso Resultado FP 0.0231 0. se puede determinar finalmente el Estado del aceite.5 ) ( 13. Evaluación de los resultados de ponderación Una vez que se obtienen los resultados de Condición de cada Parámetro. ó Valor de Condición del Sistema.0793 0.1366 0.2 de 100).0810 0.00300 0.6) calculemos los Valores de Condición para cada grupo de tamaños. la condición de aceite por contaminación.2 ) ( 13.3 ) ( 13.1295 0. Se observa que en todos los rangos de tamaños el contenido de partículas esta muy próximo al límite establecido. sumando los valores de ponderación obtendremos el resultado final.0229 0 0. Los cálculos agrupados y el resultado se presentan en Tabla N° 8 Tabla N° 8 Grupo >4 >6 > 14 > 21 > 38 > 70 Lim.00000 0.00106 0. Finalmente. 8130 y Valor mínimo de VCP = 0. tiene el valor mínimo de uno de sus parámetros cercano a “0”. por ejemplo. pueden ser comparado sobre la misma base de la Tabla N°1. independientemente del resultado global de VCS. como alternativa.3000 Aceite Equipo 2: VCS = 0.0646 0.3000 Promedio 0. debido a que su valor calculado por la Formula N° 14 es mas bajo. por lo que lo posiciona más alto en el orden de prioridad de atención. Sin embargo. por su valor más bajo de VCS. el estado del aceite de los equipos de diferentes modelos y hasta con distintos tipos de aceite.8130 0. según el Valor Promedio obtenido.Nota: Hay que tener en cuenta que si algunos Parámetros o Subparámetros están con valores correspondientes a los niveles de alerta 3 o 4 (tabla N° 1). un buen resultado. Como ejemplo real.6770 y Valor mínimo de VCP = 0. obteniendo así la prioridad de atención o nivel de riesgo.0646. Una vez obtenidos los resultados de análisis y evaluados con la metodología descripta en este paper.6777 Min VCP 0.VCPmin – Valor mínimo de todos los parámetros evaluados. De esta manera. . Aquí se usa el valor ponderado de VCP. el aceite #2. no valores intermedios de VCSP Se determina el promedio entre estos dos valores: Valor Promedio = (VCS + VCPmin) / 2 (14) Luego los resultados se ordenan por orden ascendente. Para determinación de la prioridad. Si la empresa dispone de varios modelos de equipos. individual para cada modelo. determinando el grado de alerta para cada equipo y prioridad de intervención correctiva para todo el parque de máquinas. el aceite más comprometido es el #1.4888 Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 29de 33 . A primera vista.4388 0. hay que evaluar esta condición en forma particular. ver Tabla N° 9: Tabla N° 9 Prioridad 1 2 Aceite Aceite 1 Aceite 2 VCS 0. se puede presentar el caso donde fueron obtenidos los siguientes resultados: Aceite Equipo 1: VCS = 0. estos deben ser agrupados por modelo y evaluados en base de su Matriz de Priorización. los equipos con el menor Valor Promedio se ubican arriba en la lista. da el método de evaluación por dos parámetros: Valor de VCS y. 2 ) ( 4.5502 0.0229 0.1263 0.8 Muy bueno Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3 > 0.9444 2.0231 0. Alerta: agotamiento de Ca Espectr Aditivos Espectr Desgaste Estado: Alerta.8 > 0.1 1.0603 0.2 ) ( 5.8000 0.4305 0.2500 0.2 < 0.2 ) ( 9.2 ) ( 11.4 1.6000 0.1 0.2 ) ( 13.016 0.04 0. Espuma Agua ISO 4406 0.4 0.0842 0. Alerta por alta tasa de desgaste Fe Espectr Contamin.0947 0.6400 0.044 0.0354 0.1366 0.6 < 0.0793 0.6 1.0918 0.3 ) ( 9.0842 0.1263 0.194 0.5 ) (13.4 Bueno Regular En las columnas VCSP y VCP se puede observar directamente el estado o condición de Cada Subparámetro o Parámetro por separado.0000 0.2 ) ( 9.6667 2.1368 0.4 0.1500 0.4 8.7462 0.1295 0.2 0.0589 Estado: Alerta.4400 0.0000 0. alto contenido de particulas EVALUACIÓN FINAL.2 97 0.3 0.9722 1.4 1 0.6 ) 0.3500 0.1 ) ( 13.07 0.4200 0.3 ) ( 9.3 ) (6) 0.3 0.2 ) ( 9.0 0.4750 0.2500 3.1263 0.2 Peligro > 0. Muy alto contenido de Na Estado: Bueno Estado: Regular 0. Tabla N° 10a Parámetro Parametro / Formula VCP / VCSP Valor Parám.4 ) ( 13.4000 0.0918 Estado: Regular Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 30de 33 .Ejemplo de evaluación de condición tribológica de un aceite Tarea: determinar la condición del aceite.3500 0.5 0.6 120 5 52 850 1197 312 83 38 19 9 ( 4.7500 0.5000 0.5139 0.5150 0.6667 0.1 1. sus Niveles de Alerta y colores condicionales correspondientes: Nivel 0 > 0.7000 0.1336 Factor de Peso FP 0.3750 0.04 39 16 2 0 2.28 0.5150 0.3 ) ( 10 ) ( 11.1 0.5 0.3 0.4700 0.4833 0.0737 0.0458 Estado: Regular Colorimetria MPC (7) ( 8.0842 0.0632 0.4 Alerta Nivel 4 < 0.0077 Estado: Peligro.5833 0.1 0. Subparámetro VCSP Subparámetro Viscosidad Indice Viscosidad Valor Absoluto Tendencia Oxidación Nitración Sulfatación Hollin MPC P Zn Ca Cu abs Cu Δ Sn abs Sn Δ Pb abs Pb Δ Fe abs Fe Δ Si Na Tendencia Estabilidad Tiempo Estab H2O > 4 mm > 6 mm >14 mm >21 mm >38 mm >70 mm 30.0278 0.4 0.3 0.0943 0. La Tabla N° 10a es un especie de “Mapa de Aceite” que permite rápidamente apreciar el estado particular de cada Parámetro o Subparámetro de lubricante y asociarlos entre si. VCS VALOR VCP MIN 0.3 ) ( 5.0463 0.0325 Estado: Regular Se elige el valor meno de PCV.2 ) ( 9.4630 0.3 ) ( 12 ) ( 13. Estado: Regular VCP Parámetro Coeficiente Ponderación CP Resultado Comentario Viscosidad TAN FTIR 0.0000 0.7 0.6836 0.0463 0.1667 0.4200 0.0810 0.6 0.1 ) ( 11.6667 0. Recordemos los límites para los Parámetros.3 0.7200 0.2108 0. usando los valores de los ejemplos presentados para cada Parámetro.3 ) ( 13.0594 Estado Regular Estado General: Regular. Los Resultados de los cálculos se agrupan en la Tabla N° 10a.4305 0. Alerta. Subparámetros y el Sistema.05 0.1 ) ( 8.2 ) ( 9.3 ) ( 9.7556 0.4167 0.4 1 0.6 < 0. que junto a algunos metales de desgaste (Cu. ya que pueden generar una alta tasa de desgaste de los cojinetes de la máquina. Agotamiento de algunos aditivos. el desgaste de la máquina. . ver la Tabla N° 10b De este modo.Resumen: El Estado general del aceite es REGULAR. cercano al estado de ALERTA. .Agregar una porción de aceite nuevo para lograr una recomposición del paquete de aditivos. como el Ca.Remover o disminuir el contenido de agua. el “Mapa de Aceite” permite la simulación de los Parámetros. Al cargar los valores esperados en el Mapa de Aceite (celdas coloreadas en azul). se puede esperar los cambios positivos en el estado del aceite. Si suponemos que las recomendaciones serán cumplidas en poco tiempo. probablemente debido a una alta tasa de contaminación. la planificación de acciones correctivas y visualización del impacto positivo. Fe). asociado probablemente con: Alto nivel de contaminación del aceite. Esto permitirá estabilizar la tendencia negativa de TAN. Es recomendable: . actúa como acelerador de la degradación del lubricante. que generará emprender dichas acciones.Realizar lo antes posible una filtración del lubricante y remplazar los filtros de la máquina. . Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 31de 33 . Existen varios Parámetros con niveles de Alerta y Peligro que requieren una mayor atención en relación a su evolución y posibles efectos. El lubricante puede continuar en servicio con monitoreo muy estricto. Esto permitirá estabilizar el Código ISO y por ende. Ejemplo de simulación.Reevaluar el reemplazo del lubricante durante el próximo mantenimiento programado en función a los próximos análisis y tendencias. se puede observar su transformación estimada. o ahorros. 04 0.5417 0.0810 0.5 0. Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 32de 33 .3 0.6642 0.26 0.06 0.3 ) ( 9.4630 0.1263 0.3 ) ( 5.4500 0.3 0.1277 ISO 4406 0. VCSP Subparámetro Subparámetro Viscosidad Indice Viscosidad Valor Absoluto Tendencia Oxidación Nitración Sulfatación Hollin MPC P Zn Ca Cu abs Cu Δ Sn abs Sn Δ Pb abs Pb Δ Fe abs Fe Δ Si Na Tendencia Estabilidad Tiempo Estab H2O > 4 mm > 6 mm >14 mm >21 mm >38 mm >70 mm 30.9330 0.3 ) ( 13.1368 0. VCS VALOR VCP MIN 0. Estado: Bueno VCP Parámetro Coeficiente Ponderación CP Resultado Comentario Viscosidad TAN FTIR 0.6653 0.2 ) ( 13.8000 0.3 ) ( 9.0 0.8500 0.6800 0.4438 Estado: BUENO Nota Final.2 ) ( 9.2 ) ( 9.080 0.1 0.0 7.3 0.1 ) ( 13.9 120 5 52 100 580 134 40 19 8 4 ( 4. Espuma Agua 0.0943 Estado: Regular.7500 0.3 ) ( 10 ) ( 11.3500 0.5 ) (13.4 1 0. Para Sistemas de Monitoreo de Condición automáticos.7465 0.4 0.2500 0.0 0. así como algunas aplicaciones específicas para distintos tipos de máquinas o aceites.9330 0.4000 3.3 0.8000 0.0842 0.7200 0.6500 0.1263 0.2 ) ( 9.5000 0.8000 0.2500 0.04 32 24 3 1 2. Alerta por alta tasa de desgaste Fe Espectr Contamin.0472 0.5250 0.2 0. Este tema será tratado en próximas publicaciones.1 0.6836 0.3000 1.0842 0.Tabla N° 10b Parámetro VCSP Parametro / Formula VCP / Valor Parám.4000 1.2 ) ( 11.2 ) ( 9.4 ) ( 13.1 0.0737 0. donde se puede generar una serie de “Recetas” o “Reglas” redactadas y/o automáticas en función de la condición de conjuntos de Parámetros o Subparámetros.0632 0.3 ) ( 9.056 0.035 0.0985 Estado Regular Estado General: Bueno.0231 0.8000 0.0842 0.6 0.7973 0.2 ) ( 4.3 ) (6) 0.3 0.2 ) ( 9. Muy alto contenido de Na Estado: Regular Estado: Bueno.2000 0.4438 0.6 ) 0.5502 0.0463 0.7800 0. relacionados con distintos modos de falla de la máquina.7705 0.0947 0.3 ) ( 12 ) ( 13.0463 0.7462 0.5600 0.0429 Estado: Bueno Se elige el valor meno de PCV. Alerta.5 0.7063 0.7731 0. a la Tabla N° 10 se le puede agregar una columna de “Recomendaciones”.0125 0.1 1.0651 Estado: Bueno EVALUACIÓN FINAL.6800 0.2 0.4 0.7 0.9 0.2 ) ( 5.4 0.7500 0. bajo contenido de agua 0.4725 0.0513 Estado: Regular Colorimetria MPC (7) ( 8.6667 0.8750 0.2 97 0.1366 0.4000 1.05 0. Alerta: agotamiento de Ca Espectr Aditivos Espectr Desgaste Estado: Regular.4 1 0.1 ) ( 8.6667 0.2500 0.8001 Factor de Peso FP 0.1 ) ( 11.1263 0.7556 0.5833 0.5600 1. Friction. ASTM D 4304 Mineral lubricating oil used in steam and gas turbines.18 SICAPSO SAC (Centro Internacional de Capacitación y Soporte) Método de priorización de variables basado en matrices. E. ASTM Handbook .Vol . Machinery Lubrication (8/2011) Método de ponderación numérica de estado tribológico de aceites lubricantes 33de 33 . 2002 Presentado por Ing. MOBIL Curso de Lubricación Avanzado. 2009 NORIA – LANTOS Seminario de Mantenimiento Proactivo y Análisis de Aceite. NORIA CORPORATION Setting Limits and Targets for Effective Oil Analysis Jim Fitch.Bibliografía: ASTM D 4378 In Service Monitoring of Mineral Turbine Oils for steam and gas turbines. Lantos. Lubrication and Wear Technology . ISO 8068 Specification for lubricating oils for turbines.