Diagnóstico e eliminação de alta temperatura de descarga do compressor de parafuso

Technical analysis: Troubleshooting screw compressor high discharge temperature: oil level, cooler fouling, thermostat f

Diagnóstico e eliminação de alta temperatura de descarga do compressor de parafuso

1. Descrição do problema e âmbito de aplicação

Este manual destina-se a engenheiros de campo e especialistas em serviços técnicos de empresas industriais ucranianas. Abrange o diagnóstico sistemático e a solução de problemas de temperaturas críticas de descarga de óleo-ar em compressores de parafuso cheios de óleo.

Equipamentos a serem reparados: Compressores industriais de parafuso a óleo de 15 a 315 kW com refrigeração a ar e água.

Classificação de criticidade:

  • Crítico (parada de emergência): A temperatura de descarga excede 105°C. A ameaça de coqueificação do petróleo, destruição das vedações do bloco roscado e travamento dos rotores.
  • Grande (Aviso): A temperatura de descarga é de 98°C a 104°C. É necessária intervenção imediata durante uma parada programada.
  • Pequeno: A temperatura é de 90°C a 97°C em condições ambientais normais. Requer monitoramento e verificação da limpeza dos trocadores de calor.

2. Precauções

CUIDADO! SEGURANÇA ANTES DE TUDO!

Bloqueio/Etiquetagem (LOTO): Antes de realizar qualquer trabalho nos circuitos de refrigeração ou lubrificação, desligue completamente a alimentação do compressor no quadro principal e instale cadeados (LOTO). Certifique-se de que não haja carga elétrica residual nos conversores de frequência e nos capacitores.

Economia de energia sob pressão: O sistema de óleo e o circuito pneumático estão sob pressão de até 10-13 bar. É proibido abrir o bujão do tanque de óleo ou a conexão até que a pressão no sistema seja completamente redefinida para 0,0 bar conforme o manômetro.

Superfícies quentes: A temperatura dos elementos do resfriador de óleo e dos alojamentos do bloco de parafusos atinge 100°C ou mais. Utilize equipamentos de proteção individual (EPI): luvas resistentes ao calor, óculos de segurança e macacão.

Perigo químico: O óleo de compressor usado irrita a pele e os olhos. Evite o contato com óleo quente e use luvas resistentes a óleo ao fazer a manutenção dos filtros.

3. Ferramentas de diagnóstico necessárias

Nome da ferramenta Especificação/Modelo Faixa de medição Objetivo
Multímetro digital Fluke 87V ou equivalente (True RMS) 0 – 1000 V CA/CC, 0 – 50 MΩ, 0 – 400 mA Verificação de sensores de temperatura (Pt100/Pt1000), circuitos de controle e potência.
Termovisor Fluke Ti401PRO/Testo 883 -20°C ... +650°C (sensibilidade < 0,05°C) Detecção de zonas de entupimento do radiador, travamento do termostato e superaquecimento dos mancais.
Manômetro diferencial DT-8890 ou similar 0 – 2 bar (precisão ±0,3%) Medição de queda de pressão em filtros de óleo e ar, separador de óleo.
Anemômetro / medidor de vazão Testo 410-2 0,4 - 20 m/s, -10 ... +50°C Controle do fluxo volumétrico de ar de resfriamento na sala do compressor.
Tacômetro laser / estroboscópio Letra 465 1 - 99.999 rpm Verificando a velocidade de rotação do ventilador de resfriamento e acionamento por correia.

4. Lista de verificação da avaliação inicial

Parâmetro a ser verificado Valor normal Valor limite (Alarme) Valor real
Pressão operacional no sistema 7,0 - 8,5 barras > 10,0 bar (sobrecarga) [ ] Registro: ______ barra
Nível de óleo no tanque de óleo Centro do vidro de inspeção (estado quente) Abaixo do mínimo ou copo cheio [ ] Status do registro: ______
Temperatura ambiente +5°C ... +35°C > +40°C ou < +2°C [ ] Anote: ______ °C
Temperatura de injeção (na saída da unidade) 75°C – 92°C > 105°C (parada de emergência) [ ] Anote: ______ °C
Queda de pressão no filtro de óleo <0,8bar > 1,5 barras [ ] Registro: ______ barra
Queda de pressão no separador de óleo <0,5bar > 1,0 barra [ ] Registro: ______ barra

5. Diagrama de blocos sistemático de diagnóstico

  1. Sintoma: Alta temperatura de injeção (> 100°C)
    • Verifique o nível e a condição do óleo no tanque de óleo.
      • SE o nível estiver baixo → Causa A (óleo insuficiente/vazamento). Adicione óleo e verifique se há vazamentos no sistema.
      • SE o nível estiver normal ou excedido → Verifique o regime de temperatura do radiador usando um termovisor.
    • Verifique a diferença de temperatura na entrada e saída do resfriador de óleo (radiador).
      • SE a diferença de temperatura for inferior a 10°C (o radiador estiver frio ou uniformemente quente) → Causa B (contaminação do trocador de calor ou mau funcionamento do termostato). Execute o procedimento de verificação da válvula termostática.
      • SE o radiador estiver quente em toda a área, mas a temperatura de descarga for alta → Verifique a ventilação do ambiente e o estado das aletas do radiador.
    • Verifique a condição do fluxo de ar e as condições ambientais.
      • SE a temperatura ambiente for > 40°C ou filtros de ar ambiente entupidos → Causa B (fatores de temperatura externa e troca de ar insuficiente). Limpe os filtros, organize a ventilação forçada de acordo com EN 378.
      • SE a ventilação estiver normal → Verifique a qualidade e a idade do óleo do compressor.

6. Matriz de avarias e causas

Sintoma Causas prováveis (por probabilidade) Teste de diagnóstico Resultado esperado ao confirmar a causa
Um aumento acentuado da temperatura para 105°C em 10-15 minutos após o início 1. Bloqueio da válvula termostática na posição fechada
2. Nível de óleo criticamente baixo
Meça a temperatura do tubo de derivação antes e depois do termostato com um pirômetro ou termovisor. O tubo do radiador permanece frio e o bypass está quente. O óleo passa pelo refrigerador.
Aumento gradual da temperatura ao longo de semanas/meses 1. Contaminação externa ou interna do resfriador de óleo
2. Degradação (envelhecimento) do lubrificante
Avalie a diferença de temperatura no resfriador e verifique a viscosidade cinemática do óleo. Delta de temperatura no radiador < 5°C. A presença de incrustações (para água) ou poeira/gordura (para ar).
A alta temperatura é acompanhada por ativação frequente de proteção no verão 1. Ventilação insuficiente do compressor
2. Filtros de ar da câmera entupidos
Use um anemômetro para medir a velocidade do fluxo de ar através dos dutos e a temperatura do ambiente. A temperatura interior é 15°C superior à temperatura exterior e o consumo de ar é inferior ao calculado.
Alta temperatura de injeção + aumento do consumo de corrente pelo motor 1. Pressão excessiva na rede (> 10 bar)
2. Desgaste dos rolamentos do bloco de parafuso
Verifique o manômetro de injeção e realize a análise espectral da vibração do bloco (ISO 10816-3). A vibração na caixa do rolamento excede 4,5 mm/s (zona C/D). A pressão está definida acima da nominal.

7. Análise das causas raízes de cada mau funcionamento

A. Falha da válvula termostática

Por que isso acontece: O elemento termostático (com enchimento de cera) perde suas propriedades devido à operação prolongada sob altas cargas cíclicas ou devido a depósitos de lama/verniz no óleo. Como resultado, a válvula permanece travada na posição “bypass”, direcionando todo o óleo quente diretamente de volta para o bloco de parafuso.

Como confirmar: Registre a distribuição de temperatura no corpo da válvula termostática usando um termovisor. Se a temperatura da linha de recirculação estiver alta e a linha para o resfriador de óleo permanecer baixa quando o óleo atingir a temperatura de abertura (normalmente 70-75°C), o termostato está com defeito.

Consequências: Rápida coqueificação do óleo, formação de depósitos de verniz nas fendas do rotor parafuso, acionamento do sensor de temperatura de emergência (105°C) e parada do compressor.

B. Contaminação do radiador de óleo (radiador)

Por que isso acontece: O ar de admissão contém poeira, impurezas semelhantes a névoa de óleo ou fibras que se depositam nas aletas do refrigerador de ar. Nos refrigeradores de água, formam-se incrustações minerais (carbonatos de cálcio e magnésio) na superfície interna dos tubos devido à dureza da água técnica.

Como confirmar: estime a eficiência da troca de calor usando a fórmula delta de temperatura. Para radiadores de ar — inspeção visual das lamelas através de janelas de serviço utilizando iluminação portátil.

Consequências: Uma diminuição na eficiência térmica leva ao superaquecimento constante do lubrificante, uma diminuição na sua viscosidade, uma queda na lubricidade e desgaste acelerado dos rolamentos/rolamentos no bloco do parafuso.

B. Troca de ar insuficiente e alta temperatura ambiente

Por que isso acontece: Cálculo incorreto da alimentação e exaustão da estação de compressão ou ausência de dutos de ar quente para a rua. No verão, a temperatura ambiente pode ultrapassar 40°C, o que exclui a troca normal de calor.

Como confirmar: compare a temperatura do ar na entrada do compressor com a temperatura ambiente. Registre a diminuição da produtividade e o aumento da temperatura de injeção durante o dia.

Consequências: Operação do equipamento no limite dos limites de temperatura, parada de emergência frequente, redução significativa da vida útil dos componentes eletrônicos e contatores do gabinete de controle.

8. Procedimentos passo a passo para solução de problemas

Procedimento 1: Substitua ou repare o elemento termostático

  1. Execute o procedimento LOTO: desligue a alimentação do compressor, redefina a pressão residual no tanque de óleo para 0 bar.
  2. Deixe a unidade esfriar até uma temperatura segura (< 40°C).
  3. Remova a tampa do corpo da válvula termostática desaparafusando os parafusos de fixação.
  4. Remova o anel de retenção e o elemento termostático antigo junto com os O-rings.
  5. Limpe completamente a cavidade interna da caixa contra resíduos e depósitos de óleo usando um desengordurante.
  6. Instale um novo elemento termostático original (conforme especificação do fabricante) e novos O-rings, lubrificando-os levemente com óleo de compressor limpo.
  7. Monte o nó na ordem inversa. Aperte os parafusos da tampa em um padrão cruzado de acordo com a especificação do OEM (normalmente 25-35 N·m para roscas M8).
  8. Ligue o compressor em modo inativo e verifique o aperto das conexões e o aquecimento das linhas de refrigeração.

Procedimento 2: Limpeza do resfriador de óleo (externo e interno)

  1. Para refrigeradores de ar:
    • Desenergize o compressor (LOTO). Desmonte as tampas protetoras para acessar a superfície do radiador.
    • Remova poeira seca e fiapos com ar comprimido de baixa pressão (até 3 bar), soprando na direção oposta ao fluxo de ar normal.
    • Se houver manchas de gordura, aplique uma solução especial de limpeza industrial (pH neutro, segura para alumínio). Deixe por 10-15 minutos.
    • Lave a sujeira com jato de água sob pressão moderada (não superior a 5 bar, para não entortar as finas lamelas do radiador de alumínio). Evite molhar motores elétricos e terminais.
  2. Para radiadores de água (placa ou carcaça e tubo):
    • Desconecte as linhas de água fechando a válvula de corte.
    • Conecte uma estação móvel de lavagem química (CIP) com uma solução inibidora de incrustações (uma base ácida fraca à base de ácido sulfâmico ou cítrico).
    • Circule a solução por 2 a 4 horas a uma temperatura de 40 a 50°C.
    • Lave o sistema com água limpa até que o pH da água de origem seja neutro.
  3. Verificação após reparo: execute um teste. O delta de temperatura no refrigerador deve ser de pelo menos 15-22°C durante carga total.

9. Medidas preventivas

A causa raiz Estratégia de prevenção Método de monitoramento Intervalo recomendado
Contaminação do radiador Sopro regular com ar comprimido e lavagem das lamelas com meios especiais. Controle da diferença de temperatura na entrada/saída do resfriador de óleo. Mensalmente (ou a cada 500 horas)
Desgaste do termostato Substituição programada do elemento termostático juntamente com o lubrificante. Verifique a temperatura de descarga usando SCADA ou controlador. Anualmente (ou a cada 4.000 horas)
Degradação do óleo Análise da qualidade do óleo do compressor (índice de acidez, viscosidade). Análise laboratorial de amostras de óleo (conforme ISO 4406). A cada 2.000 horas ou 6 meses
Violação de ventilação Controle da limpeza dos filtros do ar ambiente e do funcionamento dos exaustores. Medição de temperatura na estação de compressão. Toda semana

10. Peças sobressalentes e componentes

Para restaurar a operacionalidade do equipamento compressor, utilize peças sobressalentes certificadas do catálogo europeu UNITEC-D GmbH.

Descrição da peça Especificação Quando substituir Categoria UNITEC
Elemento termostático Faixa de abertura 71°C – 78°C, latão/aço inoxidável A cada 4.000 horas de operação ou em caso de falha Componentes do termostato
Um conjunto de vedações (O-Rings) FKM (Viton), resistente a óleo, -20°C ... +150°C Cada vez que o termostato ou unidade de filtro é desmontado Elementos de vedação
Filtro de óleo de limpeza fina Finura de filtração 10-25 mícrons, pressão de trabalho de até 16 bar A cada 2.000 horas ou quando a pressão cai > 1,5 bar Elementos de filtro
Lubrificante sintético para compressores ISO VG 46 / VG 68 (polialfaolefinas ou diésteres) A cada 4.000-8.000 horas (dependendo do tipo de base) Materiais lubrificantes

Uma linha completa de peças de reposição para compressores industriais está disponível em nosso catálogo eletrônico: https://www.unitecd.com/e-catalog/

11. Links

  • ISO 10816-3: Controle de vibração de máquinas industriais com potência superior a 15 kW.
  • EN 378: Sistemas de refrigeração e bombas de calor. Requisitos de segurança e ambientais.
  • ISO 4406: Hidráulica líquida. O método de codificação do nível de pureza das partículas sólidas.
  • Regulamentos técnicos da Ucrânia: Regulamento técnico de segurança de máquinas (Resolução CMU nº 62), CERTIFICAÇÃO CE / UkrSEPRO.
  • Manuais UNITEC acompanhados: "Diagnóstico da queda de pressão do separador de óleo do compressor parafuso", "Manutenção do sistema de lubrificação de compressores industriais".

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