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REPORTE DE LABORATORIO DE LUBICACION INDUSTRIALActividad 3Nombre del alumno (a): José Martín Martínez CardonaMatricula: 1795017Turno: Vespertino (Martes V4)Nombre del profesor: Dr. José Manuel Diabb ZavalaFecha: 29 de septiembre de 2020Actividad 3I. Responde el siguiente cuestionarioi) Elaboración d...

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REPORTE DE LABORATORIO DE LUBICACION INDUSTRIAL

Actividad 3

Nombre del alumno (a): José Martín Martínez Cardona

Matricula: 1795017

Turno: Vespertino (Martes V4)

Nombre del profesor: Dr. José Manuel Diabb Zavala

Fecha: 29 de septiembre de 2020

Actividad 3 I. Responde el siguiente cuestionario i) Elaboración de aceites 1- ¿Explica el proceso para obtener lubricante base? Las bases convencionales están constituidas por aceites hidrocarbonados derivados del petróleo crudo por procesos físicos. Primero se realiza una destilación fraccionada a vacío (P=10-100 mmHg) y después una extracción con propano líquido. Se obtienen así los lubricantes brutos. 2- ¿A que le llama aceite lubricante base? Los aceites base son el ingrediente de mayor concentración en lubricantes y grasas. 3- ¿Para qué nos sirve la unidad desasfaltadora y planta desparafinadora? Para reducir las tendencias a formar carbón y lodos; y para disminuir los puntos de escurrimiento y enturbiamiento. 4- ¿Investiga la diferencia entre un aceite sintético y el aceite lubricante mineral? La principal diferencia entre estos dos tipos de aceite es la forma en la que se obtienen. En el caso del aceite mineral se obtiene a partir de la destilación y el refinamiento del propio petróleo. Por el contrario, el aceite sintético se obtiene por la optimización molecular por síntesis química. 5-Investiga la formulación química, el eso común y las cualidades de cada aceite sintético: a) PAO: H2C=CH2 Se obtienen por la reacción química de etileno derivado del petróleo, y son usados principalmente en refrigeración dada su condición de bajo punto de congelación el cual se presenta hasta los -50° C. b) Poli-butilenos: Son polímeros de alto Pm (270 a 6000 umas) que proceden de la polimerización de 1-buteno, 2-buteno e isobuteno procedentes de los procesos de craqueo al vapor de fracciones pesadas del petróleo. Se obtienen por polimerización catiónica con ácidos de Lewis como catalizadores. Controlando las condiciones experimentales se obtienen polímeros de diferente longitud de cadena. Su principal uso es su empleo en trasformadores eléctricos, compresores de etileno y en engranajes de automoción. c) Aquil-benceno: Se producen mediante la reacción química de la oleafina y el benceno derivados del petróleo. Su principal uso es en compresores y motores dado que presenta viscosidades bajas. d) Esteres orgánicos:

Se obtiene por síntesis química, por reacciones entre alcohol y ácidos grasos que producen los esteres, sin usar productos derivados de petróleo. Se usan por lo regular como aceite de transmisiones, compresores y aviones. e) Esteres Fosfatos: Los Ésteres Fosfatados se utilizan como aditivos anti-desgaste de otras bases lubricantes debido a su gran lubricidad, y como base para fluidos hidráulicos y lubricantes de compresores debido a su baja inflamabilidad. Sin embargo, tienen una baja estabilidad hidrolítica y térmica, bajo índice de viscosidad y comportamiento pobre a bajas temperaturas. Además, es una base muy disolvente por lo que es muy agresivo con pinturas, recubrimientos y juntas. f) Poli aquilen glicol: Son polímeros de óxido de etileno u oxido propileno de mayor peso de mayor peso molecular. Son aceites multigrados normalmente para ser usados de por vida. Su principal uso es como aceite de corte. g) Silicona: Son lubricantes a base de un enlace estable de silicio-oxigeno que se obtienen a partir de cuarzo, tiene un amplio rango de temperatura. Se emplea principalmente en fabricación de aditivos para pinturas, desmoldantes, diversas aplicaciones en la industria de los plásticos, empacadoras y en las industrias del calzado y de la fabricación de llantas. 6- ¿Escribe y explica la reacción hidrotratamiento para eliminar el azufre en petróleo? Los procesos convencionales de hidrodesulfuración constan básicamente de un sistema de reacción donde los compuestos orgánicos de azufre reaccionan con el hidrógeno para obtener compuestos orgánicos y ácido sulfhídrico, un sistema de separación para eliminar los compuestos ligeros del diesel y un sistema de recirculación, existen diversas tecnologías basadas en esta configuración. El sistema de reacción consta usualmente de reactores empacados de tres fases, son llamados así porque se encuentran presentes la fase líquida (gasóleo), la fase gas y la fase sólida. Estos son operados a co-corriente, es decir, la fase líquida y gas fluyen en la misma dirección y la masa de catalizador, tipo cobalto/molibdeno sobre alúmina, se mantiene fija. 7- ¿Define aditivos y explica el principal uso? Son unas sustancias químicas que, al añadirse a los lubricantes y aceites para formar el producto final, mejoran sus propiedades y/o le añaden otras nuevas. 8- Menciona los nombres y las fórmulas químicas de los aditivos principales. Detergentes, dispersantes antioxidantes, mejoradores del indice de viscosidad, depresores del punto de congelacion y antiespumantes.

9- Investiga en artículos de investigación el mecanismo de lubricación de grafito, disulfuro de molibdeno y nanopartículas comúnmente utilizada. En el grafito, las propiedades lubricantes aumentan aún más cuando hay presencia de vapor en las capas de grafito, ya que esto reduce las fuerzas cortantes y la fricción. El grafito puede actuar como lubricante a temperaturas holgadamente superiores a los 500 °C. Para incrementar aún más el rendimiento o la vida útil de los rodamientos SKF DryLube, existen variantes en las que la lubricación seca se combina con aditivos de aceite resistentes a altas temperaturas y nanopartículas lubricantes. 10- Menciona una propiedad química y otra física que mejoran los aditivos Oxidación-Corrosión y Viscosidad (Mejoramiento del índice de viscosidad) 11- De la lista de aditivos más comunes (pregunta 8) investiga la toxicidad de cada uno. En general tienen bajo grado de toxicidad, y ciertos aditivos suelen ser de toxicidad superior, o incrementar la del aceite base.

ii) Viscosidad 1. ¿Cómo se define viscosidad? Es una medida de su resistencia a las deformaciones graduales producidas por tensiones cortantes o tensiones de tracción. 2. ¿Cuáles son las unidades de viscosidad absoluta? En el SI, la unidad física de viscosidad dinámica es el pascal segundo, que corresponde exactamente a 1 N·s/m² o 1 kg/. 3. ¿A que equivale un centipoise en milipascales-segundo? 1 centipoise (mPa·s) = 10-3 Pa·s 4. ¿Qué unidades tiene la viscosidad Saybolt Universales? Segundos universales Saybolt (SUS), segundos 5. ¿Qué son los Stokes? Son la unidad de viscosidad cinemática en el Sistema Cegesimal de Unidades. 6. ¿Cómo calcular la viscosidad absoluta a partir de la viscosidad cinemática? Dividiendo la densidad sobre la viscosidad cinemática. 7. ¿Qué nos indica el índice de viscosidad? Es la medida más indicativa de la variación de la viscosidad de un aceite lubricante al variar la temperatura.

Dicho índice se obtiene comprobando la variación de viscosidad entre dos temperaturas y comparándola con el comportamiento de oportunos aceites de referencia. 8. ¿Describe el principio de funcionamiento de los viscosímetros más comunes? Su forma general de funcionamiento es hacer que un fluido pase a través de los tubos manteniendo una temperatura controlada, durante un tiempo específico. Lo que resulta de este procedimiento es la medición de la cantidad de fluido que recorre una distancia determinada en un tiempo determinado. Esto permite establecer el nivel de viscosidad de un fluido. iii) Obtención de grasas 1- ¿Dónde se utilizan las grasas? Se utilizan en aplicaciones selladas de por vida, como algunos motores eléctricos y cajas de engranajes. 2- ¿Cómo está construida la grasa lubricante? Contienen del 65 al 95% en peso de aceite lubricante, del 5 al 35% de espesante y del 0 al 10% de aditivos (líquidos y/o sólidos). Dependiendo de la cantidad de sólidos, el producto resultante se clasifica como grasa (< 10% sólidos), grasa-pasta (del 10 al 40% de sólidos) y pasta (>40 % sólidos) 3- ¿Cuál son las ventajas y desventajas de las grasas? Ventajas -Mayor adherencia a superficies -Mejor capacidad de sellado y aislamiento del medio -Excelente protección contra el desgaste -Superior lubricación frente a altas cargas y bajas velocidades -Superior protección contra la corrosión -Más amplio rango de temperaturas de operación -Más efectiva absorción de ruido y vibraciones -Menor migración del punto de lubricación Desventajas -Tienen una menor capacidad de enfriamiento. -Cuentan con una menor estabilidad al almacenamiento. -Son menos uniformes. -Presenta limitaciones en la compatibilidad con otras sustancias. -Limita la velocidad en los rodamientos 4- ¿Explica químicamente la constitución de una grasa? Las grasas son generalmente triésteres del glicerol y ácidos grasos. Las grasas pueden ser sólidas o líquidas a temperatura ambiente, dependiendo de su estructura y composición. Aunque las palabras "aceites", "grasas" y "lípidos" se utilizan para referirse a las grasas, "aceites" suele emplearse para referirse a lípidos

que son líquidos a temperatura ambiente, mientras que "grasas" suele designar los lípidos sólidos a temperatura ambiente. La palabra "lípidos" se emplea para referirse a ambos tipos, líquidos y sólidos. La palabra "aceite" se aplica generalmente a cualquier sustancia grasosa inmiscible con agua, tales como el petróleo y el aceite de cocina, independientemente de su estructura química. 5- ¿Cuál es el proceso de obtención de una grasa y como funciona cada equipo del proceso? Equipos utilizados en el proceso de fabricación de grasas. -Reactor: Es un sistema cerrado que permite que dos o más compuestos reaccionen entre sí para formar un producto. -Mezclador: Es un tanque dotado con una hélice que permite que dos o más compuestos se mezclen para obtener un producto final. -Serpentín: Es un tubo o un conjunto de tubos adaptado a un sistema, que permite llevar a cabo un proceso de transferencia de calor. -Molino: Es un equipo dotado de un par de discos giratorios separados milimétricamente uno del otro, los cuales permiten el paso forzado de un producto altamente viscoso para proporcionarle unas condiciones requeridas. -Desairador: Es un equipo cuya función es eliminar las moléculas de aire que involuntariamente se introducen en un producto. El proceso de fabricación de una grasa inicia en un reactor donde se colocan a reaccionar un ácido graso, (animal o vegetal) con una base metálica como litio, sodio, calcio, aluminio, (saponificación). El producto obtenido de esta reacción llamado espesador o jabón es transportado hacia un mezclador donde se le adiciona el aceite lubricante (aditivos y base naftenica) proveniente de unos tanques de almacenamiento y que le dará al producto la consistencia requerida. Posteriormente por un filtro; el molino se encarga de darle a la grasa acabado, el cual consiste en proporcionarle a esta fibra y brillo. Durante el paso por el molino, la grasa es agitada y absorbe burbujas de aire, las cuales son eliminadas posteriormente en un desairador que ayuda también a mejorar la presentación de la misma. Cabe aclarar que no todas las grasas pasan por estos dos últimos equipos (molino, desairador), sino únicamente aquellas de fibra (litio, sodio, aluminio, etc.); porque las elaboradas a base de jabón de calcio son de textura muy suave y utilizadas para trabajos a temperaturas bajas (180oC), y al pasarla por el molino la fricción interna de este aumenta la temperatura cambiándole su estado. Para concluir el proceso, el producto obtenido es transportado (bombeo) hacia la zona de envasado, pasa por último distribuirlo en sus diferentes presentaciones. 6- ¿Cuáles son las propiedades de las siguientes grasas? a) Cálcicas: Gran poder anticorrosivo, buena estanqueidad, ideal para mecanismos en ambientes marinos. b) Sódicas: Buena adherencia, resistente al agua, absorbe humedad, forman en las superficies de rodadura y deslizamiento de los rodamientos una película homogénea y elástica.

c) Líticas: Grasa multifuncional de gran estabilidad mecánica y comportamiento frente al envejecimiento. 7- ¿Cuáles son las propiedades características y usos de las grasas hechas con jabón compuestas? Son grasas que contienen elementos minerales, así como partículas de jabón metálico, usualmente del mismo material metálico de procedencia, este tipo de grasas favorece al buen funcionamiento en la lubricación a altas temperaturas. 8- ¿Qué significa saponificación? Es un proceso químico por el cual un cuerpo graso, unido a una base y agua, da como resultado jabón y glicerina. 9- ¿Cuáles son las propiedades características de grasas sintéticas? -Largos intervalos de reengrasado, vida extendida del equipo y protección excepcional. -Perfeccionan la fiabilidad y el desempeño del equipo. -Minimizan los costos y residuos. -Perfeccionan la productividad. -Tienen una alta seguridad para rodamientos, sistemas de suspensión, juntas universales, vínculos de dirección y chasis -Perfectas características de adhesión y firmeza. -Anticorrosión -Capacidades de alta presión de alto rendimiento 10- ¿Resume las propiedades características de grasas LT, MT, HT, EP y EM? -Grasas para bajas temperaturas (LT) Mayor adherencia a superficies, Mejor capacidad de sellado y aislamiento del medio, Excelente protección contra el desgaste. -Grasas para temperaturas medias (MT) Mayor vida de la herramienta, Reduce el desgaste y elimina el gripaje, asegura gran facilidad en el desmontaje de la pieza tras años del montado -Grasas para altas temperaturas (HT) Excelente capacidad para sellar los cojinetes contra la intrusión de agua y para mantener su consistencia en la presencia de agua, Excepcional resistencia a la corrosión. -Grasas extrema presión (EP) Por su insolubilidad resiste ambientes húmedos y no se lava con el agua, Tiene excelentes propiedades antioxidantes y antiherrumbres y se formula también en su variante E.P. para cargas extremas. -Grasas antiengrane (EM) Superior protección contra la corrosión, Más amplio rango de temperaturas de operación, Más efectiva absorción de ruido y vibraciones.

11-Investiga y escribe la tabla de penetración al cono (NLGI)

12- ¿Porque cada máquina necesita un lubricante diferente? Menciona un ejemplo Porque actualmente son muy especializadas, porque cada máquina necesita diferente viscosidad. 13-Menciona los nombres (químicos) de los aditivos más utilizados y explica cuál es el mecanismo que utilizan para mejorar el lubricante? -Antioxidantes. Este tipo de aditivos se encargan de frenar el proceso de oxidación y ralentizarlo. Previenen que se formen ácidos, lodos o haya un incremento de la viscosidad del lubricante. -Antiespumantes. Evitan que se formen burbujas de aire. Estas podrían provocar que se acelerara el proceso de oxidación del lubricante. -Diluyentes. Cuando el lubricante está a bajas temperaturas, es más difícil que fluya. Este tipo de aditivo se encarga de que pueda hacerlo con facilidad. -Anticorrosivos. Se encargan de evitar que se condense agua dentro de la máquina a través de la formación de una película lubricante. 14-Desarrolla una lista de efectos que mejoran los aditivos Evitar la oxidación del aceite, ralentizar el desgaste, mejorar la fluidez, proteger la maquinaria. 15-Explica los tres grupos en los que dividen los aditivos (Modificadores, Protectores del Aceite y Protectores de Superficie) -Modificadores: Los aditivos modificadores, como su nombre lo indica, modifican las propiedades del aceite mejorando el índice de viscosidad y reduciendo el punto de fluidez. -Protectores de aceite: En estos aditivos se encuentran los antioxidantes que retrasan la oxidación del aceite cuando este se calienta y reacciona con el oxígeno del aire dentro del motor. -Protectores de superficie:

Protegen las partes internas del motor, entre ellos se encuentran los aditivos detergentes que son agentes limpiadores que reaccionan con los productos químicos para evitar la formación de sedimentos y depósitos de laca y carbón.

16-Menciona las propiedades que químicas que se mejoran con un aditivo Oxidación y corrosión. 17-Menciona las propiedades físicas que se mejoran con un aditivo Viscosidad y viscoelasticidad.

II. Resuelve los siguientes problemas. 1. ¿Convertir con las siguientes ecuaciones las viscosidades Saybolt a centistokes?

Cronometro 00:50

SUS 50 SUS

Cst 0.226(50) - 195/50 = 7.4 Cst

1:10

1 min (60 seg/ 1 min) = 60 +10 = 70 SUS

0.226(70) - 195/70 = 13.0342 Cst

5:33

5 min (60 seg/ 1 min) = 300 + 33 = 333 SUS

0.220(333) - 135/333 sus = 74.8525 Cst...