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Identificación de Fallas Mecánicas en los Compresores
Las estadísticas
de fallas que guardan los fabricantes de compresores
debidamente reconocidos muestran que la mayoría de las
fallas se manifiestan en compresores de reemplazo. Esto
indica claramente que la falla que originó la rotura del
compresor original continúa allí sin ser resuelta.
La mayoría de las fallas en los compresores se deben a
deficiencias del sistema en el que están siendo aplicados.
Estas deficiencias deben ser corregidas para que la falla en
el compresor de reemplazo no vuelva a repetirse.
La inspección completa del compresor fallado es
imprescindible, ya que puede revelar el origen del problema
y, en consecuencia, indicar las correcciones que deben
hacerse en el sistema.
Recuerde: “la respuesta al origen de una falla se
encuentra dentro del compresor fallado”.
Retorno de Refrigerante Líquido
Se manifiesta
mientras el compresor está funcionando. El refrigerante líquido
se mezcla con el aceite alterando su capacidad de lubricar
convenientemente.
En Compresores Semi-Herméticos Refrigerados por Aire, la
falla puede hacerse evidente al observar un desgaste
pronunciado en los aros del pistón o en el pistón mismo,
producido por el “lavado” de las paredes de los
cilindros, ante la presencia de líquido refrigerante (Fig.
1).
Este tipo de compresores puede sufrir, incluso, un Golpe de Líquido
directo mientras está funcionando en estas condiciones,
debido a que el puerto de succión se comunica directamente
con la cabeza de cilindros (Fig. 2).
En el caso de un Compresor Refrigerado por Refrigerante, el
refrigerante líquido que está retornando al compresor se
alojará en el fondo del cárter. La bomba de aceite tomará
una mezcla de aceite rica en refrigerante y la bombeará a
los bujes del cigüeñal. El refrigerante presente en la
mezcla diluye el aceite, debilitando la película de
lubricante. El desgaste se manifestará en forma progresiva,
haciéndose más pronunciado en los bujes que estén más
lejos del punto desde donde el aceite es tomado del cárter,
o sea los más cercanos al motor
(Fig. 3).
Precisamente el buje principal del compresor resulta ser el
más afectado por esa causa. El desgaste puede llegar a ser
tal, que la luz entre el Rotor y el Estator puede
desaparecer, al aumentar la flecha del cigüeñal debido al
desgaste en su apoyo en el buje principal. El roce del Rotor
contra el Estator generará una falla eléctrica que, en
realidad, tuvo su origen en una falla mecánica
(Fig.
4).
Corrección:
-
Asegurar un
valor correcto del sobrecalentamiento en la válvula de
expansión del evaporador.
-
Verificar el
sobrecalentamiento total, cerca de la válvula de
servicio de succión del compresor.
-
Verificar si
existe retorno de refrigerante líquido en condiciones
de baja carga frigorífica (durante las noches, por
ejemplo)
-
Instalar un
Acumulador de Succión.
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"investigación",
si desea leer más sobre Retorno de Refrigerante Líquido o
identificar este tipo de fallas en compresores Scroll.
Arranque Inundado
Se manifiesta en
el cigüeñal y bujes de bielas como un desgaste errático,
sin patrón alguno (Fig. 5).
Es el resultado de una Migración de Gas Refrigerante,
mientras el compresor está detenido por mucho tiempo (equipo
de aire acondicionado parado durante todo el invierno, corte
del suministro eléctrico por un tiempo prolongado, etc.)
Puede generarse durante la carga de gas, antes de la puesta
en marcha del equipo o durante un descongelamiento o en
todos los casos en los que el compresor pueda llegar a estar
más frío que el evaporador (por ejemplo, un compresor
instalado en espacios muy fríos a la intemperie, o un
compresor frío debido a un retorno de refrigerante líquido).
El refrigerante en estado de vapor es capaz de migrar
naturalmente hacia el compresor, más allá de que exista o
no una diferencia de presión que le sea favorable, mientras
el compresor está parado y más frío que el evaporador. Se
mezclará entonces con el aceite hasta saturarlo (Fig. 6).
En el momento del arranque, la disminución brusca de presión
en el cárter generará una ebullición violenta (Fig. 7)
que alterará
las condiciones normales de lubricación (bujes que pueden
no ser lubricados convenientemente durante el período del
arranque, hasta tanto desaparezca el burbujeo producido por
la ebullición).
Puede que el presostato diferencial no llegue a abrir el
circuito de comando, debido a las oscilaciones de la presión
neta de bombeo del aceite, mientras se manifiesta la
ebullición violenta del gas refrigerante disuelto en el
lubricante.
Corrección:
-
Instalar el
compresor en ambientes que no permitan que éste pueda
llegar a estar más frío que el evaporador.
-
Instalar un
sistema de bombeo completo. Esto es, una solenoide corta
la línea de líquido cuando un termostato se lo indica.
El compresor sigue operando, hasta que un presostato de
baja lo detiene. Este sistema permite disminuir la
cantidad de vapor refrigerante que puede quedar entre la
válvula de expansión y el compresor parado, por
ejemplo, durante un descongelamiento.
-
Revisar y o
instalar un calefactor de cárter.
-
Encender los
calefactores antes de la puesta en marcha, después o
durante la carga de gas y no arrancar el compresor hasta
que el cárter esté caliente.
Golpe de Líquido
Puede ser la
causa que generó la rotura de láminas, puentes de alta
arrancados, sopladura de juntas de tapa de cilindros, bielas
rotas sin escoriaciones, hasta la rotura del cigüeñal (Fig. 8).
Aparece cuando un compresor intenta comprimir líquido,
aceite o una mezcla de ambos.
En compresores Semi-Herméticos Refrigerados por Aire, se
produce ante un Retorno de Refrigerante Líquido, mientras
el compresor está operando. Mientras que en Compresores
Refrigerados por Refrigerante, se manifiesta durante un
Arranque inundado.
Corrección:
-
Las mismas
que se indican más arriba para los casos de Retorno
de Refrigerante Líquido y Arranque
Inundado.
Recalentamiento
Se genera ante
una elevada temperatura en la descarga del compresor. Se
manifiesta a través de residuos de carbón (aceite quemado)
en las placas de válvulas, láminas quemadas, rotas o
quebradizas, signos de temperatura en la cabeza de los
pistones, coloración en el plato que indique que estuvo
sometido a una elevada temperatura (amarillo, azul, rojizo),
presencia de partículas metálicas magnéticas en el cárter
(Fig. 9)
Las temperaturas de descarga elevadas afectan la viscosidad
del aceite e incluso pueden llegar a quemarlo.
La disminución en la viscosidad del aceite generará una
disminución de la resistencia de la película lubricante,
la cual puede llegar a romperse y permitir el roce de metal
contra metal, con el consiguiente desgaste. En las paredes
del cilindro, este efecto puede generar el desprendimiento
de partículas metálicas que irán a parar al cárter
taponando el filtro de la Bomba de Aceite, lo cual genera
una falla de Lubricación. Estas mismas partículas pueden
alcanzar el bobinado del estator y ocasionar un corto
circuito localizado. Hay aquí, una vez más, una falla eléctrica
cuyo origen fue una falla mecánica.
Corrección:
-
Revisar la
condensación (condensadores sucios, ventiladores
quemados, intercambiadores incrustados, etc.)
-
Verificar la
temperatura de descarga a 6 pulgadas de la válvula de
servicio de descarga: 107ºC = Normal; 121ºC = Peligro
de Falla; 135ºC = Falla Segura.
-
Aislar
correctamente la línea de succión, fundamentalmente si
transita por espacios calientes (la elevación de la
temperatura del gas de la succión genera un aumento de
la temperatura de des-carga)
-
Verificar
que el radio de compresión no esté fuera del rango de
aplicación del compresor (presiones de descarga muy
altas, pre-siones de succión muy bajas o ambas a la vez)
-
Verificar
que el enfriamiento del compresor sea el requerido por
el fabricante (ventilador de cabeza inexistente o
quemado, compresor instalado en salas de maquínas sin
ventilación, etc.)
Falla de Lubricación
Existen dos
tipos de Fallas de Lubricación:
-
Pérdida de
Lubricación
-
Falta de
Lubricación
La Pérdida de
Lubricación aparece cuando el aceite lubricante no retorna
al cárter del compresor. Esto puede ser originado por una
mala disposición de las trampas de aceite a la salida de
los evaporadores o al inicio de tramos ascendentes de la línea
de succión, falta de pendiente de la línea de succión
hacia el compresor o pendiente en sentido contrario en
tramos horizontales, diseño o selección equivocada del diámetro
de la línea de succión (escasa velocidad del gas de
retorno), pérdidas de gas refrigerante, operación en
ciclos cortos de arranque y parada.
Corrección:
-
Revisar el
diseño de las tuberías de succión (trampas, diámetros,
pendientes).
-
Verificar el
retorno del aceite a carga parcial.
-
Verificar el
funcionamiento del presostato diferencial.
-
Revisar el
circuito de comando para evitar ciclos cortos de marcha
y parada.
-
Vigilar el
nivel de aceite.
-
Controlar la
carga de gas refrigerante.
La Falta de
Lubricación aparece cuando el lubricante se encuentra en el
cárter del compresor, pero no lubrica.
Esto puede
ocurrir cuando el aceite se encuentra mezclado con
refrigerante líquido en cárter debido a un Retorno
de Refrigerante Líquido o a una Migración
de Gas Refrigerante. También habrá de manifestarse
cuando la viscosidad del aceite se ve afectada por un exceso
de tempera-tura ante un posible Recalentamiento.
Corrección:
-
Ver las
recomendaciones relacionadas con la lubricación para
los casos de Retorno
de Refrigerante Líquido, Migración
de Gas Refrigerante y Recalentamiento
descritas más arriba.
La manifestación es similar en ambos casos: desgaste en
bujes de biela, escoriaciones en los muñones del cigüeñal,
desgaste en el buje principal, etc.
(Fig.
10)
Conclusiones
-
El origen de
la mayoría de las fallas en los compresores son
deficiencias en el sistema.
-
Si el
problema no es resuelto, es muy probable que la falla se
repita en el compresor de reemplazo.
-
La mayoría
de las fallas son de origen mecánico.
-
Gran número
de fallas eléctricas son ocasionadas, en realidad, por
una falla mecánica.
-
La respuesta
se encuentra dentro del compresor, por lo que la
inspección interna del mismo se hace imprescindible.
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