Partes de um compressor de parafuso e a função de cada uma delas

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Está à procura de um compressor de ar para a sua empresa?

Um compressor de parafuso é composto por treze componentes que funcionam em cadeia: o air-end comprime o ar através de dois rotores helicoidais, o filtro de entrada protege esse processo, o separador retira o óleo do ar comprimido, o sistema de refrigeração controla a temperatura e o painel de controlo coordena todo o ciclo. Saber o que cada peça faz é o que permite detetar um problema antes que a produção pare.

Neste artigo, vais ver cada componente, qual é a sua função e que sinal indica que está a começar a avariar. Se o que procuras é perceber como é que o ar é comprimido e que variantes existem nesta tecnologia, isso está explicado noutro guia.

A trajetória do ar, etapa a etapa

A forma mais rápida de perceber como funciona um compressor de parafuso é acompanhar o percurso que o ar faz desde que entra até chegar à rede. Cada etapa tem um componente responsável e um modo de falha próprio.

#EtapaComponenteO que acontece se falhar?
1Entrada de ar ambienteFiltro de ar de entradaEntram partículas no air-end e o consumo dispara
2Regulação do caudal admitidoVálvula de admissãoO equipamento não atinge a meta ou não descarrega
3CompressãoUnidade de compressão e motorRuído, vibração e perda de caudal
4Vedação e refrigeração internaCircuito de óleoSobretemperatura e desgaste acelerado
5Separação do óleoDepósito e cartucho separadorVazamento de óleo para a rede
6Pressão mínima de retençãoVálvula de pressão mínimaA separação do óleo deixa de funcionar
7Arrefecimento do ar de saídaRefrigerador e radiadorParagem por sobretemperatura
8Drenagem do condensadoPurgagem de condensadosÁgua na rede, corrosão das tubagens

Air-end ou unidade compressora

O air-end, também conhecido como unidade compressora ou bloco compressor, é a parte central do equipamento. No seu interior encontram-se os dois rotores helicoidais, a carcaça que os aloja, os rolamentos que os suportam e as vedações que evitam fugas internas.

É a peça mais cara do compressor e a que determina a sua vida útil. Não requer manutenção específica, para além de vigiar a temperatura e o ruído, mas depende totalmente do bom estado do óleo e dos filtros: praticamente todas as avarias no air-end têm origem a montante, numa lubrificação ou filtragem mal feitas.

compressor de ar de parafuso partes internas

Filtro de ar de entrada

Está situado antes da válvula de admissão e o seu trabalho é reter partículas de pó, sujidade e contaminantes antes que entrem no air-end. Um filtro multicamadas pode capturar partículas de até 1 µm. Quando satura, o fluxo de ar para o interior do compressor reduz-se e o equipamento precisa de trabalhar mais para atingir a pressão de consigna, o que se traduz em maior consumo elétrico e temperatura de descarga mais alta.

O sinal mais claro de que está no limite é o manómetro diferencial: quando a diferença de pressão entre a entrada e a saída ultrapassa o limite indicado pelo fabricante, é preciso substituí-lo. Em ambientes com pó ou limalhas metálicas, este intervalo pode ser reduzido para metade do padrão.

Este filtro protege o compressor, não a instalação. O ar que sai do equipamento precisa de um filtro próprio em linha e, nesse caso, é importante saber que filtro é necessário em cada ponto da instalação, dependendo da utilização final do ar.

Válvula de admissão e modulação de carga

A válvula de admissão controla a entrada de ar no bloco de compressão. Quando o compressor está a funcionar a plena carga, fica totalmente aberta; quando a procura diminui ou se atinge a pressão máxima, fecha-se parcial ou totalmente para que o equipamento passe para o vazio sem parar o motor.

Nos compressores com variador de frequência esta modulação é gerida pelo variador ajustando a velocidade do motor, o que elimina as perdas de energia associadas ao funcionamento em vazio. É um dos argumentos técnicos mais sólidos para escolher um equipamento com inversor em instalações com procura variável.

Motor elétrico e sistema de transmissão

O motor transforma a energia elétrica em movimento rotativo para acionar o air-end. Nos equipamentos modernos, utilizam-se motores IE3 ou IE4, de alta eficiência energética, com ímanes permanentes em algumas gamas de velocidade variável.

A transmissão entre o motor e o air-end pode ser direta, através de um acoplamento sem correias, ou por correia trapezoidal. O acoplamento direto elimina as perdas por atrito e reduz a manutenção, embora o custo inicial seja mais elevado. Nas transmissões por correia, uma tensão incorreta é uma causa frequente de desgaste prematuro dos rolamentos no air-end.

Sistema de lubrificação e circuito de óleo

Nos compressores de parafuso lubrificados, o óleo desempenha três funções ao mesmo tempo: vedou o espaço entre os rotores para evitar fugas internas, lubrifica os rolamentos e as peças móveis e absorve o calor gerado durante a compressão. É por isso que a qualidade e o estado do óleo afetam diretamente o desempenho do equipamento.

O circuito inclui a bomba de óleo, embora em alguns modelos a própria pressão diferencial faça circular o lubrificante sem necessidade de uma bomba adicional; o filtro de óleo, que retém partículas metálicas e impurezas; o radiador, que arrefece o óleo antes de o reintroduzir no ciclo; e a válvula termostática, que desvia o óleo para não passar pelo radiador enquanto o equipamento não atingir a temperatura de funcionamento. É essa válvula que faz com que um compressor ligado a frio atinja rapidamente o regime normal, em vez de funcionar durante meia hora com óleo demasiado viscoso.

Um óleo degradado aumenta a fricção interna, eleva a temperatura de descarga e acelera o desgaste de rolamentos e vedantes. A mudança periódica, geralmente a cada 2.000 horas de funcionamento ou uma vez por ano no mínimo, é a intervenção de manutenção com maior impacto na vida útil do equipamento.

Depósito separador e cartucho separador de óleo-ar

Depois da compressão, a mistura de ar e óleo chega ao depósito separador. Aí ocorrem duas separações em cadeia. A primeira é mecânica: a mistura entra em rotação e a maior parte do óleo deposita-se nas paredes por força centrífuga. A segunda é feita pelo cartucho separador, com um meio de nanofibras que provoca a coalescência: as microgotas que continuam em suspensão juntam-se umas às outras, ganham peso e caem por gravidade até ao fundo, de onde o óleo recuperado volta para o circuito de lubrificação.

Um separador em bom estado mantém o arrastamento de óleo no ar comprimido abaixo de 2-5 ppm. Quando fica saturado, a queda de pressão que gera obriga o compressor a trabalhar mais para atingir o valor pretendido. Isso verifica-se medindo a diferença de pressão antes e depois do cartucho: se ultrapassar o valor indicado pelo fabricante, é preciso substituí-lo.

Válvula de pressão mínima e válvulas de segurança

A válvula de pressão mínima fica na saída do reservatório separador e não deixa que a pressão interna desça abaixo dos 4 a 4,5 bar. Não é um capricho de design: abaixo desse limiar, o ar circula demasiado depressa pelo cartucho separador e arrasta óleo para a rede. Além disso, atrasa a saída de ar durante o arranque, para que o circuito de lubrificação fique pressurizado antes de começar a fornecer caudal.

O equipamento inclui também uma válvula de retenção que impede o retorno do ar da rede para o compressor quando este está parado, e uma válvula de segurança calibrada para uma pressão superior à pressão máxima de funcionamento, que descarrega para a atmosfera caso o controlo falhe. Esta última é um elemento de segurança exigido pela regulamentação e não deve ser manuseada nem substituída por outra com uma calibração diferente.

Sistema de refrigeração

A compressão gera calor. Sem um sistema de refrigeração eficiente, a temperatura de descarga do ar pode superar os 80-90 ºC, o que degrada o óleo, deteriora os vedantes e pode ativar a paragem por sobretemperatura.

O sistema inclui o radiador de óleo e o pós-arrefecedor, que reduz a temperatura do ar comprimido antes de este sair do equipamento. Na maioria dos compressores industriais, a refrigeração é feita por ar, com uma ventoinha acionada pelo próprio motor ou por um motor independente. Em instalações com elevada carga térmica ambiental, com salas de compressores a mais de 40 ºC, é comum instalar ventilação forçada ou sistemas refrigerados a água.

Purgagem de condensados

Quando o ar comprimido arrefece no pós-arrefecedor, o vapor de água que vinha com o ar ambiente condensa-se. Essa água tem de sair do equipamento, e é disso que se encarrega a purga, que fica no ponto mais baixo do circuito.

Existem dois tipos. Os purgadores temporizados abrem durante alguns segundos a cada intervalo programado, o que é simples e barato, mas libertam ar comprimido sempre que entram em ação, mesmo que não haja condensado para evacuar. As válvulas de purga eletrónicas com sensor de nível detetam a presença de líquido e só abrem quando é preciso, eliminando essa perda. Uma válvula de purga entupida é uma das causas mais comuns de água na rede, com a consequente corrosão das tubagens e deterioração das ferramentas pneumáticas.

Painel de controlo

O controlador eletrónico é o cérebro do compressor. Monitoriza em tempo real a pressão de trabalho, a temperatura de descarga, as horas de funcionamento, o estado dos filtros e os alarmes ativos. Nos equipamentos modernos, também gere a carga e a descarga, a velocidade do variador de frequência e a comunicação com sistemas de controlo da instalação através de Modbus, Profibus ou IO-Link.

Um ecrã com histórico de alarmes é a primeira ferramenta de diagnóstico antes de chamar o serviço técnico. A maioria das paragens não programadas deixa um registo que permite identificar se a origem foi uma sobretemperatura, uma descida de pressão de óleo ou uma falha de tensão.

Carroçaria e isolamento acústico

A estrutura do compressor não é só a caixa. É o seu revestimento interior de material absorvente que permite que um compressor de parafuso funcione a níveis inferiores a 70-75 dB e possa ser instalado na própria zona de produção, sem necessidade de uma cabina adicional.

Essa mesma carroçaria canaliza o fluxo do ventilador para os radiadores, por isso, trabalhar com os painéis retirados não só aumenta o ruído como também altera a refrigeração e pode provocar sobreaquecimento. As grelhas de entrada e saída de ar têm de ser mantidas livres de obstáculos e limpas de pó.

compressor de ar de parafuso em rede de ar comprimido

Sinais de avaria mais comuns por componente

Conhecer as partes tem utilidade prática só se se souber que sintoma produz a falha de cada uma. Esta tabela recolhe os mais frequentes em ambientes industriais:

ComponenteSinal de avaria típica
Filtro de ar saturadoConsumo elétrico elevado, temperatura de descarga alta
Óleo degradado ou filtro de óleo entupidoSobretemperatura, maior consumo, desgaste acelerado
Separador óleo-ar deterioradoArrastamento de óleo na linha, consumo de óleo anormalmente alto
Rolamentos do air-end desgastadosRuído ou vibração invulgares, temperatura dos rolamentos alta
Válvula de admissão com problemasO compressor não atinge a pressão de consigna, ou não descarrega corretamente
Radiador obstruídoParagem por sobretemperatura, especialmente no verão
Correia de transmissão frouxa ou desgastadaPerda de caudal, aquecimento dos rolamentos do air-end
Válvula de pressão mínima avariadaHá fuga de óleo, apesar de o separador ser novo
Válvula termostática bloqueadaO equipamento demora a atingir a velocidade de funcionamento normal ou funciona sempre a frio
Drenagem de condensados entupidaÁgua na rede, corrosão nas tubagens e nas ferramentas
Grelhas da carroçaria entupidasSobretemperatura sem causa aparente no óleo nem no radiador

A manutenção preventiva começa por conhecer o equipamento

Um compressor parado na produção não é só um problema técnico: numa linha de produção, as horas de paragem podem custar mais do que toda a manutenção do ano. A maioria das avarias desta lista dá sinais antes de provocar uma paragem, e quase todas são detetadas com dois passos simples: verificar a diferença de pressão e monitorizar a temperatura de descarga. Se quiseres saber em pormenor como se fazem os diagnósticos, reunimos as avarias mais frequentes e como resolvê-las.

Na Jender, fabricamos os equipamentos, por isso concebemo-los a pensar em quem vai fazer a sua manutenção: acesso direto aos pontos de intervenção habituais, filtros de longa duração e componentes de primeira linha. O nosso serviço técnico funciona 24 horas por dia, 365 dias por ano, porque sabemos que a máquina mais cara é aquela que está parada.

Se estás a pensar em que equipamento instalar, podes ver os nossos equipamentos com acesso direto aos pontos de manutenção, desde os de velocidade fixa até aos com variador de frequência direto e secador integrado.

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