El barniz es una de las principales causas de falla de la unidad de compresión en compresores de aire de tornillo rotativo lubricado. El propósito de este artículo no es cubrir todos los escenarios que conducen a la formación de barniz, sino señalar que métodos están disponibles para su detección y qué se recomienda hacer para solucionarlo.
Signos comunes y causas del barniz
Los filtros de aceite obstruidos o un aumento inexplicable de la temperatura de descarga, son indicadores en una etapa tardía de que hay barniz presente. En el peor de los casos, el barniz pegará la unidad de compresión, lo que hace que sea imposible volver arrancar después de que la máquina se enfríe y requerirá el desmontaje para la limpieza o el reemplazo de la unidad de compresión. El aceite de mala calidad suele ser el culpable cuando aparece el barniz. Un mantenimiento preventivo malo, deficiente o nulo es una causa igualmente probable.
Los componentes móviles en una unidad de compresión son bastante simples y sobrevivirían fácilmente en entornos menos severos utilizando un aceite ligero básico con suficientes inhibidores de degradación y oxidación. Los compresores de aire de tornillo rotativo presentan un entorno operativo sustancialmente más pesado en comparación con otras aplicaciones de máquinas rotativas de alta velocidad. En un compresor de aire, los altos niveles de calor y humedad actúan junto con la formación de espuma, el arrastre de aire y la vaporización para acelerar en gran medida el proceso de oxidación natural. Los fabricantes de aceites contrarrestan estos problemas inherentes con una mezcla de aceites base y aditivos.
Los aceites base derivados de hidrocarburos tienen mayor probabilidad de formar barniz en los compresores de aire. Incluyen los aceites convencionales del Grupo I y II del Instituto Americano del Petróleo (API) y los aceites sintéticos del Grupo III y IV PAO. Los grupos I y II serán anunciados por los fabricantes de aceite para compresores de aire como minerales y se les asignará un intervalo de drenaje de 1,000 a 2,000 horas, los semi-sintéticos podrán operar 4,000 horas en promedio. Los sintéticos de los Grupos III y IV probablemente se anunciarán como aceite de 8,000 horas y se especificarán como sintéticos o basados en PAO en materiales de comercialización. Cualquiera que sea el aceite base, el consenso es que los aceites sintéticos durarán más en el servicio del compresor de aire en las mismas condiciones.
Definiendo condiciones de funcionamiento “normales”
Vamos a enfocarnos en los aceites sintéticos de 8,000 horas, que en general pertenecen al grupo III, Grupo IV o una combinación de ambos para la discusión de la formación de barniz. Los aceites de este tipo son muy populares y tienen una larga trayectoria de éxito en el servicio general de compresores de aire. Son una clase de aceites de rango medio construidos para alcanzar su intervalo de drenaje anunciado con temperaturas de descarga sostenidas de 170 ° F a 212 ° F (76°C a 100°C).
La mayoría de los fabricantes de aceites industriales producen al menos uno y muy probablemente varios aceites de esta clase. Algunos fabricantes son específicos sobre las condiciones de operación para las que está diseñado el aceite y otros no. Es común que los aceites para compresores de aire se recomienden durante un número específico de horas “en condiciones normales”. Declaraciones como esta abarcan la amplia gama de condiciones operativas que existen en el campo, por lo que es importante determinar cuál es la definición de “normal” del fabricante de aceite antes de adoptar prácticas de mantenimiento para un aceite nuevo. La mejor manera de aprender más sobre cualquier aceite es hablar con el fabricante. A continuación, analicemos formas de evitar el barniz en sus compresores de aire de tornillo rotativo lubricado.
Elegir el aceite correcto
Las dos cosas más importantes que puede hacer para prevenir el barniz son elegir el aceite correcto para sus condiciones de operación únicas y adaptar sus prácticas de mantenimiento a esas condiciones de operación. Si su máquina ha estado funcionando con el mismo aceite sintético sin problemas durante años y el aceite alcanza el intervalo de drenaje anunciado, sus prácticas de mantenimiento, el entorno operativo y la calidad del aceite obviamente funcionan bien juntos. No habría necesidad de cambiar nada desde una perspectiva operativa, pero el deseo de cambiar los proveedores del lubricante puede estar impulsado por el precio u otros problemas relacionados con el proveedor.
No dude en pedirle a cualquier posible nuevo proveedor evidencia del desempeño de su lubricante. Es probable que esa evidencia sea información obtenida a través de pruebas en compresores de aire de tornillo rotativo. Los datos de la prueba del compresor de aire de tornillo rotativo pueden incluir resultados de análisis de aceite durante un período de prueba de 8,000 horas o más con las condiciones de prueba proporcionadas. También se pueden incluir pruebas de laboratorio que describan las condiciones de prueba y la relevancia de la prueba para la operación del compresor de aire.
Las prácticas de mantenimiento adecuadas a menudo resuelven problemas
Si el aceite sintético de su compresor de aire le causa problemas, primero revise sus prácticas de mantenimiento. En la mayoría de los casos, un mantenimiento adecuado puede resolver el problema. Considere también la fuente del aire de admisión. ¿El compresor de aire absorbe gases oxidantes, humo u otros contaminantes en el aire? Después de revisar su compresor de aire de manera integral, su última opción es considerar cambiar los aceites. Es probable que sus opciones sean más caras, pero el tiempo ahorrado y el daño potencial evitado pueden hacer que valga la pena el gasto adicional.
Aquí hay dos ejemplos de cuándo cambiar los tipos de aceite puede ser prudente:
Ejemplo No. 1 – Calor: las altas temperaturas reducen la vida del aceite y causan barniz. Cuanto más caliente sea la temperatura, más frecuentemente se debe cambiar el aceite. Si la temperatura de descarga del compresor de aire está en el rango de 212 ° F (100 °C) o más alta y está experimentando problemas con el barniz, es recomendado considerar un aceite de tipo éster como un Poliolester (POE). Estos aceites controlan bien el barniz y duran mucho tiempo. Pero tienen un precio más alto.
Ejemplo No. 2 – Agua: operar en un ambiente de alta humedad con ciclos de trabajo cortos, bajas temperaturas de descarga y malas prácticas de mantenimiento también pueden forzar un cambio en el tipo de aceite. Los fabricantes de aceite para compresores de aire a menudo se refieren a la “separación rápida de agua” de sus productos. El aceite mezclado con altos niveles de agua se oxidará a una velocidad fenomenal y eventualmente producirá una sustancia espesa y dañina que contiene los mismos componentes oxidativos que el barniz. Para evitar el problema, los aceites del Grupo III o IV están diseñados para liberar agua limpiamente sin formar una emulsión, lo que permite que se drene periódicamente desde el fondo del depósito. Algunos miembros del personal de mantenimiento simplemente no lo saben o no pueden hacerlo por razones operativas. Simplemente elevar una temperatura de descarga anormalmente baja según la recomendación del OEM del compresor de aire podría solucionar el problema. De lo contrario, puede considerar la conversión a un fluido a base de poliglicol (PAG).
Los aceites para compresores de aire basados en PAG son excelentes aceites para compresores de aire que no forman barniz y tienen la capacidad de disolver el agua sin dañar la máquina, eliminando la necesidad de una extracción manual. También es probable que sean incompatibles con los aceites de tipo Grupo III o IV y puede ser necesario un proceso de conversión adecuado que utilice un aceite de éster como lavado intermedio. Si considera la conversión a un PAG o POE, consulte al fabricante del compresor de aire o aceite antes de hacerlo. Algunas máquinas están construidas con mangueras, sellos y otros materiales que son incompatibles con ellas.
Eliminación del barniz de un compresor de aire
Si sus problemas de barniz y lodo fueron causados por el uso de aceite de baja calidad, el tipo de aceite incorrecto para sus condiciones ambientales o por prácticas de mantenimiento incorrectas, es crucial limpiar un compresor de aire sucio antes de introducir aceite nuevo.
Drenar y rellenar no hará el trabajo adecuadamente. Es importante eliminar la mayor cantidad posible de subproductos oxidativos del aceite degradado, ya que pueden acelerar la oxidación del aceite nuevo, acortando severamente su vida útil. Limpiadores comerciales a base de éster están disponibles y deben usarse según las instrucciones del fabricante.
Método de prueba ASTM D7843 para detectar barniz
Además de la inspección visual periódica, su última línea de defensa contra el barniz es el análisis de aceite. El análisis de aceite de rutina verificará la viscosidad, el índice de acidez, el agua, los metales aditivos, los metales de desgaste y posiblemente la oxidación. Los resultados se comparan con la nueva línea de base del petróleo y cualquier cosa fuera de lo común se marca contra los límites establecidos. La mayoría de los laboratorios recomendarán acciones basadas en el análisis que van desde ninguna acción hasta cambiar el aceite. Dos indicadores principales de que un aceite está llegando a su fin son la viscosidad cinemática y el índice de acidez. Cuando comienzan a aumentar, serán señalados en el reporte. El punto en el que el aceite quedará inservible es difícil de predecir ya que el aumento puede ser lento y constante o exponencial. Sin embargo, en el caso del barniz, estos números pueden permanecer normales y nunca sospecharías que existe un problema. Afortunadamente, hay otra herramienta disponible para ayudar a detectar el barniz. El método de prueba ASTM D7843 utiliza colorimetría de parche de membrana (MPC) para medir el potencial de barniz del aceite. El aceite se prepara según el método y pasa por una membrana. Se capturan las sustancias insolubles productoras de barniz en el aceite y se le asigna al color del parche una calificación de “Bueno”, “aceptable”, “Anormal” o “Crítico”.
Eliminar el Barniz es el esfuerzo del equipo
El barniz es un riesgo desafortunado que muchos profesionales de mantenimiento enfrentarán en algún momento cuando operen compresores de aire de tornillo rotativo. Pero, con un mantenimiento preventivo completo y el aceite adecuado, puede limitar su formación y mejorar la vida útil y el rendimiento del compresor. En definitiva, derrotar al barniz es un esfuerzo de equipo. El fabricante del lubricante tiene que diseñar un aceite que funcione para las condiciones, el personal de mantenimiento debe emplear prácticas de mantenimiento preventivo apropiadas y el laboratorio de análisis de aceite debe proporcionar resultados precisos.