Lubricacion turbinas

8/13/2019 Lubricacion turbinas

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LUBRICACION EN TURBINASY COMPRESORES


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TURBINA

Turbinaes el nombre genrico que se da a la mayora de las turbo maquinas motoras. stas s

mquinas de fluido, a travs de las cuales pasa un fluido en forma continua y ste le entrega energa a travs de un rodete con paletas o alabes.Es un motor rotativo que convierte en energa mecnica la energa de una corriente de agua, vaporagua o gas. El elemento bsico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hliccuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimieproduce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energa mecnica transfiere a travs de un eje para proporcionar el movimiento de una maquina, un compres

un generador elctrico o una hlice.Las turbinas constan de una o dos ruedas con paletas, denominadas rotor y estator, siendo la primla que, impulsada por el fluido, arrastra el eje en el que se obtiene el movimiento de rotacin.Hasta el momento, la turbina es uno de los motores ms eficientes que existen (alrededor del 50con respecto a los motores de combustin interna y hasta algunos elctricos. Ya en los aos 20, uninventores, entre ellos uno de apellido Thyssen, patentaron una turbina de combustin interna aque atribuyeron un rendimiento termodinmico del 31%


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Tipos de turbinas

Turbinas hidrulicas.

Son aqullas cuyo fluido de trabajo no sufre un cambio de densidad considerable a travs de su paso por el rodpor el estator; stas son generalmente las turbinas de agua, que son las ms comunes, pero igual se pueden mocomo turbinas hidrulicas a los molinos de viento o aerogeneradores.

Dentro de este gnero suele hablarse de:

Turbinas de accin: Son aquellas en que el fluido no sufre ningn cambio de presin a travs de su paso por el roLa presin que el fluido tiene a la entrada en la turbina se reduce hasta la presin atmosfrica en la corona diremantenindose constante en todo el rodete. Su principal caracterstica es que carecen de tubera de aspiracinprincipal turbina de accin es la Turbina Pelton, cuyo flujo es tangencial. Se caracterizan por tener un nmespecfico de revoluciones bajo . El distribuidor en estas turbinas se denomina inyector.

Turbinas de reaccin: Son aquellas en el que el fluido sufre un cambio de presin considerable en su paso prodete. El fluido entra en el rodete con una presin superior a la atmosfrica y a la salida de ste presentadepresin. Se caracterizan por presentar una tubera de aspiracin, la cual une la salida del rodete con la zondescarga de fluido. Estas turbinas se pueden dividir atendiendo a la configuracin de los labes. As, existenturbinas de labes fijos (Francis->Flujo diagonal; Hlice->Flujo axial) y turbinas con labes orientables (Deriaz->diagonal; Kaplan->Flujo axial). El empleo de labes orientables permite obtener rendimientos hidrulicos mayores


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Turbinas trmicasSon aqullas cuyo fluido de trabajo sufre un cambio de densidad considerable a travs de su paso por la mquina.

Estas se suelen clasificar en dos subconjuntos distintos debido a sus diferencias fundamentales de diseo:

Turbinas a vapor: su fluido de trabajo puede sufrir un cambio de fase durante su paso por el rodete; este es el c

de las turbinas a mercurio, que fueron populares en algn momento, y el de las turbinas a vapor de agua, que las ms comunes.

Turbinas a gas: En este tipo de turbinas no se espera un cambio de fase del fluido durante su paso por el rodete

Tambin al hablar de turbinas trmicas, suele hablarse de los siguientes subgrupos:

Turbinas a accin: en este tipo de turbinas el salto entlpico ocurre slo en el esttor, dndose la transferenciaenerga slo por accin del cambio de velocidad del fluido.

Turbinas a reaccin: el salto entlpico se realiza tanto en el rodete como en el esttor, o posiblemente, slo en ro

Igual de comn es clasificar las turbinas por la presin existente en ellas en relacin a otras turbinas dispuestas emismo grupo:

Turbinas de alta presin: son las ms pequeas de entre todas las etapas y son las primeras por donde entrfluido de trabajo a la turbina.

Turbinas de media presin.

Turbinas de baja presin: Son las ltimas de entre todas las etapas, son las ms largas y ya no pueden ser mmodeladas por la descripcin euleriana de las turbo mquinas.


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Turbinas elicas

Una turbina elica es un mecanismo que transforma la energa del viento en otra forma de energcomo mecnica o elctrica.

La energa cintica del viento es transformada en energa mecnica por medio de la rotacin deje. Esta energa mecnica puede ser aprovechada para moler, como ocurra en los antiguos mode viento, o para bombear agua, como en el caso del molino multipala. La energa mecnica pser transformada en elctrica mediante un generador elctrico (un alternador o un dinamo)energa elctrica generada se puede almacenar en bateras o utilizarse directamente.

Turbina submarina

Una Turbina submarina es un dispositivo mecnico que convierte la energa de las corriesubmarinas en energa elctrica. Consiste en aprovechar la energa cintica de las corriesubmarinas, fijando al fondo submarino turbinas montadas sobre torres prefabricadas para puedan rotar en busca de las corrientes submarinas. Ya que la velocidad de estas corrientes varalargo de un ao, se han de ubicar en los lugares ms propicios en donde la velocidad decorrientes varan entre 3 km/h y 10 km/h para implantar centrales turbnicas preferentementprofundidades lo ms someras posibles y que no daen ningn ecosistema submarino. Las turbtendran una malla de proteccin que impedira la absorcin de animales acuticos.


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LA LUBRICACION EN TURBINAS

La pregunta siempre es la misma cunto dura el aceite en la mquina? Y supuesto la respuesta tambin siempre es la misma depende. de qu dependDepende si la seleccin del aceite fue la correcta, depende de la manipulacidepende del cuidado, y de otros muchos aspectos.


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En una turbina de vapor el aceite puede durar entre 15 y 30 aos mientras que en una turbinade gas un aceite mineral dura de orden de 1-2 aos y un sinttico de calidad puede durar hasta5 aos.

Las diferencias fundamentales son las condiciones de trabajo, la temperatura de los cojinetesen las turbinas de gas es mayor de 120 C mientras que en las de vapor no debe pasar de70C.

Las turbinas de vapor y gas tienen por lo general depsitos de gran capacidad de aceite, entre3.000 y 80.000 litros, lo que hace que el cambio de carga sea muy caro y laborioso.


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Funciones que debe cumplir un aceite deturbinas Lubricar los cojinetes del grupo turbina-generador, y reductor si es que hay

Enfriar los componentes

Lubricar regulador, transmitir impulsos y los mecanismos de control.

No formar herrumbre, corrosin, lodos, barnices,...


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Propiedades adecuadas para cumplir estasfunciones

Viscosidad adecuada

Resistencia a la oxidacin y degradacin trmica

Prevenir la herrumbre

Prevenir la corrosin

Resistencia la formacin de espuma

Rpida separacin del aire Rpida separacin del agua

Estable al almacenamiento


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Caractersticas principales de los aceites deturbinas

Viscosidad (ASTM-D 445)

La viscosidad es la caracterstica fsica ms importante de cualquier lubricante y todava es msimportante en la lubricacin de los componentes de la turbina donde el rgimen de lubricacin eshidrodinmico y el espesor de la pelcula de aceite depende principalmente de la viscosidad delaceite.


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Los aceites de turbinas son aceites de grados de viscosidad ISO VG 32, 46 y 68 aunque ealgn caso pueden llegar a recomendar aceites ISO VG 100. Se debe tener en cuenta que viscosidad no es un parmetro de calidad del aceite pero s es un requisito imprescindib

para asegurar un comportamiento correcto del sistema.

De acuerdo con la gua de mantenimiento de turbinas ASTM-D 4378-97 la viscosidad nadmite variaciones superiores al 5% con respecto al valor del aceite nuevo. Es importanresaltar que debe tomar como valor de referencia el aceite nuevo y no el valor tpicsuministrado por el fabricante del aceite. Se recomienda realizar el ensayo de viscosidaentre 1 y 3 meses en turbinas de vapor y cada 500 horas en turbinas de gas


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Estabilidad a la oxidacin

La caracterstica mas importante de un aceite de turbinas, desde el punto de

vista de vida del lubricante, es su resistencia a la oxidacin bajo las condicionede trabajo. La resistencia a la oxidacin es muy importante para conservar losvalores de viscosidad, resistencia a la formacin de lodos, barnices, depsitos

corrosin,, buena desemulsionalidad, resistencia a la formacin de espuma y unbuena desaireacin.


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La vida del aceite con respecto a la oxidacise mide en los laboratorios por algunos delos mtodos siguientes: Rotating Pressure Vessel Oxidation Test (RPVOT) ASTM-D 2272

Turbine Oil Stability Test (TOST)ASTM-D943

Remaining Useful Life (RUL) ASTM-D 6810


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Rotating Pressure Vessel Oxidation Test (RPVOT) ASTM-

D 2272

Hasta hace poco tiempo se denominaba RBOT, se desarrollo paracontrolar los aceites de turbina en servicio para detectar la prdida desu resistencia a la oxidacin. Los precursores de oxidacin del aceitesuelen ser la temperatura y los contaminante tanto lquidos como elagua, slidos como las partculas metlicas o gaseosos como el aire.Cuando el aceite de turbinas se esta degradando se forman cidosorgnicos dbiles y productos insolubles que se adhieren a la superficiede los cojinetes, vlvulas, enfriador de aceite, etc.. . Despus de untiempo estos productos blando se convierten en productos mas durosque dan lugar a cambios en la holguras, desgastes, deficiente

refrigeracin, etc... y en resumen a un gran nmero de problemas.Este ensayo RPVOT es un test acelerado para identificar problemas deestabilidad a la oxidacin de los aceites de turbinas en servicio. La guade mantenimiento de aceites de turbinas ASTM-D 4378 indica quecuando el valor de este ensayo alcanza el 25% del valor del aceite nuevoy hay un aumento del ndice de acidez se debe cambiar el aceite.


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En la prctica, cuando se alcanza el valor lmite del RPVOT del 25% devalor del aceite nuevo y no se puede parar la instalacin lo que se suelhacer es lo que se conoce como sangrary refrescarque no es ni mani menos que sacar un porcentaje del aceite viejo y aadir la mismcantidad de aceite nuevo con lo que se consigue subir el valor de RPVOy conseguir mantener la instalacin trabajando hasta la paradprogramada.

En una turbina de vapor con un depsito de 40.000 litros de capacidaque haba trabajado durante 12 aos se detecto a travs de un anlisque el RPVOT haba bajado de 780 minutos de aceite nuevo a 3minutos del aceite usado lo que significaba que haba que cambiar eaceite urgentemente. Debido a tipo de instalacin era imposible parala produccin y decidieron hacer un sangrado de 10.000 litros pasandel valor del RPVOT a 376 minutos. Los resultados analticos fueron losiguientes:


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Turbine Oil Stability Test (TOST)ASTM-D943

Este otro ensayo para determinar la esperanza de vida de los aceitenuevos de turbinas.

El ensayo se realiza inyectando oxigeno, agua y catalizadores metlicoal aceite y determinando la formacin de lodos y cidos.

Los valores tpicos de los aceites de turbinas convencionales superan la2000 horas que marca la gua de mantenimiento para alcanzar un valode AN de 2 mgr KOH/gr muestra. Hay producto minerales que alcanzanvalores de hasta 10000 horas

Este no es un ensayo de rutina de control del aceite en servicio. Este esun ensayo de control de calidad

Se ha demostrado que no siempre hay una buena correlacin entre estoensayos RPVOT y TOST.


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Remaining Useful Life (RUL) ASTM-D 6810

Este es un mtodo que nos permite conocer la vida remanente de laceites a travs del control de los aditivos antioxidantes. La tcnica denomina Voltamperometra y no da la vida remanente en pocos minutos

Esta es una tcnica totalmente proactiva y se utiliza para controlar laceites d e turbina en servicio.

A diferencia con los 2 ensayos anteriores este es un test muy rpidobarato lo que permite realizarlo con mayor frecuencia. El instrumenRULER determina cuantitativamente la vida til remanente dlubricante midiendo la concentracin remanente de los antioxidantes.

velocidad de desgaste de los antioxidantes en el transcurso del tiemppuede ser monitoreada y utilizada para predecir los intervalos apropiadde cambio de aceite adems de determinar operaciones anormales dequipo antes de que la mquina se estropee.

La frecuencia recomendada es entre 1 y 3 meses


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Contenido en agua ASTMD 6304) El agua es uno de los principales enemigos de los aceites Las condensacione

contaminacin a travs de los sellos, y otras fuentes tienden a crear emulsiones. aceite contaminado con agua y aire tiende a crear herrumbre. Esta herrumbre abrasiva y puede ocasionar desgaste de los cojinetes, engranajes, fallo en vlvulaetc... En las turbinas de vapor es inevitable que constantemente pase vapor a travs los sellos de contacto al aceite

Se recomienda realizar el ensayo de contaminacin acuosa en aceites de turbinas vapor cada 3 meses mximo y siempre que se tengas sospechas de alguna entraanormal al sistema El mtodo analtico recomendado es Karl Fisher coloumtricoASTM-D 6304 con codestilacin el mtodo ASTM-D 1744.


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ndice de acidez ASTM-D 974)

El aumento de ndice de acidez (AN) puede indicar oxidacin contaminacin aceite. Los cidos orgnicos formados durante la oxidacin del aceite pueden provocla corrosin de los cojinetes, formacin de productos indeseables como lodos, barnicetc....

La frecuencia de anlisis de aceite de turbina de vapor es de 3 meses mientras que la turbina de gas cada 500 horas.


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Limpieza ISO 4406.99) Las holguras de los cojinetes de las turbinas son del orden de 10-20 micras y de la

servovlvulas hidrulicas de entre 3 y 5 micras lo que da una idea de lo limpio que deb

estar el aceite para trabajar en estos mecanismos. Un desgaste excesivo de locojinetes o el agarrotamiento de las servovlvulas suele estar normalmente relacionadcon un deficiente cuidado y limpieza del aceite.


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Proteccin contra la herrumbre y corrosin ASTM-D 665) Aunque los aceites bases tienen caractersticas de proteccin contra

herrumbre y la corrosin, los aceites de turbinas, incluyen en sformulaciones ciertos aditivos que protegen el equipo contra estcondiciones. El agua es uno de los principales enemigos de estaditivos, los lava y atrae formando compuestos corrosivos.


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Demulsionabilidad separacin del agua) ASTM-D 1041

Los aceites bases por lo general se separan del agua muy rpidamente. Algunosaditivos como los inhibidores de herrumbre, los contaminantes, y los productos deoxidacin reducen la habilidad del aceite a separarse del agua .Esta es una de lasrazones por la que los aceites de turbinas tienen muy poca cantidad de aditivos.

El ensayo de desemulsionabilidad se recomienda realizarlo anualmente en turbinas dvapor.


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Espuma ASTM-D892 Los aceites de turbinas suelen llevar una pequea cantidad de aditivos antiespuman

para provocar la rpida separacin del aire. Una muestra de aceite de turbina puedeen el ensayo de laboratorio un valor de espuma superior al recomendado po

fabricante OEM pero no presentar problemas en la mquina porque la lnea de succdel aceite est bastante mas baja que donde est la espuma y el tiempo de residences suficiente para eliminar la espuma formada.


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Retencin de aire ASTM-D 3427) Algunos fabricantes de turbinas recomiendan en sus especificaciones de aceit

nuevos valores de retencin de aire mximos de 4-5 minutos para aceites de viscosidISO VG 32.En depsitos pequeos este es un valor crtico ya que se puede esmandando aceite con mucho aire a los cojinetes y el aire no lubrica es comprensiblegenera gran cantidad de desgaste de los cojinetes. Este parmetro no debera varcon el tiempo en servio y se recomienda controlarlo al menos 1 vez al ao.


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Color ASTM-D 1500) y aspecto Son dos parmetros que dan una idea de la evolucin del aceite a lo largo de su vid

deben ser controlados cada vez que se hace una toma de muestra y cada vez que hauna inspeccin rutinaria. Segn la gua ASTM-D 4378-97 el color se debe contro

semanalmente en turbinas de vapor y cada 200 horas en turbinas de gas. El aspectocolor, visualmente, se recomienda diariamente en vapor y cada 100 horas en gas. Lvalores crticos son cualquier variacin en color y en aspecto.


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Engranajes FZG ASTM-D 5182) Hay turbinas que se conectan al generador a travs de engranajes y el mismo ace

tiene que lubricar los cojinetes de turbina y ,los engranajes . En estos casos, no

pueden utilizar los lubricantes sin aditivos antidesgate y extrema presin para soporcargas .El ensayo seleccionado para valorar estos aceites es el FZG , en el que valortpicos de un aceite R&O ISO VG 32 pueden ser 6 7 mientras que un aceite ISOV32 con aditivos antidesgaste o extrema presin puede ser 10. Este es un parmetro control de calidad pero no es un parmetro de seguimiento en servicio. No apareentre los valores de control de la gua de mantenimiento ASTM.D 4378-97


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Tensin interfacial ASTM-D 971-99)La tensin interfacial es un ensayo bastante desconocido en el mundo de la lubricacinexcepcin de los aceites de trasformador y sin embargo es un test extraordinario paconocer el estado del aceite en servicio.

Cuando un aceite sufre alguna variacin en su estado bien por degradacin o pcontaminacin la tensin interfacial tiende a disminuir ya que se forman compuestpolares. La tensin interfacial es un indicador tan temprano de la degradacin de un acecomo pueden ser las tcnicas de RPVOT, RULER


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Anlisis espectromtrico ASTM-D5185)Todos los fabricantes de turbinas OEMS tienen sus propias recomendacionsobre el contenido de metales mximo admisible dependiendo del tipo del turbina

materiales de los cojinetes, etc.Los elementos que normalmente se controlan son: Hierro, plata, aluminio, cromcobre, magnesio, nquel, silicio, plomo, estao, y en general todos aquellos qforma parte de alguno de los componente de la mquina.


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Ensayos de campo e inspecciones Si algunas tareas son importante en mantenimiento estas son las inspeccion

rutinarias y los ensayos a pe de mquina. Para esto se debe usar recipiente dun material transparente para realizar las valoraciones visuales. Se puedidentificar cantidad de caractersticas de aceites como:

Color: cualquier cambio de color tiene un significado, oxidacicontaminacin,...

Olor: Olor amargo puede indicar la formacin de cidos por oxidacin

Entrada de aire: Burbujas de aire significan que el aceite no elimina bien el aiel aire no debe permanecer despus de 15 minutos

Espuma: Despus agitar una muestra, la espuma formada debe desaparecen menos de 10 minutos.

Agua: El aceite de turbinas debe ser transparente, si no es transparente recomienda hacer el ensayo del crujido.

Slidos: dejar en reposo el bote de aceite e inspeccionar el fondo a 2 horas.

Otros ensayos de campo puede ser el anlisis de la vida remanente del aceite coel instrumento RULER, viscosmetros, filtracin, etc...


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Los aceites de turbinas son lquidos de alta calidad, los depsitos son de gracapacidad y deben de tener una vida muy larga en la mquina.

Requieren un cuidado y unas rutinas de mantenimiento adecuado paconseguir un adecuado funcionamiento.

Hay una gua de mantenimiento ASTM-D 4378-97 In service monitoring mineral turbine oil for steam and gas turbineque da informacin muy valiosobre los anlisis de rutina, valores crticos y frecuencia de muestreo.

Esta gua debe ser actualizada con nuevos ensayos como el RULER.


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ACEITES LUBRICANTESPARA COMPRESORES

Los aceites para compresores deben ser los adecuados

para usar en ese tipo de equipos, dado que los aceitesutilizados sern sometidos a esfuerzos tanto fsicoscomo trmicos dentro de los compresores.

El aceite para refrigeracin es un mal necesario, senecesita para la operacin adecuada del compresor,pero en la mayor parte de los casos inevitablemente,acompaa al refrigerante y puede causar varios

problemas en el sistema.


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Funciones del aceite encompresores

Debido a que se mezcla y viaja conel refrigerante, el aceite debe

cumplir con algunos requerimientosespeciales para realizar susfunciones en el compresor, sin crearproblemas de retorno hacia esteequipo.

Los aceites lubricantes paracompresores deben poder soportar

un trabajo extra, la tensin termo-oxidativa que significa lubricar loscompresores en plenofuncionamiento, con la presin ytemperatura que se genera en suinterior durante el funcionamientodel mismo


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CRITERIOS DE SELECCIN


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CRITERIOS DE SELECCIN

Segn tipo de compresor:

Turbocompresores: Viscosidad ISO 32 a 68.

Alternativos: Viscosidad ISO 32 a 100.

De tornillo: aceites especficos.


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Segn fluido refrigerante:

En fase liquida atencin a miscibilidad. (propiedad para mezclarse). Unperfecto mezclado permite su paso a travs del circuito y consiguienteretorno a crter sin dar lugar a bolsas en el evaporador y condensador

Funcin de:Tipo de aceite y su viscosidad.

De la temperatura

En fase gaseosa atencin a solubilidad. (capacidad de disolverse unadeterminada sustancia en un determinado medio)

Funcin de:Tipo de aceite y su viscosidad.

De la temperatura.

De la presin


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EXTRACCIN E INTRODUCCION DE ACEITEEN EL SISTEMA

Extraccin de aceite

Mtodo de vaco

Mtodo usando la presin del refrigerante

Introduccin de aceite

Mtodo usando una bomba manual

Mtodo usando una bomba de vaco


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Dispositivos utilizados para el retorno deaceite

El separador de aceite. La disposicin de un separador deaceite se hace necesaria en las siguientes circunstancias:

Cuando el compresor se halla instalado a una cotasuperior a la de los evaporadores, o donde la diferencia dealtura entre ambos sea inferior a un metro.

Cuando la disposicin de la instalacin no permita un fcilretorno del aceite.

- Cuando el compresor este a gran distancia del

evaporador- En instalaciones con T de evaporacin muy bajas.

En compresores que trabajen a velocidades

elevadas.


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ULTRA COOLANT

Es un refrigerante sinttico, producto de ingeniera, especficamentediseado para ayudar a los compresores de tornillo rotativos a

mantener un rendimiento mximo en una gama completa detemperaturas operativas. Entre sus ventajas ms convincentes secuenta el ahorro en costes y la biodegradabilidad.

Nada de barniz

Nada de espuma

Alta conductividad trmicaLarga duracin funcional

Alto punto de inflamacin

Biodegradabilidad

Excelente refrigeracin


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MobilExcepcional rendimiento bajo presin extrema

Vida til por ms de 8.000 horas

Compresores ms limpios, menos depsitos y menor mantenimiento

Menor riesgo de incendio

Ahorro de energa


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TEGRA

Excepcional estabilidad trmica y a la oxidacin larga vida dellubricante en operaciones de alta temperatura.

Larga vida de maquinaria y mxima eficiencia del compresor baja tendencia de formacin de carbn lo que minimiza losdepsitos.

Largos intervalos de drenado

Mantenimiento y tiempo de inactividad mnimos ayuda apromover largos intervalos de servicio lo que puede minimizar loscostos de operacin.

Alto ndice de viscosidad, alto punto de inflamacin, bajopunto de escurrimiento.

Shell


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Aplicaciones

Compresores de aspas

Compresores simples o de dos etapas, inundados o de inyeccin deaceite, operando a presiones de hasta 10 bar y temperaturas dedescarga de aire de hasta 100 C.

Compresores de tornillo

Compresores simples o de dos etapas, inundados o de inyeccin de

aceite, operando a presiones de hasta 20 bar y temperaturas dedescarga de aire de hasta 100 C.


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La ventaja de no formar barniz.La mezcla de materias primas impide la formacin debarniz.

Aceites convencionales de hidrocarburo se oxidan y formanbarniz dentro del equipo del compresor, lo cual genera:

Elevadas temperaturas

Aumento de la potencia de frenado

Separadores intercalados

Desgaste acelerado delcompresor y reduccin de su

duracin funcional.


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Anlisis de fluidosEl anlisis de fluidos es parte importante de un programa de

mantenimiento preventivo, toda vez que puede aumentarla eficiencia del compresor y evitar un buen nmero deproblemas de equipamiento antes de que ocasionen unfallo del sistema.

Sus ventajas abarcan:

Un aumento significativo de la vida til del compresor deaire y de sus piezas

Una reduccin de tiempos muertos de la mquina y de la

fbrica Una mejora del rendimiento, productividad y eficiencia del

compresor

Menos gastos de mantenimiento, reparacin y/o repuestosde la mquina


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Pero el uso ms importante de los compres el de la produccin de aire compriprcticamente toda planta moderna, sitconstruccin o taller est equipado co

suministro de aire comprimido.

Esta fuente de energa instantnea, sy flexible puede ser usada para operar todde herramientas neumsuministrar refrigeracin, operar maquincontrolar procesos de fabricacin de ditipos


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RANGOS DE OPERACIN DE LOS


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RANGOS DE OPERACIN DE LOSDIFERENTES TIPOS DE COMPRESORES


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Cmo Trabajan

Un compresor reciprocante esbsicamente un tipo de bomba en dondeel aire es comprimido por un pistn quese mueve dentro de un cilindro. Elpistn es empujado, por una bielaconectora y un cigeal movidopor algn tipo de motor.

El flujo de aire que entra y sale de lacmara es normalmente controlado por

vlvulas actuadoras que abren y cierranpor diferencia de presin en amboslados de ellas. Los compresoresreciprocantes ms sencillos son los deaccin simple, son mquinas que tienenuna sola cmara de compresin ypueden descargar hasta diez metroscbicos de aire por minuto


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Los compresores estn diseados y construidos dentro de los ms altoestndares de ingeniera debido a que generan fuerzas considerables y altatemperaturas.

Su operacin segura y confiable demanda que sean correctamente lubricadossu lubricacin comprende tanto los cilindros como los cojinetes del cigeamuchos compresores reciprocantes utilizan un slo sistema para la lubricacide los dos conjuntos.

En otros, los sistemas son separados y hasta pueden demandar aceitediferentes.

por ejemplo en los compresores de gas natural se emplean lubricantesintticos por que el gas natural es soluble en aceite mineral, pero ste puedser empleado para la lubricacin del cigeal.

El lubricante en los compresoresreciprocantes cumple varias funciones:


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LubricacinLa principal funcin del lubricante es redufriccin entre las partes mviles y cualtipo de desgaste. Tiene que lubricar tantpistones en sus cilindros y los cojinete

cigeal que mueven los pistones

RefrigeracinLos pistones y cilindros de uncompresor reciprocante son normalmenteenfriados con agua o aire. Sin embargo,el calor es retirado de las superficies de loscojinetes por el aceite lubricante

ProteccinEl lubricante debe tambin prevenicorrosin. Esto puede ser una tadifcil ya que los compresores tiendeproducir calor y condiciones humedad que promueven la corrosi

Sellado


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En el interior de los cilindros de uncompresor reciprocante se generan altaspresiones. El lubricante debe producir unapelcula suficientemente fuerte paraevitar la fuga de aire entre los anillos del

pistn y las paredes del cilindro

Lubricacin de los cojinetesSu lubricacin cubre los cojinetes del cigeal, los de cabeza y pie de bieotras partes que no entran en contacto con el gas que se est comprimiendo


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El aceite que lubrica los cojinetes de un compresor reciprocanteencuentra normalmente en el depsito del crter en la base del compresoExisten varios mtodos para llevar el aceite del crter a los sitios dond

requiere lubricar, su retorno se efecta por gravedad.

Los cojinetes de los compresorespequeos se lubrican normalmente porsalpique, o niebla de aceite levantadapor el cigeal cuando en su rotacin sesumerge en l.

En compresores ms grandes se utiliza con frecuenlubricacin con anillo. En este mtodo un anilllubricacin circula en una ranura del cigeal y se sumen el aceite. El aceite es llevado por el anillo al cigeluego alimentado a los cojinetes a travs de los caentre el cigeal y la biela


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El aceite gotea en el lubricador por neblina en el airecirculante y se pulveriza finamente. El lubricador por

neblina se ajusta por medio de un tornillo de regulacinque se encuentra en la parte superior del propiolubricador

Utilice nicamente clases de aceite homologados parala lubricacin de herramientas y equipos neumticos.

Modo de funcionamiento:

El lubricador por neblina solo se puede llenar cuando elcompresor se encuentra sin presin.

El depsito de aceite del lubricador por neblina deberallenarse como mximo hasta aprox. el 75% con aceite

El t d fi i t l l b i i d l ji t i l


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El mtodo ms eficiente para la lubricacin de los cojinetes, especialmende compresores grandes, es la lubricacin por presin o forzada. Una bommovida por el cigeal, enva aceite a los cojinetes a travs de canales encigeal y la biela.


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En todos estos mtodos lubricacin, es obviamimportante mantener el nive

aceite dentro de los lmespecificados. Si el nivel es alto, el exceso de agitacinaceite puede conducir a elevtemperaturas y espumacin aceite. Si el nivel es muy bajocojinetes pueden fallar por faltlubricante

Antes de cada puesta en servicio,controle el nivel de aceite en la varillade medicin Si el nivel de aceite seencuentra entre la marca de mnimo y

la marca de mximo, el grupo decompresin tiene el nivel de aceiteptimo


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El primer cambio de aceite debera realizarse despus de 50 horas de

servicio.

Cambios de aceite siguientes:

En el caso de aceite mineral para compresores, una vez al ao.

En el caso de aceite sinttico para compresores, cada dos aos.


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- Poner el compresor en marcha para que se caliente.

- Apagar el compresor en el interruptor de conexin/desconexin.(extraer el enchufe de red)

- Colocar un recipiente colector apropiado para el aceite usado.

- Extraer la varilla de medicin de aceite.

- Enroscar el tornillo de purga de aceite .

- Extraer todo el aceite.

En condiciones de servicio desfavorables, es posible que entrencondensados en el aceite. En ese caso, el aceite presenta una coloracinlechosa y debe cambiarse inmediatamente.

Procure eliminar de forma ecolgica el aceite usado

Los cilindros de compresores accin doble son lubricados p

i di t l i i t


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Los cilindros de los compresoresde accin simple, pueden serlubricados por salpique,mediante aceite lanzado hacia

las paredes del cilindro por elcolector en la biela

presin mediante el suministro aceite bombeado directamente a paredes del cilindro. El aceite pueprovenir del crter o de un tanqseparado

Gran parte del aceite usado parlubricacin del cilindro se pierde en ecomprimido. Por lo tanto, es importrevisar regularmente el depsito de ay completar los niveles requeridos. Dcontrario, la degradacin del aceite llea un contacto metal-mrecalentamiento y dao severoLubricacin por salpique

Lubricacin con Anillo


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Lubricacin a presin de uncompresor de accin doble


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CLASIFICACION DE LOS LUBRICANTES PARA COMPRESORES DE AIRE

Los estndares ISO han sido desarrollados para la clasificacin de los lubricand i t i d t l t t i


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para compresores de aire teniendo en cuenta las temperaturas y presiones a cuales operan


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COMPRESORES ROTATORIOS DE


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PALETAS

Cmo trabajan

Los compresores rotatorios de paletas o de pale-tas deslizantestienen un rotor el cual est montado excntricamente en unacmara cilndrica. El rotor posee una serie de ranuras, cadauna de las cuales contiene una paleta que puede deslizarsehacia adentro o hacia afuera de las ranuras. Cuan-do el rotorgira, las paletas son empujadas hacia afuera de las ranuras porla accin de la fuerza centrfuga entrando sus bordes

en contacto con las paredes del cilindro.Esto produce un nmero de compartimentos los cuales primerose contraen y despus se expanden. El aire, que se introduce ala cmara por el orificio de entrada (donde el espacio entre laspaletas adyacentes es ms amplio), es atrapado entre dosaletas, que lo llevan por el cilindro


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La lubricacin de los compresores


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rotatorios de paletas

En compresores rotatorios de paletas, stas necesitan ser

lubricadas en la parte en que deslizan(tanto hacia adentrocomo hacia afuera) en las ranuras en el rotor y donde rozancontra las paredes del cilindro o anillos retenedores. Tambinse lubrican los compresores para sellar las toleranciasinternas, enfriar el gas durante la compresin y protegercontra la corrosin.

Se han diseado varios sistemas para su lubricacin. Uno delos mtodos ms comunes es la alimentacin de aceite a

travs de los canales del rotor en la base de cada ranura. Lasfuerzas centrfugas expelen el aceite hacia las paredes delcilindro

COMPRESORES ROTATORIOSDE TORNILLO


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DE TORNILLO La mayora de los compresores que se

comercializan hoy en da son del tipo de tornillo

rotatorio. Son preferidos en muchasaplicaciones industria-les debido a que sonmuy poco ruidosos, ms compactos, ms fcilesde usar y ms baratos de operar y mantener, apesar de que son incapaces de producir las altaspresiones que se obtienen en los compresoresreciprocantes.

A medida que los tornillos rotan, el aire delorificio de entrada es atrapado entre los

espacios de stos conducido y comprimidocontra una placa y finalmente descargado bajopresin por el orificio de salida. Como no hayvlvulas ni fuerzas mecnicas desbalanceadas,los compresores de tornillo pueden trabajar aaltas velocidades y producir volmenes grandesen equipos relativamente pequeos

Cmo trabaja un compresort t i d t ill


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rotatorio de tornillo

Ms acerca de la lubricacin decompresores rotatorios de


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compresores rotatorios detornillo

La mayora de los compresores rotatorios de tornilloson del tipo de inyeccin de aceite en el que el aceite

es inyectado a la cmara de compresin a travs deun canal central. El aceite se mezcla con el aire yevita el contacto de los rotores y sella cualquierespacio entre ellos. Tambin acta como unrefrigerante efectivo. El mismo aceite es bombeado alos rodamientos del rotor para lubricarlos.

El aire comprimido producido por los compresores conaceite inyectado lleva una cantidad significativa de

aceite con l. Este aceite no puede salir dela mquinapor razones ambientales y econmicas, por lo que elseparador de aceite se convierte en unacaracterstica importante del sistema de lubricacinpara remover la mayor par-te del aceite del airecomprimido y devolverlo al sistema de circulacin.

Lubricantes para compresores rotatorios


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de paletas y de tornillo

Igual como ocurre con los compresores de aire reciprocantes, los aceites

usados en los compresores de aire rotatorios, deben lubricar, refrigerar,proteger y sellar. Para la lubricacin de los compresores rotatorios serecomiendan generalmente aceites con grados de viscosidad ISO entre 32 y100 y con un alto ndice de viscosidad.

Los compresores rotatorios de paletas, normalmente requieren de aceites conviscosidades altas dentro de este rango con el fin de mantener una pelculaadecuada y sellos entre las puntas de las paletas y las paredes del cilindro.

RequerimientosEl i i l i i t d l it l d


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El principal requerimiento de los aceites emplea-dos enambos tipos de compresores, es la capacidad pararesistir la oxidacin bajo las severas condiciones deoperacin generadas. Esto es especialmente importante

para compresores del tipo de inyeccin de aceite dondeste est ntimamente mezclado con aire comprimidocaliente. Las lacas y lodos que resultan de la oxidacindel aceite pueden bloquear los filtros e interferir con laeficiencia de operacin de las mquinas de diferentesmaneras. Por ejemplo, en compresores rotatorios depaletas, los depsitos pueden ocasionar que las paletasse peguen en sus ranuras.

Los aceites minerales altamente refinados, reforzadoscon aditivos antioxidantes e inhibidores de corrosin,normalmente estn en condiciones de dar un serviciosatisfactorio, pero en mquinas donde se opera a altaspresiones y temperaturas se prefieren aceite sintticos.

COMPRESORES DINAMICOS


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Los compresores dinmicos se designan tambin como compresoresaerodinmicos o turbocompresores. Tienen paletas o impulsor es que giranmuy rpidamente para aumentar la velocidad y presin del aire. Los

compresores dinmicos, se clasifican en dos tipos segn la direccin del flujodel aire a lo largo de los rotores: compresores de FLUJO RADIAL ycompresores de FLUJO AXIAL

El rotor y el difusor no se tocan en el compresor de flujo radial; las paletasfijas y las paletas mviles no se tocan en el compresor de flujo axial, por lotanto no se necesita lubricacin interna de ninguno de estos compresores. Loscojinetes y engranajes se lubrican por diversos mtodos segn el tamao de lamquina. Las grandes mquinas tienen sus cojinetes y engranajes lubricadospor un sistema de circulacin de aceite. Las mquinas pequeas pueden usargrasa, un bao de aceite o anillos de engrase para lubricar los cojinetes

CLASIFICACION DE LOS LUBRICANTESPARA COMPRESORES DE AIRE


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PARA COMPRESORES DE AIRE

Compresores de refrigeracin


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La refrigeracin es el enfriamiento de un espacio o una sustancia por debajode la temperatura del me-dio ambiente. Los sistemas modernos logran estepropsito por medios mecnicos que aprovechan los principios de latermodinmica. El medio enfriante se hace pasar por el espacio que se de-seaenfriar retirando calor, el cual es disipado en otra parte del sistema. El mediorefrigerante es recirculado nuevamente retirando ms calor

Lubricacin de los compresores derefrigeracin


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refrigeracin

La lubricacin de los compresores en los sistemas de refrigeracin es ms

exigente que la delos compresores utilizados para aire o gas en otrasaplicaciones, por el cercano contacto entre el refrigerante y el lubricante. Lasfunciones que debe cumplir un aceite para refrigeracin son: Lubricar elcompresor para minimizar la friccin y el des-gaste.

Sellar el gas comprimido entre el lado de alta y de baja presin. Enfriar loscojinetes del compresor, Reducir los ruidos generados por el movimiento delcompresor y Aislante elctrico del motor en compresores hermticamente

sellados.Las propiedades ms importantes que deben considerarse en la seleccin dellubricante para es-tos compresores son: Viscosidad, miscibilidad, propiedades debaja temperatura, estabilidad trmica, estabilidad qumica y compatibilidad,estudiaremos cada una de ellas.

El punto de fluidez

Es ms importante para la seleccin de aceites con amonaco y otros refrigerantes queson inmiscibles con el aceite.

El punto de floculacin


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Es una medida de la tendencia de un lubricante a formar un material ceroso floculanteen presencia de refrigerante, cuando es enfriado a temperaturas bajas. Es mssignificativo para seleccionar aceites que van a trabajar con refrigerantes en los cualesson miscibles.

Contenido de humedad:Los sistemas de refrigeracin deben estar libres de humedad. La presencia de agua enel lubricante puede llevar a la obstruccin del circuito de refrigeracin por laformacin de cristales de hielo, y en unidades hermticamente selladas al deteriorodel aislamiento elctrico.

Estabilidad Qumica

El aceite no debe reaccionar con el refrigerante, ni actuar como un medio para

reacciones entre el refrigerante y otros componentes del sistema. En presencia depequeas cantidades de aire, humedad y otras impurezas, los aceites inapropiadospueden reaccionar con los refrigerantes para formar lacas y lodos. Unproblema particular que se presenta en siste-mas que utilizan amonaco comorefrigerante, es que durante el cambio de aceite, agua y aire pue-den accidentalmenteentrar al sistema. El aceite puede oxidarse y formar productos que por reaccin con elamonaco forman lodos. Es por lo tanto muy importante que el sistema se mantengaseco cuando se realizan cambios de aceite

Seleccin del lubricante para muy bajastemperaturas


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temperaturas La naturaleza del lubricante

El punto de fluidez y las propiedades de flujo del lubricante deben ser tales queaseguren que puede continuamente fluir y lubricar eficientemente a la ms bajatemperatura que encuentre.

El sistema de refrigeracin

En sistemas de refrigeracin industrial, se debe adecuar un eficiente separadorde aceite, para que solamente pequeas cantidades de ste entren al sistema,las cuales no causarn problemas

En otros sistemas los separadores de aceite no son usados y cantidades sustanciales deaceite llegarn al sistema de refrigeracin; es importante que el aceite no sesolidifique y bloquee el evaporador.

La miscibilidad del lubricante y el refrigerante


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La miscibilidad del lubricante y el refrigerante

Si el lubricante y el refrigerante son completamente inmiscibles, las propiedades defluidez del aceite slo, son el factor limitante. Si el aceite y el refrigerante soncompletamente miscibles, el punto de floculacin de la mezcla determina el lmite dela temperatura ms baja. Cuando la miscibilidad es limitada, el punto de floculacinde la fase refrigerante en aceite es el factor lmite.

Aceites para compresores de gasL d i t


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Los compresores de gases inertes

Normalmente se lubrican con los mismos aceites utilizados en los compresores de

aire, en este contexto los gases inertes son aquellos que no reaccionan con elaceite lubricante y no condensan en el compresor a la presin de trabajo.Ejemplos de estos son:

Nitrgeno, dixido de carbono, monxido de carbono, helio, hidrgeno, nen ygases de alto horno (una mezcla de nitrgeno, monxido ydixido de carbono).Aceites minerales convencionales no pueden ser usados en compresores de gases

inertes empleados en procesos de trabajo donde no se pueden tolerar trazas deaceite en el gas de proceso.


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Compresores de gases de hidrocarburos

Los compresores reciprocantes son ampliamente utilizados para comprimir gasesde hidrocarburo, tanto en procesos qumicos e industriales, como para la

reinyeccin en los campos petroleros. Su lubricacin presenta problemasparticulares cuando se emplean aceites minerales en los cilindros estos son:

Disolucin del gas en el aceite

Con la consecuente reduccin de viscosidad y los problemas que esto conlleva. Ellquido que se forma por la condensacin del gas comprimido tiende a lavar ellubricante de las paredes del cilindro, acelerando el desgaste por ausencia deaceite.


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GRACIAS

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Lubricacion turbinas