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CURSO DE LUBRICACIÓN Principios de Lubricación Octubre 2011 Por: Ing. Adrian Amoroso

PRINCIPIOS DE LUBRICACION Objetivos de Aprendizaje  Conocer el lenguaje de lubricantes.  Favorecer un adecuado manejo y almacenamiento.  Entender como seleccionar lubricantes.  Selección de lubricantes minerales y sintéticos para equipos de planta.  Monitoreo de Equipos - interpretación de análisis aceite usado

Definiciones Aceite Base. • Un aceite procesado utilizado para mezclar lubricantes y grasas terminadas. • Realizado en varios grados de viscosidad. • La calidad de la base está determinada por la fuente de crudo, métodos de fabricación y condiciones de proceso.

Definiciones Aditivo • Uno de varios diferentes compuestos químicos. • Utilizado para mejorar el desempeño del lubricante. • Agregar nuevas características de desempeño. • Inhibir cambios indeseables. Tipos principales de aditivos Agentes antidesgaste – agentes de extrema presión – detergentes Dispersantes – Antioxidantes – Inhibidores de Errumbre y Corrosión Mejoradores de Viscosidad – Antiespumantes - Demulsificadores

Aceite lubricante Un aceite lubricante es la combinación de una base y un grupo de aditivos BASE ADITIVOS LUBRICANTE TERMINADO

Petróleo crudo El petróleo crudo es una mezcla compleja de un vasto número de compuestos químicos, conteniendo primariamente hidrocarburos con:  Azufre,  Nitrógeno,  Compuestos oxigenados,  Sales metálicas, y  Agua. El gran número de combinaciones posibles y de variaciones en la estructura química significa que cada fuente individual de petróleo crudo puede ser diferente.

Sintéticos Ahora veamos a los sintéticos. Los sintéticos se inician usando gas etileno refinado del petróleo crudo. Unidad de destilación de crudo (CDU) Rango de ebullición Etileno (120O F) Gasolina (Petrol) (170O F) Naphtha (Chemical feed) (360O F) Kerosene (Aviation fuel) (460O F) Petróleo crudo Diesel (Gas oil) (540O F) (encima de 750OF) Residuo atmosférico (para LUBRICANTES)

Bases lubricantes En esta tabla, usted puede ver que las bases se dividen en 5 grupos, basados en índice de viscosidad, porcentaje de azufre y de saturados. Clasificación API de bases lubricantes Especificaciones físicas Grupo Azufre % Saturados % Proceso de fabricación I IV peso peso II III 80-120 > 0.03 < 90 Convencional (refinación por solventes) IV 80-120 < 0.03 > 90 Requiere hidrocraqueado/desparafinado V > 120 < 0.03 > 90 Requiere hidrocraqueado severo /desparafinado < 140 0.00 > 90 Síntesis química – PAO Todos los otros tipos

Bases lubricantes Propiedades generales (cont.) Aquí hay otra forma de mostrar la comparación de propiedades de desempeño entre los 5 grupos de bases. Categorías API/ACEA: IV, SAT & S, % Grupo I Grupo II Grupo III Grupo IV Grupo V 80 <VI< 120 80 <VI< 120 VI >120 PAOs Todos los demás % sat < 90% % sat > 90% % sat > 90% % S > 0.03 % S < 0.03 % S < 0.03 Espectro químico fino Espectro químico Requiere muy amplio hidroprocesado severo Bases especiales Convencional (solvente) Requiere hidroprocesado Hasta ISO VG 460 Hasta ISO VG 150 Hasta ISO VG 32 Hasta ISO VG 1500

Aditivos: visión general Los aditivos deben seleccionarse cuidadosamente para ser compatibles con el aceite y entre sí, para que no produzcan efectos secundarios no deseados. Los aditivos pueden agruparse entre tres tipos principales (aunque algunos aditivos cumplen más de una función): 1. Modificadores: Estos aditivos modifican las características del aceite base para hacerlo más adecuado para el uso. 2. Protectores del aceite: Estos aditivos Zinc Dithiophosphate (ZDTP) protegen el aceite para prolongar su (anti-wear/anti-oxidant) vida útil. Single ended (mono) 3. Protectores de superficie: Estos Succinimide (dispersant) aditivos protegen las superficies metálicas para reducir la corrosión, la Hindered Phenol fricción y el desgaste. (anti-oxidant) Calcium Sulphonate (detergent) Sulfurized Fatty Acids Molybdenum Dithiophosphate (friction modifier) (anti-wear/friction modifier)

Aditivos: Visión general Aditivos comunes Los siguientes son aditivos comunes y su composición molecular. Molibdeno Ditiofosfato de zinc (ZDTP) Succinimida de terminación simple (mono) Zinc (anti-desgaste/anti-oxidante) (dispersante) Calcio Ácidos grasos sulfurizados (modificador de fricción) Fósforo Fenol inhibido Azufre (anti-oxidante) Oxígeno Ditiofosfato de molibdeno (anti-desgaste/modificador de fricción) Nitrógeno Sulfonato de calcio Carbono (detergente) Cadenas de hidrocarburos (H-átomos omitidos x claridad)

Propiedades de aceites lubricantes Las propiedades más importantes de los aceites lubricantes: 1. Viscosidad, 2. Indice de viscosidad 3. Estabilidad térmica, 4. Estabilidad a la oxidación, 5. Punto de escurrimiento, 6. Demulsibilidad, 7. Punto de inflamación, y 8. Punto de llama.

Aditivos y Formulaciones ACEITE PARA MOTOR ACEITE PARA MOTOR DE 1970 DE 1999 5% 75% 25% 95% ADITIVOS  EL AGREGADO DE ADITIVOS SUPLEMENTARIOS (POR PARTE DEL USUARIO) PUEDE DISMINUIR EL RENDIMIENTO DE UN ACEITE ACTUAL

Aceites Lubricantes Aceite Base + Aditivos = Aceite Lubricante Aceite Base + Aditivos + Espesante = Grasa Aceites Lubricantes: Motores Automotrices, Fluidos para transmisiones automáticas, Motores a gas, Turbinas, Guías, Motores marinos, Motores Diesel. Sistemas hidráulicos, Engranajes industriales, husillos Grasas Lubricantes: Motores Automotrices, Aplicaciones de alta velocidad,Maquinaria alimenticia, Máquinas papeleras, Altas temperaturas, Aviación.

Viscosidad ¿Qué es la viscosidad? La resistencia de un fluído a fluir debido a la fricción interna existente a causa de su composición molecular. ¿ Puede determinarse la viscosidad de un aceite? • ¿Por su olor? • ¿Por su color?

Viscosidad Reconociendo designaciones de viscosidad Cada uno de los siguientes grupos mide viscosidad en su propia escala: Abreviación Nombre de grupo Qué clasifica el grupo: AGMA American Gear Manufacturers Aceites para engranajes Association industriales SAE Society of Automotive Engineers Aceites para engranajes/ SAE Society of Automotive Engineers motores automotrices Aceites para Motores ISO International Standards Organization Aceites industriales

Esta tabla compara diferentes medidas de viscosidad de lubricantes: SUS - Cinemática ISO AGMA SAE (centistokes) motor/engranaje A medida que lea horizontalmente la tabla, verá diferentes medidas para el mismo nivel de viscosidad.

Viscosidad Cambio de viscosidad • Temperatura: mayor temperatura – menor viscosidad. • Presión: mayor presión – mayor viscosidad. • Tasa de Corte (altas cargas):mayor tasa de corte – menor viscosidad INDICE DE VISCOSIDAD I = V/ t Tasa de cambio de viscosidad de un aceite con la Temperatura

Indice de Viscosidad I = V/ t Visc. Visc. Aceites Multigrado 15 W 40 MUY ALTO IV (135) BAJO ALTO 16.3 Aceite IV (65) IV (95) Monogrado 0ºC Temperatura 100ºC 12.5 SAE 40 100ºC 0ºC Temperatura

¿Qué es una base sintética?  Producto de una REACCIÓN QUIMICA que reemplaza DERIVADOS CONVENCIONALES del Petróleo en los Lubricantes  Su Estructura Molecular es “Diseñada a Medida”  La mayoría de las Bases Sintéticas son Derivados de Productos Petroquímicos

Base Mineral

Base Sintética (Polialfaolefina)

Sintéticos: Mejora la Capacidad de Carga por una película más resistente Aceite sintético Aceite Mineral

Sintéticos Beneficios: Mejora la Capacidad de Carga

Lubricantes Sintéticos Sintéticos : Mayor Estabilidad a la oxidación Ensayo Mobil de Oxidación en Banco 80 Aumento de Viscosidad 60 Mineral %a 100 ºC 40 20 SHC 0 0 20 40 60 80 100 120 h

Características del Lubricante Cuatro características principales • Estabilidad a la oxidación. • Punto de Escurrimiento. • Demulsibilidad. • Punto de inflamación.

Características del Lubricante Oxidación La combinación química de una sustancia con oxígeno Acelerada por: • Calor • Luz. • Ácidos formados por contaminación con agua. • Catalizadores • Otros contaminantes

Características del Lubricante Punto de Escurrimiento La temperatura más baja a la cual un aceite fluirá bajo condiciones de ensayo prescriptas.

Características del Lubricante Demulsibilidad Propiedad química del aceite la cual cambia la tensión superficial entre la capa de aceite y la de agua. Esta acción permite que el aceite y el agua se separen rápidamente. Punto de Inflamación La temperatura más alta a la cual se separan vapores suficientes del aceite para que puedan, en presencia de una llama, inflamarse por un instante.

Aplicación del Lubricante ¿cuál lubricante utilizar? Cuatro factores clave: • Velocidad. • Carga. • Temperatura. • Diseño. La viscosidad es Clave Condición operativa Viscosidad Necesaria carga Temperatura Velocidad