Solução de problemas de compressores de parafuso: alta temperatura de descarga

1. Descrição do Problema e Escopo de Aplicação

Este manual destina-se ao diagnóstico e solução de problemas associados a altas temperaturas de descarga em compressores de parafuso. Uma temperatura de descarga elevada é um indicador crítico que pode levar ao desgaste acelerado dos componentes, à degradação do lubrificante, ao aumento do consumo de energia e, no pior dos casos, à paragem de emergência do compressor. Este manual abrange compressores de parafuso simples e duplo usados ​​em sistemas industriais de ar comprimido.

Sintomas:

• Ativação do sinal de emergência “Alta temperatura de descarga”.
• Leituras de temperatura constantemente altas no display do controlador do compressor (acima da faixa normalizada, por exemplo, >95°C).
• Redução da eficiência do compressor.
• Uma mudança na cor ou cheiro do óleo do compressor.

Classificação de gravidade:

• Crítico: A temperatura de descarga excede o valor de parada de emergência definido (por exemplo, 100-110°C), o que leva ao desligamento imediato do compressor. Requer intervenção imediata.
• Significativo: a temperatura de descarga está consistentemente acima da faixa operacional (por exemplo, 90-95°C), mas abaixo do limite de emergência. Necessita identificação urgente e eliminação da causa para evitar danos.
• Menor: A temperatura de descarga excede periodicamente ou ligeiramente a norma (por exemplo, 85-90°C). Indica os estágios iniciais de um mau funcionamento, requer monitoramento e diagnóstico proativo.

2. Precauções

ANTES DE INICIAR QUALQUER TRABALHO DE DIAGNÓSTICO OU REPARO NO EQUIPAMENTO DO COMPRESSOR, TODO O PESSOAL DEVE CUMPRIR AS REGRAS DE SEGURANÇA LISTADAS ABAIXO.

LOCKOUT/TAGOUT (LOTO): Desligue o compressor e fixe-o com o sistema LOTO de acordo com os requisitos da DSTU EN 1010-1:2004 e os procedimentos internos da empresa. Certifique-se de que todas as fontes de energia (elétrica, pneumática, hidráulica) estejam isoladas e bloqueadas.

ENERGIA ARMAZENADA: Os sistemas compressores podem conter quantidades significativas de energia armazenada (ar comprimido, óleo quente, superfícies quentes). ANTES DE DESMONTAR OU ABRIR QUALQUER CONJUNTO, certifique-se de que o sistema esteja despressurizado até a pressão atmosférica e que a temperatura tenha esfriado a um nível seguro. Use válvulas de segurança e indicadores de pressão apropriados.

EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI): Sempre use EPI apropriado ao trabalhar:

• Óculos de segurança ou máscara de proteção (EN 166).
• Luvas de proteção (resistentes ao calor e ao óleo, EN 388, EN 407).
• Roupas de proteção (roupas especiais).
• Calçado de segurança com biqueira metálica (EN ISO 20345).

SUPERFÍCIES E LÍQUIDOS QUENTES: Os compressores operam em altas temperaturas. O óleo do compressor e os elementos do sistema de refrigeração podem estar muito quentes. Deixe o equipamento esfriar antes de fazer a manutenção. Evite o contato com a pele.

PRODUTOS QUÍMICOS: alguns lubrificantes e produtos de limpeza de compressores podem ser tóxicos ou irritantes. Use EPI e siga as instruções do fabricante do material e as Fichas de Dados de Segurança de Materiais (SDS).

3. Ferramentas de diagnóstico necessárias

4. Lista de verificação de avaliação inicial

Antes de iniciar um diagnóstico detalhado, execute as seguintes ações:

5. Esquema Sistemático de Diagnóstico

1. Verificação do nível de lubrificante
   1. SE o nível de lubrificante estiver abaixo de MIN:
      • Diagnóstico: Volume insuficiente de lubrificante no sistema.
      • Causa provável: Vazamento de lubrificante, dose insuficiente no último enchimento, intervalo de substituição inadequado.
   2. SE o nível do óleo estiver normal (entre MIN e MAX):
      • Vá para o ponto 2.
2. Inspeção do refrigerador de óleo/ar
   1. SE Radiador visualmente sujo:
      • Diagnóstico: Contaminação das aletas do refrigerador na parte externa.
      • Causa provável: poeira, sujeira e cotão do ambiente.
   2. SE a inspeção externa não revelar contaminação:
      1. Meça a diferença de temperatura do óleo na entrada e na saída do resfriador (usando um pirômetro).
      2. SE queda de temperatura do óleo <10°C (em carga nominal):
         • Diagnóstico: Contaminação interna do resfriador de óleo.
         • Causa provável: Deposição de produtos de degradação de lubrificantes, fuligem.
      3. SE a queda da temperatura do óleo for ≥10°C:
         • Vá para o ponto 3.
3. Verificação da válvula termostática (termostato)
   1. Meça a temperatura do óleo antes e depois da válvula termostática (usando um pirômetro) enquanto o compressor estiver funcionando.
   2. SE a temperatura do óleo após o termostato não aumentar ou aumentar ligeiramente (por exemplo, <5°C) quando a temperatura operacional for atingida (por exemplo, >75°C na entrada do termostato):
      • Diagnóstico: Mau funcionamento da válvula termostática (permanece na posição fechada ou não abre totalmente).
      • Causa provável: Desgaste, contaminação, obstrução, falha do elemento sensível ao calor.
   3. SE o termostato funcionar corretamente (o lubrificante entra no refrigerador quando a temperatura de abertura é atingida):
      • Vá para o ponto 4.
4. Análise das condições ambientais
   1. SE a temperatura ambiente (na entrada do compressor) >40°C:
      • Diagnóstico: Superaquecimento devido à alta temperatura interna.
      • Causa provável: Ventilação insuficiente da sala do compressor, fluxos quentes de outros equipamentos.
   2. SE a temperatura ambiente estiver normal (<40°C):
      • Vá para o ponto 5.
5. Causas adicionais (se o problema persistir após a verificação dos pontos anteriores)
   1. Verificação do ventilador de resfriamento
      1. SE o ventilador não girar ou girar lentamente:
         • Diagnóstico: Ventilador de resfriamento ou sua unidade fracasso.
         • Causa provável: Enrolamento do motor aberto, falha do capacitor (para monofásico), rolamentos emperrados, falha do relé/contator.
   2. Verificação do nível de óleo flutuante
      1. SE houver espuma de óleo no visor (após parada do compressor e alívio de pressão):
         • Diagnóstico: Degradação do lubrificante ou contaminação por água/outro líquido.
         • Causa provável: irrigação excessiva, oxidação, uso de lubrificante incompatível.
   3. Verificação do separador de óleo
      1. SE a diferença de pressão no separador de óleo exceder a norma (por exemplo, >0,5 bar):
         • Diagnóstico: Obstrução do separador de óleo.
         • Causa provável: Vida útil excedida, grande quantidade de partículas sólidas no sistema.

6. Matriz de Avarias e Causas

7. Análise de causa raiz para cada mau funcionamento

7.1. Baixo nível de lubrificante

• Explicação: O volume insuficiente de lubrificante reduz sua capacidade de absorver e dissipar o calor liberado durante a compressão do ar. Além disso, o volume de lubrificante que circula pelo resfriador é reduzido, o que reduz a eficiência do resfriamento.
• Confirmação: O nível de óleo no visor ou na vareta está bem abaixo da marca mínima. Após completar o lubrificante, a temperatura de injeção se normaliza.
• Possíveis danos: Desgaste acelerado dos rolamentos, bloqueio do parafuso devido à lubrificação insuficiente, depósitos de carbono, superaquecimento e degradação do lubrificante.

7.2. Contaminação do refrigerador

• Explicação:
  • Contaminação externa: O acúmulo de poeira, sujeira, névoa de óleo e cotão nas aletas externas do trocador de calor cria uma camada isolante que impede a transferência eficiente de calor do óleo/ar para o ambiente.
  • Contaminação interna: Depósitos de produtos de oxidação de óleo, fuligem e substâncias resinosas nas paredes internas dos canais do resfriador reduzem a seção transversal de óleo/ar e reduzem a eficiência da troca de calor.
• Confirmação: Contaminação visualmente visível das aletas do radiador. O termovisor mostra diferenças significativas de temperatura na superfície do resfriador, indicando áreas com baixa troca de calor. A diferença de temperatura do óleo na entrada e na saída do resfriador é significativamente reduzida (por exemplo, <10°C).
• Possíveis danos: Aumento de carga no sistema de refrigeração, degradação do lubrificante, desgaste acelerado de vedações e rolamentos, redução da eficiência do compressor.

7.3. Mau funcionamento da válvula termostática

• Explicação: A válvula termostática é responsável por direcionar o óleo através do resfriador quando ele atinge uma determinada temperatura. Se a válvula emperrar na posição fechada ou não abrir totalmente, o óleo não será resfriado adequadamente, circulando principalmente no circuito bypass, o que levará ao aumento da temperatura de descarga.
• Confirmação: Ao operar o compressor na faixa de temperatura operacional (por exemplo, temperatura do óleo >75°C), o pirômetro mostra que a temperatura do óleo após a válvula termostática é quase igual à temperatura antes dela, ou a diferença é mínima (por exemplo, 0-2°C), e o próprio refrigerador permanece frio.
• Possíveis danos: Superaquecimento do lubrificante, perda de suas propriedades lubrificantes, danos ao bloco do parafuso, rolamentos e vedações.

7.4. Problemas de alta temperatura ambiente/ventilação

• Explicação: Os compressores são projetados para funcionar em uma determinada faixa de temperatura ambiente (geralmente até 40°C). Se a temperatura do ar que entra no compressor exceder este limite, o sistema de refrigeração não consegue dissipar o calor de forma eficaz, resultando num aumento na temperatura de descarga. A ventilação insuficiente da sala do compressor cria zonas estagnadas de ar quente que recircula através do compressor.
• Confirmação: A medição da temperatura do ar na entrada do compressor mostra um valor acima de 40°C. Um termovisor pode detectar áreas de ar quente ao redor do compressor ou em ambientes internos.
• Possíveis danos: Aumento do desgaste dos componentes devido ao superaquecimento constante, redução da vida útil do lubrificante, aumento do consumo de energia.

8. Procedimentos passo a passo para solução de problemas

8.1. Recuperação do nível de óleo

1. SEGURANÇA: Siga o procedimento LOTO. Aguarde o resfriamento completo e o alívio da pressão no sistema.

2. Determine o tipo e a especificação do óleo do compressor (consulte o manual de operação). Utilize apenas o lubrificante recomendado pelo fabricante (ISO VG de viscosidade adequada).
3. Abra o gargalo de enchimento do tanque de óleo.
4. Adicione óleo com cuidado, verificando o nível no visor ou na vareta. Encha até a marca MAX. Não encha demais.
5. Feche o gargalo de enchimento. Remova o LOTO.
6. Ligue o compressor, deixe-o funcionar por 5 a 10 minutos, desligue-o, libere novamente a pressão e verifique o nível do óleo. Se necessário, repita o reabastecimento.
7. Retome a operação normal e observe a temperatura de descarga.

8.2. Limpando o refrigerador

1. SEGURANÇA: Siga o procedimento LOTO. Aguarde o resfriamento completo e o alívio da pressão no sistema.

2. Limpeza externa:
   1. Utilizando uma escova com cerdas macias ou ar comprimido (máximo 2 bar), remova a poeira e sujeira das aletas do cooler. A direção da limpeza é oposta à direção do fluxo de ar durante a operação.
   2. Para contaminações persistentes (óleo, graxa), utilize detergentes especiais para radiadores recomendados pelo fabricante. Siga as instruções do fabricante do limpador e enxágue bem os resíduos com água sob baixa pressão.
   3. Certifique-se de que o refrigerador esteja completamente seco antes de começar.
3. Limpeza interna (se contaminação interna for confirmada):
   1. Entre em contato com o centro de serviços UNITEC-D ou especialistas. A limpeza interna geralmente requer a desmontagem do refrigerador e o uso de soluções químicas especiais ou limpeza ultrassônica.
   2. A limpeza não autorizada pode danificar o permutador de calor.
4. Retome a operação normal e observe a temperatura de descarga.

8.3. Substituição/Reparação de Válvula Termostática

1. SEGURANÇA: Siga o procedimento LOTO. Aguarde o resfriamento completo e o alívio da pressão no sistema.

2. Drene parte do lubrificante do tanque de óleo até o nível abaixo da válvula termostática (se possível, caso contrário será necessário drenar todo o volume).
3. Desconecte as tubulações da válvula termostática. Prepare um recipiente para coletar a graxa restante.
4. Desmonte a válvula termostática defeituosa.
5. Instale a nova válvula termostática, certificando-se de que as conexões estejam corretamente orientadas e apertadas com o torque especificado no manual (por exemplo, 25 Nm).
6. Conecte os dutos.
7. Complete com lubrificante até o nível requerido (item 8.1). Remova o LOTO.
8. Ligue o compressor e verifique o funcionamento do termostato monitorando as temperaturas antes e depois dele.

8.4. Otimização da ventilação e temperatura ambiente

1. Verifique o funcionamento dos ventiladores de exaustão e alimentação da sala do compressor. Garantir a sua operação contínua.
2. Elimine fontes de radiação de calor próximas à entrada de ar do compressor.
3. Verifique e limpe os filtros de entrada de ar da sala do compressor .
4. Garanta volume de ar fornecido suficiente para a sala do compressor. O volume de entrada recomendado não deve ser inferior ao volume total de ar retirado dos compressores e sistemas de ventilação, levando em consideração a reserva.
5. Instale defletores ou dutos para direcionar o ar quente do compressor diretamente para o exterior, evitando sua recirculação.
6. Certifique-se de que a temperatura do ar na entrada do compressor não exceda 40°C. Se isso não for possível, considere a instalação de um sistema de refrigeração de ar adicional.
7. Retome a operação normal e observe a temperatura de descarga.

9. Medidas Preventivas

10. Peças sobressalentes e componentes

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11. Links

• Normas:
  • DSTU ISO 8573-1:2018 "Ar comprimido. Parte 1. Poluentes e classes de pureza".
  • DSTU EN 1010-1:2004 "Segurança de máquinas. Requisitos de segurança para o projeto e construção de máquinas de impressão e máquinas para processamento de papel. Parte 1. Requisitos gerais".
  • ISO 1217:2009 "Medição de desempenho de compressores rotativos de deslocamento positivo".
  • EN 60204-1:2018 "Segurança de máquinas. Equipamento elétrico de máquinas. Parte 1. Requisitos gerais".
• Manuais OEM: Consulte o manual de operação e manutenção fornecido pelo fabricante do seu compressor específico (por exemplo, Atlas Copco, Kaeser, Ingersoll Rand).
• Manuais complementares da UNITEC:
  • Noções básicas de manutenção de compressores
  • Análise de Lubrificante em Compressores
  • Ventilação de salas de compressores