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- Pages: 16
República Bolivariana de Venezuela Ministerio de Educación Superior UNE “Rafael María Baralt” Programa de Ingeniería y Tecnología Proyecto Ingeniería En Mtto. Mecánico Cátedra: Tribología Industrial
Elaborado Por: Br. Cesar Chacin Br. Edwin González Br. Jean Rincon
Prof: Ing. Fernando Cabrera
Los Puertos Septiembre 2009
Contenido
Descripción del evento.
Condiciones operativas.
Definición del problema.
Listado de las posibles causas aparentes.
Soluciones.
Recomendaciones.
Conclusiones.
Anexos.
Descripción del evento.
El motor (CAT 3406) estaba sometido a una excesiva contaminación con carbón lo cual tuvo como resultado una obstrucción en los rociadores de enfriamiento de los pistones, dando como resultado un aumento brusco en la temperatura de los pistones. Causando dilatamiento y un acelerado proceso de desgaste inclusive ya en última instancia al fallar el flujo de aceite trajo como consecuencia el paro imprevisto del motor por trancarse 2 pistones.
Condiciones operativas.
Definición del problema.
1. Que. ES
NO ES ¿Qué
objetos similares
podrían
¿Qué objetos fallaron?
fallado pero no lo hicieron?
Pistón.
Pasadores de los pistones (Bielas).
¿Cuál es la falla especifica?
¿Qué
otras
fallas
podrían
haber
haberse
Formación de lacas por altas temperaturas observado, pero no sucedieron? en
el
pistón
debido
a
la
falta
de Desgaste en el cigüeñal, paro imprevisto en
enfriamiento, rociadores de aceite tupido.
la bomba de aceite.
2. Dónde. ES ¿Dónde
estaba
el
NO ES objeto
cuando
fallo?(geográficamente). México.
¿Dónde está la falla en el objeto? En el filtro de aceite.
¿Dónde podría haber estado el objeto cuando fallo, pero no estaba? En otras locaciones.
¿En
qué
otro
lugar
podría
haberse
localizado la falla pero no sucedió? En un análisis de aceite (no ocurrido).
3. Cuando. ES ¿Cuándo se observo la falla por primera vez? Mayo 2007.
NO ES ¿En qué otro momento se podría haber observado la falla, pero no sucedió? Análisis anteriores.
¿Cuándo desde esa primera vez, se ¿Cuándo desde esa primera vez, se podría observo la falla? ¿Algún patrón?
haber observado la falla, pero no sucedió?
Junio 2007.
Sin más detalles.
¿Cuándo en la historia del objeto, se observo primero la falla?
¿Cuándo en la historia del objeto se podría haber observado primero la falla pero no sucedió?
Después de 250 horas de servicio.
Con mayor tiempo de servicio.
4. Extensión. ES
NO ES ¿Cuántos objetos podrían haber fallado,
¿Cuántos objetos fallaron?
pero no lo hicieron?
Solo 2 pistones.
12 pistones, cigüeñal, válvulas.
¿Cuántas desviaciones hay en un objeto? o
pistón
camisa
por
dilatación
debido a elevadas temperaturas, formación de lacas. ¿Cuál es la tendencia? Paro imprevisto.
¿Cuántas desviaciones podría haber en un objeto pero no las hay? Desgaste excesivo en el cigüeñal. ¿Cuál podría haber sido la tendencia, pero no lo fue? Fallas consecutivas.
Listado de las posibles causas aparentes.
-
Método o proceso. Residuos de oxidación por productos anteriores.
-
Materiales, producción, productos. Antioxidante. Mezcla de aceite, filtro.
-
Maquinaria, equipos, procedimiento.
Condiciones de operación. Mantenimiento.
-
Mano de obra. Sin posibles causas.
El presente análisis incluyo la verificación de las posibles causas llegando a: -
Nivel de antioxidante: En cantidades bajas.
-
Evidencia de oxidación: Si se evidencia por presencia de agua y mala inyección.
-
Funcionamiento del filtro de aire: Deficiente ya que su filtrado no era el adecuado.
-
Funcionamiento del filtro de aceite: En malas condiciones.
Soluciones.
-
Implementar aditivos anticorrosión (solubles en agua como nitrato de sodio)
-
Sustituir el filtro de aire en el tiempo recomendado por el fabricante.
-
Analizar si el filtro de aire utilizado es el adecuado para el tipo de ambiente en el cual trabaja este motor.
-
Chequear periódicamente la presión de aceite. (Chequear diariamente).
-
Analizar si el filtro de aceite utilizado es el adecuado para el tipo de ambiente en el cual trabaja este motor.
Recomendaciones.
Como recomendación principal hacemos referencia al uso adecuado del filtro de aire recomendado por el fabricante el cual es. -
Filtro de sello radial de ultra alta eficiencia.
Algunas características importantes.
Mayor eficiencia de filtrado: Las tolerancias ajustadas de los motores requieren sistemas de limpieza de aire que sean altamente efectivos, especialmente en ambientes donde hay gran cantidad de polvo fino o de carbón. Los Filtros de Ultra Alta Eficiencia se caracterizan por tener un medio filtrante único con una capa fibrosa superficial muy fina que mejora la eficiencia de filtrado. Estos filtros están destinados para aplicaciones donde: -
Partículas de polvo muy fino representan un alto porcentaje del contaminante en el aire.
-
Condiciones de operación con altos contenidos de hollín que tienden a tapar filtros normales después de pocas horas.
Diseño único para ambientes de polvo o carbón Todos los motores de combustión interna son construidos con tolerancias muy pequeñas entre las partes móviles. Cualquier partícula que logre penetrar entre esas partes móviles puede incrementar el desgaste de los componentes. Para poder mantener un bajo nivel de emisiones y altos requerimientos de rendimiento, la limpieza es importante aún para tratar de mantener partículas muy pequeñas fuera de los motores y sus componentes. Más eficiente al comienzo, mas eficiente en total Los fabricantes de filtros dicen con frecuencia que los filtros “sucios” son mas eficientes que los nuevos porque la película o acumulación de polvo en forma de capa en su superficie realmente aumenta la capacidad de filtrado. diseñados con este concepto en mente, los Filtros de Ultra Alta Eficiencia se caracterizan por tener un medio filtrante único con una capa fibrosa superficial muy fina que mejora la eficiencia de filtrado temprano en la vida de los elementos. Así es como funciona: - Las partículas finas se aglomeran inmediatamente sobre las superficies del filtro, haciéndolo muy eficiente. Mientras menos polvo le llegue al motor, se mejora
la economía de combustible mientras se reduce el desgaste y los costos de mantenimiento. - La capa de partículas acumuladas en la superficie es más porosa que el elemento filtrante revestido de polvo, causando menos restricción sobre la vida del filtro para aumentar la capacidad, el rendimiento del motor y economía de combustible. - Debido a que las partículas quedan atrapadas en la acumulación presente en la superficie de los Filtros de Ultra Alta Eficiencia, el medio filtrante permanece permeable por un periodo de tiempo mas largo, a diferencia de los filtros con medios filtrantes convencionales, que se saturan de polvo hasta muy adentro en su trama. Eso hace que la vida del filtro se extienda y proporciona una eficiencia de filtrado dos o tres veces mejor que la del medio filtrante estándar.
-
Filtro de aceite de eficiencia avanzada.
Eficiencia avanzada quiere decir más protección y máximo rendimiento. Los filtros de combustible de eficiencia avanzada están especialmente diseñados para las más altas presiones de inyección y componentes de precisión usando medios de filtrado ultra finos para proporcionar una mayor capacidad de remoción de partículas pequeñas. El uso de filtros CAT de eficiencia avanzada redunda en máximo rendimiento, mayor vida de los componentes, y menores costos de operación del motor.
Conclusiones.
En conclusión los filtros de aire (isión del motor) no están cumpliendo con su función principal la cual es de filtrar el aire adsorbido permitiendo la entrada de cuerpos extraños al sistema (arena, hollín, carbón entre otros). Tal problema ocasiono obstrucción del filtro de aceite lo cual acarrea como consecuencia una falla en el ciclo de recirculación del aceite apareciendo como
falla principal el aumento de la temperatura en los pistones la cual ocasiona su dilatación y por ende el paro repentino del equipo. Por otra parte concluimos que la consecuencia de lo antes mencionado tiene como causa raíz, una lubricación limite, ya que el sistema en si trabaja bajo una lubricación hidrodinámica.
Curva de Stribeck El motor como tal debió de comportarse como se representa en la grafica mostrada específicamente en la (Zona I) Lubricación hidrodinámica, pero fue todo lo contrario a la hora de presentarse la falla estaba ya en condiciones de la lubricación limite (Zona III) presentando desgaste por las razones antes mencionadas (Aumento de temperatura).
En esta grafica podemos apreciar la causa de baja presión por filtro de aire tupido, la cual me produce un aumento en la viscosidad a 100°C.
Anexos.
Pistón de referencia.
Formación de lacas por alta temperatura, falta de enfriamiento rociadores de aceite tupido.
Formación de lacas por alta temperatura, falta de enfriamiento rociadores de aceite tupido.
Formación de lacas por alta temperatura, falta de enfriamiento rociadores de aceite tupido.
Formación de lacas por alta temperatura, falta de enfriamiento rociadores de aceite tupido.
Carbón por exceso de inyección.
Formación de lacas por alta temperatura, falta de enfriamiento rociadores de aceite tupido.
o pistón – camisa aumento de la temperatura.
por
Pasadores de pistón sin desgaste por buen desempeño del aceite (Lubriquem20W50-M)
Filtro de aceite usado.
Vista más detallada del estado del filtro de aceite.
Presencia de oxidación en las válvulas, por no usar el aditivo anticorrosión adecuado.
Elaborado Por: Br. Cesar Chacin Br. Edwin González Br. Jean Rincon
Prof: Ing. Fernando Cabrera
Los Puertos Septiembre 2009
Contenido
Descripción del evento.
Condiciones operativas.
Definición del problema.
Listado de las posibles causas aparentes.
Soluciones.
Recomendaciones.
Conclusiones.
Anexos.
Descripción del evento.
El motor (CAT 3406) estaba sometido a una excesiva contaminación con carbón lo cual tuvo como resultado una obstrucción en los rociadores de enfriamiento de los pistones, dando como resultado un aumento brusco en la temperatura de los pistones. Causando dilatamiento y un acelerado proceso de desgaste inclusive ya en última instancia al fallar el flujo de aceite trajo como consecuencia el paro imprevisto del motor por trancarse 2 pistones.
Condiciones operativas.
Definición del problema.
1. Que. ES
NO ES ¿Qué
objetos similares
podrían
¿Qué objetos fallaron?
fallado pero no lo hicieron?
Pistón.
Pasadores de los pistones (Bielas).
¿Cuál es la falla especifica?
¿Qué
otras
fallas
podrían
haber
haberse
Formación de lacas por altas temperaturas observado, pero no sucedieron? en
el
pistón
debido
a
la
falta
de Desgaste en el cigüeñal, paro imprevisto en
enfriamiento, rociadores de aceite tupido.
la bomba de aceite.
2. Dónde. ES ¿Dónde
estaba
el
NO ES objeto
cuando
fallo?(geográficamente). México.
¿Dónde está la falla en el objeto? En el filtro de aceite.
¿Dónde podría haber estado el objeto cuando fallo, pero no estaba? En otras locaciones.
¿En
qué
otro
lugar
podría
haberse
localizado la falla pero no sucedió? En un análisis de aceite (no ocurrido).
3. Cuando. ES ¿Cuándo se observo la falla por primera vez? Mayo 2007.
NO ES ¿En qué otro momento se podría haber observado la falla, pero no sucedió? Análisis anteriores.
¿Cuándo desde esa primera vez, se ¿Cuándo desde esa primera vez, se podría observo la falla? ¿Algún patrón?
haber observado la falla, pero no sucedió?
Junio 2007.
Sin más detalles.
¿Cuándo en la historia del objeto, se observo primero la falla?
¿Cuándo en la historia del objeto se podría haber observado primero la falla pero no sucedió?
Después de 250 horas de servicio.
Con mayor tiempo de servicio.
4. Extensión. ES
NO ES ¿Cuántos objetos podrían haber fallado,
¿Cuántos objetos fallaron?
pero no lo hicieron?
Solo 2 pistones.
12 pistones, cigüeñal, válvulas.
¿Cuántas desviaciones hay en un objeto? o
pistón
camisa
por
dilatación
debido a elevadas temperaturas, formación de lacas. ¿Cuál es la tendencia? Paro imprevisto.
¿Cuántas desviaciones podría haber en un objeto pero no las hay? Desgaste excesivo en el cigüeñal. ¿Cuál podría haber sido la tendencia, pero no lo fue? Fallas consecutivas.
Listado de las posibles causas aparentes.
-
Método o proceso. Residuos de oxidación por productos anteriores.
-
Materiales, producción, productos. Antioxidante. Mezcla de aceite, filtro.
-
Maquinaria, equipos, procedimiento.
Condiciones de operación. Mantenimiento.
-
Mano de obra. Sin posibles causas.
El presente análisis incluyo la verificación de las posibles causas llegando a: -
Nivel de antioxidante: En cantidades bajas.
-
Evidencia de oxidación: Si se evidencia por presencia de agua y mala inyección.
-
Funcionamiento del filtro de aire: Deficiente ya que su filtrado no era el adecuado.
-
Funcionamiento del filtro de aceite: En malas condiciones.
Soluciones.
-
Implementar aditivos anticorrosión (solubles en agua como nitrato de sodio)
-
Sustituir el filtro de aire en el tiempo recomendado por el fabricante.
-
Analizar si el filtro de aire utilizado es el adecuado para el tipo de ambiente en el cual trabaja este motor.
-
Chequear periódicamente la presión de aceite. (Chequear diariamente).
-
Analizar si el filtro de aceite utilizado es el adecuado para el tipo de ambiente en el cual trabaja este motor.
Recomendaciones.
Como recomendación principal hacemos referencia al uso adecuado del filtro de aire recomendado por el fabricante el cual es. -
Filtro de sello radial de ultra alta eficiencia.
Algunas características importantes.
Mayor eficiencia de filtrado: Las tolerancias ajustadas de los motores requieren sistemas de limpieza de aire que sean altamente efectivos, especialmente en ambientes donde hay gran cantidad de polvo fino o de carbón. Los Filtros de Ultra Alta Eficiencia se caracterizan por tener un medio filtrante único con una capa fibrosa superficial muy fina que mejora la eficiencia de filtrado. Estos filtros están destinados para aplicaciones donde: -
Partículas de polvo muy fino representan un alto porcentaje del contaminante en el aire.
-
Condiciones de operación con altos contenidos de hollín que tienden a tapar filtros normales después de pocas horas.
Diseño único para ambientes de polvo o carbón Todos los motores de combustión interna son construidos con tolerancias muy pequeñas entre las partes móviles. Cualquier partícula que logre penetrar entre esas partes móviles puede incrementar el desgaste de los componentes. Para poder mantener un bajo nivel de emisiones y altos requerimientos de rendimiento, la limpieza es importante aún para tratar de mantener partículas muy pequeñas fuera de los motores y sus componentes. Más eficiente al comienzo, mas eficiente en total Los fabricantes de filtros dicen con frecuencia que los filtros “sucios” son mas eficientes que los nuevos porque la película o acumulación de polvo en forma de capa en su superficie realmente aumenta la capacidad de filtrado. diseñados con este concepto en mente, los Filtros de Ultra Alta Eficiencia se caracterizan por tener un medio filtrante único con una capa fibrosa superficial muy fina que mejora la eficiencia de filtrado temprano en la vida de los elementos. Así es como funciona: - Las partículas finas se aglomeran inmediatamente sobre las superficies del filtro, haciéndolo muy eficiente. Mientras menos polvo le llegue al motor, se mejora
la economía de combustible mientras se reduce el desgaste y los costos de mantenimiento. - La capa de partículas acumuladas en la superficie es más porosa que el elemento filtrante revestido de polvo, causando menos restricción sobre la vida del filtro para aumentar la capacidad, el rendimiento del motor y economía de combustible. - Debido a que las partículas quedan atrapadas en la acumulación presente en la superficie de los Filtros de Ultra Alta Eficiencia, el medio filtrante permanece permeable por un periodo de tiempo mas largo, a diferencia de los filtros con medios filtrantes convencionales, que se saturan de polvo hasta muy adentro en su trama. Eso hace que la vida del filtro se extienda y proporciona una eficiencia de filtrado dos o tres veces mejor que la del medio filtrante estándar.
-
Filtro de aceite de eficiencia avanzada.
Eficiencia avanzada quiere decir más protección y máximo rendimiento. Los filtros de combustible de eficiencia avanzada están especialmente diseñados para las más altas presiones de inyección y componentes de precisión usando medios de filtrado ultra finos para proporcionar una mayor capacidad de remoción de partículas pequeñas. El uso de filtros CAT de eficiencia avanzada redunda en máximo rendimiento, mayor vida de los componentes, y menores costos de operación del motor.
Conclusiones.
En conclusión los filtros de aire (isión del motor) no están cumpliendo con su función principal la cual es de filtrar el aire adsorbido permitiendo la entrada de cuerpos extraños al sistema (arena, hollín, carbón entre otros). Tal problema ocasiono obstrucción del filtro de aceite lo cual acarrea como consecuencia una falla en el ciclo de recirculación del aceite apareciendo como
falla principal el aumento de la temperatura en los pistones la cual ocasiona su dilatación y por ende el paro repentino del equipo. Por otra parte concluimos que la consecuencia de lo antes mencionado tiene como causa raíz, una lubricación limite, ya que el sistema en si trabaja bajo una lubricación hidrodinámica.
Curva de Stribeck El motor como tal debió de comportarse como se representa en la grafica mostrada específicamente en la (Zona I) Lubricación hidrodinámica, pero fue todo lo contrario a la hora de presentarse la falla estaba ya en condiciones de la lubricación limite (Zona III) presentando desgaste por las razones antes mencionadas (Aumento de temperatura).
En esta grafica podemos apreciar la causa de baja presión por filtro de aire tupido, la cual me produce un aumento en la viscosidad a 100°C.
Anexos.
Pistón de referencia.
Formación de lacas por alta temperatura, falta de enfriamiento rociadores de aceite tupido.
Formación de lacas por alta temperatura, falta de enfriamiento rociadores de aceite tupido.
Formación de lacas por alta temperatura, falta de enfriamiento rociadores de aceite tupido.
Formación de lacas por alta temperatura, falta de enfriamiento rociadores de aceite tupido.
Carbón por exceso de inyección.
Formación de lacas por alta temperatura, falta de enfriamiento rociadores de aceite tupido.
o pistón – camisa aumento de la temperatura.
por
Pasadores de pistón sin desgaste por buen desempeño del aceite (Lubriquem20W50-M)
Filtro de aceite usado.
Vista más detallada del estado del filtro de aceite.
Presencia de oxidación en las válvulas, por no usar el aditivo anticorrosión adecuado.
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