4. Acerca de mi…
Ingeniero químico de formación, pero apasionado y
establecido en los temas de lubricantes, lubricación y sus
aplicaciones.
16 años de experiencia en formulación y soporte técnico
en lubricantes para diferentes áreas: Recreación,
Marítima, Industrial y gran minería para Norte, Centro y
Sur America.
Actualmente, gerente de producto para aditivos de
grasas lubricantes para Norteamérica en The Lubrizol
Corporation.
5. INTRODUCCIÓN
Por más de 3,500 años ha existido la necesidad de ciertos
materiales para la lubricación de herramientas esenciales;
materiales de origen animal, fueron los primeros “lubricantes”
en emplearse para tal propósito, siendo así que los egipcios,
fueron los primeros en la investigación y aplicación de
lubricantes con características únicas para diversas aplicaciones.
En la actualidad, las grasas lubricantes, tienen un grado de
dificultad en su formulación y diseño; son sistemas tri
dimensionales que deben tener un balance perfecto entre si
para proveer la lubricación y protección necesaria en base a las
condiciones operacionales del componente que se esta
lubricando.
6. INTRODUCCIÓN
Esta presentación, tiene como
objetivo mostrar información general
sobre sistema de aditivos utilizados
en la formulación de grasas
lubricantes de tipo EP y lubricantes
para sistemas de engranaje abiertos,
típicamente empleados en
aplicaciones de industria pesada y
gran minería.
7. Mercado Mundial de producción de grasas lubricantes
La producción mundial en 2018 fue de : 1.174 millón toneladas métricas*
PRC = China
NA = North America (USA and Canada)
SEA = South East Asia Including
Australasia
CCSA = Caribbean, Central and South
America
AME = Africa and Middle East
India also includes Pakistan, Sri Lanka
and Bangladesh
*Fuente: NLGI 2018 Annual Production Survey
8. Mercado Mundial de producción de grasas lubricantes
La producción mundial en 2018 fue de : 1.174 millón toneladas métricas*
Metric tons
Lithium 848,068
Calcium 144,380
Polyurea 71,480
Aluminum 49,785
Other soaps 10,285
Clay 26,900
Sodium 4,915
Other non-
soaps
17,883
Total 1,173,698
*Fuente: NLGI 2018 Annual Production Survey
9. • National Lubricating Grease Institute (NLGI): Producto solido a
semisólido que contiene en una mezcla homogénea totalmente:
espesante (jabón), aceites base, aditivos líquidos y solidos.
• Sin embargo; en la industria se sigue utilizando la siguiente
definición: La grasa es una esponja, y cuando el elemento rodante
aparece y entra en contacto con esta esponja, este la aprieta/
exprime y el aceite y aditivos se separan y proporcionan la
lubricación y el jabón no tiene nada que ver en esta etapa“
• Esta aseveración es errónea ya que se ha demostrado por medio
de diferentes métodos que el espesante, metálico o no metálico,
proporciona lubricación y protección al desgaste.
Definición: Que es una grasa
lubricante
11. Grasa
Lubricante
Aceite base
50-95
% wt.
Espesante
3-30
% wt.
Aditivos
Líquidos
1-10
% wt.
Aditivos
Solidos
0.25-5
% wt.
Aditivos Líquidos:
• Extrema Presión
• Anti desgaste
• Inhibidor de corrosión (agua)
• Inhibidor de Oxidación química y
térmica
• Protector de metales amarillos
(Cobre)
• Modificadores de viscosidad
• Resistencia al lavado por agua
• Mejoradores al sangrado de
aceite
Aditivos Solidos:
• Grafito
• Bisulfuro de Molibdeno
Espesantes:
• Litio, Complejo de Litio
• Complejo de Aluminio
• Calcio anhydro, Sulfonato de
calcio, Complejo de sulfonato de
calcio
• Ureas: Poli & Di
• Arcilla
• Teflon, Silica etc
Aceites base:
• Minerales: Naftenicos, Parafínicos,
Re-refinados
• Sintéticos: PAO, Ester, Otros
• Vegetales o bio degradables
12. Propiedades físicas de una
grasa lubricante
• Espesante: Metálico u orgánico
• Consistencia- Grado NLGI
• Viscosidad del fluido base- ISO VG
• Estabilidad mecánica- Cizallamiento
• Adhesividad y formación de sello
• Resistencia al lavado por agua
• Mínimo sangrado- Lubricación el la pista de rodamiento
• Extrema Presión y Anti-desgaste
• Lubricidad- control de la fricción
• Estbilidad térmica- Lubricación a altas temperaturas de operación
puntual
• Fluides/bombeabilidad a baja temperatura
13. Cuales son las grasas EP
Las grasa lubricantes de Extrema Presión (EP), son aquellas que
contienen aditivos que permiten formar un recubrimiento químico en
la superficie metálica del área de contacto de los elementos que se
deslizan entre ellos. Este recubrimiento químico, al encontrarse en un
momento de stress mecánico y sobre carga operacional, es removido y
evita que material metálico se desprenda, generando desgaste
metálico prematuro en los componentes.
Las propiedades EP en las grasas lubricantes se miden a través de
métodos estándares determinados por la ASTM (American Standard
Test Method). Dicha prueba se denomina: Prueba de 4-Bolas EP, ASTM
D2596.
Otro método utilizado para medir propiedades EP en las grasa
lubricantes, es el denominado como Prueba Timken, ASTM D2509. Este
método también permite determinar las propiedades EP en elementos
rodantes donde el área de contacto es lineal o deslizamiento
14. Aditivos típicamente utilizados
para propósitos EP en grasas
lubricantes
Los aditivos ampliamente empleados son los que contienen
compuestos químicos de base Azufre y Fosforo, dichos
elementos son atraídos polarmente a la superficie metálica
para formar el recubrimiento y que este sirva de protección a
la superficie del componente.
La temperatura tiene efecto en la formación de este
recubrimiento químico. Dichos compuestos químicos también
pueden provocar corrosión en elementos de metales blandos
o amarillos como el cobre o el bronce, por tal motivo se
agregan elementos que neutralizan dicha reacción química
con dichos metales.
15. Aditivos típicamente utilizados
para propósitos EP en grasas
lubricantes
• Dithiofosfatos: Moly
• Ditiocarbamatos: Zinc & Antimonio
• Fosfatos de amina
• Azufrados
• Boratos de Ester
• Bisulfuro de Molibdeno?
Fosfatos de amina
Ditiofosfatos-Moly
16. Como se categorizan las grasas EP?
• Este tipo de grasas pueden contar con
diferentes características EP
• Característica principal EP:
• 4-Ball EP test- ASTM D2596:
• 200 kg hasta 800 kg.
• Last Non Seizure Load: ≥100 kg
• Load Wear Index: ≥ 100 kg
17. La prueba Timken EP, es importante?
• La prueba Timken EP para grasas (ASTM D2509) solo ayuda
a determinar:
• Propiedades EP: ≥35 lbs.
• Altos valores en esta prueba no tienen relación directa con
el rendimiento en la aplicación.
• Algunos de los aditivos que producen cargas Timken OK tan
altas pueden ser corrosivos y/o peligrosos y pueden dañar
el equipo para al que están formulados para proteger.
• Pobre repetibilidad:
• Mismo equipo, mismo operador: ≥24% de repetibilidad
• Diferente equipo, diferente operador: ≥56% de
repetibilidad
Valores en la prueba Timken EP (ASTM D2509); Solo deben
utilizarse como un indicativo sobre la presencia de aditivos EP
en la grasa, sin implicar nada sobre los niveles de rendimiento
relativos en la aplicación.
18. Como elegir la grasa correcta?
• Existen varios factores a considerar:
• Manual del OEM: Instalación & Grasa
recomendada
• Aplicación: Equipo/Componente
• Condiciones operacionales del equipo:
Cargas promedio, velocidades y altas
temperaturas puntuales
• Condiciones externas: Exceso de agua,
humedad, polvo, etc
19. Como elegir la grasa correcta?
• Recursos/Soporte:
• SFK lubrication calculator
• Bearing Viscosity Calculator:
23. Tipo de Sistemas de engranes abiertos en la industria
Lubricación
Limite
Lubricación Mixta Lubricación
Limite
Lubricación
Limite
Lubricación Mixta Lubricación
Hidrodinámica
Tipo I Tipo II
24. Como han evolucionado los lubricantes OGL?
• Asphaltic + Solid
Lubricants +
Solvent
• Key Issues:
• Heat & Spray
• Removal,
• Chlorinated
solvents
1955
to
1985
OGL dictated by
end use and
type/lubrication
need – very specific
to be effective
• Compounds
• Grease
1975
To
2000
2000
to date
Mobile Machine (Type 1)
Semi-fluid grease, “low”
viscosity oil and solid lubricant
Low Temp Pump
Hanging loads (Shock)
Lowest consumption
Stationary (Type 2)
High Viscosity Fluid
Full film or Hydrodynamic
lubrication
Wear and Load carrying
Easy tooth inspection and
disposal
25. Propiedades Físicas de productos OGL
Tipo I
Compuesto
Grasa
• Espesante: Metálico u orgánico
• Grado NLGI: 0 o 00
• Viscosidad fluido base 5000 @ 40 °C
• 680
• 1860
• 4800
• Moly/Grafito
• 4Ball performance:
• ≥800 kg WL
• ≥ 120 LWI
• 4ball wear: ≤ 0.60 mm
• Timken retention test: ≥ 30 min
• Cu test: 1A
• Bombeabilidad a baja temperatura Lincoln
ventmeter test
• OEM P&H 464 Open Gear Lube spec
• Viscosidad fluido base: 50,000, cSt @ 40 °C
• Moly/Grafito
• 4Ball performance:
• ≥800 kg WL
• ≥ 120 LWI
• 4ball wear: ≤ 0.60 mm
• Timken retention test: ≥ 30 min
• Cu test: 1A
• Bombeabilidad a baja temperatura Lincoln
ventmeter test
• OEM:
• CAT SA13-034
• P&H 464 OGL
26. Propiedades Físicas de productos OGL
Tipo II
Compuesto
Grasa
• Espesante: Metálico u orgánico
• Grado NLGI: 0 o 00
• Viscosidad fluido base: Determinado por la
especificación AGMA 6014 B15
• Moly/Grafito
• 4Ball performance:
• ≥620 kg WL
• 4ball wear: ≤ 0.60 mm
• Cu test: 1B
• OEM: METSO-Outotec, FLSmith etc
• Viscosidad fluido base: Determinado por la
especificación AGMA 6014 B15
• Moly/Grafito
• 4Ball performance:
• ≥400 kg WL
• 4ball wear: ≤ 0.60 mm
• Cu test: 1B
• OEM: METSO-Outotec, FLSmith etc
Fluido
• Viscosidad fluido base: Determinado por la
especificación AGMA 6014 B15
• 4Ball performance:
• ≥400 kg WL
• 4ball wear: ≤ 0.60 mm
• Cu test: 1B
• OEM: METSO-Outotec, FLSmith etc
27. Impacto económico:
Engrane y piñón
• 5 unidades, material procesado en 24 horas= 10,200 TPD
• Perdida de producción de oro (2.4 oz/ton)= 850 oz
• Perdida por oz de oro @ $1,500 USD/oz= $1,275,000 USD
• Perdida de producción por unidad/24 hrs.= $255,000 USD
Transmisión y eje
• Precio de componente: $470,000 USD
• Material movido, Tonelada/hora: 4,800
• Producto procesado, Tonelada/hora: 485
• Oro obtenido, oz/ton: 60
• Perdida por oz de oro @ $1,500 USD/hora: $90,000 USD
• Mejor tiempo en reparación, 72 hrs.: $6,480,000 USD
• Otros costos(OEM, Labor, partes etc): $550,000 USD
• Total: $7,030,000 USD
28. GRACIAS!!
Carlos Nazario
North American Product Manager – Industrial grease additives
The Lubrizol Corporation, a Berkshire Hathaway Company
Office: (440) 347.6588 - Cell: (732) 597.8656
Email: Carlos.Nazario@Lubrizol.com
