Reducción de lubricación en compresores reciprocantes

Documento sobre lubricación

Escrito por: Justin Yance y Joe Hagan - Ariel Corporation, Mount Vernon, Ohio, EE. UU.

Resumen

Cada uno de las decenas de miles de compresores reciprocantes en funcionamiento en América del Norte consumen hasta 250.000 dólares al año en aceite lubricante. En general, la mayoría de estos compresores consumen más lubricante del necesario, por lo que los costos de funcionamiento podrían reducirse significativamente. La reducción de costos se puede lograr con pasos relativamente simples para determinar el tipo y la cantidad correctos de aceite que se va a suministrar a cada punto de lubricación, sin cambiar los diseños o materiales de los componentes desgastados. Este artículo describe el método establecido, así como los pasos para garantizar que el sistema de lubricación esté funcionando correctamente, para ofrecer una operación confiable de compresor a largo plazo.

Introducción

Mantener una lubricación adecuada en los compresores de gas reciprocantes es imperativo para la confiabilidad del equipo. Los compresores suelen funcionar de forma continua, lo que acumula considerables tiempos de funcionamiento en los componentes desgastados. Los compresores reciprocantes dependen de dos sistemas de lubricación que entregan aceite a los componentes críticos en la transmisión, los cilindros y las empaquetaduras. El primero es un sistema de recirculación que protege los cojinetes, bujes, placas de empuje y crucetas en el tren de transmisión. El segundo sistema es un sistema de "pérdida total" que suministra aceite al diámetro interno del cilindro, los anillos del pistón, el vástago del pistón y los anillos de empaquetadura. La principal diferencia entre estos dos sistemas es cómo se utiliza el aceite. El tren de transmisión reutiliza su aceite muchas veces antes de que se cambie este líquido. Un sistema de lubricación de cilindro solo utiliza su aceite una vez antes de que se consuma en el proceso de compresión. Hacer un uso eficiente del aceite en el sistema de lubricación de cilindros es fundamental para minimizar los costos de funcionamiento y maximizar la confiabilidad del equipo. Este artículo presenta el método establecido para mantener el sistema de lubricación de cilindros y determinar las tasas de lubricación apropiadas.

El sistema de lubricación de cilindros, también conocido como el sistema de "alimentación forzada", utiliza una bomba de émbolo de desplazamiento positivo para alimentar el aceite hacia una válvula divisora que proporcional el aceite a las áreas críticas dentro del cilindro y la empaquetadura. El caudal de aceite en las áreas críticas está en el orden de las gotas de aceite por minuto. El aceite debe entregarse a suficiente presión para superar la presión del gas presente en cada área crítica. Estas presiones suelen oscilar entre casi la atmósfera y 3000 psig. Una vez inyectado el aceite en el área crítica, el aceite migra a las regiones de menor presión o se mezcla con el gas que fluye a través del cilindro del compresor. Un compresor de 1.000 caballos de fuerza puede consumir 2.000 galones de aceite al año, mientras que los compresores más grandes pueden acercarse a los 6.000 galones al año. Considerando que el aceite puede costar de $7 a $15 por galón para aceites minerales y de $20 a $50 por galón para lubricantes sintéticos, el costo anual del aceite para un compresor puede llegar a $250,000. Este costo anual no tiene en cuenta los costos asociados en la recolección, transporte y eliminación de aceite aguas abajo del compresor. Estos costos adicionales pueden aumentar significativamente el costo anual del petróleo relacionado con la compresión.

Consideraciones de diseño

Los compresores de gas reciprocantes se utilizan en una amplia gama de aplicaciones. El fabricante del compresor debe evaluar los detalles de cada aplicación para determinar el peor caso de funcionamiento, de modo que se pueda recomendar un tipo de aceite y una tasa de lubricación. Por lo general, el "peor de los casos" es el caso de explotación que tiene la mayor Presión de descarga de la etapa final. El tipo de aceite recomendado se basa en la pérdida de viscosidad esperada una vez que se inyecta el aceite en cada área crítica del sistema de lubricación del cilindro. La viscosidad del aceite se ve afectada por la composición, limpieza, presión y temperatura de funcionamiento del gas. En general, los gases de hidrocarburo más pesados y las Presiones de descarga más altas hacen que el aceite del cilindro se diluya más, lo que resulta en una disminución de la viscosidad y películas de aceite más delgadas que protegen los componentes. Para evitar perder demasiada viscosidad, se recomiendan aceites minerales de grado ISO más pesados o lubricantes sintéticos resistentes a la dilución.

Contaminación líquida (por ejemplo: el agua, el hidrocarburo) y la inanición de aceite también interfieren con la calidad de la película de aceite al reducir la viscosidad del aceite y/o retirar la película de aceite. La Lubricación deficiente produce temperaturas excesivas que reducen la vida de los componentes. En casos extremos, una condición de fuga térmica puede provocar una falla rápida de los componentes.

Las tasas de lubricación determinan con qué frecuencia se agrega aceite a las áreas críticas del sistema de lubricación de cilindros. Los OEM de compresor han llegado a sus propios métodos para determinar las tasas de lubricación. Ariel comienza con una "tasa base" que oscila entre 0,3 y 0,5 puntos/día/pulgada de diámetro de la pieza (consulte el Apéndice A, por ejemplo, para el cálculo). El tamaño del bastidor del compresor determina qué tasa base se utiliza. La tasa de lubricación se modifica mediante un "Multiplicador de tasa base" según la Presión de descarga y la composición del gas. Los Multiplicadores de tasa base oscilan entre 0,5 y 3 según la intensidad del servicio. El cálculo determina el requisito de tasa de lubricación "Normal" para un componente que opera en la velocidad nominal del bastidor. El funcionamiento a velocidades más lentas se reduce proporcionalmente (operar a media velocidad requiere la mitad de la tasa de lubricación "normal" a la velocidad nominal). Para las primeras 200 horas de funcionamiento del compresor, se recomienda una tasa de lubricación de asentamiento inicial que aumenta la cantidad de aceite a 150-200% de la tasa "Normal". El aceite de asentamiento adicional ayuda a enfriar los componentes y eliminar los desechos de desgaste a medida que los componentes se ajustan entre sí.

Las tasas de lubricación del cilindro y los tipos de aceite recomendados son, en la mayoría de los casos, conservadores para dar cuenta de algún nivel de condiciones desconocidas o alteradas. Las recomendaciones de lubricación se hacen agrupando las aplicaciones en categorías de corrientes de gas generales. Dos aplicaciones pueden compartir la misma categoría, pero difieren en lo agresivas que son las condiciones para el aceite lubricante. Dependiendo de la intensidad del servicio, normalmente se puede esperar cierta cantidad de reducción de la tasa de lubricación una vez finalizado el período de asentamiento. Los compresores que tenían sus sistemas de lubricación de cilindros dimensionados para un conjunto "estimado" de condiciones pueden llegar a un tipo de aceite o tasa de lubricación que es extremadamente inadecuada o excesiva para sus condiciones reales. En algunos casos, esto puede impactar en la selección de la válvula divisora, el dimensionamiento de la bomba de alimentación forzada y la necesidad de un suministro independiente de aceite si la recomendación de aceite no se puede usar también para el bastidor del compresor.

Es importante tener en cuenta que las empaquetaduras pueden generar diferentes cantidades de calor según la aplicación del compresor. El calor adicional generado por la empaquetadura puede justificar el aumento de la viscosidad del aceite recomendada para compensar la viscosidad perdida a una temperatura mayor. Para generar grandes cantidades de calor, será necesario enfriar la empaquetadura con agua o, en algunos casos, con aceite para mantener una temperatura de funcionamiento razonable.

Consideraciones para la reducción de lubricación

Muchos factores pueden influir en el requerimiento de tasa de lubricación y en la forma en que se suministra aceite de forma confiable a las áreas críticas del sistema de lubricación del cilindro. A continuación se presentan los factores más comunes que deben considerarse antes de modificar las tasas de lubricación:

Factores de tasa de lubricación:

  1. Composición y calidad del gas
  2. Velocidad de funcionamiento del compresor
  3. Tipo de aceite y grado de viscosidad del sistema de lubricación del cilindro
  4. Geometría de la pieza (por ejemplo: tamaños del orificio del cilindro)
  5. Presión de descarga del cilindro
  6. Temperatura de funcionamiento
  7. Ajuste de la bomba de lubricación forzada y la válvula divisora
  8. Gas de reciclado saturado con aceite lubricante
  9. Desactivación del funcionamiento del cilindro
  10. Funcionamiento frecuente del arranque/parada

 

Factores de suministro de aceite:

  1. Bomba de alimentación forzada y desgaste del diámetro interno de la válvula divisora/pistón
  2. Instalación y dimensionamiento de válvulas de balance
  3. Organización Correcta de la línea de lubricación hacia/desde las válvulas distribuidoras
  4. Fugas - conexiones dañadas, tubing, accesorios, juntas tóricas
  5. Cambios en el desgaste y geometría de los componentes lubricados
  6. Disposición de la tubería de alimentación del suministro de aceite (tanque diario)
    1. Ajuste de línea para mejorar el flujo de aceite
    2. Seguimiento del calor para mejorar el flujo de aceite
    3. Filtración para mejorar la calidad del aceite
  7. Válvula de retención defectuosa

Es necesario revisar la configuración actual del compresor antes de implementar una reducción de la tasa de lubricación. Es posible que ahora existan factores que no se han desarrollado o que no se tuvieron en cuenta al dimensionar el sistema de lubricación del cilindro. La configuración del sistema de lubricación del cilindro debe ser correcta y considerarse en buenas condiciones de funcionamiento (confiable) antes de reducir las tasas de lubricación. Los sistemas ya deberían mostrar una vida útil y un rendimiento de servicio satisfactorios antes de reducir las tasas de lubricación.

El sistema de lubricación de cilindros suele estar dimensionado para una aplicación o condición de funcionamiento de compresores en "peores casos". El sistema necesita tolerar la aplicación más difícil que el compresor verá mientras está en servicio. Según la antigüedad del equipo o la forma en que se dimensionó la unidad, es posible que el sistema de lubricación del cilindro ya no funcione correctamente o no esté dimensionado para la aplicación del compresor. Es posible que sea necesario actualizar el hardware del sistema de lubricación del cilindro y las hojas de lubricación para lograr una tasa de lubricación inicial adecuada para la operación actual.

Lleve a cabo las reducciones de la tasa de lubricación para evitar la falta de lubricación que puede provocar daños accidentales a los componentes debido al aumento de las temperaturas de funcionamiento. Las temperaturas excesivas pueden fallar en los anillos de empaquetadura/pistón junto con otros componentes principales como los vástagos del pistón y los orificios de los cilindros. Las fallas de Componente pueden acumular costos significativos dependiendo de su gravedad:

  • Trabajo (horas extraordinarias) = $2000/día
  • Empaquetadura y reemplazo de anillos de pistón = $3000
  • Envío acelerado = $4000
  • Sustitución de cilindros = 25.000 dólares
  • Producción perdida = $40,000/día

El proceso de reducción requiere reducir lentamente las tasas de lubricación y realizar inspecciones periódicas después de cada reducción. Esto verifica la cantidad de aceite y la calidad de los componentes. La evidencia de lubricación marginal indica cuándo se deben aumentar las tasas de lubricación. Es difícil inspeccionar las películas de aceite dentro de la empaquetadura debido a cómo se construyen las cajas. Para estos componentes, la fuga de la tubería de venteo y/o la temperatura de contacto de la tubería de venteo se pueden monitorear para observar cambios en las condiciones de funcionamiento. Se requiere una ubicación de tubería consistente (la más cercana a la caja de empaquetadura) y un método para verificar la temperatura de contacto.

Tasas de lubricación de asentamiento inicial

Los componentes de los nuevos anillos reciben aceite adicional cuando se desintegran durante las primeras 200 horas de operación. Después del período de asentamiento, las tasas de lubricación deben reducirse manualmente de la tasa de "rodaje" a la tasa de lubricación "Normal". Cambiar a la tasa de lubricación normal normalmente reduce el consumo de aceite en un 33% a un 50%. Algunos equipos pueden funcionar inadvertidamente durante períodos prolongados a la tasa de rodaje porque las tasas de lubricación nunca se redujeron después del intervalo de rodaje.

Inspección Antes De La Reducción Del Lubricación

Es importante identificar cualquier historia relacionada con el desgaste acelerado en componentes como anillos del pistón, bandas de desgaste y empaquetaduras. Los problemas relacionados con los componentes de desgaste pueden llevar a una investigación más a fondo sobre cuál es el modo de falla y pueden dar lugar a que se suspenda cualquier reducción de lubricación hasta que se realice una investigación adicional.

Para ayudar a reconocer cualquier desgaste acelerado en componentes lubricados por el sistema de lubricación forzada, se debe realizar una inspección exhaustiva. Parámetros a registrar:

  • Medida de la fuga de empaquetadura / temperatura de venteo antes del apagado
  • Diámetros del vástago del pistón
  • Ancho del anillo del pistón/ranuras de la banda de desgaste/profundidades
  • Diámetros internos del Diámetro interno del cilindro
  • Dimensiones de la caja de empaquetadura con respecto a la profundidad de la copa de empaquetadura
  • Grosor radial del anillo del pistón, anchos
  • Grosor radial de la banda de desgaste, anchos
  • Pruebas de papel de cigarrillos que muestren la calidad de lubricación en orificios de cilindros en todas las etapas
  • Debe revisarse el sistema de lubricación forzada para que funcione correctamente. Esto debe incluir una prueba de presión de las válvulas distribuidoras.

Herramientas requeridas para la inspección inicial así como inspecciones adicionales:

  • Medidor de flujo de gas para medir la fuga de la empaquetadura
  • Dispositivo de medición de temperatura para monitorear las temperaturas de drenaje/venteo de la empaquetadura
  • calibres Vernier
  • micrómetros OD para todos los diámetros de la ranura del pistón
  • Micrómetros ID o calibradores de orificios
  • Micrómetro de profundidad
  • Papeles de cigarrillos sin encerar

Una vez reunida toda la información antes de las pruebas, la aplicación puede entonces ser revisada para ser un buen candidato para una mayor reducción de lubricación. Si todas las inspecciones muestran que la unidad no ha sufrido desgaste excesivo y que muestra una lubricación de buena calidad en todos los componentes de desgaste, se puede iniciar y seguir el procedimiento de reducción de lubricación.

Procedimiento de reducción de la Lubricación en el terreno

Una vez que se determina que una aplicación es un buen candidato para la reducción de la lubricación, se deben instituir procedimientos para garantizar la correcta aplicación de la lubricación a todos los componentes del sistema de lubricación forzada y se monitorean cuidadosamente los parámetros. Para determinar la lubricación adecuada a todos los componentes, se deben realizar inspecciones a intervalos de tiempo regulares. Estas inspecciones incluyen:

  • Prueba de papel de Lubricación del cilindro
    • Esta prueba calcula la cantidad de aceite presente en el diámetro interno del cilindro transfiriendo aceite del diámetro interno a capas delgadas de papel de cigarrillos sin encerar.
    • La prueba de papel debe realizarse dentro de una hora desde la detención de la unidad para obtener la mejor representación de la película de aceite del cilindro durante la operación. El ensayo se lleva a cabo siguiendo los pasos siguientes:
      1. Usando una leve presión, limpie el diámetro interno del cilindro con dos capas unidas de papel regular sin encerar para cigarrillos. Comience por la parte superior y limpie en dirección descendente aproximadamente 20° (entre 1/4" y 4-5/8" en dependencia del tamaño del orificio) a lo largo de la circunferencia del diámetro interno. El papel contra la superficie del diámetro interno debería mancharse (mojarse con aceite), pero el segundo papel no debería quedar humedecido.
      2. Repita la prueba en ambos lados del diámetro interno a aproximadamente 90° desde la parte superior, usando dos papeles limpios para cada lado. El papel contra la superficie del diámetro interno que no se haya manchado puede indicar falta de lubricación; ambos papeles manchados pueden indicar exceso de lubricación.
  • Fuga de Empaquetadura
    • El caudal de fuga de la Empaquetadura es un indicador de lo bien que sellan los anillos de empaquetadura y de si las superficies de sellado están desgastadas o dañadas.
    • Mida la fuga de la empaquetadura desde el drenaje/venteo de la empaquetadura para monitorear el aumento de la fuga de gas. Esto se puede hacer con un medidor de flujo de gas portátil o permanente.
    • Mida la temperatura de venteo de la empaquetadura lo más cerca posible de la guía de la cruceta. Esta medición indicará si se produce un aumento de la fuga de la empaquetadura. Si utiliza un dispositivo de medición de temperatura infrarrojo, asegúrese de tener en cuenta la emisividad y el área de la superficie de medición. Se requiere una medición de la temperatura base con una empaquetadura nueva para identificar cualquier aumento de la fuga.
  • Inspección visual de los orificios del cilindro, los compartimentos de la guía de crucetas y los vástagos del pistón
    • Las superficies deslizantes desgastadas pueden acelerar el desgaste de los anillos y aumentar las tasas de fuga
    • Inspeccione visualmente los orificios del cilindro y los compartimentos de la guía de cruceta para identificar cualquier material de desgaste que se haya eliminado de los componentes.
    • Los Vástagos del pistón deben inspeccionarse visualmente para detectar marcas o signos de exceso de calor.

Las inspecciones deben realizarse a los intervalos de tiempo que se indican a continuación:

Cuadro 1. Intervalos de tiempo de reducción de lubricación

  Intervalo de tiempo transcurrido Tiempo total de ejecución Reducción total de lubricación con respecto a la tasa normal [%]
Arranque a las tasas de lubricación de asentamiento inicial 0 0  
Las tasas de rodaje son del 150% al 200% de lo normal.
Configure el sistema a las tasas de lubricación normales 200 horas 200 horas 0
Condiciones de revisión
Reduzca el 10% de lubricación con respecto a la tasa normal. 1 mes 1 mes 10
Apague por inspección Si es satisfactorio, vaya al siguiente paso
Reduzca la lubricación en un 10% adicional. 1 mes 2 meses 20
Apague por inspección Si es satisfactorio, vaya al siguiente paso
Reduzca la lubricación en un 10% adicional. 1 mes 3 meses 30
Apague por inspección Si es satisfactorio, vaya al siguiente paso
Reduzca la lubricación en un 10% adicional. 1 mes 4 meses 40
Apague por inspección Si es satisfactorio, vaya al siguiente paso
Reduzca la lubricación en un 10% adicional. 1 mes 5 meses 50
Apague por inspección Si es satisfactorio, vaya al siguiente paso
Reduzca la lubricación en un 10% adicional. ~6 meses 8000 horas 50
Apagado para inspección completa

Al finalizar la prueba con la marca de las 8000 horas, junto con las inspecciones descritas anteriormente, se deben extraer los conjuntos del pistón para inspeccionar las ranuras del anillo del pistón, los anillos del pistón, las bandas de desgaste, los vástagos del pistón y los orificios de los cilindros. Todas las dimensiones deben compararse con las medidas originales al inicio de la prueba para identificar cualquier desgaste considerable.

Si en cualquier punto de la fuga o temperaturas de la empaquetadura de prueba aumentan o la calidad de lubricación es marginal en el diámetro interno de un cilindro, la reducción de lubricación no debe continuar hacia delante. Si los cilindros parecen estar infralubricados, se debe aumentar la lubricación en incrementos del 10% hasta que se restablezca la lubricación apropiada en las superficies del cilindro. Si los puntos de lubricación específicos parecen tener una lubricación marginal, la disposición de la válvula divisora puede ser reconfigurada por el OEM del compresor para adaptar el suministro de aceite a puntos específicos según los resultados de las pruebas en papel. Idealmente, todos los puntos de lubricación del cilindro tienen suficiente aceite en el orificio para saturar solo una capa de papel de cigarrillos.


 

Apéndice A:

Ejemplo de cálculo de tasa de lubricación de Ariel

Tasa base del Aceite lubricante
de Cilindro/Empaquetadura de Ariel, Pintas/Día/Pulgada
(Litros/Día/mm) de diámetro basado en la clase de bastidor del compresor

JG:A:I:M:N:P:Q:R:S:W 0.3 (0.0056)
JGH:E:J:ACF 0.4 (0.0074)
JGK:T:C:D:F:Z:U:B:V, KBB:V 0.5 (0,0093)

Puntos de lubricación de cilindro

Diámetro de Diámetro interno del cilindro X Tasa Base X Multiplicador de Tasa Base = Pintas/Día

La tasa de lubricación total se dividirá por partes iguales entre varios puntos de lubricación en un diámetro interno del cilindro.

Tasa de lubricación de Empaquetadura

2 X Diámetro del vástago del pistón X Tasa Base X Multiplicador De Tasa Base = Pintas/Día

Para los cilindros con vástago con cola, calcule la tasa de lubricación para cada una de las dos empaquetaduras por separado. Las empaquetaduras de Vástago del pistón para cilindros de alta presión (>3600 psig MAWP) utilizan dos puntos de inyección de lubricación. La tasa de lubricación total se dividirá por partes iguales entre varios puntos de lubricación.

Ejemplo de cálculo de tasa de lubricación diaria recomendada

JGJ/2, con Gas natural de calidad de Gasoducto (consulte la recomendación sobre las tasas base), los siguientes diámetros de orificios de cilindro reales como se muestra en la placa de datos del cilindro, vástago del pistón de 1,5 pulgada (38,1 mm) de diámetro, lubricado con aceite basado en minerales:

Tiro 1: 13,00"J (330 mm) con Presión de descarga de 100 psi (6,89 bar). Multiplicador de tasa base = 1
Tiro 2: 9,75"J-CE (248 mm) con Presión de descarga de 577 psi (39,8 bar), Cilindro de Extremo de cigüeñal. Multiplicador de tasa base = 1
Tiro 3: 5,125"J-HE (130 mm) a Presión de descarga de 1636 psi (112,8 bar), Cilindro de Extremo de cabezal. Multiplicador de tasa base = 1,25

Cálculos de tasa de lubricación de Empaquetadura de Diámetro interno del cilindro

Diámetro interno del cilindro: 13,00 pulg. x 0,4 ppd/in x 1 = 5,2 pintas/día
Empaquetadura: 2 x 1,5 pulg. x 0,4 ppd/in x 1 = 1,2 pintas/día
Diámetro interno del cilindro: 9,75 pulg x 0,4 ppd/in x 1 = 3,9 pintas/día
Empaquetadura: 2 x 1,5 pulg. x 0,4 ppd/in x 1 = 1,2 pintas/día
Diámetro interno del cilindro: 5.125 pulg. x 0,4 ppd/in x 1,25 = 2,6 pintas/día
Total recomendado, pintas/día = 14,1 pintas/día

Notas:

Las tasas calculadas anteriormente son las tasas de lubricación "Normal" en la velocidad nominal del bastidor (1800 RPM).
Para operar a velocidades más lentas se requiere reducir proporcionalmente la tasa de lubricación.
La tasa de lubricación de asentamiento inicial será del 150 al 200% de la tasa "normal" durante las primeras 200 horas de funcionamiento.


Apéndice B:

Estudio de caso de reducción de lubricación en campo

Equipo: Ariel JGC/4, 49.000 horas de servicio

Aplicación: Recolección de gas

Reducción de la Lubricación deseada: 50% de las tasas de lubricación normales

Figura 1. Representación de Ariel JGC/4

Cuadro 2: Condiciones operativas unitarias

Tiro 1 2 3 4
Etapa de Compresión 3 En blanco 2 1
Presión de succión, psig 450 NA 215 92
Presión de descarga, psig 915 NA 460 220
RPM 1000 RPM
Gravedad específica .59
Aplicación Recolección de gas
Tasas de lubricación normales Lado extraño - 15 segundos (22,5 pintas/día)
Lado par - 10 segundos (26 pintas/día)
Tasas de lubricación objetivo (50% de la normalidad) Lado extraño - 30 segundos (11,2 pintas/día)
Lado par - 20 segundos (13 pintas/día)

 

Conclusión ejecutiva

En un esfuerzo por mejorar constantemente los productos y recopilar datos, Ariel trabajó junto con uno de sus usuarios finales para reducir la lubricación que se utiliza en el sistema de lubricación forzada en uno de sus compresores de gas. La tasa de lubricación deseada iba a ser del 50 por ciento de las tasas de lubricación normales recomendadas por Ariel en el momento de dimensionar el compresor inicial.

Se realizaron inspecciones regulares a intervalos predeterminados para monitorear la fuga de la empaquetadura, los diámetros del vástago del pistón y la calidad de la lubricación en todas las partes de desgaste. Se inspeccionaron y midieron todos los componentes de desgaste para identificar cualquier desgaste acelerado. No se encontró desgaste anormal y la mayoría de los componentes se midieron para que estuvieran dentro de los límites de desgaste si no dentro de las tolerancias de fabricación de Ariel. Los intervalos de inspección permitieron alcanzar con éxito la reducción de lubricación objetivo del 50%. La prueba concluyó después de la inspección final y la unidad se puso de nuevo en línea, continuando funcionando con la reducción de lubricación del 50%.

Prueba de discusión

Se instalaron nuevas empaquetaduras Ariel BTUU (B-7147, B-7109) durante una revisión de 50.000 horas. También en este punto, se realizó una inspección de los cilindros, pistones, vástagos de pistón y empaquetaduras para obtener una comprensión de línea base de cómo le iba a la lubricación forzada en esta aplicación. La inspección reveló que todos los componentes alimentados por el sistema de lubricación forzada parecían estar recubiertos generosamente de aceite (Figura 2, 3). Según esta observación del sistema con lubricación excesiva, se omitieron las reducciones iniciales del 10% y las tasas de lubricación se recortaron 30% como primera reducción.

Después de 658 horas de tiempo de ejecución, se realizó otra inspección para identificar cualquier desgaste anormal, la fuga de empaquetadura y usar la prueba de papel para cigarrillos para identificar la calidad de lubricación en los orificios del cilindro. Durante la inspección, la fuga de la empaquetadura no existía en todas las etapas. Cada diámetro exterior del vástago del pistón se midió en el área de empaquetadura para monitorear cualquier desgaste. Los vástagos de los pistones eran nuevos y el contacto inicial de la cruceta en el momento de la instalación seguía siendo evidente. Las pruebas de papel para cigarrillos en cada etapa mostraban que los cilindros estaban demasiado lubricados. Según esta información, las tasas de lubricación se redujeron otro 10% a una reducción general del 40% respecto al diseño.

Después de otras 988 horas, la unidad fue inspeccionada de nuevo de acuerdo con el plan de prueba e inspeccionó la fuga de empaquetadura, el desgaste del vástago del pistón y la calidad de lubricación del diámetro interno del cilindro. Todas las inspecciones dieron como resultado resultados excepcionales sin fuga de empaquetadura medida, sin desgaste del vástago del pistón y orificios de cilindro ligeramente lubricado. Según esta inspección, las tasas de lubricación se redujeron otro 10% a una reducción general del 50% respecto al diseño original.

Después de otras 1137 horas, durante un total de 4655 horas desde la revisión, la unidad fue inspeccionada de nuevo según el plan de ensayo. Los resultados fueron una vez más excepcionales, sin fuga de empaquetadura medible ni desgaste mensurable en los vástagos del pistón. Esta vez, los orificios de los cilindros de primera y segunda etapa mostraron una ligera lubricación excesiva, pero la prueba de papel para cigarrillos de los cilindros de tercera etapa mostró que la lubricación era perfecta para esa etapa. El primer papel de cigarrillos se empapó, pero el segundo papel no lo fue. En este punto, se cumplió el objetivo de reducción del 50%. Por lo tanto, no se realizaron más reducciones en la lubricación.

Para garantizar una vida útil aceptable de los componentes del compresor, la unidad fue inspeccionada nuevamente después de otras 2167 horas durante un total de 6822 horas desde la revisión. La unidad exhibió las mismas características que la inspección previa sin fuga de empaquetadura medible, resultados similares a los de las pruebas de papel de cigarrillos y los vástagos de pistón "nuevos". En este momento se decidió esperar hasta que se acercara a la fecha de 8000 horas a la reducción del 50% para realizar la inspección final.

Después de 8668 horas desde la revisión y el funcionamiento a una reducción del 50 % durante 7022 horas, la unidad se desmontó para inspeccionar si había desgaste en el diámetro interno del cilindro, desgaste en vástago del pistón o pistón, fuga de empaquetadura y calidad de lubricación en todos los componentes de desgaste. Las Empaquetaduras no mostraron fuga medible.

Los Diámetros internos del cilindro se miden bien dentro de los límites de desgaste y, en la mayoría de los casos, dentro de las tolerancias de fabricación. Los Vástagos del pistón estaban en "nuevas" condiciones y no mostraron desgaste alguno durante la prueba. Los anchos de las ranuras del anillo del pistón fueron consistentes con la edad de las partes y no mostraron ninguna diferencia apreciable con respecto a las mediciones originales al inicio de la prueba. La calidad de lubricación en cilindros y vástagos de pistón fue similar a las inspecciones previas y pasó la prueba de papel de cigarrillos (Figura 4).

Conclusión

Los resultados finales de la inspección revelaron que la reducción de las tasas de lubricación en un 50% no aceleró el desgaste ni impactó en la fuga de la empaquetadura. Se podría suponer razonablemente que se podría lograr una reducción similar o al menos significativa con equipos hermanos que tengan la misma aplicación y composición de gas.

Fotos de papel de prueba de lubricación de cilindro

Figura 2: tiro n.° 1 de la tercera etapa - primera hoja de papel de cigarrillos empapada completamente con aceite. Esto era al principio de la prueba con tasas de lubricación normales.
Figura 3: tiro n.° 1 de la tercera etapa - primera hoja de papel de cigarrillos empapada completamente con aceite. Esto era al principio de la prueba con tasas de lubricación normales.
Figura 4: tiro n.° 1 de la tercera etapa después de 7022 horas de funcionamiento con una reducción del 50%. Aceite empapado a través de la primera hoja, marcando la luz en la segunda hoja. Esto es representativo de un cilindro con lubricación adecuada