M. IV AYUDANTE DE MANTENIMIENTO MECÁNICO.pdf

Manual de Mantenimiento para Equipos de Perforación

Presentación La Gerencia de Perforación División Sur, como parte correspondiente a la formación

de carrera académica de nuestro personal operativo y considerando el acuerdo de

participar en los diferentes temas con las Divisiones Norte y Marina, y de acuerdo a

los lineamientos establecidos por la Unidad de Perforación y Mantenimiento de

Pozos a través de la Gerencia de Ingeniería, fueron desarrollados nueve manuales

de Mantenimiento a Equipos, para la formación de carrera de personal de las

especialidades de Soldadura, Electricidad y Mecánica.

Estos manuales fueron elaborados a solicitud de Subgerencia de Ingeniería y

desarrollados por el Instituto Mexicano del Petróleo con la supervisión técnica del

especialista de cada área de la Subgerencia de Servicios a Pozos, considerándolos

el principio del plan de carrera para cada una de las áreas de mantenimiento a

equipos y serán la base de los cursos de capacitación para los mismos.

Agradezco la participación de todo el personal que estuvo involucrado directa e

indirectamente en la realización de los mismos, ya que es un logro para la

capacitación operativa de nuestro personal.

Atte:

Joaquín G. Obregón de la Cruz

Gerente

I


“Mejor que las piedras preciosas y el oro acuñado es el conocimiento”

Proverbio Bíblico.

II


ÍNDICE MANUAL IV

NIVEL I.- AYUDANTE Y OPERARIO DE 2A DE MANTENIMIENTO MECÁNICO

PÁG.

INTRODUCCION VI

OBJETIVO VIII 1. MECÁNICA BÁSICA I 1 1.1.- Definición de Mecánica 1

1.2.- Descripción del motor de combustión interna 1

1.3.- Clasificación de los motores de combustión interna 1

1.4.- Diferencias entre un motor de gasolina y otro Diesel 2

1.5.- Significado real de la marca TDC (Top Dead Center) 2

1.6.- Enumeración de cilindros más comunes y designación de bancadas 3

1.7.- Rotación Normal del motor diesel 3

1.8.- Ciclo Teórico y Práctico del motor diesel de 4 tiempos 4

1.9.- Ciclo Teórico y Práctico del motor diesel de 2 tiempos 5

1.10.- Orígenes de los modelos de los motores diesel 7

1.11.- Sistema de combustible 8

1.12.- Sistema de lubricación 10

1.13.- Sistema de enfriamiento 12

1.14.- Sistema de Admisión y escape de gases 13

1.15.- Sistema de arranque 14

1.16.- Sistema de protección del motor 14

1.17.- Tablas de fallas más comunes y su corrección 16

III


2. MECÁNICA BÁSICA II 20

2.1.- Definición de Motor Diesel 20

2.2.- Tipos de alimentación de aire en los motores diesel 21

2.3.- Afinación de motor diesel 22

2.4.- Pasos para arrancar un motor diesel recién reparado 23

2.5.- Tipos de humo y las posibles causas 25

2.6.- Pistas para diagnosticar una falla mecánica en un motor 26

2.7.- Manejo del vernier o pie de rey estándar inglés 34

2.8.- Código SAE para el manejo de Tornillería 35

2.9.- Principios de operación de los gobernadores mecánicos e hidráulicos 37

2.10.- Conceptos del Mantenimiento 39

3. MATERIALES CONSUMIBLES 40

3.1.- Filtros 40

3.2.- Grasas 40

3.3.- Componentes de desgaste de maquinaria 41

3.4.- Propiedades recomendadas de agua, diesel y aceites

para motores diesel 42

4. PRINCIPIOS DE LUBRICACIÓN. 59

4.1.- Tipos de Lubricación 59

4.2.- Lubricación Sólida 59

4.3.- Lubricación Líquida 59

4.4.- Las funciones del aceite lubricante 60

4.5.- Los tipos de aceite más comunes 60

4.6.- Tabla de lubricantes y equivalentes 61

4.7.- Prueba práctica de agua en el aceite 62

4.8.- Prueba práctica de diesel en el aceite 62

4.9.- Análisis de Aceite 62

IV


5. MANEJO Y OPERACIÓN DE MAQUINARIA 64 5.1.- Grupos electrógenos, puesta en línea y sincronización 64

5.2.- Compresores, secadores de Aire y Sistema Neumático 65

5.3.- Motobombas 66

5.4.- Agitadores de lodo 67

5.5.- Bombas de lodo 67

5.6.- Sistemas de enfriamiento de malacates 68

5.7.- Malacates 69

5.8.- Rotaria 69

5.9.- Purificador de Diesel 69

5.10.- Bomba para operación de preventores 70

5.11.- Medición y Control de Diesel 70

5.12.- Medición y Control de Lubricantes 72

5.13.- Medición y Control de Agua de Sistemas de Enfriamiento 72

5.14.- Control de Aceite Usado 73

6. HERRAMIENTAS 74

6.1.- Herramientas de mano 74

7. TOMA DE LECTURAS 107

7.1 Instrumentos Analógicos 108

7.2 Tomando Lecturas 109

7.3.- Instrumentos Digitales 110

ANEXO A ÍNDICE DE FIGURAS Y TABLAS 112

BIBLIOGRAFIA 115

V


INTRODUCCION

La Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos dentro del Sistema de

Desarrollo Profesional, está implantando procesos sistemáticos dinámicos y

permanentes, para lograr el desarrollo integral del Factor Humano; esto implica la

optimización, selección, preparación y edición del material didáctico para apoyar los

programas de cursos que emanen del sistema citado.

El manual para “Ayudantes de Operario especialista Mecánico y Operario de Segunda Mantenimiento Mecánico” esta dirigido al personal que labora en el área

de mantenimiento de los equipos de Perforación y Mantenimiento de Pozos en la

rama mecánica.

La función del personal de mantenimiento en los equipos de perforación es de gran

importancia, ya que de su aplicación eficiente depende la operación segura y

oportuna de las unidades componentes de los equipos.

Como parte integral de los servicios de mantenimiento se cuenta con talleres de

mantenimiento a Instrumentos, Válvulas, Árboles, Herramientas Especiales,

Inspección Tubular y Laboratorio de Electrónica para desarrollar y complementar las

actividades de mantenimiento a las unidades componentes de los equipos de

perforación y mantenimiento de pozos.

VI


Este manual se encuentra estructurado didácticamente de tal manera que se

encuentran en él los conocimientos básicos de mantenimiento: Estructural, Eléctrico

y Mecánico, que deben tener los ayudantes de Operario especialista: Soldador,

Electricista, Mecánico y Operario de Segunda de Mantenimiento para desempeñar

con éxito la categoría que ostentan.

Se incluyen también los conocimientos básicos de temas conductuales, Control de

Brotes y Salud Ocupacional, que son de interés general para todo el personal que

labora en la Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos.

VII


OBJETIVO

El Objetivo de los Manuales de Mantenimiento a Equipos es la de actualizar, nivelar y

ampliar de manera teórica y práctica los conocimientos técnicos y humanos del

personal que labora en las categorías de “Operario de Segunda Mantenimiento Mecánico y Ayudantes de Operario especialista: Soldador, Electricista y Mecánico”.

Quienes podrán de inmediato, o a corto plazo aplicar los conocimientos adquiridos

con la finalidad de optimizar tiempos, minimizar los riesgos de trabajo en las

operaciones de perforación y mantenimiento a pozos terrestres, lacustres y marinos.

Enfrentando con éxito los retos que ofrece la perforación en el siglo XXI.

VIII


1.- MECÁNICA BÁSICA I

1.1.- Definición de Mecánica

Parte de la física que estudia el movimiento y las causas que la producen, como las

fuerzas, se clasifica en estática, si estudia el estado en reposo de los cuerpos,

dinámica y cinemática si estudia el movimiento relacionado con las fuerzas o

independencia de ellas, analítica parte de la mecánica que reduce al mínimo los

postulados de la dinámica y que gracias al calculo diferencial e integral formula

unas ecuaciones en las que la energía cinética juega el papel principal. Para

nosotros en especial, mecánica es una parte de la administración de mantenimiento

cuya función fundamental es la de mantener en condiciones optimas las unidades

mecánicas para producir la energía eléctrica o mecánica que accionan las unidades

principales necesarias para la operación continúa y segura durante la realización de

un pozo petrolero con un equipo de perforación.

1.2.- Descripción del motor de combustión interna

Un motor de combustión interna es una maquina que produce potencia del calor

desprendido por la combustión del combustible, ya que el combustible es quemado y

convertido en el trabajo dentro de la misma maquina

1.3.- Clasificación de los motores de combustión interna Los motores de combustión interna se dividen en de gasolina y de diesel, por la

materia prima de operación y motores de cuatro y de dos tiempos, términos que

se refieren al numero de carreras del pistón requeridas para producir un impulso de

potencia en el motor

1


1.4.- Diferencias entre un motor de gasolina y otro Diesel

La eficiencia de los motores diesel se debe a que la combustión ocurre en forma

gradual en comparación con la combustión en un motor de gasolina que es inmediata

En un motor diesel la expansión de los gases no es instantánea si no hacia abajo en

la carrera de fuerza, la presión de la combustión principia cuando el pistón se

encuentra en la parte mas alta del cilindro y los gases van inflamándose

paulatinamente, produciendo así un aumento constante de presión mientras el pistón

va bajando

En un motor de gasolina, la combustión es tan rápida que más parece una explosión.

El pistón recibe un impulso como de mazo, el cual trasmite a la biela, chumacera y

cigüeñal, eso significa una carga brusca sobre el pistón y las piezas conectadas o

acopladas al mismo.

Por otro lado la combustión es tan rápida que buena parte del combustible no ha

tenido tiempo de mezclarse completamente con el aire y por lo mismo no se

inflamara,

Si no que será despedido hacia fuera en la carrera de escape.

1.5.- Significado real de la marca Top Died Center TDC

Definición de TDC, punto muerto superior, por sus iniciales en ingles, en el desarrollo

del proceso del movimiento del pistón durante la combustión, momento en que el

movimiento se detiene o sea el estado en que el pistón llega a su máxima carrera e

inicia el retorno. Estado en que se logra la máxima compresión y en que se produce

la ignición.

2


1.6.- Enumeración de cilindros más comunes y designación de bancadas

EMD se considera el frente del motor en la parte del radiador y la parte trasera la del

volante y observando desde la parte del volante la bancada derecha a la mano

derecha y la bancada izquierda la otra. Los cilindros inician del frente a la parte

posterior del banco derecho y siguen posteriormente el banco izquierdo, así una

EMD 8-645E1, seria: 1,2,3 y 4 banco derecho y 5, 6, 7 y ocho en el banco izquierdo

1.7.- Rotación Normal del motor diesel

En el motor diesel EMD 645 la rotación normal viendo el motor del lado del volante o

sea por la parte trasera es hacia el lado izquierdo. Se considera rotación normal la

rotación izquierda CCW (Counter Clock Wise, contra las manecillas del reloj), vista

del lado del volante.

3


1.8.- Ciclo Teórico y Práctico del motor diesel de 4 tiempos

El ciclo de un motor de este tipo consta de cuatro carreras o tiempos en las que

realiza las etapas de: Admisión, compresión, fuerza o potencia y escape.

Etapa de admisión.- es cuando el pistón esta en su carrera descendente del PMS al

PMI (alejándose de la cabeza) y la válvula de admisión se abre. Esto quiere decir

que el interior del cilindro quedara comunicado por el pasaje de admisión con el aire.

Al bajar el pistón, hay un cierre perfecto entre este y el cilindro formando un vacío o

succión. Para que el aire del exterior entre rápidamente a la presión y temperatura

requerida, la válvula de escape permanece cerrada a fin de que el aire sea admitido

por el múltiple de admisión

Esta operación continúa todo él el recorrido hasta que termina la carrera del pistón

en el PMI y parte de su carrera ascendente, es permitido porque el aire ha estado

entrando con tanta rapidez que sigue haciéndolo aun después de que el pistón ya no

ejerce aspiración

Etapa de compresión.- es cuando el pistón esta en su carrera ascendente del PMI al

PMS. La válvula de admisión es cerrada (la válvula de escape continua cerrada), el

aire que ha sido admitido dentro del cilindro se comprime a medida que asciende el

pistón hasta llegar a una presión y temperatura de 500 lb/pulg2 y 1000 °F

respectivamente. Estos son dos factores suficientes para encender el combustible

diesel.

Etapa de expansión.- o potencia cuando el pistón esta casi al final de su carrera de

compresión, el combustible es inyectado dentro del cilindro a una cantidad exacta en

forma de rocío muy fino. Al quedar en contacto con el aire candente el combustible

sé inflama, eso causa un aumento de la presión dentro del cilindro con lo cual se

hace bajar con fuerza el pistón.

La inyección continúa aun después que ha principiado a bajar el pistón, obteniendo

un esfuerzo continuo sobre este.

4


En esta carrera, las válvulas de admisión y de escape permanecen cerradas. En un

punto del proceso de la combustión, la presión puede llegar a alcanzar valores hasta

de 900 lb/pulg2 mayores y temperaturas tan altas como 3000 °F.

Etapa de escape.- cuando los gases calientes y a altas presión se expanden y sé

enfrían a medidas que efectúan trabajos al empujar el pistón, cuando este ultimo

llegan al final de su carrera (PMI) los gases del cilindro habrán perdido casi toda su

presión y una considerable baja de temperatura.

Las condiciones de los gases de escape a plena carga serán como sigue. La presión

puede ser de 30 lb/pulg2 y entre 600 a 800 °F.

Unos grados antes de que el pistón llegue al PMI en la carrera de fuerza, se abren la

válvula de escape, los gases quemados que hay en el cilindro salen por el múltiple

de escape hasta el exterior

Cuando la presión de los gases quemados disminuye, el pistón ya ha pasado del PMI

a medidas que el pistón se mueve hacia arriba y la válvula de escape es mantenida

abierta, los gases son forzados a salir a través de la válvula y múltiple de escape a

la atmósfera. Casi cuando llega el pistón al PMS se abre la válvula de admisión y

principia un nuevo ciclo. Los ciclos se repetirán tantas veces como el combustible

continúe siendo inyectado en el momento adecuado.

Para completar el ciclo se requieren dos revoluciones completas ( 720°) del cigüeñal,

durante este solamente una carrera de fuerza ha ejecutado el trabajo. Cada

fabricante de motores de cuatro tiempos, cambia los grados de apertura y cierre de

las válvulas de acuerdo con el tipo de trabajo, velocidad y carga; por lo tanto existirán

diferencias entre marcas y tipos de motores.

1.9.- Ciclo Teórico y Práctico del motor diesel de 2 tiempos

El motor de dos tiempos como su nombre lo indica efectúa su ciclo de trabajo en

solamente dos carreras del pistón en una revolución del cigüeñal (360°). Las cuatro

etapas en el motor de cuatro tiempos: admisión, compresión, fuerza y escape;

5


también tienen lugar en el motor de dos tiempos, solo que estas sé efectúan de tal

modo que ocurren durante una revolución del cigüeñal.

En el motor de dos tiempos, la admisión y el escape ocurren durante una parte de la

carrera de compresión y de fuerza respectivamente.

Este motor esta equipado con un soplador para forzar aire dentro de los cilindros

expulsando los gases de escape y suministrando aire fresco para la combustión, este

aire es impulsado por el soplador a una presión de 7 lb/ pulg2 en la cámara de aire

del bloque de cilindros, a la velocidad máxima del motor.

Los cilindros contienen lumbreras que por encima del pistón, cuando este esta en el

PMI de su carrera

6


Barrido.- Las lumbreras permiten la entrada de aire del soplador en el cilindro tan

pronto como la cabeza del pistón los deja al descubierto. El ángulo de las lumbreras

u orificios le da un movimiento turbulento al aire que entra a los cilindros y es dirigido

hacia las válvulas de escape produciendo un efecto de barrido dejando los cilindros

llenos de aire limpio cuando el pistón vuelve a cubrir las lumbreras u orificios de

admisión

El pistón continúa su carrera ascendente, las válvulas de escape se cierran y la

válvulas de escape de aire fresco es sometida a compresión.

Poco antes de que el pistón alcance su PMS el combustible es inyectado a la cámara

de combustible y el calor generado durante la compresión del aire enciende

inmediatamente el combustible inyectado, la combustión continua hasta que el

combustible se ha quemado totalmente.

La presión resultante obliga el descenso del pistón en su carrera de fuerza o trabajo.

Las válvulas de escape se abren nuevamente cuando el pistón esta

aproximadamente a la mitad de su carrera descendente, permitiendo que los gases

quemados salgan por el múltiple de escape y posteriormente a la atmósfera, como lo

indica la figura anterior.

Poco después el pistón en su recorrido hacia abajo deja al descubierto las lumbreras

u orificios de admisión y el cilindro vuelve a ser barrido y llenado con aire limpio.

1.10.- Orígenes de los modelos de los motores diesel

Los modelos de los motores diesel son proporcionados por el fabricante dependiendo

de su tecnología desarrollada y de acuerdo a mercadotecnia en particular. Los

motores que tienen uso en nuestros equipos de perforación en la marca General

Motors como son los de las series 71 que son motores chicos para unidades

auxiliares de equipos convencionales o mecánicos modelos 4-71, 3-71 son el primer

número la cantidad de cilindros y la cilindrada de cada conjunto de potencia en

unidades volumétricas sistema ingles o sea 71 in3. Así los motores EMD de las

unidades principales de equipos CA-CD modelos 12-645E1 corresponde a un motor

7


de 12 cilindros con 645 in3 por cada cilindro. El E1 corresponde al tipo de suministro

de aire de aspiración natural por medio de sopladores.

MODELO DIÁMETRO X CARRERA CILINDRADA

567 series 8 ½” x 10 “ 567.4515 in3

645 series 9 1/16” x 10 “ 645.0404 in3

710 series 9 1/16” x 11 “ 709.5445 in3

Tabla 1.10.1. Origen Modelos de Motores EMD

1.11.- Sistema de combustible

La función de este sistema, es de abastecer de combustible al motor por medio de

una bomba que lo envía a los inyectores.

Hay que recordar que los motores diesel han sido desarrollados para aprovechar el

alto contenido de energía y el bajo costo de combustible.

El sistema de combustible consiste: de inyectores de tipo unitario, el filtro de

combustible montado en el motor y las tuberías de abastecimiento y retorno.

También hay componentes externos que completan el sistema que son: El tanque de

combustible, el filtro de succión, el filtro de cartucho y las tuberías de conexión.

La bomba succiona el combustible del tanque, haciendo pasar por el colador de

succión y el filtro de cartucho antes de que llegue al filtro ubicado en el motor,

después de pasar por el filtro, circula por la tubería de abastecimiento, tubo colector,

filtro de admisión del inyector y finalmente al inyector.

Una pequeña parte del combustible que llega al inyector se bombea al interior del

cilindro a muy alta presión a través de la válvula de aguja y la tobera del inyector, la

cantidad de combustible inyectado depende de la posición angular del embolo,

determinada por la cremallera y el gobernador. El combustible excedente, circula por

el inyector y sirve para lubricar y enfriar sus piezas móviles

8


El combustible sobrante que sale del inyector pasa al filtro de retorno de él. Este filtro

protege al inyector al producirse una contrapresión en la tubería de retorno. Al pasar

por la tubería el combustible llega a la entrada de la válvula reguladora del vaso de

retorno en el filtro montado en el motor.

La válvula reguladora restringe el paso de combustible conservando una

contrapresión en los inyectores, el combustible continua entrando al vaso de retorno

hasta que se llena, siguiendo por la tubería hasta el tanque de almacenamiento.

El inyector.- se aloja en un agujero cónico en el centro de la cabeza del cilindro con

la tobera sobresaliente de la superficie inferior de la cabeza. La posición la determina

una guía y se asegura por medio de una grapa y su tuerca

Las partes exteriores móviles del inyector, se lubrican con el aceite que escurre por

el extremo del tornillo de ajuste en el balancín del inyector. Sus piezas interiores se

lubrican y enfrían con el combustible que circula por el inyector.

Los inyectores están provistos de filtros en sus conductos de entrada y salida de

combustible, para protección de sus piezas móviles.

Cuando los inyectores no van a usarse durante algún tiempo deben protegerse

contra el moho llenándose con aceite tipo anticorrosivo, después del tratamiento se

deben almacenar dentro de una caja que los proteja hasta el momento de usarse

Filtros de combustible.- montados en el motor, duplex tipo cartucho desechables.

Los filtros que están instalados al frente y a la derecha del motor, en la parte superior

tienen 2 cristales para observación que permiten visualizar las condiciones del

sistema. El combustible que regresa de los inyectores, pasa por el “vaso de retorno”

que es él más cercano al motor, y de este va al tanque de combustible. Durante la

operación del motor este vaso esta lleno y en su entrada hay una válvula reguladora

que establece una presión en los inyectores mejorando la operación.

El aire en el sistema aparecerá en el vaso de retorno en forma de burbujas, este aire

que sé introduce por la tubería de succión puede hacer fallar o parar el motor, en el

otro cristal que se denomina de “derivación” y que es él mas retirado del motor debe

9


estar vacío. Los filtros deberán cambiarse por nuevos en los intervalos que marcan

los programas de mantenimiento.

Los fabricantes de motores industriales han iniciado hace varios años a actualizar los

sistemas de operación de los motores de diseño nuevo, cuidando que sean

compatibles de medidas con los anteriores para su posible reemplazo. En estos

motores los sistemas de combustible son regulados electrónicamente en el tiempo,

cantidad de combustible y todos los parámetros necesarios para el buen

funcionamiento del motor. En los motores EMD de la serie 710 el sistema de

encendido es por medio de un control electrónico de inyección de combustible,

denominado EMDEC.

1.12.- Sistema de lubricación

La función de este sistema es de suministrar el aceite enviado por la bomba a una

presión y volumen determinado a todas las partes móviles dentro del motor, para que

el aceite efectúe la función de lubricar, enfriar, sellar y limpiar.

Las bombas van montadas en el centro de la cubierta del engrane impulsor.

El lubricante debe llevar acabo las siguientes funciones:

Enfriamiento.- sirve para disipar el calor

Lubricación.- proporciona una capa entre las piezas móviles

Sellado.- Rellena las superficies desiguales en las paredes de los cilindros, vástagos

de válvulas y sellos de aceites.

Limpieza.- Mantiene a los contaminantes en suspensión para prevenir una

acumulación de depósito sobre la superficie del motor y poder eliminarlo en los filtros,

impidiendo la formación de sedimentos y depósitos de carbón

Protección.- Contra la oxidación y corrosión.

El aceite lubricante debe cambiarse cuando ya no puede realizar las funciones antes

mencionadas, además el aceite no se desgasta pero se vuelve contaminante, que ya

10


no puede proteger al motor y es el resultado normal de la Operación porque una gran

variedad de contaminante sin inducir esta dentro del motor.

El sistema de lubricación abastece de aceite a las piezas móviles del motor diesel, la

bomba succiona el aceite de la caja de coladores de malla coladora en el frente del

motor, después pasa al repartidor “V” de lubricación que se encuentra encima del

cigüeñal que se extiende a lo largo del motor.

La presión del aceite esta limitada por una válvula reguladora que va colocada en el

conducto entre la bomba y el repartidor principal.

Al pasar por el repartidor en “V” baja por los tubos de los bastidores para la

lubricación de las chumaceras principales y de allí pasa a los conductos internos en

el cigüeñal, a lubricar las chumaceras de las bielas, el compresor armónico y él

engrane impulsor de auxiliares, las chumaceras de empujes se lubrican con el aceite

que escurre de las chumaceras principales. Del repartidor en “v” se derivan 2 líneas

de abastecimiento una lleva el aceite hacia arriba al eje y chumacera del engrane

impulsor del árbol de leva izquierda, y hacia abajo al eje y chumacera del engrane

libre. De cada tapa de chumacera parte un tubo que conduce el aceite para lubricar

la flecha y rodillos de los balancines, botón impulsor del inyector y los ajustadores

hidráulicos, el aceite que escurre regresa por gravedad al colector de aceite.

El sistema contiene un dispositivo de seguridad por baja presión de aceite lubricante.

La bomba de aceite para enfriamiento de pistones abastece los 2 tubos de

distribución que corre por todo el motor, de donde sale un tubo localizado en cada

cilindro para que salga el aceite a presión dirigido al interior del agujero de cada

porta pistón para enfriar la corona y la sección de los anillos de compresión.

Parte del aceite lubrica la superficie de fricción del perno del pistón, que escurre

hacia el colector por los agujeros en la falda del porta pistón.

La bomba del sistema de extracción alimenta a los 2 sistemas con aceite que

succiona del colector para forzarlo a través de los filtros y del enfriador que están

cerca del motor, de allí pasa a la caja de succión de los coladores para alimentar a

la bomba de lubricante principal del motor.

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El medidor de bayoneta esta situado a un lado del colector de aceite, debiéndose

tomar la lectura cuando el motor este operando y con el aceite caliente. En un motor

EMD645-E1, la capacidad de aceite es de 710 a 780 lts, su aceite es marca Diesel-

Mex Ferrocarril. La temperatura es de 180 º-200º F. y su presión es de 50-70 PSI.

1.13.- Sistema de enfriamiento

Su función es de mantener el motor a la temperatura óptima a cualquier velocidad y

condiciones de funcionamiento absorbiendo, conduciendo y disipando los excesos de

calor.

Se debe observar que el agua sea tratada para evitar la formación de depósito de

escamas o sedimentos en la parte interna del motor.

Debe tener una temperatura de entre 71-88ºC (160-190ºF) y sus bombas de agua

son de tipo centrífugas, accionadas mediante él engrane del gobernador que hace

circular el agua tratada por 2 repartidores que van a lo largo del motor, de estos

salen tubos de alimentación para cada cilindro y a su cabeza por medio del codo

envía el agua al múltiple de descarga en la parte superior.

El agua de enfriamiento circula por cada uno de los enfriadores de aire que están al

frente de los bancos de cada cilindro en los conductos de descarga de aire del

turboalimentador.

El agua caliente sale del motor al radiador lo cual disipa una gran parte del calor

absorbido para su circulación por el motor. Se complementa un tanque para agua,

indicadores de nivel, indicadores de temperatura y tubería de conexión.

Enfriadores, estos se encuentran a cada lado del turboalimentador y sirve para

Enfriar el aire que entra a los cilindros del motor. El aire comprimido al pasar por el

enfriador reduce su temperatura aumentando así su densidad y mejorando la

eficiencia del motor. Son de tipo caja integral y consisten de una ramificaciones de

tubos, por lo cual circula el agua y las aletas que ayuda a disipar el calor del aire

comprimido.

12


Los enfriadores reciben el agua de las descargas de las bombas de agua y salen por

la tubería del múltiple de descargas, estas están circulando siempre cuando el motor

este operando.

1.14.- Sistema de Admisión y escape de gases

La función de este sistema es permitir el paso del aire a través de él para que el

motor funcione con eficiencia.

En el sistema de barrido usado en los motores de 2 tiempos, una carga de aire

forzado adentro de los cilindros por el soplador barre todos los gases de escape

dejando los cilindros llenos de aire fresco para la combustión, al fin de cada carrera

ascendente de los pistones. Este aire sirve para ayudar a enfriar las partes internas

del motor especialmente las válvulas de escape.

Al principiar la carrera de compresión, cada cilindro esta lleno de aire fresco y limpio

lo cual proporciona una combustión eficiente.

El turboalimentador o soplador.- suministran aire fresco requerido para la combustión

y el barrido los rotores de 3 lóbulos están ajustados en la caja del soplador, el

movimiento giratorio de estos rotores aspira aire fresco por el depurador de aire y

proporciona un desplazamiento continuo y uniforme de aire en cada cámara de

combustión, la descarga continua de aire del soplador crea presión en la caja de

aire.

Depurador.- de aire esta diseñado para desarmarse fácilmente, este consiste del

cuerpo y el conjunto fijo del filtro, que filtra el aire y condensa el aceite del chorro de

aire, de modo que solo pasa el aire seco. Se debe utilizar un aceite de la misma

viscosidad que es usado en el cárter del motor, el nivel de aceite no debe estar

encima del nivel indicado en la mirilla del colector del depurador de aire con la

maquina parada.

13


Los gases de combustible sirven en los motores turbocargados para impulsar

mediante una turbina al compresor del turbocargador que comprime el aire de

admisión en los cilindros.

1.15.- Sistema de arranque

Consiste de los siguientes partes: dos motores de arranque, suministro de aire,

colador o filtro de aire, válvula solenoide, válvula de arranque, lubricador de línea de

aire, válvula de corte y botón de arranque.

Cuando el botón de arranque es oprimido, la válvula solenoide se activa y permite

que el aire de suministro pase al extremo del engrane piñón del motor de arranque

que engrana con la corona dentada del motor, el movimiento del piñón descubre una

lumbrera y aplica presión al motor de arranque superior que a su vez engrana con la

corona dentada, cuando ambos piñones están engranados abre la válvula neumática

permitiendo el suministro principal del aire y accionan la corona dentada, haciendo

girar y permite el arranque del motor.

El sistema esta diseñado para que no arranque el motor cuando uno de los dos

piñones no esta acoplado a la corona.

También se utilizan en menor escala motores de arranque hidráulicos, eléctricos, de

inercia y manual en algunos motores de combustión interna de la UPMP.

1.16.- Sistema de protección del motor

Dispositivos de Protección: están diseñados para proteger el motor en caso de un

mal funcionamiento que ocurra durante la operación del mismo.

Dispositivo que para el motor por baja presión de aceite lubricante

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El dispositivo de parar por baja presión de aceite lubricante, no se considera parte

del motor, es un componente del gobernador. Sin embargo, se incluye en esta

sección debido a su función como dispositivo protector del motor.

Detector por bajo nivel de agua y presión en el colector de aceite

El conjunto detector de bajo nivel de agua y presión del colector, es un dispositivo

compacto para detectar la pérdida o carencia de agua de enfriamiento del motor, así

como cualquier cambio de presión negativa que es la normal. Si existe cualquiera de

estas dos condiciones, el dispositivo para el motor.

La presión en la porción de bajo nivel de agua, se equilibra con la presión del motor

de la cámara de aire, más un resorte suave sujeto a una válvula derivadora en

posición cerrado. En caso de que el nivel de agua dentro motor disminuya a un valor

menor de la presión de la cámara de aire, más la tensión del resorte, el aceite de la

válvula de alivio se deriva. El gobernador detecta la baja presión de aceite e inicia la

parada del motor. La porción del dispositivo de bajo nivel de agua, operará siempre

que se drene el sistema de enfriamiento. La porción del dispositivo de presión del

colector consiste de una válvula de alivio para aceite, comparable a la porción de

bajo nivel de agua, sujeta en la posición de cerrado, hasta que una presión positiva

se crea en el colector. El aceite de la válvula de alivio se deriva. Igual que en la

porción de bajo nivel de agua, el gobernador detecta la baja presión de aceite e inicia

la parada del motor.

Dispositivo de paro por sobrevelocidad

El mecanismo interruptor de sobrevelocidad protege el motor cortando la inyección

de combustible a los cilindros cuando la velocidad del motor es mayor que la

permisible. Este mecanismo opera cuando su velocidad aumenta a los límites

especificados.

Debajo de cada árbol de levas hay una flecha a lo largo del motor, provista de levas

que al girar hacen contacto con trinquetes de resorte montados en cada cabeza de

15


cilindro, directamente debajo del balancín del inyector. En la caja del interruptor de

sobrevelocidad situada en el frente del motor, las flechas de interrupción están

conectadas entre sí por medio de un mecanismo de eslabones y una palanca con

resorte. Al mover la palanca restablecedora hacia el banco derecho, se da tensión al

resorte que dispara el mecanismo; la tensión se conserva con una palanca de

disparo que embona en una muesca en la flecha de la palanca restablecedora. Esta

es la posición normal de operación, en la cual se conservan las flechas de

interrupción con sus levas separadas de los trinquetes.

Dispositivo de paro del motor por aceite caliente

El dispositivo de protección por aceite caliente. Consiste de una válvula termostática

y sus conexiones respectivas.

La válvula se localiza en el codo de descarga de la bomba de lubricación principal.

Un tubo que parte de la válvula está conectado en la línea de la presión del aceite,

entre el detector de presión en el colector y bajo nivel de agua y el gobernador.

También hay una línea de drenaje de la válvula a la caja del impulsor del gobernador.

Cuando el aceite alcanza una temperatura de 124°-126°C. (255°- 260°F), la válvula

termostática abrirá permitiendo que el aceite a presión se drene hacia la caja del

impulsor del gobernador. Esta detecta la baja presión del aceite resultante y para el

motor.

1.17.- Tablas de fallas más comunes y su corrección Corrección de fallas en la interpretación de análisis de muestra del aceite: Análisis de

aceite Básico del análisis Normal Limite Anormal

Recomendación

Fuga de

combustible

Viscosidad (V) y punto

de inflamación (PI).

Verifique la dilución, si

PI es menor de 400°F

o si V a 15%

0 a 2% 2 a 5% Sobre 5%

Pare el motor drene el aceite,

cambie filtros

Corrija la fuga

Verifique chumaceras

16


Análisis de aceite

Básico del análisis Normal Limite Anormal Recomendación

No debe haber agua Ninguna Cual-quieraCorrija fuga, tome otra muestra,

Verifique chumaceras

Inhibidor de cromatos 0 a 20

PPM

20 a 40

PPM

Sobre 40

PPM

Corrija la fuga, verifique la

presión deposito filtros

Fuga de agua

Inhibidor de boro 0 a 10

PPM

10 a 20

PPM

Sobre 20

PPM

Corrija la fuga, verifique la

presión deposito filtros

Filtración de

aire Silicio

0 a 5

PPM

5 a 10

PPM

Sobre 10

PPM Cambie filtros de aire

Oxidación

excesiva

Elevación de

viscosidad TBN, pH y

pentano insoluble

Normal

Aumento

de la

viscosidad

30%, pH

5.0, Pnt.

Ins. 2%

max.

Cambie el aceite, si persiste

verifique calidad del aceite,

contenido de azufre en

combustible y eficiencia de

enfriador de aceite, potencia de

motor, ajuste cremalleras de

gobernador, verifique desgaste

de anillos, pistones rotos,

combustión pobre

Combustible

(contaminado

ruptura de

catalización)

Existencia de aluminio

magnesio

Sobre 5

PPM

Verifique limpieza de diesel, si el

motor produce humo, verifique

calibración de inyectores y

erosión de boquilla, anillos

desgastados

Contaminació

n de aceite

Presencia de zinc

Presencia de plata

0 a 1

PPM

1 a 2

PPM

Sobre 10

PPM

Sobre 2

PPM

Verifique si aceite esta en

contacto con superficies

galvanizadas o pintadas con

zinc, verifique almacenamiento

de aceite dentro de

especificaciones, verifique

chumaceras plateadas, verifique

tubos enfriamiento a pistones,

enfriador de aceite deficiente,

verifique acolchonamiento entre

corona de pistón y cabeza,

verifique los coladores y fondo

de colector, busque sedimentos.

17


Análisis de aceite

Básico del análisis Normal Limite Anormal Recomendación

Cobre 0 a 75

PPM

75 a

150

PPM

Sobre 150

PPM

Verifique desgaste en anillos y

cilindros

Corrosión o

desgaste

anormal

Hierro 0 a 75

PPM

75 a

150

PPM

Sobre 150

PPM

Laminado entre cabeza y pistón

y verificar desgaste arandelas de

empuje

Plomo 0 a 50

PPM

50 a 75

PPM

Sobre 75

PPM

Probable Plomo fundido de

chumaceras, verifique desgaste

y reemplace, verifique buje perno

pistón.

En

combinación

Cobre

Hierro

Plomo

Dos de

cada tres

elementos

en línea de

limite,

cantidad

excesiva

Verifique residuos de metal en

tren de engranes de cigüeñal,

verifique holgura de engrane

libre, verifique chumaceras

principales y biela, drenar aceite

Tabla 1.17.1. Corrección de fallas en Motores Diesel.

Corrección de fallas en el gobernador

Falla Causa probable Corrección recomendada

Cuando se arranca

motor se dispara el

embolo de baja presión

de aceite

1. Poco tiempo de retardo de

dispositivo de baja presión

de aceite.

2. Detector de bajo nivel de

agua o de presión en el

colector de aceite disparado

3. Línea de presión de aceite al

gobernador, dañada

4. Válvula de paro por aceite

caliente, abierta o con fugas

5. Presión de aceite de motor

excesivamente baja

1. Restablezca dispositivo de baja presión, con

motor en holgar, verifique tiempo de tiempo

de retardo.

2. Compruebe botones de restablecer dl

detector, verificar que estén en posición de

“restablecido”

3. Reemplace línea de aceite

4. Reemplace válvula

5. Consulte sección aceite lubricante

18


Falla Causa probable Corrección recomendada

Insuficiente carrera de

eslabón de ajuste del

inyector para obtener

ajuste de cremallera del

inyector

1. Palanca terminal

inadecuada

2. Palanca terminal mal

instalada

3. Flecha terminal inadecuada

4. Escala de flecha inadecuada

1. Cambie palanca, medir 4 3/16” entre centros

2. Si no tiene estriado, instale nueva

3. Reemplace gobernador, el estriado debe

estar en posición 3 hs.

4. Reemplace gobernador, la escala debe estar

graduada de 1.96” a 0.62”

El gobernador no

controla la velocidad

del motor

1. Poco combustible

2. Poco aceite en el

gobernador

3. El conjunto de paro

gobernador no esta ajustado

4. Gobernador defectuoso

5. Ajuste incorrecto de

cremallera del inyector

1. Reemplace filtros combustible, limpie colador

2. Verifique nivel aceite

3. Quite tapa verifique holgura en la extensión

de pistón fijador en 1/32”. Ajuste gobernador

4. Verifique la aguja indicadora se mueve de

STOP a IDLE cuando se arranca el motor,

cambie gobernador

5. Ajuste cremalleras de inyectores

La velocidad de holgar

tiene deficiencia de 50

RPM

Tapa debajo del solenoide”D”

esta dañada o el resorte del

embolo del solenoide “D” mak

instalado

Instale las partes correctamente

El gobernador oscila

1. No esta ajustada la válvula

compensadora de aguja

2. Poco o demasiado aceite en

el gobernador

3. Oscila por poco tiempo por

aceite frío de motor y

gobernador

4. Combustible insuficiente

5. Inyector trabado o doblado

el mecanismo de control de

inyector

6. Patinamiento de ruedas por

variación de diámetros de

ruedas

7. El gobernador se traba

internamente

1. Consulte sección gobernador

2. Consulte especificación de aceite

3. Opere el motor para calentar el aceite

4. Vaso retorno debe estar lleno, reemplace

filtros combustible, verifique bomba de

transferencia

5. Verifique mecanismo de control acciona con

libertad, reemplace inyector dañado y

acondicione mecanismo

6. Uniforme diámetros de las mismas

7. Reemplace el gobernador

Tabla 1.17.2. Corrección de fallas en el gobernador de Motores Diesel

19


2.- Mecánica Básica II

2.1.- Definición de Motor Diesel

Motor Diesel: es un Motor de combustión interna a presión constante, con ciclo de

baja velocidad de encendido por compresión y las diferencias entre el de gasolina

son los métodos para mezclar el aire y el combustible (antes de la compresión, en los

de gasolina y por lo común, cerca del final de la compresión en el de diesel) y en la

forma del encendido. También la relación de compresión en motores diesel es mayor

que en los motores de gasolina.

Figura.2.1.1.Ciclo Diesel. Combustión a presión constante, 50% de exceso de aire. Procesos de ciclo ideal: a-b, carrera de succión, admisión de aire; b-c, compresión de aire; c-d, inyección de combustible y combustión del mismo; d-e, expansión; en e, se abre la válvula

de escape; b-a, carrera de expulsión.

La relación de compresión.- nominal, es el desplazamiento mas el espacio muerto,

divididos entre este ultimo. La relación de compresión real es apreciablemente menor

que el valor nominal, debido al retraso en el cierre de válvula de admisión.

Puede estimarse la presión de compresión a partir de la relación: p = ra1.33pm, en

donde pm es la presión en el múltiple de admisión, ra es la relación real de

compresión. La presión real de compresión puede determinarse con un manómetro

20


para medir la presión de compresión, que atrapa los gases por medio de una válvula

de retención, con lo cual indica la presión máxima en las condiciones del monitoreo.

En el motor diesel se emplean combustibles líquidos de baja volatilidad, que varían

desde el combustóleo y destilados, se tienen relaciones de compresión entre 11.5:1 y

22:1 y presiones de compresión de 400 a 700 lb/pulg2 (2760 a 4830 kPa) y trabajan

según el ciclo diesel. La carga y la velocidad se controlan al hacer variar la cantidad

de combustible que se inyecta.

2.2.- Tipos de alimentación de aire en los motores diesel

La alimentación de aire los hay de aspiración natural y sobrealimentada.

Aspiración Natural.- que solo contienen los filtros de aire para evitar la aspiración de

polvo y objetos hacia el motor.

Sobrealimentados.- son los que por medio de sopladores o turbó cargadores hacen

una alimentación de aire forzada en el sistema de admisión, elevándole la potencia al

motor diesel.

21


Motores alimentados con soplador.- el proceso de barrido de los motores se hace

pasar una masa de aire dentro de los cilindros que barre completamente los gases

de la combustión, a través de las válvulas de escape. Así cada cilindro esta lleno de

aire limpio al principio del movimiento de compresión del pistón, proporcionando una

combustión eficiente. La descarga continua del soplador origina una presión de aire

de 0.5 Kg/cm2 (7 lbs/pulg2) en la cámara de aire a la velocidad máxima del motor. El

aire efectúa el barrido a través de las lumbreras de admisión de aire, las cuales

empiezan a quedar descubiertas en cuanto el pistón llega al final de la carrera

descendente o de potencia y se cierran en cuanto empieza la carrera ascendente o

de compresión.

Motores alimentados con Turbócargador.- los gases de escape en expansión hacen

girar la turbina que a su vez hace girar el impulsor que provee de aire a presión. El

Turbócargador tiene una turbina de acción simple conectada a un tren de engranes

lo cual es indispensable para impulsarlo durante el arranque del motor, durante la

operación a cargas menores que el régimen o en aceleraciones rápidas. En estas

condiciones la energía de los gases de escape no es capaz de impulsar la turbina a

la velocidad requerida para abastecer el aire a las cámaras de combustión, por lo

que el Turbócargador es impulsado directamente por el tren de engranes y

parcialmente ayudado por los gases de escape. Cuando el motor se aproxima a su

régimen de carga plena, la energía de los gases de escape que ya para esto

alcanzan temperaturas próximos a los 550°C (1000°F), es suficiente para impulsar la

turbina sin ayuda del tren de engranes. En este momento opera automáticamente el

embrague del Turbócargador para desacoplar éste del motor.

2.3.- Afinación de motor diesel A los motores diesel dentro del programa de mantenimiento preventivo, se les

desarrolla la afinación. Afinación es actualizar las condiciones óptimas de operación

al motor, haciendo la limpieza de sus componentes, verificando, ajustando y

calibrando los componentes de control, desgaste y operación de los sistemas de

22


lubricación, enfriamiento, combustible, arranque, admisión y escape. Cambiando los

elementos de desgaste como lubricantes, filtros, baleros y elementos dañados. Los

fabricantes de los motores diesel definen tiempo de operación, así como los

procedimientos y equipo necesario para hacerles la afinación de acuerdo a los

modelos, tipos, capacidad y números de serie de cada motor en particular. El

resultado de una afinación determina el estado del mismo y si es necesario

programar una reparación para cambio de un elemento con desgaste ya sea natural

o anormal por alguna causa determinada.

2.4.- Pasos para arrancar un motor diesel recién reparado

Pasos antes del arranque de un motor reparado EMD 645.

Cuando una unidad principal EMD 645 en los equipos de perforación, que se

encuentra sin uso por diferentes causas más de 48 horas se deberá de someter a la

verificación siguiente antes de arrancarse:

1. Verificar nivel de aceite del cárter y caja de coladores.

2. Revisar nivel de aceite del gobernador.

3. Revisar nivel de aceite de transmisión de engranes en el caso de los equipos con

generadores CD.

4. Revisar nivel de agua en el sistema de enfriamiento, purgar.

5. Revisar suministro de combustible y purgar el mismo.

6. Drenar líquidos del sistema de aire comprimido de arranque y revisar lubricador.

7. Abrir válvulas de prueba del motor y manualmente con una barra dar una vuelta

completa al cigüeñal y observar fugas de líquidos o algo anormal.

8. Prelubricar la unidad. Ver secuencia posteriormente.

9. Verifique el libre movimiento de cremalleras de inyectores y articulaciones del

gobernador moviendo manualmente la palanca de control de cremalleras.

10. Restablecer dispositivos de paro de protección de unidad.

23


11. Revisar que no se encuentra ninguna herramienta, trapos o estopa que obstruyan

su funcionamiento.

12. Verificar que no esta metida a línea o conectada a la carga.

13. Revisar funcionamiento de sistema de supresor de chispas de escape, válvulas,

tubos, mangueras, etc.

14. En este momento arranque el motor

15. Inspeccione fugas en los sistemas de enfriamiento, aceite, combustible y escape.

16. Con motor a velocidad de holgar aproximadamente 325 RPM revisar presión de

aceite, 50-60 PSI, vasos de cristal de combustible, el más cercano al motor debe

estar vacío.

17. Verifique nivel de aceite con la bayoneta a esa velocidad debe estar entre bajo y

lleno.

18. Verificar válvulas de prueba, apretar si fugan.

19. Verificar drenes de cámaras de aire.

20. Verificar presión de aceite.

21. Verificar temperatura normal del sistema de enfriamiento 160-190°F.

22. Meter motor a la línea.

Prelubricación de motor EMD 645 antes de arranque.

1. Abrir tapas superiores.

2. Quitar tapas de inspección de bancada

3. Quitar tapón en codo de descarga de bomba de aceite de lubricación principal

y conectar la bomba de prelubricar a un mínimo de 10PSI por un periodo de 3

a 5 minutos, utilizando una bomba de 1 ½ a 2 HP.

4. Cuando se esta aplicando aceite a presión abrir válvulas de prueba de

cilindros y girar con una barra el motor una vuelta completa. Verifique el flujo

de aceite en todos los cojinetes del cigüeñal, árbol de levas, balancines, tren

de engranes, verifique si existen restricciones o excesivo flujo de aceite. Si se

24


observa fuga en cualquiera de las válvulas de cilindros, buscar motivo y

corregir.

5. Quitar tapón en codo de descarga de bomba de aceite de enfriamiento de

pistones y conecte la bomba externa, verifique flujo sin restricciones en los

tubos “P”.

6. Desconectar bomba externa y colocar tapones y cierre válvulas de prueba.

7. Vierta aceite sobre el mecanismo de balancines.

8. Verifique nivel de aceite en caja de coladores.

9. Colocar y fijar tapas de inspección.

2.5.- Tipos de humo y las posibles causas

Existe en el motor diesel EMD-645 el análisis de la operación por medio del humo de

escape de la combustión. Cuando el motor está recientemente reparado y trabajando

en las condiciones normales de operación, podría no apreciarse el color de humo.

Cuando se arranca el motor y después de prolongado periodo de trabajarlo sin carga,

el humo podría ser azul condición normal, en la operación del motor. De las

condiciones siguientes se debe de verificar y analizar:

1.- Humo negro o gris indica un aceite completamente quemado.

a) Insuficiente aire de combustión.

b) Exceso de combustible o distribución irregular, verificar control de mando de

inyectores, calibración de inyectores o fallas de inyectores.

c) Impropio grado de combustible. El combustible que es demasiado pesado no

vaporizado completamente.

2.- El humo azul generalmente indica entrada del aceite a través del cilindro durante

el periodo de barrido. Cheque filtraciones internas de combustible o aceite.

3.- El humo blanco indica mala combustión en los cilindros. Cheque lo siguiente:

a) Inyectores dañados

b) Baja compresión

25


c) Calibración del inyector, ver manual de mantenimiento del motor, carta de

calibración

d) Verificar tolerancias de válvulas de escape

e) Grado de combustible deficiente

2.6.- Pistas para diagnosticar una falla mecánica en un motor

1. El motor de arranque no hace girar el motor diesel

2. El motor no arranca cuando se hace girar a la velocidad adecuada

3. Presión baja de aceite lubricante

4. Falta de presión de aceite en la entrada de la bomba

5. Poco o ningún consumo de aceite

6. Excesivo consumo de aceite lubricante

7. Dilución del lubricante

8. Alta temperatura del lubricante

9. Alta temperatura del agua

10. Baja presión del agua

11. Baja presión de combustible

12. La palanca de control de inyectores no detiene al motor

13. Oscilación del gobernador

14. Vibración excesiva

15. Perdida de potencia

16. Golpeteo del motor diesel

17. Detención del motor diesel

18. El mecanismo de sobrevelocidad "se bota"

19. Escape con humo

20. No encendido de cilindros

26


21. Cilindros Con Ruidos Extraños

Localización de Fallas

El Motor de Arranque No Hace Girar El Motor Diesel:

1.- Verifíquese que la presión del aire en el sistema de arranque, sea de 10.2 Kg./

cm2 (150 Lbs/ pulg2)

2.- Compruébese por agua o aceite en los cilindros.

3.- Revísese el motor de arranque.

4.- Inspecciónense las válvulas del sistema neumático de arranque.

El Motor Diesel No Arranca Cuando Ha Alcanzado Su Velocidad Adecuada:

1.- Compruébese el abastecimiento de combustible a los cilindros, abriendo las

válvulas de prueba y arrancando el motor con la palanca de control de los inyectores

en la posición de arranque. Un espeso rocío de combustible deberá ser arrojado por

el orificio de descarga de cada válvula de prueba.

2.- Revísense las válvulas de escape para determinar si algunas de ellas están

atoradas en posición abierta o tienen tolerancia inadecuada. La pérdida de

compresión ocasiona no encendido en los cilindros afectados.

3,- Los inyectores pueden estar calibrados incorrectamente.

4.- Compruébese que el dispositivo de sobre velocidad no ha operado.

5.- Asegúrese que no estén saltados los botones de restablecer, de los conjuntos

protectores del motor para bajo nivel de agua de enfriamiento, presión de la bancada

(carter), así como el de baja presión de lubricantes en el gobernador.

Baja Presión de Lubricante:

1.- Verifíquese el abastecimiento de lubricante en el colector de aceite.

2.- Compruébese por dilución o baja viscosidad del aceite.

3.- Línea del manómetro obstruida, válvulas cerradas ó líneas de aceite rotas.

27


4.- La línea de abastecimiento del colador ó enfriador pueden estar obstruidas.

Verifíquense y límpiense.

5.- La válvula de alivio con resorte de carga, montada dentro de la tapa del tren de

engranes puede estar derivando aceite lubricante debido a que se pegó ó materias

extrañas en el asiento de la válvula la mantiene abierta. Verifíquese, limpieza y

reajústese.

6.- Bomba de aceite lubricante desgastada. Revísese y remuévanse las piezas

necesarias.

7.- Desgaste excesivo de los cojinetes, lo que ocasiona fugas fuertes de aceite a

presión.

8.- Detector de presión en la bancada (carter) botado.

Falta de aceite lubricante en la toma de la bomba:

Esto puede ser originado por un defectuoso sistema de succión o por la válvula de

drenaje abierta. La falla del sistema de succión puede ser debido a una conexión en

la línea de aceite lubricante floja o rota, ocasionando entrada de aire, bomba de

extracción defectuosa, cedazo de succión obstruido, bajo nivel de lubricante o válvula

de alivio defectuosa.

Poco o ningún consumo de aceite lubricante:

Esto puede ser debido a fugas de agua o combustible que se pasan al aceite.

Consumo excesivo de aceite lubricante:

1.- Verifíquese por anillos de pistón atorados o rotos, así como orificios de drenaje de

aceite obstruidos, bajo de los anillos de control de aceite.

2.- Compruébese por pistones, anillos o cilindros desgastados.

3.- Verifíquese por obstrucciones en la malla del separador de aceite.

4.- Fuga de aceite en el lado de agua del enfriador.

28


5.- Verifíquese por fugas extremas de aceite.

6.- Grado incorrecto del aceite.

Dilución del aceite lubricante:

1.- Asegúrese que los tubos brincadores de combustible a los Inyectores no estén

rotos y asienten apropiadamente.

2.- Revísense por fugas las juntas de las tapas de los filtros de los inyectores.

3.- Revísese por anillos de pistón pegados.

4.- Revísese por fugas de válvulas de los inyectores.

5.- Verifíquese por fugas de válvulas en el sistema de combustible.

6.- El aceite lubricante puede también estar contaminado con agua. Esto puede

comprobarse visualmente en la parte superior de las cabezas de los cilindros o en el

colector de aceite; también haciendo un ensayo del mismo lubricante.

Alta temperatura del aceite lubricante:

1.- Verifíquese la presión y el nivel de aceite.

2.- Alta temperatura del agua.

3.- Flujo deficiente del agua. Compruébese la presión de la misma.

4.- El enfriador de aceite puede estar obstruido. Revise y límpiese.

Alta temperatura del agua:

1.- Verifíquese en nivel en el tanque de agua.

2.- Flujo deficiente de agua. Compruébese la presión de la misma.

3.- Compruébese el flujo del agua a través de los radiadores.

4.- Compruébese la operación de la válvula termostática de derivación.

29


Baja presión de agua:

1.- Párese el motor y púrguense las bombas.

2.- Revísense todas las bridas en el fado de succión de la bomba. La admisión de

aire en el sistema reduce la eficiencia de la bomba.

3.- Revise que los radiadores no estén obstruidos.

Baja presión de combustible:

1.- Revísense el abastecimiento.

2.- Revísense los filtros por suciedad u obstrucciones.

3.- Revísense la válvula de alivio de combustible, puede estar sucia.

El motor no para con palanca de control de inyectores en posición "parado":

1.- El mecanismo de los inyectores pueden estar mal ajustado.

2.- Las cremalleras de los inyectores pueden estar atoradas o los engranes de los

mismos incorrectamente endentados. A fin de parar el motor, opérese manualmente

el dispositivo de sobre velocidad.

Oscilación de velocidad:

1.- Véase que las flechas de control de los inyectores no estén vencidas ó torcidas.

2.- Verifíquese el nivel de aceite en el gobernador.

3.- Compruébese el ajuste de la válvula de compensación de aguja.

Vibración excesiva:

1.- Revísense los cilindros por soplos de las válvulas y fugas de los inyectores.

2.- Verifíquese por cojinetes principales o bridas de las bielas flojas.

3.- Compruébese la correcta posición de los contrapesos del árbol de levas.

30


4.- Verifíquese el alineamiento del generador (es) y su transmisión.

Pérdida de Potencia:

1.- Los inyectores o sus cremalleras pueden estar atorados.

2.- La bomba de combustible puede tener aire o los filtros pueden estar obstruidos.

3.- Compruébese la presión del combustible.

4.- Los puertos de admisión de aire en los cilindros, pueden estar parcialmente

obstruidos con depósitos de carbón.

5.- Las válvulas de escape pueden estar atoradas o pegadas.

6.- Verifíquese por obstrucciones en el escape.

Golpeteo en el motor:

1.- Verifíquese los ajustadores hidráulicos de las válvulas de escape.

2.- Los Inyectores pueden estar atorados causando que el balancín golpee.

3.- Sincronización incorrecta de los inyectores.

4.- Motor sobrecargado o con sobrecalentamiento.

El motor se para:

1.- El abastecimiento de combustible puede estar cerrado.

2.- Los filtros de combustible pueden estar obstruidos.

3.- Revísese la bomba de combustible.

4.- El dispositivo de sobre velocidad puede haber operado.

5.- El tapón de paro por baja presión en el gobernador puede haber operado (tipo

PG) esto puede ser causado por:

a) Baja presión de lubricante ocasionado por fugas o sobrellenado

b) Bajo nivel de agua de enfriamiento ocasionado por fugas ó sobrellenado, lo que

fue detectado por el protector respectivo.

31


c) Presión en el carter, detectada por el protector respectivo.

El detector de presión del carter ha operado:

Después de una detención del motor debido a que el detector de presión del motor

ha sido activado, NO abrir ninguna tapa de Inspección para efectuar dos horas. NO

intentar volver a arrancar el motor hasta que el motivo de operación del dispositivo

haya sido determinado y corregido. La acción del detecto de presión indica la

posibilidad de una falla dentro del motor tal como un cojinete sobrecalentado que

puede inflamar los vapores de aceite caliente ocasionando una explosión si se

permite que entre el aire.

NO hacer funcionar el motor Diesel hasta que el detector de presión ha sido

reemplazado debido a que las placas de apoyo del diafragma pudieran haberse

dañado.

Después de una detención resultante de una acción del detector de presión del carter

o del bajo nivel de agua verificar lo siguiente:

1.- Examinar el separador de aceite y su tubo conductor que no se encuentren

bloqueados.

2.- Verificar por fugas de compresión en cilindros hacia el colector de aceite.

3.- Verificar el sobrecalentamiento de alguna pieza que puede producir una

inflamación de los vapores de aceite.

4.- Verificar la instalación de la válvula de alivio de aceite lubricante, salpicaduras de

aceite pueden haber alcanzado al diagrama.

5.- El nivel de aceite en el colector puede estar excedido.

El mecanismo de sobrevelocidad esta operado:

1.- Pérdida de carga.

2.- Falla de gobernador.

32


Escape humeante:

1.- El motor puede estar sobre cargado.

2.- Verifíquese la sincronización de los inyectores.

3.- Los inyectores pueden estar atorados o sus boquillas quemadas.

4.- Revísense por anillos de pistón pegados; pueden causar que se queme excesivo

aceite lubricante.

5.- Revísense por filtros de admisión de aire sucio.

6.- Revísense por escape obstruido.

Falla de encendido de cilindro:

1.- Revísense por válvulas de escape atoradas

2.- Revísense por inyectores atorados

3.- Revísense por aire atrapado en las líneas de combustible o filtros obstruidos.

Cilindro defectuoso o con ruidos extraños:

Un cilindro que no opera adecuadamente tendrá un escape fresco comparado con

uno que si enciende perfectamente (con el motor en vacío). Esto puede ser causado

por:

1.- Válvulas de escape con pésima fugas.

2.- Inyector defectuoso

3.- Sincronización del inyector o ajuste de la cremallera incorrecto.

4.- Filtro del inyector sucio.

5.- Aire atrapado en el inyector

6.- Soplo excesivo de los anillos

7.- Pistón reventado

33


Para determinar si el inyector se encuentra defectuoso, desconéctese su cremallera

en el cilindro dudoso y con el motor trabajando en vacío, empújela lentamente y

regrésese a su posición de holgar tan pronto como se haya hecho la observación. Si

el inyector está operando correctamente se notará un esfuerzo pronunciado en el

cilindro en cuestión.

La fuga en una válvula de escape puede ser detectada por el soplo pronunciado en

el escape, con el motor trabajando en vacío.

Para localizar un cilindro con fuga, parar el motor y quitar la válvula de prueba del

cilindro que va a revisarse.

Utilícese un probador, Figura. 15-A (Pág. 15-8), Instalando el adaptador y el conjunto

del manómetro en el agujero de la válvula de prueba. Antes de conectar la línea de

aire al adaptador, ábrase la válvula de aire y ajústese la presión a 60 Lbs/pulg.2 en el

manómetro de aire de la línea. Gírese el cigüeñal hasta que el pistón del cilindro que

se comprueba esté aproximadamente en su punto muerto superior. Conéctese la

línea de aire al adaptador y obsérvese la presión en el manómetro. La fuga de una

válvula es indicada si el manómetro da una lectura menor de 56 Lbs/pulg.2. Repítase

la operación en todos los cilindros.

2.7.- Manejo del vernier o pie de rey métrico e inglés

El vernier aumenta la sensibilidad y la precisión en las lecturas. Es una escala

auxiliar deslizable a lo largo de una escala principal fija. Esta dividida en forma

34


uniforme de modo que 10 de sus subdivisiones corresponden exactamente a 9

subdivisiones de la escala principal. Esto significa que cada subdivisión del vernier es

un décimo más corto que la subdivisión de la escala principal. En consecuencia, si la

medición (indicada por la posición del índice del vernier) cae entre dos subdivisiones,

la fracción decimal de subdivisión correspondiente a la distancia de dicho índice a la

subdivisión inmediata anterior le indicara el número de la subdivisión del vernier que

coincida con una subdivisión de la escala principal. Así en la figura, la lectura

indicada es 1.33 pulgadas.

2.8.- Código SAE para el manejo de Tornillería

GUÍA DE TORQUE DE APRIETE.

Tornillos SAE Grado 5 – Rosca Fina.

Tamaño Cap. de Carga lbs. Negro, lbs-pie Recubierto, lbs-pie

¼ - 28 (0.250) 2,375 10 8

5/16 – 24 (0.3125) 3,675 19 14

3/8 – 24 (0.375) 6,699 35 26

7/16 – 20 (0.4375) 7,575 55 41

½ - 20 (0.500) 10,200 85 64

9/16 - 18 (0.5625) 12,975 122 91

5/8 – 18 (0.625) 16,350 170 128

¾ - 16 (0.750) 23,775 297 223

7/8 – 14 (0.875) 32,475 474 355

1 – 12 (1.000) 42,300 705 529

1 – 14 (1.000) 32,275 721 541

1 1/8 – 12 (1.125) 47,475 890 668

1 ¼ - 12 (1.250) 59,550 1,241 930

1 3/8 – 12 (1.375) 72,975 1,672 1,254

1 ½ - 12 (1.500) 87,750 2,194 1,645

35


GUIA DE TORQUE DE APRIETE.

Tornillos SAE Grado 5 – Rosca estándar.


¼ - 20 (0.250) 2,025 8 7

5/16 – 18 (0.3125) 3,338 17 13

3/8 –16 (0.375) 4,950 31 23

7/16 – 14 (0.4375) 6,788 50 37

½ - 13 (0.500) 9,075 76 57

9/16 – 12 (0.5625) 11,625 109 82

5/8 – 11 (0.625) 14,400 150 112

¾ - 10 (0.750) 21,300 266 200

7/8 – 9 (0.875) 29,475 430 322

1 – 8 (1.000) 38,625 644 483

1 1/8 – 7 (1.125) 42,375 794 596

1 ¼ - 7 (1.250) 53,775 1,120 840

1 3/8 – 6 (1.375) 64,125 1,470 1,102

1 ½ - 6 (1.500) 78,000 1,950 1,462

Tabla 2.8.1. Guía de torque de apriete, Tornillos SAE Grado No. 5.

GUÍA DE TORQUE DE APRIETE.

Tornillos SAE Grado 8 – Rosca estándar.


¼ - 20 (0.250) 2,850 12 9

5/16 – 18 (0.3125) 4,725 25 18

3/8 – 16 (0.375) 6,975 44 33

7/16 – 14 (0.4375) 9,600 70 52

½ - 13 (0.500) 12,750 106 80

9/16 – 12 (0.5625) 16,350 153 115

5/8 – 11 (0.625) 20,325 212 159

¾ - 10 (0.750) 30,075 376 282

36


Tamaño Cap. Negr -pie Recubi bs-pie de Carga lbs. o, lbs erto, l

7/8 – 9 (0.875) 41,550 606 454

1 – 8 (1.000) 54,525 909 682

1 1/8 – 7 (1.125) 68,700 1,288 966

1 ¼ - 7 (1.250) 87,225 1,817 1,363

1 3/8 – 6 (1.375) 103,950 2,382 1,787

1 ½ - 6 (1.500) 2,371 126,450 3,161

Tornillos SAE Grado 8 – Rosca fina.


¼ - 28 (0.250) 3,263 14 10

5/16 – 24 (0.3125) 5,113 27 20

3/8 – 24 (0.375) 7,875 49 37

7/16 – 20 (0.4375) 10,650 78 58

½ - 20 (0.500) 14,400 120 90

9/16 – 18 (0.5625) 18,300 172 129

5/8 – 18 (0.625) 23,025 240 180

¾ - 16 (0.750) 33,600 420 315

7/8 – 14 (0.875) 45,825 668 501

1 – 12 (1.000) 59,700 995 746

1 – 14 (1.000) 61,125 1,019 764

1 1/8 – 12 (1.125) 77,025 1,444 1,083

1 ¼ - 12 (1.250) 96,600 2,012 1,509

1 3/8 – 12 (1.375) 118,350 2,712 2,034

1 ½ - 12 (1.500) 142,275 3,557 2,668

Tabla 2.8 .2. Guía de torque de apriete, Tornillos SAE Grado No. 8.

.9.- Principios de operación de los gobernadores mecánicos e hidráulicos

2

Los gobernadores mecánicos en la actualidad se utilizan en los motores diesel de

unidades de apoyo como bombas centrifugas de equipos convencionales, plantas de

37


luz de apoyo a cualquier trabajo especifico en operaciones inherentes a la

perforación de pozos petroleros.

El gobernador mecánico es aquel en que todos sus componentes y mecanismos son

sólidas en que los controles se hacen con piezas metálicas y su reacción es más

lenta que los gobernadores hidráulicos, y su desgaste es más elevado ya que las

controla el aceite de este regulador y el solenoide ORS que al excitarse

l aceite lubrica todas sus piezas en

piezas con movimiento y de desgaste se tienen que verificar, ajustar y calibrar para

que no salgan de las especificaciones correspondientes.

Los gobernadores Woodward tipo PGR, EGB con dispositivos limitadores

compensadores, se usan en motores unidades principales de los Equipos de

Perforación. Su sistema de control electro-hidráulico conserva el motor Diesel a la

velocidad constante seleccionada por el perforador. Además está provisto de un

dispositivo sensitivo a la presión absoluta, el cual opera para ajustar la carga del

motor en proporción con el suministro de aire dentro del margen del regulador de

carga, para asegurar la relación correcta de aire combustible. El balancín y la

palanca del mecanismo limitador de combustible, limita el movimiento ascendente del

pistón de fuerza. El dispositivo de protección, para el motor por baja presión o alta

succión del lubricante, o por la acción del detector de bajo nivel de agua y presión

positiva en el cárter. Una indicación visual en el gobernador y una señal de alarma se

manifiestan en caso de pararse el motor, esto se obtiene normalmente excitando uno

de los solenoides de velocidad por medio del botón de parar. Entre los dispositivos

auxiliares que son parte del gobernador se cuentan: la válvula piloto del regulador de

carga que

levanta la válvula piloto llevando al regulador de carga a la posición de campo

mínimo.

Las partes principales de las porciones de control de combustible y velocidad son: un

elemento sensitivo de velocidad (contrapesos centrífugos y resorte de velocidad),

control de combustible (pistón de fuerza), mecanismo de compensación (porción de

compensación en la válvula piloto del pistón de fuerza, el pistón amortiguador y sus

resortes) y un sistema hidráulico (recipiente de aceite, bomba de aceite,

acumuladores, filtro de aceite y conductos). E

38


movimiento además de desempeñar su función hidráulica, proporcionando la fuerza

temas.

de conservarlos y que su reemplazo o reparaciones mayores son

so que las marcas y capacidades de las unidades componentes de equipos

e perforación son las mismas que equipos que se operan en cualquier parte del

mundo.

necesaria para operar sus diferentes sis

2.10.- Conceptos del Mantenimiento

El uso de unidades automotrices, domésticos y en el ambiente de trabajo unidades

industriales nos ha enseñado que para que estén operando a su máxima capacidad

durante su vida útil se debe de invertir en su mantenimiento ya que los países más

desarrollados están a la vanguardia de esta actividad en todos los ámbitos ya que es

la única manera

costosos y ponen en riesgo la suspensión de los procesos, operaciones, etc., que es

muy importante.

En la Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos perteneciente a la

Subdirección de Exploración y Producción de Petróleos Mexicanos se ha

desarrollado la tecnología de vanguardia en todos los aspectos inherentes a la

perforación de pozos ya que los campos petroleros le han exigido el desarrollo de

todos los procesos que se requieren al perforar un pozo y es por esto que el

mantenimiento a los equipos se ha tenido que desarrollar de la misma forma, ya que

no es posible perforar pozos con equipos que no sean de las marcas y capacidades

necesarias para esos procesos, aunado a que se tiene los indicadores de

mantenimiento en suspensión de equipo dentro de los estándares correspondientes.

Es por e

d

39


3.- MATERIALES CONSUMIBLES

3.1.- Filtros

Son componentes de motores de combustión interna que su función principal es la

de prevenir a las unidades de impurezas y filtración de sedimentos o contaminación

inherentes a la operación de ellos: los hay de admisión de aire, de aceite y de

combustible y normalmente se fabrican del tipo cartucho o sea de reposición en que

el elemento se deteriora con el uso, en el tiempo de hacerles su mantenimiento

preventivo.

3.2.- Grasas

Es un producto sólido o semisólido compuesto por un agente esposante y un

lubricante líquido, pudiendo contener otros ingredientes que le imparten propiedades

especiales.

Las grasas convencionales están elaboradas generalmente con aceites lubricantes

derivados del petróleo, seleccionados para obtener propiedades definidas; los

esposantes que se utilizan son jabones metálicos derivados de los ácidos, grasas

animales o vegetales y combinados químicamente con compuestos llamados óxidos

o hidróxidos de metales como aluminio, sodio, calcio, bario, etc.

Las grasas tienen un campo de aplicación sumamente importante en la industria

habiendo equipo diseñado para ser lubricado exclusivamente por grasas, por lo que

éstas tienen ventajas considerables en su aplicación con respecto a los aceites

lubricantes, que son las siguientes:

• Facilita la lubricación en sistemas ubicados en lugares inaccesibles.

• Lubricación menos frecuente que reduce los costos.

40


• Elimina el goteo y salpicar aceites que pone en peligro el proceso del producto

respectivo.

• Efectúa mejor sello para prevenir entrada de contaminantes de partículas de

polvo o productos químicos del ambiente.

• Menos problemas con los sellos ya que son más efectivos al requerir menos

ajuste y evita menos fricción y perdida de fuerza.

• Grasas especiales las diseñan con tiempo de vida de los baleros de larga

duración.

• Tienen mejor adherencia que con aceites y si se deja de usar la unidad tiene una

película de grasa lubricante que evita la corrosión.

• Grasas especiales resuelven el problema de corrosión en presencia de agua.

• Elimina o absorbe la vibración y los ruidos como entre dientes de engrane.

• Los sistemas de lubricación se simplifican al utilizar grasas.

• Aguantan temperaturas altas, presiones elevadas, altas velocidades.

Clasificación de las grasas:

Grasa de aluminio, altamente adhesivas

Grasa de calcio, alta resistencia al agua.

Grasa de sodio, altas temperaturas de fusión.

Grasa de litio, re43sistencia al cambio de consistencia.

3.3.- Componentes de desgaste de maquinaria

Los motores y unidades pertenecientes a los equipos de perforación y al desarrollar

el mantenimiento preventivo se efectúan los cambios de componentes de desgaste

de baja periodicidad. Estos componentes son los filtros de aceite, aire, combustible,

el aceite lubricante, etc. También dentro de las unidades hay componentes que

tienen desgaste constantemente ya que son las áreas donde operan los aceites

lubricantes pero estos son removidos de las unidades al termino de su vida útil

41


cuando su desgaste es normal, y cuando el desgaste se debe a una falla, son

cambiados si es posible dentro de las instalaciones de los equipos de perforación.

Estos elementos son las camisas o cilindros, anillos, metales, bujes, insertos, sellos,

juntas, termostatos, metales de biela y bancada, etc.

3.4.- Propiedades recomendadas de agua, diesel y aceites para motores diesel.

Especificaciones del sistema de enfriamiento

Información general sobre refrigerantes

Varias fuentes de la industria indican que el cuarenta por ciento de todas las averías

del motor se deben a problemas del sistema de enfriamiento. Muchas averías del

motor pueden evitarse con un mantenimiento apropiado del sistema de enfriamiento.

El mantenimiento del sistema de enfriamiento es tan importante como el

mantenimiento de los sistemas de combustible y de lubricación. La calidad del

refrigerante es tan importante como la calidad del combustible y del aceite.

El refrigerante debe proporcionar al motor tres tipos de protección:

• Transferencia térmica adecuada y protección contra la ebullición

• Protección contra la erosión por cavitación y contra la corrosión

• Protección contra la congelación

El refrigerante normalmente se compone de tres elementos:

• Agua

• Aditivos

• Glicol

A continuación se describe brevemente cada uno de estos elementos.

Agua

Se recomienda utilizar agua destilada o desionizada en los sistemas de enfriamiento.

NO utilice aguas duras, agua corriente o agua corriente ablandada con sal. Si NO

42


tiene agua destilada o desionizada, utilice agua que cumpla con los requisitos

mínimos aceptables que se enumeran en la tabla siguiente.

AGUA: REQUISITOS MINIMOS ACEPTABLES

Contenido del agua Limites - gramos/gal (ppm) Cloruros (CI) 2,4 (40) máximo Sulfatos (SO4) 5,9 (100) máximo Dureza total 10 (170) máxima Sólidos totales 20 (340) máximo Acidez (pH) 5,5 a 9,0 Tabla 3.4.1.Agua: requisitos mínimos aceptables ppm = partes por millón Atención: El uso de agua que no cumpla estos requisitos mínimos en el sistema de enfriamiento reducirá la vida útil del motor. Si no está seguro del contenido del agua en su zona, consulte con el departamento de distribución de agua local, con una agencia agrícola o con un laboratorio independiente que haga esta clase de análisis. Aditivos

Todas las mezclas refrigerantes deben contener aditivos. Los aditivos contribuyen a

evitar la formación de herrumbre y depósitos minerales y protegen las superficies

metálicas contra corrosión, evitan la cavitación en las camisas y contienen

antiespumantes. Los aditivos se consumen durante la operación del motor y deben

reponerse. Esto se hace añadiendo aditivos de refrigerante suplementarios (SCA,

cuando se utilizan refrigerantes convencionales) o prolongador de refrigerante.

Los aditivos contienen nitritos, o nitrito y molibdato, que protege la camisa de los

cilindros contra la corrosión por cavitación. Los nitritos se agotan y deben reponerse

por medio de SCA o prolongador. Tanto el SCA como el prolongador contienen otros

inhibidores que también se agotan y que son necesarios en los sistemas de

enfriamiento.

Las concentraciones de aditivos inferiores a las adecuadas no proporcionan la

protección que necesitan los sistemas de enfriamiento. Las concentraciones

43


excesivas pueden hacer que los aditivos precipiten, se depositen en el sistema de

enfriamiento o formen geles en el radiador. Los depósitos pueden acumularse en las

superficies calientes del motor y reducir la eficacia del sistema de enfriamiento o

causar fugas en la bomba de agua.

Para conservar la protección ofrecida por un sistema de enfriamiento convencional

es necesario vigilar la concentración de SCA. Una concentración de SCA inapropiada

requiere que se tomen medidas para recuperar los niveles apropiados de aditivos en

el sistema de enfriamiento.

Glicol

El glicol que se utiliza en el refrigerante de motores es de uno de los dos tipos

posibles: etilénico o propilénico. El glicol eleva el punto de ebullición del agua y

contribuye a evitar la ebullición del refrigerante, protege contra la congelación,

contribuye a evitar la cavitación de la bomba de agua y reduce las picaduras de las

camisas de los cilindros.

ATENCION: Para temperaturas exteriores muy bajas que requieran altas concentraciones de glicol para proteger contra la congelación (más del 50 por ciento de glicol), use glicol etilénico. En estos casos, NO use glicol propilénico. La protección apropiada contra la ebullición y la congelación requiere una relación

apropiada de mezcla de glicol yagua aceptable. Utilice las tablas siguientes para

determinar las concentraciones apropiadas de glicol y de agua aceptable.

GLICOL ETILENICO Protección Anticongelación Antiebullición

% Glicol/% Agua °C (°F) °C (°F)

30/10 -15° (5°) 104° (219°) 40160 -24° (-12°) 106° (222°) 50/50 -37° (-34°) 108° (226°) 60/40 -57° (-62°) 111° (231°)

Tabla 3.4.2.Glicol Etilénico

44


GLICOL PROPILENICO Protección Concentración Anticongelación Antiebullición % GlicoI /% Agua °C (OF) °C (°F) 30/10 -15° (5°) 1 O (216°) 40/60 -23°(-9' 104° (219°) 50/50 -37° (-34°) 106° (222°) Tabla 3.4.3.Glicol Propilenico Compruebe periódicamente la mezcla refrigerante para asegurarse de que tenga la

protección adecuada contra la congelación y la ebullición. Utilice el Refractómetro.

Estos refractómetros dan resultados inmediatos y precisos y pueden usarse con

glicol etilénico o propilénico.

Recomendaciones sobre refrigerante

• Preferido- Refrigerante/Anticongelante de larga duración (LLCA).

Anticongelante/Refrigerante convencional

• Recomendado- Anticongelante/Refrigerante para motores diesel (DEAC).

• Aceptable- Cualquier refrigerante con bajo contenido de silicatos que cumpla

con los requisitos del Truck Maintenance Council (TMC) Recommended Practice

(RP) 329. TMC RP330 o ASTM D4985 cuando se usa con aditivos suplementarios

(SCA).

• Permitido-Mezcla de agua y SCA, cuando no es necesaria una protección

contra la congelación.

• Inaceptable- Cualquier refrigerante con alto contenido de silicatos clasificado

como que cumple con la norma ASTM D3306.

ATENCION: La mayoría de los refrigerantes/anticongelantes comerciales han sido formulados para aplicaciones en motores de gasolina y tienen un alto contenido de silicatos. Las altas concentraciones de silicatos favorecen la cavitación y la corrosión de las camisas de los cilindros. NO se recomienda el uso de estos compuestos.

45


NOTA: Debido a las diferentes aplicaciones de cada motor individual, tal vez sea necesario reevaluar periódicamente las prácticas de mantenimiento del sistema de enfriamiento. ATENCION: No opere nunca el motor si no hay termostatos en el sistema de enfriamiento. Los termostatos mantienen el refrigerante a la temperatura de operación apropiada. El funcionamiento sin termostatos puede causar problemas en el sistema de enfriamiento. ATENCION: No añada nunca refrigerante a un motor recalentado. Deje que el motor se enfríe primero. No añada el refrigerante demasiado rápido. Si llena el sistema de enfriamiento a más de 19 litros (5 galones EE.UU.) por minuto, se pueden formar bolsas de aire. Se pueden producir daños en el motor. Especificaciones de combustibles Recomendaciones sobre combustibles ATENCION: Llene el tanque de combustible al final de cada día de operación para eliminar el aire húmedo y evitar la condensación. Mantenga un nivel casi constante en el tanque (cerca de la parte de arriba) para no absorber humedad a medida que baja el nivel. No llene el tanque por completo. El combustible se expande al calentarse y puede

rebosar.

No llene de combustible los filtros de combustible antes de instalarlos. El combustible

contaminado producirá un desgaste acelerado de las piezas del sistema de combus-

tible.

Use solamente combustibles recomendados en esta sección. Los combustibles

recomendados para los motores diesel son: combustible diesel No. 2-D con un bajo

contenido de azufre (0,05% máximo) o con un contenido normal de azufre (0,5%

máximo). También son aceptables los de grado No. 1.

En la tabla siguiente se muestran normas mundiales de combustible que cumplen

con los requisitos.

46


ESPECIFICACIONES MUNDIALES DE COMBUSTIBLES MOTORES DIESEL

Especificaciones Designación del Combustible NORMAS DE EE.UU. ASTM D975-92 Diesel No. 1-D, No. 2-D y No. 4 ASTM D396 Bajo contenido de azufre No. 1 y No. 2 ASTM D2880 Combustibles de turbinas de gas No. 1-GT y No. 2-GT NORMAS BRIT ANICAS Clases A1, A2 Y B1 BS 2869 de combustibles de motor BS 2869 Clases C2 y D de combustibles de hornos NORMAS ALEMANAS DIN 51601 Combustible diesel DIN 51603 Combustible de calefacción El NORMA AUSTRALIANA AS 3570 Combustible diesel para automóviles NORMA JAPONESA Gasóleo tipos 1(spl), 1, 2, 3 JIS K2204 y 3(spl) GOBIERNO DE EE.UU. Combustible diesel CON.U.S. W-F-800C DF-1, DF-2 Y DF-20 W-F-815C Fueloil para hornos FS-1 y FS-2 EJERCITO DE EE.UU. MIL-L-16884G Aceite marino Tabla 3.4.4.Especificaciones mundiales de combustibles motores diesel

Los combustibles de aviación de tipo queroseno que cumplan unas normas

aceptables pueden usarse como combustibles para motores. La tabla siguiente

presenta algunos de los combustibles tipo queroseno que son aceptables.

47


COMBUSTIBLES TIPO QUEROSENO ACEPTABLES Norma Descripción

ASTM D 1655-80 Combustible de Aviación (JET A-1) MIL-T-5624L Combustible de Aviación (JP-5) (Código OTAN No. F-44) MIL-T-83133B Combustible de Aviación (JP-8) (Código OTAN No. F-34) W-F-800F1 Grado DF-A (Ártico) Tabla 3.4.5.Combustibles tipo queroseno aceptables Se necesita una viscosidad mínima de 1,4 cSt a 38°C (100°F) para lubricar

apropiadamente los componentes del sistema de combustible. Estos combustibles de

tipo queroseno tienen una viscosidad más baja para operar a bajas temperaturas.

Los combustibles tipo queroseno tienen menos energía por unidad de volumen que

los combustibles diesel, por lo que producen menos potencia. Se necesita una mayor

cantidad de queroseno que de combustible diesel para realizar la misma cantidad de

trabajo.

Los motores diesel pueden utilizar una gran variedad de combustibles destilados. El

uso de mezclas limpias y estables de combustible destilado que cumplan con los

requisitos siguientes proporcionará un servicio de calidad del motor.

NOTA: Este motor puede utilizar otros combustibles distintos cuando las condiciones económicas o la disponibilidad de combustible lo requieran. Consulte con su distribuidor para recibir información y recomendaciones adicionales sobre combustibles concretos. Número de cetano: En condiciones normales de arranque, los motores de inyección

directa requieren un número de cetano mínimo de 40. Tal vez se necesite un valor

más alto de cetano cuando se trabaje a altitudes elevadas o a bajas temperaturas.

Filtrabilidad: Los combustibles limpios no deben contener más de un 0,1 por ciento

de sedimentos y agua. El combustible almacenado durante períodos prolongados

puede oxidarse y formar sólidos que causen problemas de filtrado.

48


Punto de fluidez: El punto de fluidez del combustible debe ser al menos 6°C (10°F)

inferior a la temperatura ambiente más baja a la que deba arrancar y funcionar el

motor. En condiciones de temperaturas extremadamente bajas se puede necesitar

un punto de fluidez inferior al de los combustibles No. 1 o No. 1-D.

Punto de enturbiamiento: El punto de enturbiamiento debe estar por debajo de la

temperatura ambiente más baja a la que el motor deberá arrancar y funcionar para

evitar que los elementos del filtro de combustible se atoren con cristales de cera.

Consulte el tema Problemas de combustible en operación en tiempo frío para obtener

más información.

Viscosidad: La viscosidad del combustible afecta la lubricación de los componentes

del sistema de combustible y la atomización del combustible. Los límites de

viscosidad que se recomiendan en la tabla tienen en cuenta estos dos efectos.

Aditivos: En general, los combustibles recomendados no necesitan aditivos. En

algunos casos se pueden usar mejoradores del número de cetano si es necesario

según sean los requisitos de los motores de inyección directa. Tal vez sea necesario

usar biocidas para eliminar el crecimiento de microorganismos en los tanques de

almacenamiento. A bajas temperaturas tal vez sea necesario un tratamiento contra la

congelación del agua atrapada.

Consulte con su proveedor de combustible acerca del uso de aditivos para evitar

casos de incompatibilidad entre los aditivos que ya están en el combustible y los

aditivos que se vayan a usar.

49


RECOMENDACIONES DE COMBUSTIBLES DESTILADOS MOTORES DIESEL

Especificaciones Requisitos1

Aromáticos (ASTM D1319) 35% máx. Cenizas (ASTM D482) 0,02% peso máx. Número de Cetano (ASTM D613) 40 mínimo Punto de Enturbiamiento No es superior al mínimo esperado (ASTM D97) Temperatura ambiente Peso Específico API (ASTMD287)

30 mino y 45 máx.

Punto de Fluidez 6°C (10°F) por debajo de (ASTM D97) la temperatura ambiente mínima Azufre (ASTM D2788, 0,5% máx. D3605 o D1552) (consulte el apartado Azufre) Viscosidad Cinemática 20,0 cSt máx. 38°C (100°F) (ASTM D445) 1,4 cSt mín. Agua y Sedimentos (ASTM D1796) 0,01 % máx. 1 Según se suministra al sistema de combustible Tabla 3.4.6.Recomendaciones combustibles destilados motores diesel Azufre en el combustible: El porcentaje de azufre en el combustible afecta las

recomendaciones de aceite del motor. El azufre del combustible reacciona

químicamente durante la combustión y forma ácidos sulfuroso y sulfúrico. Estos

ácidos atacan las superficies de metal y producen un desgaste corrosivo. Los óxidos

de azufre formados durante la combustión también producen emisiones de partículas

en el escape.

Algunos aditivos utilizados en los aceites de lubricación contienen compuestos

alcalinos preparados para neutralizar los ácidos de los gases de combustión y reducir

al mínimo el desgaste corrosivo. La medida de esta alcalinidad de reserva de un

aceite lubricante se llama Número de Básico Total (NBT).

50


Solicite periódicamente de su proveedor de combustible información acerca del

contenido de azufre. El contenido de azufre en el combustible puede cambiar con

cada entrega.

Se puede encontrar más información referente al azufre en el combustible en la

sección de Especificaciones de lubricantes de este manual.

Consulte la publicación Los combustibles diesel y su motor, SSB00717, o póngase

en contacto con su distribuidor para obtener información sobre la selección y las

propiedades de los combustibles.

Especificaciones de los lubricantes

Información general

Se reconoce y apoya el "Sistema de certificación y licencia de aceites de motor" del

Instituto Americano del Petroleo (API). La publicación API No. 1509, 13 edición,

contiene información detallada referente a este sistema. Los aceites de motor que

llevan el símbolo API han sido certificados por API.

Las clasificaciones de aceites para motores Diesel CD, CD-2 y CE no recibieron la

certificación API hasta comienzos de 1996. En esta publicación se hace referencia

solamente a categorías de aceites que han recibido la certificación antes de 1996. La

tabla que sigue resume estas categorías.

CLASIFICACIONES DE ACEITES Obsoleta Actual CC.CD CF CD-21 CF-21

CE CF-4, CG-4 1 Las categorías de aceite CD-2 y CF-2 son para motores diesel de dos tiempos. Estos aceites NO se recomiendan para los motores diesel de 4 tiempos. Tabla 3.4.7. Clasificaciones de Aceites.

51


Especificaciones de los lubricantes de motor

Los aceites han sido desarrollados, probados y aprobados para aumentar al máximo

el rendimiento obtenible con nuestros motores. Los aceites se usan en el desarrollo

de motores y para llenar motores en fábrica, y se pueden obtener por medio del

distribuidor correspondiente. Debido a las variaciones de calidad y rendimiento entre

los aceites disponibles en el mercado, se recomienda los siguientes.

Aceite para motores diesel (DEO) (multigrado):

Los aceites DEO multigrado se formulan con detergentes, dispersantes y suficiente

alcalinidad para dar un rendimiento excelente en los motores diesel. Los aceites DEO

multigrado se mezclan en dos grados de viscosidad: SAE 10W30 y SAE 15W40.

Consulte la tabla de viscosidades de lubricantes para seleccionar el grado de

viscosidad correcto basándose en la temperatura ambiente. Los aceites multigrados

proporcionan la viscosidad correcta para una amplia gama de temperaturas de

operación y para arranques a bajas temperaturas. Son también muy eficaces para

mantener un bajo consumo de aceite y un bajo nivel de depósitos en los pistones.

Los aceites DEO multigrado se pueden usar también en motores diesel y en motores

de gasolina. Consulte la guía del fabricante de su motor para obtener las

especificaciones recomendadas y compárelas con las especificaciones de los aceites

DEO multigrado. Las especificaciones de los aceites DEO aparecen en la etiqueta y

en las hojas de especificaciones del producto.

Aceites comerciales para motores diesel

El rendimiento de los aceites comerciales para motores diesel se basa en las

categorías API. Estas categorías se desarrollaron a fin de proporcionar lubricantes

comerciales para una amplia variedad de motores diesel que operan en condiciones

muy diversas.

Si no se usan los aceites DEO (multigrado), se recomiendan los siguientes aceites

multigrados comerciales.

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• Preferido - API CG-4.

• Permitido - API CF-4

Se prefieren los aceites API CG-4 para los motores diesel debido a la concentración

de azufre en el combustible. API CG-4 es la única categoría de aceite que evalúa los

aceites en pruebas de motor utilizando combustible con un contenido de azufre del

0.05 por ciento.

Use las explicaciones siguientes de las distintas categorías API para seleccionar el

aceite comercial apropiado.

CG-4: Esta es la categoría de aceite más reciente. Los aceites CG-4 se desarrollaron

principalmente para motores diesel que utilizan combustible diesel con un 0,05 por

ciento de azufre. Todas las pruebas de motor de laboratorio de los aceites de esta

categoría se llevaron a cabo con combustible diesel con un 0,05 por ciento de azufre.

Esta categoría define también los aceites con una alta capacidad de dispersión de

cenizas. Los aceites CG4 permiten un mejor control de la viscosidad y una mayor

limpieza del cárter en aplicaciones en las que la presencia de ceniza en el aceite

constituye un problema. Los aceites CG-4 deben usarse también en motores con

bombas de inyección de combustible accionadas hidráulicamente: son los primeros

aceites que pasan las pruebas de la industria referentes al control de espuma y a la

pérdida de estabilidad de cizalladura. Los aceites CG4 deben pasar también las

pruebas de desgaste y de corrosión de metales recientemente desarrolladas. Los

aceites CG-4 pueden usarse en todos los motores diesel en los que se

recomendaban aceites CF-4.

CF-4: Los aceites CF-4 se utilizan en una gran variedad de motores diesel modernos.

Esta clasificación de aceite se desarrolló con combustible diesel con un 0,40 por

ciento de azufre. El combustible que se utiliza en las pruebas CF-4 representa el tipo

de combustible diesel que se encuentra fácilmente en todo el mundo. Los aceites

CF-4 permiten controlar mejor los depósitos en los pistones y el aceite en

comparación con los aceites CE. Los aceites CF-4 dispersan también mejor la ceniza

en comparación con los aceites de la categoría CD o CF.

53


Algunos aceites comerciales que cumplen estas especificaciones API tal vez

necesiten intervalos más cortos entre cambios de aceite, según se determine

supervisando estrechamente el estado del aceite y los metales de desgaste (se

prefiere utilizar el programa de análisis de aceite S.O.S).

ATENCION: Si no se observan estas recomendaciones sobre aceites, se puede acortar la duración del motor debido a la formación de depósitos o a un desgaste excesivo. Número de Básico Total (NBT) y concentraciones de azufre en el combustible para motores diesel

Motores diesel de inyección directa

Para motores de inyección directa que utilicen combustible diesel destilado, el valor

mínimo del NBT del aceite nuevo (según ASTM D 2896) debe ser igual a 10 veces la

concentración de azufre en el combustible, y el NBT mínimo es 5

independientemente de la baja concentración de azufre en el combustible. Consulte

el gráfico siguiente.

Figura.3.4.1.Grafico de Calculo de cambio de aceite con el NBT y % de Azufre

Y = NBT del aceite mostrado por ASTM D2896.

X = porcentaje de azufre en el combustible según el peso. NBT del aceite nuevo (1).

Cambie el aceite cuando se alcance el límite (2) del NBT del aceite usado.

En zonas en las que el contenido de azufre en el combustible supere el 1,5 por

ciento, seleccione un aceite con el valor más alto posible de NBT que pertenezca a

54


las categorías API CF-4 o CG-4 y reduzca el intervalo entre cambios de aceite

basándose en el análisis del aceite. El análisis del aceite debe evaluar el estado del

aceite y de los metales de desgaste. Los aceites con un alto N8T que no cumplan los

requisitos de las categorías API CF-4 o CG-4 pueden causar depósitos excesivos en

los pistones, lo que producirá la pérdida de control del aceite y el pulido de los

orificios de los pistones.

ATENCION: La operación a concentraciones de azufre en el combustible superiores al 1.5 por ciento puede requerir una reducción en los intervalos entre cambios de aceite para mantener una protección adecuada contra el desgaste. Recomendaciones de viscosidad de los lubricantes

El grado SAE de viscosidad de aceite que se debe seleccionar depende de la

temperatura exterior más baja a la que deba arrancar el motor y de la temperatura

exterior más alta a la que deba funcionar el motor. Use la columna de temperatura

mínima en la tabla para determinar la viscosidad de aceite que se necesita para

arrancar un motor totalmente frío. Use la columna de temperatura máxima en la tabla

para determinar la viscosidad necesaria para operar a la temperatura máxima

anticipada. En términos generales, utilice el aceite con mayor viscosidad disponible

que cumpla con los requisitos de temperatura de arranque.

VISCOSIDAD DE LOS ACEITES DE MOTOR Temperatura Ambiente Grado de Viscosidad Mínimo Máximo del Aceite de Motor °C (°F) °C (°F) SAE 0W20 -40° (-40°) 10° (50°) SAE 5W30 -30° (-22°) 30° (86°) SAE5W40 -30° (-22°) 40° (104°) SAE 10W30 -20° (-4°) 40° (104°) SAE 15W40 -15° (5°) 50° (122°)

Tabla 3.4.8. Viscosidad de los aceites de motor.

55


Aceites sintéticos

Es aceptable el uso de aceites sintéticos en los motores y máquinas diesel si estos

aceites cumplen con los requisitos de rendimiento especificados por el fabricante

para un cierto compartimiento.

Los aceites sintéticos tienen en general mejor rendimiento que los aceites no

sintéticos en dos áreas:

1. Mejores características de viscosidad a bajas temperaturas, especialmente en

condiciones árticas

2. Mayor estabilidad contra la oxidación, especialmente a altas temperaturas de

operación

Algunos aceites sintéticos tienen características de rendimiento que prolongan la

duración del motor. Sin embargo, los fabricantes no recomiendan la extensión

automática de los períodos entre cambios de aceite para ningún tipo de aceite,

incluidos los aceites sintéticos. Para los motores diesel, los intervalos entre cambios

de aceite pueden ajustarse solamente si se lleva a cabo un programa de análisis de

aceite que contenga los elementos siguientes: estado del aceite y metales de

desgaste (se prefiere el análisis de laboratorio), análisis de tendencias, consumo de

combustible y consumo de aceite.

Aceites vueltos a refinar

Los aceites vueltos a refinar se pueden utilizar en motores y máquinas diesel si

cumplen con los requisitos de rendimiento especificados por el fabricante para un

compartimiento determinado. Los aceites vueltos a refinar pueden utilizarse

exclusivamente en un aceite acabado o combinados con otros aceites nuevos. El

Ejército norteamericano y otros fabricantes de maquinaria pesada han aceptado el

uso de aceites vueltos a refinar aplicando los mismos criterios.

El proceso de un nuevo refinado debe ser adecuado para eliminar todos los residuos

de metales de desgaste y los aditivos que había en el aceite usado. Esto se consigue

56


generalmente por destilación en vacío e hidratamiento del aceite usado. No es

suficiente filtrar el aceite usado para obtener un aceite vuelto a refinar de calidad.

Otros aditivos de aceite comerciales

Los fabricantes NO recomiendan el uso de otros aditivos comerciales. Estos aditivos

no son necesarios para obtener la duración nominal o el rendimiento nominal. Los

aceites acabados completamente formulados constan de aceites de Básico y grupos

de aditivos. Estos grupos de aditivos se mezclan con los aceites de Básico en

porcentajes precisos para proporcionar aceites acabados con las características de

rendimiento que cumplan con las normas de la industria de lubricantes.

No existen normas establecidas por la industria de lubricantes para evaluar el

rendimiento de otros aditivos comerciales ni para evaluar la compatibilidad de estos

aditivos en un aceite acabado. Los demás aditivos comerciales pueden ser

incompatibles con el grupo de aditivos ya contenidos en el aceite y esto puede

reducir el rendimiento del aceite acabado. Es posible que los otros aceites

comerciales no se mezclen bien con el aceite final y formen depósitos en el cárter.

Los fabricantes no recomiendan el uso de otros aditivos comerciales en los aceites

acabados.

Sigas estas normas para lograr todo el rendimiento posible de un motor diesel:

• Seleccione el aceite comercial apropiado que cumpla con las especificaciones del

compartimiento.

• Seleccione la viscosidad apropiada del aceite usando la Tabla de viscosidades de

aceite que se encuentra en este manual.

• Cambie el aceite y el filtro de aceite del motor en los intervalos especificados

• Lleve a cabo el mantenimiento en los intervalos especificados en el Manual de

operación y mantenimiento.

Grasa de lubricación

57


El Instituto Nacional de Grasas Lubricantes (NLGI) clasifica las grasas según las

características de penetración ASTM D217-68. Las grasas reciben un número de

consistencia definido.

Los fabricantes tienen grasas y lubricantes para todas las aplicaciones. Su

distribuidor puede proporcionarle información completa referente a los distintos tipos

y tamaños de productos de lubricación y aplicaciones especiales.

GRASA LUBRICANTE No. de Pieza Artículo Tamaño

2S-3230 Lubricante de cojinetes1 411 g(14,5 oz) SP-0960 Grasa de molibdeno2 411 g (14,5 oz) 1 P-0808 Lubricante multiuso3 411 g (14,5 oz) 4C-4774 Grasa resistente a 454 g (16 oz) agua y temperatura4 1Grado NLGI No. 2: para cojinetes de bolas y de rodillos muy cargados operando a altas velocidades, presiones extremas y temperaturas de -34 a 163°C (-18 a 300°F). Usarlo para cojinetes en motores eléctricos, mandos de ventilador, motores de arranque, alternadores/generadores y para engrasar cojinetes similares en muchas otras aplicaciones. 2Grado NLGI No. 2 con tres a cinco por ciento de bisulfuro de molibdeno: Grasa multiuso con una gama de temperaturas de operación de -28 a 149°C (-18 a 300°F). 3Grasa de Grado NLGI No. 2 con litio, tiene estabilidad mecánica, resiste la oxidación, protege contra la herrumbre y tiene excelente resistencia a la descomposición. Para aplicaciones ligeras en automóviles y a temperaturas de hasta 175°C (350°F). 4Esta grasa de grado NLGI No. 2 tiene una resistencia excepcional al agua y satisface la Prueba de Agua ASTM D-1264. Esta grasa resiste temperaturas altas y bajas, funciona bien a partir de -40°C (-40°F), y conserva su consistencia a temperaturas de hasta 316°C (600°F).

Tabla 3.4.9. Grasa lubricante Lubricantes especiales

LUBRICANTES ESPECIALES No. de Pieza Artículo Tamaño

6V-4876 Pasta Lubricante MoIykote1 500 g (17,6 onzas) SP-3931 Antiagarrotante a Altas 411 g (14,5 onzas) Temperaturas2 1 Se recomienda para usos típicos tales como para roscas de pernos de cabeza y arandelas. 2 Se recomienda para conectores tales como espárragos y tuercas del múltiple de escape.

Tabla 3.4.10. Lubricantes especiales

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4.- PRINCIPIOS DE LUBRICACIÓN

4.1.- Tipos de Lubricación

Lubricante es toda sustancia (aceite, grasas y varias materias químicas

sintéticas) que se usan para reducir el rozamiento y por consiguiente el desgaste y el

calor, entre piezas de las unidades en movimiento. La acción lubricante y eficaz es la

que forma una película entre las superficies que ruedan o se frotan una contra otra.

Se dividen entre sólidos y líquidos.

4.2.- Lubricación Sólida

Semisólidos: en esta se encuentran las grasas, estas se obtienen

generalmente agregando un espesor Básico a los aceites minerales sintéticos.

Sólidos: están formados por partículas de metal o compuestos químicos sólidos, se

aplican en temperaturas extremadamente altas en que el aceite ordinario se

quemaría y en temperaturas muy bajas en las que los aceites normales se

congelarían.

4.3.- Lubricación Líquida

Dentro de estos lubricantes líquidos se incluyen aceites minerales y aceites

hechos de grasas animales. En la actualidad son los más utilizados, especialmente

los aceites minerales que se obtienen del petróleo crudo

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4.4.- Las funciones del aceite lubricante

Aceite es un líquido con una viscosidad determinada que evita el contacto directo

entre superficies y reduce el desgaste de piezas. Además de reducir la fricción y el

desgaste tienen otras funciones importantes: se llevan calor de los cojinetes y de las

partes en movimiento.

Ayudan al sellado y protegen las superficies metálicas contra herrumbre y la

corrosión.

En algunas veces como en los sistemas hidráulicos el lubricante sirve para trasmitir

potencia de una parte a otra de una unidad.

4.5.- Los tipos de aceite más comunes

Los aceites por su origen se agrupan en animal, vegetal, mineral y sintéticos.

Los lubricantes de origen animal provienen de reses, ovejas y cerdos, se consideran

como grasas suaves.

Los de origen vegetal son sustraídos de semillas y plantas como el olivo, la linaza, el

fríjol de soya, algodón y colasa.

Los lubricantes de origen mineral provenientes del petróleo crudo son químicamente

más simples que los anteriores y más estables, por ese motivo se prefieren para la

mayoría de las aplicaciones.

Viscosidad, probablemente la propiedad más importante de los aceites lubricantes ya

que se puede considerar su medida de resistencia a fluir.

La manera de evaluar la viscosidad es mediante los grados SAE (Sociedad de

Ingenieros Automotrices) que establecieron determinados límites en Segundos

Sayblot Universal SSU, entre los cuales quedan establecidos los aceites, por ejemplo

los de grados 10 W, 20 W, 20, 30, 40 en donde la W significa Winter, invierno y las

números los grados de viscosidad SAE, para aceites de motores. Para las

60


transmisiones los de mayor densidad los SAE 75, 90, 140 y 250, sin considerar las

características de calidad, etc.

Los aceites sintéticos se han desarrollado últimamente por la necesidad de tener

lubricantes que sustituyan a los existentes como una opción más, ya que cuando en

ciertas condiciones de operación los motores diesel rebasan los porcentajes de

contenido de los componentes, es necesario utilizar las opciones que aguanten

estos, sin perder sus propiedades.

Algunos aceites sintéticos tienen características de rendimiento que prolongan la

duración del motor. Sin embargo, los fabricantes no recomiendan la extensión

automática de los períodos entre cambios de aceite para ningún tipo de aceite,

incluidos los aceites sintéticos. Para los motores diesel, los intervalos entre cambios

de aceite pueden ajustarse solamente si se lleva a cabo un programa de análisis de

aceite que contenga los elementos siguientes: estado del aceite y metales de

desgaste (se prefiere el análisis de laboratorio), análisis de tendencias, consumo de

combustible y consumo de aceite.

4.6.- Tabla de lubricantes y equivalentes

ACEITE ESPECIFICACIÓN UNIDADES Diesel Mex FFCC, generación IV LO 241-47 EMD 645 y 710 Turbina 9 ISO VG 32 Bbs. Koomey, llaves hid.,

compresores CF/CF-2 Súper SAE 40 API CF-2 y MIL-L-

2104F Lister, GM serie 71, diesel 2 y 4 tiempos

Transmisión DEX RON ATF Llaves, Gatos, grúas, transmisión automáticas

Nacional Transmisión SAE 140 esp. API-GL2

Rotaría, cajas de engranes

Grasa Multilitio 2 Todas unidades CH-4 SAE ISW40 API CH4 Cat. 3306, Detrit Diesel

MTU4000 Tabla 4.6.1.Lubricantes y equivalencias

61


4.7.- Prueba práctica de agua en el aceite

Visualmente la prueba se desarrolla en los motores diesel en un equipo de

perforación cuando el operario de Segunda Mantenimiento Mecánico, el Ayudante o

el Encargado de Mantenimiento Mecánico observan el nivel del aceite en el motor

operando y se dan cuenta de la forma lechosa en donde el aceite cambio de color

por la emulsión aceite-agua, en ese momento se tiene que hacer los preparativos

para parar esa unidad o sea ver la operación que se está desarrollando el personal

de operación (asignaciones de acuerdo a la carga), sacarla de línea y parar el motor

diesel. Proceder efectuar la revisión de la falla.

4.8.- Prueba práctica de diesel en el aceite

Al estar en operación un motor diesel en un equipo de perforación se debe llevar el

seguimiento del aceite con el cual está en operación, en donde se le debe de estar

rellenando por el desgaste normal, pero cuando se observa que no gasta lo normal o

se observa el incremento por medio de la bayoneta, esto indica que hay aportación

de diesel al sistema de lubricación; se debe de parar el motor y revisar la falla

correspondiente con los procedimientos descritos anteriormente.

4.9.- Análisis de Aceite

El Mantenimiento Preventivo que se le efectuaba a los motores diesel en los equipos

de perforación es que de acuerdo a cartas de mantenimiento del fabricante se les

cambia el aceite cada determinado numero de horas de uso de las unidades,

posteriormente con el Mantenimiento Predictivo, este cambio se puede determinar

del resultado del análisis de aceite implantado por medio de muestras periódicas en

que se puede alargar el cambio de acuerdo a la vida útil del aceite en beneficio en

costos por este concepto.

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El análisis comprende los tres tipos de conceptos a considerar:

Análisis de las propiedades de fluido: Función esencial que ayuda a asegurar la

calidad fundamental del lubricante. Muchos factores incluyendo el tiempo, pueden

alterar las propiedades físicas y químicas vitales del aceite, cuando la maquina es

desapercibida por el usuario y el lubricante es deteriorado puede dañar la maquina

de repente, causando daños irreparables, costos y tiempo de la unidad. El estado de

las propiedades del aceite en uso y analizado, debe ser rutinariamente comparado

con las propiedades de aceite nuevo.

Análisis de contaminación de fluido: Es normal para los lubricantes de acumular

contaminación con el tiempo. A pesar del usos de los filtros y separadores, estos

contaminantes son los destructores más comunes de maquinas que últimamente

llevan la delantera en fallas el tiempo.

Análisis de residuos en el fluido: Semejante a las propiedades de fluido y análisis de

contaminación, el análisis de residuos relaciona específicamente al estado de la

maquina. El lubricante sirve solo como portador de esta información. De hecho el

incremento de desgaste de superficie de maquinas pueden revelar la forma de falla.

Es difícil encontrar un laboratorio comercial de servicio completo que nos ofrezca el

análisis de residuos como servicio opcional. Sin embargo no es común encontrar

estas herramientas para ser usadas en su completo potencial. Dos métodos de

rendimiento en el uso de análisis de residuos son típicamente empleados por

laboratorios:

• El primer método emisión por el espectroscopio, el cual evalúa varios elementos

presentes en el aceite como hierro, aluminio, cobre, cromo y plomo.

• El segundo método, conocido como analítica ferrografica, sobre las medidas de

las partículas a favor del espectroscopio pero solo tiene habilidad limitada a

distinguir la calidad elemental de las partículas. Esto es importante por ser un

examen visual de las partículas en una diapositiva (ferrogram).

63


5.- MANEJO Y OPERACIÓN DE MAQUINARIA

5.1.- Grupos electrógenos, puesta en línea y Sincronización.

Los Grupos Electrógenos son la fuente de energía primaria para la operación de los

equipos de perforación. Están constituidos por un motor de combustión interna a

diesel y un alternador 600 volts, 60 hertz, tres fases.

Los motores diesel más comunes son de las marcas: EMD de 8, 12 y 16 cilindros

modelos 645E1 de aspiración normal, dos tiempos, 900 RPM, EMD modelos 710E3

de 8 y 12 cilindros, turbocargados, dos tiempos 900 RPM, con control de combustible

electrónico, Caterpillar, D379 y D398, turbocargados de cuatro tiempos, 1200 RPM,

de 8 y 12 cilindros; Caterpillar, 3606B, turbocargados de cuatro tiempos a 1800 RPM,

y Detroit Diesel MTU4000, de 12 cilindros turbocargados.

Los alternadores son de las marcas EMD, modelos AB20-6, Caterpillar SR4B y

KATO.

Las unidades principales de equipo de perforación que normalmente son tres para

operar según la carga requerida por el personal de operación, una o dos y

esporádicamente las tres como en el caso de la perforación de las primeras etapas

del pozo en que el diámetro de la barrena es de 17-1/2” o similar y el gasto requerido

de las bombas de lodo es máximo.

El operario de 2ª. Es el responsable de mantener estos grupos operando

satisfactoriamente, debiendo revisar periódicamente los niveles de aceite,

combustible y refrigerante así como las presiones y temperaturas de operación,

parámetros eléctricos como voltaje, frecuencia, corriente y potencia suministrado por

los mismos.

Puesta en línea de generadores Por puesta en línea se entiende la operación de llevar el generador a sus

condiciones de operación normal, 600 Volts y 60 Hertz, observando estos valores en

64


los instrumentos correspondientes (Vóltmetro y Frecuencímetro), ajustando estos

valores por medio de sus perillas de ajuste fino, para a continuación cargar el

interruptor principal del generador y cerrar el mismo.

Sincronización de generadores Por sincronización de generadores, se entiende la operación de poner en línea un

generador cuando ya hay uno ó más generadores conectados a la barra principal.

Para efectuar esta operación, se deben previamente cumplir las siguientes

condiciones:

• El generador que se va a agregar debe tener el mismo Voltaje que el otro u otros

en línea.

• El generador que se va a agregar debe tener la misma Frecuencia.

• El generador que se va a agregar debe tener la misma secuencia de fase.

• El voltaje del generador que se va a agregar debe estar en fase con el voltaje de

la barra. Esta condición se comprueba con la utilización del Sincronoscopio

Por lo tanto, para sincronizar un generador, se lleva este a sus condiciones de

operación normal, una vez hecho esto, se cierra el interruptor de sincronización del

generador que se va a agregar, lo cual pone en operación el Sincronoscopio. Se

observa la aguja del Sincronoscopio y se ajusta la perilla de velocidad (Frecuencia),

hasta lograr que la aguja del Sincronoscopio gire lentamente en sentido de las

manecillas del reloj, se carga el interruptor principal, y se cierra éste cuando la aguja

del Sincronoscopio pasa por una posición equivalente a la manecilla del reloj

señalando cinco para las doce. Posteriormente se abre el interruptor de

sincronización y de ser necesario se ajusta la perilla de Voltaje del generador para

mejorar el reparto de carga

5.2.- Compresores, secadores de aire y sistema neumático

Los compresores de aire son de tipo reciprocarte de dos etapas impulsados por

motores diesel el de arranque inicial y eléctricos los de trabajo, su presión normal de

65


operación es de 100-120 PSI y es controlada automáticamente mediante un

presioestato.

Los secadores de aire eliminan la humedad del aire comprimido mediante un sistema

de refrigeración. Es importante su operación ya que todos los dispositivos del

sistema neumático requieren de aire seco para operar eficientemente y por tiempo

prolongado.

El sistema neumático esta formado por los compresores de aire, secadores, tuberías

y dispositivos de control neumático, válvulas de seguridad y tanques de

almacenamiento, motores de arranque bombas hidroneumáticas, kelly spinner,

consola de perforador y embragues.

El operario de 2ª. Es el responsable de mantener estas unidades operando

satisfactoriamente, debiendo revisar periódicamente los niveles de aceite lubricante y

presiones y temperaturas de operación.

5.3.- Motobombas

Las bombas centrifugas acopladas a un motor impulsor los hay de motores eléctricos

y de motores de combustión interna. La función de las bombas centrifugas es la de

succionar y enviar líquidos a través de líneas con determinado volumen y velocidad.

En los equipos de perforación y mantenimiento de pozos se usan en trasegar lodo,

agua aceite y diesel. Su funcionamiento es aplicarle una fuerza a la flecha que gira

el impelente que con la presión positiva de la succión descarga el fluido en el lugar

requerido por el diseño del equipo. La fuerza del líquido en la descarga se le conoce

como fuerza centrifuga por lo que así se les llama. El impulsor dentro de la carcaza

cambia el flujo hacia un movimiento controlado y en la dirección requerida.

No se debe estrangular la succión de la bomba para disminuir el gasto, ya que

produce cavitación en la bomba. No se puede operar sin fluido ya que produce

sobrecalentamiento, El gasto mínimo para operar normalmente la bomba se puede

determinar considerando aproximadamente: 100 galones por minuto por cada 20

66


caballos de potencia del motor impulsor. Verifique los cambios de ruido en una

bomba operando. Verifique frecuentemente la temperatura de los rodamientos.

Empaque periódicamente el estopero. Lleve seguimiento al desgaste de los baleros y

determine su cambio antes de dañarse ya que los daños de la flecha y otras partes

son costosos.


satisfactoriamente,

5.4.- Agitadores de lodo

Los agitadores de lodo son básicamente reductores de velocidad por medio de

engranes en su flecha de entrada se acopla a un motor eléctrico y en su flecha de

salida un grupo de aspas. Se utilizan en las presas de asentamiento, paso y de

succión para mezclar y mantener el lodo de perforación homogéneo y en condiciones

de ser bombeado al pozo.


satisfactoriamente, revisando sus niveles de lubricante y temperatura de motor.

5.5.- Bombas de lodo

Son unidades que se utilizan en la perforación de un pozo petrolero para suministrar

el fluido de control del pozo.

Con la finalidad de alcanzar la presión y el volumen de acuerdo a la hidráulica del

diseño del pozo, las bombas de dos o tres pistones pueden operarse con diferentes

diámetros de camisa y pistón.

Utilizando en una misma bomba camisas de mayor diámetro se obtiene un volumen

grande y baja presión; de lo contrario, con camisas de menor diámetro se logra

menor volumen y alta presión. En ambos casos a las mismas emboladas por minuto.

Las bombas reciprocantes cuentan con una parte mecánica y un extremo hidráulico.

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Parte mecánica: Se componen de una caja de engranes en donde se encuentra

alojada la flecha con el piñón, el cigüeñal, las bielas, crucetas, deflectores,

rodamientos, sellos y el volante instalado en la parte exterior de la caja de engranes.

Esta caja de engranes sirve a su vez, como recipiente del aceite que lubrica todas las

partes ya sea por presión, o por medio de una bomba de lubricación.

Extremo hidráulico: Está compuesta de un cuerpo que aloja las camisas

debidamente empacadas, pistones del diámetro de las camisas accionadas por

vástagos, asientos, válvulas, resortes, tapas con bridas y roscadas y prensaestopas.

La polea, volante o catarina esta instalada en el exterior acoplado por medio de

bandas o por cadenas a la unidad de embrague o los motores eléctricos. Con esta

polea se le da la potencia a la bomba de lodo.


satisfactoriamente, verificar que cuando opere la bomba se enfríen constantemente

las camisas y pistones, verificar la operación las bombas de lubricación y mantener la

presión de aceite adecuada.

5.6.- Sistemas de enfriamiento de malacates

Los malacates de perforación están dotados de un sistema de enfriamiento que

permite disipar el calor que se produce al frenar con el tambor principal por medio de

frenos de bandas o discos. Este sistema esta compuesto por dos bombas

centrifugas de alta velocidad, un radiador con motores eléctricos para disipar el calor

a la atmósfera, y las tuberías de entrada y salida. Sirve también para disipar el calor

generado en el freno electromagnético.


satisfactoriamente, revisando sus niveles de agua y temperatura de operación.

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5.7.- Malacates

La función principal del malacate es la de sacar o meter tubería del pozo. Está

constituido por una transmisión de dos velocidades y dos embragues de alta y baja

que le permiten trabajar con cuatro diferentes velocidades y por lo mismo

capacidades de carga. Su potencia varía de 250 a 3000 HP y sus motores

impulsores son de combustión interna o eléctricos de corriente directa de velocidad

variable.

El operario de 2ª. Es el responsable de mantener esta unidad operando

satisfactoriamente, verificar que cuando opere, los sistemas de enfriamiento y la

lubricación funcionando adecuadamente.

5.8.- Rotaria

Es un reductor de velocidad que su funciones principales son de girar la flecha kelly

para impulsar la sarta de perforación y sostener la misma en las operaciones de

sacar y meter tubería. Su transmisión es por medio de cadenas o barra cardan


satisfactoriamente, verificar el nivel de aceite, y que su transmisión opere en forma

normal

5.9.- Purificador de Diesel

El purificador de diesel es de tipo centrífugo y función principal es de eliminar los

sólidos del combustible diesel que se utilizan en los motores diesel.


satisfactoriamente, verificar el nivel de aceite, que su transmisión opere en forma

normal, deberá hacerle servicio cada vez que se utilice, limpiando los tazones y

demás partes componentes internas.

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5.10.- Bomba para operación de preventores

Esta unidad es critica para el control de preventores y esta constituida por dos o tres

bombas hidroneumáticas, un bomba de émbolos de motor eléctrico, cilindros

acumuladores de liquido a presión precargados con nitrógeno, deposito de aceite,

líneas de control, reguladores de presión y válvulas de cuatro vías controladas local y

remotamente y un sistema de seguridad redundante consistente en tres tanques de

nitrógeno.


satisfactoriamente, verificar el nivel de aceite y presión de suministro de aire,

operación de bomba eléctrica

5.11.- Medición y Control de Diesel

En el reporte diario de operación SIOP, el ITP reporta la existencia del diesel en la

localización que sirve de Básico para su suministro continuo de acuerdo a la logística

correspondiente.

El operario de 2ª. Es el responsable de mantener la Medición y Control del diesel de

los motores de combustión interna, llenando los formatos establecidos donde se lleva

el control de gasto y existencia diaria y mensualmente se elabora un informe que

sirve de Básico para los reportes establecidos institucionalmente como el SIASPA,

SISPA, ASIPA, SAP, entre otros.

Recepción y descarga de diesel en equipos de perforación. Al llegar el autotanque a una localización de los equipos de perforación o instalación

de Petróleos Mexicanos, el chofer dará aviso a la máxima autoridad de la instalación

(Técnico en turno) y/o Supervisor de Mantenimiento para que éste autorice la

descarga del combustible, dando instrucciones a la persona indicada (encargado o

70


receptor) para recibir el combustible, así mismo el chofer debe presentar y entregar

la documentación de envío que ampara el producto a descargar.

El chofer al acomodar el autotanque, debe apagar el motor de la unidad, cortar

corriente, accionar el freno estacionario, bajar y verificar en forma general que en el

entorno, no existan condiciones que pongan en riesgo la operación y, si es

necesario, colocar calzas en las ruedas del vehículo.

El encargado o receptor deberá colocar conos de advertencia y/o acordonar el área,

colocar un anuncio que indique la operación a realizar (PELIGRO DESCARGANDO

COMBUSTIBLE), protegiendo cuando menos un área de 6 x 6 Metros, tomando

como referencia el centro de la bocatoma de llenado donde se descarga el producto,

así como aterrizar el autotanque con el tanque de almacenamiento, deberá colocar

dos extintores de 9 Kg. de polvo químico seco clase ABC, en buenas condiciones y

dentro de su periodo de vigencia, operables en el área de descarga.

El encargado verifica el funcionamiento del matachispas del motor de Combustión

Interna de la unidad.

De no coincidir los números de los sellos con la factura se deberá informa a la

máxima autoridad de la instalación (Técnico en turno) y/o supervisor de

mantenimiento, el cual determinara las acciones a tomar.

Antes de realizar esta operación el chofer y el encargado deben cerciorarse que el

recipiente en el que se obtiene la muestra no se encuentra cargado electrostática

mente para lo cual, deben de proceder de la manera siguiente:

• Verificar que el autotanque se encuentra debidamente conectado a la tierra

física.

• Posteriormente, debe colocar el recipiente portátil en la caja de válvulas de

descarga, de manera que exista contacto físico entre la boquilla de la válvula

de descarga, la entrada del recipiente y el mismo autotanque.

• Durante el llenado del recipiente, mantenga a éste en contacto con la válvula

de descarga.

71


El chofer debe conectar al autotanque la manguera de recuperación de vapores, en

tanto que el encargado de la estación de servicio conecta el otro extremo de dicha

manguera al codo de descarga el conjunto ya ensamblado se fija en la boquilla de

retorno de vapores del tanque de almacenamiento.

Una vez conectada la manguera de recuperación de vapores, se conecta la

manguera de descarga del producto, sin importar el orden con el que se conecten

sus extremos.

Después de conectar el codo de descarga, el chofer debe abrir las válvulas de

descarga y de emergencia, permaneciendo en el lugar junto con el encargado hasta

el vaciado total del producto.

Una vez que en la mirilla del codo de descarga no se aprecie el flujo del combustible,

el chofer debe cerrar las válvulas de descarga y de emergencia.

5.12.- Medición y Control de Lubricantes

Actualmente la Medición y Control de Lubricantes se efectúa llenando los formatos

establecidos por las instancias correspondientes en donde se lleva el control de

gasto y existencia diaria y mensualmente se elabora un informe que sirve de Básico

para los reportes establecidos institucionalmente como el SIASPA, SISPA, ASIPA,

SAP, entre otros y así como el resurtido de dotación mensual requerida. Se incluye el

formato mencionado.

5.13.- Medición y Control de Agua de Sistemas de Enfriamiento

En el reporte diario de operación SIOP, el ITP reporta la existencia del agua tratada

en la localización que sirve de Básico para su suministro continuo de acuerdo a la

logística correspondiente.

72


El operario de 2ª, es el responsable de efectuar la medición y llevar el control del

agua de sistemas de enfriamiento, llenando los formatos establecidos donde se lleva

el control de gasto y existencia diaria y mensualmente se elabora un informe que

sirve de Básico para los reportes establecidos institucionalmente como el SIASPA,

SISPA, ASIPA, SAP, entre otros.

5.14.- Control de Aceite Gastado

El operario de 2ª, el ayudante y el encargado de mantenimiento mecánico, son los

responsables de recuperar, recoger y limpiar las áreas de los residuos peligrosos

sólidos (filtros de aceite, latas, jerga, trapos y estopas) al terminar las actividades de

los mantenimientos preventivos y correctivos a las unidades componentes de los

equipos de perforación como son: motores diesel, malacate, rotaria, trasmisiones,

bombas de lodo, agitadores, bombas Koomey, etc. El operario de 2ª, deberá de

asegurarse que se disponen en los contenedores para residuos peligrosos y

registrarlos en la bitácora y formatos correspondientes.

Los aceites gastados se deberán de depositar en el contenedor específico y

registrarse llenando los formatos establecidos para su control y disposición final en

su oportunidad de acuerdo a los programas logísticos correspondientes. En el tema

de Mantenimiento II, en el Manual No. I, se muestra los formatos de control del

Operario de 2ª Mantenimiento Mecánico.

73


6. HERRAMIENTAS

6.1.- Herramientas de mano Las herramientas manuales son utensilios de trabajo utilizados generalmente de

forma individual que únicamente requieren para su accionamiento la fuerza motriz

humana. Los accidentes producidos por las herramientas manuales constituyen una

parte importante del número total de accidentes de trabajo y en particular los de

carácter leve.

En esta sección se darán a conocer el uso y los principales riesgos derivados de las

herramientas de mano de uso común, causas que los motivan y medidas preventivas

básicas.

El empleo de estas herramientas abarca la generalidad de todos los sectores de la

actividad petrolera por lo que el número de trabajadores expuestos es muy elevado.

La gravedad de los accidentes que provocan incapacidades permanentes parciales

es importante.

Riesgos y causas

Se describen a continuación y de forma general los principales riesgos derivados del

uso, transporte y mantenimiento de las herramientas manuales y las causas que los

motivan.

Riesgos

Los principales riesgos asociados a la utilización de las herramientas manuales son:

Golpes y cortes en manos ocasionados por las propias herramientas durante

el trabajo normal con las mismas.

Lesiones oculares por partículas provenientes de los objetos que se trabajan

y/o de la propia herramienta.

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Golpes en diferentes partes del cuerpo por despido de la propia herramienta o

del material trabajado.

Esguinces por sobreesfuerzos o gestos violentos.

Causas

Las principales causas genéricas que originan los riesgos indicados son:

Abuso de herramientas para efectuar cualquier tipo de operación.

Uso de herramientas inadecuadas, defectuosas, de mala calidad o mal

diseñadas.

Uso de herramientas de forma incorrecta.

Herramientas abandonadas en lugares peligrosos.

Herramientas transportadas de forma peligrosa.

Herramientas mal conservadas.

Medidas preventivas y Prácticas de seguridad

El empleo inadecuado de herramientas de mano es origen de una cantidad

importante de lesiones partiendo del supuesto que todos saben como utilizar las

herramientas manuales más corrientes.

A nivel general se pueden resumir las prácticas de seguridad asociadas al buen uso

de las herramientas de mano:

Selección de la herramienta correcta para el trabajo a realizar.

Mantenimiento de las herramientas en buen estado.

Uso correcto de las herramientas.

Evitar un entorno que dificulte su uso correcto.

Guardar las herramientas en lugar seguro.

75


Asignación personalizada de las herramientas siempre que sea posible.

No se deben utilizar las herramientas con otros fines que los suyos

específicos, ni sobrepasar las prestaciones para las que técnicamente han

sido concebidas.

Utilizar la herramienta adecuada para cada tipo de operación.

No trabajar con herramientas estropeadas.

Utilizar elementos auxiliares o accesorios que cada operación exija para

realizarla en las mejores condiciones de seguridad.

Control y almacenamiento de las herramientas

Esta fase es muy importante para llevar a cabo un buen programa de seguridad, ya

que contribuirá a que todas las herramientas se encuentren en perfecto estado.

Las fases que comprende son:

Estudio de las necesidades de herramientas y nivel de existencias.

Control centralizado de herramientas mediante asignación de

responsabilidades.

Las misiones que debe cumplir son: Asignación a los operarios de las herramientas adecuadas a las operaciones

que deban realizar.

Montaje de almacenamientos ordenados en estantes adecuados mediante la

instalación de paneles u otros sistemas. Al inicio de la jornada laboral las

herramientas necesarias serán recogidas por cada uno de los operarios

debiendo retornarlas a su lugar de almacenamiento al final de la misma.

Periódicamente se debe inspeccionar el estado de las herramientas y las que

se encuentren deterioradas enviarlas a mantenimiento para su reparación o su

eliminación definitiva.

76


Transporte

Para el transporte de las herramientas se deben tomar las siguientes medidas:

El transporte de herramientas se debe realizar en cajas, bolsas o cinturones

especialmente diseñados para ello.

Las herramientas no se deben llevar en los bolsillos sean punzantes o

cortantes o no.

Cuando se deban subir escaleras o realizar maniobras de ascenso o

descenso, las herramientas se llevarán de forma que las manos queden libres.

Pinzas

Las Pinzas son herramientas manuales diseñadas para sujetar, doblar o cortar.

Las partes principales que las componen son las quijadas, cortadores de alambre,

tornillo de sujeción y el mango con aislamiento. Se fabrican de distintas formas,

pesos y tamaños. (Figura. 6.1.1)

Figura.6.1.1: Partes de las Pinzas

Los tipos de Pinzas más utilizados son: (Figura.6.1.2)

De punta.

De corte.

De mecánico.

77


De electricista.

De tenaza

De presión

Por lo general la descripción de las

pinzas va asociada con su longitud

medida en pulgadas, por ejemplo:

pinzas de electricista del 10 (de 10” de

longitud).

Deficiencias típicas de las pinzas

Quijadas melladas o

desgastadas.

Pinzas desgastadas.

Utilizar para apretar o aflojar

tuercas o tornillos.

Utilizar para cortar materiales

más duros que el de las

quijadas.

Utilizar como martillo la parte

plana. Figura.6.1.2 Tipos de Pinzas más utilizados

Buen uso de las pinzas

Las Pinzas no deben utilizarse en lugar de las llaves, ya que sus mordazas

son flexibles y frecuentemente resbalan. Además tienden a redondear los

ángulos de las cabezas de los tornillos y tuercas, dejando marcas de las

mordazas sobre las superficies. (Figura. 6.1.3)

No usarlas para cortar materiales más duros que las quijadas.

Usar exclusivamente para sujetar, doblar o cortar.

No colocar los dedos entre los mangos.

78


No golpear piezas u objetos con las Pinzas.

.Mantenimiento de las pinzas.

Engrasar periódicamente el pasador de la articulación.

Figura. 6.1.3 Mal uso de Pinzas

Cinceles

Los cinceles son herramientas de mano diseñados para cortar, ranurar o desbastar

material en frío, mediante la transmisión de un impacto. Son de acero en forma de

barras, de la forma del cuerpo puede ser rectangular, hexagonal, cuadrada o

redonda, con filo en un extremo y biselado en el extremo opuesto.

Las partes principales son la arista de corte ó filo, cuña, cuerpo, cabeza y extremo de

golpeo. (Figura.6.1.4)

Figura.6.1.4 Partes de un

Los distintos tipos de cinceles se clasifican en función del ángulo del filo y éste

cambia según el material que se trabaje, tomando como norma general lo siguiente:

Materiales muy blandos 30°.

Cobre y bronce 40°.

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Latón 50°.

Acero 60°.

Hierro fundido 70°.

El ángulo de cuña debe ser de 8° a 10° para cinceles de corte o desbaste. Para el

cincel ranurador el ángulo será de 35°, Ya que es el adecuado para hacer ranuras,

cortes profundos o chaveteados.

Deficiencias típicas de los cinceles

Utilizar cincel con cabeza achatada, poco afilada o cóncava.

Arista cóncava.

Usar como palanca.

Prevención en el uso de los cinceles

Las esquinas de los filos de corte deben ser redondeadas para cortar.

Deben estar limpios de rebabas.

Los cinceles deben ser lo suficientemente gruesos para que no se curven ni

pandeen al ser golpeados. Se deben reacondicionar los cinceles con cabeza

de hongo utilizando sólo el que tenga una curvatura de 3 mm de radio. Figura.

6.1.5

Para uso normal, la colocación de una protección anular de hule, puede ser

una solución útil para evitar golpes en manos con el martillo de golpear.

Figura. 6.1.5 Condiciones de cinceles

Siempre que sea posible utilizar herramientas de soporte.

80


Cuando se pique metal debe colocarse una pantalla o blindaje que evite que

las partículas desprendidas alcancen a los operarios que realizan el trabajo o

los que estén cerca. Para cinceles grandes, éstos deben ser sujetados con

tenazas o un sujetador por un operario y ser golpeadas por otro. (Figura.

6.1.6)

Figura. 6.1.6 Protección anular de cinceles y uso de porta-cinceles

Los ángulos de corte correctos son: un ángulo de 60° para el afilado y

rectificado, siendo el ángulo de corte más adecuado en las utilizaciones más

habituales el de 70°.

Para metales más blandos utilizar ángulos de corte más agudos.

Sujeción con la palma de la mano hacia arriba cogiéndolo con el pulgar y los

dedos índice y corazón.

El martillo utilizado para golpearlo debe ser suficientemente pesado.

El cincel debe ser sujetado con la palma de la mano hacia arriba, sosteniendo

el cincel con los dedos pulgar, índice y corazón.

Las mesas de trabajo deben ser lisas y no tener astillas.

81


Desarmadores

Los desarmadores son herramientas de mano diseñados para apretar o aflojar los

tornillos de cabeza ranurada sobre materiales de madera, metálicos, plásticos etc.

Las partes principales de un desarmador son el mango, la cuña o vástago y la hoja o

boca (Figura. 6.1.7). El mango para sujetar se fabrica de distintos materiales de tipo

blando como son la madera, resinas plásticas etc. que facilitan su manejo y evitan

que resbalen al efectuar el movimiento rotativo para apretar o aflojar, además de

servir para lograr un aislamiento de la corriente eléctrica.

Figura. 6.1.7 Partes de un desarmador

Los principales tipos de desarmadores son (Figura.6.1.8)

Tipo plano

Tipo phillips o de cruz.

Tipo acodado.

Tipo de horquilla.

Figura. 6.1.8 Tipos de desarmadores

82


Deficiencias típicas de los desarmadores

Mango deteriorado, astillado o roto.

Uso como escoplo, palanca o punzón.

Punta o caña doblada.

Punta roma o malformada.

Trabajar manteniendo el desarmador en una mano y la pieza en otra.

Uso de desarmador de tamaño inadecuado. (Figura.6.1.9)

Figura. 6.1.9 Utilización de desarmadores

Prevención en el uso de desarmadores

Mango en buen estado y amoldado a la mano con o superficies laterales

prismáticas o con surcos o nervaduras para transmitir eficazmente el esfuerzo

de torsión de la muñeca.

El desarmador ha de ser del tamaño adecuado al del tornillo a manipular.

Porción final de la hoja con flancos paralelos sin acuñamientos.

Desechar desarmadores con el mango roto, hoja doblada o la punta rota o

retorcida pues ello puede hacer que se salga de la ranura originando lesiones

en manos.

Utilización de los desarmadores

Espesor, anchura y forma ajustada a la cabeza del tornillo. (Figura.6.1.9 a y b)

83


Utilizar sólo para apretar o aflojar tornillos.

No utilizar en lugar de punzones, cuñas, palancas o similares.

Siempre que sea posible utilizar desarmadores de estrella donde se requieren.

La punta del desarmador debe tener los lados paralelos y afilados.

(Figura.6.1.9 a)

No debe sujetarse con las manos la pieza a trabajar sobre todo si es pequeña.

En su lugar debe utilizarse un banco o superficie plana o sujetarla con un

tornillo de banco. (Figura. 6.1.10)

Emplear siempre que sea posible sistemas mecánicos de atornillado o

desatornillado.

Figura. 6.1.10 Sujeción incorrecta de una pieza a atornillar

Botadores y punzones

Los botadores y punzones son herramientas de mano diseñadas para expulsar

remaches y pasadores cilíndricos o cónicos, pues resisten los impactos del martillo,

para aflojar los pasadores y empezar a alinear agujeros, marcar superficies duras y

perforar materiales laminados.

Son de acero, de punta larga y forma ahusada que se extiende hasta el cuerpo del

punzón con el fin de soportar golpes más o menos violentos.

84


En la figura 6.1.11 se muestran diversos tipos de punzones

Figura. 6.1.11 Tipos de punzones

Deficiencias típicas de los botadores y punzones

Cabeza abombada.

Cabeza y punta frágil (sobre templada).

Cuerpo corto dificultando la sujeción.

Sujeción y dirección de trabajo inadecuados.

Uso como palanca.

No utilizar gafas de seguridad.

Prevención en el uso de botadores y punzones

El punzón debe ser recto y sin cabeza de hongo.

Utilización.

Utilizarlos sólo para marcar superficies de metal de otros materiales más

blandos que la punta del punzón, alinear agujeros en diferentes zonas de un

material.

Golpear fuerte, golpe seco, en buena dirección y uniformemente.

Trabajar mirando la punta del punzón y no la cabeza.

85


No utilizar si está la punta deformada.

Deben sujetarse formando ángulo recto con la superficie para evitar que

resbalen. (Figura.6.1.12)

Figura. 6.1.12 Forma correcta de utilizar un punzón

Protecciones personales

Utilizar gafas y guantes de seguridad homologados.

Limas

Las limas son herramientas manuales diseñadas para conformar objetos sólidos

desbastándolos en frío.

Las partes principales de una lima son los cantos, cola, virola y mango. (Figura.

6.1.13)

86


Figura. 6.1.13 Partes de una lima y detalle interior del mango

El mango es la parte que sirve para sujetar la herramienta y cubre la cola de la lima.

En el mango existe un anillo metálico llamado virola, que evita que el mango se afloje

y se salga. La parte útil de trabajo se denomina longitud de corte y tiene cantos de

desbaste, pudiendo contar con cantos lisos.

Por su forma se clasifican en:

Cuadradas.

Planas.

Mediacaña.

Triangulares.

Redondas.

Deficiencias típicas de las limas

Sin mango.

Uso como palanca o punzón.

Golpearlas como martillo.

Prevención en el uso de las limas

Mantener el mango y la espiga en buen estado.

Mango afianzado firmemente a la cola de la lima.

Funcionamiento correcto de la virola.

87


Limpiar los cantos con cepillo de alambre y mantener sin grasa.

Utilización de las limas

Selección de la lima según la clase de material, grado de acabado (fina, media

o bastarda).

No use limas con su mango liso o con grietas.

No use la lima para golpear o como palanca o cincel.

La forma correcta de sujetar una lima es coger firmemente el mango con una

mano y utilizar los dedos pulgar e índice de la otra para guiar la punta. La lima

se empuja con la palma de la mano haciéndola resbalar sobre la superficie de

la pieza y con la otra mano se presiona hacia abajo para limar. No presionar

en el momento del retorno.

Evitar rozar una lima contra otra.

No limpiar la lima golpeándola contra cualquier superficie dura como puede

ser un tornillo de banco.

Llaves

Existen de forma general dos tipos de llaves: Boca fija y boca ajustable.

Llaves de boca fija

Las llaves de boca fija son herramientas manuales destinadas a ejercer esfuerzos de

torsión al apretar o aflojar pernos, tuercas y tornillos que posean cabezas que

correspondan a las bocas de la herramienta. Están diseñadas para sujetar

generalmente las caras opuestas de estas cabezas cuando se montan o desmontan

piezas. Tienen formas diversas pero constan como mínimo de una o dos cabezas,

una o dos bocas y de un mango o brazo.

Los principales tipos de llaves son (Figura.6.1.14):

88


89

Figura.6.1.14 Tipos de llaves de boca fija

Figura. 6.1.15 Llaves de boca ajustables y sus partes

Españolas

De estrías

Mixtas

Llaves de gancho o nariz

Tubulares

Trinquete

Hexagonal o Allen

La abertura de la boca, correspondiente a la anchura de la tuerca se indica en cada

una de las bocas en milímetros (mm) o pulgadas (“).


Llaves de boca ajustable

Las llaves de boca ajustables son herramientas manuales diseñadas para ejercer

esfuerzos de torsión, con la particularidad de que pueden variar la abertura de sus

quijadas en según lo requiera el tamaño de la tuerca a apretar o aflojar. Los distintos

tipos y sus partes principales son: mango, tuerca de fijación, quijada móvil, quijada

fija y tornillo de ajuste. (Figura.6.1.15)

Según el tipo de superficie donde se vayan a utilizar se dividen en:

Llaves para superficies planas (Pericas)

Llaves para superficies redondas.(Estilson)

Multiusos (pinzas de presión)

Deficiencias típicas de las llaves

Mordaza gastada. (Figura. 6.1.16)

Defectos mecánicos. (Figura. 6.1.16,)

Uso de la llave inadecuada por tamaño.

Utilizar un tubo en el mango para mayor apriete.

Uso como martillo.

Figura. 6.1.16 Llave con mordazas gastadas y defectos mecánicos.

Prevención en el uso de las llaves

90


Quijadas y mecanismos en perfecto estado.

Cremallera y tornillo de ajuste deslizando correctamente.

Dentado de las quijadas en buen estado.

No desbastar las bocas de las llaves fijas pues se destemplan o pierden

paralelismo las caras interiores.

Las llaves deterioradas no se reparan, se reponen.

Evitar la exposición a calor excesivo.

Figura. 6.1.17 Utilización correcta de llave girando hacia el operario

Utilización de las llaves:

Aplicar la torsión girando hacia el operario, nunca empujando. (Figura. 6.1.17)

Al girar asegurarse que los nudillos no se golpean contra algún objeto.

Utilizar una llave de dimensiones adecuadas al tornillo o tuerca a apretar o

aflojar.

Utilizar la llave de forma que esté completamente abrazada y asentada a la

tuerca y formando ángulo recto con el eje del tornillo que aprieta. (Figura.

6.1.18)

91


Figura. 6.1.18 Utilizaciones correctas e incorrectas de llaves fijas

No debe sobrecargarse la capacidad de una llave utilizando una prolongación de

tubo Ayudante) sobre el mango, utilizar otra llave para aumentar el brazo de palanca

o golpear éste con un martillo. (Figura. 6.1.19)

Es más seguro utilizar una llave más pesada o de estrías. (Figura.6.1.20)

Figura. 6.1.19 Utilización inadecuada de llaves

92


Para tuercas o pernos difíciles de aflojar utilizar llaves de cubo (dados) de

gran resistencia.

Figura. 6.1.21 Utilizaciones correcta e incorrecta de llave de boca ajustable

La llave de boca variable (perica) debe abrazar totalmente en su interior a la

tuerca y debe girarse en la dirección que suponga que la fuerza la soporta la

quijada fija. Tirar siempre de la llave evitando empujar sobre ella. (Figura.

6.1.21)

Utilizar con preferencia la llave de boca fija en vez de la de boca ajustable.

No utilizar las llaves para golpear.

Figura. 6.1.20 Utilización de llaves de estrías cerradas

93


94

Martillos y mazos (marros).

El martillo es una herramienta de mano, diseñada para golpear; básicamente consta

de una cabeza pesada y de un mango que sirve para dirigir el movimiento de aquella.

La parte superior de la cabeza se llama boca y puede tener formas diferentes. La

parte inferior se llama cara y sirve para aplicar el golpe. (Figura. 6.1.22)

Figura. 6.1.22 Partes de un martillo

Figura. 6.1.21 Utilizaciones correcta e incorrecta de llave de boca ajustable Las

cabezas de los martillos, de acuerdo con su uso, se fabrican en diferentes formas,

dimensiones, pesos y materiales.

Deficiencias típicas

Mango poco resistente, agrietado o rugoso.

Cabeza unida deficientemente al mango mediante cuñas introducidas

paralelamente al eje de la cabeza de forma que sólo se ejerza presión sobre

dos lados de la cabeza. (Figura. 6.1.23)

Figura. 6.1.23: Cuña introducida Cuña introducida paralelamente oblicuamente


Uso del martillo inadecuado.

Exposición de la mano libre al golpe del martillo.

Prevención en el uso de martillos y mazos

.Cabezas sin rebabas.

Mangos de madera (nogal o fresno) de longitud proporcional al peso de la

cabeza y sin astillas.

Fijado con cuñas introducidas oblicuamente respecto al eje de la cabeza del

martillo de forma que la presión se distribuya uniformemente en todas las

direcciones radiales. (Figura. 6.1.23)

Desechar mangos reforzados con cuerdas o alambre.

Utilización de los martillos y mazos

Antes de utilizar un martillo asegurarse que el mango está perfectamente

unido a la cabeza.

Seleccionar un martillo de tamaño y dureza adecuados para cada una de las

superficies a golpear. (Figura. 6.1.24)

Observar que la pieza a golpear se apoya sobre una base sólida no

endurecida para evitar rebotes.

.Sujetar el mango por el extremo. (Figura. 6.1.24)

Figura. 6.1.24 Selección del tamaño Forma de sujetar el mango

95


Se debe procurar golpear sobre la superficie de impacto con toda la cara del

martillo.

En el caso de tener que golpear clavos, éstos se deben sujetar por la cabeza y

no por el extremo.

No golpear con un lado de la cabeza del martillo sobre un escoplo u otra

herramienta auxiliar.

No utilizar un martillo con el mango deteriorado o reforzado con cuerdas o

alambres.

No utilizar martillos con la cabeza floja o cuña suelta

No utilizar un martillo para golpear otro martillo o para dar vueltas a otras

herramientas o como palanca.

Protecciones personales

Utilizar gafas de seguridad aprobadas.

Llaves de cubo ó Dados

Las llaves de cubo ó mejor conocidos como dados son herramientas manuales

destinadas a ejercer esfuerzos de torsión al apretar o aflojar pernos, tuercas y

tornillos que posean cabezas que correspondan a las bocas de la herramienta. Están

diseñadas para sujetar generalmente las caras y ángulos de estas cabezas cuando

se montan o desmontan piezas.

Los dados son de forma cilíndrica Figura. 6.1.25 y tienen orificios en sus dos

extremos, uno de los cuales corresponde a la forma y tamaño de la tuerca o cabeza

de tornillo hexagonal que se va a aflojar ó apretar, y en el otro extremo tiene un

orificio de forma cuadrada, que corresponde a la forma y tamaño del cuadro del

maneral con el que se le aplica el esfuerzo al dado.

96


Figura. 6.1.25 Dados de diferentes medidas y formas

La medida del orificio cuadrado varía de ¼” hasta 1 ½” y la selección del tamaño a

utilizarse depende del esfuerzo que se requiera para apretar ó aflojar.

Hay dos formas de orificio ó boca de los dados que se aplica a la cabeza del tornillo

ó a la tuerca hexagonal:

Hexagonal o de seis puntas

Estriado ó de doce puntas (doble hexágono)

La medida de los dados se da generalmente en pulgadas (sistema inglés), aunque

también se utilizan dados con medidas del sistema métrico (milimétricos).

La descripción de los dados se da mencionando primero la medida de su boca y a

continuación la de su cuadro, por ejemplo: dado de 9/16” con entrada de ½”.

Por su longitud los dados pueden ser:

Dados Cortos

Dados largos ó tubulares

Para aplicar el esfuerzo de torsión al dado, se utilizan manerales, Figura. 6.1.26 que

por su operación y forma pueden ser:

Maneral de fuerza

Maneral Ratchet o de matraca

97


Maneral berbiquí

Maneral “T” deslizante

Figura. 6.1.26 Manerales para dados

Si la ubicación de la tuerca o cabeza de tornillo dificulta la colocación del dado,

pueden utilizarse extensiones y uniones universales Figura. 6.1.27 para aproximar

más fácilmente el dado, las extensiones vienen en diferentes longitudes.

Figura. 6.1.27 Extensiones y unión universal

98


Extractores

Los extractores son herramientas básicamente formados por dos ó más mordazas,

Figura. 6.1.28 las que ejercen un efecto de tracción sobre algunas piezas como

baleros, poleas o acoplamientos para extraerlos de su posición.

Figura. 6.1.28 Extractores de tornillo de dos y tres patas

Para extraer baleros, las mordazas se colocan en el borde del balero y la punta del

tornillo en el centro de la flecha en la cual está montado el balero, al girar el tornillo

en la dirección de avance, las mordazas ejercen un esfuerzo de tracción, que hace

que el balero se mueva fuera de su posición.

Para baleros de dimensiones muy grandes, se utilizan extractores en los cuales el

efecto de tracción no lo hace un tornillo, sino un gato hidráulico, por lo cual se les

denomina extractores hidráulicos.

Herramientas Portátiles Taladros Los taladros son máquinas portátiles, generalmente movidas por un motor eléctrico

(aunque también hay con motor neumático), que se utilizan para hacer perforaciones

99


de diámetros pequeños, en materiales duros, tales como: plástico, madera, concreto

y metal. La Figura. 6.1.29 muestra dos tipos de taladros.

Las partes principales de un taladro son: el motor, el mandril, y el medio de controlar

la operación y velocidad (gatillo).

La selección adecuada de la potencia del motor, determina la capacidad del taladro

cuando se requiere hacer perforaciones de mayor diámetro en materiales más duros.

El mandril, también llamado porta-brocas ó chuck, determina la dimensión del

diámetro de la broca más grande que puede alojar.

Por lo general la capacidad de los taladros en cuanto al tamaño de brocas que

pueden alojar se da en fracciones de pulgada, siendo las más comunes ¼” 3/8” y

½”.

Por lo anterior, un taladro se describe por la medida de la broca más grande que

soporta, por ejemplo: Taladro de ½”.

Figura. 6.1.29 Taladros Portátiles y Brocas

En cuanto a la velocidad de operación, existen taladros de velocidad fija y taladros de

velocidad variable ó controlada.

Siempre que se utilice un taladro, el personal debe usar el equipo de protección

adecuado, tal como gafas, guantes, etc.

100


Esmeriles Los esmeriles son máquinas estacionarias ó portátiles, generalmente movidas por un

motor eléctrico (aunque también hay con motor neumático), que se utilizan para

hacer girar discos de material abrasivo, se utilizan para cortar, desbastar o pulir

metales y para afilar herramientas. Por su forma, los esmeriles pueden ser de banco,

pedestal ó de mano Figura. 6.1.30

Figura. 6.1.30 Esmeriles de banco y de mano

Los esmeriles están provistos de unas cubiertas de protección colocadas sobre los

discos, llamadas Guardas, las cuales evitan que las partículas de metal ó abrasivo

proyectadas por la operación del esmeril causen lesiones al usuario.

Bajo ninguna circunstancia debe operarse el esmeril sin las guardas, ya que se pone

en riesgo al personal al no existir protección en caso de desprendimiento de

partículas ó rotura de los discos.

Siempre que se utilice un esmeril, el personal debe usar el equipo de protección

personal adecuado, tal como gafas, caretas faciales, guantes, etc.

Aspiradoras Dentro de las actividades de mantenimiento ejecutadas en las unidades eléctricas de

los equipos de perforación con frecuencia se requiere efectuar limpieza en lugares en

los cuales se han acumulado cantidades considerables de polvo.

Si se limpia utilizando brochas ó trapos, el resultado obtenido es que generalmente el

polvo solamente cambia de lugar.

101


La mejor manera de garantizar que el polvo sea removido es la utilización de una

Aspiradora

Figura. 6.1.31. Aspiradora y accesorios

Los Aspiradoras son máquinas portátiles (Figura. 6.1.31) generalmente movidas por

un motor eléctrico, que producen un vacío (succión), el cual es aplicado a través de

una manguera, para recolectar el polvo y partículas pequeñas, depositándolas en un

recipiente interior. Invirtiendo la posición de las mangueras se utiliza como un

soplador de aire a baja presión, muy útil para desalojar el polvo de lugares de acceso

difícil.

Existe una variedad de accesorios para las aspiradoras, que permiten su utilización

en diferentes localizaciones y lugares de acceso difícil.

Siempre que se utilice una aspiradora en la limpieza de gabinetes ó unidades

eléctricas es muy importante asegurarse de que no existe el riesgo de recibir una

descarga eléctrica, efectuando las desconexiones necesarias para tal fin.

102


Sifones Para la limpieza de unidades eléctricas utilizando solventes, una de las formas más

eficientes es el “sopleteado”, esto no es más que la aplicación del solvente

pulverizado por presión de aire sobre las superficies que se desea limpiar.

Esta operación se hace con un dispositivo llamado Sifón, Figura. 6.1.32 el cual recibe

una presión de aire por medio de una manguera, esta presión es controlada por una

válvula de paso en forma de gatillo, también tiene una entrada para otra manguera

por la cual entra el solvente líquido el otro extremo de ésta manguera se introduce en

un recipiente que contiene solvente.

Figura. 6.1.32. Sifón para aplicar líquidos

Al aplicar solventes, debe tenerse cuidado de no utilizar una presión de aire

excesiva, lo cual podría ocasionar daños a los aislamientos o en su caso introducir

más la suciedad en el interior de las unidades.

Siempre que se utilice un sifón en la limpieza de gabinetes ó unidades eléctricas es

muy importante asegurarse de que no existe el riesgo de recibir una descarga

eléctrica, efectuando las desconexiones necesarias para tal fin.

Siempre que se efectúe limpieza utilizando un sifón, el personal debe usar el equipo

de protección personal idóneo, tal como gafas, caretas faciales, respiradores,

guantes, etc.

Multiplicador de torsión.

El Multiplicador de torsión es una herramienta utilizada como su nombre lo indica

para aumentar la torsión aplicada a un tornillo o una tuerca, tantas veces como lo

103


indique la placa del multiplicador. Estos se fabrican en rangos de 10:1, 12:1, 20:1 ó

más, normalmente se utiliza en conjunto con un torquímetro.

Como los torquímetros de mano de mayor rango son hasta de 600 lbs-pie, cuando se

requiere aplicar aprietes de mayores se usan los multiplicadores de torsión.

Ejemplo:

Las tuercas que sujetan las cabezas a la estructura de un motor EMD se deben

apretar a 1800 lbs-pie (2440 N-m) el multiplicador de torsión es de relación 12:1

¿Qué lectura en lbs-pie debe indicar el torquímetro?

1800 ÷ 12 = 150 lbs-pie

Cuando el torquímetro indique 150 lbs-pie la tuerca estará apretada a 1800 lbs-pie.

Figura.6.1.33 Multiplicadores de torsión.

104


Llaves hidráulicas de alta torsión (Hy Torc)

Este sistema esta compuesto de una llave accionada por un cilindro hidráulico,

mangueras de alta presión, y su unidad de potencia en la que se controla y calibra la

presión hidráulica que se aplicará al cilindro. Cada fabricante proporciona las tablas

de presión y su apriete equivalente, de tal manera que es posible que es posible

controlar con precisión aprietes de gran valor con margen de error pequeño. Estas

unidades son bastante ligeras y muy potentes por lo que se ha popularizado su uso.

Figura. 6.1.34 Aplicación de torque

105


Figuras.6.1.35. Llaves hidráulicas: Aplicación, uso y tipos

JN Series

Max. Ft. Lbs. @ 10,000 p.s.i.

Length Height Width Radial Clearance

Shaft/Rod Clearance

"Split-Head" Range

Weight with Head

JN-10 8,400 10.659" 7.014" 1.950" 5.000" 3.900" 3-3/8" to 4-5/8" 28 lbs.

JN-20 20,100 14.056" 9.117" 1.950" 7.372" 5.000" 4-5/8" to 6" 40 lbs.

JN-30 32,000 16.000" 10.446" 1.950" 8.825" 6.750" 6" to 8-1/4" 57 lbs.

Tabla. 6.1.1.Características de llaves hidráulicas de torsión

106


7.- TOMA DE LECTURAS Introducción Para verificar la operación correcta de las unidades de un equipo de perforación, se

deben monitorear constantemente ciertos valores que dan una indicación de cómo

funcionan dichas unidades, los valores que se miden con más frecuencia son:

Voltaje (Volts) de Corriente Alterna de los Generadores y Volts de Corriente

Directa de los Convertidores (SCR´S).

Corriente (Amperes) de Corriente Alterna de los Generadores y Amperes de

Corriente Directa de los Convertidores (SCR´S).

Frecuencia (Hertz ó Ciclos por Segundo) del voltaje proporcionado por los

generadores de C.A.

Potencia (Kilowatts) suministrada por los Generadores.

Temperatura (Grados) de Agua y aceite de los Motores de combustión interna.

Presión (Libras por pulgada cuadrada PSI) de aire, aceite, gases y

combustible. Para medir los valores mencionados, se utilizan instrumentos de medición

apropiados, los cuales reciben su nombre asociado con el valor de la magnitud que

miden, de la siguiente manera:

Para medir Voltaje, el instrumento utilizado es el Voltímetro.

Para medir Corriente, el instrumento utilizado es el Amperímetro.

Para medir Frecuencia, el instrumento utilizado es el Frecuencímetro.

Para medir Potencia, el instrumento utilizado es el Kilowáttmetro.

Para medir Temperatura, el instrumento utilizado es el Termómetro.

Para medir Presión, el instrumento utilizado es el Manómetro.

Por la forma en que presentan los valores en las carátulas de los instrumentos de

medición, éstos se clasifican básicamente en dos tipos: Analógicos y Digitales.

107


7.1 Instrumentos Analógicos Los instrumentos Analógicos, los cuales son utilizados con más frecuencia, están

constituidos por una carátula en la cual está impresa una escala numérica, sobre la

cual se desplaza una aguja que pivota en uno de sus extremos y cuya posición sobre

la escala indica el valor de la lectura, de manera similar a como se interpreta la hora

por la posición de las manecillas en un reloj.

Por ejemplo, la aguja en el instrumento a la izquierda en la Figura 7.1.1, indica una

lectura de 200 sobre la escala del instrumento.

Figura. 7.1.1 Instrumentos analógicos

En este instrumento, la escala inicia con cero a la izquierda y termina con 250 a la

derecha, por lo que se dice que es la Escala ó Rango del instrumento es de 0 a 250.

Como se puede ver en la carátula del instrumento tiene impresa la palabra “AC

AMPERES”,

lo que nos indica que este instrumento Figura 7.1.1Instrumentos Analógicos es un

Amperímetro de Corriente Alterna.

La descripción completa de este instrumento sería: “Amperímetro de C.A con escala

de 0 a 250”.

El instrumento a la derecha en la Figura, 7.1.1 es un Manómetro, con escala de 0 a

3000 PSI (libras por pulgada cuadrada), como se puede ver, la aguja está sobre el

cero, por lo que la lectura en este manómetro sería cero libras.

En la Figura 7.1.2 se muestran diferentes instrumentos analógicos.

108


Figura. 7.1.2 Instrumentos Analógicos

B CA

En (A), se muestra un Termómetro con escala de 50 a 300 Grados Fahrenheit.

En (B), se muestra un Voltímetro de CD con escala de 0 a 1000 Volts de CD.

En (C), se muestra un Manómetro con escala de 0 a 200 psi (libras por pulgada2).

7.2 Tomando Lecturas Al tomar una lectura en un instrumento, primero deben determinarse las unidades de

la magnitud que se va a medir, Volts, Amperes, Grados, libras/pulgada2 etc., por lo

general los instrumentos tienen una indicación relacionada con su función, ya sea en

la carátula ó en una placa de identificación próxima al instrumento, a continuación

debe determinarse el rango ó escala en la carátula del instrumento.

Figura. 7.2.1 Divisiones de las escalas

109


Las escalas en los instrumentos de medición analógicos están divididas en porciones

cuantificadas y marcadas con valores, llamadas Divisiones, en el instrumento de la

Figura 7.2.1, las Divisiones están marcadas con los valores 0, 50, 100, 150, 200 y

250.

Entre División y División existen otras particiones de menor dimensión, llamadas

Sub-divisiones, en la figura 7.2.1, entre el cero y el cincuenta hay diez sub-divisiones,

entre el cincuenta y el cien hay diez sub-divisiones, etc.

Para hacer una medición más exacta, se debe determinar el valor de cada sub-

división, el cual se obtiene dividiendo el valor de una división entre la cantidad de

sub-divisiones; en este instrumento, entre el cero y el cincuenta hay diez sub-

divisiones, por lo que si dividimos cincuenta, (valor de la División) entre diez, (número

de sub-divisiones), el resultado es cinco, por lo tanto en este instrumento, el valor de

cada sub-división es cinco.

Este cálculo para determinar el valor de una división se llama Interpolación.

Evitando lecturas erróneas

Al tomar una lectura en un instrumento analógico, es muy importante asegurarse que

el observador se coloque de frente a la aguja del instrumento, ya que si la lectura se

toma con la mirada oblicua sobre la carátula del instrumento, el ángulo de la mirada y

la separación de la aguja sobre la carátula pueden dar como resultado una lectura

errónea, el error originado por una mala posición de la persona al efectuar la lectura

se le llama Error de Paralaje.

7.3.- Instrumentos Digitales

El otro tipo de instrumentos, utilizado con menos frecuencia en los equipos de

perforación, presenta los valores en una carátula en la cual se visualiza el valor a

medir en números (Dígitos), como se muestra en la Figura 7.3.1 Estos son los

llamados instrumentos Digitales.

110


Figura. 7.3.1 Instrumento digital

La lectura en estos instrumentos es relativamente más fácil que en los analógicos, ya

que el valor se lea directamente, sin necesidad de efectuar cálculos.

Estos instrumentos Digitales, pueden utilizarse para medir valores de Voltaje (Volts),

Corriente (Amperes), Potencia (Kilowatts), Temperatura, etc.

111


ANEXO A

INDICE DE FIGURAS PÁG.

1.6.1.- Numeración de Cilindros 3

1.9.1.- Ciclo Motor Diesel 2 tiempos 6

2.1.1.- Ciclo Diesel 20

2.1.2.- Motor diesel MTU-4000 21

2.7.1.- Calibración con Vernier 34

3.4.1.- Grafico de calculo de cambio de Aceite con NBT y % Azufre 54

6.1.1: Partes de las Pinzas 77

6.1.2 Tipos de Pinzas más utilizados 78

6.1.3 Mal uso de Pinzas 79

6.1.4 Partes de un cincel. 79

6.1.5 Condiciones de cinceles 80

6.1.6 Protección anular de cinceles y uso de porta-cinceles 81

6.1.7 Partes de un desarmador 82

6.1.8 Tipos de desarmadores 82

6.1.9 Tipos de desarmadores 83

6.1.10 Sujeción incorrecta de una pieza a atornillar 84

6.1.11 Tipos de punzones 85

6.1.12 Forma correcta de utilizar un punzón 86

6.1.13 Partes de una lima y detalle interior del mango 87

6.1.14 Tipos de llaves de boca fija 89

6.1.15 Llaves de boca ajustables y sus partes 89

6.1.16 Llave con mordazas gastadas y defectos mecánicos. 90

6.1.17 Utilización correcta de llave girando hacia el operario 91

112


6.1.18 Utilizaciones correctas e incorrectas de llaves fijas 92

6.1.19 Utilización inadecuada de llaves 92

6.1.21 Utilizaciones correcta e incorrecta de llave de boca ajustable 93

6.1.20 Utilización de llaves de estrías cerradas 93

6.1.22 Partes de un martillo 94

6.1.23: Cuña introducida paralelamente y oblicuamente 94

6.1.24 Selección del tamaño, Forma de sujetar el mango 95

6.1.25 Dados de diferentes medidas y formas 97

6.1.26 Manerales para dados 98

6.1.27 Extensiones y unión universal 98

6.1.28 Extractores de tornillo de dos y tres patas 99

6.1.29 Taladros Portátiles y Brocas 100

6.1.30 Esmeriles de banco y de mano 101

6.1.31 Aspiradora y accesorios 102

6.1.32 Sifón para aplicar líquidos 103

6.1.33 Multiplicadores de torsión 104

6.1.34 Aplicación de torque 105

6.1.35 Llaves hidráulicas: Aplicación, uso y tipos 106

7.1.1 Instrumentos analógicos 108

7.1.2 Instrumentos Analógicos 109

7.2.1 Divisiones de las escalas 109

7.3.1 Instrumento digital 111

113


INDICE DE TABLAS PÁG.

1.10.1.- Origen modelo de Motores EMD 8

1.17.1.-Corrección de fallas de motores diesel 18

1.17.2.- Corrección de fallas en gobernadores de motores diesel 19

2.8.1.-Guía de torque de apriete de tornillos SAE grado 5 36

2.8.2.- Guía de torque de apriete de tornillos SAE grado 8 37

3.4.1.-Agua: Requerimientos mínimos aceptables 43

3.4.2.-Glicol Etilénico 44

3.4.3.-Glicol Propilenico 45

3.4.4.- Especificaciones Mundiales de Combustibles motores diesel 47

3.4.5.- Combustibles tipo queroseno aceptables 48

3.4.6.- Recomendaciones Combustibles destilados motores diesel 50

3.4.7.- Clasificación de aceites 51

3.4.8.- Viscosidad de los aceites de motor 55

3.4.9.- Grasa lubricante 58

3.4.10.- Lubricantes especiales 58

4.6.1.- Lubricantes y equivalencias 61

114


BIBLIOGRAFIA

1. CATERPILLAR, Manual No. LRW5119

2. MANUAL DEL ING. MECANICO 9a EDICION, MC GRAW HILL, GUGONE

A. AVALLONE, THEODORE SAUMEISTER

3. ADMINISTRACIÓN EN MANTENIMIENTO, ED, CECSA, AUT. ING.

ENRIQUE DOUNEEV

4. CATALOGO GENERAL SKF, 4000/11P, SKF

5. CONOCIMIENTOS BASICOS NIVEL 3, AUT. ING. ALFREDO ESTRADA

BARRERA, IMP

6. GOBERNADOR UG8 WOODWARD, 030046 8 SPANISH), WOODWARD

7. CATERPILLAR SISTEM, OPERATION, TESTING, ADJUSTING, Manual

No. SENR2176, CATERPILLAR

8. MANUAL DE OPERACIONES Y MANTENIMIENTO MOTOR PARA

GRUPOS ELECTRÓGENOS, SSBU6998 MAY 96, CATERPILLAR

9. MANUAL DE OPERACIONES Y MANTENIMIENTO GENERADORES Y

TABLEROS DE CONTROL SR4B, SSBU6918, 03, JUN 2001,

CATERPILLAR

10. BOMBAS TRIPLES DE LODO MANUAL DE INSTALACIÓN CUIDADO Y

OPERACIÓN, NATIONAL, OILWELL

11. MANTENIMIENTO DE RODAMIENTOS EN EQUIPOS INDUSTRIALES

MÓVILES, SM – 8 - 96 – 73118, TIMKEN

12. ROTARY DRILLING THE DRAWORKS AND THE COPOUND, FIRST

EDITION UNIT 1 LESSON 6, 2.106101, 0-88698-171-9, IADC, PETEX

13. MANUAL DE SOLDADURA, 12113, COMIMSA

14. BOMBA DE PREVENTORES KOOMEY, CATALOGO- 94-95, STEWART

AND STEVENSON

15. COMO TRATAR SU UNIÓN GIRATORIA TIPO P, BOLETÍN 1465,

NATIONAL-OILWELL,

115


16. SPECIAL INSTRUCTION, PROCEDIMIENTO DE ALINEACIÓN DE

GRUPOS ELECTRÓGENOS, 4450, CATERPILLAR

17. INSTRUCTIONS, INSTALLATION, OPERATION, MAINTENANCE, IT-214,

LIGHTNIN

18. MANUAL DEL FRENO UNIVERSAL DE DISCOS, NATIONAL-OILWELL

19. MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO, EQUIPO ES/2100

TERRESTRE, IDECO

20. NATIONAL SUPLY COMPANY, Manual No. 110 UE, NATIONAL

21. COMPOSITE CATALOGO OF OIL FIELD EQUIPMENT & SERVICES,

44TH EDITION 2000, WORLD OIL

22. TECHNICIANS GUIDE BEARINGS, TAPERED, STRAIGHT AND BALL

BEARING, INSPECTION/ANALYSIS, PREVENTIVE MAINTENANCE,

DETROIT DIESEL ALLISON

23. GENERATOR SETS, APPLICATION AND INSTALLATION GUIDE,

CATERPILLAR

24. PETROLEUM ENGINES, APPLICATION AND INSTALLATION GUIDE,

CATERPILLAR

25. MANUAL DE CONSERVACION MOTOR DIESEL MODELO 645E3,

INSTITUTO DE CAPACITACIÓN, FERROCARRILES NACIONALES DE

MÉXICO

26. MANUAL DE CONOCIMIENTOS BÁSICOS DEL MOTOR DIESEL, TOMO

III, GERARDO BARRAN LASTRA, IMP

27. MANUAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, DÉCIMO TERCERA EDICIÓN,

DONALD G. FINK / H. WAYNE BEATY, MC GRAW HILL

116

Documents

M. IV AYUDANTE DE MANTENIMIENTO MECÁNICO.pdf