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Identificação de Falhas Mecânicas em Compressores
Os dados
industriais mostram claramente que os compressores que foram
substituídos no campo apresentam um índice de defeito muito
maior que os compressores instalados em sistemas novos.
Isso demonstra
com clareza que a falha que originou o defeito no compressor
original permanece no sistema sem ter sido resolvido.
A maioria das falhas nos compressores se devem a
deficiências do sistema em que estão aplicados. Estas
deficiências devem ser corrigidas para que a falha não volte
a ocorrer no compressor substituto.
A inspeção
completa do compressor danificado é imprescindível, para que
se possa identificar a origem do problema e, em
conseqüência, indicar as correções necessárias no sistema.
Lembre-se: “A
resposta da origem de uma falha se encontra dentro do
compressor danificado”.
Retorno de Refrigerante Líquido
Ocorre com o
compressor em operação. O refrigerante líquido se mistura
com o lubrificante alterando sua capacidade de lubrificação.
Em Compressores Semi-Herméticos Resfriados a Ar, esta falha
fica evidente ao observarmos o desgaste excessivo nos anéis
do pistão, ou no próprio pistão, gerado pela “lavagem” das
paredes dos cilindros, mediante a presença de refrigerante
líquido
(Fig. 1).
Nestes
condições, este tipo de compressores poderia sofrer, também,
um Golpe de Líquido durante o seu funcionamento, devido a
palheta de sucção se comunicar diretamente com os cilindros
(Fig. 2).
No caso de um
Compressor Resfriado por Refrigerante, o refrigerante
líquido que retorna ao compressor se aloja no fundo do
cárter. A bomba de óleo succionará uma mistura de óleo rica
em refrigerante e a bombeará para as buchas dos mancais do
virabrequim as quais encontram-se aquecidas. O calor
vaporizará o refrigerante presente na mistura, eliminando o
filme de óleo lubrificante, o que acarretará o contato de
metal contra metal e o conseqüente desgaste. Este desgaste
se manifestará de forma progressiva, tornando-se mais
pronunciado nas buchas dos mancais próximas ao estator, as
quais estão mais aquecidas.
(Fig. 3). Precisamente a bucha do mancal principal
do compressor será a mais afetada. O desgaste pode ser tal,
que o espaço entre o entre Rotor e Estator pode desaparecer,
devido ao aumentar o curso do virabrequim devido ao desgaste
na bucha do mancal principal. O contato do Rotor com o
Estator provocará uma falha elétrica a qual, na realidade,
teve sua origem em uma falha mecânica
(Fig. 4).
Correção:
-
Assegurar um
valor correto de superaquecimento na válvula de
expansão.
-
Verificar o
superaquecimento total, próximo á válvula de serviço de
sucção do compressor.
-
Verificar se
existe retorno de refrigerante líquido em condições de
baixa carga térmica (durante a noite, por exemplo)
-
Instalar um
Acumulador de Sucção.
Partida inundada
Ocorre quando o
virabrequim e as buchas dos mancais das bielas apresentam um
desgaste irregular e sem padrão definido
(Fig. 5).
O resultado da Migração de Refrigerante na Fase Vapor, para
o cárter do compressor desligado por tempo prolongado
(equipamento de ar condicionado desligado durante todo o
inverno, corte do suprimento de energia elétrica por tempo
prolongado, etc.) Pode ocorrer durante a carga de “gás”,
antes da partida do equipamento ou durante o degelo ou em
todos os casos em que o compressor esteja mais frio que o
evaporador (por exemplo, um compressor instalado em casa de
máquinas com temperatura ambiente inferior a 10 ºC).
O refrigerante
em estado de vapor é capaz de migrar naturalmente para o
cárter do compressor, independentemente de existir uma
diferencia de pressão, enquanto o compressor não estiver
operando e mais frio que o evaporador. Se misturará então
com o lubrificante até satura-lo
(Fig. 6). No momento da partida, a diminuição brusca
de pressão no cárter provocará uma evaporação violenta
(Fig. 7) que alterará as condições normais de
lubrificação (buchas de mancais podem não ser lubrificadas
convenientemente durante a partida, até que desapareça o
turbulência causada pela evaporação do refrigerante).
Pode ocorrer que
o pressostato diferencial de óleo não feche o circuito de
comando, devido as oscilações da pressão diferencial do
óleo, durante a turbulência violenta do refrigerante
dissolvido no lubrificante.
Correção:
-
Instalar o
compressor em ambientes que no permitam que este não
possa estar mais frio que o evaporador.
-
Instalar um
sistema de “pump down”. Isto é, uma solenóide corta a
linha de líquido quando um termostato a aciona. O
compressor continua operando, até que um pressostato de
baixa pressão o desliga. Este sistema permite diminuir a
quantidade de vapor refrigerante que presente entre a
válvula de expansão e o compressor parado, por exemplo,
durante um degelo.
-
Revisar e/ou
instalar um aquecedor de cárter.
-
Ligar o
aquecedor de cárter antes de partir o compressor, depois
ou durante a carga de gás e não partir o compressor até
que o cárter esteja aquecido.
Golpe de Líquido
Pode ser a causa
que gerou a ruptura das palhetas de sucção, palhetas de
descarga arrancadas, expulsão das juntas de tapa do
cabeçote, bielas rompidas sem escoriações, até a ruptura do
virabrequim
(Fig. 8)
Ocorre quando um compressor tenta comprimir líquido, óleo ou
uma mistura de ambos.
Em compressores
Semi-Herméticos Refrigerados por Ar, pode ocorrer um Retorno
de Refrigerante Líquido, enquanto o compressor está
operando. Enquanto que em Compressores Refrigerados por
Refrigerante, se manifesta durante a Partida Inundada.
Correção:
-
As mesmas
indicadas acima para os casos de Retorno de Refrigerante
Líquido e Partida Inundada.
Superaquecimento excessivo
É gerado diante
de uma elevada temperatura na descarga do compressor. Se
manifesta através de resíduos de carbono (óleo queimado) nas
placas de válvulas, palhetas queimadas, rompidas ou
quebradiças, sinal de temperatura na cabeça dos pistões,
coloração no placa que indique que esteve submetido a uma
elevada temperatura (amarelo, azul, roxo), presença de
partículas metálicas magnéticas no cárter
(Fig. 9)
As temperaturas de descarga elevadas afetam a viscosidade do
óleo e inclusive podem carboniza-lo.
A diminuição na
viscosidade do óleo ocasionará uma diminuição da resistência
da película lubrificante, a qual pode chegar a romper-se e
permitir o contato de metal contra metal, com o conseqüente
desgaste. As paredes do cilindro, este efeito pode acarretar
o desprendimento de partículas metálicas que irão parar no
cárter entupindo o filtro da Bomba de Óleo, o qual
acarretará falta de Lubrificação. Estas mesmas partículas
podem chegar ao estator provocando queima localizada. E
aqui, uma vez mais, uma falha elétrica cuja origem foi uma
falha mecânica.
Correção:
-
Revisar a
condensação (condensadores sujos, ventiladores
queimados, trocadores de calor incrustados, etc.)
-
Verificar a
temperatura de descarga a 15 centímetros da válvula de
serviço de descarga: 107 ºC = Normal; 121 ºC = Perigo de
Falha; 135 ºC = Falha Certa.
-
Isolar
corretamente a linha de sucção, fundamentalmente se esta
passar por locais quentes (a elevação da temperatura do
refrigerante de sucção acarretará um aumento da
temperatura de descarga)
-
Verificar
que a taxa de compressão não está fora da faixa de
aplicação do compressor (pressões de descarga muito
altas, pressões de sucção muito baixas ou ambas)
-
Verificar se
o resfriamento do compressor é o requerido pelo
fabricante (ventilador de adicional de cabeçote
inexistente ou queimado, compressor instalado em salas
de máquinas sem ventilação, etc.)
Falta de Lubricação
Existem dois
tipos de Faltas de Lubrificação:
· Perda de Lubrificação
· Falta de Lubrificação
A Perda de Lubrificação ocorre quando o lubrificante não
retorna ao cárter do compressor.
Isto pode ser
originado por uma mal disposição dos sifões de óleo na saída
dos evaporadores ou no inicio de tubulações ascendentes da
linha de sucção, falta de inclinação da linha de sucção em
direção ao compressor ou inclinação no sentido oposto em
tubulações horizontais, desenho ou seleção errônea do
diâmetro da linha de sucção (baixa velocidade de gás de
retorno), perdas de fluído refrigerante, operação em ciclos
curtos de partida.
Correção:
-
Revisar o
desenho das tubulações de sucção (sifões, diâmetros,
inclinação)
-
Verificar o
retorno de óleo com carga parcial.
-
Verificar o
funcionamento do pressostato diferencial de óleo
-
Revisar o
circuito de comando para evitar ciclos curtos de partida
-
Verificar o
nível de óleo
-
Controlar a
carga de fluído refrigerante
A Falta de
Lubrificação aparece quando o lubrificante se encontra no
cárter do compressor, porém não lubrifica.
Isto pode
ocorrer quando o óleo se encontra misturado com refrigerante
líquido no cárter devido a um Retorno de Refrigerante
Líquido ou a uma Migração de Fluido Refrigerante Na Fase de
Vapor. Também poderá manifestar-se quando a viscosidade do
lubrificante for afetada por um excesso de temperatura
devido a um possível Superaquecimento Excessivo.
Correção:
-
Verificar as
recomendações relacionadas com a lubrificação para os
casos de Retorno de Refrigerante Líquido, Migração de
Refrigerante na Fase Vapor e Superaquecimento Excessivo
descritas acima. Este sintoma é similar em ambos casos:
desgaste nas buchas de mancal das bielas, escoriações
nos mancais do virabrequim, desgaste na bucha de mancal
principal, etc.
(Fig. 10)
Conclusões
-
A origem da
maioria das falhas nos compressores são deficiências no
sistema
-
Se o
problema não for resolvido, é muito provável que a falha
se repita no compressor substituto.
-
A maioria
das falhas são de origem mecânica.
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Grande
número de falhas elétricas são ocasionadas, na
realidade, por una falha mecânica.
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A resposta
se encontra dentro do compressor, portanto a inspeção
interna do mesmo se faz imprescindível.
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