Os compressores são parte integrante de praticamente todas as instalações de produção. Comumente chamados de coração de qualquer sistema de ar ou gás, esses equipamentos exigem atenção especial, principalmente em relação à lubrificação. Para compreender o papel vital da lubrificação nos compressores, é preciso primeiro entender seu funcionamento, bem como os efeitos do sistema sobre o lubrificante, qual lubrificante selecionar e quais análises de óleo devem ser realizadas.
● Tipos e funções de compressores
Existem muitos tipos diferentes de compressores disponíveis, mas sua função principal é quase sempre a mesma. Os compressores são projetados para aumentar a pressão de um gás, reduzindo seu volume total. Em termos simplificados, podemos pensar em um compressor como uma bomba para gases. A funcionalidade é basicamente a mesma, com a principal diferença sendo que um compressor reduz o volume e movimenta o gás através de um sistema, enquanto uma bomba simplesmente pressuriza e transporta o líquido através de um sistema.
Os compressores podem ser divididos em duas categorias gerais: de deslocamento positivo e dinâmicos. Os compressores rotativos, de diafragma e alternativos se enquadram na classificação de deslocamento positivo. Os compressores rotativos funcionam forçando gases para espaços menores através de parafusos, lóbulos ou palhetas, enquanto os compressores de diafragma funcionam comprimindo o gás através do movimento de uma membrana. Os compressores alternativos comprimem o gás através de um pistão ou série de pistões acionados por um virabrequim.
Compressores centrífugos, de fluxo misto e axiais pertencem à categoria dinâmica. Um compressor centrífugo funciona comprimindo o gás por meio de um disco rotativo em uma carcaça moldada. Um compressor de fluxo misto funciona de forma semelhante a um compressor centrífugo, mas impulsiona o fluxo axialmente em vez de radialmente. Os compressores axiais criam compressão por meio de uma série de pás aerodinâmicas.
● Efeitos nos lubrificantes
Antes de selecionar um lubrificante para compressor, um dos principais fatores a serem considerados é o tipo de estresse a que o lubrificante pode ser submetido durante o uso. Normalmente, os fatores de estresse para lubrificantes em compressores incluem umidade, calor extremo, gás e ar comprimidos, partículas metálicas, solubilidade de gases e superfícies de descarga quentes.
Lembre-se de que, quando o gás é comprimido, isso pode ter efeitos adversos sobre o lubrificante, resultando em uma queda perceptível na viscosidade, além de evaporação, oxidação, deposição de carbono e condensação devido ao acúmulo de umidade.
Ao compreender os principais problemas que podem afetar o lubrificante, você pode usar essas informações para refinar sua seleção e encontrar o lubrificante ideal para compressores. As características de um bom lubrificante incluem boa estabilidade à oxidação, aditivos antidesgaste e inibidores de corrosão, além de propriedades de demulsibilidade. Óleos básicos sintéticos também podem apresentar melhor desempenho em faixas de temperatura mais amplas.
● Seleção de lubrificantes
Garantir o uso do lubrificante adequado é fundamental para a saúde do compressor. O primeiro passo é consultar as recomendações do fabricante do equipamento original (OEM). A viscosidade do lubrificante e os componentes internos lubrificados podem variar bastante dependendo do tipo de compressor. As sugestões do fabricante podem ser um bom ponto de partida.
Em seguida, considere o gás que está sendo comprimido, pois ele pode afetar significativamente o lubrificante. A compressão do ar pode causar problemas com o aumento da temperatura do lubrificante. Os gases hidrocarbonetos tendem a dissolver os lubrificantes e, consequentemente, diminuir gradualmente a viscosidade.
Gases quimicamente inertes, como dióxido de carbono e amônia, podem reagir com o lubrificante e diminuir a viscosidade, além de formar sabões no sistema. Gases quimicamente ativos, como oxigênio, cloro, dióxido de enxofre e sulfeto de hidrogênio, podem formar depósitos pegajosos ou se tornarem extremamente corrosivos quando há excesso de umidade no lubrificante.
Você também deve levar em consideração o ambiente ao qual o lubrificante do compressor é submetido. Isso pode incluir a temperatura ambiente, a temperatura de operação, os contaminantes presentes no ar, se o compressor está em um local interno e coberto ou externo e exposto às intempéries, bem como o setor em que é utilizado.
Os compressores frequentemente utilizam lubrificantes sintéticos, conforme recomendação do fabricante original. Muitas vezes, os fabricantes de equipamentos exigem o uso de seus lubrificantes de marca própria como condição para a garantia. Nesses casos, talvez seja melhor aguardar o término do período de garantia para realizar a troca do lubrificante.
Se sua aplicação utiliza atualmente um lubrificante à base de óleo mineral, a troca para um sintético deve ser justificada, pois geralmente será mais cara. Claro que, se seus relatórios de análise de óleo indicarem problemas específicos, um lubrificante sintético pode ser uma boa opção. No entanto, certifique-se de não estar apenas tratando os sintomas de um problema, mas sim resolvendo as causas raízes no sistema.
Quais lubrificantes sintéticos são mais indicados para aplicações em compressores? Normalmente, utilizam-se polialquilenoglicóis (PAGs), polialfaolefinas (POAs), alguns diésteres e poliésteres. A escolha entre esses sintéticos dependerá do lubrificante que você está utilizando anteriormente, bem como da aplicação em si.
Com resistência à oxidação e longa vida útil, as polialfaolefinas geralmente são uma alternativa adequada aos óleos minerais. Os polialquilenoglicóis (PAGs), insolúveis em água, oferecem boa solubilidade, auxiliando na limpeza dos compressores. Alguns ésteres apresentam solubilidade ainda melhor que os PAGs, mas podem apresentar problemas em sistemas com excesso de umidade.
| Número | Parâmetro | Método de teste padrão | Unidades | Nominal | Cuidado | Crítico |
| Análise das propriedades do lubrificante | ||||||
| 1 | Viscosidade a 40°C | ASTM 0445 | cSt | Óleo novo | Nominal +5%/-5% | Nominal +10%/-10% |
| 2 | Número de Acidez | ASTM D664 ou ASTM D974 | mgKOH/g | Óleo novo | Ponto de inflexão +0,2 | Ponto de inflexão +1,0 |
| 3 | Elementos aditivos: Ba, B, Ca, Mg, Mo, P, Zn | ASTM D518S | ppm | Óleo novo | Nominal +/-10% | Nominal +/-25% |
| 4 | Oxidação | ASTM E2412 FTIR | Absorbância /0,1 mm | Óleo novo | Com base estatística e utilizado como ferramenta de triagem. | |
| 5 | Nitração | ASTM E2412 FTIR | Absorbância /0,1 mm | Óleo novo | Estatisticamente baseado e usado como uma ferramenta de sceenintf | |
| 6 | Antioxidante RUL | ASTMD6810 | Por cento | Óleo novo | Nominal -50% | Nominal -80% |
| Colorimetria de manchas de membrana com potencial de verniz | ASTM D7843 | Escala de 1 a 100 (1 é o melhor) | <20 | 35 | 50 | |
| Análise de Contaminação de Lubrificantes | ||||||
| 7 | Aparência | ASTM D4176 | Inspeção visual subjetiva para detecção de água livre e paniculata. | |||
| 8 | Nível de umidade | ASTM E2412 FTIR | Por cento | Alvo | 0,03 | 0,2 |
| Estalos | Sensível até 0,05% e usado como ferramenta de triagem. | |||||
| Exceção | Nível de umidade | ASTM 06304 Karl Fischer | ppm | Alvo | 300 | 2.000 |
| 9 | Contagem de partículas | ISO 4406: 99 | Código ISO | Alvo | Número de alcance alvo +1 | Alvo +3 números de alcance |
| Exceção | Teste de contato | Métodos proprietários | Utilizado para verificação de detritos por exame visual. | |||
| 10 | Elementos contaminantes: Si, Ca, Me, AJ, etc. | ASTM DS 185 | ppm | <5* | 6-20* | >20* |
| *Depende do contaminante, da aplicação e do ambiente. | ||||||
| Análise de detritos de desgaste do lubrificante (Nota: leituras anormais devem ser seguidas por ferrografia analítica) | ||||||
| 11 | Elementos presentes nos detritos de desgaste: Fe, Cu, Cr, Al, Pb, Ni, Sn | ASTM D518S | ppm | Média histórica | Nominal + DP | Nominal +2 DP |
| Exceção | Densidade Ferrosa | Métodos proprietários | Métodos proprietários | Média Hirtórica | Nominal + S0 | Nominal +2 DP |
| Exceção | Índice PQ | PQ90 | Índice | Média histórica | Nominal + DP | Nominal +2 DP |
Um exemplo de tabelas de testes de análise de óleo e limites de alarme para compressores centrífugos.
● Testes de análise de óleo
Uma infinidade de testes pode ser realizada em uma amostra de óleo, portanto, é imprescindível ser criterioso na seleção desses testes e na frequência de amostragem. Os testes devem abranger três categorias principais de análise de óleo: as propriedades do fluido lubrificante, a presença de contaminantes no sistema de lubrificação e quaisquer detritos de desgaste da máquina.
Dependendo do tipo de compressor, podem ocorrer pequenas modificações na lista de testes, mas geralmente é comum encontrar testes de viscosidade, análise elementar, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), índice de acidez, potencial de formação de verniz, teste de oxidação em vaso de pressão rotativo (RPVOT) e testes de demulsibilidade recomendados para avaliar as propriedades do fluido lubrificante.
Os testes de contaminantes em fluidos de compressores provavelmente incluirão análise visual, FTIR e análise elementar, enquanto o único teste de rotina do ponto de vista de detritos de desgaste seria a análise elementar. Um exemplo de tabelas de testes de análise de óleo e limites de alarme para compressores centrífugos é mostrado acima.
Como certos testes podem avaliar múltiplas questões, alguns aparecerão em categorias diferentes. Por exemplo, a análise elementar pode detectar taxas de depleção de aditivos sob a perspectiva das propriedades do fluido, enquanto fragmentos de componentes obtidos por meio da análise de detritos de desgaste ou FTIR podem identificar oxidação ou umidade como contaminantes do fluido.
Os limites de alarme geralmente são definidos como padrões pelo laboratório, e a maioria das fábricas nunca questiona sua validade. Você deve revisar e verificar se esses limites estão definidos de acordo com seus objetivos de confiabilidade. À medida que seu programa se desenvolve, você pode até considerar a possibilidade de alterar os limites. Frequentemente, os limites de alarme começam um pouco altos e mudam ao longo do tempo devido a metas de limpeza mais rigorosas, filtragem e controle de contaminação.
● Compreendendo a lubrificação do compressor
Em relação à lubrificação, os compressores podem parecer um tanto complexos. Quanto melhor você e sua equipe entenderem o funcionamento de um compressor, os efeitos do sistema sobre o lubrificante, qual lubrificante deve ser selecionado e quais análises de óleo devem ser realizadas, maiores serão suas chances de manter e otimizar a saúde do seu equipamento.
Data da publicação: 16/11/2021