REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO” EXTENSION MARACAIBO
PROYECTO DE PLANIFICACION PARA
LUBRICACION INDUSTRIAL
Maracaibo, Julio de 2.007 Índice de contenido
Introducción
• Explicar las funciones básicas de un compresor de tornillo y como se compone.
• ¿Cuáles son las partes a lubricar en un Compresor de Tornillo?
• Área de aplicación del equipo escogido y Hojas de registro, control y rutas para la planificación de la lubricación del equipo escogido.
• Identificar la causa del deterioro de las partes a lubricar.
• Función básica del lubricante a utilizar y cuales son sus propiedades. • Selección del sistema de lubricación centralizada a utilizar para el
equipo escogido.
• ¿Cómo se realiza el almacenaje del lubricante para el equipo escogido?
Conclusión. Bibliografía. Anexos.
• Explicar las funciones básicas de un compresor de tornillo y como se compone.
El compresor de tornillo es una máquina de desplazamiento positivo y, como tal, tiene fases de trabajo distintivas: succión, compresión y descarga. En este análisis limitaremos nuestra descripción a las fases de trabajo de un solo lóbulo del rotor macho y un espacio interlobular del rotor hembra. Una vez que se comprende la operación, no es difícil imaginar la interacción relativa de todos los lóbulos y los espacios interlobulares con el resultante flujo de gas continuo y no pulsante a través del compresor.
La fase de succión, a medida que el lóbulo del rotor macho empieza a desengranarse de un espacio interlobular, en el rotor hembra se crea un vació y el gas es aspirado a través del puerto de admisión. A medida que los rotores continúan girando, el espacio interlobular aumenta su tamaño y el gas fluye de manera continua hacia el espacio interlobular. El puerto de admisión es grande y en cada rotación, se llena una porción grande. Justo antes del punto en el cual el espacio interlobular deja el puerto de admisión del extremo de succión, el espacio interlobular se abre en su total extensión de extremo a extremo, los lóbulos y el espacio interlobular se encuentran desengranados por completo. En consecuencia, el espacio interlobular se llena en su totalidad con gas aspirado.
La fase de transferencia es una fase de transición entre la succión y la compresión, de forma que al continuar la rotación, la cámara de trabajo que contiene el volumen del fluido v1 se mueve circunferencialmente sin variar el volumen.
La fase de compresión, en la que cada diente del rotor conductor engrana con el extremo de cada cámara de trabajo en cuestión, decreciendo progresivamente su tamaño hasta que, cuando su valor v2 se pone en comunicación con la cavidad de escape. En la fase final de escape, en el que al proseguir el giro, el volumen disminuye desde v2 a cero, produciéndose la expulsión del fluido a la presión de salida p2.
Partes de un Compresor.
A continuación se nombraran las partes que componen el equipo escogido: (cuadro y figura del equipo)
Equipo escogido Partes
Compresor de Tornillo
• Rotor macho
• Rotor hembra
• Cojinetes axiales y radiales
• Entrada de succión y descarga
• Sellos mecánicos • Válvula deslizante • Engranes multiplicadores • Flecha impulsora • Bomba de aceite • Carter
• ¿Cuáles son las partes a lubricar en un Compresor de Tornillo?
Rotor macho Rotor hembra
Cojinetes axiales Cojinetes radiales
Sellos mecánicos Engranajes multiplicadores
Flecha impulsora Engranes de tiempo
Conociendo la existencia de los componentes mecánicos de un compresor de tornillo, cabe destacar que los mecanismos a utilizar para su respectiva lubricación pueden ser varios pero siendo el principal el de circulación de lubricante forzada para los tornillos y engranajes para reducir el espacio o las “holguras” entre los componentes metálicos además de evitar así el contacto metal-metal. Los sistemas escogidos para la lubricación centralizada para este equipo serán desarrollados mas adelante (Ver: Selección del sistema de lubricación centralizada a utilizar para un Compresor de tornillo).
• Áreas de aplicación de los compresores de tornillo.
Los compresores de tornillo rotatorio datan de muchas décadas atrás y casi con seguridad son los equipos que más se seleccionan para la compresión de aire, tanto libre de aceite como con presencia de aceite, en la minería, la construcción, refrigeración industrial y en un sinnúmero de aplicaciones donde se aprecian las características tales como su relativa simplicidad, confiabilidad general y gran disponibilidad.
Uno de los aspectos menos conocidos es que las máquinas de tomillo rotatorio son igual de adecuadas para la compresión de gases de proceso tales como amoniaco, argón, etileno, acetileno, butadieno, cloro, gas clorhídrico, gases de tuberías naturales y sintéticas, mezclas de gas de antorcha, gases provenientes de altos hornos, gases de pantanos y de biomasas, gas de horno de coque o carbón, monóxido de carbono, gas de hulla, metano, propano, propileno, gas de chimenea, gas crudo o basto, bióxido de azufre, óxido nitroso, cloruro de vinilo, estireno e hidrógeno.
La tecnología moderna de sellado e inyección de líquido ha sido responsable en forma parcial de hacer a las unidades de tornillo rotatorio capaces de competir en aplicaciones, que con anterioridad, estaban reservadas sólo para otros tipos de compresores. Como resultado de los maquinados de contorno complejos y del mejoramiento en la metalurgia, los compresores de tornillo rotatorio de una o de múltiples etapas comprenden hoy en día, un rango de volúmenes de succión que van desde 300 hasta 60 000 m3/h std (176 a 35310 scfin), con presiones de descarga de hasta 40 bares (580 psi). Para aplicaciones de vado, puede alcanzarse una presión absoluta de 0.09 bar (1.3 psia).
El Compresor de tornillo escogido tiene aplicación en la planta de Clorosoda del Complejo Petroquímico El Tablazo. Se mostrara un plan de lubricación según el rango de operación del equipo escogido dando a conocer las frecuencias, horas de trabajo y paradas para mantenimiento preventivo, entre otros datos. A continuación se identificaran las causas que originan el deterioro de los componentes mecánicos del compresor escogido.
• Identificar la causa del deterioro de las partes a lubricar.
A continuación se mostrara un cuadro de diagnostico donde se identificaran algunas posibles causas que llevaron al deterioro de las partes indicadas anteriormente que componen al compresor de tornillo (Ver cuadro anexo a continuación)
Fluido de
trabajo Código Equipo Problema Causa
Posible solución
Etileno k-101 Compresor de tornillo
Fuga en líneas de lubricante del equipo. Ruptura de línea. Paro de bomba del sistema de lubricación. Reemplazo de línea y conexiones patentes y teflón. Reemplazo de sist. Lubricación. Alta
temperatura. lubricante o Falta de uso inadecuado. Mala operabilidad por operarios. Mtto inadecuado al sist. lubricante Drenar y colocar lubricante Mobil Rarus Serie 425 (ISO 46). Reemplazo de filtros. Engrasar cojinetes y rodamientos. Falta de lubricante en rodamientos. Bajo nivel de lubricante. Falta de engrase a cojinetes.
• Función básica del lubricante a utilizar y cuales son sus propiedades.
El lubricante más apropiado para este compresor de tornillo y según su aplicación y fluido de trabajo, además de que es recomendado por ExonMobil Lubricants & Specialties es el siguiente:
Mobil Rarus Serie 425 (ISO 46) hasta 1.500 horas en servicio y hasta 2.000 horas realizando un análisis químico para examinar su condición y si mantiene sus propiedades que lo caracterizan.
Las propiedades de este lubricante son las siguientes:
Viscosidad adecuada (ISO VG 32-46) Estabilidad a la oxidación
Resistencia de película
Buena demulsificacion (habilidad para separase del agua) Propiedades Antiherrumbre
Propiedades de liberación de aire
A continuación se explicaran cada una de las propiedades.
• Viscosidad Adecuada (ISO VG 32-46): de acuerdo con la viscosidad que indica el producto además de la ISO trabaja en un rango de temperatura de 32 a 46 centistokes a 40ºC de trabajo operativo.
• Estabilidad a la oxidación : se usa para proteger al lubricante del ataque del oxigeno largando la vida útil del lubricante.
• Resistencia de película : es la resistencia que presenta la película lubricante a ser rota, desplazada, o desgastada evitando que exista el contacto bimetálico.
• Buena demulsificacion (habilidad para separase del agua): pues se forma una emulsión perfecta con esta evitado que el aceite sea desplazado o lavado con órganos a lubricar estos aditivos mejoran la estabilidad de las emulsiones al descender la tensión interfacial del sistema y proteger las gotas de agua por una película interfacial
• Propiedades Antiherrumbre : El término antiherrumbre se usa para designar a los productos que protegen las superficies ferrosas contra la formación de óxido. Tales como los utilizados en turbinas, trenes de laminación, circuitos hidráulicos, calandras, etc., el aceite utilizado debe soportar la presencia de agua, libre y/o disuelta en el mismo.
• Propiedades de liberación de aire : es la capacidad que presenta el lubricante a través de este aditivo de expulsar el porcentaje de oxigeno o aire que pueda estar atrapado en la totalidad del lubricante.
Cabe destacar que según ExonMobil Lubricants & Specialties, los aceites sintéticos a base de PAO (Polialfaolefinas) que utilizan en los compresores de tornillo son Mobil Rarus SHC 1024 (ISO VG 32) y Mobil Rarus SHC 1025 (ISO VG 46), esta línea de lubricantes puede ser utilizada hasta 9.000 horas de servicio (mediante análisis de seguimiento se puede extender hasta 10.000horas de servicio). Tampoco debe descartarse el uso de aceites sintéticos de base diester para lubricar compresores a tornillo, como el Mobil Rarus Serie 800, que puede también alcanzar hasta 9.000 horas de servicio, pero hay que estudiar bien el caso previamente.
• Selección del sistema de lubricación centralizada a utilizar para el equipo escogido.
El sistema escogido será el de lubricación forzada como principal. El sistema de lubricación centralizada forzada también llamada circulación a presión ya que el uso de una bomba permite mantener un flujo a presión por todo el sistema a lubricar. Su gran virtud consiste en que mediante una red de conductos, se asegura el suministro de aceite en cada punto donde es requerido y en la cantidad adecuada.
Para los cojinetes, rodamientos y sellos mecánicos las pistolas o graseras inyectan grasa a través de válvulas de retención que mantienen el sistema hermético a la entrada de contaminantes.
A continuación se muestra el principio de funcionamiento de un compresor de tornillo con inyección de lubricante por circulación forzada:
• ¿Cómo se realiza el almacenaje del lubricante para el equipo escogido?
Según la guía de Almacenamiento de Lubricantes y refiriéndose al cuadro de cómo almacenar los mismos, podemos recomendar que nuestro aceite lubricante escogido puede ser almacenado de la siguiente manera:
Producto Condiciones de
almacenaje Tiempo de almacenaje
Mobil Rarus Serie 425
(ISO 46) Almacenar solo bajo techo evitando altas
temperaturas. 12 meses Mobil Rarus SHC 1024 (ISO VG 32) y Mobil Rarus SHC 1025 (ISO VG 46)
Claro esta que al recibir el lubricante a granel; debe esperarse un periodo de tiempo prudente para que el agua o cualquier partícula que contenga se asienten. Este periodo va desde 24 horas más o menos pero en casos de urgencia, hasta un mínimo de 6 horas. Hay que tener muy en cuenta que el contenedor donde será depositado el lubricante debe estar totalmente limpio y que las paredes del contenedor estén pintadas para evitar que estas desprendan partículas ajenas, debe evitarse la entrada de agua y/o sucio que se encuentre en los alrededores del contenedor.
El almacenamiento de las grasas empleadas para la lubricación de cojinetes, rodamientos, engranajes, debe ser bajo techo donde sea buena la ventilación y que no haya exposición a variaciones de temperaturas ya que tienden a deteriorarse por dicha variación.
Bibliografía
• Guía practica para la tecnología de los compresores. McGraw-Hill. Heinz P. Bloch. Año 1.998
• Lubricación de Rodamientos. FAG Sales Europe Iberia – España. Catalogo de servicio.
• www.elprisma.com/lubricacionindustrial/compresoresytipos
Este tipo de compresores consta principalmente de dos tornillos engranados que giran en forma paralela y en su parte posterior cuenta con un par de engranajes. El gas se comprime por la acción de los dos rotores o tornillos.
Los tornillos están sometidos a un tipo de película de lubricación límite, mientras que los engranajes tienen un tipo de lubricación hidrodinámica. Existen dos variaciones de compresores a tornillo del tipo descripto (de dos impulsores o rotores). En el tipo "inundado por aceite", se inyecta aceite al cilindro para absorber calor del aire o gas a medida que el mismo se comprime. El aceite funciona también como sello entre los tornillos. Como hay aceite disponible en el cilindro para lubricar los tornillos, estas máquinas ahora se construyen usualmente sin engranajes sincronizadores. Requieren un sistema de circulación interna para controlar la temperatura del aceite y un sistema de remoción de aceite para sacar el aceite del aire o gas de descarga.
En los compresores a tornillo "secos", no se inyecta aceite, por lo que se requieren engranajes sincronizadores para evitar que los tornillos se contacten entre sí. Las piezas lubricadas de los compresores del tipo "seco" son los engranajes y los cojinetes (planos o rodamientos). En las máquinas inundadas con aceite, además de cojinetes y engranajes, el aceite lubrica las superficies de contacto de los tornillos o rotores. En ambos tipos, pueden usarse sellos lubricados con aceite para minimizar las fugas de aire o gas. Uno de los puntos a tener en cuenta es que en compresores inundados existe una continua mezcla del lubricante con el aire que está siendo comprimido y en las burbujas de aire atrapadas en el lubricante pueden darse temperaturas de hasta 100°C. Esto hace que el aceite esté sometido a un proceso de oxidación muy fuerte y por lo tanto se requiere de un adecuado aditivo antioxidante y una base mineral de alta calidad, preferentemente del grupo II (hidrocraqueada) o una base sintética como la Polialfaolefina (PAO).
Es más, algunos compresores a tornillo que están lubricados con aceite mineral suelen tener paradas por altas temperaturas (esto se evita con la utilización de aceites sintéticos, que pueden bajar la temperatura de trabajo en aproximadamente 10 °C)
Este proceso de oxidación hace necesario cambiar el aceite en las horas adecuadas para evitar formación de depósitos.
El compresor de tornillo es una máquina de desplazamiento positivo y, como tal, tiene fases de trabajo distintivas: succión, compresión y descarga. Uno de los aspectos menos conocidos es que las máquinas de tomillo rotatorio son igual de adecuadas para la compresión de gases de proceso tales como amoniaco, argón, etileno.
El sistema de lubricación centralizada forzada también llamada circulación a presión ya que el uso de una bomba permite mantener un flujo a presión por todo el sistema a lubricar. Su gran virtud consiste en que mediante una red de conductos, se asegura el suministro de aceite en cada punto donde es requerido y en la cantidad adecuada.
Para el almacenaje del lubricante a granel; debe esperarse un periodo de tiempo prudente para que el agua o cualquier partícula que contenga se asienten. Este periodo va desde 24 horas más o menos pero en casos de urgencia, hasta un mínimo de 6 horas. Hay que tener muy en cuenta que el contenedor donde será depositado el lubricante debe estar totalmente limpio. El almacenamiento de las grasas empleadas para la lubricación de cojinetes, rodamientos, engranajes, debe ser bajo techo donde sea buena la ventilación y que no haya exposición a variaciones de temperaturas ya que tienden a deteriorarse por dicha variación.
