Introducción
Hay distintos tratamientos superficiales que se emplean en la producción de componentes de máquinas, para mejorar las características y la durabilidad de las superficies de trabajo. Estas se desgastan por el uso y por las altas cargas, entonces se compromete la confiabilidad de la máquina y se hace inminente el fin de la vida útil de estos elementos.
Desde el año 2005 está disponible para la industria un tratamiento superficial que se puede aplicar a las máquinas mientras están en operación y que recubre las zonas desgastadas alargando así la vida útil de las mismas. Rewitec Nano-coating es ese producto, el cual ha sido ganador del primer premio a la economía en Alemania en el año 2008 por sus grandes beneficios aportados a la industria. Igualmente, ha sido catalogado dentro de las cinco mejores innovaciones aplicadas a la industria eólica. En este documento se analizan las aplicaciones típicas, los resultados obtenidos en casos seleccionados en diferentes máquinas y los beneficios para quienes adoptan este tratamiento superficial.
Los desafíos que enfrentan las industrias
Los desafíos que enfrentan las industrias
Hoy en día, las necesidades de mayor productividad en la industria manufacturera, en la industria de maquinaria pesada y en el transporte, se traducen en mayores demandas de los bienes de producción. Estos operan con exigencias tales como mayores cargas mecánicas, mayores temperaturas de funcionamiento y altas velocidades. Estas nuevas condiciones plantean mayores desafíos en confiabilidad de la maquinaria, en vida útil, en tiempo de funcionamiento y en mantenibilidad. Además, hay que considerar aspectos tan importantes como: consumo de energía, condiciones de marcha y aspectos ambientales, entre otros.
La mayoría de los componentes de máquinas modernas han tenido tratamientos superficiales para que puedan aceptar cargas superiores y tener mayor durabilidad. Los más comunes son los tratamientos térmicos, procesos de deposición física y recubrimientos termo-químicos. Cuando el tratamiento superficial se desgasta, ninguno de estos procesos se puede re-aplicar, dado que significaría desmontar las partes y enviarlas a un centro especial. Por esta razón, una vez que la capa superficial tratada se desgasta, el metal base queda expuesto a desgaste exponencial que resulta en el costoso cambio de las partes.
La extensión de la vida útil de la maquinaria
Cuando las máquinas enfrentan los desafíos mencionados arriba, es ahora posible re-aplicar una nueva tecnología de tratamiento superficial patentada por Rewitec. Se trata de un recubrimiento metal-cerámico en las superficies de carga que se aplica mientras la máquina se encuentra en plena producción. Este recubrimiento innovador abre nuevas posibilidades a la confiabilidad de la planta extendiendo la vida útil de la maquinaria y protegiéndola de nuevo desgaste. Rewitec Nanocoaoting, como se conoce comercialmente este recubrimiento, logra mejoras de los parámetros de funcionamiento más allá de lo que puede ofrecer una buena lubricación. Los componentes activos de esta tecnología consisten en iones de silicato sintetizados que se difunden en superficies metálicas usando la energía de rozamiento. Este proceso de revestimiento se realiza con sólo añadir el tratamiento al lubricante que lleva las partículas activas a las áreas donde el metal está expuesto a cargas.
Debido al calor generado por fricción y carga, los componentes activos son absorbidos químicamente para formar compuestos metal-cerámicos que llenan los poros, fisuras y rugosidad de la superficie y forman una fuerte capa protectora. El proceso se completa en pocos días y deja una capa lisa, sólida, resistente a la abrasión y con propiedades tribológicas mejoradas. LA tecnología genera superficies optimizadas en todos los metales encontrados en los diferentes elementos de máquinas tales como el hierro, bronce, aluminio, Babbitt, etc. El revestimiento dura algunos años y puede volver a aplicarse para la protección permanente de los principales equipos de producción.
La tecnología Rewitec fue confirmada por varios institutos de investigación y universidades. Su introducción en el mercado ha sido apoyada con estudios de casos que confirman el éxito de este innovador revestimiento en diversas aplicaciones.
Mayor eficiencia mediante el tratamiento Rewitec
El tratamiento superficial desarrollado por Rewitec ha abierto nuevas oportunidades para la superación de los desafíos mencionados anteriormente de confiabilidad y mantenimiento industrial. La vida útil de las máquinas puede ser considerablemente mayor, dando mayor confiabilidad, aumento del tiempo de operación, extensión de intervalos de mantenimiento y aumento de eficiencia en el uso de energía.
Beneficios para Motores
La mayor parte de la investigación inicial y aplicaciones posteriores se enfocaron en motores de combustión interna. Los primeros en estar interesados en esta tecnología fue el transporte marítimo debido a que sus grandes motores de propulsión principal en los buques tienen mayores exigencias de confiabilidad así como también los equipos auxiliares tales como moto-generadores. Cuando las superficies bajo desgaste se recubrieron con Rewitec los resultados fueron notorios. Rewitec duplicó la vida útil de las máquinas mediante la eliminación del desgaste, resistencia a la abrasión, y reducción el desgaste.
Un revestimiento visible, duro y suave se aprecia en todas las áreas bajo carga.
Uno de los primeros usuarios fue Hapag Lloyd, una de las cinco principales empresas de transporte marítimo. Rewitec se aplica a varios de sus motores de propulsión de 6000 HP a 10000 HP. Ellos experimentaron la extensión de la vida en servicio y evitaron tiempo de paradas, con ahorro de costos del orden de los 7 dígitos. Beneficios adicionales documentados fueron 30% menos de consumo de aceite, reparación de cilindros rayados y cojinetes, y hasta un 15% de recuperación de la pérdida de potencia en los motores auxiliares usados.
Otro pionero fueron los Ferrocarriles Suizos que aplicó Rewitec en sus locomotoras. Después de 18 meses de funcionamiento con Rewitec, se constató que los parámetros de funcionamiento de los motores revestidos mejoraron y se mantuvieron así por un período muy largo, incluyendo menor vibración y un andar más tranquilo en comparación con los motores que tuvieron un overhaul. Resultados de la eficacia de Rewitec no se limitan a los motores industriales; estudios también han mostrado resultados alentadores en automóviles:
• Menor consumo-una reducción de 7-11%.
• Mayor potencia-aumento de 5%.
• Menores vibraciones, reducidas a la mitad.
• Emisiones más limpias y reducción de partículas de hasta 63%.
Hoy en día, más de la mitad de los tratamientos de superficie Rewitec se aplican en los motores de los buques de transporte marítimo, en camiones para el transporte y la minería, y en los automóviles.
Beneficios para Engranajes
La segunda más grande es la aplicación es en engranajes. Estos se ven afectados principalmente por el fuerte desgaste, picaduras, desgaste adhesivo y otros daños superficiales comúnes en flancos de diente y en rodamientos.
La minas subterráneas de potasio para fertilizantes fueron los primeros en adoptar Rewitec a engranajes de grandes trituradoras y pelletizadoras. En un caso documentado, un gran reductor de Kali&Salz muy dañado fue revestido con Rewitec y gracias a este tratamiento pudo continuar en servicio durante un año hasta que la nueva caja reductora fue entregada. En otra aplicación de Rewitec a reductores de molinos de piedra en una mina, la temperatura disminuyó en un 10% luego de sólo unas semanas y se mantuvo en esas condiciones incluso con mayor producción. En el siguiente cuadro se muestra la temperatura de las mediciones antes y después de la aplicación.
En América del Norte, la primera aplicación documentada de Rewitec fue en Propex Fabrics, un gran productor de tejidos de polipropileno. Ellos aplicaron Rewitec en los engranajes de una serie de telares, que tenían un promedio de vida útil de 6 a 8 semanas. Estos engranajes tienen una corta vida debido a la gran carga que se requieren para operar hilo grueso de PP. Después que las superficies fueron tratados con Rewitec, los engranajes siguieron operando durante más de 18 meses sin necesidad de mantenimiento, con grandes beneficios en la confiabilidad y el costos de mantenimiento.
Desde entonces, muchas aplicaciones en engranajes de todos los tamaños tuvieron mucho éxito en la reducción de amperaje y temperaturas (como se muestra a continuación de una planta mezcladora de azulejos y baldosas), así como la vibración y el ruido. Lo que es más importante, se evitaron los progresivos daños en las superficies y se amplió la vida útil de los engranajes.
Igualmente la aplicación ha sido exitosa en reductores simetros de alta potencia aplicados a la industria del cemento.
Engranajes abiertos en la industria del cemento, el azúcar, y el papel también experimentaron buenos resultados después del tratamiento con Rewitec. El costo del tratamiento fue de tan sólo una fracción del costo de la sustitución de los engranajes.
Engranajes abiertos en la industria del cemento, el azúcar, y el papel también experimentaron buenos resultados después del tratamiento con Rewitec. El costo del tratamiento fue de tan sólo una fracción del costo de la sustitución de los engranajes.
Superficie antes de Rewitec aumentada
Misma superficie revestida. Nótese el cambio dramático en la rugosidad superficial
Beneficios en otro tipo de maquinaria
El tratamiento de superficies con Rewitec también fue aplicado en muchos otros sistemas, como los compresores alternativos de aire y de amoníaco, sistemas hidráulicos, bombas de vacío y compresores de tornillo.
Una planta de botellas de un gran fabricante de vidrio en México aplicó Rewitec a una bomba de vacío (Sullair VS-32 124ac, 102 amperios, 125HP) que presentaba vibraciones tan fuertes que el indicador de presión no se podía leer. Más tarde, el gerente de mantenimiento explicó, “La bomba de vacío sigue funcionando a pesar de que pensábamos que era necesaria la sustitución inmediata. Después de dos días de la aplicación del revestimiento Rewitec, entré en el cuarto de compresores, y vi que aún en funcionamiento, el indicador de presión estaba quieto sin vibrar como antes. La bomba Sullair tiene ahora una operación tranquila y una mayor fuerza operativa". Rewitec se aplicó entonces a un compresor de tornillo rotativo (Ingersoll Rand, el 350 Amp, 600hp). En cuatro semanas, el toma de energía mejoró casi un 7% y está operando con menores vibraciones y ruido al mismo nivel de compresión.
En otro estudio, tres compresores de aire Sauer WP en Hapag Lloyd fueron tratados con Rewitec mientras que estaban en operación. Junto con la mejora de las condiciones de funcionamiento tales como: reducción de la utilización de la energía, disminución de la temperatura de aceite y mayor eficiencia, las necesidades de mantenimiento se redujeron significativamente. El tratamiento extendió el mantenimiento de las solapas de válvulas de 6 meses a 2 años.
Limitaciones de Rewitec
Aunque Rewitec ha tenido enorme éxito en la mayoría de los mecanismos y las aplicaciones, existen ciertas limitaciones. En máquinas con filtros finos o con sistemas centrífugos de filtración, por ejemplo, esta tecnología sólo puede aplicarse por derivación (by-pass) o eliminación del filtro durante el proceso de revestimiento. Además, esta tecnología fue lenta para mostrar resultados en equipos que utilizan aceites que contienen sólidos, como el grafito, teflón, y bisulfuro de molibdeno. Por último, la aplicación de Rewitec tiene limitaciones de costo en sistemas con grandes cantidades de aceite con pequeñas superficies a cubrir, tales como los sistemas hidráulicos.
Resumen
En este trabajo se presentan algunos estudios de caso que muestran una nueva manera de reducir la necesidad de piezas de repuesto, garantizar la productividad y aumentar el tiempo de actividad. Estos resultados se han confirmado en una amplia gama de máquinas incluyendo los motores de propulsión, los motores de las locomotoras, cajas de cambio de todo tipo, compresores y bombas de vacío.
Este innovador tratamiento de la superficie produce resultados positivos en la fiabilidad de la planta. Al mejorar el equipo desgastado, abre nuevos caminos para repensar las prácticas de mantenimiento y cambio de la forma de enfrentar el envejecimiento de la maquinaria. El tratamiento ofrece una sencilla solución para diversos problemas en una amplia gama de equipos o simplemente crea una oportunidad de ganar productividad, mejorar la fiabilidad y menor mantenimiento. La pronta aplicación del tratamiento de superficie Rewitec garantiza el óptimo rendimiento de la maquinaria durante un largo período de tiempo, mediante la extensión de la vida de servicio, el aumento de las cargas y la capacidad de producción.
