¿Cuáles son los estándares para los aceites y lubricantes militares?

Una serie de estándares y requisitos rodean lo que los militares deben y no deben hacer. Esto incluye los aceites y lubricantes y su rendimiento para diversas aplicaciones. Fuera del ámbito militar, otras industrias y aplicaciones altamente técnicas e intrincadas utilizan estos fluidos debido a sus compuestos superiores. A continuación, analizamos más de cerca estos estándares.

La intención detrás de Mil-Spec

La intención principal de Mil-Spec es lograr una funcionalidad y compatibilidad completas entre aceites y lubricantes diseñados por y para el Departamento de Defensa de EE. UU. La serie de especificaciones se divide en tipos con el lenguaje correspondiente que significa estos parámetros y estándares operativos directos a qué tipo es necesario según el equipo u operación.

Los requisitos indican el nivel de resistencia a compuestos nocivos, como el oxígeno líquido o los combustibles de hidrocarburos. Desempeñan papeles importantes en el sector aeroespacial militar, aviones y otros equipos de apoyo relacionados. Los operadores aplican los lubricantes y aceites especificados en los lugares de mayor valor o preocupación:

• juntas
• Válvulas de tapón
• Cojinetes del sistema de combustible
• válvulas
• Rodamientos para vehículos aeroespaciales

Es esencial señalar que estos estándares de defensa no son explícitos para el ejército y otras industrias. Las organizaciones altamente técnicas pueden usar o exigir el uso de aceites de especificaciones militares. Echemos un vistazo más de cerca a las subcategorías y sus estándares de desempeño.

Estándares de desempeño tipo I

El estándar de rendimiento inicial, o tipo uno, está diseñado para aplicaciones con un rango de temperatura y viscosidad más bajo. No realizan ni deben realizar ni servir aplicaciones de alta temperatura.

Estándares de desempeño tipo II

El estándar tipo dos tiene una mayor capacidad para soportar temperaturas más altas. Además de aumentar la compatibilidad con la temperatura, un aceite o lubricante estándar de tipo dos mil se desempeña notablemente bien en medidas de estabilidad térmica y química. El amplio rango de compatibilidad de temperatura va de -40 a 399 grados Fahrenheit.

Estándares de desempeño tipo III

El estándar tipo tres mil-spec es otra capa de una variación de fórmula dos, con una capacidad aún mayor para soportar altas temperaturas y una resistencia a la oxidación superior. Se produce una evaporación mínima y puede soportar temperaturas que comienzan en 392 grados Fahrenheit.

Estándares de desempeño tipo IV

El tipo cuatro mil-spec debe cumplir con una lista de requisitos comestibles para funcionar en su nivel de función especificado. Algunos de estos requisitos incluyen:

• Resistencia a situaciones de alta presión.
• Funciona con una amplia gama de medidores de temperatura.
• Cambios mínimos, independientemente de las penetraciones de trabajo.
• Estabilidad en la oxigenación.
• Solubilidad mínima del combustible

Aceite Santi

Los lubricantes tienen varias propiedades físicas que cumplen su función y desempeño.

• Viscosidad
• Gravedad específica y densidad.

• Punto de fluidez
• Fuerza de la película
• Punto de inflamación
• Resistencia a la oxidación
• Separación de agua

• Protección contra el óxido y la corrosión

Viscosidad

La propiedad más importante es la viscosidad. La viscosidad, que mide la resistencia del aceite a fluir, es la propiedad más importante de un lubricante. El agua tiene una viscosidad relativamente baja; La melaza tiene una viscosidad mucho mayor. Sin embargo, si calentaras la melaza, se adelgazaría. Asimismo, los aceites también se vuelven “más finos” a medida que se calientan. La viscosidad tiene una relación inversa con la temperatura. A medida que aumenta la presión, también aumenta la viscosidad del aceite. Por tanto, la viscosidad del aceite en servicio varía con su temperatura y presión.

La viscosidad de los aceites industriales generalmente se informa a 40 ˚C. La Organización Internacional de Normalización utiliza esto como estándar para su sistema de clasificación ISO VG que va desde ISO VG 2 hasta ISO VG 1500. El ISO VG se define como el punto medio de un rango que es + 10%. Por ejemplo, un fluido hidráulico con una viscosidad de 31,5 cSt a 40 °C tiene un ISO VG de 32. La viscosidad de los aceites del cárter generalmente se mide a 100 °C. Los aceites lubricantes pueden variar desde viscosidades muy bajas, como los disolventes y el queroseno utilizados para laminar metales, hasta fluidos de alta viscosidad que apenas fluyen a temperatura ambiente, como los aceites para cilindros de vapor o los aceites para engranajes utilizados en los ingenios azucareros.

Una característica de la viscosidad es el índice de viscosidad. Este es un número empírico que indica el efecto del cambio sobre la viscosidad de un lubricante. Un lubricante con un índice de viscosidad alto no se diluye muy rápido a medida que se calienta. Se utilizaría para aceites que se utilizan al aire libre en verano e invierno. Los aceites de motor multiviscosidad tienen un alto índice de viscosidad.

Gravedad específica y densidad

Gravedad específica: la masa por unidad de volumen de una sustancia se llama densidad y se expresa en libras por galón, kg/m o g/cc. La gravedad específica se define como la densidad de una sustancia dividida por la densidad del agua. Una sustancia con un peso específico mayor que uno es más pesada que el agua y viceversa. Es una medida de qué tan bien una sustancia flota sobre el agua (o se hunde debajo de la superficie). El agua tiene una densidad de aproximadamente 1 g/cc a temperatura ambiente. Los fluidos derivados del petróleo generalmente tienen una gravedad específica inferior a 1, por lo que flotan. Las manchas de petróleo flotan en la superficie de un charco.

Los drenajes de agua en los depósitos están ubicados en el fondo del depósito. Cuanto menor sea el peso específico, mejor flotará el aceite. El aceite con una gravedad específica de 0,788 flota muy bien. La densidad de los aceites disminuye con la temperatura; flotan mejor a medida que se calientan. La densidad de los productos derivados del petróleo a menudo se expresa como gravedad API, que se define como grados API = (141,5/gravedad Sp @60˚F – 131,5). La gravedad API del agua es 10. Dado que la gravedad API es la inversa de la gravedad específica, cuanto mayor sea la gravedad API, más ligero será el petróleo; por lo tanto, mejor flota.

Punto de fluidez

El punto de fluidez del aceite es la temperatura más baja a la que se verterá o fluirá cuando se enfríe sin perturbaciones. El primer aditivo que se utilizó en el aceite de motor fue un aditivo depresor del punto de fluidez.

Fuerza de la película

Fuerza de la película is a measure of a fluid’s lubricity. It is the load-carrying capacity of a lubricant film. Fuerza de la película can be enhanced by the use of additives. Many synthetic oils have greater film strength than petroleum oils.

Punto de inflamación

Punto de inflamación is the temperature at which the vapors of a petroleum fluid ignite when a small flame is passed over the surface. In order for combustion to occur, there has to be a certain air/fuel mixture. If there is too much air, the mixture is too lean – there’s not enough fuel. If there’s too much liquid, it essentially suffocates the flame.

El punto de inflamación es la temperatura a la que hay suficientes moléculas rebotando en el aire sobre la superficie para producir una mezcla de aire y combustible que arderá (si hay una chispa que las encienda, como lo demuestra un estallido).

El punto de inflamación está directamente relacionado con la tasa de evaporación. Un fluido de baja viscosidad generalmente se evaporará más rápido que un aceite de alta viscosidad, por lo que su punto de inflamación suele ser menor. Por seguridad, es una buena idea elegir aceite que tenga un punto de inflamación de al menos 20 °F más alto que la temperatura de funcionamiento más alta del equipo. El punto de combustión es la temperatura que soporta la combustión durante 5 segundos.

Resistencia a la oxidación

Resistencia a la oxidación affects the life of the oil. Turbines and large circulating systems, in which oil is used for long periods without being changed, must have oils with high resistance to oxidation. Where oil remains in service only a short time or new oil is frequently added as make-up, those grades with lower oxidation resistance may serve satisfactorily.

La tasa de oxidación de los aceites de petróleo tiende a duplicarse por cada 18 ˚F (10 °C) de aumento de temperatura; por lo tanto, por cada 18 ˚F (10 °C) que se aumenta la temperatura de un sistema, se espera cambiar el aceite con el doble de frecuencia. Otra forma de decir esto es que por cada disminución de 18°F en la temperatura del aceite, la vida útil del aceite se duplica.

Separación de agua

La separación del petróleo del agua se llama demulsibilidad. El agua puede provocar oxidación, corrosión y desgaste, entre muchos otros factores perjudiciales como la formación de espuma y la cavitación. Algunos aceites base tienen una repulsión natural al agua mientras que otros son fácilmente miscibles. Se pueden utilizar ciertos aditivos para compensar la posible mezcla que conduciría a la emulsificación.

Los sistemas de aceite en circulación requieren aceites que se desemulsionen bien. Los sistemas de un solo paso no requieren desemulsionantes porque el aceite no recircula ni acumula suficiente agua como para provocar oxidación. Los desemulsionantes no son necesarios si el sistema está lo suficientemente caliente como para hervir el agua, como por ejemplo un motor. En ciertos casos, el aceite se mezcla con agua para mejorar el retardo del fuego o el enfriamiento del fluido para trabajar metales. Las emulsiones son importantes para la resistencia al fuego y el enfriamiento del trabajo de metales.

       Mezcla agua/aceite Separación parcial Separación total  

Inhibición de óxido y corrosión

Cuando la maquinaria está inactiva, se puede recurrir al lubricante para que actúe como conservante. Cuando la maquinaria está en uso real, el lubricante controla la corrosión recubriendo las piezas lubricadas. Una vez en reposo, la película lubricante inhibidora de la oxidación y la corrosión ahora ha recubierto la superficie protegiéndola del agua.

Química del lubricante

Los lubricantes se elaboran con aceites base y aditivos. Los aceites de petróleo representan la mayoría de las dos categorías generales de lubricación industrial y de transporte. Se refinan a partir de petróleo crudo que, como todo el mundo sabe, se formó a partir de miles de millones de diminutos microorganismos que, con el tiempo y la presión, se convirtieron en petróleo. El término hidrocarburo simplemente significa que está compuesto predominantemente de hidrógeno y carbono, aunque hay pequeñas cantidades de otros elementos como azufre y nitrógeno.

Los dos tipos principales de aceites de petróleo utilizados como lubricantes son los parafínicos y los nafténicos. Cuando piensas en parafina, piensas en cera. Eso le da una buena idea de los puntos fuertes del aceite parafínico. La cera es un excelente lubricante; es resbaladizo y bastante estable a altas temperaturas. Es ineficaz a bajas temperaturas porque se vuelve sólido. Por esta razón, los aceites parafínicos se recomiendan para la mayoría de los lubricantes industriales y de transporte, excepto cuando funcionan a temperaturas frías. Otra característica de la cera es que deja muy pocos residuos cuando se oxida, pero la pequeña cantidad de residuo es dura y pegajosa.

Los aceites nafténicos no son cerosos, por lo que pueden utilizarse a temperaturas muy bajas. Si bien tienden a dejar más depósitos que el aceite parafínico, lo que queda es suave y esponjoso. Los fabricantes de compresores suelen preferir los aceites nafténicos porque los depósitos se eliminan con el aire comprimido en lugar de acumularse en las válvulas de descarga. Los aceites nafténicos también se utilizan en muchas aplicaciones de refrigeración debido a sus buenas propiedades a bajas temperaturas.

Físicamente, los aceites parafínicos se pueden distinguir de los aceites nafténicos debido a sus puntos de fluidez más altos y su menor densidad. Los aceites parafínicos suelen pesar entre 7,2 y 7,3 libras por galón, mientras que los aceites nafténicos son un poco más pesados. Tenga cuidado al caracterizar el stock base de un producto formulado en función de las propiedades físicas porque los aditivos pueden afectar fuertemente las propiedades físicas.

(a) y (b) - Parafina, (c) - Nafteno, (d) - Aromáticos

Con la llegada de técnicas de refinación más sofisticadas, las acciones base se han clasificado en el Grupo I, Grupo II y Grupo III. Las materias primas del grupo I son aceites refinados convencionalmente. El grupo II son aceites base que contienen más del 90 % de saturados y menos del 0,03 % de azufre con un VI entre 80 y 119. A menudo se producen mediante hidrocraqueo.

 Aceites base

saturaciones Contenido

Sulfur Contenido

Viscosidad Index

 grupo yo

<90 %

>0.03 %

80 – 120

 grupo yoI

>90 %

<0.03 %

80-120

 grupo yoII

>90 %

<0.03 %

>120

Los aceites blancos son aceites de petróleo altamente refinados que cumplen con los requisitos de alimentos y medicamentos para el contacto directo con alimentos. Los clientes pueden solicitar que el producto esté certificado como USDA H-1 para contacto incidental con alimentos. Si bien el USDA ha disuelto la organización que probó y aprobó los lubricantes H-1 para contacto incidental con alimentos, los productores ahora pueden autocertificar que sus productos fueron aprobados formalmente bajo H-1 o que actualmente cumplen con los requisitos establecidos por esa norma.

Aceites base sintéticos

Los aceites base sintéticos se producen, principalmente, a partir de hidrocarburos de bajo peso molecular; el proceso produce aceites base de alta calidad y con una vida útil prolongada en condiciones operativas extremas. En términos generales, los aceites base sintéticos son capaces de soportar un rango más amplio de temperaturas de aplicación, por lo que brindan la mejor protección tanto a temperaturas altas como bajas.

[Pausa para ajustar el texto]

Aceites base

Tipo de Base

Grupo IV

polialfaolefina

Grupo V

Otras bases sintéticas

[Pausa para ajustar el texto] API Classification (2nd part)

Sintético hidrocarburo fluidos

Los SHF comprenden el tipo de base lubricante sintética de más rápido crecimiento y todos son compatibles con las bases minerales.

polialfaolefinas (PAO) son hidrocarburos insaturados de fórmula general (-CH2-)n, libres de azufre, fósforo, metales y ceras. Proporcionan una excelente estabilidad a altas temperaturas y fluidez a bajas temperaturas, altos índices de viscosidad, baja volatilidad y son compatibles con aceites de base mineral. Aunque la estabilidad a la oxidación es menor que la de los aceites minerales y su solvencia de aditivos polares es pobre, normalmente los PAO se combinan con otros aceites sintéticos. Este aceite base se recomienda para aceites de motor y aceites para engranajes.

Aromáticos alquilados formado por alquilación de un compuesto aromático, generalmente benceno o naftaleno. Proporcionan una excelente fluidez a baja temperatura y bajos puntos de fluidez, buena solubilidad para aditivos, estabilidad térmica y lubricidad. Aunque su índice de viscosidad es aproximadamente el mismo que el de los aceites minerales, son menos volátiles, más estables a la oxidación, las altas temperaturas y la hidrólisis. Se utilizan como base de aceites de motor, aceites para engranajes y fluidos hidráulicos.

Polibutenos Se producen mediante polimerización controlada de butenos e isobutilenos. Comparados con otros aceites base sintéticos son más volátiles, menos estables a la oxidación y su índice de viscosidad es menor; su tendencia a producir humo y depósitos es muy baja por lo que se utilizan para formular aceites para motores de 2 tiempos, así como aceites para engranajes combinados con aceites de base minerales o sintéticos.

polialquileno Los glicoles (PAG) son polímeros elaborados a partir de óxido de etileno (EO), óxido de propileno (PO) o sus derivados. La solubilidad en agua u otros hidrocarburos depende del tipo de óxido. Ambos proporcionan buenas características de viscosidad/temperatura, bajo punto de fluidez, estabilidad a alta temperatura, alto punto de inflamación, buena lubricidad y buena estabilidad al corte. Los PAG no son corrosivos para la mayoría de los metales y son compatibles con el caucho. Las principales desventajas son la baja solvencia de los aditivos y la compatibilidad del vertido con lubricantes, sellos, pinturas y acabados.

Se utilizan como base para líquidos de frenos hidráulicos (DOT3 y DOT 4) por su solubilidad en agua, aceites para motores de 2 tiempos por los bajos depósitos a altas temperaturas, lubricantes para compresores y fluidos resistentes al fuego.

Sintético Esters Son compuestos que contienen oxígeno y que resultan de la reacción de un alcohol con un ácido orgánico. Tienen buena lubricidad, temperatura y estabilidad hidrolítica, solvencia de aditivos y compatibilidad con aditivos y otras bases. 

Pero algunos ésteres pueden dañar los sellos, por lo que requieren composiciones especiales. Se utilizan como aceites base para aceites de motor, mezclados con otras bases sintéticas, porque mejoran las propiedades a baja temperatura, reducen el consumo de combustible, aumentan la protección contra el desgaste y las propiedades viscosidad-temperatura.

Además, como aceites base para motores de 2 tiempos, reducen la formación de depósitos, protegiendo anillos, pistones y chispas. Le permiten reducir la cantidad de lubricante de 50:1 de los aceites minerales a 100:1 y hasta 150:1 debido a su excelente lubricidad.

Ésteres de fosfato se utilizan como aditivos antidesgaste por su alta lubricidad y como aceites base para fluidos hidráulicos y aceites para compresores por su baja inflamabilidad. Pero su estabilidad hidrolítica y de temperatura y su índice de viscosidad son bajos y sus propiedades a baja temperatura son pobres. Además, son agresivos con pinturas, revestimientos y sellos.

Ésteres de poliol tienen buena estabilidad a alta temperatura, estabilidad hidrolítica y propiedades a baja temperatura, baja volatilidad y bajo índice de viscosidad; Los ésteres de poliol también pueden tener más efecto sobre las pinturas y provocar un mayor hinchamiento de los elastómeros. Para aprovechar su miscibilidad con refrigerantes de hidrofluorocarbonos (HFC), los ésteres de poliol se utilizan en sistemas de refrigeración.

perfluorado Los poliéteres (PFPE) con una densidad casi el doble que la de los hidrocarburos, son inmiscibles con la mayoría de los otros aceites base y no inflamables en todas las condiciones prácticas. Muy buena dependencia viscosidad-temperatura y viscosidad-presión, alta estabilidad a la oxidación y al agua, inerte químicamente y estable a la radiación; estas propiedades se unieron a su estabilidad al corte. Son adecuados como fluidos hidráulicos en naves espaciales y como dieléctricos en transformadores y generadores.

polifenilo Los éteres tienen excelentes propiedades a altas temperaturas y resistencia a la oxidación, pero tienen buenas propiedades de viscosidad-temperatura; se utilizan como fluido hidráulico para resistencia a altas temperaturas y radiación.

polisiloxanos o Siliconas have high viscosity index, over 300, low pour point, high-temperature stability and oxidation stability so they run well in a wide range of temperatures; they are chemically inert, non-toxic, fire-resistant, and water repellent, they have low volatility and are compatible with seals and plastics.

Su desventaja es la formación de óxidos de silicio abrasivos en caso de oxidación, no se forman películas lubricantes adherentes eficaces debido a su baja tensión superficial y además muestran una mala respuesta a los aditivos. Se utilizan como líquidos de frenos y como agentes antiespumantes en lubricantes. La tabla compara las diferentes propiedades de los aceites base sintéticos con las del aceite mineral. Comparación entre aceites base.

 Aceites biobases

Se producen principalmente a partir de soja, colza, palmera, girasol y cártamo. Sus ventajas son una alta biodegradabilidad, lubricidad superior, mayor punto de inflamación e índice de viscosidad; pero su punto de fluidez es alto y la estabilidad oxidativa es pobre, además el reciclaje es difícil.

Las principales aplicaciones son fluidos hidráulicos, fluidos de transmisión, aceites para engranajes, aceites para compresores y grasas. Mejor cuando la aplicación es pérdida total, en interiores o donde el bajo punto de fluidez no es un problema, en la industria alimentaria o en áreas ambientalmente sensibles.

Aditivos

Los lubricantes requieren ingredientes adicionales además de un aceite base para brindar funcionalidad. La siguiente es una lista de los materiales comunes utilizados. Aditivos del 5% al 30% de una fórmula de aceites con aceite de motor utilizando la mayor concentración.

El aceite típico para motores de automóviles de pasajeros contiene detergentes, dispersantes, inhibidores de oxidación, aditivos antidesgaste, depresores de vertido, antioxidantes, aditivos antiespumantes y modificadores de fricción. Los aditivos antidesgaste ayudan a reducir el desgaste entre las piezas del motor muy cargadas; los detergentes y dispersantes ayudan a prevenir la acumulación de contaminantes, lodos, hollín y barnices; y los inhibidores de oxidación ayudan a prevenir la degradación del lubricante a altas temperaturas de funcionamiento.

Agentes de extrema presión (EP) – un aditivo a base de fósforo, azufre o cloro que normalmente se usa en aceites para engranajes y que evita que las superficies metálicas deslizantes se atasquen en condiciones de presión extrema. A altas temperaturas locales se combina químicamente con el metal para formar una película superficial. Los aditivos EP están hechos de azufre, fósforo o cloro. Se vuelven reactivos a altas temperaturas (160+F) y atacarán las superficies amarillas y pueden ser ligeramente corrosivos para algunos metales, especialmente a temperaturas elevadas.

Antiespumante o inhibidor de espuma – aditivos a base de silicona utilizados en sistemas turbulentos, ayudan a combinar pequeñas burbujas de aire en burbujas grandes que suben a la superficie y estallan. Disminuye la tensión superficial de la burbuja para adelgazarla y la debilita para que explote. La mayoría de los aceites contienen inhibidores de espuma que actúan alterando la tensión superficial del aceite. Permite que las burbujas se combinen y se rompan. Los inhibidores de espuma están basados en silicona o son agentes antiespumantes orgánicos.

Inhibidores de oxidación y corrosión – carbon-based molecules designed to absorb onto metal surfaces to prevent attack by air and water. Rusting and corrosion work by slowing the deterioration of a component surface due to a chemical attack by acidic products of oil oxidation. Rusting refers to the process of a ferrous surface oxidizing due to the presence of water in oil. Oils that contain rust and oxidation inhibitors are known as R&O oils in the US, and HL oils overseas.

Inhibidores de oxidación – Las aminas y los antioxidantes fenólicos actúan interrumpiendo la reacción en cadena de los radicales libres que resulta en la oxidación. Básicamente, cuando el aceite comienza a descomponerse en presencia de oxígeno, estos inhibidores interrumpen la reacción. También evitan que el metal acelere la reacción de oxidación al desactivarlo. Se añaden inhibidores de oxidación para prolongar la vida útil del aceite. El oxígeno reacciona con el aceite para producir ácidos débiles que pueden picar las superficies. Los inhibidores de la oxidación reducen la velocidad de oxidación.

La estabilidad a la oxidación es importante en la mayoría de las aplicaciones de compresores debido al calor que se genera. El aceite oxidado puede crear depósitos que se acumulan en las válvulas de descarga, lo que les permite quedarse abiertas. Esto hace que el aire caliente sea absorbido nuevamente hacia la cámara de compresión donde se recomprime. El aire puede generar suficiente calor para encender los depósitos y provocar un incendio o una explosión. El uso de materiales sintéticos puede minimizar esta posibilidad.

Aditivo antidesgaste – El dialquil ditiofosfato de zinc (ZDDP) es el aditivo antidesgaste más común, aunque existen muchos aditivos sin zinc a base de azufre y fósforo que también confieren propiedades antidesgaste. El extremo zinc-azufre-fósforo de la molécula es atraído hacia la superficie del metal, lo que permite que las largas cadenas de carbonos e hidrógenos en el otro extremo de la molécula formen una alfombra resbaladiza que evita el desgaste.

No es una reacción química, sino una atracción súper fuerte. Existen otros aditivos antidesgaste que no contienen zinc. Algunos se basan en azufre y otros en materiales grasos. Los aditivos antidesgaste, por regla general, no son tan agresivos como los aditivos de extrema presión. Los aceites que contienen aditivos antidesgaste suelen denominarse aceites AW en EE. UU. o llevan la designación HLP en Europa. Los aceites antidesgaste que contienen zinc generalmente no se recomiendan para compresores de aire porque el paquete antidesgaste puede comprometer la estabilidad a la oxidación del aceite.

Demulsionante – Los polímeros a base de carbono afectan la tensión interfacial de los contaminantes, por lo que se separan rápidamente del petróleo. La estabilidad hidrolítica es la capacidad del aceite para resistir la degradación en presencia de agua. Esto es importante porque cualquier sistema abierto a la atmósfera estará expuesto a algo de humedad y condensación. Algunos fluidos a base de ésteres tienen una estabilidad hidrolítica relativamente pobre y rápidamente se vuelven ácidos en presencia de agua.

Punto de fluidez Depressants – productos químicos diseñados para reducir la solidificación del aceite a la temperatura más baja a la que se verterá según una prueba de laboratorio ASTM. Normalmente, se trata de moléculas de metacrilato e inhibirán la cristalización de las moléculas de cera.

Viscosidad Index Improvers – productos químicos diseñados para reducir la dilución de un aceite cuando aumenta la temperatura. Estos productos químicos suelen ser moléculas de metacrilato e inhibirán la dilución del aceite al expandir su huella molecular, lo que reduce la fluidez a medida que aumenta la temperatura.

Detergentes – Normalmente se utilizan en fórmulas de aceite de motor y están diseñados para mantener el sistema limpio de depósitos. A menudo, son alcalinos por naturaleza, por lo que contribuyen a aumentar el TBN del aceite. Los aceites lubricantes para motores diésel están compuestos con aditivos alcalinos para ayudar a neutralizar los ácidos de la combustión. También aportan propiedades antioxidantes. Los compuestos típicos contienen calcio o magnesio.

Detergentes have their disadvantages. Detergentes move deposits downstream where they may build up on heat transfer surfaces in coolers. Detergent oils absorb water. If water can build up in the oil, it will cause rust and will accelerate oxidation. Compressors generate water because the humidity from the air condenses as the air is compressed. It is generally removed in a coalescer or knockout drum, but some water gets into the oil. For this reason, detergent oils are only used in limited applications.

Dispersantes – diseñado para capturar partículas como el hollín para formar una micela y mantenerlas en suspensión. Estos compuestos pueden ser parte de la química del detergente o no tener metales, por lo que pueden usarse en formulaciones sin cenizas. De hecho, algunos aditivos pueden contribuir al desgaste. Demasiado detergente/dispersante metálico puede dejar depósitos tipo ceniza que pueden ser abrasivos. Existe una prueba para medir la cantidad de ceniza que queda cuando se quema un aceite. Se conoce comúnmente como prueba de cenizas sulfatadas. Algunos fabricantes de motores limitan la cantidad de cenizas que contiene el aceite. Un aceite "sin cenizas" requerido para algunos motores de aviación tiene menos del 0,1% de cenizas, mientras que un aceite con alto contenido de cenizas utilizado en algunos motores marinos con combustible con alto contenido de azufre puede tener más del 1,5% de cenizas.

Aditivos can be depleted in service. There is a quick field test used to measure the level of detergency and dispersant of used oils. It is commonly known as the Oil spot (or patch) test. A simple test is when oil is filtered through a patch and treated with a solvent. If particles are concentrated in the center of the patch, it indicates that water or anti-freeze may be impairing dispersancy. The oil spot test can also pick up fuel soot, which are particles formed from fuel that is not completely burned. The filter patch can show evidence of dirt contamination, too.

Compatibilidad

aditivos lubricantes fueron desarrollados para mejorar las características existentes de los aceites base con los que se formula un lubricante, para reducir las deficiencias de los aceites base o impartir nuevas características de rendimiento. Los aceites de motor fueron los primeros lubricantes formulados con aditivos. Han sido y siguen siendo el mayor segmento del mercado de lubricación. Por lo tanto, no sorprende que la mayoría de los esfuerzos de investigación y desarrollo se hayan centrado en mejorar el aceite de motor.

En 1911, la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Automotrices (SAE) estableció el sistema de clasificación de aceites. Esto estaba relacionado únicamente con la viscosidad del aceite y no con el rendimiento. Hasta los años 30, los aceites de motor no contenían aditivos. Eran sólo aceites base. Antes de la introducción de la química de aditivos, los intervalos de cambio de aceite eran de 750 millas. Debido a las crecientes demandas de los consumidores y las presiones económicas, los motores de combustión interna se volvieron más sofisticados. Los aceites de motor estaban cada vez más estresados y los desafíos en sus reservas de rendimiento dieron lugar a la necesidad de aditivos.

El primer aditivo para aceites desarrollado fue el depresor del punto de fluidez. Estos polímeros de acrilato se desarrollaron a mediados de la década de 1930. A principios de la década de 1940 se introdujeron aditivos antidesgaste como el ditiofosfato de zinc, seguidos de los inhibidores de corrosión y luego los detergentes de sulfonato. Se encontró que los detergentes de sulfonato proporcionaban neutralización de ácidos así como también inhabitación de oxidación así como inhabitación de óxido y corrosión.

En 1932, el Instituto Americano del Petróleo (API) estableció un sistema de especificaciones para la clasificación del rendimiento del aceite de motor. Esta es una consideración importante porque es el único sistema mediante el cual un lubricante puede considerarse compatible con otro de un fabricante diferente sin necesidad de probar la compatibilidad. Siempre que los aceites tengan el mismo grado de viscosidad y tengan la misma clasificación API y viscosidad SAE, los aceites son compatibles; el usuario puede mezclar aceites si es necesario. Este no es el caso de otros lubricantes.

Al mezclar diferentes lubricantes, puede ocurrir una reacción adversa entre dos aceites en ciertas condiciones de trabajo en un sistema. Esto se considera "incompatibilidad de lubricantes". Muy a menudo, la causa de la incompatibilidad es la neutralización de un aditivo ácido en un aceite por un aditivo alcalino en otro aceite. El resultado es que los aditivos reaccionan entre sí en lugar de con la superficie metálica, las partículas o los radicales libres del aceite.

El compuesto recién formado se vuelve ineficaz y precipita (cae). La mayoría de los aditivos son polares, que es lo que impulsa esta reacción. Esto es por diseño. La polaridad proporciona reacciones superficiales y reacciones de contaminación que benefician al activo. Durante la reacción de incompatibilidad, a menudo se forma un jabón que puede precipitar un gel parecido a una grasa que interfiere con la lubricación y el flujo de aceite.

Sin embargo, es posible que los aceites mezclados no siempre generen problemas de incompatibilidad. Pueden existir sin precipitación o reacción en un sistema operativo durante un período indefinido hasta que se introduce agua. El agua puede provocar rápidamente una reacción entre los aditivos polares. El hierro y el cobre que se encuentran a nivel molecular pueden actuar como catalizadores en estas reacciones. Las reacciones de incompatibilidad no son reversibles. Quitar el agua secando el sistema y el aceite no quita el gel formado ni elimina el jabón.

Normalmente, los aditivos ácidos se pueden encontrar en los aceites de engranajes, hidráulicos y en algunos aceites circulantes. En los aceites de motor se utilizan aditivos de base alcalina. Existen algunos aditivos que no son ni ácidos ni básicos sino neutros, este tipo de aditivos se utilizan en compresores y aceites de refrigeración. Los aditivos ácidos se identifican como ácidos fuertes y reaccionarán más rápido que los ácidos que se forman durante la etapa de iniciación de la oxidación, que normalmente son ácidos carboxílicos o ácidos nítricos, y son ácidos débiles debido al número limitado de protones donados.

Los ácidos débiles reaccionan más lentamente que los ácidos fuertes. Ésta es la razón por la que los aceites que tienen una química de aditivos incompatible reaccionan tan rápido. Los aditivos no son los únicos culpables. Los aceites base de propilenglicoles, poliglicoles, ésteres de fosfato y ésteres de poliol tienen una compatibilidad de regular a pobre con los lubricantes a base de aceites minerales. Si bien estos aceites pueden no ser aptos para sustancias sólidas, pueden formar un lodo. Muchos no se mezclan con los lubricantes de base mineral.

La gestión de la lubricación es la base de la fiabilidad de las máquinas. Sin buenas prácticas de lubricación, corre el riesgo de sufrir averías, reparaciones costosas, desperdicio de lubricante y otros percances. Dicho esto, desarrollar y gestionar un programa de lubricación eficaz requiere una gran atención a los detalles y voluntad de dedicar tiempo y recursos. Este artículo describe consideraciones clave para desarrollar su programa de lubricación y las mejores prácticas para una gestión eficaz de la lubricación.

Las seis etapas del ciclo de vida del lubricante

El primer paso para optimizar su programa de lubricación es comprender todo el ciclo de vida del lubricante. La metodología ASCEND™ de Noria ofrece un enfoque estructurado para la gestión de la lubricación, dividiendo el ciclo de vida en seis etapas distintas, desde la recepción hasta la eliminación. Cada etapa implica un conjunto de mejores prácticas que contribuyen a la excelencia general de la lubricación y la confiabilidad de la máquina.

1. Selección

Elegir el lubricante adecuado es el primero y uno de los pasos más cruciales en el ciclo de vida del lubricante. El lubricante seleccionado debe cumplir con los requisitos de rendimiento específicos de la maquinaria y su entorno operativo. Esto implica comprender las condiciones operativas de la máquina, como la temperatura, la carga, la velocidad y el entorno, y combinarlas con las propiedades del lubricante.

Consideraciones clave:

• Compatibilidad with equipment materials and seals
• Resistencia a temperaturas extremas y oxidación.
• Capacidad para minimizar la fricción y el desgaste.
• Impacto ambiental y cumplimiento de la normativa

2. Reception & Storage

Una vez seleccionado, el lubricante debe recibirse en las condiciones correctas. Esta etapa implica pruebas para confirmar que el lubricante no esté contaminado durante el transporte y llegue en el estado previsto. A partir de ahí, se debe almacenar en un ambiente que lo mantenga limpio, fresco y seco.

Consideraciones clave:

• Uso de envases sellados y etiquetado adecuado.
• Almacenamiento en áreas frescas, secas y limpias, alejadas de la luz solar directa.
• Inspección periódica de las condiciones de almacenamiento y de los contenedores de lubricante.
• Uso de equipos de transferencia adecuados para minimizar los riesgos de contaminación.

3. Handling & Application

Aplicar el lubricante correctamente es fundamental para maximizar su eficacia. Esta etapa incluye aplicar el lubricante en el lugar correcto, utilizar las herramientas adecuadas y transferirlo desde el almacenamiento al equipo con contenedores limpios. La precisión en la aplicación (cantidad correcta, frecuencia correcta) es clave para evitar una lubricación insuficiente o excesiva, las cuales pueden causar problemas importantes.

Consideraciones clave:

• Capacitar al personal sobre métodos y herramientas de aplicación correcta.
• Configuración de la maquinaria basada en el estado de referencia óptimo.
• Rutas de lubricación diseñadas para la optimización de cargas de trabajo, recursos y personal.
• Uso de sistemas de lubricación automatizados cuando corresponda.

4. Contamination Control & Reconditioning

El control de la contaminación es esencial para mantener la integridad del lubricante durante todo su ciclo de vida. Esta etapa implica proteger el lubricante de contaminantes como suciedad, humedad y otros materiales extraños durante el almacenamiento, manipulación y aplicación. La implementación de sistemas de filtración, el uso de contenedores de almacenamiento adecuados y el seguimiento de las mejores prácticas de manipulación pueden reducir significativamente el riesgo de contaminación.

Consideraciones clave:

• Uso de respiradores desecantes para eliminar partículas y humedad del aceite.
• Uso de equipos limpios de almacenamiento y transferencia para evitar la exposición a contaminantes.
• Uso de filtración, centrifugación y deshidratación para eliminar contaminantes y restaurar las propiedades lubricantes.
• Mantener ambientes limpios y controlados en las áreas de almacenamiento y manipulación.

5. Monitoring, Analysis, & Troubleshooting

El análisis de lubricantes es una herramienta poderosa para monitorear el estado tanto del lubricante como de la maquinaria. Los análisis periódicos ayudan a detectar contaminación, degradación o cualquier otro problema que pueda afectar el rendimiento de la máquina. Al realizar un seguimiento del estado del lubricante a lo largo del tiempo, los profesionales de confiabilidad pueden tomar decisiones informadas sobre cuándo cambiar o reacondicionar el lubricante.

Consideraciones clave:

• Establecer un cronograma de análisis de lubricantes de rutina.
• Monitoreo de indicadores clave como viscosidad, niveles de contaminación y agotamiento de aditivos.
• Usar los resultados del análisis para ajustar los programas de lubricación o seleccionar lubricantes alternativos.

6. Energy Conservation, Health & The Environment

La etapa final del ciclo de vida de la lubricación es la eliminación, que es fundamental para el cumplimiento y la seguridad medioambiental. Esta etapa implica retirar y desechar de manera segura los lubricantes viejos de acuerdo con los estándares regulatorios, así como considerar opciones de reciclaje o reacondicionamiento cuando sea posible.

Consideraciones clave:

• Regulaciones ambientales sobre la eliminación de lubricantes.
• Gestionar correctamente las fugas y derrames de lubricante
• Reducir el consumo de energía minimizando la fricción con la correcta selección y aplicación del lubricante.

Mejores prácticas para la gestión de la lubricación

Ahora que conoce las consideraciones para cada etapa del ciclo de vida del lubricante, es hora de brindar consejos para una gestión eficaz de la lubricación. Para sobresalir verdaderamente en esta área, las organizaciones no sólo deben implementar prácticas sólidas de lubricación, sino también invertir en las herramientas y la capacitación adecuadas. No se puede subestimar el valor de la capacitación integral en lubricación: brinda a los equipos de mantenimiento las habilidades necesarias para aplicar lubricantes con precisión y administrarlos de manera efectiva. Además, aprovechar el software de gestión de la lubricación ayuda a optimizar los procesos, automatizar la programación y proporcionar información basada en datos para una mejora continua. Igualmente importante es designar un líder de programa para supervisar e impulsar la estrategia de lubricación y hacer cumplir las mejores prácticas en toda la organización. Juntos, estos elementos forman un marco sólido para optimizar la gestión de la lubricación y mejorar el rendimiento operativo general.

Tener un líder de programa dedicado

Designar un líder del programa de lubricación dedicado es esencial para garantizar que las mejores prácticas se apliquen y mantengan de manera consistente en toda la organización. Este líder actúa como un punto central de responsabilidad, supervisando el desarrollo, la implementación y la mejora continua del programa de lubricación. Un líder de programa también desempeña un papel crucial en el fomento de una cultura de mantenimiento proactivo, coordinando los esfuerzos de capacitación e integrando nuevas tecnologías como el software de gestión de lubricación.

Invierta en capacitación en lubricación

Invertir en capacitación en lubricación es crucial para un programa de lubricación exitoso. Si bien la lubricación puede parecer una tarea sencilla, los matices de seleccionar, aplicar y administrar lubricantes requieren una comprensión profunda y un conjunto de habilidades específicas. Una capacitación adecuada equipa a quienes participan en actividades de lubricación con el conocimiento y la experiencia necesarios para ejecutar estas tareas con la precisión necesaria.

Para aquellos que están comenzando con la lubricación o que no han tenido ninguna capacitación formal previa, se recomienda comenzar con Lubricación de maquinaria I, que cubre conocimientos básicos que incluyen selección de lubricantes, control de contaminación, consideraciones de almacenamiento y manipulación, inspecciones y más. A partir de ahí, los cursos avanzados como Análisis de aceite II, Lubricación de maquinaria II e Ingeniero en lubricación de maquinaria pueden ayudar a ampliar el conocimiento sobre lubricación y mejorar aún más el programa.

Implementar software de gestión de lubricación

Debido a la abundancia de procedimientos, inspecciones y datos asociados con la lubricación, se recomienda utilizar un software dedicado para mantener todo organizado. El software de gestión de lubricación (LMS) ayuda a optimizar los procesos de lubricación, realizar un seguimiento del éxito del programa y ejecutar todas las tareas de manera eficiente.  

¿Por qué no gestionar las tareas de lubricación en una GMAO junto con otras tareas de mantenimiento? Algunas razones. En primer lugar, normalmente hay varias tareas de lubricación que deben realizarse diariamente (y a veces incluso varias veces al día). Un CMMS se especializa en PM que se realizan de manera rutinaria, pero generalmente no con esta frecuencia. Esto da como resultado demasiadas tareas, lo que provoca que se pierda trabajo del CMMS. Otra razón es que la información crítica necesaria para lubricar con precisión un equipo rara vez está codificada y asociada con la lista o jerarquía de activos CMMS. Esta información puede incluir puntos de inspección detallados, el volumen de lubricante, el tipo de lubricante, el procedimiento adecuado para lubricar el componente y otros datos pertinentes.

Echemos un vistazo a las características clave de LubePM, el software líder de gestión de lubricación:

Gestión de datos centralizada

El software de gestión de la lubricación centraliza todos los datos relacionados con la lubricación, incluidas las especificaciones del lubricante, los programas de aplicación y los datos de inspección. Esto permite un fácil acceso y uso compartido de información entre los miembros del equipo.

Con todos los datos en un solo lugar, resulta más fácil realizar un seguimiento del ciclo de vida de cada lubricante, desde la selección hasta la eliminación, y asegurarse de que el programa mejore constantemente. Sistemas como este también resultan útiles cuando hay rotación en una organización. En lugar de que todo el conocimiento del programa se desperdicie cuando alguien renuncia o se jubila, permanece dentro del LMS.

Alertas y programación de rutas automatizadas

Una de las ventajas clave de utilizar LubePM es la capacidad de automatizar los programas de lubricación. Los equipos de mantenimiento pueden generar fácilmente rutas de lubricación detalladas que describan tareas, frecuencias y ubicaciones específicas para cada pieza de equipo. El software permite personalizar estas rutas en función de las necesidades únicas de la máquina en términos del tipo y cantidad correctos de lubricante en el momento adecuado.

Además, el software puede enviar alertas y notificaciones sobre próximas tareas de lubricación, actividades vencidas o cuando es necesario analizar o reemplazar un lubricante. Este enfoque proactivo ayuda a mantener el rendimiento óptimo del equipo y a prevenir problemas antes de que surjan.

Informes y análisis detallados

El software de gestión de lubricación proporciona potentes herramientas de análisis e informes que permiten a los usuarios analizar el éxito del programa de lubricación a lo largo del tiempo. Estas herramientas ayudan a identificar tendencias, detectar problemas potenciales y optimizar los intervalos de lubricación basándose en datos reales. Los informes generados por el software pueden incluir información sobre el uso de lubricantes, recomendaciones de hardware, ahorros de costos y más. Este enfoque basado en datos permite una mejora continua en las prácticas de lubricación y respalda la toma de decisiones informadas.

Conclusión

La gestión eficaz de la lubricación es un componente vital de una estrategia de mantenimiento exitosa y tiene un impacto directo en la confiabilidad del equipo. Al invertir en una capacitación integral en lubricación, emplear software avanzado de gestión de la lubricación y nombrar a un líder de programa dedicado, las organizaciones pueden crear un enfoque estructurado y proactivo para la lubricación. Estas mejores prácticas no solo ayudan a prevenir fallas costosas en los equipos, sino que también optimizan el uso de los recursos, reducen el tiempo de inactividad y extienden la vida útil de los activos críticos.

¿Quiere eliminar las conjeturas en la gestión de la lubricación? Obtenga más información sobre el software de gestión de lubricación LubePM.