J.P.C. GUTIERREZ - MANUTENÇÃO INDUSTRIAL/MANUTENÇÃO PREVENTIVA DO COMPRESSOR DE AR

MANUTENÇÃO DAS VÁLVULAS DO COMPRESSOR TIPO PARAFUSO

A válvula de entrada de ar também é comumente conhecida como 'Válvula de admissão', que normalmente é montada na entrada do compressor. A válvula de entrada de ar de um compressor de ar de parafuso de velocidade fixa convencional controla a entrada de ar no compressor. Permanece fechado quando o compressor começa a diminuir a carga de partida do motor principal e quando a pressão de trabalho desejada é atingida no circuito de ar comprimido, permitindo assim que o motor do compressor funcione sem carga. Em alguns compressores que são capazes de fornecer uma saída variável modulando a quantidade de ar que aspira, a válvula de entrada mantém várias posições de abertura para regular o volume de ar que entra no compressor. O desempenho eficaz da válvula de admissão afeta diretamente a capacidade do compressor e seu consumo de energia durante condições de carga e sem carga.

A válvula de pressão mínima é normalmente montada na saída do tanque de separação ar-óleo de um compressor. A válvula de pressão mínima atua como uma válvula de retenção evitando o refluxo de ar comprimido para o compressor, retém uma pressão mínima no sistema do compressor para lubrificação, oferece uma restrição para evitar o colapso do filtro de separação ar-óleo e garante uma velocidade adequada de fluxo através do separador ar-óleo que garante uma separação ar-óleo eficiente. O desempenho eficaz da válvula de pressão mínima afeta diretamente a lubrificação do compressor, a eficiência da separação ar-óleo e o consumo de energia durante condições de carga e sem carga.

A válvula de purga é normalmente encontrada em uma linha de exaustão dedicada do tanque de separação ar-óleo. A válvula de purga evacua o ar comprimido no tanque de separação ar-óleo cada vez que o compressor funciona sem carga e quando o compressor desliga para garantir que não haja contrapressão quando o compressor começar a carregar na próxima vez. A válvula de purga de um compressor de parafuso convencional é normalmente acionada por uma válvula solenóide. O desempenho eficaz da válvula de purga afeta o consumo de energia do compressor durante a descarga, a capacidade do compressor quando funcionando em carga e a vida útil do motor.

A válvula de segurança normalmente é montada diretamente no tanque separador ar-óleo. A única função da válvula de segurança é soprar o ar comprimido no tanque de separação ar-óleo quando a pressão no tanque de separação ar-óleo excede a pressão definida da válvula de segurança e, assim, evitar que o tanque quebre sob alta pressão . Uma válvula de segurança com defeito afeta a operação segura do compressor de ar ou resulta em vazamento contínuo de ar comprimido.

Por que as válvulas de compressor de parafuso perdem eficiência com o tempo?

Embora cada fabricante de compressor tenha seu próprio projeto de válvula exclusivo, as válvulas de compressor em geral contêm peças móveis, como molas, placas de válvula e êmbolos que afetam a abertura e o fechamento das válvulas e vedações/sedes de borracha que oferecem vedação perfeita quando as válvulas permanecem fechadas . Estas peças móveis desgastam-se ou perdem as suas propriedades mecânicas ao longo do tempo e os componentes de vedação normalmente “envelhecem” com o tempo e perdem a sua eficácia e terão de ser substituídos.

Os fabricantes de compressores normalmente projetam esses componentes para operar com eficiência durante vários milhares ou milhões de ciclos de operação. No entanto, vários fatores, como a variabilidade no padrão de demanda, o dimensionamento do compressor de ar em relação a uma determinada demanda de ar, o ambiente em que o compressor de ar opera, a rapidez da manutenção preventiva, etc., determinam por quanto tempo essas válvulas operam com eficiência.

Por que as válvulas de compressores de parafuso precisam de manutenção preventiva?

Muitas vezes é difícil identificar uma válvula com defeito ou uma válvula operando com peças desgastadas, pois o compressor continua a gerar ar. Os sintomas típicos de uma válvula com defeito são perda de capacidade do compressor, aumento no consumo de energia durante carga e/ou descarga, queda na pressão de descarga, aumento no transporte de óleo e mais carga no motor. Esses sintomas são difíceis de perceber ou têm outras causas atribuíveis frequentemente comuns, como vazamento de ar, antes de suspeitar das válvulas do compressor.

Estudos de caso mostram que operar um compressor de ar de parafuso com uma válvula desgastada/defeituosa pode aumentar o consumo geral de energia em 10 a 15%. O custo de energia contribui com mais de 75% do custo total do ciclo de vida do compressor ao longo de dez anos e, portanto, este é um impacto significativo. As válvulas sem manutenção também reduzem pela metade a vida útil dos acessórios posteriores. Em alguns casos, uma válvula de segurança com defeito pode resultar em catástrofe.

Os fabricantes de compressores de ar normalmente oferecem kits convenientes de manutenção de válvulas para clientes que contêm peças internas da válvula que se desgastam ou envelhecem. A troca dos kits de válvulas é uma opção muito mais sensata e econômica do que a troca da válvula completa.

Qual é a frequência recomendada para manter uma válvula de compressor de parafuso?

É difícil ou quase impossível identificar uma válvula com defeito, a menos que ela seja aberta para inspeção. Portanto, é absolutamente obrigatório que a eficácia dessas válvulas seja inspecionada todos os anos e que as peças móveis internas sejam substituídas como parte da manutenção preventiva uma ou duas vezes por ano, dependendo das condições de operação do compressor de ar. É comum que os fabricantes de compressores exijam a substituição do kit de válvulas uma vez a cada dois anos como medida proativa.

Em particular, a válvula de segurança deve ser inspecionada e certificada todos os anos de acordo com as leis de segurança locais para garantir que sejam funcionais e eficientes. Às vezes, substituir totalmente a válvula de segurança por um certificado válido por um ano é mais econômico, pois os procedimentos de certificação podem ser igualmente caros em uma válvula existente.

Uma manutenção preventiva oportuna nessas válvulas compensa várias vezes, pois o compressor opera de forma eficiente e segura.

Como identificar um compressor que pode ter uma válvula desgastada?

Como afirmado anteriormente, é um desafio identificar uma válvula que esteja desgastada, a menos que seja aberta e inspecionada, mas existem alguns indicadores que um técnico de compressores qualificado pode usar para deduzir uma válvula com defeito.

Com base nas condições operacionais

• Operação de baixo ciclo de trabalho: Um compressor de ar de parafuso sofisticado nos dias de hoje carrega uma interface homem-máquina baseada em microprocessador conveniente que mantém registro das horas de operação do compressor sob condições de carga e descarga e o número de contagens de carga/descarga compressor é submetido durante um período de tempo. Um número maior de horas sem carga e contagem de carga/descarga indica que o compressor de ar está superdimensionado em relação à demanda real de ar. Isto, por sua vez, indica que o compressor de ar 'circula' frequentemente entre o modo de carga e descarregamento, em vez de funcionar continuamente com carga. Cada vez que um compressor 'liga', a válvula de entrada, a válvula de purga e a válvula de pressão mínima são acionadas onde seus componentes internos 'atuam'. A atuação frequente dessas válvulas resulta em um desgaste mais rápido dos componentes internos e, portanto, resulta em uma vida útil mais curta.
• Ambiente operacional extremo: Um ambiente abusivo que seja empoeirado ou abrasivo também às vezes afeta a vida útil dessas válvulas.

Com base nos parâmetros operacionais

• Alta temperatura operacional: Um compressor que funciona em alta temperatura operacional afeta a vida útil dos componentes de vedação da válvula, o que faz com que eles “envelheçam” rapidamente.
• O compressor não aumenta a pressão: Se a necessidade de ar não mudou ao longo do tempo e a instalação estiver relativamente livre de qualquer vazamento de ar, o compressor de ar provavelmente não está fornecendo a saída nominal. Existe uma grande probabilidade de haver uma válvula com defeito.
• Aumento no consumo de energia do compressor: Um aumento no perfil de consumo de energia do compressor de ar durante um período de tempo em que não houve alteração anormal na demanda de ar e no padrão de uso indica um aumento na potência de carga ou de descarga. Há uma grande probabilidade de que isso seja devido a uma válvula com defeito.

Os compressores de parafuso lubrificados a óleo podem ter válvulas diferentes dessas 4 válvulas críticas?

Com base na filosofia de projeto adotada pelo fabricante do compressor de ar, os compressores de ar de parafuso lubrificados a óleo poderiam ter mais algumas válvulas que são críticas para o desempenho funcional e que também devem ser mantidas. Algumas das outras válvulas frequentemente usadas em um compressor de ar são as seguintes:

• A válvula de controle de temperatura (também conhecida como válvula térmica) é usada para regular o fluxo de óleo através do resfriador de óleo com base na temperatura operacional.
• A válvula de corte de óleo é usada para evitar o refluxo de óleo do compressor através da porta de injeção de óleo.
• A válvula de retenção de descarga é usada para evitar o refluxo de ar comprimido para o compressor através da porta de descarga do compressor.
• A válvula reguladora de fluxo (válvula esfera ou válvula gaveta) é utilizada para isolar a saída do compressor e está localizada na saída do compressor.
• As válvulas de drenagem são usadas para drenar o lubrificante no momento da troca ou limpeza do lubrificante. Os compressores de ar equipados com um coletor de umidade na saída do pós-resfriador também possuem uma válvula de drenagem (automática ou com temporizador) para descarregar a água coletada
• A válvula de amostragem de óleo é usada para coletar amostras de lubrificante enquanto o compressor ainda está funcionando.
• As válvulas de retenção de fluxo são usadas em linhas de controle e linhas de lubrificação para regular o fluxo de lubrificante ou controlar o ar em uma determinada direção.

A presença ou ausência de uma destas válvulas e o tipo de atuação destas válvulas (eletrônica/mecânica) depende da arquitetura de projeto do compressor de ar. O Manual de Operação e Manutenção (OMM) e o Diagrama de Tubulação e Instrumentação (P&ID) fornecidos pelo fabricante do compressor de ar são excelentes recursos que explicam a finalidade, o funcionamento e os requisitos de manutenção dessas válvulas.

Por que é importante usar kits de válvulas originais fornecidos pelo fabricante do compressor de ar?

Muitas das válvulas do compressor de ar são altamente especializadas e exclusivas. Seus projetos são geralmente complexos e alguns até precisam de ferramentas especiais para atendê-los. A qualidade de construção dos componentes internos e a seleção de materiais são extremamente importantes e proprietárias. Portanto, é altamente crítico que apenas kits de válvulas genuínos emitidos pelo fabricante do compressor de ar sejam usados ​​para manter as válvulas. Uma substituição pós-venda inferior certamente comprometerá o desempenho de todo o compressor, anulará a garantia original do fabricante do compressor, causará danos conseqüentes a outras peças do compressor e, acima de tudo, será um risco à segurança.

Concluindo, embora seja importante trocar os filtros e lubrificantes do compressor de ar de parafuso a tempo, é igualmente importante realizar a manutenção preventiva nessas válvulas críticas em um compressor de ar de parafuso, conforme recomendado pelo fabricante do compressor de ar. Embora a válvula de admissão, a válvula de pressão mínima, a válvula de segurança e a válvula de purga sejam essenciais para o desempenho e a segurança do compressor, pode haver outras válvulas no compressor que são críticas e precisam de manutenção. O dimensionamento dos compressores de ar e o ambiente em que ele opera são fatores cruciais que afetam a vida útil do compressor de ar. Finalmente, é fundamental fazer a manutenção proativa dessas válvulas usando kits originais emitidos pelo fabricante do compressor para permitir que o compressor de ar funcione de forma eficiente e segura.

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Juan Pablo Capitani Gutierrez
Supervisor de Manutenção Industrial