El compresor es una máquina compleja que funciona a alta velocidad. Garantizar una lubricación adecuada del cigüeñal, los cojinetes, las bielas, los pistones y demás piezas móviles es fundamental para su correcto funcionamiento. Por ello, los fabricantes de compresores exigen el uso de aceites lubricantes de grados específicos y la inspección periódica del nivel y el color del aceite. Sin embargo, debido a la negligencia en el diseño, la construcción y el mantenimiento de los sistemas de refrigeración, son frecuentes la falta de aceite en el compresor, la carbonización y el deterioro del aceite, la dilución del líquido de retorno, el lavado del refrigerante y el uso de aceites lubricantes de baja calidad, entre otros problemas.
1. Lubricación insuficiente
La causa directa del desgaste: lubricación insuficiente. La falta de aceite sin duda provocará una lubricación insuficiente, pero la falta de aceite no necesariamente causa una lubricación insuficiente.
Las siguientes tres razones también pueden causar una lubricación insuficiente:
El lubricante no puede llegar a las superficies de apoyo.
Aunque el aceite lubricante ha llegado a la superficie del cojinete, su viscosidad es demasiado baja para formar una película de aceite de espesor suficiente.
Aunque el aceite lubricante ha llegado a la superficie del cojinete, se ha descompuesto debido al sobrecalentamiento y no puede lubricar.
Efectos adversos: la obstrucción de la red de succión de aceite o de la tubería de suministro de aceite, la falla de la bomba de aceite, etc., afectarán el suministro de aceite lubricante, y este no podrá llegar a la superficie de fricción alejada de la bomba. La red de succión de aceite y la bomba de aceite funcionan correctamente, pero el desgaste de los cojinetes, la holgura excesiva, etc., provocan fugas de aceite y baja presión, lo que impedirá que la superficie de fricción alejada de la bomba reciba aceite lubricante, causando desgaste y rayones.
Debido a diversos factores (incluida la fase de arranque del compresor), la temperatura de la superficie de fricción sin aceite lubricante aumenta rápidamente, y este comienza a descomponerse al superar los 175 °C. El ciclo vicioso de «lubricación insuficiente, fricción, alta temperatura de la superficie y descomposición del aceite» es típico, y muchos accidentes graves, como el bloqueo del eje de la biela y el atasco del pistón, están relacionados con él. Al reemplazar la placa de válvulas, compruebe el desgaste del pasador del pistón.
2. Falta de petróleo
La falta de aceite es una de las fallas más fáciles de identificar en un compresor. Cuando el compresor tiene poco aceite, hay poco o ningún lubricante en el cárter.
El aceite lubricante que sale del compresor no regresa: si el aceite lubricante no regresa, el compresor se quedará sin aceite.
Hay dos maneras de devolver el aceite del compresor:
Una de ellas es el aceite de retorno del separador de aceite.
El otro es el tubo de retorno de aceite.
El separador de aceite se instala en la tubería de escape del compresor, que generalmente puede separar entre el 50 y el 95 % del aceite, con un buen efecto de retorno de aceite y una velocidad rápida, lo que reduce considerablemente la cantidad de aceite que ingresa a la tubería del sistema, prolongando así eficazmente el tiempo de operación sin retorno de aceite. Para sistemas de refrigeración de almacenamiento en frío con tuberías particularmente largas, sistemas de fabricación de hielo inundados y equipos de liofilización con temperaturas muy bajas, la instalación de separadores de aceite de alta eficiencia puede prolongar considerablemente el tiempo de funcionamiento del compresor sin retorno de aceite, de modo que el compresor pueda pasar de forma segura por el período sin complicaciones después del arranque. Volver a la fase crítica del aceite.
El aceite lubricante que no se haya separado entrará en el sistema: fluirá con el refrigerante por la tubería formando un ciclo de aceite.
Después de que el aceite lubricante entra en el evaporador:
Por un lado, debido a la baja temperatura y la baja solubilidad, parte del aceite lubricante se separa del refrigerante.
Por otro lado, la temperatura es baja y la viscosidad es alta, y el aceite lubricante separado tiende a adherirse a la pared interior de la tubería, lo que dificulta su flujo.
Cuanto menor sea la temperatura de evaporación, más difícil será el retorno del aceite. Esto exige que el diseño y la construcción de la tubería de evaporación y la de retorno faciliten dicho retorno. Lo habitual es adoptar un diseño de tubería descendente y garantizar una alta velocidad del aire. En sistemas de refrigeración con temperaturas extremadamente bajas, como las cajas criogénicas médicas de -85 °C y -150 °C, además de seleccionar separadores de aceite de alta eficiencia, se suelen añadir disolventes especiales para evitar que el aceite lubricante obstruya los tubos capilares y las válvulas de expansión, y para facilitar el retorno del aceite.
En aplicaciones prácticas, los problemas de retorno de aceite causados por un diseño inadecuado de los evaporadores y las líneas de retorno de aire son frecuentes. En los sistemas con R22 y R404A, el retorno de aceite del evaporador inundado es muy difícil, y el diseño de la tubería de retorno de aceite del sistema debe ser muy cuidadoso. El uso de un separador de aceite de alta eficiencia puede reducir considerablemente la cantidad de aceite que ingresa a la tubería del sistema, prolongando así el tiempo sin retorno de aceite en la tubería de retorno de aire después de la puesta en marcha.
Cuando el compresor se ubica a mayor altura que el evaporador, se requiere una trampa de aceite de retorno en la línea de retorno vertical. Para garantizar el retorno de aceite bajo carga baja, la tubería de succión vertical puede tener doble tubo vertical.
El arranque frecuente del compresor no favorece el retorno del aceite. Debido a que el tiempo de funcionamiento continuo es corto, el compresor se detiene y no hay tiempo para que se forme un flujo de aire estable y de alta velocidad en la tubería de retorno, por lo que el aceite lubricante permanece en la tubería. Si el aceite de retorno es menor que el aceite de entrada, el compresor sufrirá una falta de aceite.
Durante el proceso de descongelación, la temperatura del evaporador aumenta y la viscosidad del aceite lubricante disminuye, facilitando su flujo. Tras la descongelación, el caudal de refrigerante es elevado y el aceite lubricante atrapado regresa al compresor. Si se produce una fuga importante de refrigerante, la velocidad de retorno del gas disminuye. Si la velocidad es demasiado baja, el aceite lubricante se acumula en la tubería de retorno y no puede regresar al compresor con la suficiente rapidez.
El dispositivo de protección de seguridad de presión de aceite se detendrá automáticamente cuando no haya aceite para proteger el compresor de daños. Sin mirilla
Los compresores totalmente cerrados (incluidos los compresores de rotor y de espiral) y los compresores refrigerados por aire con dispositivos de seguridad de presión de aceite no presentan síntomas evidentes cuando falta aceite, no se detienen y el compresor se desgasta de forma imperceptible.
El ruido, la vibración o el exceso de corriente del compresor pueden estar relacionados con la falta de aceite, por lo que es muy importante evaluar con precisión el estado de funcionamiento del compresor y del sistema.
3. Conclusión
La causa principal de la falta de aceite no reside en la cantidad ni en la velocidad de consumo del compresor, sino en el deficiente retorno de aceite del sistema. La instalación de un separador de aceite permite un retorno rápido del mismo y prolonga el tiempo de funcionamiento del compresor sin retorno de aceite. Los evaporadores y las líneas de retorno deben diseñarse teniendo en cuenta el retorno de aceite. Medidas de mantenimiento como evitar arranques frecuentes, programar la descongelación, reponer el refrigerante a tiempo y sustituir los componentes desgastados del pistón también contribuyen al retorno de aceite.
El retorno del líquido y la migración del refrigerante diluirán el aceite lubricante, lo cual no favorece la formación de una película de aceite;
Un fallo en la bomba de aceite y una obstrucción en el circuito de aceite afectarán al suministro y a la presión del aceite, lo que provocará una falta de aceite en la superficie de fricción;
La alta temperatura de la superficie de fricción favorecerá la descomposición del aceite lubricante y hará que este pierda su capacidad lubricante;
La lubricación insuficiente causada por estos tres problemas suele provocar daños en el compresor. La causa principal de la falta de aceite reside en el sistema. Sustituir únicamente el compresor o algunos accesorios no resuelve de raíz el problema de la escasez de aceite.
Por lo tanto, el diseño del sistema y la construcción de las tuberías deben considerar el problema del retorno de aceite, de lo contrario, ¡se producirán innumerables problemas! Por ejemplo, durante el diseño y la construcción, la tubería de retorno de aire del evaporador debe contar con una curva de retorno de aceite, y la tubería de escape con una curva de retención. Todas las tuberías deben seguir la dirección del fluido en sentido descendente, con una pendiente de 0,3 a 0,5 %.
Fecha de publicación: 26 de diciembre de 2022
