Diseño e implantación De Un Plan De Lubricación Para Máquinas y equipos



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Lubricantes sintéticos y sólidos.

Los lubricantes sintéticos no tienen su origen directo del crudo o petróleo, sino que son creados de sub-productos petrolíferos combinados en procesos de laboratorio. Al ser más larga y compleja su elaboración, resultan más caros que los aceites minerales. Son de máxima calidad, especialmente diseñado para vehículos con tratamientos de gases de escape y para cumplir los más exigentes requisitos de los motores de vehículos más actuales. Su estudiada formulación con reducido contenido en cenizas (Mid SAPS) lo hace adecuado para las últimas tecnologías de motores existentes y a la vez contribuye a la conservación del medio ambiente minimizando emisiones nocivas de partículas. Cualidades que lo hacen altamente recomendado para vehículos gasolina y diesel con o sin turbocompresores y que incluyan tratamientos de gases de escape. Fórmula optimizada con aditivos antifricción de alta calidad contribuyendo al ahorro de combustible a la vez que proporciona la protección antidesgaste adecuada para motores de altas prestaciones. Bajo consumo de lubricante por su tecnología sintética y estudiada viscosidad. Producto de larga duración, que puede prolongar notablemente los intervalos de cambio de aceite sin sacrificar la limpieza del motor. Excelente comportamiento viscosimétrico en frío; facilidad de bombeabilidad del lubricante en el arranque, disminuyendo el tiempo necesario de formación de película y por tanto reduciendo el desgaste. Su reducido contenido en cenizas, lo hace necesario para la durabilidad de las nuevas tecnologías de disminución de emisiones como filtro de partículas diesel (DPF), contribuyendo por tanto en mayor medida a la conservación del medioambiente que los lubricantes convencionales.

La tabla 12 nos muestra las principales características de los lubricantes sintéticos.



TABLA 12

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS LUBRICANTES SINTÉTICOS. (1)


Así como los lubricantes sintéticos los lubricantes sólidos no son derivados del petróleo.

Los lubricantes sólidos como el grafito, el bisulfuro de molibdeno (moly) y el PTFE (politetrafluoroetileno), no se emplean solos únicamente, sino que, con frecuencia, también se les adicionan a aceites y grasas para mejorar su desempeño bajo condiciones de lubricación de frontera.

La tabla 13 muestra las cualidades y características, así como la adaptabilidad al servicio de lubricación de los lubricantes sólidos.

TABLA 13

LUBRICANTES SÓLIDOS. (1)



    1. Propiedades importantes de los lubricantes

Algunas de las propiedades físicas y químicas de los lubricantes se miden y se emplean para deter­minar su adecuación para distintas aplicaciones.





      1. Propiedades de los aceites


Viscosidad. Por lo general, de las diversas propiedades y especificaciones de los lubricantes, se considera a la viscosidad (también conocida como "cuerpo" o "peso") como la más importante. La viscosidad es la medida de la fuerza necesaria para vencer la fricción de fluidos y permitir a un aceite que fluya.
La industria emplea numerosos sistemas diferentes para expresar la viscosidad de un aceite. La figura 2.12 ofrece una comparación de algunos de los más comunes. Por lo general, las especificacio­nes de los lubricantes expresan a la viscosidad en unidades Saybolt Universal (SUS o SSU) a 37.8 y 98.9°C (100 y 210°F) y/o en centistokes (cSt) a 40 y 100°C (104 y 212°F). Cuando la viscosidad se expresa en centistokes, se llama viscosidad cinemática.
El centistoke se ha convertido en la unidad de medida preferida debido a la tendencia general hacia el uso del sistema métrico y al establecimiento del sistema de identificación de grado de viscosidad de la International Organizaron for Standarization (ISO). El sistema de grado de viscosidad de la ISO, contiene 18 grados que comprenden un rango de viscosidad que va desde 2 a 1500 cSt a 40°C. Cada grado es aproximadamente un 50% más viscoso que el anterior.
Los laboratorios determinan la viscosidad de manera experimental mediante el uso del viscosímetro (Figura 2.13). El viscosímetro mide la viscosidad cinemática del aceite por el tiempo (en segundos) que le toma a un volumen determinado de lubricante pasar a través de un capilar de un tamaño específico, a una temperatura dada. Entonces, la viscosidad cinemática se deriva de cálculos basados en cons­tantes para el viscosímetro y en el tiempo que le tomó a la muestra pasar a través del instrumento.



FIGURA 2.12 COMPARACIONES ENTRE EL GRADO DE VISCOSIDADES DEL ACEITE BASE Y DEL PRODUCTO TERMINADO. (TEXACO LUBRICANTS COMPANY). (2)

Los espesadores de tubo capilar empleados para medir la viscosidad cinemática tienen los siguientes nombres según la figura 2.13: (a) Oswald modificado, (b) Ubbelohde, (c) Fitz Simmons.





FIGURA 2.13 ESPESADORES DE TUBO CAPILAR EMPLEADOS PARA MEDIR LA VISCOSIDAD CINEMÁTICA. (GULF OIL CORPORATION). (2)

Índice de viscosidad. El índice de viscosidad (VI, Viscocity Index) es una medida empírica del cambio de viscosidad en un aceite por acción de la temperatura. Entre mayor sea el valor del índice de viscosidad, será menor el cambio de la viscosidad del aceite con la temperatura. Los valores originales del índice de viscosidad se encontraban en el rango de 0 a 100; en la actualidad se han logrado valores mayores a 100 con algunos aceites sintéticos o mediante el uso de aditivos. Cuanto más grande es el número, menor es el cambio relativo de la viscosidad con la temperatura.

Como medida de la variación de la viscosidad de un aceite con la temperatura se definió el llamado índice de viscosidad, obtenido por comparación de dos aceites patrón, uno procedente de Pensilvania, de naturaleza parafínica y otro de la costa del Golfo de México, de naturaleza nafténica.



Para hallar el índice de viscosidad de un aceite dado, se toma un aceite de Pensilvania (al que se le da un índice de 100, que significa que su viscosidad varia poco con la temperatura) y el aceite del Golfo de México (dándole un índice 0, que significa que la variación de la viscosidad con la temperatura es mayor) cuyas viscosidades a 210 ºF (98 ºC) fuesen iguales a la del aceite a examen a dicha temperatura. Después se determina la viscosidad de los tres aceites a 100 ºF (38 ºC) y se calcula el cociente.

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Estabilidad de oxidación. La estabilidad de oxidación define la capacidad de un lubricante para resistir la degradación a temperaturas elevadas. Los productos de la oxidación incluyen depósitos carbonosos, sedimentos, barnices, resinas y ácidos, tanto corrosivos como no corrosivos. Por lo general, la oxidación trae consigo un incremento en la viscosidad y en la acidez del lubricante.
La velocidad de oxidación depende de la composición química del aceite, de la temperatura ambiente, de! tamaño del área de la superficie expuesta al aire, del periodo que el lubricante ha estado en uso y de la presencia de contaminantes que pueden actuar como catalizadores de la reacción de oxidación.
La estabilidad de oxidación puede medirse o expresarse en diferentes formas, de acuerdo con el uso final para el cual se destinó el aceite. Todas las pruebas de estabilidad de oxidación se basan en someter una muestra de aceite a condiciones que incrementarán en gran medida la velocidad de oxidación. Entonces, se mide la concentración de los productos de la reacción. La prueba D-943 de la American Society for Testing and Materials (ASTM), es la que se aplica con más frecuencia. Se lleva a cabo bajo condiciones preestablecidas y mide el tiempo (en horas) en el cual la acidez de una muestra de aceite se incrementa en una cantidad especificada. A medida que el aceite sen más estable, mayor será el tiempo que pase para que se presente un cambio en la acidez.
Los análisis aplicados a un aceite ya usado para determinar si es conveniente que continúe en uso, se basan en comparaciones entre éste y un aceite nuevo. Cuando se detecta un incremento en la viscosidad o en la acidez y en la presencia de contaminantes insolubles, es indicativo de que la oxidación ha ocurrido.
Estabilidad térmica. La estabilidad térmica es una medida de la capacidad de un aceite para resistir cambios químicos debidos a la temperatura. Debido a que el oxígeno se encuentra presente en la mayoría de las aplicaciones de los lubricantes, el término estabilidad térmica se emplea con frecuen­cia para referirse a la resistencia de un aceite a la oxidación.
Estabilidad química. La estabilidad química se define como la capacidad de un aceite para resistir cambios químicos. Se emplea también para referirse a la estabilidad de oxidación de un aceite. Más que la resistencia a la oxidación, la estabilidad química puede referirse a ¡a inercia de un aceite en presencia de algunos metales y de los contaminantes del exterior.
Carbono residual. La tendencia de un aceite a formar carbono puede determinarse con una prueba en la cual el porcentaje en peso del carbono residual de una muestra se mide después de la evaporación y pirólisis.
Número de neutralización. El número de neutralización (Neut. No.) es una medida de la acidez o alcalinidad de un aceite. Suele reportarse como el número ácido total (TAN, Total Acid Number) o como el número base total (TBN, Total Base Number) y se expresa como los miligramos equi­valentes de hidróxido de potasio necesarios para neutralizar el contenido acídico o básico de 1 g de muestra de aceite. Un indicativo de que ha ocurrido la oxidación es cuando se presenta un incremento en el TAN o un decremento en el TBN.
Lubricidad. La lubricidad es el término empleado para describir lo "aceitoso" o "resbaladizo" de un aceite. Sí se emplean dos aceites con la misma viscosidad en las mismas aplicaciones y uno provoca una mayor reducción en la fricción y el desgaste que el otro, se dice que tiene una mejor lubricidad. Este término es estrictamente descriptivo.
Número de saponificación. El número de saponificación (No. SAP) es un indicador de la cantidad de material graso presente en un aceite. El número de saponificación varía desde 0, para aceites que no contienen material graso, hasta 200, para aquellos con un 100% de material graso.
Demulsibilidad. La demulsibilidad es el término utilizado para describir la capacidad de un aceite para desprenderse del agua. Cuanto mayor es la demulsibilidad de un aceite, más rápido se separará del agua después que ambos han sido mezclados.
Gravedad API. La gravedad API es una medida relativa de la gravedad unitaria de un producto del petróleo. Está relacionada con la gravedad específica de la siguiente manera:
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Punto de fluidez. El punto de fluidez es la temperatura más baja a la cual un aceite fluye en un procedimiento de prueba determinado. No se recomienda emplear un aceite a temperaturas meno­res a 8°C (15°F) por arriba de su punto de fluidez.
Punto de inflamación. El punto de inflamación es la temperatura del aceite a la cual los vapores provenientes del mismo se inflaman cuando se pasa una llama viva sobre una muestra de prueba.
Punto de combustión. El punto de combustión es la temperatura del aceite a la cual los vapores provenientes del mismo se inflaman sin necesidad de aplicar una llama de una fuente externa.



      1. Propiedades de las grasas


Penetración. La penetración es un indicador de la dureza o suavidad relativa de una grasa, y no un criterio de su calidad. Se mide en un penetrómetro a 25°C (77°F) y es la profundidad de penetración (en diezmilésimas) que un cono estándar de 150 g alcanza dentro de la grasa. A mayor suavidad de la grasa, mayor será el valor de penetración.
Si la prueba de penetración se realiza en una muestra "no perturbada", los resultados se reportan como penetración no trabajada. Si la muestra se somete a extrusión con un pistón reciprocante perforado para un número determinado de golpes (por lo general 60 golpes) antes de realizar la prueba de penetración, los resultados se reportan como penetración trabajada. Es deseable tener la menor diferencia posible entre los resultados de ambas pruebas.
Valores de consistencia NLGI. El National Lubricating Grease Institute (NLGI) ha diseñado un sistema numérico que va desde un valor 000 (triple cero) hasta un valor de 6 para identificar varios grados de consistencia en grasas. El sistema se emplea en la mayoría de las industrias. La tabla 14 proporciona los números del NLGI, sus rangos correspondientes de penetración trabajada y sus descripciones (su consistencia correspondiente). La mayoría de las grasas de uso múltiple son de consistencia No. 1 o 2.
TABLA 14

CLASIFICACIÓN DE LAS GRASAS DEL NLGI. (2)


Punto de goteo. El punto de goteo es la temperatura a la cual una grasa se licúa y fluye. Por lo general no se recomienda usar una grasa a temperaturas superiores a los 28°C (50°F) por debajo de su punto de goteo.
Jabón. El espesador para fabricar las grasas puede llamarse "jabón". Muchas grasas contienen jabo­nes metálicos como espesadores. La tabla 10 muestra una comparación de algunas de las propiedades más importantes de las grasas fabricadas con diferentes jabones y sus aplicaciones más comunes.

    1. Aditivos empleados en los lubricantes.

Es posible mejorar la capacidad natural de un lubricante para proteger superficies metálicas, resistir cambios químicos y eliminar contaminantes, mediante el uso de aditivos químicos.


Dado que, con frecuencia, a los aceites lubricantes industriales se les describe por los aditivos que contienen, es de mucha ayuda entender las funciones de los tipos más importantes de aditivos. A continuación se presentan algunas definiciones generales de los más comunes.



      1. Aditivos empleados en aceites lubricantes.


Agentes antidesgaste (A.W.). Disminuyen el coeficiente de fricción y reducen el desgaste bajo condiciones de lubricación de frontera (o límite) o de película mezclada.
Agentes antiespumantes. Provocan la rápida desintegración de las burbujas de espuma y la liberación del aire atrapado en ellas.
Agentes antisépticos o bactericidas. Evitan el crecimiento de microorganismos y bacterias. Se encuentran sobre todo en refrigerantes solubles en agua. Agentes de pegado. Mejoran las cualidades adhesivas de un aceite.
Agentes de presión extrema (E.P.). Protegen contra el contacto metal con metal y contra la solda­dura después de que la película de aceite se ha quebrado debido a las altas velocidades de deslizamiento. La mayoría de los aceites de presión extrema que se encuentran en el mercado en la actualidad, son del tipo sulfuro-fósforo y no son corrosivos para la mayoría de los metales, incluyendo al latón. Éste no era el caso de las primeras fórmulas y por ello persisten algunos malentendidos en este sentido.
Agentes dispersantes de detergente. Reducen la formación de barniz y sedimento y actúan como agentes limpiadores. Por lo general, se les encuentra en aceites para motores.
Compuestos "aceitosos" o grasosos. Mejoran la lubricidad o lo resbaladizo de un aceite. La fricción se reduce con la formación de una película adsorsiva.
Demulsificantes. Mejoran la capacidad natural de un aceite para separarse del agua con rapidez. Estos agentes contribuyen a prevenir la oxidación ya que ayudan a que el agua no se mezcle con el aceite y, por lo tanto, la mantienen lejos de las superficies metálicas.
Emulsificantes. Permiten el mezclado de aceite y agua para formar emulsiones estables. Se emplean ante todo para la fabricación de aceites solubles en agua.
Inhibidores de oxidación. Evitan o retardan la oxidación de un lubricante, lo cual reduce la formación de depósitos y ácidos.
Inhibidores de oxidación y corrosión. Mejoran la capacidad de un aceite para proteger las superficies metálicas contra la oxidación y la corrosión.
Mejoradores del índice de viscosidad. Aumentan el índice de viscosidad de un aceite al incrementar su viscosidad a altas temperaturas. Estos aditivos se emplean con mayor ampli­tud en aceites para motores a fin de obtener aceites multigrados.
Reductores del punto de fluidez. Disminuyen el punto de fluidez de los aceites de petróleo parafínicos o de base mezclada.

      1. Aditivos empleados en grasas lubricantes.


Inhibidores de Oxidación. Extienden la vida útil de la grasa.

Aditivos para extrema presión. Controlan y reducen el quebrado de piezas por presiones.

Aditivos Anticorrosivos. Protegen el metal contra ataque de agua, ácidos que se forman, y elementos corrosivos.

Aditivos Antidesgaste. Previenen el contacto entre metales y desgaste abrasivo.

CAPÍTULO 3



  1. CONSIDERACIONES Y PROCEDIMIENTOS PARA LA ELABORACIÓN DEL PLAN DE LUBRICACIÓN.

En el presente capítulo se tratará acerca de las consideraciones que hay que tomar y los procedimientos que hay que tener en cuenta para la elaboración de un plan de lubricación a las maquinarias y equipos principales de la empresa DOLTREX S.A.

  1. Hojas de registro usadas actualmente en el mantenimiento.

Formalmente en la actualidad no existe un programa que controle los trabajos de mantenimiento preventivo o cartas de lubricación de las máquinas y equipos principales en la empresa DOLTREX S.A.; tal como se mencionó en la sección 1.3 la lubricación actualmente gira en torno a 3 tipos de lubricantes: un aceite para engranajes de SAE 80W90, un aceite para transferencia de calor o diatérmico ISO 46 y grasa multipropósito de NLGI 2.


El encargado de llevar a cabo las direcciones de las labores de lubricación en la planta es el supervisor de producción. Él es, el que dictamina cuando se hacen los trabajos, es decir, el lleva la frecuencia de lubricación. Los pedidos de los lubricantes al encargado de compras son hechos por él. En la sección 1.3 se dio con más detalle los intervalos de lubricación de las máquinas y equipos principales por sección.
Aunque no se lleva un cronograma de mantenimiento preventivo, sí hay un registro de los trabajos de mantenimiento preventivo realizados en las máquinas, cuyo modelo está expuesto en el apéndice A.

La hoja de registro es un expediente u hoja de vida del equipo que a continuación se describe su contenido:



  1. Los datos técnicos o de placa del equipo, entre los cuales se encuentran:




  • Máquina

  • Marca

  • Modelo

  • Serie

  • Año de fabricación

  • Color




  1. El mantenimiento establecido, en el cual describe el trabajo de lubricación a realizar, algo general, el tipo de lubricante a utilizar y esta es la única parte en la cual hay una frecuencia de trabajo establecido, en el cual consta lo siguiente:




      • Lubricación engrase

      • Cambio de aceite reductora

      • Cambio de aceite diatérmico

      • Tipo de grasa

      • Tipo de aceite hidráulico

      • Tipo de aceite diatérmico

      • Tipo de aceite transmisión

  1. Luego tenemos la parte donde se lleva el registro del mantenimiento realizado, sea preventivo o correctivo, y hay tres columnas que consta lo siguiente:




  • Fecha (se coloca la fecha en que se realizó la labor de mantenimiento)

  • Mantenimiento realizado (una breve descripción de la tarea realizada)

  • Repuestos utilizados (se anota las piezas o repuestos que fueron cambiados en la labor de mantenimiento)

Esta hoja de vida de las máquinas es muy importante considerarla para la elaboración del plan de lubricación de las maquinarias y equipos principales puesto que provee de datos de labores de lubricación llevadas en la empresa. Esta hoja nos permitirá evaluar si se ha estado llevando la lubricación conforme a las recomendaciones del fabricante dados en el manual del equipo. El encargado de llenar esta hoja es el supervisor de planta.





  1. Manuales de equipos y recomendaciones de fabricantes.

Los manuales de los equipos es una de las consideraciones más importantes para llevar a cabo el plan de lubricación y para el análisis del plan de mantenimiento actual llevado en la planta.


En estos manuales podemos encontrar en su mayoría el siguiente esquema:


  • Planos de la máquina y de sus sistemas ya sean neumáticos, hidráulicos o eléctricos.

  • Descripción del equipo.

  • Datos técnicos.

  • Transporte.

  • Instalación.

  • Funcionamiento.

  • Mantenimiento.

  • Repuestos.

Evidentemente lo que más interesa en los manuales del equipo para nuestro propósito es la sección de mantenimiento.


En la sección de mantenimiento en la mayoría de los casos se describe las tareas de mantenimiento preventivo a realizar en el equipo con la respectiva frecuencia entre cada trabajo. Entre estos trabajos de mantenimiento consta lo que es:


  • Inspección.

  • Limpieza.

  • Lubricación.

Por lo general esta sección también tiene una parte que trata el uso correcto de los lubricantes y que enfatiza usar el lubricante que se recomienda y no cambiarlo por otro. En algunos casos el lubricante que se recomienda no se encuentra disponible en el medio donde está instalado el equipo entonces se da una tabla de lubricantes, en la cual describe las diversas equivalencias de lubricantes referente a otras marcas.


Esto es de gran ayuda para la persona que se va a dedicar a llevar el cronograma de mantenimiento de las maquinarias y equipos principales porque los datos brindados en esta sección es hecho por personas especializadas en el medio de la construcción y mantenimiento que han tenido la experiencia a través de sus ventas de equipos y son los que han hecho los debidos estudios, cálculos y evaluaciones para poder diseñar la viscosidad y característica del lubricante a utilizar tomando en cuenta factores como cargas, velocidades, temperatura, entre otros; a parte determinar que tareas de mantenimiento y con que frecuencia se debe cuidar al equipo.
Las recomendaciones del fabricante son muy importantes pero no son imperativas, ya que sus estudios son en base al medio ambiente donde se manufacturó el equipo y este dato es de vital importancia para poder seleccionar el correcto lubricante.
Considerar el medio ambiente donde se fabricó el equipo y se hizo los estudios de los lubricantes a utilizar es muy importante porque las temperaturas y humedades no son las mismas. No sólo es la viscosidad nuestra base para seleccionar un lubricante sino sus aditivos y en que medio de humedad y temperatura va a trabajar. Son los aditivos los que van a hacer la diferencia ya que estos son los que le dan el valor agregado al lubricante y determinarán en qué medio pueden trabajar con más eficiencia.
Los datos de los fabricantes de la máquina son el gran primer paso que hay que considerar para sacar adelante un plan de lubricación.


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