Los compresores son una parte fundamental de casi todas las instalaciones de fabricación. Considerados el corazón de cualquier sistema de aire o gas, estos equipos requieren especial atención, sobre todo en lo que respecta a su lubricación. Para comprender la importancia vital de la lubricación en los compresores, primero debe entenderse su funcionamiento, así como los efectos del sistema sobre el lubricante, qué lubricante seleccionar y qué análisis de aceite deben realizarse.
● Tipos y funciones del compresor
Existen muchos tipos de compresores, pero su función principal es casi siempre la misma. Los compresores están diseñados para aumentar la presión de un gas reduciendo su volumen. En términos sencillos, se puede pensar en un compresor como una bomba de gas. Su funcionamiento es básicamente el mismo, con la principal diferencia de que un compresor reduce el volumen y mueve el gas a través de un sistema, mientras que una bomba simplemente presuriza y transporta el líquido a través de un sistema.
Los compresores se dividen en dos categorías generales: de desplazamiento positivo y dinámicos. Los compresores rotativos, de diafragma y alternativos pertenecen a la clasificación de desplazamiento positivo. Los compresores rotativos funcionan forzando el paso de gases a espacios más pequeños mediante tornillos, lóbulos o paletas, mientras que los compresores de diafragma comprimen el gas mediante el movimiento de una membrana. Los compresores alternativos comprimen el gas mediante un pistón o una serie de pistones accionados por un cigüeñal.
Los compresores centrífugos, de flujo mixto y axiales pertenecen a la categoría de compresores dinámicos. Un compresor centrífugo funciona comprimiendo el gas mediante un disco giratorio dentro de una carcasa. Un compresor de flujo mixto funciona de forma similar a un compresor centrífugo, pero impulsa el flujo axialmente en lugar de radialmente. Los compresores axiales generan compresión mediante una serie de álabes.
● Efectos en los lubricantes
Antes de seleccionar un lubricante para compresores, uno de los principales factores a considerar es el tipo de estrés al que puede estar sometido durante su vida útil. Generalmente, los factores que someten a estrés a los lubricantes en los compresores incluyen humedad, calor extremo, gas y aire comprimidos, partículas metálicas, solubilidad de gases y superficies de descarga calientes.
Tenga en cuenta que cuando se comprime el gas, puede tener efectos adversos sobre el lubricante y provocar una disminución notable de la viscosidad, junto con evaporación, oxidación, depósito de carbono y condensación por acumulación de humedad.
Una vez que conozca los principales problemas que pueden afectar al lubricante, podrá utilizar esta información para seleccionar el lubricante ideal para su compresor. Las características de un buen candidato incluyen una buena estabilidad a la oxidación, aditivos antidesgaste e inhibidores de la corrosión, y propiedades de demulsibilidad. Los lubricantes base sintéticos también pueden ofrecer un mejor rendimiento en rangos de temperatura más amplios.
● Selección de lubricantes
Asegurarse de usar el lubricante adecuado es fundamental para el buen funcionamiento del compresor. El primer paso es consultar las recomendaciones del fabricante del equipo original (OEM). La viscosidad del lubricante y los componentes internos que se lubrican pueden variar considerablemente según el tipo de compresor. Las sugerencias del fabricante pueden ser un buen punto de partida.
A continuación, considere el gas que se comprime, ya que puede afectar significativamente al lubricante. La compresión del aire puede provocar problemas con temperaturas elevadas del lubricante. Los gases de hidrocarburos tienden a disolver los lubricantes y, por consiguiente, a reducir gradualmente su viscosidad.
Los gases químicamente inertes, como el dióxido de carbono y el amoníaco, pueden reaccionar con el lubricante y disminuir su viscosidad, además de generar jabones en el sistema. Los gases químicamente activos, como el oxígeno, el cloro, el dióxido de azufre y el sulfuro de hidrógeno, pueden formar depósitos pegajosos o volverse extremadamente corrosivos cuando el lubricante contiene demasiada humedad.
También debe tenerse en cuenta el entorno al que está expuesto el lubricante del compresor. Esto puede incluir la temperatura ambiente, la temperatura de funcionamiento, los contaminantes presentes en el aire, si el compresor se encuentra en el interior y cubierto o en el exterior y expuesto a las inclemencias del tiempo, así como el sector industrial en el que se utiliza.
Los compresores suelen utilizar lubricantes sintéticos según las recomendaciones del fabricante. Los fabricantes de equipos a menudo exigen el uso de sus lubricantes de marca como condición para la garantía. En estos casos, conviene esperar a que finalice el período de garantía para cambiar el lubricante.
Si su aplicación utiliza actualmente un lubricante mineral, el cambio a uno sintético debe estar justificado, ya que suele ser más caro. Por supuesto, si los análisis de aceite indican problemas específicos, un lubricante sintético puede ser una buena opción. Sin embargo, asegúrese de no solo tratar los síntomas del problema, sino de resolver las causas raíz del mismo.
¿Qué lubricantes sintéticos son los más adecuados para compresores? Generalmente se utilizan polialquilenglicoles (PAG), polialfaolefinas (POA), algunos diésteres y poliolésteres. La elección del lubricante sintético dependerá del lubricante anterior y de la aplicación.
Gracias a su resistencia a la oxidación y larga vida útil, las polialfaolefinas suelen ser un sustituto adecuado de los aceites minerales. Los polialquilenglicoles, insolubles en agua, ofrecen una buena solubilidad, lo que contribuye a mantener limpios los compresores. Algunos ésteres presentan una solubilidad incluso superior a la de los PAG, pero pueden tener problemas con un exceso de humedad en el sistema.
| Número | Parámetro | Método de prueba estándar | Unidades | Nominal | Precaución | Crítico |
| Análisis de las propiedades del lubricante | ||||||
| 1 | Viscosidad a 40 °C | ASTM 0445 | cSt | Aceite nuevo | Nominal +5%/-5% | Nominal +10%/-10% |
| 2 | Número de ácido | ASTM D664 o ASTM D974 | mgKOH/g | Aceite nuevo | Punto de inflexión +0,2 | Punto de inflexión +1.0 |
| 3 | Elementos aditivos: Ba, B, Ca, Mg, Mo, P, Zn | ASTM D518S | ppm | Aceite nuevo | Nominal +/-10% | Nominal +/-25% |
| 4 | Oxidación | ASTM E2412 FTIR | Absorbancia /0,1 mm | Aceite nuevo | Basado en estadísticas y utilizado como herramienta de detección | |
| 5 | Nitración | ASTM E2412 FTIR | Absorbancia /0,1 mm | Aceite nuevo | Basado en estadísticas y utilizado como herramienta de ciencia | |
| 6 | Antioxidante RUL | ASTMD6810 | Por ciento | Aceite nuevo | Nominal -50% | Nominal -80% |
| Colorimetría de parche de membrana de potencial de barniz | ASTM D7843 | escala del 1 al 100 (1 es lo mejor) | <20 | 35 | 50 | |
| Análisis de contaminación del lubricante | ||||||
| 7 | Apariencia | ASTM D4176 | Inspección visual subjetiva para detectar agua libre y partículas. | |||
| 8 | Nivel de humedad | ASTM E2412 FTIR | Por ciento | Objetivo | 0,03 | 0.2 |
| Crepitar | Sensible hasta el 0,05% y utilizada como herramienta de cribado. | |||||
| Excepción | Nivel de humedad | ASTM 06304 Karl Fischer | ppm | Objetivo | 300 | 2.000 |
| 9 | Recuento de partículas | ISO 4406: 99 | Código ISO | Objetivo | Número de alcance del objetivo +1 | Números de alcance de objetivo +3 |
| Excepción | Prueba de parche | Métodos patentados | Se utiliza para la verificación de residuos mediante examen visual. | |||
| 10 | Elementos Contaminantes: Si, Ca, Me, AJ, etc. | ASTM DS 185 | ppm | <5* | 6-20* | >20* |
| *Depende del contaminante, la aplicación y el entorno | ||||||
| Análisis de partículas de desgaste del lubricante (Nota: las lecturas anormales deben ir seguidas de ferrografía analítica). | ||||||
| 11 | Elementos presentes en los residuos de desgaste: Fe, Cu, Cr, Al, Pb, Ni, Sn | ASTM D518S | ppm | Promedio histórico | Nominal + desviación estándar | Nominal +2 DE |
| Excepción | Densidad ferrosa | Métodos patentados | Métodos patentados | Promedio hirtórico | Nominal + S0 | Nominal +2 DE |
| Excepción | Índice PQ | PQ90 | Índice | Promedio histórico | Nominal + desviación estándar | Nominal +2 DE |
Un ejemplo de listas de pruebas de análisis de aceite y límites de alarma para compresores centrífugos.
● Análisis de aceite
Se pueden realizar multitud de pruebas en una muestra de aceite, por lo que es fundamental ser crítico al seleccionar dichas pruebas y la frecuencia de muestreo. Las pruebas deben abarcar tres categorías principales de análisis del aceite: las propiedades del fluido lubricante, la presencia de contaminantes en el sistema de lubricación y cualquier residuo de desgaste de la máquina.
Dependiendo del tipo de compresor, puede haber ligeras modificaciones en la lista de pruebas, pero generalmente es común ver que se recomiendan pruebas de viscosidad, análisis elemental, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), índice de acidez, potencial de barniz, prueba de oxidación en recipientes a presión rotatorios (RPVOT) y pruebas de demulsibilidad para evaluar las propiedades del fluido lubricante.
Es probable que las pruebas de contaminantes de fluidos para compresores incluyan análisis de apariencia, FTIR y elemental, mientras que la única prueba rutinaria para detectar partículas de desgaste sería el análisis elemental. Arriba se muestra un ejemplo de las pruebas de análisis de aceite y los límites de alarma para compresores centrífugos.
Dado que ciertas pruebas pueden evaluar múltiples aspectos, algunas aparecerán en diferentes categorías. Por ejemplo, el análisis elemental puede detectar tasas de agotamiento de aditivos desde la perspectiva de las propiedades del fluido, mientras que los fragmentos de componentes del análisis de partículas de desgaste o la espectroscopia FTIR pueden identificar la oxidación o la humedad como contaminantes del fluido.
Los límites de alarma suelen establecerse por defecto en el laboratorio, y la mayoría de las plantas no cuestionan su validez. Es importante revisar y verificar que estos límites se ajusten a sus objetivos de fiabilidad. A medida que desarrolle su programa, incluso podría considerar modificarlos. Con frecuencia, los límites de alarma comienzan siendo algo elevados y cambian con el tiempo debido a objetivos de limpieza, filtración y control de la contaminación más exigentes.
● Comprensión de la lubricación del compresor
En lo que respecta a la lubricación, los compresores pueden parecer algo complejos. Cuanto mejor comprendan usted y su equipo el funcionamiento del compresor, los efectos del sistema en el lubricante, qué lubricante se debe seleccionar y qué análisis de aceite se deben realizar, mayores serán las probabilidades de mantener y mejorar la salud de su equipo.
Fecha de publicación: 16 de noviembre de 2021