¿Análisis y tratamiento del consumo excesivo de aceite del compresor de refrigeración de pistón?
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Fenómeno 1: Lubricación insuficiente
La causa directa del desgaste: lubricación insuficiente. La falta de aceite definitivamente causará una lubricación insuficiente, pero la lubricación insuficiente no es necesariamente causada por la falta de aceite. Las siguientes tres razones también pueden causar una lubricación insuficiente: el aceite lubricante no puede llegar a la superficie del rodamiento; el aceite lubricante ha llegado a la superficie del rodamiento, pero la viscosidad es demasiado baja para formar una película de aceite suficientemente espesa; , pero se descompone debido al sobrecalentamiento. Si se cae, no puede proporcionar lubricación.
Los efectos adversos causados por: bloqueo de la red de succión de aceite o tubería de suministro de aceite, falla de la bomba de aceite, etc. afectarán el suministro de aceite lubricante y el aceite lubricante no puede alcanzar la superficie de fricción alejada del aceite. bomba. La red de succión de aceite y la bomba de aceite son normales, pero el desgaste de los cojinetes, el juego excesivo, etc. provocan fugas de aceite y baja presión de aceite. La superficie de fricción alejada de la bomba de aceite no recibe lubricante, lo que provoca desgaste y rayones. Debido a varias razones (incluida la etapa de arranque del compresor), la temperatura de la superficie de fricción que no recibe aceite lubricante aumentará rápidamente. Después de exceder los 175 °C, el aceite lubricante comenzará a descomponerse. Lubricación insuficiente, fricción, temperatura superficial elevada y descomposición del aceite es un círculo vicioso típico. Muchos accidentes viciosos, incluidas las bielas que mantienen los ejes y los cilindros de pistón atascados, están relacionados con este círculo vicioso. En los compresores desmontados se puede observar una lubricación insuficiente y falta de aceite. La falta de aceite generalmente se manifiesta como daños superficiales relativamente uniformes y de gran superficie y altas temperaturas, mientras que es más probable que una lubricación insuficiente sea el resultado del desgaste, rayones y altas temperaturas en algunas partes específicas, como la superficie del rodamiento alejada de la bomba de aceite. .
Cuando el pistón se mueve hacia arriba y hacia abajo, la carga sobre el pasador del pistón se alterna entre las partes superior e inferior de la superficie del cojinete, lo que permite que el aceite lubricante roce el pasador del pistón de manera uniforme y proporcione suficiente lubricación. . Si la placa de la válvula de escape está doblada o rota, o el compresor funciona con una relación de presión alta durante mucho tiempo, provocará una lubricación insuficiente y desgaste en un lado del pasador del pistón y aumentará los poros. Si hay un espacio de balanceo en el pasador del pistón, el pistón saldrá disparado en el punto muerto superior y golpeará la pieza y la placa de la válvula, provocando un sonido de impacto. Por lo tanto, al reemplazar el plato de la válvula, se debe verificar el desgaste del pasador del pistón.
Fenómeno 2: Escasez de aceite
La escasez de aceite es una de las fallas del compresor fácilmente identificables. Cuando al compresor le falta aceite, hay poco o incluso nada de aceite lubricante en el cárter.
El compresor es una bomba de aire especial cuando se descarga una gran cantidad de gas refrigerante, también se arrastra una pequeña cantidad de aceite lubricante (llamado aceite de funcionamiento o aceite de funcionamiento). La fuga de aceite del compresor es inevitable, pero la velocidad de fuga de aceite es diferente. Hay aproximadamente entre un 2% y un 3% de aceite lubricante en el escape de un compresor de pistón semihermético, mientras que en un compresor scroll hay entre un 0,5% y un 1%. Para un compresor de 6 cilindros con una cilindrada de 100 m3/h y una capacidad de almacenamiento de aceite del cárter de 6 litros, una fuga de aceite del 3% significa aproximadamente 0,3-0,8 litros/minuto de fuga de aceite, o el compresor funciona sin retorno de aceite. diez minutos.
Si el aceite lubricante descargado del compresor no regresa, el compresor se quedará sin aceite. Hay dos formas de devolver el aceite al compresor, una es el retorno de aceite desde el separador de aceite y la otra es el retorno de aceite desde el tubo de retorno de aire. El separador de aceite está instalado en el tubo de escape del compresor. Generalmente puede separar entre el 50% y el 95% del aceite. El efecto de retorno de aceite es bueno y la velocidad es rápida, lo que reduce en gran medida la cantidad de aceite que ingresa al sistema. extendiendo efectivamente la operación sin tiempo de retorno de aceite. No es raro que los sistemas de refrigeración de almacenamiento en frío con tuberías particularmente largas, sistemas de fabricación de hielo inundados y equipos de liofilización con temperaturas muy bajas no tengan retorno de aceite o que regrese una cantidad muy pequeña de aceite después de diez o incluso docenas de minutos después. Arranque Diseño Un sistema defectuoso provocará que el compresor se apague debido a la baja presión del aceite. La instalación de un separador de aceite de alta eficiencia en este sistema de refrigeración puede extender en gran medida el tiempo de funcionamiento del compresor sin retorno de aceite, lo que permite que el compresor pase de manera segura por la etapa de crisis sin retorno de aceite después del arranque.
El aceite lubricante que no se ha separado entrará al sistema y fluirá con el refrigerante en el tubo, formando una circulación de aceite. Después de que el aceite lubricante ingresa al evaporador, por un lado, debido a la baja temperatura y la baja solubilidad, parte del aceite lubricante se separa del refrigerante, por otro lado, debido a la baja temperatura y la alta viscosidad, el aceite lubricante se separa fácilmente; Se adhiere a la pared interior del tubo, dificultando el flujo. Cuanto menor sea la temperatura de evaporación, más difícil será devolver el aceite.
Esto requiere que el diseño y la construcción de la tubería de evaporación y la tubería de aire de retorno sean propicios para el retorno de petróleo. Un enfoque común es utilizar un diseño de tubería descendente y garantizar una gran velocidad del flujo de aire. Para sistemas de refrigeración con temperaturas particularmente bajas, como cámaras criogénicas médicas de -85 °C y -150 °C, además de utilizar separadores de aceite de alta eficiencia, generalmente se agregan solventes especiales para evitar que el aceite lubricante bloquee los tubos capilares y las válvulas de expansión. y ayudar a que el petróleo regrese.
En aplicaciones prácticas, los problemas de retorno de aceite causados por un diseño inadecuado de los evaporadores y las tuberías de retorno no son infrecuentes. Para los sistemas R22 y R404A, es muy difícil devolver el aceite del evaporador inundado y el diseño de la tubería de retorno de aceite del sistema debe ser muy cuidadoso. Para un sistema de este tipo, el uso de aceite de alta eficiencia puede reducir en gran medida la cantidad de aceite que ingresa a la tubería del sistema y extender efectivamente el tiempo sin que el aceite regrese a la tubería de retorno de aire después del arranque. Cuando el compresor está ubicado más alto que el evaporador, es necesario un codo de retorno en el tubo de retorno vertical. El codo de retorno de aceite debe ser lo más compacto posible para reducir la acumulación de aceite. El espacio entre los codos de retorno de aceite debe ser apropiado. Cuando el número de codos de retorno de aceite es grande, se debe agregar algo de aceite lubricante. También se debe tener cuidado en la línea de retorno de aceite del sistema de carga variable. Cuando la carga disminuye, la velocidad de retorno del aire disminuirá. Una velocidad demasiado baja no favorece el retorno de aceite. Para garantizar el retorno de aceite con carga baja, el tubo de succión vertical puede utilizar elevadores dobles.
El arranque frecuente del compresor no favorece el retorno del aceite. Dado que el compresor se detuvo después de un corto tiempo de funcionamiento continuo, no hubo tiempo para formar un flujo de aire estable de alta velocidad en la tubería de retorno y el aceite lubricante solo pudo permanecer en la tubería. Si el aceite de retorno es menor que el aceite en funcionamiento, el compresor tendrá escasez de aceite. Cuanto más corto sea el tiempo de operación, más largo sea el oleoducto y más complejo sea el sistema, más prominente será el problema del retorno de petróleo. Para los compresores totalmente herméticos (incluidos los compresores scroll y los compresores rotativos) y algunos compresores semiherméticos sin interruptores de seguridad de presión de aceite, los arranques frecuentes causarán más daños.
El mantenimiento del compresor es igualmente importante. Durante el descongelamiento, la temperatura del evaporador aumenta, la viscosidad del aceite lubricante disminuye y fluye fácilmente. Después del ciclo de descongelación, el caudal de refrigerante es alto y el aceite lubricante retenido regresará al compresor de manera concentrada. Por lo tanto, la frecuencia de los ciclos de descongelamiento y la duración de cada ciclo de descongelamiento también deben establecerse cuidadosamente para evitar grandes fluctuaciones en el nivel de aceite o incluso golpes de aceite. Cuando hay una gran cantidad de fuga de refrigerante, la velocidad del aire de retorno disminuirá. Si la velocidad es demasiado baja, el aceite lubricante permanecerá en la línea de aire de retorno y no podrá regresar al compresor rápidamente.
El retorno del aceite lubricante a la carcasa del compresor no significa que regrese al cárter. Para los compresores que utilizan el principio de retorno de aceite a presión negativa en la cámara del cigüeñal, si el pistón tiene fugas debido al desgaste, etc., la presión en el cárter aumenta y la válvula de retención de retorno de aceite se cierra automáticamente debido a la diferencia de presión, y el El aceite lubricante que regresa del tubo de retorno queda retenido en el compresor. En la cavidad del motor, no hay forma de ingresar al cárter, lo cual es el problema del retorno interno de aceite. El problema del retorno interno de aceite también puede causar escasez de aceite. Además de este tipo de accidentes que ocurren en máquinas viejas y desgastadas, el arranque de líquido provocado por la migración del refrigerante también puede causar dificultades en el retorno interno del aceite, pero el tiempo suele ser corto, hasta diez minutos. Cuando ocurre un problema interno de retorno de aceite, puede observar que el nivel de aceite del compresor continúa bajando hasta que se activa el dispositivo de seguridad de presión de aceite. Después de que se apaga el compresor, el nivel de aceite en el cárter se recupera rápidamente. La causa fundamental del problema interno del retorno de aceite es la fuga del cilindro y los componentes desgastados del pistón deben reemplazarse a tiempo.
El dispositivo de protección de seguridad de la presión del aceite se detendrá automáticamente cuando falte aceite para proteger el compresor de daños. Los compresores completamente cerrados (incluidos los compresores de rotor y scroll) y los compresores enfriados por aire sin mirillas de aceite ni dispositivos de seguridad de presión de aceite no tendrán síntomas obvios y no se apagarán cuando les falte aceite. El compresor se desgastará y dañará inconscientemente. . El ruido, la vibración o la corriente excesiva del compresor pueden estar relacionados con la falta de aceite. Es muy importante juzgar con precisión las condiciones de funcionamiento del compresor y del sistema. Una temperatura ambiente demasiado baja puede provocar que algunos dispositivos de seguridad de presión de aceite funcionen mal y provoquen desgaste del compresor. El desgaste causado por la falta de aceite en el compresor es generalmente relativamente uniforme. Si hay poco o nada de aceite lubricante, se producirá una fricción severa en la superficie del rodamiento y la temperatura aumentará rápidamente en segundos. Si la potencia del motor es lo suficientemente grande, el cigüeñal continuará girando y las superficies del cigüeñal y de los cojinetes se desgastarán o rayarán, de lo contrario, los cojinetes bloquearán el cigüeñal y dejará de girar. Lo mismo ocurre con el movimiento alternativo del pistón en el cilindro. La falta de aceite provocará desgaste o rayones. En casos severos, el pistón se atascará en el cilindro y no podrá moverse.
Conclusión y experiencia:
La falta de aceite provocará una lubricación insuficiente grave. La causa fundamental de la falta de aceite no es la cantidad y la velocidad del flujo de aceite del compresor, sino el aceite deficiente. regresar al sistema.
La instalación de un separador de aceite puede devolver el aceite rápidamente y extender el tiempo de funcionamiento del compresor sin retorno de aceite. El diseño del evaporador y de las líneas de retorno debe tener en cuenta el retorno de aceite. Las medidas de mantenimiento, como evitar arranques frecuentes, programar el descongelamiento, reponer oportunamente el refrigerante y reemplazar oportunamente los componentes desgastados del pistón, también pueden contribuir al retorno del aceite.
El retorno de líquido y la migración de refrigerante diluirán el aceite lubricante y no favorecen la formación de una película de aceite. La falla de la bomba de aceite y el bloqueo del circuito de aceite afectarán el suministro y la presión del aceite, lo que provocará una falta de aceite; en la superficie de fricción; la alta temperatura en la superficie de fricción provocará que el aceite lubricante se descomponga, lo que hará que el aceite lubricante pierda su capacidad lubricante. La lubricación insuficiente causada por estos tres problemas a menudo causa daños al compresor. La causa fundamental de la falta de petróleo está en el sistema. Por lo tanto, simplemente reemplazar el compresor o ciertos accesorios no puede resolver fundamentalmente el problema de la escasez de aceite.
Por lo tanto, el diseño del sistema y la construcción de tuberías deben considerar el problema del retorno de aceite del sistema; de lo contrario, ¡habrá problemas interminables! Por ejemplo, durante el diseño y la construcción, el tubo de retorno del evaporador debe estar equipado con un codo de retorno de aceite y el tubo de escape debe estar equipado con un codo antirretroceso. Todas las tuberías deben ir cuesta abajo en la dirección del movimiento del fluido, con una pendiente de. 0,3~0,5.
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