Análisis de aceites de turbinas

La demanda de análisis de aceite ha ido en constante aumento. Constructores y usuarios de turbinas de vapor y gas buscan elevar el estándar de sus programas de mantenimiento preventivo. ¿El motivo? El análisis de aceite no solo brinda información sobre el estado actual del lubricante, sino que también alerta sobre posibles problemas en el sistema. Además, en el mundo de las turbinas de gas, muchos clientes buscan pruebas específicas de análisis de aceite para proyectar la vida útil restante del lubricante usado.

El corazón de cualquier programa de monitoreo reside en proteger el equipo y garantizar su funcionamiento sin problemas a lo largo del tiempo. Hablamos de asegurar la longevidad y un uso sin complicaciones de los aceites de turbinas, que lubrican, entre otros componentes, rodamientos y engranajes, así cómo válvulas muy precisas.

La vida útil del aceite varía según la intensidad de la operación. Mientras que el aceite de turbinas de vapor puede durar de 10 a 20 años o incluso más, en el caso de los aceites de turbinas de gas sometidos a operaciones de alta intensidad, la vida útil puede oscilar entre 8.000 y 30.000 horas, e incluso más.

En este blog, exploraremos cómo las pruebas de análisis de aceite contribuyen a reforzar los programas de mantenimiento preventivo o predictivo y cómo llevarlas a cabo de forma eficiente para obtener los mejores resultados.

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Importancia y beneficios del análisis del aceite en turbinas

El análisis de aceite usado es una herramienta sumamente valiosa para obtener una indicación precisa de lo que sucede en la turbina y, lo que es aún más importante, del estado en que se encuentra el aceite. Su relevancia radica principalmente en los beneficios que promueve:

• Identificación de cambios y tendencias: a través del monitoreo constante, el análisis de aceite permite identificar cambios fisicoquímicos en el aceite y en las condiciones de desgaste de la turbina. Esto es crucial para anticipar posibles problemas y tomar medidas correctivas a tiempo.

• Advertencia temprana de problemas mecánicos: que evitan que un problema se convierta en una amenaza seria que decante en costosas reparaciones y mayores tiempos de inactividad.

• Validación de problemas: el análisis de aceite permite validar y confirmar esos problemas detectados mediante otros procedimientos, brindando una imagen más completa y precisa de lo que está sucediendo. Por ejemplo: análisis de vibraciones, inspecciones visuales y detección de calor por infrarrojos, entre otros.

• Evaluación de la efectividad: la calidad del aceite es fundamental y su análisis puede determinar si los sistemas de filtración y los equipos de acondicionamiento están haciendo su trabajo de manera efectiva. Conocer esta situación permite tomar las medidas correctivas que sean necesarias antes de que los contaminantes dañen la maquinaria.

• Evaluación de la efectividad de los procedimientos de limpieza: el análisis revela si los procedimientos de limpieza están siendo efectivos y si el aceite vuelve a su estado óptimo luego de ello.

CONSIDERACIONES PARA LA TOMA DE MUESTRAS DE ACEITE

La toma de muestras de aceite es un paso fundamental en el análisis de turbinas, y es esencial abordar tanto el "dónde" como el "cómo" para obtener resultados confiables.

En cuanto a la ubicación de la muestra, existe un debate en curso: algunos sugieren tomar las muestras antes de la refrigeración y los filtros de aceite, mientras que otros recomiendan hacerlo después de los filtros. Incluso, hay quienes sugieren tomar una muestra a nivel medio del depósito de aceite. Sin embargo, estudios han demostrado que la ubicación precisa no es tan crítica como la consistencia; es decir, es esencial tomar muestras del mismo lugar en cada ocasión.

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En lo que respecta a la forma de tomar muestras, aquí hay un consenso casi universal. Para obtener muestras representativas, la unidad debe estar a la temperatura y condiciones de operación normales o justo después de un apagado. El punto de muestreo debe estar limpio y purgado de cualquier aceite estancado o sucio que pueda estar en la línea y la válvula. Por ello, es importante asegurar que el contenedor de la muestra esté limpio y, una vez obtenida la muestra, se debe rellenar correctamente las etiquetas y enviarlas lo antes posible al laboratorio correspondiente.

Dada la típica larga vida de los aceites de alta calidad en aplicaciones de turbinas, la frecuencia de toma de muestras debe ajustarse en consecuencia. Para turbinas de vapor y gas en aplicaciones industriales, se recomienda analizar muestras al menos cada 6 meses. Sin embargo, esta frecuencia puede tener que ajustarse en función del tiempo de servicio del aceite, la severidad de la aplicación o si condiciones inesperadas indican la necesidad de un muestreo más frecuente.

Las primeras 4,000 horas de funcionamiento de una turbina son críticas, ya que en este período se establecen líneas de referencia. Por lo tanto, se sugiere tomar muestras mensuales de las líneas de retorno de los rodamientos, si es posible mientras el aceite circula y desde el centro del depósito de aceite de la turbina durante la agitación. Una práctica muy recomendable es la de colocar puertos de muestreo para facilitar la extracción de muestras de aceite. A medida que el aceite se acerca al final de su vida útil, puede ser necesario aumentar la frecuencia de las pruebas para determinar con precisión el momento en que debe ser reemplazado.

Mantener una metodología de toma de muestras coherente y un programa de análisis de aceite bien gestionado es clave para el éxito en la lubricación de turbinas y el mantenimiento de la maquinaria industrial.

PRUEBAS RECOMENDADAS PARA EL ANÁLISIS DE ACEITE DE TURBINAS

Las pruebas para el análisis de turbinas no solo determinan el estado del aceite en un momento dado, sino que también ayudan a predecir su vida útil restante. Estas son algunas de las pruebas clave a considerar:

• Examen visual diario: Apariencia y color

• Grilla de análisis mensual (o 750 horas operativas)
  

  • Viscosidad (cSt a 40 °C)
  • Número Total Ácido (TAN)
  • Contaminantes, aditivos y metales de desgaste (ICP)
  • Oxidación (FTIR)
  • Agua (Karl Fischer)
  • Conteo de partículas ISO

• Pruebas avanzadas: permiten evaluar el potencial de formación de depósitos en las válvulas servo hidráulicas de cierre crítico. Suelen realizarse anualmente, pero la frecuencia puede ser mayor o menor según cada caso y cada empresa deberá analizar cuál es la mejor opción. Las principales son:

  • Prueba de Oxidación con Bomba Rotativa (RBOT): la prueba RBOT comparativa entre el aceite de turbina usado y el mismo aceite sin usar es un indicador de la vida útil restante en términos de oxidación. La característica importante no es el nivel de RBOT en el aceite nuevo, sino la velocidad a la que disminuye en servicio, lo que depende de la duración del servicio, las temperaturas y la contaminación. Se recomienda realizar pruebas RBOT al menos anualmente hasta que los resultados caigan por debajo del 50% en comparación con el aceite nuevo, momento en el que podría ser necesario aumentar la frecuencia de las pruebas hasta llegar al límite condenatorio de 25% del valor del aceite nuevo, momento en el cual es necesario cambiar el aceite de la turbina por uno nuevo.

  • Demulsibilidad: se utiliza para evaluar la capacidad de un aceite, ya sea nuevo o usado, para separar el agua en condiciones de laboratorio específicas. Es importante tener que en cuenta que, aunque existe una correlación general entre los resultados de las pruebas de laboratorio y las condiciones de servicio en planta, esta prueba no replica por completo las condiciones reales en la planta. En sistemas de circulación de turbinas de vapor, es crucial que el agua se separe fácilmente, mientras que en sistemas de turbinas de gas, esto es menos relevante debido a las temperaturas más elevadas en juego.

  • RULER: El análisis RULER (Routine Useful Life Evaluation Routine) mide el nivel de aditivos antioxidantes restantes en los aceites lubricantes para turbinas y también en fluidos hidráulicos. Esta prueba proporciona una evaluación del estado y la capacidad del aceite para resistir la oxidación, un factor importante que contribuye a las fallas de lubricación. Al analizar la tasa de agotamiento de los aditivos antioxidantes presentes en el aceite, se puede predecir la vida útil restante del lubricante.
  • Ultracentrífuga (UC): La prueba de ultracentrífuga (UC) somete una muestra de lubricante a fuerzas G que producen contaminantes insolubles degradados en aceite típicamente asociados con el barniz. La densidad del material aglomerado se compara con una escala de calificación para obtener un valor de UC.
  • Potencial de barniz por colorimetría de parche de membrana (MPC) es una prueba analítica para determinar la propensión de un lubricante a formar depósitos de barniz. MPC implica filtrar una muestra de fluido definida a través de una membrana y el color de los contaminantes se mide frente a un parche de membrana de control.

Estas pruebas son esenciales para garantizar un rendimiento óptimo de los lubricantes de turbinas en entornos industriales.

En Castrol, estamos comprometidos a proporcionar los mejores productos y servicios industriales de ingeniería líquida. No dudes en consultar a nuestros ingenieros de lubricación para obtener orientación adicional sobre la frecuencia y aplicación de pruebas para la lubricación de turbinas.

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