Paso a Paso: Diagnosticar y Reparar Fallas de Carga/Descarga en Compresores de Aire de Tornillo con Inyección de Aceite

Los compresores de aire de tornillo con inyección de aceite son ampliamente utilizados en la producción industrial debido a su funcionamiento altamente eficiente y estable. Sin embargo, en condiciones operativas reales, suelen presentarse con frecuencia fallos de carga/descarga, lo que provoca problemas como arranques y paradas frecuentes del equipo y fluctuaciones en la presión de suministro de aire. Estos problemas no solo interrumpen la continuidad de la producción, sino que también aceleran el envejecimiento del equipo y aumentan las pérdidas por consumo energético, lo que requiere un análisis sistemático y soluciones específicas.

I. Análisis del principio de funcionamiento del sistema de carga/descarga

(1) Mecanismo dinámico de carga

Cuando la presión del sistema desciende por debajo del límite inferior preestablecido, los interruptores de presión o sensores de presión de alta precisión capturan rápidamente la señal de presión, lo que activa el sistema de control para emitir órdenes que abren la válvula de admisión. Los rotores del compresor inician entonces el proceso de compresión de aire. El aire comprimido pasa por procesos de separación aceite-gas, enfriamiento y otros tratamientos antes de ser entregado al punto de consumo de aire, adaptándose con precisión a la demanda de aire en la producción.

(2) Lógica Inteligente de Descarga

Una vez que la presión del sistema alcanza el umbral superior establecido, los sensores de presión transmiten instantáneamente señales de retroalimentación. El sistema de control ordena rápidamente el cierre de la válvula de admisión. El compresor de aire pasa entonces al modo de funcionamiento en vacío: el rotor continúa girando mientras la ruta de admisión de aire queda completamente bloqueada, deteniendo así la producción de aire comprimido para reducir eficazmente el consumo energético durante la operación.

(III) Sistema de Control de Presión en Bucle Cerrado

Al establecer de forma flexible límites superiores e inferiores para los interruptores o sensores de presión, el sistema define con precisión el rango de presión para la carga y descarga. Algunos modelos de gama alta incorporan funciones de ajuste dinámico PID, permitiendo una compensación de presión en tiempo real. Esto minimiza las fluctuaciones en la presión de suministro, garantizando un uso estable del aire.

II. Causas principales de los fallos en carga/descarga

(1) Riesgos de fallo en componentes sensoriales

Envejecimiento y deriva de precisión: fenómenos como la oxidación de los contactos del interruptor de presión o la deriva del chip del sensor pueden distorsionar la adquisición de la señal de presión. Un fabricante automotriz experimentó un fallo por deriva del punto cero en los sensores de presión, provocando que los compresores se descargaran prematuramente antes de alcanzar el límite inferior, lo que directamente resultó en un suministro insuficiente de aire a la línea de producción.

Interferencia Ambiental: Las altas temperaturas y la humedad aceleran la degradación de los sensores. La contaminación por polvo y aceite en las superficies de detección reduce directamente la sensibilidad, provocando retrasos en la transmisión de señales o errores de interpretación.

(2) Riesgos de Fallo de la Válvula de Admisión

Problemas de Atasco Mecánico: Los pistones de la válvula de admisión pueden atascarse debido a la acumulación de carbonilla, obstrucción por residuos o fallo por fatiga del resorte de retorno, impidiendo el funcionamiento suave de la válvula. En la industria textil y de teñido, estos fallos representan el 35 % de todas las averías de carga/descarga de los compresores de aire, constituyendo una causa principal de interrupciones en el funcionamiento del equipo.

Fallo del Control Electromagnético: Daños en el aislamiento de la bobina electromagnética, conexiones de terminales sueltas u oxidadas pueden impedir que la válvula solenoide responda con precisión a las señales de control. Esto provoca que el compresor de aire permanezca en un estado continuo de carga o descarga permanente, perdiendo su capacidad de regulación de presión.

(III) Vías de Fallo del Sistema de Control

Fallos de Hardware: Problemas como pérdida de programas en módulos PLC, malas soldaduras en placas de circuito de control o conexiones de terminales oxidadas pueden interrumpir la transmisión de comandos de control. Una fábrica electrónica experimentó fuertes fluctuaciones de presión y una reducción en el rendimiento del producto debido a un fallo en un puerto de salida del PLC que provocó un mal funcionamiento de la válvula de admisión.

Defectos Lógicos de Software: Una configuración inadecuada de parámetros en los programas de control o errores en los algoritmos de control de carga/descarga pueden provocar juicios erróneos sobre los umbrales de presión, lo que resulta en una sincronización incorrecta de la carga/descarga.

(IV) Pérdidas por Fugas en Tuberías

Fallo de Sellado: Juntas tóricas de bridas envejecidas, uniones roscadas sueltas o sellos dañados pueden causar fugas persistentes de aire comprimido. Las estadísticas del sector indican que un orificio de fuga de 1 mm² desperdicia aproximadamente 15.000 metros cúbicos de aire comprimido anualmente, obligando a los compresores de aire a ciclarse con frecuencia para compensar la pérdida de presión.

Perforación por Corrosión en Tuberías: Las tuberías sometidas a operación prolongada son susceptibles a la perforación por corrosión debido a la erosión del medio y al arrastre del flujo de gas, especialmente notable en entornos altamente corrosivos como los procesos químicos y la metalurgia.

(5) Efectos del Desgaste de Componentes Mecánicos

Componentes críticos como los vástagos de las válvulas de admisión y los mecanismos de microinterruptores de los interruptores de presión experimentan aumento de holgura, desgaste superficial y fallo de sellado tras una operación prolongada de alta frecuencia. Esto provoca respuestas retrasadas en la carga/descarga, accionamientos incompletos e incluso agarrotamiento de la válvula.

III. Diagnóstico de Fallos y Soluciones de Precisión

(1) Mantenimiento de Precisión de los Sistemas de Sensado

Calibración Regular: Utilice calibradores de presión de alta precisión para realizar cada trimestre una calibración del punto cero y del rango en los interruptores de presión y sensores, asegurando que los errores de medición permanezcan dentro del ±1 % para garantizar la precisión en la adquisición de señales.

Actualizaciones de protección: Instale cubiertas a prueba de polvo y humedad en los elementos sensoriales y limpie regularmente las superficies sensoras. En entornos altamente corrosivos, aplique recubrimientos anticorrosivos sobre las superficies de los componentes para prolongar la vida útil.

(II) Restauración de la Válvula de Admisión y Recuperación del Rendimiento

Inspección por desmontaje: Desarme los conjuntos de la válvula de admisión. Elimine completamente depósitos de carbonilla, residuos de aceite y contaminantes utilizando agentes de limpieza especializados. Inspeccione las superficies de sellado del asiento de la válvula y el desgaste del émbolo. Repare mediante rectificado las áreas con desgaste leve; reemplace los componentes si el desgaste es severo.

Validación del rendimiento: Tras el reensamblaje, pruebe el rendimiento de sellado de la válvula en un banco de pruebas neumático de fugas. Simule condiciones operativas reales mediante equipos de simulación dinámica para verificar que el tiempo de respuesta y la precisión de sellado de la válvula cumplan con las especificaciones.

(III) Diagnóstico profundo y optimización del sistema de control

Inspección de Hardware: Utilice herramientas profesionales como multímetros y osciloscopios para inspeccionar las señales de entrada/salida del PLC y los parámetros de voltaje/corriente de la placa de circuito. Localice componentes sueltos o dañados para su reemplazo inmediato y así garantizar bucles de hardware estables.

Optimización del Programa: Se vuelve a validar la lógica del programa de control. Pruebas de simulación verifican la racionalidad de los algoritmos de control de carga/descarga, corrigen desviaciones en la configuración de parámetros y actualizan el programa a la última versión estable.

(IV) Reparación de Fugas en Tuberías de Precisión

Detección de Fugas de Precisión: Detectores de fugas ultrasónicos escanean toda la red de tuberías con precisión milimétrica para localizar fugas. Las áreas sospechosas de fuga se marcan con líquido detector para confirmación secundaria mediante la observación de la formación de burbujas.

Reparación escalonada: fugas menores selladas con sellador especializado de fraguado rápido; tuberías gravemente dañadas reemplazadas por completo. Conexiones roscadas recubiertas con adhesivo anti-aflojamiento; interfaces de bridas equipadas con juntas resistentes a altas temperaturas y al envejecimiento para mejorar el rendimiento del sellado.

(5) Renovación y mantenimiento de componentes mecánicos

Evaluación de desgaste: medir componentes críticos como vástagos y obturadores de válvulas utilizando herramientas de precisión como micrómetros y calibradores. Reemplazar inmediatamente las piezas que excedan los límites de desgaste para garantizar que las holguras cumplan con las especificaciones técnicas.

Optimización de la lubricación: aplicar grasa de alta temperatura adecuada a las condiciones de funcionamiento para lubricar uniformemente las partes móviles mecánicas. Esto reduce la resistencia al rozamiento, asegurando un funcionamiento suave y flexible de los componentes.