Cosa c'è da sapere sulla lubrificazione del compressore

I compressori sono parte integrante di quasi tutti gli impianti di produzione. Comunemente considerati il ​​cuore di qualsiasi sistema ad aria o gas, questi componenti richiedono un'attenzione particolare, in particolare per quanto riguarda la lubrificazione. Per comprendere il ruolo fondamentale della lubrificazione nei compressori, è necessario innanzitutto comprenderne il funzionamento e gli effetti del sistema sul lubrificante, scegliere il lubrificante più adatto e quali test di analisi dell'olio eseguire.

● Tipi e funzioni del compressore
Sono disponibili molti tipi diversi di compressori, ma il loro ruolo principale è quasi sempre lo stesso. I compressori sono progettati per intensificare la pressione di un gas riducendone il volume complessivo. In termini semplificati, si può pensare a un compressore come a una pompa per gas. La funzionalità è sostanzialmente la stessa, con la differenza principale che un compressore riduce il volume e sposta il gas attraverso un sistema, mentre una pompa si limita a pressurizzarlo e trasportarlo.
I compressori possono essere suddivisi in due categorie generali: volumetrici e dinamici. I compressori rotativi, a membrana e alternativi rientrano nella classificazione volumetrica. I compressori rotativi funzionano forzando i gas in spazi più piccoli tramite viti, lobi o palette, mentre i compressori a membrana funzionano comprimendo il gas attraverso il movimento di una membrana. I compressori alternativi comprimono il gas attraverso uno o più pistoni azionati da un albero motore.
I compressori centrifughi, a flusso misto e assiali appartengono alla categoria dinamica. Un compressore centrifugo funziona comprimendo il gas tramite un disco rotante in un alloggiamento sagomato. Un compressore a flusso misto funziona in modo simile a un compressore centrifugo, ma aziona il flusso assialmente anziché radialmente. I compressori assiali creano compressione attraverso una serie di profili alari.

● Effetti sui lubrificanti
Prima di scegliere un lubrificante per compressori, uno dei fattori principali da considerare è il tipo di sollecitazione a cui il lubrificante può essere sottoposto durante il funzionamento. In genere, i fattori di stress del lubrificante nei compressori includono umidità, calore estremo, gas e aria compressi, particelle metalliche, solubilità del gas e superfici di scarico calde.
Tenere presente che la compressione del gas può avere effetti negativi sul lubrificante e provocare un notevole calo della viscosità, oltre a evaporazione, ossidazione, deposito di carbonio e condensa dovuta all'accumulo di umidità.
Una volta individuati i principali problemi che potrebbero presentarsi al lubrificante, è possibile utilizzare queste informazioni per restringere la selezione del lubrificante ideale per compressori. Le caratteristiche di un lubrificante candidato includono una buona stabilità all'ossidazione, additivi antiusura e inibitori della corrosione e proprietà demulsive. Le basi sintetiche possono anche offrire prestazioni migliori in intervalli di temperatura più ampi.

● Selezione del lubrificante
Assicurarsi di utilizzare il lubrificante corretto è fondamentale per la salute del compressore. Il primo passo è fare riferimento alle raccomandazioni del produttore dell'apparecchiatura originale (OEM). La viscosità del lubrificante del compressore e i componenti interni da lubrificare possono variare notevolmente a seconda del tipo di compressore. I suggerimenti del produttore possono fornire un buon punto di partenza.
Successivamente, considerate la compressione del gas, poiché può influire significativamente sul lubrificante. La compressione dell'aria può causare problemi dovuti all'aumento della temperatura del lubrificante. I gas idrocarburici tendono a dissolvere i lubrificanti e, di conseguenza, a ridurne gradualmente la viscosità.
Gas chimicamente inerti come anidride carbonica e ammoniaca possono reagire con il lubrificante, riducendone la viscosità e creando saponi nel sistema. Gas chimicamente attivi come ossigeno, cloro, anidride solforosa e acido solfidrico possono formare depositi appiccicosi o diventare estremamente corrosivi in ​​presenza di troppa umidità nel lubrificante.
È inoltre necessario tenere conto dell'ambiente a cui è esposto il lubrificante del compressore. Questo può includere la temperatura ambiente, la temperatura di esercizio, i contaminanti presenti nell'aria circostante, la posizione del compressore all'interno e coperto o all'esterno ed esposto alle intemperie, nonché il settore in cui viene utilizzato.
I compressori utilizzano spesso lubrificanti sintetici, secondo le raccomandazioni del produttore originale. I produttori di apparecchiature spesso richiedono l'utilizzo dei loro lubrificanti di marca come condizione per la garanzia. In questi casi, potrebbe essere opportuno attendere la scadenza della garanzia prima di sostituire il lubrificante.
Se la vostra applicazione utilizza attualmente un lubrificante a base minerale, il passaggio a un lubrificante sintetico deve essere giustificato, poiché spesso risulta più costoso. Naturalmente, se i report delle analisi dell'olio indicano problemi specifici, un lubrificante sintetico può essere una buona opzione. Tuttavia, assicuratevi di non limitarvi a risolvere i sintomi di un problema, ma piuttosto di risolverne le cause profonde nel sistema.
Quali lubrificanti sintetici sono più indicati per un'applicazione su compressore? In genere, si utilizzano polialchilenglicoli (PAG), polialfaolefine (POA), alcuni diesteri e poliolesteri. La scelta di questi lubrificanti sintetici dipenderà dal lubrificante da cui si desidera passare e dall'applicazione.
Caratterizzate da resistenza all'ossidazione e lunga durata, le polialfaolefine sono generalmente un'ottima alternativa agli oli minerali. I polialchilenglicoli non idrosolubili offrono una buona solubilità per contribuire a mantenere puliti i compressori. Alcuni esteri hanno una solubilità ancora migliore dei PAG, ma possono presentare problemi in caso di eccessiva umidità nel sistema.

Un esempio di programmi di prova per l'analisi dell'olio e limiti di allarme per compressori centrifughi.

● Test di analisi dell'olio
È possibile eseguire una moltitudine di test su un campione di olio, quindi è fondamentale essere critici nella selezione di questi test e nella frequenza di campionamento. I test dovrebbero coprire tre categorie principali di analisi dell'olio: le proprietà del fluido lubrificante, la presenza di contaminanti nel sistema di lubrificazione e eventuali detriti di usura provenienti dalla macchina.
A seconda del tipo di compressore, potrebbero esserci lievi modifiche nella lista dei test, ma in genere è comune vedere test di viscosità, analisi elementare, spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FTIR), numero di acidità, potenziale di vernice, test di ossidazione in recipiente a pressione rotante (RPVOT) e test di demulsività consigliati per valutare le proprietà del fluido lubrificante.
I test sui contaminanti dei fluidi per i compressori includeranno probabilmente l'aspetto, la spettroscopia FTIR e l'analisi elementare, mentre l'unico test di routine dal punto di vista dei detriti da usura sarebbe l'analisi elementare. Un esempio di programmi di analisi dell'olio e limiti di allarme per i compressori centrifughi è mostrato sopra.
Poiché alcuni test possono valutare molteplici problematiche, alcuni di essi saranno classificati in categorie diverse. Ad esempio, l'analisi elementare può rilevare i tassi di esaurimento degli additivi dal punto di vista delle proprietà del fluido, mentre i frammenti di componenti ottenuti dall'analisi dei detriti da usura o dalla spettroscopia FTIR possono identificare l'ossidazione o l'umidità come contaminanti del fluido.
I limiti di allarme sono spesso impostati come predefiniti dal laboratorio e la maggior parte degli impianti non ne mette mai in discussione la validità. È necessario rivedere e verificare che questi limiti siano definiti in modo da soddisfare i propri obiettivi di affidabilità. Durante lo sviluppo del programma, si potrebbe anche valutare la possibilità di modificarli. Spesso, i limiti di allarme inizialmente sono leggermente elevati e cambiano nel tempo a causa di obiettivi di pulizia, filtrazione e controllo della contaminazione più stringenti.

● Comprensione della lubrificazione del compressore
Per quanto riguarda la lubrificazione, i compressori possono sembrare piuttosto complessi. Quanto meglio voi e il vostro team comprenderete il funzionamento di un compressore, gli effetti del sistema sul lubrificante, quale lubrificante scegliere e quali test di analisi dell'olio condurre, tanto maggiori saranno le vostre possibilità di mantenere e migliorare la salute delle vostre apparecchiature.