¿Alguna vez se ha preguntado qué hace que el motor de su coche funcione a la perfección? La respuesta está en los aceites lubricantes. Estas complejas mezclas de hidrocarburos desempeñan funciones críticas, desde reducir la fricción hasta prevenir la oxidación. Este artículo profundiza en sus distintas propiedades físicas y químicas, como la viscosidad, el punto de inflamación y la estabilidad a la oxidación. Comprender estas propiedades puede ayudarle a elegir el aceite adecuado para garantizar un rendimiento óptimo y la longevidad de la maquinaria. Sumérjase para descubrir cómo funcionan estos aceites y qué los hace esenciales para las aplicaciones industriales.
Rendimiento básico del aceite lubricante
El aceite lubricante es un producto tecnológicamente avanzado, que es una mezcla compleja de hidrocarburos, y su verdadero rendimiento es el efecto global de cambios físicos o químicos complejos.
El rendimiento básico del aceite lubricante incluye propiedades físicas y químicas generales, propiedades físicas y químicas especiales y simulaciones de pruebas en banco.
Propiedades físicas y químicas generales
Cada tipo de grasa lubricante tiene sus propiedades físicas y químicas generales comunes, que indican la calidad inherente del producto.
Las propiedades físicas y químicas generales del aceite lubricante son las siguientes:
Aspecto (color)
El color del aceite suele reflejar su grado de refinado y su estabilidad.
En el caso de los aceites de base, cuanto mayor sea el grado de refinado, más limpia será la eliminación de óxidos y sulfuros de hidrocarburos y más claro será el color.
Sin embargo, incluso en las mismas condiciones de refinado, el color y la transparencia de los aceites de base producidos a partir de diferentes fuentes de petróleo y aceites crudos de base pueden ser diferentes.
Para nuevos acabados aceite lubricanteEl color ha perdido su significado original como indicador del grado de refinado del aceite base debido al uso de aditivos.
Densidad
La densidad es el índice de propiedades físicas del aceite lubricante más sencillo y utilizado. La densidad del aceite lubricante aumenta con el incremento del número de carbono, oxígeno y azufre en su composición.
Por lo tanto, bajo la misma viscosidad o el mismo peso molecular relativo, los aceites lubricantes con más hidrocarburos aromáticos y más asfalteno y resina tienen la densidad más alta, los que tienen más cicloalcanos están en el medio, y los que tienen más alcanos tienen la densidad más pequeña.
Viscosidad
La viscosidad refleja la fricción interna del aceite y es un índice que indica la untuosidad y fluidez del aceite.
Bajo la premisa de no añadir ningún aditivo funcional, cuanto mayor sea la viscosidad, mayor será la resistencia de la película de aceite y menor la fluidez.
Índice de viscosidad
El índice de viscosidad representa el grado de variación de la viscosidad del aceite con la temperatura.
Cuanto mayor sea el índice de viscosidad, menos se verá afectada la viscosidad del aceite por la temperatura y mejor será su rendimiento viscosidad-temperatura.
A la inversa, cuanto menor sea el índice de viscosidad, peor será el rendimiento.
Punto de inflamación
El punto de inflamación es un índice que indica la volatilidad del petróleo. Cuanto más ligera sea la fracción del petróleo, mayor será su volatilidad y menor su punto de inflamación.
Por el contrario, cuanto más pesada sea la fracción del petróleo, menor será su volatilidad y mayor su punto de inflamación.
Además, el punto de inflamación también es un indicador del peligro de incendio de los productos petrolíferos. El nivel de peligro del petróleo se divide en función de su punto de inflamación, considerándose inflamables los puntos de inflamación inferiores a 45℃ y combustibles los superiores a 45℃. Está estrictamente prohibido calentar el aceite hasta su temperatura de punto de inflamación durante el almacenamiento y el transporte.
A igual viscosidad, mejor punto de inflamación. Por lo tanto, los usuarios deben elegir el aceite lubricante de acuerdo con la temperatura de uso y las condiciones de trabajo. Por lo general, un punto de inflamación 20-30℃ superior a la temperatura de uso se considera seguro.
Punto de vertido y punto de inclinación
El punto de fluidez es la temperatura máxima a la que el aceite deja de fluir en determinadas condiciones de refrigeración. La solidificación del aceite es diferente de la solidificación de los compuestos puros.
El petróleo no tiene una temperatura de solidificación específica, y la llamada "solidificación" sólo significa que ha perdido su fluidez en conjunto, y no todos los componentes se han convertido en sólidos.
El punto de fluidez del aceite lubricante es un importante indicador de calidad que representa su fluidez a baja temperatura y es significativo para la producción, el transporte y el uso. Un aceite lubricante con un punto de fluidez elevado no puede utilizarse a bajas temperaturas.
Por el contrario, no es necesario utilizar aceite lubricante con un punto de fluidez bajo en zonas con temperaturas más elevadas, ya que cuanto más bajo es el punto de fluidez del aceite, mayor es el coste de producción, lo que conlleva un despilfarro innecesario.
En general, el punto de fluidez del aceite lubricante debe ser 5-7℃ inferior a la temperatura más baja del entorno de uso.
Sin embargo, es importante tener en cuenta el punto de fluidez, la viscosidad a baja temperatura y las características de viscosidad-temperatura del aceite a la hora de elegir un aceite lubricante para bajas temperaturas.
Esto se debe a que los aceites con punto de fluidez bajo pueden no cumplir los requisitos de viscosidad a baja temperatura y características de viscosidad-temperatura.
El punto de fluidez y el punto de inclinación son indicadores de la fluidez a baja temperatura del aceite, y no hay ninguna diferencia fundamental entre ellos, excepto por métodos de medición ligeramente diferentes. El punto de fluidez y el punto de inclinación del mismo aceite no son completamente iguales y, en general, el punto de inclinación es superior al punto de fluidez en 2-3℃, pero hay excepciones.
Valor ácido, valor alcalino y valor de neutralización
El índice de acidez es un indicador de la presencia de sustancias ácidas en el aceite lubricante, con una unidad de mgKOH/g.
El valor ácido se divide en valor ácido fuerte y valor ácido débil, y los dos combinados constituyen el valor ácido total (TAN). Normalmente, lo que llamamos "valor ácido" se refiere en realidad al "valor ácido total (TAN)".
El valor alcalino es un indicador de la cantidad de sustancias alcalinas en el aceite lubricante, con una unidad de mgKOH/g.
El valor alcalino también se divide en valor alcalino fuerte y valor alcalino débil, y los dos combinados constituyen el valor alcalino total (TBN). Normalmente, lo que llamamos "valor alcalino" se refiere en realidad al "valor alcalino total (TBN)".
En realidad, el valor de neutralización incluye tanto el valor ácido total como el valor alcalino total. Sin embargo, a menos que se especifique lo contrario, lo que generalmente llamamos "valor de neutralización" en realidad sólo se refiere al "valor ácido total", con una unidad de mgKOH/g.
Contenido en agua
El contenido de agua se refiere al porcentaje de agua en el aceite lubricante, normalmente expresado como porcentaje en peso.
La presencia de agua en el aceite lubricante puede dañar la película de aceite formada por el aceite, lo que provoca una disminución de la eficacia de la lubricación, acelera la corrosión de los metales por ácidos orgánicos, provoca la oxidación de los equipos y hace que el aceite sea propenso a producir sedimentos.
En general, cuanta menos agua haya en el aceite lubricante, mejor.
Impurezas mecánicas
Las impurezas mecánicas se refieren a los precipitados o suspensiones gelatinosas del aceite lubricante que son insolubles en disolventes como la gasolina, el etanol y el benceno.
La mayoría de estas impurezas son arena, piedra, limaduras de hierro y algunas sales metálicas orgánicas difíciles de disolver en los disolventes que aportan los aditivos.
Normalmente, las impurezas mecánicas en el aceite base del aceite lubricante se controlan por debajo de 0,005% (las impurezas mecánicas por debajo de 0,005% se consideran inexistentes).
Contenido de cenizas y contenido de cenizas sulfatadas
El contenido de cenizas se refiere a la sustancia incombustible que queda tras la combustión en condiciones específicas.
En general, se considera que la composición de las cenizas es de unos elementos metálicos y sus sales.
El contenido de cenizas tiene conceptos diferentes para los distintos tipos de aceite. En el caso del aceite base o el aceite sin aditivos, el contenido de cenizas puede utilizarse para determinar el grado de refinado del aceite.
En el caso del aceite con aditivos de sales metálicas (aceite nuevo), el contenido de cenizas se convierte en un medio de controlar cuantitativamente la cantidad de aditivos añadidos. En otros países se utiliza el contenido de cenizas sulfatadas en lugar del contenido de cenizas.
El método consiste en añadir una pequeña cantidad de ácido sulfúrico concentrado a la muestra de aceite antes de la combustión y la calcinación para convertir los elementos metálicos de los aditivos en sulfato.
Residuos
Por residuo se entiende el residuo negro que queda tras el calentamiento y la combustión del aceite en las condiciones experimentales especificadas.
Es un importante indicador de calidad del aceite base de los aceites lubricantes y se utiliza para determinar la naturaleza y la profundidad de refinado del aceite lubricante.
La cantidad de residuos en el aceite lubricante base está relacionada no sólo con su composición química, sino también con el grado de refinado del aceite.
Las principales sustancias que forman residuos en el aceite lubricante son los coloides, los asfaltenos y los hidrocarburos aromáticos policíclicos. Estas sustancias se descomponen y condensan en condiciones de suministro de aire inadecuado para formar residuos.
Cuanto más profundo sea el refinado del aceite lubricante, menor será el valor residual. En general, cuanto menor sea el valor residual del aceite base blanco, mejor.
Hoy en día, muchos aceites contienen aditivos como metales, azufre, fósforo y nitrógeno, que tienen altos valores de residuos.
Por lo tanto, el valor residual de los aceites que contienen aditivos ha perdido su significado original. Las impurezas mecánicas, el contenido de agua, el contenido de cenizas y el residuo son indicadores de calidad que reflejan la pureza del aceite y el grado de refinado del aceite base lubricante.
Propiedades físicas y químicas especiales
Además de las propiedades físicas y químicas generales mencionadas, cada tipo de aceite lubricante debe tener también propiedades físicas y químicas especiales que caractericen sus características de uso.
Cuanto mayores sean los requisitos de calidad o mayor sea la especialización del aceite, más destacadas serán sus propiedades físicas y químicas especiales. A continuación se describen brevemente los métodos de ensayo que reflejan estas propiedades físicas y químicas especiales:
Estabilidad a la oxidación
La estabilidad a la oxidación indica las propiedades antienvejecimiento del aceite lubricante. Algunos lubricantes industriales con una larga vida útil requieren este indicador, por lo que es un requisito de rendimiento especial para este tipo de aceites.
Existen muchos métodos para medir la estabilidad a la oxidación del aceite.
Básicamente, una cierta cantidad de aceite se oxida con aire (u oxígeno) y un catalizador metálico a una cierta temperatura durante un cierto periodo de tiempo.
A continuación, se mide el índice de acidez del aceite, los cambios de viscosidad y la formación de precipitados. Todos los aceites lubricantes tienen diferentes tendencias a la oxidación automática en función de su composición química y de las condiciones externas.
A medida que se produce la oxidación durante el uso, se forman gradualmente aldehídos, cetonas, ácidos, coloides, asfaltenos y otras sustancias.
La estabilidad a la oxidación es la capacidad de suprimir la formación de sustancias perjudiciales para el uso del aceite.
Estabilidad térmica
La estabilidad térmica se refiere a la capacidad de los productos petrolíferos para soportar altas temperaturas, es decir, la resistencia del aceite lubricante a la descomposición térmica, que viene indicada por la temperatura de descomposición térmica.
Algunos aceites hidráulicos antidesgaste de alta calidad, aceites para compresores y otros lubricantes requieren una elevada estabilidad térmica.
La estabilidad térmica de los productos petrolíferos depende principalmente de la composición del aceite base, y muchos aditivos con bajas temperaturas de descomposición suelen tener un efecto adverso en la estabilidad de los productos petrolíferos. Los antioxidantes no pueden mejorar significativamente la estabilidad térmica de los productos petrolíferos.
Aceitosidad y propiedades de extrema presión (EP)
La oleosidad se refiere a la formación de una fuerte película de adsorción física y química de sustancias polares en el aceite lubricante sobre la superficie metálica en la zona de fricción, que desempeña un papel en la resistencia a altas cargas y el desgaste antifricción.
Las propiedades EP se refieren a las sustancias polares del aceite lubricante en la zona de fricción que experimentan reacciones químicas de fricción y descomposición a alta temperatura y alta carga, reaccionando con el metal de la superficie para formar una película EP blanda (o plástica) de bajo punto de fusión, proporcionando así resistencia de lubricación al impacto, alta carga y alta temperatura.
Protección contra la corrosión y el óxido
Debido a la oxidación de los productos derivados del petróleo o a la acción de los aditivos, a menudo se produce la corrosión del acero y otros metales no ferrosos.
La prueba de corrosión suele consistir en colocar una tira de cobre morado en aceite y observar los cambios que experimenta el cobre después de someterlo a 100°C durante 3 horas. La prueba de protección contra el óxido se realiza bajo la acción del agua y el vapor de agua, y la superficie del acero producirá óxido.
La resistencia a la oxidación se mide añadiendo 30 ml de agua destilada o agua de mar artificial a 300 ml de aceite de ensayo, colocando en él una varilla de acero, agitándolo a 54°C durante 24 horas y observando si hay óxido en la varilla de acero.
Los productos petrolíferos deben tener propiedades anticorrosión y antioxidantes. En las normas sobre aceites lubricantes industriales, estos dos elementos suelen ser obligatorios.
Resistencia de la espuma
La resistencia a la espuma se refiere a la capacidad del aceite lubricante para resistir la formación de espuma bajo agitación mecánica o aireación.
La espuma puede causar problemas en los sistemas de lubricación, como reducir la eficacia de la lubricación y provocar erosión por cavitación. La resistencia a la espuma del aceite lubricante suele medirse mediante un método de ensayo normalizado, y los resultados del ensayo se utilizan para clasificar el nivel de resistencia a la espuma del aceite lubricante.
Estabilidad hidrolítica
La estabilidad hidrolítica se refiere a la estabilidad de los productos derivados del petróleo bajo la acción del agua y los metales (principalmente el cobre).
Cuando el índice de acidez del producto petrolífero es elevado o cuando contiene aditivos que se descomponen fácilmente en sustancias ácidas en contacto con el agua, es posible que este indicador no cumpla los requisitos.
El método de medición consiste en añadir una cierta cantidad de agua al aceite de ensayo, mezclarlo y agitarlo con una lámina de cobre a una temperatura determinada y, a continuación, medir la acidez de la capa de agua y la pérdida de peso de la lámina de cobre.
Resistencia a la emulsión
En el aceite lubricante industrial, a menudo es inevitable mezclar algo de agua de refrigeración durante su uso.
Si la resistencia a la emulsión del aceite lubricante es deficiente, formará una emulsión con el agua mezclada, dificultando la descarga del agua desde el fondo del depósito de aceite circulante, lo que puede provocar una lubricación deficiente.
Por tanto, la resistencia a la emulsión es una importante propiedad física y química del aceite lubricante industrial.
Por lo general, el producto oleoso se agita enérgicamente con 40 ml de aceite de prueba y 40 ml de agua destilada a cierta temperatura durante un tiempo determinado, y luego se observa el tiempo de separación de la capa de aceite-capa de agua-capa de emulsión en 40-37-3ml.
En el caso del aceite para engranajes industriales, el aceite de prueba se mezcla con agua, se agita a una temperatura determinada y a 6.000 rpm durante 5 minutos, se deja reposar durante 5 horas y, a continuación, se mide el volumen de aceite, agua y capa de emulsión.
Valor de liberación de aire
Se trata de un requisito de las normas sobre aceites hidráulicos porque, en los sistemas hidráulicos, si el aire disuelto en el aceite no puede liberarse a tiempo, afectará a la precisión y sensibilidad de transmisión hidráulica.
En casos graves, puede no cumplir los requisitos del sistema hidráulico. El método de medición de esta propiedad es similar al de la resistencia a la espuma, pero mide el tiempo que tarda en liberarse el aire (niebla) disuelto en el aceite.
Sellabilidad del caucho
Las juntas de goma se utilizan habitualmente en sistemas hidráulicosy los productos petrolíferos de la maquinaria entran inevitablemente en contacto con algunas juntas.
Los productos petrolíferos con mala capacidad de sellado del caucho pueden provocar hinchazón, contracción, endurecimiento y agrietamiento del caucho, lo que afecta a su rendimiento de sellado.
Por lo tanto, se exige que los productos derivados del petróleo tengan una buena adaptabilidad al caucho. Las normas sobre aceites hidráulicos exigen un índice de sellabilidad del caucho, que se mide por el cambio de un anillo de caucho de cierto tamaño tras sumergirlo en aceite durante un periodo determinado.
Estabilidad al cizallamiento
Los productos petrolíferos con mejoradores de viscosidad añadidos, durante su uso, debido al cizallamiento mecánico, los polímeros de alto peso molecular del aceite se cizallan, lo que provoca una disminución de la viscosidad del aceite, afectando a la lubricación normal.
Por lo tanto, la estabilidad al cizallamiento es una propiedad física y química especial que debe medirse para estos productos derivados del petróleo.
Existen muchos métodos para medir la estabilidad al cizallamiento, como el método de cizallamiento por ultrasonidos, el método de cizallamiento por boquilla, el método de cizallamiento por bomba Weksler y el método de cizallamiento por máquina de engranajes FZG. Estos métodos miden en última instancia la velocidad de disminución de la viscosidad en el aceite.
Solubilidad
La solubilidad suele estar representada por el punto de anilina. Los límites de solubilidad de los aditivos compuestos en aceites de distintos grados son diferentes, y el valor límite del aceite bajo en cenizas es mayor que el del aceite sobrealcalino, y el valor límite del aceite de grado único es mayor que el del aceite multigrado.
Volatilidad
La volatilidad del aceite base está relacionada con el consumo de aceite, la estabilidad de la viscosidad y la estabilidad a la oxidación. Estas propiedades son especialmente importantes para el aceite multigrado y el aceite de bajo consumo.
Rendimiento antioxidante
Se refiere a las propiedades fisicoquímicas específicas que debe tener la grasa antioxidante. Los métodos de prueba incluyen la prueba en húmedo, la prueba de niebla salina, la prueba de placa apilada, la prueba de desplazamiento de agua, así como la prueba de caja de cuchillas y la prueba de almacenamiento a largo plazo.
Rendimiento eléctrico
El rendimiento eléctrico es una propiedad única del aceite aislante, que incluye principalmente el ángulo de pérdida dieléctrica, la constante dieléctrica, la tensión de ruptura y la tensión de impulso.
El grado de refinado, las impurezas y el contenido de agua del aceite base influyen considerablemente en el rendimiento eléctrico del aceite.
Propiedades fisicoquímicas especiales de las grasas lubricantes
Además de las propiedades fisicoquímicas generales, las grasas especiales tienen sus propias propiedades fisicoquímicas.
Por ejemplo, una grasa lubricante con buena resistencia al agua requiere una prueba de resistencia al agua; una grasa de baja temperatura requiere una prueba de par a baja temperatura; una grasa multiuso requiere pruebas de resistencia al desgaste por presión extrema y de prevención de la oxidación; una grasa de larga duración requiere pruebas de vida útil de los rodamientos, etc.
Existen métodos de ensayo correspondientes para la determinación de estas propiedades.
Otras propiedades fisicoquímicas especiales
Además de las propiedades generales, cada tipo de aceite debe tener sus propias propiedades especiales.
Por ejemplo, aceite de temple requiere la determinación de la velocidad de enfriamiento; el aceite emulsionado requiere la determinación de la estabilidad de la emulsificación; el aceite para guías hidráulicas requiere la determinación del coeficiente de antideslizamiento; el aceite lubricante para pulverización requiere la determinación de la difusividad de la niebla de aceite; el aceite para refrigeración requiere la determinación del punto de fluidez; el aceite para engranajes de baja temperatura requiere la prueba del simulador de arranque en frío, etc.
Estas propiedades requieren una composición química especial del aceite base o la adición de ciertos aditivos especiales para garantizarlas.
Notas sobre el uso del aceite lubricante:
Almacenamiento de aceite:
No almacene el aceite en posición vertical en exteriores para evitar la contaminación por agua y residuos.
El aceite puede almacenarse en posición vertical en interiores con la parte superior hacia arriba para facilitar su extracción.
Apriete el tapón de cierre para mantener la estanqueidad del bidón de aceite.
Mantenga la superficie del bidón limpia y claramente etiquetada.
Mantenga el suelo limpio para facilitar el descubrimiento a tiempo de derrames de petróleo.
Registre el inventario y utilice el método de "primero en entrar, primero en salir".
Para el aceite de uso frecuente, utilice un interruptor para controlar el flujo desde un estante para barriles de aceite.
Mantenga el aceite nuevo separado del aceite usado, y no utilice un recipiente que haya contenido aceite usado para contener aceite nuevo para evitar la contaminación.
Seguridad del petróleo:
Almacene el aceite por separado y no coloque materiales inflamables a su alrededor.
No está permitido fumar ni encender llamas en la zona de almacenamiento de aceite.
Equiparse con al menos dos extintores.
No amontone trapos de aceite o aceite de limpieza después de limpiar la maquinaria para evitar la combustión.
Almacene los aceites especiales inflamables o los disolventes químicos por separado y márquelos con una etiqueta de inflamable.
Precauciones de uso:
Consulte a un experto en lubricación y utilice lubricantes de especificaciones adecuadas, reduciendo al mínimo el número de tipos de aceites utilizados.
Indique las piezas que hay que engrasar, el nombre del aceite, el ciclo de engrase, etc. con diagramas sencillos para cada máquina y asigne una persona responsable para evitar utilizar un tipo de aceite incorrecto.
Limpiar y limpiar el aceite bomba de aspiraciónAntes de cada adición de aceite, limpie el recipiente, la aceitera y los demás recipientes y utensilios.
Utilice recipientes específicos para cada tipo de aceite y etiquételos con el nombre del aceite para evitar la contaminación.
Antes de cambiar el aceite, lave la maquinaria con disolventes y no utilice productos de limpieza solubles en agua.
Lleve un registro del mantenimiento de la maquinaria después de cada adición o sustitución de aceite lubricante.
Si se detectan condiciones anormales en el aceite o éste ha alcanzado el ciclo de cambio de aceite, se deben tomar muestras y enviarlas a una empresa profesional para que realice pruebas químicas.
Protección del medio ambiente y salud:
No vierta directamente el aceite usado en el alcantarillado ni en el suelo para evitar contaminar el medio ambiente.
Recoja el aceite usado y los líquidos residuales en barriles específicos y entréguelos a recicladores autorizados por el gobierno. No los tire indiscriminadamente.
Las personas con alergias o abrasiones cutáneas deben evitar el contacto directo con el aceite lubricante.
No lleve ropa manchada de aceite ni guarde trapos manchados de aceite en una bolsa.
No utilice trapos sucios para limpiar el aceite de la piel para evitar que los fragmentos metálicos de los trapos arañen la piel y provoquen una infección.
Glosario de términos técnicos
Desgaste abrasivo: Desgaste mecánico causado por el deslizamiento relativo de dos superficies en contacto.
Aditivo: Pequeña cantidad de material que se añade para mejorar las propiedades lubricantes.
Mejorador de la adherencia: Aditivo que se añade al aceite y la grasa para mejorar la adherencia (por ejemplo, poliisobuteno).
Lubricante adhesivo: Lubricante con un mejorador de adherencia añadido para evitar que el lubricante se desprenda debido a la fuerza centrífuga.
Recubrimiento antifricción (AF), recubrimiento antidesgaste (AW): Lubricantes sólidos de película seca ampliamente utilizados, incluidos los tipos de curado a temperatura ambiente y curado por calor.
La fórmula contiene materiales lubricantes sólidos (denominados "materias primas") y materiales aglutinantes. Véase "aglutinante".
Antienvejecimiento: Envejecimiento del material causado por la oxidación, el sobrecalentamiento o la presencia de ciertos metales (como cobre, plomo, plata, etc.), que puede mejorarse añadiendo determinados aditivos (como antioxidantes).
ASTM: Sociedad Americana de Pruebas y Materiales.
Aceite base: Componente básico del aceite lubricante y la grasa.
Aglutinante: Medio no volátil o agente moldeador utilizado para mejorar la fuerza de unión entre partículas de lubricante sólido o el grado de adherencia entre una película de lubricante sólido y una superficie de fricción.
Par de rotura: El par necesario para romper un conexión por pernos.
Inercia química: (lubricante) y algunas sustancias no reaccionan químicamente.
Coeficiente de fricción: Relación entre la fuerza de rozamiento entre dos superficies en contacto y la fuerza normal.
Rendimiento a baja temperatura: Indicado por el punto de turbidez, el punto de fluidez y el punto de solidificación para el aceite lubricante, y por la presión de flujo Kesternich y las pruebas de torsión a baja temperatura para la grasa lubricante.
Coloide: Suspensión líquida estable de partículas (tamaño de partícula 10^-5~10^-7cm) como soluto (sin sedimentación de partículas).
Grasa compleja: Grasa lubricante a base de jabón metálico y diversos ácidos como espesantes, especialmente indicada para altas temperaturas y uso prolongado.
Consistencia: Parámetro de la grasa lubricante, dividido en penetración no trabajada y penetración trabajada, medido según la norma NLGI (National Lubricating Grease Institute). La consistencia se clasifica simplemente en nueve grados, como:
| Nivel de coherencia | Cono de trabajo (1/10mm) |
| 00 | #: 400-430 |
| 0 | #: 350-385 |
| 1 | #: 310-340 |
| 2 | #: 265-295 |
Densidad: masa (en g) de lubricante por unidad de volumen (en cm3) a 20°C.
Limpiador: tensioactivo que se utiliza para eliminar los residuos y sedimentos de las superficies.
Dispersión: capacidad de un líquido para dispersar sustancias insolubles.
Valor DN: valor de referencia de la grasa utilizada en los rodamientos que se calcula multiplicando el diámetro del rodamiento (en mm) por la velocidad de rotación (en revoluciones por minuto).
Punto de gota: temperatura a la que una grasa lubricante pasa de estado semisólido a líquido, y es un indicador de la resistencia térmica de la grasa.
Viscosidad dinámica: también conocida como viscosidad absoluta, esta propiedad refleja la resistencia interna entre las moléculas del fluido cuando el aceite lubricante fluye a través de una tubería o hueco.
Aditivo EP (extrema presión): sustancia química que mejora la capacidad del lubricante para soportar cargas pesadas y altas temperaturas, aumentando así la resistencia al desgaste de los aceites y grasas.
Prueba Emcor: prueba de resistencia a la corrosión para grasas resistentes al agua que consiste en hacer funcionar en agua al menos dos rodamientos lubricados con grasa durante aproximadamente una semana, con un valor de resistencia a la corrosión que oscila entre 0 y 5 (0 indica ausencia de corrosión y 5, corrosión grave).
Aceite éster: compuesto de ácido y alcohol utilizado como material lubricante y para la producción de grasas lubricantes.
Punto de inflamación: la temperatura más baja a la que una mezcla de vapor de aceite y aire puede inflamarse cuando se expone a una llama.
Aceite de fluorosilicona: aceite de silicona que contiene átomos de flúor en su estructura molecular.
Desgaste por frotamiento: tipo de desgaste mecánico-químico causado por el micromovimiento entre dos superficies de contacto, que provoca picaduras y la acumulación de óxidos en la superficie de fricción.
Fricción: resistencia al movimiento tangencial que se produce cuando dos objetos se mueven uno respecto al otro en su interfaz de contacto.
Grasa: medio lubricante compuesto por un aceite base y un espesante.
Inhibidor: aditivo utilizado en los lubricantes para retrasar el envejecimiento y la corrosión.
Punto de fluidez: temperatura máxima a la que una muestra de aceite no se mueve en condiciones de ensayo especificadas, expresada en grados Celsius.
Punto de fluidez: la temperatura más baja a la que puede fluir una muestra de aceite en condiciones de ensayo especificadas, expresada en grados centígrados. Es un indicador estándar utilizado para medir la fluidez a baja temperatura de los aceites lubricantes y suele ser ligeramente superior al punto de fluidez.
Perspectivas de desarrollo de los lubricantes
En los próximos 10 años, la demanda de lubricantes en la región Asia-Pacífico alcanzará los 15,5 millones de toneladas, de las cuales 40% corresponderán a China.
Para 2020, la demanda de lubricantes en el mercado chino se duplicará, y el consumo podría superar al de Estados Unidos.
El rápido crecimiento de la demanda de aceites de automoción y la tendencia hacia los aceites de automoción de gama alta impulsarán la industria de lubricantes hacia un periodo de rápido desarrollo.
A medida que la demanda de lubricantes para automóviles siga aumentando año tras año, la calidad de los lubricantes también logrará un gran avance, y los lubricantes de gama alta se ajustarán directamente a las normas internacionales.
¿Un lubricante de alta viscosidad indica buena calidad?
Generalmente, cuando la velocidad de funcionamiento de las piezas es alta, la carga sobre la superficie de las piezas puede ser menor, y la viscosidad del lubricante correspondiente es menor (por ejemplo, aceite para husillos).
A la inversa, la viscosidad del lubricante correspondiente será mayor (por ejemplo, aceite para engranajes). Por supuesto, la selección de lubricantes debe seguir en última instancia los requisitos del proveedor para la selección de lubricantes.
Sin embargo, la calidad de los lubricantes incluye muchos indicadores además de la viscosidad, por lo que ésta no puede utilizarse por sí sola para evaluar la calidad de los lubricantes.
Aceite lubricante
El aceite lubricante, también conocido como grasa lubricante, es un lubricante aceitoso no volátil derivado normalmente del petróleo o extraído de aceites animales y vegetales.
Existen tres tipos principales de aceite lubricante en función de su origen: aceite animal y vegetal, aceite lubricante de petróleo y aceite lubricante sintético.
El aceite lubricante de petróleo representa más de 97% del consumo total, por lo que el aceite lubricante suele referirse al aceite lubricante de petróleo.
Se utiliza principalmente para reducir la fricción entre las piezas móviles y tiene otras funciones como la refrigeración, el sellado, la anticorrosión, la prevención de la oxidación, el aislamiento, la transmisión de potencia y la eliminación de impurezas en los equipos de maquinaria.
El aceite lubricante se produce utilizando fracciones de aceite lubricante y fracciones de residuos de unidades de destilación de petróleo crudo como materias primas, y después se somete a procesos como desasfaltado con disolvente, desparafinado con disolvente, refinado con disolvente, refinado con hidrógeno o refinado ácido-base, blanqueado, etc., para eliminar o reducir componentes como sustancias que forman carbono libre, sustancias con bajo índice de viscosidad, sustancias con poca estabilidad a la oxidación, parafina y sustancias químicas que afectan al color del producto acabado.
Se obtiene el aceite base de aceite lubricante cualificado y, tras mezclarlo y añadirle aditivos, se convierte en un producto de aceite lubricante.
Las principales prestaciones del aceite lubricante son la viscosidad, la estabilidad a la oxidación y la lubricidad, que están estrechamente relacionadas con la composición de las fracciones del aceite lubricante. La viscosidad es un importante indicador de calidad que refleja la fluidez del aceite lubricante.
Diferentes condiciones de uso tienen diferentes requisitos de viscosidad. El aceite lubricante de alta viscosidad debe seleccionarse para maquinaria con cargas pesadas y bajas velocidades.
La estabilidad a la oxidación indica la capacidad de los productos petrolíferos para resistir la oxidación en el entorno de uso debido a la temperatura, el oxígeno del aire y la catálisis de los metales.
Tras la oxidación, el producto petrolífero generará sustancias parecidas al carbono compuestas principalmente por pequeños asfaltenos, sustancias viscosas parecidas a lacas o películas, o sustancias viscosas que contienen agua según las condiciones de uso, con lo que se reducirá o perderá su capacidad de utilización.
La lubricidad indica el rendimiento antidesgaste del aceite lubricante.
Funciones del aceite lubricante
El aceite lubricante es un lubricante líquido que se utiliza en diversos tipos de maquinaria para reducir la fricción, proteger la maquinaria y las piezas de trabajo, y sirve principalmente para lubricar, refrigerar, prevenir la oxidación, limpiar, sellar y amortiguar.
El aceite lubricante representa el 85% de todos los lubricantes, y existen muchos tipos y grados. El consumo mundial anual es de unos 38 millones de toneladas. Los requisitos generales del aceite lubricante son:
(1) Anti-fricción y anti-desgaste, reduciendo la resistencia a la fricción para ahorrar energía, reduciendo el desgaste para prolongar la vida mecánica, y mejorando la eficiencia económica;
(2) Refrigeración, que requiere que el calor de fricción se descargue de la máquina en cualquier momento;
(3) Sellado, que requiere prevención de fugas, prevención de polvo y prevención de fugas de gas;
(4) Anticorrosión y prevención de la oxidación, que requiere la protección de la superficie de fricción contra el deterioro del aceite o la corrosión externa;
(5) Lavado limpio, que requiere la eliminación de la suciedad de la zona de fricción;
(6) Dispersión y amortiguación de tensiones, dispersión de cargas, amortiguación y reducción de impactos y choques;
(7) Transmisión de energía cinética, como sistemas hidráulicos, motores de control remoto y transmisiones variables continuas.
Composición del aceite lubricante
El aceite lubricante consta generalmente de dos partes: aceite base y aditivos. El aceite base es el componente principal del aceite lubricante y determina sus propiedades básicas.
Los aditivos pueden compensar y mejorar las deficiencias de rendimiento del aceite base, dotarlo de algunas propiedades nuevas y son un componente importante del aceite lubricante.
Almacenamiento de aceite lubricante
El aceite lubricante en barril y en lata debe almacenarse en almacenes en la medida de lo posible para evitar el impacto del clima.
Los barriles abiertos de aceite lubricante deben guardarse en el interior del almacén. Los barriles de aceite deben colocarse horizontalmente, y ambos extremos del barril deben calzarse con cuñas de madera para evitar que rueden.
Además, los barriles de aceite deben comprobarse periódicamente para ver si hay fugas y si las marcas de la superficie del barril son claras.
Si el barril debe almacenarse verticalmente, se recomienda invertir el barril para que la tapa del barril quede hacia abajo, o inclinar el barril ligeramente para evitar que el agua de lluvia se acumule en la superficie del barril e inunde la tapa. El agua tiene efectos adversos sobre cualquier aceite lubricante.
Superficialmente, puede parecer que el agua no puede penetrar por la tapa intacta del barril y entrar en él, pero los barriles de petróleo almacenados al aire libre están expuestos a una intensa luz solar durante el día y a un clima más fresco por la noche.
Esta dilatación y contracción térmicas pueden afectar a la presión del aire en el interior del cañón.
Durante el día, la presión del aire en el interior del barril es ligeramente superior a la atmosférica, mientras que por la noche se aproxima al vacío.
Este cambio de presión entre el día y la noche puede provocar un efecto de "respiración". Parte del aire del interior del barril se "expulsa" durante el día, y el aire se "inspira" por la noche.
Si la tapa del barril se sumerge en agua, el agua entrará inevitablemente en el barril con el aire y, con el tiempo, la cantidad de agua mezclada en el aceite será considerable.
Al sacar el aceite, el barril de aceite debe colocarse horizontalmente sobre un soporte de madera con una altura adecuada, debe instalarse un grifo en la tapa del barril para la descarga del aceite y debe colocarse un recipiente debajo del grifo para evitar el goteo.
Otra posibilidad es colocar el barril de aceite en posición vertical y utilizar una bomba manual para extraer el aceite a través de un tubo insertado en la tapa del barril.
El aceite a granel almacenado en depósitos de aceite se contamina inevitablemente con agua condensada e impurezas, que acaban acumulándose en el fondo del depósito, formando una capa de material similar al lodo, que contamina el aceite lubricante.
Por lo tanto, el fondo del tanque debe diseñarse cóncavo o inclinado, y debe instalarse un tapón de drenaje para la descarga oportuna de los residuos. Dentro de lo posible, el interior del depósito de aceite debe limpiarse periódicamente.
La temperatura afecta más a la grasa lubricante que al aceite lubricante. La exposición prolongada a altas temperaturas (por ejemplo, la luz solar) puede provocar la separación de los componentes del aceite de la grasa lubricante.
Por lo tanto, los barriles de grasa lubricante deben almacenarse en el interior del almacén, con la boca del barril hacia arriba.
La abertura del barril para almacenar la grasa lubricante es mayor, lo que facilita la entrada de impurezas y agua.
Tras su uso, la tapa de la barrica debe cerrarse herméticamente de inmediato.
Debe evitarse almacenar el aceite lubricante en lugares demasiado fríos o demasiado calientes, ya que tiene efectos adversos sobre el aceite.
Aceite lubricante Aceite base
El aceite base de los aceites lubricantes puede clasificarse en dos categorías principales: aceite base mineral y aceite base sintético. El aceite base mineral se utiliza ampliamente y representa una gran proporción (más de 95%) del consumo de aceite lubricante, pero en algunas aplicaciones específicas son necesarios lubricantes con aceite base sintético, lo que ha dado lugar al rápido desarrollo del aceite base sintético.
El aceite base mineral se extrae del petróleo crudo. Los principales procesos de producción del aceite de base lubricante incluyen la destilación atmosférica, el desasfaltado con disolvente, el refinado con disolvente, el desparafinado con disolvente y el acabado con arcilla o hidrogenación.
China revisó en 1995 su norma sobre aceites base lubricantes, modificando principalmente el método de clasificación y añadiendo dos normas especiales para aceites base de bajo punto de fluidez y de refinado profundo. El aspecto más importante de la producción de aceites lubricantes minerales es elegir el mejor petróleo crudo.
La composición química del aceite base mineral incluye una mezcla de hidrocarburos de alto punto de ebullición y alto peso molecular, y mezclas de no hidrocarburos.
Su composición incluye generalmente alcanos (de cadena recta, de cadena ramificada y de cadena ramificada múltiple), cicloalcanos (de anillo simple, de anillo doble y de anillo múltiple), aromáticos (aromáticos de anillo simple, aromáticos de anillo múltiple), cicloalquil aromáticos y compuestos no hidrocarbonados como compuestos orgánicos de oxígeno, nitrógeno, azufre y compuestos coloidales y asfaltenos.
En el pasado, las principales compañías petroleras extranjeras clasificaban el aceite base en aceite base de parafina, aceite base de nafteno y aceite base intermedio, según las propiedades del crudo y la tecnología de procesamiento.
Desde la década de 1980, con el desarrollo del aceite de motor, el aceite lubricante ha tendido a ser de baja viscosidad, multigrado y universal.
Se han planteado requisitos más exigentes para el índice de viscosidad del aceite base, y el anterior método de clasificación del aceite base no puede adaptarse a esta tendencia.
Por ello, las principales compañías petroleras extranjeras clasifican ahora generalmente el aceite base según el índice de viscosidad, pero no existe una norma estricta.
En 1993, API clasificó el aceite base en cinco categorías (API-1509) y lo incluyó en el sistema EOLCS (API Engine Oil Licensing and Certification System).
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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