Conductividad de Aceites para Turbinas e
Hidráulicas en Servicio

Por David Doyle, CLS, OMA I, OMA II
General Manager, Tribology

La descarga estática se ha convertido en un problema común en turbinas y sistemas de fluidos hidráulicos. Fluidos hidráulicos con mayor tecnología y aceites para turbinas se han convertido cada vez menos conductores, por lo tanto más susceptibles a las descargas electrostáticas (ESD). La susceptibilidad de una turbina y la descarga electrostática en un fluido hidráulico se controla generalmente por la conductividad del fluido.

La Conductividad eléctrica mide la carga electrostática de un fluido y si esta descarga estática es potencial. Por lo general se expresa en picosiemens por metro (pS / m). La descarga estática es más frecuente en los lubricantes con base del grupo II con conductividad inferior a 35 pS/m.

Básicamente, el tiempo de carga estática que se disipa está inversamente relacionado con la conductividad. La posibilidad de carga electrostática por chispa aumenta con la disminución de la conductividad. La conductividad eléctrica es un parámetro importante en la determinación del potencial para que una turbina y fluido hidráulico formen una carga eléctrica, provocando la erosión electroquímica (picado de la superficie "pitting"). La acumulación de la carga a niveles que causan la descarga (chispas) y el daño asociado está influenciada por la conductividad del fluido. La carga transportada por los aceites con una alta conductividad permite que una carga acumulada se disipe a medida que pasa a través del sistema, manteniéndose en un nivel donde no se experimenta una descarga electrostática (ESD).

Además de causar la erosión electroquímica (pitting) por descarga de chispa electrostática otros problemas se producen como el envejecimiento acelerado del aceite, daños a los sensores y elementos filtrantes, y fallas en los sistemas de control. Además, la propagación de la combustión subsónica (deflagración) puede ocurrir en las líneas de retorno o en el depósito. Estas descargas causan una carga de fluido térmico extrema debido a los puntos calientes, lo que acelera la formación de barniz y la oxidación. Descarga de chispa electrostática debido a fluidos de baja conductividad es clave para la formación de barniz en los sistemas de circulación. Este es un parámetro clave de monitoreo para controlar la formación de la película de barniz y depósitos. Una buena conductividad eléctrica ayuda a mejorar el control de los depósitos.

Aceites lubricantes industriales formulados con aceites altamente refinados con una baja concentración de aditivos generalmente tienen bajas conductividades. Esto es característico de los aceites de turbina y fluidos hidráulicos actuales los cuales son formulados con aceite base del Grupo II como también por el uso bajo o sin concentraciones de aditivos anti-desgaste metálicos. Mientras que estos aceites pueden tener menor conductividad, la conductividad más baja significa que la carga generada es más probable que se acumule y se descargue destructivamente.

Fluidos que operan con una menor conductividad mejoran los procesos de mantenimiento. Reduciendo los productos de degradación del aceite, impurezas, oxidación, contaminantes, y el desgaste. Mayores requisitos de pureza en el aceite ha llevado a su vez a mayores tasas de filtración, lo cual es una fuente de generación de carga. Menos Impurezas y mayores tasas de filtración contribuyen a reducir la conductividad del fluido en un sistema de circulación.

Se observa que el aumento de las temperaturas y los niveles de contaminantes aumentan la disipación de la carga eléctrica, pero a su vez permitiendo que este reduzca la descarga de chispa electrostática siendo contraproducente. El monitoreo rutinario del fluido de y la algunos sistemas de refinamientos puede ayudar a aliviar la descarga de chispa eléctrica destructiva.

• Instalación de una malla conductora aguas abajo a la salida del filtro
• Aumentar el tiempo de carga de disipación al aumentar el tamaño del embalse.
• Adición de mayor longitud en la tubería entre los generadores de carga en el sistema.
• Aumentar el tamaño de la capacidad del filtro cuando sea práctico.
• Utilizar un aditivo antiestático si está disponible.
• Tubos y mangueras de conexión a tierra, sobre todo durante la transferencia de fluidos
• Reemplazar tubería demasiado pequeña.

Métodos de ensayo ASTM D4308 o ASTM D2624 se utilizan generalmente para monitorear la conductividad en aceites de turbinas o de sistemas de circulación hidráulica. Algunos lubricantes Premium de turbina están formulados para tener una buena conductividad eléctrica y así ayudar a reducir el picado de la superficie (pitting), la formación de barniz y la acumulación de los productos de degradación del fluido en los componentes del sistema.

El monitoreo de conductividad como parte del análisis rutinario de aceite en un sistema de circulación también proporciona información sobre el aumento en los productos de degradación y contaminantes en el fluido. A medida que el nivel de los productos de degradación y contaminantes aumenta con el tiempo, la conductividad también aumentara. Esta información se puede correlacionar con otros parámetros analíticos para la integridad del producto y la vida útil de servicio.

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