INTRODUCCIÓN

Nos parece muy importante y de gran actualidad la participación del personal de operaciones en el desarrollo de los programas de lubricación y de tribología en las máquinas rotativas, ya que sin su participación resultaría prácticamente imposible lograr que los mecanismos de dichas máquinas trabajen eficientemente y alcancen la vida disponible especificada por sus fabricantes. En una refinería de petróleo el personal de operaciones participa activamente en la lubricación por condición de las máquinas rotativas de propósito general permitiendo que los costos de mantenimiento y de lubricación se hallan reducido considerablemente y que las fallas catastróficas sean parte del pasado. El siguiente trabajo nos lo envió uno de nuestros suscriptores de INGELUB y por su importancia queremos publicarlo en su totalidad.

"Queremos compartir con los suscriptores de INGELUB el presente informe que elaboramos como resultado de la ejecución de la RUTA DE TRIBOLOGIA (esta ruta consiste en que el operador, bajo una ruta previamente establecida, similar a la ruta de vibraciones, y que se realiza semanalmente, inspecciona la condición de los mecanismos de las máquinas rotativas de su planta, monitoreando la condición de vibraciones, temperatura de operación y condición del aceite) que llevamos a cabo semanalmente en las máquinas rotativas de propósito general en nuestra planta de Ruptura Catalítica y cuya lubricación es responsabilidad de nuestros operadores de planta. Los resultados que se obtienen con la realización de esta ruta son altamente positivos y nos permiten contar con la información real del estado de nuestras máquinas rotativas y asegurar que su lubricación es correcta y su condición operacional obedece a los estándares especificados por sus fabricantes.

En el formato adjunto se especifican los valores de temperatura y de vibraciones que se toman en cada uno de los mecanismos monitoreados dentro de la RUTA DE TRIBOLOGIA y a continuación se especifica el estado del aceite y las diferentes anomalías encontradas y los correctivos efectuados.

La RUTA DE TRIBOLOGIA se inicia analizándole a cada uno de los mecanismos de las máquinas rotativas el aceite mediante un Analizador Portátil de Aceite (APA), el cual permite determinar de una manera cualitativa si el aceite se encuentra en buen ó mal estado; en este último caso, si el volumen de aceite es menor ó igual a cinco galones se cambia y el aceite que se drena de la máquina rotativa se almacena para ser dializado posteriormente. Si el volumen de aceite es mayor de cinco galones, se toma una muestra de 100 cc del aceite que lubrica el mecanismo y se envía al laboratorio (ya sea al de la empresa si lo tiene ó al del proveedor de lubricantes) y dependiendo de los resultados obtenidos se procede a cambiarlo ó a dejarlo en servicio sometiéndolo a un determinado tipo de mantenimiento (filtración, diálisis, etc,). En caso de que el análisis del aceite con el Analizador Portátil de Aceite muestre que el aceite se encuentra en buen estado, el análisis cuantitativo de su condición se lleva a cabo cada tres meses cuando los mecánicos de mantenimiento ó los lubricadores efectúen el programa predictivo de lubricación. Este personal también monitorea la condición de lubricación de los mecanismos lubricados con grasa.

Una vez asegurada, por parte de los operadores, la condición de lubricación de los mecanismos de las máquinas rotativas, se inspecciona la condición primaria del estado vibratorio de cada uno de dichos mecanismos, para lo cual se utiliza un Sensor Portátil de Vibraciones que permite inspeccionar el nivel de vibraciones del mecanismo de una manera cualitativa; si los valores monitoreados dan por encima de los máximos permisibles, se le reportan al personal de mantenimiento predictivo para que les haga un estudio de vibraciones mediante el cual, analizando los datos obtenidos y el espectro de las vibraciones se determina la condición real y los correctivos que por parte del personal de mecánica (alineamiento, balanceo, limpieza del filtro de succión, etc, ) ó de operaciones (velocidades, presión del fluido, etc, ) es necesario hacerle a los mecanismos de la máquina rotativa.

Finalmente se le toma al mecanismo la temperatura de operación, utilizando una pistola de luz infrarroja y se anota el valor obtenido; en caso de que el valor de la temperatura de operación de por encima del máximo permisible, se analizan las causas que lo están originando (enfriamiento deficiente, falta de aislamiento, etc) y se llevan a cabo los correctivos que sean necesarios".

"Las siguientes fueron las anomalías que se encontraron en los mecanismos de algunas de las máquinas rotativas monitoreadas por parte de los operadores:

TB1742A (1): La temperatura del cojinete liso de la turbina de vapor lado acople es de 76°C versus 70°C, no hay problemas de vibración y la temperatura del aceite en el depósito está en el límite de los 50°C, por lo que se puede concluir que el problema de alta temperatura en dicho cojinete liso es por falta de enfriamiento; se recomienda por lo tanto verificar el flujo de agua.

TB6442A: La temperatura del cojinete liso de la turbina de vapor lado acople es de 74°C versus 70°C y la del lado empuje de 79°C versus 70°C, no hay problemas de vibración y la temperatura del aceite en el depósito de 52°C está por encima del límite de 50°C, por lo que se puede concluir que el problema de alta temperatura en los dos cojinetes lisos y en el depósito de aceite es por falta de enfriamiento en los cojinetes lisos; se recomienda por lo tanto verificar el flujo de agua.

TB3085A: La temperatura de operación de los dos cojinetes lisos de la turbina de vapor es normal, no hay problemas de vibración y la temperatura del aceite en el depósito también es normal. Se encontró el aceite con agua, se cambió y se analizó su estado final en el Analizador de Aceite Portátil quedando en óptimas condiciones. El aceite que se cambió, se almacenó para su posterior dialización.

TB1143A: La temperatura del cojinete liso de la turbina de vapor lado acople es de 78°C versus 70°C y la del lado empuje de 94°C versus 70°C, ambas temperaturas están por encima del valor máximo permisible; la vibración del cojinete liso lado acople de 4,0 mm/s versus 4,0 mm/s está en el límite del valor recomendado y la del cojinete liso lado empuje de 4,2 mm/s versus 4,0 mm/s está por encima, lo que hace prever que pueden haber problemas de desgaste adhesivo en uno ó en ambos cojinetes lisos.

La temperatura del aceite en el depósito de 60°C está por encima del valor máximo permisible de 50°C; el aceite se encontró quemado como resultado de las altas temperaturas de operación de los cojinetes lisos. Se recomendó verificar el flujo de agua a cada cojinete liso, hacerle un análisis de laboratorio al aceite para verificar el contenido de hierro y de cobre en ppm y hacerle un monitoreo de vibraciones a los cojinetes lisos que permita analizar el espectro de las vibraciones y determinar cual es el problema que se está presentando (desalineamiento, desbalanceo, cojinetes lisos averiados, etc).

TB2014A: La temperatura del cojinete liso de la turbina de vapor lado acople es de 104°C versus 70°C, lo cual indica una temperatura de operación critica, la del lado empuje de 64°C versus 70°C es normal; la vibración del cojinete liso lado acople de 5,6 mm/s versus 4,0 mm/s está por encima del valor máximo permisible lo que hace prever problemas de desgaste adhesivo en este cojinete liso; la vibración del cojinete liso lado empuje de 2,2 mm/s versus 4,0 mm/s está por debajo del valor límite establecido; la temperatura del depósito de aceite de 80°C está por encima del valor máximo permisible de 50°C; el aceite se encontró quemado como resultado de las altas temperaturas de operación y en la inspección visual a dicho aceite se encontraron partículas metálicas de color cobrizo lo que corrobora que pueden haber problemas de desgaste adhesivo en el cojinete liso lado acople; se recomendó verificar el flujo de agua a este cojinete liso, hacerle un monitoreo de vibraciones que permita analizar el espectro de las vibraciones y determinar cual es el problema que se está presentando y por último hacerle un análisis de laboratorio al aceite para verificar el contenido de hierro y de cobre en ppm. "

Nota: (1) TB significa: T turbina de vapor y B bomba centrífuga, ó sea TB es la turbina de vapor de la bomba centrífuga.............

La RUTA DE TRIBOLOGIA efectuada por los operadores en las plantas de Ruptura Catalítica de la Refinería de Petróleos, es de gran importancia para la empresa ya que permite asegurar la operación confiable de las máquinas rotativas y asegurar de que las mismas operen dentro de los índices de Confiabilidad y Disponibilidad requeridos. Sin la colaboración de los operadores en el desarrollo de los programas primarios de mantenimiento y lubricación predictiva resultaría prácticamente imposible para el personal de mantenimiento garantizar en todo momento el buen estado de los mecanismos de dichas máquinas rotativas. Las rutas de lubricación predictiva que llevan a cabo los mecánicos asignados al desarrollo de los programas de lubricación ó en su defecto los lubricadores de la empresa, no se pueden realizar todos los días en los mismos mecanismos, sino dentro de una frecuencia que por regular es cada mes, pero, la condición de lubricación de los mismos puede cambiar de un día para otro, por ejemplo, por problemas de contaminación con agua del aceite, un bajo nivel de aceite por fugas, etc, lo cual ocasionaría la falla catastrófica de dichos mecanismos si solamente se chequeara su condición cada mes. En casos como éste, si el operador realiza una inspección diaria ó por lo menos tres veces a la semana de la condición de lubricación de los mecanismos de las máquinas rotativas a su cargo, es factible detectar problemas de lubricación a tiempo, corregirlos y volver la máquina rotativa a su condición estándar, no solamente en su lubricación, sino también en los niveles máximos permisibles de vibraciones y de temperatura.

Es muy importante tener en cuenta que los aceites sintéticos del tipo PAO y los minerales son compatibles lo cual garantiza, que cuando estos dos aceites se mezclan, el aceite resultante sea un producto cuyas propiedades físico-químicas permiten lubricar los componentes del cigüeñal del compresor sin problema alguno, no con la misma eficiencia de un aceite sintético PAO, sino con un nivel de desempeño equivalente al de un aceite mineral. Lo deseable en la práctica es que estos dos tipos de aceites no se mezclen, pero si llegara a ocurrir, el compresor podría seguir trabajando hasta que los análisis de laboratorio así lo indiquen. El caso contrario ocurre cuando se mezclan un aceite sintético del tipo PAG con un aceite mineral ya que estos dos tipos de aceites son completamente incompatibles y el resultado final cuando se mezclan es una sustancia similar a un asfalto, la cual como es obvio causará la falla catastrófica de los elementos lubricados.

Se requiere por lo tanto, que cuando se utiliza un aceite sintético del tipo PAG en la lubricación de los cilindros de compresores de desplazamiento positivo, también se emplee un aceite del mismo tipo en la lubricación del cigüeñal. Aunque las probabilidades de que pase aceite del cilindro al cigüeñal sean mínimas ó prácticamente nulas, en la práctica se ha podido comprobar que a pesar de la alta eficiencia de los anillos rascadores de aceite a la salida de los empaques de los cilindros, no obstante, algunas trazas de aceite quedan adheridas al vástago del pistón, las cuales llegan hasta el patín y de allí al carter del compresor, contaminado el aceite a mediano y a largo plazo.

Si se implementa el aceite sintético del tipo PAG en la lubricación de los cilindros de los compresores es necesario tener en cuenta que la cantidad de gotas por minuto de aceite sintético con respecto al mineral que es necesario dosificar es mucho menor, por lo regular la tercera parte; de lo contrario los costos de lubricación serán muy altos y la rentabilidad al utilizar aceites sintéticos se verá reducida considerablemente.