USCG implementa tecnología de mano para pruebas de aceite a bordo

El ingeniero de cortadores recibe resultados inmediatos de análisis de aceite (Foto cortesía de USCG)

El dispositivo de mano FluidScan solo requiere una sola gota de aceite para la prueba (Foto cortesía de USCG)

Informe de tendencia del software del administrador FluidScan (Foto cortesía de USCG)

SpectroTrack proporciona una visión general de los resultados de análisis de aceite para la flota de USCG (Foto cortesía de USCG)

La vista de nivel de nave proporciona acceso a los resultados de varios equipos (Foto cortesía de USCG)

Resultados detallados sobre el servicio de envío de generador diesel (Foto cortesía de USCG)

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Con el lema de Always Ready, la Guardia Costera de los Estados Unidos (USCG) tiene 11 misiones especificadas por ley, incluida la prohibición de drogas y migrantes; puertos, cursos de agua y seguridad costera; patrullas de pesca; búsqueda y rescate; y defensa nacional. Las naves más nuevas de la USCG, incluidas 22 Fast Response Cutters (FRCs), recientemente ingresaron al servicio con 36 más en orden y seis nuevos National Security Cutters (NSC) con dos más en proceso de construcción. El análisis del aceite juega un papel crítico en la preparación de la misión de estos nuevos cortadores al alertar a los ingenieros de corte sobre los problemas que tienen el potencial de dañar los equipos vitales y ayudarlos a desplegar de manera eficiente los recursos escasos en las actividades críticas de mantenimiento.

El enfoque tradicional para el análisis de aceite es enviar muestras a un laboratorio central, que requiere días antes de que se reciban los resultados. En los FRC y NSC, USCG ha implementado el uso de analizadores de aceite manuales para monitorear regularmente el estado del lubricante en los motores diesel y otros equipos vitales. "Los nuevos analizadores a bordo se usan para detectar problemas de calidad del aceite y evitar daños potenciales al equipo, evitar cambios innecesarios de aceite y realizar cambios de aceite en función de las condiciones reales", dijo Edgardo Guevara, Gerente del Programa de Lubricación de la USCG. "Una condición anormal detectada por el analizador a bordo alerta a los ingenieros para que realicen acciones correctivas y envíen la muestra de aceite a nuestro laboratorio petrolero contratado para un análisis completo de aceite y desgaste.

Análisis de aceite a bordo utilizado en nuevos cortadores
El nombre de los héroes alistados de la Guardia Costera, los FRC de 154 pies de largo están reemplazando a los viejos patrulleros de las Islas. Los FRC cuentan con equipos avanzados de comando, control, comunicaciones, computadoras, inteligencia, vigilancia y reconocimiento; sobre el despliegue del barco del cortador del horizonte para alcanzar los recipientes de interés; y mejor habitabilidad y vida marina. Los NSC de 418 pies de largo abordan la necesidad de cortadores de patrullaje en alta mar con el manejo marino, la habitabilidad, la resistencia y los avances tecnológicos necesarios para servir como centros de comando y control en los entornos marítimos más exigentes. El análisis de aceite a bordo también se usa en dos rompehielos polares.

Antes de 2012, USCG no contaba con un programa centralizado de análisis y análisis de laboratorio de petróleo. Los cortadores enviaron muestras de petróleo al Laboratorio de Análisis de Aceite (NOAP) o al Programa Conjunto de Análisis de Aceite (JOAP), laboratorios de fabricantes de motores y otros laboratorios comerciales locales. "Por lo general, pasaron semanas después de que las muestras se tomaron para obtener resultados, a menudo demasiado tarde para que los ingenieros de corte tomen medidas correctivas", dijo Guevara. "No hubo requisitos de prueba estandarizados para los diferentes componentes y los resultados de las pruebas permanecieron en los diferentes laboratorios donde se realizaron las pruebas de aceite. Algunos informes no proporcionan análisis o recomendaciones. Las pruebas de aceite a bordo se limitaron a pruebas de viscosidad en motores diesel principales utilizando viscosímetros de bola descendente. La mayoría de los cortadores realizan cambios en el aceite del motor en función de los cronogramas de tiempo que van de cada 500 a 1000 horas en los motores principales y de 250 a 500 horas en los generadores diesel de servicio marítimo (SSDG) ".

Selección y validación de analizadores a bordo
Casi al mismo tiempo que Guevara se unió a la USCG en 2011, el fabricante del motor para los FRC declaró que se requería una unidad de prueba a bordo para controlar el aceite en los motores principales. Además, los NSC requieren una unidad de prueba a bordo para monitorear el aceite en los motores principales. "La Oficina de Proyectos estaba considerando el uso de kits tradicionales de una prueba a la vez que dependen de los productos químicos y reactivos para realizar análisis de aceite", dijo Guevara. "Me preocupaba la cantidad de tiempo requerida para realizar las pruebas y la posibilidad de resultados inexactos porque dependen de usar la cantidad correcta de aceite y productos químicos y la condición del kit de prueba. Recomendé el monitor portátil Spectro FluidScan y el viscómetro portátil MiniVisc 3000 como una mejor alternativa porque proporcionan resultados en mucho menos tiempo que los kits químicos y ofrecen resultados consistentes comparables a los laboratorios centrales sin ser sensibles a las habilidades del operador. La Oficina de Proyectos siguió mi recomendación e implementó el uso del combo FluidScan y MiniVisc 3000 a bordo de los FRC. En 2012, tres NSC ya usaban el equipo de prueba que usa productos químicos y reactivos de prueba para pruebas a bordo y después de una prueba de prueba exitosa de la unidad combinada FluidScan y MiniVisc 3000 a bordo de uno de los NSC, el gerente de línea de producto aprobó el cambio al combo unidad."

El FluidScan es un espectrómetro infrarrojo robusto que mide un rango de parámetros clave de la condición del aceite, incluyendo el número de ácido total (TAN), número de base total (TBN), oxidación, nitración, sulfatación, agotamiento de aditivos, lubricante incorrecto, agua, glicol, hollín , glicerina y FAME en biodiésel en lubricantes y fluidos sintéticos y a base de petróleo. El monitor portátil proporciona reproducibilidad y repetibilidad comparable a un método de espectroscopía infrarroja de transformada de Fourier (FTIR) de sobremesa ASTM E2412. El MiniVisc 3000 es un instrumento portátil fácil de usar que funciona con baterías y que determina la viscosidad cinemática en el campo sin necesidad de solventes, controles de densidad ni termómetros. El diseño de celdas divididas proporciona precisión +/- 3 por ciento de desviación estándar a los estándares de viscosidad del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST).

Guevara validó que los instrumentos FluidScan y MiniVisc 3000 podrían cumplir con los requisitos técnicos para el uso a bordo tal como se especifica en la Norma Técnica 262 de USCG - Aceites y Sistemas Lubricantes, Pruebas y Análisis. Creó un protocolo para ingenieros en las dos nuevas clases de cortadores para probar equipos vitales de forma regular. El FluidScan también se usa según sea necesario como un dispositivo de solución de problemas para monitorear la contaminación del agua en otros aceites lubricantes.

Guevara reconoció la necesidad de que la USCG mantenga un control total de sus datos de análisis de aceite del laboratorio centralizado y de los analizadores a bordo de los cortadores a través de una base de datos basada en la web. Después de dos años de investigación, seleccionó el software SpectroTrack IMS (sistema de gestión de la información) como la base de datos para archivar estos datos. Los ingenieros podrán ver los resultados en un navegador y tomar decisiones sobre cuándo realizar cambios de aceite y otras actividades de mantenimiento en función de las condiciones reales del aceite y el equipo.

El proceso de aprobación para el software SpectroTrack IMS comenzó en noviembre de 2014 y ha completado la fase posterior a la validación. El objetivo de la USCG en un futuro próximo es tener la capacidad de cargar los datos de prueba de la unidad FluidScan a la base de datos SpectroTrack mediante el cortador que usa las unidades. La base de datos SpectroTrack contiene alrededor de 13,000 resultados de pruebas de muestras del laboratorio centralizado hasta la fecha. La base de datos no se está implementando actualmente para su uso en toda la flota hasta que haya obtenido la aprobación de CROP de USCG.

Mejora de la preparación para la misión y ahorro de costos
"A través del programa centralizado de pruebas de aceite y el uso de analizadores a bordo, USCG ahora posee propiedad y visibilidad completa de todos los datos de prueba por primera vez", dijo Guevara. "Tenemos plena confianza en nuestros datos, lo que hace posible tomar decisiones que mejoren la preparación de nuestra misión y ahorren dinero en cambios y mantenimiento de aceite innecesarios. En varios casos, los analizadores a bordo han identificado problemas potenciales para que puedan corregirse antes de que se dañe el equipo, lo que habría requerido costosas reparaciones y potencialmente podría haber dejado sin efecto a los cortadores. Utilizando las unidades combinadas FluidScan y MiniVisc 3000, los ingenieros a bordo de los NSC pueden monitorear de cerca el aumento del contenido de hollín en el aceite del motor a medida que se mueve hacia el límite donde se requiere un cambio de aceite. El FluidScan también se utiliza como un dispositivo de solución de problemas para controlar el ingreso de agua en los engranajes de reducción ".

Guevara dijo que los ahorros de costos asociados con el análisis de aceite a bordo también han sido sustanciales. "Descubrimos que al monitorear el estado del aceite en los motores principales de NSC, pudimos aumentar el intervalo de cambio de aceite de 500 horas a 1000 horas según las condiciones reales del aceite, eliminando dos cambios de aceite por motor por año, lo que ahorrará cada cortador cuesta alrededor de $ 10,000 por año en costos de cambio y eliminación de aceite y también reduce el tiempo de inactividad. Ahora estamos revisando nuestra política de cambio de aceite en los generadores diesel de servicio de barco de los FRC (SSDG) para extender el intervalo de 250 horas a 500 horas o según lo determinen los resultados del análisis de aceite ".