O transporte de óleo é o sabotador silencioso que espreita no seu sistema de ar comprimido, destruindo lentamente o equipamento e contaminando os seus processos. Pode não ver o que está a acontecer, mas está a custar-lhe dinheiro todos os dias através da redução da eficiência, falha prematura de componentes e problemas de qualidade do produto.
O transporte de óleo ocorre quando o óleo lubrificante dos compressores de ar fica preso no fluxo de ar comprimido e se desloca a jusante para contaminar componentes pneumáticos, ferramentas de ar e aplicações de utilização final. Esta contaminação pode variar desde vapor de óleo microscópico até gotículas de óleo visíveis, dependendo das condições do sistema e da qualidade da filtragem.
Na semana passada, recebi uma chamada frenética do Marcus, um diretor de uma fábrica de processamento de alimentos em Manchester. O seu sistema de ar comprimido “sem óleo” estava a deixar resíduos de óleo no equipamento de embalagem, ameaçando a sua conformidade com a FDA. O que eles pensavam ser impossível acabou por se revelar um caso clássico de transporte de óleo de um compressor de parafuso rotativo envelhecido que era suposto ser isento de óleo mas que tinha falhas nos vedantes.
Índice
- O que causa o transporte de óleo em sistemas de ar comprimido?
- Como detetar a contaminação por óleo no seu fornecimento de ar?
- Quais são os custos ocultos da transferência de óleo?
- Como é que se pode evitar eficazmente a transferência de óleo?
- FAQ
O que causa o transporte de óleo em sistemas de ar comprimido?
Compreender as causas profundas ajuda-o a atacar o problema na sua origem, em vez de se limitar a tratar os sintomas.
O transporte de óleo resulta principalmente de limitações de conceção do compressor, vedantes desgastados, manutenção incorrecta e sistemas de tratamento de ar inadequados. Mesmo os compressores “isentos de óleo” podem sofrer contaminação por óleo em determinadas condições, o que faz com que esta seja uma preocupação universal para os utilizadores de ar comprimido.
Fontes primárias de contaminação por hidrocarbonetos
Problemas com o compressor de parafuso rotativo: Os compressores de parafuso rotativos com injeção de óleo são concebidos para separar o óleo do ar comprimido, mas esta separação nunca é 100% perfeita. Desgastado separadores ar/óleo1, A presença de óleo no motor, vedantes danificados ou o funcionamento para além dos parâmetros de conceção podem aumentar drasticamente o transporte de óleo. Medi o teor de óleo a saltar de 3 ppm2 para mais de 25 ppm quando os elementos separadores excedem a sua vida útil.
Problemas de compressores alternativos: Os compressores de pistão dependem de anéis e vedantes para evitar a migração de óleo para as câmaras de compressão. À medida que estes se desgastam, o transporte de óleo aumenta exponencialmente. As temperaturas de funcionamento elevadas aceleram este desgaste, criando um ciclo vicioso de contaminação crescente.
“Conceitos errados sobre compressores ”sem óleo": Muitos operadores acreditam que os compressores isentos de óleo eliminam totalmente os problemas de transferência. No entanto, estas máquinas continuam a utilizar óleo nas suas caixas de velocidades e rolamentos. Falhas nas vedações podem introduzir óleo no fluxo de ar e a contaminação atmosférica pode trazer óleo externo para o sistema através da entrada.
Contaminação a jusante: O óleo pode entrar no sistema a jusante do compressor através de tanques de armazenamento contaminados, tubagens com óleos de fabrico residuais ou pós-refrigeradores com fugas nos tubos. Uma vez, descobri uma misteriosa contaminação por óleo num permutador de calor em que a água de arrefecimento contendo óleo de corte estava a vazar para o fluxo de ar comprimido.
Factores ambientais e operacionais
Efeitos da temperatura: As temperaturas de funcionamento elevadas reduzem viscosidade do óleo3, tornando mais fácil a passagem do óleo através dos separadores e vedantes. Os compressores que funcionam a uma temperatura de descarga superior a 200°F (93°C) apresentam taxas de transferência de óleo significativamente mais elevadas.
Variações de pressão: Mudanças rápidas de pressão podem sobrecarregar os sistemas de separação, permitindo que as gotas de óleo escapem para o fluxo de ar. Isto é particularmente problemático em sistemas com ciclos frequentes de arranque/paragem ou procura variável.
Como detetar a contaminação por óleo no seu fornecimento de ar?
A deteção precoce evita a contaminação dispendiosa de processos e equipamentos a jusante.
A deteção eficaz de óleo requer tanto a inspeção visual como métodos de teste quantitativos, incluindo a monitorização do vapor de óleo, a análise de condensados e a inspeção do equipamento a jusante. A chave é estabelecer medições de base e monitorizar as tendências ao longo do tempo.
Métodos e normas de ensaio
Classificação ISO 85734: Esta norma internacional define classes de qualidade do ar com base no teor de partículas, água e óleo. Para o óleo, a Classe 1 permite um máximo de 0,01 mg/m³, enquanto a Classe 5 permite até 25 mg/m³. A compreensão destas classificações ajuda-o a especificar a qualidade do ar adequada para as suas aplicações.
Teste de condensados: Recolher os condensados dos secadores de ar e pós-refrigeradores para análise do teor de óleo. Os sistemas limpos devem produzir condensado transparente, enquanto os sistemas contaminados com óleo apresentam uma drenagem leitosa ou colorida. Esta simples verificação visual pode revelar problemas antes de testes dispendiosos.
Inspeção do equipamento a jusante: Verificar se existem resíduos de óleo nos cilindros pneumáticos, ferramentas de ar e equipamento de pulverização. Hassan, que gere uma instalação de embalagem de produtos farmacêuticos no Dubai, descobriu a contaminação por óleo ao notar uma ligeira descoloração em materiais de embalagem supostamente esterilizados. Isto levou a uma revisão completa do sistema que evitou problemas regulamentares.
Monitores electrónicos de óleo: Os modernos monitores de vapor de óleo fornecem uma medição contínua do teor de óleo no ar comprimido. Estes dispositivos podem detetar níveis de óleo tão baixos como 0,003 mg/m³ e fornecer um aviso prévio de falhas no separador ou outras fontes de contaminação.
Quais são os custos ocultos da transferência de óleo?
O verdadeiro custo do transporte de óleo vai muito para além dos danos óbvios no equipamento.
A contaminação do óleo gera custos em cascata, incluindo a falha prematura de componentes, problemas de qualidade do produto, aumento dos requisitos de manutenção e potenciais problemas de conformidade regulamentar. Estes custos ocultos excedem muitas vezes em 5 a 10 vezes as despesas de reparação óbvias.
Danos diretos no equipamento
Falha do componente pneumático: A contaminação por óleo provoca o bloqueio das válvulas, a dilatação dos vedantes dos cilindros e o entupimento dos filtros. Os cilindros pneumáticos expostos ao transporte de óleo requerem normalmente a substituição dos vedantes 3 a 4 vezes mais frequentemente do que os cilindros com alimentação de ar limpo.
Desempenho da ferramenta pneumática: Pistolas de pintura, lixadeiras e outras ferramentas pneumáticas perdem o desempenho quando o óleo contamina as suas passagens internas. Os defeitos de pintura causados pela contaminação por óleo podem exigir um retoque completo, custando centenas de vezes mais do que prevenir a contaminação inicialmente.
Impacto no processo e no produto
Questões de controlo de qualidade: No fabrico de produtos alimentares, farmacêuticos e electrónicos, a contaminação por óleo pode inutilizar lotes inteiros de produtos. Um único evento de contaminação pode custar mais do que a instalação de sistemas abrangentes de tratamento de ar.
Conformidade regulamentar: A FDA, a OSHA e outros organismos reguladores têm requisitos rigorosos para a qualidade do ar comprimido em determinadas aplicações. As infracções ao transporte de óleo podem resultar em paragens de produção, multas e perda de certificações.
Como é que se pode evitar eficazmente a transferência de óleo?
A prevenção exige uma abordagem sistemática que incida tanto nos equipamentos como nos factores operacionais.
A prevenção eficaz da transferência de óleo combina a seleção adequada do compressor, o tratamento abrangente do ar, a manutenção regular e a monitorização contínua. As instalações mais bem sucedidas tratam a qualidade do ar comprimido com a mesma seriedade com que tratam a qualidade da energia eléctrica.
Soluções ao nível do compressor
Seleção correta do compressor: Escolha a tecnologia de compressor adequada aos seus requisitos de qualidade do ar. Os compressores verdadeiramente isentos de óleo (centrífugos ou de parafuso isentos de óleo) eliminam a fonte primária de contaminação, mas requerem um investimento inicial mais elevado e manutenção especializada.
Manutenção do separador: Substituir os separadores de ar/óleo de acordo com os planos do fabricante, não quando falham completamente. Um elemento separador que custa $200 pode evitar milhares de danos de contaminação a jusante. Monitorizar o diferencial de pressão nos separadores para prever o momento da substituição.
Gestão da temperatura: Manter temperaturas de funcionamento adequadas através de ventilação adequada, limpeza regular do arrefecedor e padrões de carga corretos. Os compressores que funcionam demasiado quentes produzem uma quantidade significativamente maior de óleo transportado.
Sistemas de tratamento de ar
Filtragem multi-estágio: Instalar filtros coalescentes5 especificamente concebidos para a remoção de óleo. Um sistema típico usa filtragem de uso geral seguida de filtros coalescentes e carvão ativado para remoção de vapor de óleo. Dimensione estes filtros para caudais reais e não para a capacidade nominal do compressor.
Drenagem adequada: Assegurar que todos os filtros, pós-refrigeradores e separadores têm drenos automáticos a funcionar. A condensação acumulada fornece um caminho para a reentrada de óleo na corrente de ar. Já vi sistemas em que os drenos falhados provocaram a acumulação de níveis de óleo até a contaminação se tornar inevitável.
Colocação estratégica de filtros: Instalar filtros de remoção de óleo o mais próximo possível do compressor, antes de o ar entrar na tubagem de distribuição. Isto evita que o óleo cubra as paredes dos tubos e crie fontes de contaminação contínuas.
Proteção do sistema elétrico
Na Bepto, sabemos que o transporte de óleo não danifica apenas os componentes pneumáticos - pode também afetar os sistemas eléctricos. O ar contaminado com óleo pode transportar partículas condutoras que criam problemas nos controlos electrónicos sensíveis.
Seleção de bucins para cabos: Os nossos bucins com classificação IP68 protegem as ligações eléctricas de ambientes contaminados com óleo. Em instalações com problemas de contaminação por óleo, os bucins padrão podem permitir a entrada de óleo, levando à rutura do isolamento e a falhas no sistema de controlo.
Proteção EMC: A contaminação por óleo pode afetar a compatibilidade electromagnética nos sistemas de controlo. Os nossos bucins EMC proporcionam uma blindagem de 360 graus, mantendo a vedação ambiental, garantindo um funcionamento fiável mesmo em ambientes contaminados.
Conclusão
A contaminação por óleo em sistemas de ar comprimido é um problema sério, mas evitável, que requer uma gestão proactiva. Ao compreender as causas, implementar métodos de deteção adequados e investir em estratégias de prevenção abrangentes, pode proteger o seu equipamento, manter a qualidade do produto e evitar incidentes de contaminação dispendiosos. Lembre-se, o custo da prevenção é sempre menor do que o custo da limpeza da contaminação e da substituição do equipamento. 😉
FAQ
Q: Qual é a quantidade normal de óleo residual nos sistemas de ar comprimido?
A: Os compressores de parafuso rotativos com injeção de óleo produzem tipicamente 2-5 ppm de óleo de arrastamento quando a manutenção é adequada. Níveis superiores a 10 ppm indicam problemas que requerem atenção imediata, enquanto as aplicações de qualidade alimentar podem requerer menos de 0,01 ppm.
Q: Os compressores sem óleo podem continuar a ter problemas de contaminação por óleo?
A: Sim, os compressores isentos de óleo podem sofrer contaminação por falhas de vedação, contaminação da entrada atmosférica ou fontes a jusante. Eliminam a fonte primária de óleo, mas não garantem um teor zero de óleo sem um tratamento de ar adequado.
P: Qual é a diferença entre névoa de óleo e vapor de óleo no ar comprimido?
A: A névoa de óleo consiste em gotículas líquidas que podem ser removidas por filtros coalescentes, enquanto o vapor de óleo é gasoso e requer a adsorção de carvão ativado. Ambas as formas causam contaminação, mas o vapor é mais difícil de remover e detetar.
P: Com que frequência devo testar o teor de óleo do meu ar comprimido?
A: Testar mensalmente em aplicações críticas como o processamento de alimentos ou produtos farmacêuticos, trimestralmente no fabrico geral. Instale monitores contínuos em aplicações de alto risco onde a contaminação pode causar danos significativos ou problemas regulamentares.
Q: De que classe de óleo ISO 8573 necessito para a minha aplicação?
A: Classe 1 (≤0,01 mg/m³) para produtos alimentares, farmacêuticos e electrónicos; Classe 2 (≤0,1 mg/m³) para fabrico de precisão; Classe 3 (≤1 mg/m³) para utilização industrial geral. Classes mais elevadas podem ser aceitáveis para aplicações não críticas, como limpeza e pneumática geral.
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Saiba mais sobre a função e o princípio de funcionamento dos separadores de ar/óleo. ↩
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Obter uma definição clara de “partes por milhão” (ppm) como medida para os contaminantes. ↩
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Compreender a definição de viscosidade do óleo e por que razão é afetada pela temperatura. ↩
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Ver a norma oficial ISO 8573 e as suas classificações para a pureza do ar comprimido. ↩
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Explore o princípio de funcionamento dos filtros coalescentes e a forma como capturam os aerossóis de óleo. ↩
