Passo a Passo: Diagnosticar e Reparar Falhas de Carregamento/Descarregamento em Compressores de Ar Parafuso com Injeção de Óleo

Os compressores de ar parafuso com injeção de óleo são amplamente utilizados na produção industrial devido à sua operação altamente eficiente e estável. No entanto, em condições reais de operação, ocorrem frequentemente falhas de carregamento/descarregamento, levando a problemas como partidas e paradas frequentes do equipamento e pressão de fornecimento de ar instável. Esses problemas não apenas interrompem a continuidade da produção, mas também aceleram o envelhecimento do equipamento e aumentam as perdas por consumo de energia, exigindo uma análise sistemática e soluções direcionadas.

I. Análise do Princípio de Funcionamento do Sistema de Carregamento/Descarregamento

(1) Mecanismo Dinâmico de Carregamento

Quando a pressão do sistema cai abaixo do limite inferior predefinido, interruptores de pressão ou sensores de pressão de alta precisão capturam rapidamente o sinal de pressão, acionando o sistema de controle para emitir comandos que abrem a válvula de admissão. Os rotores do compressor então iniciam o processo de compressão de ar. O ar comprimido passa por separação óleo-gás, refrigeração e outros processos de tratamento antes de ser entregue ao ponto de consumo de ar, atendendo com precisão à demanda produtiva de ar.

(2) Lógica Inteligente de Descarga

Quando a pressão do sistema atinge o limite superior definido, os sensores de pressão transmitem instantaneamente sinais de feedback. O sistema de controle ordena prontamente o fechamento da válvula de admissão. O compressor de ar então passa para o modo de operação em vazio — o rotor continua girando enquanto o caminho de admissão de ar é completamente bloqueado, interrompendo a produção de ar comprimido e reduzindo efetivamente o consumo energético durante a operação.

(III) Sistema de Controle por Malha Fechada de Pressão

Ao definir de forma flexível os limites superiores e inferiores de pressão para interruptores ou sensores de pressão, o sistema define com precisão a faixa de pressão para carregamento e descarregamento. Alguns modelos de alta gama incorporam funcionalidade de ajuste dinâmico PID, permitindo compensação de pressão em tempo real. Isso minimiza flutuações na pressão de fornecimento, garantindo uma utilização estável do ar.

II. Causas Principais de Falhas no Carregamento/Descarregamento

(1) Riscos de Falha em Componentes de Sensor

Envelhecimento e Deriva de Precisão: Fenômenos como oxidação dos contatos do interruptor de pressão ou desvio do chip do sensor podem distorcer a aquisição do sinal de pressão. Um determinado fabricante automotivo enfrentou uma falha de deriva no ponto zero de sensores de pressão, fazendo com que os compressores descarregassem prematuramente antes de atingir o limite inferior, resultando diretamente em fornecimento insuficiente de ar para a linha de produção.

Interferência Ambiental: Altas temperaturas e umidade aceleram a degradação dos sensores. A contaminação por poeira e óleo nas superfícies sensoriais reduz diretamente a sensibilidade, causando atrasos na transmissão de sinais ou julgamentos incorretos.

(2) Riscos de Falha da Válvula de Admissão

Problemas de Emperramento Mecânico: Os pistões da válvula de admissão podem emperrar devido ao acúmulo de carbono, obstrução por detritos ou falha por fadiga da mola de retorno, impedindo o funcionamento suave da válvula. Na indústria têxtil e de tingimento, essas falhas representam 35% de todos os problemas de carregamento/descarregamento dos compressores de ar, sendo a principal causa de interrupção do funcionamento dos equipamentos.

Falha no Controle Eletromagnético: Danos ao isolamento da bobina eletromagnética, conexões soltas ou terminais oxidados podem impedir que a válvula solenoide responda com precisão aos sinais de controle. Isso faz com que o compressor de ar permaneça em estado contínuo de carregamento ou descarregamento permanente, perdendo sua capacidade de regulação de pressão.

(III) Caminhos de Falha do Sistema de Controle

Falhas de Hardware: Problemas como perda de programas em módulos PLC, má soldagem em placas de circuito de controle ou conexões de terminais oxidadas podem interromper a transmissão de comandos de controle. Uma determinada fábrica de eletrônicos enfrentou flutuações severas de pressão e redução no rendimento de produtos devido a uma falha em uma saída do PLC que causou mau funcionamento da válvula de admissão.

Defeitos na Lógica de Software: Configuração inadequada de parâmetros em programas de controle ou falhas em algoritmos de controle de carga/descarga podem levar a julgamentos imprecisos dos limites de pressão, resultando em temporização incorreta de carga/descarga.

(IV) Perdas por Vazamento em Tubulações

Falha de Vedação: Juntas de flange envelhecidas, conexões roscadas soltas ou vedações danificadas podem causar vazamento contínuo de ar comprimido. Estatísticas do setor indicam que um orifício de vazamento de 1 mm² desperdiça aproximadamente 15.000 metros cúbicos de ar comprimido anualmente, forçando os compressores de ar a ligar com frequência para compensar a perda de pressão.

Perfuração por Corrosão em Tubulações: Tubulações submetidas a operação prolongada estão sujeitas a perfuração por corrosão devido à erosão do meio e ao arraste do fluxo de gás, especialmente acentuado em ambientes altamente corrosivos, como no processamento químico e na metalurgia.

(5) Efeitos do Desgaste de Componentes Mecânicos

Componentes críticos, como hastes de válvulas de admissão e mecanismos de microinterruptores de pressão, apresentam aumento de folga, desgaste superficial e falha de vedação após operação prolongada em alta frequência. Isso resulta em respostas atrasadas de carga/descarga, acionamento incompleto e até travamento da válvula.

III. Diagnóstico de Falhas e Soluções de Precisão

(1) Manutenção de Precisão de Sistemas de Sensores

Calibração Regular: Utilize calibradores de pressão de alta precisão para realizar a cada trimestre calibração do ponto zero e da faixa em interruptores e sensores de pressão, garantindo que os erros de medição permaneçam dentro de ±1%, assegurando a precisão na aquisição de sinais.

Atualizações de Proteção: Instale capas à prova de poeira e umidade nos elementos sensoriais e limpe regularmente as superfícies sensoras. Em ambientes altamente corrosivos, aplique revestimentos anticorrosivos nas superfícies dos componentes para prolongar a vida útil.

(II) Restauração da Válvula de Admissão e Recuperação de Desempenho

Inspeção de Desmontagem: Desmonte os conjuntos da válvula de admissão. Remova completamente depósitos de carbono, resíduos de óleo e contaminantes utilizando agentes de limpeza especializados. Inspecione as superfícies de vedação do assento da válvula e o desgaste do êmbolo. Retifique e repare áreas com desgaste leve; substitua componentes em caso de desgaste severo.

Validação de Desempenho: Após a remontagem, teste o desempenho de vedação da válvula em um banco pneumático de teste de vazamento. Simule condições operacionais reais utilizando equipamentos de simulação dinâmica para verificar se o tempo de resposta da válvula e a precisão de vedação atendem às especificações.

(III) Diagnóstico Profundo e Otimização do Sistema de Controle

Inspeção de Hardware: Utilize ferramentas profissionais como multímetros e osciloscópios para inspecionar sinais de entrada/saída do PLC e parâmetros de tensão/corrente da placa de circuito. Localize componentes soltos ou danificados para substituição imediata, garantindo laços de hardware estáveis.

Otimização de Programa: A lógica do programa de controle é revalidada. Testes de simulação verificam a racionalidade dos algoritmos de controle de carregamento/descarregamento, corrigem desvios na configuração de parâmetros e atualizam o programa para a versão estável mais recente.

(IV) Remediação de Vazamentos em Tubulações de Precisão

Detecção de Precisão de Vazamentos: Detectores de vazamentos por ultrassom escaneiam toda a rede de tubulações com precisão milimétrica para localização de vazamentos. Áreas suspeitas de vazamento são marcadas com líquido detector para confirmação secundária mediante observação da formação de bolhas.

Reparo Escalonado: Vazamentos menores selados com selante especializado de pega rápida; tubos severamente danificados substituídos integralmente. Conexões roscadas revestidas com adesivo anti-soltura; interfaces de flange equipadas com juntas resistentes a altas temperaturas e envelhecimento para melhorar o desempenho de vedação.

(5) Renovação e Manutenção de Componentes Mecânicos

Avaliação de Desgaste: Medir componentes críticos, como hastes e obturadores de válvulas, utilizando ferramentas de precisão como micrômetros e paquímetros. Substituir imediatamente peças que excedam os limites de desgaste para garantir que as folgas atendam às especificações técnicas.

Otimização da Lubrificação: Aplicar graxa de alta temperatura adequada às condições operacionais, lubrificando uniformemente as partes móveis dos componentes mecânicos. Isso reduz a resistência ao atrito, assegurando operação suave e flexível dos componentes.