ASTM E2412 Monitoreo del estado de lubricantes en servicio mediante análisis de tendencias utilizando espectrometría FT-IR

ASTM E2412 Monitoreo del estado de lubricantes en servicio mediante análisis de tendencias utilizando espectrometría FT-IR

La norma “ASTM E2412 Práctica estándar para el monitoreo de condición de lubricantes en servicio mediante análisis de tendencias utilizando espectrometría infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR)”, publicada por la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM), describe un procedimiento para usar FT-IR para monitorear el agotamiento de aditivos, la acumulación de contaminantes y la degradación del aceite base en lubricantes, fluidos hidráulicos y otros fluidos utilizados en el funcionamiento normal de la máquina.

ASTM E2412 Monitoreo del estado de lubricantes en servicio mediante análisis de tendencias utilizando espectrometría FT-IR

Los contaminantes monitoreados incluyen agua, hollín, etilenglicol, combustibles y aceite defectuoso. La oxidación, nitración y sulfonación de los aceites base se monitorean como evidencia de deterioro. El propósito de esta actividad de monitoreo es diagnosticar el estado operativo de la máquina con base en las fallas observadas en el aceite. Se presentan parámetros de medición e interpretación de datos para que los operadores de diferentes espectrómetros FT-IR puedan comparar resultados utilizando las mismas técnicas.

Esta práctica se basa en el análisis de la tendencia y la respuesta de dispersión obtenidas a partir de mediciones de absorción en el infrarrojo medio. Si bien la calibración para establecer unidades físicas de concentración es posible, en la mayoría de los casos resulta innecesaria o poco práctica. Los límites de advertencia o alarma (el punto en el que se recomienda o requiere mantenimiento en una máquina monitoreada) pueden determinarse mediante análisis estadístico, el historial del mismo equipo o de uno similar, pruebas cíclicas u otros métodos que se correlacionen con el rendimiento del equipo. Estos límites de advertencia o alarma pueden ser un valor máximo o mínimo fijo para comparar con una sola medición o pueden basarse en la tasa de cambio de la respuesta medida. Esta práctica considera la dispersión, pero no excluye el uso de advertencias y alarmas basadas en la tasa de cambio.

Esta guía no pretende establecer ni recomendar límites normales, de precaución, de advertencia o de alarma para ninguna máquina. Estos límites deben determinarse siguiendo las recomendaciones y la orientación del fabricante de la máquina y su equipo de mantenimiento.

Los espectros y perfiles de distribución que se presentan aquí son sólo para fines ilustrativos y no deben interpretarse como representativos o constitutivos de pautas para lubricantes o maquinaria.

Esta aplicación está diseñada como una verificación espectroscópica rápida y simple para el monitoreo de la condición de los lubricantes en servicio y se puede utilizar para ayudar a determinar la salud general de la máquina a través de la medición de propiedades observables en el espectro infrarrojo medio, como agua, oxidación del aceite y otras como las mencionadas anteriormente.

Los datos infrarrojos generados por esta aplicación se utilizan habitualmente junto con otros métodos de prueba. Por ejemplo, la espectroscopia infrarroja no puede determinar los niveles de metales de desgaste ni ningún otro tipo de análisis elemental. Esta aplicación no está diseñada para estimar las propiedades físicas del lubricante (p. ej., viscosidad, índice de base total, índice de acidez total). Está diseñada para monitorizar lubricantes en servicio y puede ayudar a determinar el estado general de la máquina. No está diseñada para analizar la composición, el rendimiento ni las formulaciones de aditivos del lubricante.

El muestreo y análisis periódicos de lubricantes se ha utilizado desde hace tiempo para determinar el estado general de las máquinas. La espectroscopia de emisión atómica y la espectroscopia de absorción atómica se utilizan con frecuencia en el análisis de metales de desgaste (p. ej., el método de ensayo estándar ASTM D5185). Diversas pruebas de propiedades físicas complementan el análisis de metales de desgaste y proporcionan información sobre el estado del lubricante (p. ej., los métodos de ensayo estándar ASTM D445, ASTM D2896 y ASTM D6304). El análisis molecular de lubricantes y fluidos hidráulicos mediante espectroscopia FT-IR proporciona información directa sobre especies moleculares de interés, como aditivos, productos de degradación de fluidos y contaminantes externos, complementando así los análisis de metales de desgaste y otros análisis utilizados en un programa de monitorización de estado.

La norma ASTM E2412 es una herramienta fundamental para el mantenimiento de maquinaria y el análisis de lubricantes. Proporciona un marco para evaluar el estado de los lubricantes en servicio, como lubricantes para máquinas, fluidos hidráulicos y otros fluidos utilizados en la operación normal de la maquinaria. Mediante espectrometría FT-IR, esta norma proporciona información sobre el estado de la máquina y la eficiencia operativa mediante el monitoreo del agotamiento de aditivos, la acumulación de contaminantes y la degradación de la base lubricante.

La norma ASTM E2412 se centra en el monitoreo de parámetros clave, incluidos:

  • Contaminantes: Agua, hollín, etilenglicol, combustibles y aceite defectuoso.
  • Indicadores de degradación: Oxidación, nitración y sulfonación de aceites base.
  • Agotamiento de aditivos: Monitoreo del agotamiento de aditivos como compuestos antidesgaste (por ejemplo, ZDDP a base de fosfato).

El objetivo principal es identificar fallas en la maquinaria mediante el análisis de las tendencias del estado del lubricante a lo largo del tiempo. Esta aplicación está diseñada para diagnosticar problemas operativos mediante muestreos periódicos, no para analizar la composición, el rendimiento ni las formulaciones de los paquetes de aditivos del lubricante.

Las características principales de la norma ASTM E2412 son las siguientes:

  • Espectrometría FT-IR: La espectrometría FT-IR es una técnica analítica no destructiva que mide la absorción de luz infrarroja por los componentes moleculares de una muestra de lubricante. Esta norma especifica rangos de número de onda (normalmente de 3000 a 1090 cm) para el análisis de diversos parámetros.-1) y la intensidad de la absorbancia varía dependiendo de la resolución espectral y la longitud del recorrido celular.
  • Parámetros de medición: Esta norma proporciona directrices detalladas para la medición de componentes específicos, tal como se especifica en sus anexos. Por ejemplo:
    • Contaminación del agua: 3500 a 3150 cm-1 rango, pero el etilenglicol puede dificultar la medición precisa debido a la superposición de señales del grupo hidroxilo.
    • Carga de hollín: Aprox. 2000 cm-1 Se evalúa en densidad de absorbancia.
    • Oxidación y nitración: 1800 a 1670 cm respectivamente-1 y 1650 a 1600 cm-1 Los valores medidos en los rangos se informan como absorbancia por 0,1 mm para tener en cuenta el espesor de la muestra.
    • Compuestos antidesgaste: generalmente a base de fosfato (por ejemplo, dialquilditiofosfato de zinc, ZDDP), 1025 a 960 cm-1 medido en el rango.
    • Contaminación por combustible: Se monitorea que la gasolina y el diésel (por ejemplo, JP-5, JP-8) tienen características espectrales variables y requieren la verificación de las bandas de absorbancia del indicador.
  • Sustracción espectral: Esta norma incluye disposiciones para la sustracción espectral con el fin de aislar parámetros moleculares específicos, como agua, hollín, oxidación, nitración y compuestos antidesgaste fosfatados. Esta técnica aumenta la precisión en la detección de cambios en el estado del lubricante al sustraer los espectros elementales.
  • Análisis complementario: Esta norma enfatiza que los resultados de FT-IR se pueden combinar con otras pruebas como el número de ácido total, el número de base total y las mediciones de viscosidad para proporcionar una evaluación integral de la calidad del lubricante y la salud de la maquinaria.

La norma ASTM E2412 se utiliza ampliamente en industrias donde la fiabilidad de las máquinas es crucial, como la manufactura, la automoción, la industria aeroespacial y la generación de energía. Mediante el muestreo y análisis periódicos de lubricantes, los profesionales de mantenimiento pueden:

  • Puede detectar signos tempranos de desgaste de la máquina a través del análisis del metal de desgaste (complementado con espectroscopia de emisión o absorción atómica, por ejemplo, ASTM D5185).
  • Puede identificar problemas de contaminación que podrían provocar fallas en el equipo.
  • Puede optimizar los programas de mantenimiento al monitorear las tendencias en la degradación del lubricante y el agotamiento de aditivos.

Sin embargo, esta norma tiene varias limitaciones:

  • No para análisis de composición: esta norma no está diseñada para evaluar formulaciones de lubricantes o características de rendimiento.
  • Interferencias: Algunos contaminantes, como el etilenglicol, pueden interferir con la cuantificación del agua y requieren una interpretación cuidadosa.

Como resultado, la norma ASTM E2412 es una norma fundamental para el mantenimiento basado en la condición, que permite a las industrias supervisar el estado del lubricante y diagnosticar problemas de las máquinas mediante espectrometría FT-IR. Al proporcionar un enfoque estructurado para el análisis de tendencias, respalda las estrategias de mantenimiento proactivo, lo que ayuda a prolongar la vida útil de los equipos y reducir el tiempo de inactividad.

Nuestra organización, con una larga trayectoria operativa y un meticuloso seguimiento de los avances científicos y tecnológicos globales, realiza pruebas, mediciones y análisis en una amplia gama de áreas para empresas de todos los sectores, con un equipo cualificado y una amplia infraestructura. En este contexto, también ofrecemos servicios de prueba de acuerdo con la norma ASTM E2412, Práctica Estándar para la Monitorización del Estado de Lubricantes en Servicio mediante Análisis de Tendencias mediante Espectrometría Infrarroja por Transformada de Fourier (FT-IR).

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