Mantenimiento de compresores de tornillo rotativo: aceite, unidad de compresión y rodamientos mantiene la unidad de compresión de un compresor rotativo de desplazamiento positivo, el sistema de lubricación y el tren de tratamiento del aire dentro de los límites de diseño para que entregue aire fiable y libre de contaminantes. La mayoría de las fallas se remontan a la condición del aceite, la temperatura de descarga o la filtración negligida más que a los propios rotores que engranan.
Dos rotores helicoidales que engranan, un rotor macho (lóbulo) y un rotor hembra (ranura), giran dentro de una carcasa de tolerancias ajustadas. Cuando los rotores se desengranan en el extremo de succión, el aire es aspirado al espacio entre los lóbulos; la rotación continua reduce el volumen atrapado, comprimiendo el aire hasta su descarga. Al no tener válvulas, pistones ni dinámica de cigüeñal, los compresores de tornillo ofrecen una salida suave con baja pulsación y, por lo general, vibran menos que las máquinas de pistón. En una unidad inundada de aceite, el aceite inyectado sella las holguras de los rotores, evacua el calor de compresión y lubrica los engranajes de sincronización y los rodamientos, por lo que los rotores rara vez llegan a tocarse.
La principal diferencia de diseño es si la unidad de compresión está inundada de aceite o es libre de aceite.
Las unidades inundadas de aceite viven o mueren con la condición del aceite y el rendimiento del separador; las unidades sin aceite dependen de la integridad del recubrimiento y de la lubricación de los engranajes.
La unidad de compresión es el núcleo del compresor y su componente más costoso de reemplazar. Los lóbulos de los rotores están recubiertos o rectificados con precisión y dependen de la película de aceite (o, en unidades sin aceite, de las holguras de funcionamiento) para evitar el contacto metal con metal. Los rodamientos radiales y de empuje soportan la carga de gas y la carga axial; los rodamientos de empuje se desgastan más rápido.
Vigile el desgaste de los rodamientos por falta de aceite, que se manifiesta primero como aumento de vibración o temperatura; la pérdida de recubrimiento del rotor por carbonización tras temperaturas de descarga elevadas; y, en unidades sin aceite, el desgaste de los engranajes de sincronización por el mal mantenimiento del aceite de engranajes. El monitoreo de vibraciones, evaluado según la guía de zonas de severidad de vibración ISO 10816-3, señala la degradación antes de que aparezca un síntoma audible o térmico.
El aceite inyectado en la unidad de compresión debe separarse del aire de descarga antes de que salga del equipo. El elemento separador elimina el aceite arrastrado a granel por acción centrífuga, y a continuación hace que la niebla restante se coaleszca y vuelva al cárter; un elemento degradado es la principal causa de arrastre de aceite.
| Componente | Intervalo de servicio típico | Señal de fallo |
|---|---|---|
| Lubricante (mineral) | 2.000 a 4.000 horas | Oxidación, aumento del número ácido, variación de la viscosidad |
| Lubricante (sintético PAO/diéster) | 6.000 a 8.000 horas | Igual que arriba, de aparición más lenta |
| Filtro de aceite | 500 a 1.000 horas o según presión diferencial | Alta presión diferencial a través del elemento |
| Elemento separador aire/aceite | 2.000 a 8.000 horas, según tipo de aceite | Aumento del arrastre de aceite, elevación de la caída de presión |
| Filtro de entrada de aire | 1.000 a 2.000 horas o según presión diferencial | Flujo reducido, lectura de vacío elevada |
| Enfriador de aceite | Inspeccionar/limpiar trimestralmente a anualmente | Aumento de la temperatura de descarga con ambiente constante |
Trate las sustituciones según la condición, guiadas por la presión diferencial y el análisis de aceite, no por el calendario. Un separador desgastado puede saturar la cama de un secador por desecante; compruebe la humedad residual frente a los objetivos de punto de rocío del aire comprimido.
Dos variables dominan la longevidad de la unidad de compresión: la condición del aceite y la temperatura de descarga. El aceite oxidado o contaminado por humedad pierde resistencia de película, acelerando el desgaste de rodamientos y rotores y favoreciendo depósitos de barniz y carbono. Una temperatura de descarga consistentemente alta, causada por un enfriador sucio, bajo nivel de aceite o ventilación bloqueada, degrada el aceite más rápido (como regla aproximada, la tasa de oxidación se duplica por cada 10 °C de aumento por encima de la temperatura nominal del aceite) y adelgaza la película de sellado cuando más se necesita.
Mantenga la temperatura de descarga dentro de la banda normal del fabricante, comúnmente alrededor de 75 a 100 °C para máquinas inundadas de aceite, con el apagado automático típicamente ajustado 10 a 15 °C por encima de ese rango. Muestree el aceite periódicamente para viscosidad, número ácido, agua y recuento de partículas, y atribuya cualquier acortamiento de la vida útil del aceite primero a la obstrucción del enfriador.
Las máquinas carga/descarga (velocidad fija) funcionan a velocidad plena y alternan entre carga completa y sin carga para ajustarse a la demanda; son simples y robustas, pero el ciclo frecuente añade tensión y desperdicia energía en vacío. Las unidades con variador de velocidad (VSD) ajustan la velocidad del motor para igualar la demanda, manteniendo la presión en una banda estrecha y reduciendo el consumo energético en cargas parciales, a costa de elementos adicionales como ventiladores de refrigeración del variador. Esta elección repercute en la vida del aceite y la fatiga de los rodamientos.
Un programa basado en la condición combina el seguimiento de tendencias de vibración en la unidad de compresión y los rodamientos del motor, el seguimiento de la temperatura de descarga y la presión diferencial a través de filtros y separador, y análisis de aceite programados. Monitorizarlos conjuntamente detecta un fallo incipiente de rodamientos o aceite carbonizado antes de que requiera la reconstrucción de la unidad de compresión. Registrar los resultados en un GMAO (CMMS) como Fabrico permite a un equipo comparar lecturas con el historial del equipo y activar órdenes de trabajo automáticamente al alcanzar umbrales. Reserve una demo de Fabrico para ver cómo encaja esto en un flujo de trabajo existente.
Con mayor frecuencia, un elemento separador degradado u obstruido, un cárter de aceite sobrellenado, espuma excesiva o una presión por debajo del rango de diseño del separador, todo lo cual reduce su capacidad para coalescer y drenar la niebla de aceite antes de que el aire salga.
Los aceites minerales suelen necesitar cambio cada 2.000 a 4.000 horas y los sintéticos cada 6.000 a 8.000 horas, pero el intervalo correcto es el que respalde el análisis de aceite para la máquina y ciclo de servicio específicos, no una fecha fija en el calendario.
Acelera la oxidación del aceite, adelgaza la película de sellado entre los rotores y fomenta depósitos de carbono y barniz dentro de la unidad de compresión, incrementando el desgaste de rodamientos y rotores y, en casos extremos, provocando la falla de la película de aceite.
No. Elimina la contaminación por aceite en el lado del aire, pero aún requiere una lubricación cuidadosa de engranajes y rodamientos, una mayor limpieza del aire de admisión y un monitoreo más cercano de las holguras de funcionamiento, ya que no hay película de aceite que compense el desgaste de los rotores.
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