Compressores industriais: conheça as principais falhas 

Compressores são ativos essenciais, responsáveis por comprimir ar, gases ou outros fluidos, alterando pressão e controlando vazão para aplicações específicas. Um dos principais exemplos é o fornecimento de ar comprimido para máquinas pneumáticas. 

Na indústria, boa parte do uso envolve compressores rotativos de parafuso lubrificado. Mas, outros tipos como os modelos de pistão, espiral ou centrífugos, que podem operar com ou sem lubrificação, também estão presentes no pátio industrial. A grande maioria se enquadra na categoria de compressores de deslocamento positivo (ou volumétricos). 

Esses ativos possuem alguns componentes básicos como mangueiras, filtro de ar, filtro de óleo etc. Itens que precisam de atenção e trocas periódicas, caracterizadas pela manutenção preventiva. Entretanto, para ampliar a vida útil e a disponibilidade dos compressores, a manutenção preditiva baseada na condição de partes críticas como rolamentos e engrenagens é fundamental. 

Continue a leitura para saber mais sobre os tipos de compressores, as falhas mais comuns e como a manutenção preditiva pode contribuir para evitar paradas não planejadas. 

Principais falhas em compressores industriais 

Os compressores podem apresentam alguns modos de falha bastante específicos. São eles: retorno de líquido, golpe de líquido, problemas de lubrificação, contaminação do sistema e temperatura de descarga elevada. Conheça um pouco mais sobre cada um: 

Retorno de líquido 

Esse modo de falha ocorre quando o fluído refrigerante se mistura com o lubrificante, alterando a capacidade de lubrificação. Isso pode acontecer tanto em compressores resfriados a ar quanto nos que usam o fluido refrigerante com arrefecimento. 

O retorno do líquido ocorre quando o superaquecimento do gás de sucção do compressor está abaixo da temperatura necessária. Dessa forma, o gás refrigerante atua como um detergente e remove o filme lubrificante.  

Ele se caracteriza pela completa remoção do filme de lubrificação das partes móveis, provocando o contato entre as peças. A atrito pode promover o desgaste das peças, elevação da temperatura e até mesmo uma parada não planejada. 

Pode se identificar esse problema pela elevação dos níveis de vibração. Além disso, ao se analisarem as peças, nota-se que estão completamente limpas, sem óleo e sem sinais de carbonização. 

Golpe de líquido 

O problema ocorre quando o compressor trabalha com líquidos na câmara de compressão. De modo geral, provocado pelo retorno do líquido refrigerante, decorrente de problemas na válvula, carga reduzida, má distribuição de ar etc. 

Devido à pressão hidrostática, o golpe de líquido danifica as válvulas de sucção e a placa de válvulas, dano que pode se estender ao conjunto de biela e pistão. Visualmente, as peças avariadas apresentam ranhuras radiais, possíveis fendas ou, ainda, fragmentação. 

Essa falha também pode ser causada pelo retorno de óleo, que provoca danos semelhantes aos dos líquidos. 

Problemas de lubrificação 

Os problemas de lubrificação são uma preocupação comum em motores, abrangendo uma série de questões que afetam diretamente o desempenho e a vida útil do motor. Entre esses problemas, destacam-se a diluição ou perda do óleo e a redução da viscosidade.   

Um dos problemas mais recorrentes é a diluição do óleo. Isso ocorre devido à afinidade do óleo com o refrigerante, resultando na perda de sua capacidade de lubrificação quando em contato prolongado. Esse fenômeno afeta principalmente os mancais da biela mais próximos à bomba de óleo e pode levar ao desgaste das paredes do cilindro, além de causar travamento ou quebra do pistão. Os sinais desse problema incluem manchas de metal, desgaste acentuado e indícios sutis de superaquecimento. 

Outro problema é a perda de óleo, que pode causar mudanças significativas na temperatura, especialmente no virabrequim, evidenciadas por descoloração devido ao calor excessivo. Assim, esse problema pode surgir devido a ciclagem curta, quando há baixa carga de refrigerante, espumação excessiva do óleo devido a um tipo inadequado ou diluição do óleo, e operação prolongada com carga mínima. 

É crucial estar atento a esses problemas de lubrificação, pois podem ter consequências graves para o funcionamento e a durabilidade do motor. A manutenção adequada, incluindo a escolha do óleo correto e a verificação regular dos níveis, é essencial para prevenir e mitigar tais problemas. 

Temperatura de descarga elevada 

Essa falha pode levar o compressor ao superaquecimento. Entre as causas mais comuns está a alta razão de compressão e baixa carga de refrigerante. Tais fatores resultam, portanto, em um fluxo insuficiente de refrigerante, aumentando a temperatura do sistema e, consequentemente, do óleo de lubrificação. 

Quando esse problema ocorre, geralmente há desgaste excessivo do pistão, além de evidências visuais como carbonização da placa de válvulas. 

Em situações extremas, o óleo carbonizado pode comprometer o movimento das palhetas, permitindo a passagem do gás de descarga de volta para a sucção. Dessa forma, é fundamental monitorar e corrigir rapidamente a temperatura de descarga elevada para evitar danos graves ao compressor e garantir seu funcionamento eficiente. 

Contaminação do sistema 

Dentre os principais contaminantes estão a umidade, o óxido de cobre e a sujeira. A presença de umidade pode ocorrer durante a instalação ou devido ao uso de óleos lubrificantes contaminados ou inadequados, resultando em corrosão, oxidação, decomposição do refrigerante e até mesmo deterioração dos componentes. 

No caso da contaminação por sujeira, qualquer inadequação na instalação ou durante a troca de óleo, pode resultar em desequilíbrios químicos que alteram a estrutura do óleo, formando ácidos, incrustações ou outras formas de combinação. 

Já o cobreamento pode levar ao emperramento e eventual quebra mecânica, devido ao acúmulo de partículas de cobre do sistema de tubulação no virabrequim, mancais e conjunto de biela/pistão. Esse problema é geralmente causado pelo uso de lubrificantes inadequados ou exposição a altas temperaturas. 

Além desses contaminantes, existem outras falhas que são comuns a diversos ativos, como problemas elétricos, desgastes ou folgas em componentes rotativos, desbalanceamento e defeitos de engrenagem. 

Monitoramento de compressores 

Para evitar paradas não planejadas, é crucial identificar falhas em estágios iniciais nos compressores. Uma estratégia eficaz para isso é a instalação de sensores nos compressores para monitorar sua saúde. A análise de vibração desses equipamentos fornece, assim, indicadores importantes de possíveis falhas, utilizando dados coletados ao longo do tempo. 

Além disso, o acompanhamento da medição de pressão dos compressores permite garantir sua performance, assegurando que cada compressor opere com a energia de demanda exata, evitando desgaste prematuro de peças e outros ativos relacionados. 

Posicionados estrategicamente no eixo de entrada do compressor, próximo ao mancal da engrenagem multiplicadora e em regiões próximas aos rolamentos, os sensores desempenham um papel crucial na detecção precoce de falhas e defeitos de engrenagens em máquinas rotativas. Essas práticas de monitoramento contínuo são, portanto, essenciais para garantir a operação eficiente e confiável dos compressores, minimizando o risco de paradas não planejadas e reduzindo custos de manutenção corretiva. 

Leia mais sobre: Como monitorar um compressor com sensores sem fio (dynamox.net) 

Cada compressor possui características específicas pensadas para o melhor desempenho em determinadas aplicações. Continue a leitura para conhecer as diferentes categorias desses equipamentos: 

Categorias de compressores industriais 

Os compressores industriais podem ser divididos em duas categorias genéricas relacionadas ao princípio básico de funcionamento: compressão de deslocamento positivo e compressão dinâmica.

O grupo de deslocamento positivo engloba compressores alternativos (pistão), compressores orbitais (scroll) e diferentes tipos rotativos (parafuso, dente, palheta). Assim, apesar das variações na constituição, o princípio de funcionamento é o mesmo: a câmara abre para a entrada do ar e fecha para a compressão, resultando na descarga do ar pelo sistema de saída. 

Já os compressores de deslocamento dinâmico incluem turbo compressores de fluxo axial ou radial (centrífugos), projetados para grandes volumes de fluxo. Isto é, eles possuem pás que movem o ar em direção ao impulsor de compressão, que gira a alta velocidade (impelidor), fornecendo energia cinética que é convertida em energia de pressão. 

Compressores de deslocamento positivo (volumétricos) 

Compressor alternativo (pistão ou recíproco) 

Aplicados na refrigeração industrial, chillers e unidades de transferência de gás, esses equipamentos possuem um ou mais pistões acionados por motor. Assim, o movimento do pistão é responsável por abrir a câmara e aumentar a pressão no interior do cilindro até abrir a válvula de descarga. 

Compressor Scroll (orbital ou espiral) 

Aplicados em diversos setores, como alimentos, refrigeração, ar-condicionado e transporte, esses compressores podem ser lubrificados ou isentos de óleo. 

Composto por duas espirais, uma fixa e outra móvel acionada por motor, o compressor scroll realiza a compressão através da interação das espirais. Essa interação, então, comprime o ar e o direciona para o centro do conjunto, onde é descarregado na saída. 

Compressor rotativo 

Amplamente utilizado em refrigeração, esse compressor também é bastante aplicado nas indústrias automotiva e petroquímica. Rotores excêntricos giram em seu interior, criando a pressão necessária para comprimir o ar. O movimento, então, diminui o espaço, comprimindo o ar que é direcionado para a saída. 

O movimento de dois rotores é o que caracteriza esse tipo de compressor. A distinção, portanto, está no formato dos rotores, que dá nome ao compressor: 

• Parafuso: um rotor macho e outro fêmea. 
• Dente: com rotores em forma de vírgula. 
• Palhetas: o rotor possui palhetas em forma de lâmina. 

Compressores de deslocamento dinâmico 

Turbo compressor axial e radial 

Aplicados em refinarias de petróleo, usinas químicas e outros setores, a indicação desse compressor é para grandes vazões e fluxo constante. 

No compressor axial, o ar se desloca linearmente no eixo, passando por fileiras de lâminas rotativas e estacionárias. Já no radial, o fluxo de ar desloca-se para o centro de um impulsor rotativo com lâminas radiais e, em seguida, empurrado para fora pelas forças centrífugas. 

Em ambos os tipos, a compressão ocorre a partir da conversão da velocidade cinética em pressão. 

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