Grasas Lubricantes
¿Cuáles son las Grasas Lubricantes? La Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) define la grasa lubricante como: “Un producto sólido a semifluido de dispersión de un agente espesante en lubricante líquido. Se pueden incluir otros ingredientes que imparten propiedades especiales” (ASTM D 288, Definiciones estándar de términos relacionados al petróleo).
Anatomía de la Grasa Lubricante
Como lo indica esta definición, hay tres componentes que forman grasas lubricantes. Estos componentes son aceite, espesante y aditivos. El aceite base y el paquete de aditivos son los componentes principales en las formulaciones de grasa y, como tales, ejercen una influencia considerable en el comportamiento de la grasa. El espesante a menudo se conoce como una esponja que contiene el lubricante (aceite base más aditivos).
ANATOMÍA DE GRASAS LUBRICANTES
Base Aceite
La mayoría de las grasas lubricantes producidas hoy en día utilizan aceite mineral como sus componentes fluidos. Estas grasas a base de aceite mineral generalmente proporcionan un rendimiento satisfactorio en la mayoría de las aplicaciones industriales. En temperaturas extremas (baja o alta), una grasa que utiliza un aceite base sintético proporcionará una mejor estabilidad.
Espesante
El espesante es un material que, en combinación con el lubricante seleccionado, producirá la estructura sólida a semifluida. El tipo principal de espesante utilizado en la grasa actual es el jabón metálico. Estos jabones incluyen litio, aluminio, arcilla, poliurea, sodio y calcio. Últimamente, las grasas de tipo espesante complejas están ganando popularidad. Están siendo seleccionados debido a sus altos puntos de caída y excelentes capacidades de carga. Las grasas complejas se hacen combinando el jabón metálico convencional con un agente complejante. La grasa compleja más utilizada es a base de litio. Estos se fabrican con una combinación de jabón de litio convencional y un ácido orgánico de bajo peso molecular como agente complejante. Los espesantes sin jabón también están ganando popularidad en aplicaciones especiales como ambientes de alta temperatura. La bentona y el aerogel de sílice son dos ejemplos de espesantes que no se funden a altas temperaturas. Sin embargo, hay una idea errónea de que, aunque el espesante pueda soportar las altas temperaturas, el aceite base se oxidará rápidamente a temperaturas elevadas, lo que requerirá un intervalo de re-lubicación frecuente.
Aditivos
Los aditivos pueden desempeñar varias funciones en una grasa lubricante. Estos incluyen principalmente mejorar las propiedades deseables existentes, suprimir las propiedades indeseables existentes e impartir nuevas propiedades. Los aditivos más comunes son los inhibidores de la oxidación y la oxidación, la presión extrema, los antidesgaste y los agentes reductores de la fricción. Además de estos aditivos, los lubricantes límite como el disulfuro de molibdeno (moly) o el grafito se pueden suspender en la grasa para reducir la fricción y el desgaste sin reacciones químicas adversas a las superficies metálicas durante cargas pesadas y velocidades lentas.
CONSISTENCIA NLGI
Función
La función de la grasa es permanecer en contacto con las superficies móviles y lubricarlas sin perder fugas por la fuerza de la gravedad, la acción centrífuga o la expulsión bajo presión. Su principal requisito práctico es que mantenga sus propiedades bajo las fuerzas de corte a todas las temperaturas que experimenta durante el uso.
Aplicaciones Adecuadas para Grasas Lubricantes
La grasa y el aceite no son intercambiables. La grasa se utiliza cuando no es práctico o conveniente utilizar aceite. La elección del lubricante para una aplicación específica se determina haciendo coincidir el diseño de la maquinaria y las condiciones de operación con las características deseadas del lubricante. La grasa se utiliza generalmente para:
– Maquinaria que funciona de manera intermitente o está almacenada por un período prolongado de tiempo. Debido a que la grasa permanece en su lugar, se puede formar instantáneamente una película lubricante.
– Maquinaria que no es fácilmente accesible para lubricación frecuente. Las grasas de alta calidad pueden lubricar componentes aislados o relativamente inaccesibles durante largos períodos de tiempo sin reabastecimiento frecuente. Estas grasas también se utilizan en aplicaciones selladas de por vida, como algunos motores eléctricos y cajas de engranajes.
– La maquinaria que opera bajo condiciones extremas, como altas temperaturas y presiones, cargas de choque o baja velocidad bajo cargas pesadas.
–Componentes desgastados. La grasa mantiene las películas más gruesas en espacios libres aumentados por el desgaste y puede prolongar la vida útil de las piezas desgastadas que previamente estaban lubricadas con aceite.
Propiedades Funcionales de la Grasa
1.- La grasa funciona como un sellador para minimizar las fugas y evitar la entrada de contaminantes. Debido a su consistencia, la grasa actúa como un sellador para evitar fugas de lubricante y también para evitar la entrada de contaminantes corrosivos y materiales extraños. También actúa para mantener efectivos los sellos deteriorados.
2.- La grasa es más fácil de contener que el aceite. La lubricación con aceite puede requerir un costoso sistema de equipos de circulación y dispositivos de retención complejos. En comparación, la grasa, en virtud de su rigidez, se confina fácilmente con dispositivos de retención simplificados y menos costosos..
3.-La grasa contiene lubricantes sólidos en suspensión. Los lubricantes sólidos finamente molidos, como el disulfuro de molibdeno (moly) y el grafito, se mezclan con la grasa en el servicio de alta temperatura o en aplicaciones de alta presión extrema. La grasa mantiene los sólidos en suspensión, mientras que los sólidos se depositan fuera de los aceites.
4.- El nivel de fluido no tiene que ser controlado ni monitoreado.
Características
Al igual que con el aceite, la grasa muestra su propio conjunto de características que deben considerarse cuando se eligen para una aplicación. Las características que se encuentran comúnmente en las hojas de datos del producto incluyen lo siguiente:
Bombeabilidad
La capacidad de bombeo es la capacidad de una grasa para ser bombeada o empujada a través de un sistema. De manera más práctica, la capacidad de bombeo es la facilidad con la que una grasa presurizada puede fluir a través de líneas, boquillas y accesorios de los sistemas de distribución de grasa.
Resistencia al agua
Esta es la capacidad de una grasa para resistir los efectos del agua sin cambiar su capacidad de lubricación. Una espuma de jabón / agua puede suspender el aceite en la grasa, formando una emulsión que puede lavar o, en menor medida, reducir la lubricidad al diluir y cambiar la consistencia y textura de la grasa.
Consistencia
La consistencia de la grasa depende del tipo y la cantidad de espesante utilizado y la viscosidad de su aceite base. La consistencia de una grasa es su resistencia a la deformación por una fuerza aplicada. La medida de consistencia se llama penetración.
La penetración depende de si la consistencia ha sido alterada por el manejo o el trabajo. Los métodos ASTM D 217 y D 1403 miden la penetración de grasas no trabajadas y trabajadas. Para medir la penetración, se permite que un cono de peso determinado se hunda en una grasa durante cinco segundos a una temperatura estándar de 25 ° C (77 ° F).
La profundidad, en décimas de milímetro, a la que el cono se hunde en la grasa es la penetración. Una penetración de 100 representaría una grasa sólida, mientras que una penetración de 450 sería semifluida. El NLGI ha establecido números de consistencia o números de grado, que van de 000 a 6, correspondientes a rangos especificados de números de penetración. La Tabla 1 enumera las clasificaciones de grasas NLGI junto con una descripción de la consistencia de cómo se relaciona con los semifluidos comunes.
Punto de goteo
El punto de caída es un indicador de la resistencia al calor de la grasa. A medida que aumenta la temperatura de la grasa, la penetración aumenta hasta que la grasa se licua y se pierde la consistencia deseada. El punto de caída es la temperatura a la cual una grasa se vuelve lo suficientemente fluida como para gotear. El punto de caída indica el límite superior de temperatura en el que una grasa retiene su estructura, no la temperatura máxima en la que se puede usar una grasa.
Estabilidad a la oxidación
Esta es la capacidad de una grasa para resistir una unión química con el oxígeno. La reacción de la grasa con el oxígeno produce una goma insoluble, lodos y depósitos similares a la laca que causan un funcionamiento lento, un mayor desgaste y una reducción de las holguras. La exposición prolongada a altas temperaturas acelera la oxidación de las grasas.
Efectos de alta temperatura
Las altas temperaturas dañan a las grasas más que a los aceites. La grasa, por su naturaleza, no puede disipar el calor por convección como un aceite circulante. En consecuencia, sin la capacidad de transferir el calor, las temperaturas excesivas resultan en una oxidación acelerada o incluso en una carbonización donde la grasa se endurece o forma una costra. La lubricación efectiva de la grasa depende de la consistencia de la grasa. Las altas temperaturas inducen el ablandamiento y el sangrado, causando que la grasa fluya lejos de las áreas necesarias. El aceite mineral en grasa puede inflamarse, quemarse o evaporarse a temperaturas superiores a 177 ° C (350 ° F).
Efectos de baja temperatura
Si la temperatura de una grasa se reduce lo suficiente, será tan viscosa que se puede clasificar como una grasa dura. La capacidad de bombeo sufre y el funcionamiento de la maquinaria puede volverse imposible debido a las limitaciones de par y los requisitos de potencia. Como guía, el punto de fluidez del aceite base se considera el límite de baja temperatura de una grasa.
Fuentes
Pirro, Wessol. Lubrication Fundamentals. New York: Marcel Dekker, 2001.
U.S. Army Corps of Engineers. Engineering and Design – Lubricants and Hydraulic Fluids. EM 1110-2-1424 CECW-ET, 1999
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