Guía para diagnosticar fallas de motocompresores

Muchos motocompresores fallan debido a problemas en el sistema, que deben ser corregidos antes de repetir la falla. Las estadísticas muestran que un compresor nuevo que se instala en un sistema donde ya se dañó otro, falla con mayor frecuencia que los que van a sistemas nuevos. Esto puede ser por procedimientos inadecuados de instalación del recambio o probablemente, porque no se detectó la verdadera causa de la falla y no se corrigió el problema original. Al retirar un compresor fallado, el procedimiento correcto es abrir y examinar el viejo, antes de instalar el motocompresor nuevo. Suele suceder que el equipo original ha experimentado más de un tipo de problema durante su vida.
La habilidad de un técnico consiste en saber reconocer cuál es la verdadera causa de la falla, para corregirla, antes que se afecte al compresor de recambio. Esta guía contiene tablas que resumen las causas mecánicas de falla de compresores y las posibles soluciones a cada problema para asistir en la autopsia de compresores en forma estructurada y corregir el problema antes de hacer el recambio. Además se mencionan síntomas preventivos que si bien no se pueden observar haciendo una autopsia, entregan información relevante que permite afinar el diagnóstico. Debido a diferencias constructivas entre distintas marcas, puede haber sutiles diferencias que no se pueden tratar en un artículo de extensión limitada.

Las fortalezas y debilidades de los motocompresores dependen de su construcción, por lo que hemos clasificado los síntomas según los distintos tipos de motocompresores (las características se resumen al final del artículo) y cada tipo se abreviará como sigue:

Los motocompresores de 2 etapas se comportan como enfriados por aire si se analizan las fallas de los cilindros dedicados a la primera etapa y como enfriados por refrigerante si se analizan las fallas de los cilindros de la segunda etapa, por esto aparecen en dos grupos distintos.

Las principales causas de fallas mecánicas de los motocompresores son cinco, están numeradas, luego a cada descripción de la causa de falla le sigue una abreviación entre paréntesis, que se usará en el resto del texto para referirse a esa causa. Luego sigue una tabla de síntomas, con tres columnas. La primera columna tiene el tipo de motocompresor, la segunda columna los síntomas que producen el tipo de falla numerado, en ese tipo de motocompresor. La tercera columna tiene las causas y comentarios asociados. Cuando un síntoma o comentario requiere mayores explicaciones, existen referencias a notas y conceptos comunes a los distintos tipos de falla, que se resumen en una tabla ubicada al final. Después de la tabla con síntomas sigue una tabla con las posibles soluciones o correcciones al sistema para evitar esa causa de falla.

Si cualquiera de las fallas mencionadas aquí son la real causa de falla del compresor y el motor eléctrico ha resultado quemado, es muy probable que en todos los casos que no existe acidez o limaduras metálicas que cortocircuitaron el motor, las protecciones eléctricas externas estén mal diseñadas, fallen o son de reposición automática y actuaron en forma repetida sin proteger realmente al motor eléctrico. Si las protecciones fallaron, hay que revisar el diseño y cambiarlas porque pueden haber llegado a su vida útil incluyendo los contactores que pueden haber resistido la corriente del rotor bloqueado del motor por tiempo excesivo, acortando su vida útil drásticamente.

 

1. El retorno de refrigerante líquido (RL)

Ocurre cuando el refrigerante en estado líquido pasa por la tubería de succión del sistema y llega hasta el compresor mientras está en funcionamiento.

2. Las partidas inundadas (PI)

Ocurren cuando hay una mezcla de refrigerante en estado líquido y aceite en el cárter del compresor en el momento que comienza a funcionar. Si tiene un visor de aceite puede confundir al observador inexperto al mostrar una interfaz (nivel en el visor) entre el refrigerante que se asienta abajo por ser más denso y mezcla de refrigerante con aceite arriba. Al partir el compresor se produce un espumado violento porque se reduce la presión.  El refrigerante líquido puede llegar por la succión en forma de líquido por (RL) hasta que el compresor para, puede venir cuando el sistema está detenido, por tuberías mal diseñadas que permiten que la condensación retorne al compresor, puede venir desde el condensador si no tiene un colector bien diseñado o puede producirse por el fenómeno de migración.

La migración ocurre por atracción química entre el aceite y el vapor de refrigerante que hace que el vapor ingrese al aceite. Una vez atraído, la presión hidrostática y el enfriamiento del aceite favorecen la condensación del refrigerante en el aceite, hasta que la mezcla se satura. Una vez saturada el refrigerante líquido se precipita debajo de la mezcla por ser de mayor densidad y el fenómeno continúa. Ocurre a cualquier temperatura, pero aumenta su velocidad mientras más frío esté el cárter y mientras mayor presión de vapor de refrigerante exista. No es necesaria una diferencia de presión entre el evaporador y el cárter para producir migración.

 

3. Golpes de líquido (GL)

Ocurren cuando cantidades significativas de refrigerante líquido, aceite o una mezcla de ambos entran al cilindro del compresor. Para comprimir un líquido, hay que generar presiones muy altas por lo que las fuerzas sobre las piezas móviles pueden destruirlas. Los daños dependen de la cantidad de líquido presente cuando el pistón está en su carrera ascendente. Si el cilindro está lleno de líquido al partir el compresor, se traba. Las principales causas de Golpes de Líquido son el retorno de refrigerante líquido (RL) y las partidas inundadas (PI).

4)   Falta de lubricación (FL)

Ocurre cuando el aceite que está en el compresor ha perdido su cualidad lubricante (viscosidad), o cuando no hay suficiente aceite para lubricar las partes móviles del compresor. Debido a la distinta naturaleza de estas fallas, la primera se trata bajo recalentamiento del motocompresor y la segunda en falta de lubricante.
El aceite cumple las funciones de lubricar; estabilizar la temperatura transfiriendo calor de las superficies calientes; transportar las partículas que se producen por desgaste natural del compresor, al cárter donde producen menos daño; producir un sello temporal donde hay pequeñas fugas; los nuevos aceites POE son también agentes de limpieza del sistema por sus cualidades diluyentes.

4.1)   Recalentamiento del motocompresor (RC)

Ocurre cuando el aceite se calienta a una temperatura en la cual pierde sus cualidades lubricantes. Existen tres fuentes naturales de calor dentro del motocompresor, el calor de compresión (Ver nota R1), el roce de las piezas móviles y el calor del motor eléctrico.

Si las temperaturas se mantienen dentro de límites de diseño, no se producirá daño.  Períodos de operación fuera de rango, significarán desgaste prematuro y la falla eventual del compresor, incluso porque se pueden iniciar reacciones químicas (Nota Q1).

4.2) Falta de lubricante (FLu)

Para investigar las fallas asociadas a falta de lubricante, hay que conocer cómo se lubrica el motocompresor, especialmente el sentido de flujo del lubricante y presiones adecuadas de operación.

La altura de aceite en el cárter del compresor está relacionada con un equilibrio entre la cantidad de aceite que abandona el compresor y la cantidad de aceite que retorna al compresor por la succión. Se puede diseñar un compresor que no pierda aceite o instalar filtros coalescentes de muy alta eficiencia, pero a un mayor costo inicial y un alto costo de operación debido a la caída de presión que producen los filtros. No olvidar además que existen otros componentes con piezas móviles en el sistema de refrigeración como Válvulas de expansión y sellos que requieren del aceite para lubricarse o sellar bien, por lo que algún nivel de circulación de aceite es deseable.

CWELD Motocompresor sellado: -Compresor dentro de una carcasa soldada. -Montado sobre resortes internos. -Compresor en la parte inferior y motor arriba. -Succión interna con silenciador ubicada en la parte superior de la carcasa. -Descarga con silenciador. -Estator no toca la carcasa, cede calor al refrigerante. -Cigüeñal vertical, pistones horizontales. -Lubricación: aceite sube impulsado por un elevador centrífugo por el cigüeñal. -No tiene bomba de aceite.

Motocompresor semihermético enfriado por aire: -Compresor dentro de una carcasa apernada desarmable. -Montado sobre resortes externos. -Motor y compresor horizontales. -Succión directa a los cilindros de compresión. -Descarga del cabezal al exterior. -Estator en contacto con la carcasa, cede calor al refrigerante y al ambiente. -Cigüeñal horizontal, pistones verticales, en línea, en “V” o “W” -Para aplicaciones con altas relaciones de compresión requieren bomba de aceite. Aplicaciones menos exigentes usan sistema de chapoteo o salpicadura, distribuyen el aceite  desde el centro del cigüeñal por fuerza centrífuga.

Motocompresor semihermético enfriado por refrigerante: -Compresor dentro de una carcasa apernada desarmable. -Montado sobre resortes externos. -Motor y compresor horizontales. -Succión por la tapa del motor eléctrico. -Descarga del cabezal al exterior. -Estator en contacto con la carcasa, cede calor al refrigerante y al ambiente. -Cigüeñal horizontal, pistones verticales, lineales, en “V” o “W” -Motocompresores semiherméticos pequeños tienen bomba de aceite dependiendo de la aplicación. A partir de  cierto tamaño, todos tienen bomba de aceite. Algunas superficies internas lubricadas por salpicadura, como las paredes de los cilindros. El sentido del flujo de aceite puede variar con el tamaño.

Tweet