Los sistemas de aire comprimido son esenciales para las operaciones de las plantas de cemento, ya que impulsan operaciones críticas como la manipulación de materiales, el transporte neumático y el accionamiento de equipos. Como eje central de sus operaciones, querrá un funcionamiento constante de los compresores de aire.
Impacto de las Fallas del Sistema de Aire Comprimido
Las consecuencias del tiempo de parada pueden ser de gran alcance y provocar una pérdida de ingresos, debido principalmente al tiempo de parada causado por caídas de productividad. Un sistema defectuoso puede tener una reacción en cadena para toda su empresa. Si el tiempo de actividad del equipo no es constante, puede dañar su reputación.
Además, dado que los costes de electricidad representan hasta el 80 % de la propiedad y el funcionamiento de un compresor de aire, es importante evitar un exceso de trabajo en su equipo. Cuando un compresor de aire falla, interrumpe el flujo de material, lo que provoca retrasos en la producción. Por ejemplo, un funcionamiento incorrecto del transportador neumático puede detener el transporte del clínker.
Una presión de aire inconsistente puede dar lugar a un accionamiento errático de la válvula debido a una mezcla inadecuada de materias primas. Esto afecta al control de calidad. Un sistema defectuoso puede funcionar de forma ineficiente y consumir más energía de la necesaria. Sin el mantenimiento rutinario, es probable que necesite reparaciones de emergencia. Además, se pueden producir averías frecuentes. Las fugas en las mangueras o las conexiones defectuosas suponen riesgos para la seguridad.
Ejemplos Reales de Fallas
Con las formas anteriores en las que una avería puede afectar negativamente al funcionamiento, exploraremos dos ejemplos reales a los que podría enfrentarse. Entre ellos se incluyen las consecuencias de una parada del horno y tuberías con fugas. Además del tiempo necesario para reparar la soplante, se debe tener en cuenta un tiempo de calentamiento adicional.
Este es el tiempo necesario para compensar el calor perdido en el horno mientras la soplante no estaba operativa. Además de la pérdida de tiempo adicional, también hay mayores costes de energía y pérdidas de producción. Las fugas de aire no detectadas en las tuberías pueden provocar pérdidas de energía. Con inspecciones regulares, evitará estos problemas. Además de comprobar los manómetros y escuchar por si hay fuga de aire, se puede utilizar la prueba de jabón. Para ello, aplique jabón a las tuberías y compruebe si se forman burbujas.
Mantenimiento y Prevención de Fallas
Ahora que hemos visto las consecuencias de las averías de los compresores de aire, es hora de aprender a evitarlas. Esto se logra principalmente gracias al mantenimiento rutinario y al uso de herramientas de supervisión y control. Con la tecnología a su lado, puede centrarse en áreas más amplias de su negocio.
Mantenimiento Programado
Es importante realizar el mantenimiento e inspeccionar regularmente los compresores, las soplantes y los componentes asociados. Si observa algún problema, soluciónelo lo antes posible para evitar averías graves.
Herramientas de Supervisión y Control
Puede instalar herramientas de supervisión y control para recopilar datos y análisis sobre el rendimiento general del sistema. El uso de esta tecnología puede ayudar a detectar problemas en tiempo real. Con esto, querrá añadir sensores de presión y detectores de fugas.
Formación y Concienciación
Forme a su personal sobre el funcionamiento del sistema, los protocolos de seguridad y los procedimientos de emergencia. Dado que es probable que sean los primeros en detectar cualquier anomalía, necesitará que sean proactivos en la elaboración de informes. Es importante que solucionen los problemas en el momento en que se detecten.
Sistemas de Reserva
Si su presupuesto lo permite, querrá invertir en compresores de aire de reserva o soplantes para minimizar el tiempo de parada durante las averías.
Mantenimiento y Piezas Originales
Aunque el mantenimiento y las piezas de terceros pueden ser más baratos que el equivalente original, le costará más a largo plazo. Esto se debe a que los trabajadores debidamente formados pueden manejar con precisión los problemas.
Tipos de Compresores de Aire
¿Desea comprar un nuevo compresor de aire pero no está seguro de si elegir un modelo alternativo o de tornillo rotativo?
Compresor Alternativo (de Pistón)
Un compresor alternativo, también conocido como compresor de pistón, es un compresor de aire que utiliza pistones accionados por un cigüeñal para comprimir el aire. Los pistones se mueven hacia delante y hacia atrás en un cilindro, y comprimen el aire a medida que avanzan hacia la culata. El uso de los pistones para la compresión de aire se remonta a mediados del siglo XVII.
Compresores de Tornillo Rotativo
Los compresores de tornillo rotativo, también conocidos como compresores de aire rotativos, son un tipo de compresor de aire que utiliza dos tornillos helicoidales engranados, llamados rotores, para comprimir el aire. Los rotores, que son espirales entrelazadas, giran y fuerzan el aire a través de las cámaras, comprimiéndolo en un espacio más pequeño. El aire comprimido se crea continuamente a medida que los rotores giran. A continuación, el aire comprimido se almacena en un depósito receptor listo para su uso.
El diseño de los compresores de tornillo rotativo no ha cambiado mucho desde su creación a mediados del siglo XX. El concepto básico de uso de dos rotores engranados para comprimir el aire sigue siendo el mismo. Sin embargo, los avances en la fabricación y los materiales han mejorado la eficiencia y durabilidad de estos compresores. Además, los controles electrónicos y la automatización han facilitado su manejo y mantenimiento.
Comparación: Compresor Alternativo vs. Compresor de Tornillo Rotativo
Los compresores de tornillo rotativo suelen ser más eficientes que los compresores alternativos en cuanto al consumo eléctrico y a los costes. Los compresores de tornillo rotativo son conocidos por su funcionamiento silencioso, a diferencia de los compresores alternativos, que tienden a ser más ruidosos debido al movimiento de los pistones. El mantenimiento de los compresores es un factor importante a la hora de tomar decisiones. El mantenimiento de los compresores de aire de tornillo rotativo suele ser más sencillo que el de los compresores alternativos puesto que tienen menos piezas móviles, lo que se traduce en un menor desgaste y una reducción de los posibles puntos de avería. Un compresor de aire de tornillo rotativo es conocido por su caudal de aire uniforme y constante en comparación con un compresor de aire alternativo. Los dos tornillos helicoidales engranados de un compresor de tornillo rotativo comprimen el aire de forma continua, lo que genera un flujo constante de aire comprimido.
El tipo de compresor de aire seleccionado puede influir enormemente en la presión de salida. Por otro lado, los compresores alternativos están diseñados para generar aire comprimido a presiones más altas, que con frecuencia alcanzan los 200 psi (13,8 bar) o más. Son adecuados para aplicaciones de aire a alta presión, como procesos industriales y pintura por pulverización. Los compresores de aire de tornillo rotativo son más grandes y voluminosos que los compresores de aire alternativos. Por el contrario, los compresores de aire alternativos son pequeños.
Los compresores de tornillo rotativo son ideales para aplicaciones que requieren un caudal continuo de aire comprimido a un nivel de presión constante. Por otro lado, los compresores alternativos son adecuados para aplicaciones que requieren aire a alta presión o un caudal bajo.
Componentes del Motor y sus Funciones
Para entender mejor el funcionamiento de la culata en un compresor, es útil conocer otros componentes clave del motor:
Tapa de Válvulas
La tapa de válvulas tiene la función de sellar la parte superior del motor apoyada con un empaque de caucho, cubren el o los ejes de levas. Evitan el derrame de lubricante, ayudan a controlar la presión de aceite Y liberan calor o vapor generado en el motor. En esta también se adhiere algunas válvulas y tuberías. Una de ellas es la válvula PCV o Positive Crankcase Ventilation Valve en inglés, que tiene la función de liberar la presión existente en el cárter a consecuencia del accionamiento del pistón y del incremento de temperatura que se produce en el interior del motor. Por tanto, la válvula PCV permite el paso de los vapores de aceite e hidrocarburos generados en el cárter, expulsándolos al colector de admisión. De ese modo, estos vapores volverán a entrar en la cámara de combustión para formar parte de la mezcla aire- combustible. Para conseguir una combustión completa, la centralita (ECU) se encarga de ajustar la mezcla para que ésta sea óptima. Gracias a ello, la presión del cárter bajará, reduciendo la posibilidad de reventar las juntas y evitando una mayor emanación de gases contaminantes.
También en la culata están ancladas las válvulas de VANOS, VVTI, VTEC y algunas otras. Daños más observados: Fugas, Quebraduras, Rajaduras, Quemaduras por calentamiento de culata.
Empaque de Culata
El empaque de la culata por lo regular es de grafito, asbesto y/o algún otro material resistente a altas temperaturas, en la actualidad son muy comunes los de metales o aleaciones, sirve para formar una estanqueidad (sellar) entre las líneas de lubricación y de enfriamiento entre la cabeza y el block por otro lado también evitan fuga de compresión porque también sellan la cámara de combustión entre la cabeza y el block se puede dañar por un sobrecalentamiento del motor , por una aceleración brusca estando frio el motor o debido a que no aplicaron el torque adecuado (apretar) a los tornillos entre la cabeza y el block, o simplemente lo colocaron mal. Se debe tener mucha precaución, algunos empaques pueden ser similares, pero pueden tener pequeños cambios en los orificios de paso de agua, y de no observar esto, puede generar problemas luego de la rectificación y trabajo en la culata. Daños más comunes: Quemadura por sobrecalentamiento.
Culata (Cabeza del Motor)
La culata, también denominada cabeza del motor, consiste en un bloque de metal, generalmente de hierro fundido o aleación de aluminio, que sella la parte superior de los cilindros de un motor de combustión evitando así que haya pérdidas de compresión. Se fabrica con estos materiales buscando un equilibrio entre altos niveles de resistencia y rigidez combinados con una buena conductividad térmica que permita liberar al exterior el calor de la cámara de combustión mejorando así el rendimiento del vehículo al elevar la relación de compresión. Las culatas de aluminio, aunque cuentan con mejores propiedades de conducción del calor y son más ligeras, resisten mejor la fricción de los pistones. Pero el daño por un sobrecalentamiento puede generar mayores consecuencias y daños.
La culata se encuentra unida al bloque motor por medio de tornillos y una junta amianto (Las juntas son elementos que se utilizan para conseguir un sellado estanco, evitan el paso de agua en el ensamblaje de dos partes, función que desempeña el empaque de cabeza o culata), que se encarga de sellar con firmeza y flexibilidad ambos componentes para soportar las altas temperaturas producidas por el motor e impedir fugas de compresión o líquido refrigerante.
El sobrecalentamiento de un motor genera grandes daños a la culata y al empaque, en ocasiones provoca deformidad en el bloque de motor. El daño principal es deformidad de la pieza o la culata. En la culata se adhieren válvulas y sellos, ejes de levas, piñones, buzos, inyectores, bujías, bobinas y otros elementos que hacen posible la ignición o arranque de un motor Cuando se realiza un trabajo en la culata, se debe tener el cuidado por parte del prestador del servicio (tornero o reconstructor) de revisar con mucho esmero, para determinar, rajaduras, picaduras y otros daños. También debe tener la precaución de no desgastar más de lo necesario, para no provocar un problema al momento de la colocación y posterior puesta en marcha del auto. En diversas ocasiones, luego de un sobrecalentamiento y trabajo en la culata, se generan problemas más graves, como ruidos, humo, consumo de agua, esto en ocasiones es resultado de un trabajo mal realizado. Recuerda que los trabajos a medias pueden generar pérdida de tiempo, dinero y mayores problemas. Daños comunes: Daño por calentamiento, Daño por uso de agua, Irregularidad de funcionamiento por carbonilla.
Block del Motor
El block o bloque del motor es el elemento principal de cualquier motor de combustión interna. Está compuesto por los cilindros y todos aquellos componentes que forman el mecanismo de potencia, como las bielas, los pistones y el cigüeñal. De forma popular, al bloque se le denomina motor, ya que los componentes se conectan en él y el proceso de combustión se realiza en su interior. Por lo general, el bloque motor consiste en una pieza de acero o aluminio fundido. Este último material es mucho más ligero y con una mayor capacidad para disipar el calor, sin embargo, es más caro y tiene menor resistencia al roce con los pistones. Asimismo, sujeta las tapas donde que sellan y/o protegen al eje cigüeñal. Hoy la mayor parte de los blocks de motor incorporan orificios para alojar el líquido anticongelante de los motores con refrigeración líquida y los tubos para el aceite de lubricación.
En el bloque del motor se alojan anillos, pistones, bielas, eje cigüeñal y sus partes, bomba de aceite, bomba de agua, y algunos otros elementos que hacen posible la generación de torque para el funcionamiento del auto. Algunos daños: oxidación por uso de agua, Desgaste por mala lubricación, Daño por calentamiento, Rajaduras, Picaduras.
Cárter del Motor
El cárter es un componente del motor en el cual se deposita el aceite que se encarga de lubricar el motor. Tiene una forma similar a la de una cubeta o bañera atornillada en la parte baja del motor. Sobre el cárter están ubicados el cigüeñal, las bielas y los pistones. También sirve como un reductor de presión y ayuda en ordenar el flujo de aceite, por ello tan sensibles a fugas cuando se hace un buen trabajo de sellado.
El aceite se deposita en el cárter por gravedad para luego ser lanzado por medio de la bomba de aceite al filtro y luego a los circuitos de lubricación. Una vez se han lubricado todas las piezas del motor, el aceite de nuevo vuelve a caer en el cárter.
Tipos de Compresores y sus Diseños Internos
Hay varias marcas y tipos de compresores utilizados en los sistemas de aire acondicionado de automóviles que funcionan con R134a. El diseño interno podría ser Piston, Scroll, Wobble plate, Variable stroke o Vane. En cualquier caso, todos funcionan como la bomba en el sistema de A / C para mantener circulando el R134a y el aceite lubricante, y para aumentar la presión del refrigerante y, por lo tanto, la temperatura.
Compresor Sanden - Placa Oscilante
Es un compresor de desplazamiento fijo, con pistones recíprocos. Los pistones son operados por una placa oscilante, que los mueve hacia atrás y hacia adelante a través de los cilindros. A medida que el eje delantero gira, el ángulo de la placa oscilante cambia, lo que hace que los pistones se muevan hacia adentro y hacia afuera, empujando el vapor de refrigerante a través del lado de succión, comprimiéndolo y descargando este vapor de alta presión en el condensador.
Tipo Scroll - Sanden
Este compresor utiliza un diseño único con dos pergaminos, uno fijo y otro móvil, ambos entrelazados. La espiral móvil puede orbitar u oscilar sin realmente girar completamente. A medida que la espiral móvil oscila dentro de la espiral fija, se forman varios bolsillos entre la espiral. Mientras estos bolsillos disminuyen de tamaño, el refrigerante se exprime, la presión aumenta y se descarga a través de una válvula de láminas en el puerto de descarga en la sección trasera del compresor. El desplazamiento móvil está conectado al eje de entrada a través de un rodamiento concéntrico.
Horrison V5
El compresor Delphi (Harrison) V5 es un compresor de desplazamiento variable no cíclico. El compresor varía el desplazamiento para controlar la capacidad para satisfacer la demanda del sistema de A/C en todas las condiciones de funcionamiento. El compresor presenta una placa oscilante de ángulo variable en diseño de pistón axial de cinco cilindros (V5). El desplazamiento es controlado por una válvula de control accionada por fuelle ubicada en la culata trasera. Esta válvula de control detecta y responde a la presión de succión del sistema o la demanda del sistema de A/C. Mediante la regulación de la presión del cárter del compresor, el ángulo de la placa oscilante y, por lo tanto, el desplazamiento del compresor es variable.
En general, la presión de descarga del compresor es mucho mayor que el cárter del compresor. Que es mayor o igual que la presión de succión del compresor. En el desplazamiento máximo, la presión del cárter del compresor es igual a la presión de succión del compresor. Con desplazamiento reducido o mínimo, la presión del cárter del compresor es mayor que la presión de succión.
Paleta Rotativa - Panasonic
Los compresores rotativos de paletas consisten en un rotor con tres o cuatro paletas y una carcasa del rotor cuidadosamente formada. A medida que el eje del compresor gira, las paletas y la carcasa forman cámaras. El R134a se extrae a través del puerto de succión hacia estas cámaras, que se hacen más pequeñas a medida que gira el rotor. El puerto de descarga se encuentra en el punto donde el gas está completamente comprimido.
Las paletas están selladas contra la carcasa del rotor mediante fuerza centrífuga y aceite lubricante. El sumidero de aceite y la bomba de aceite están ubicados en el lado de descarga, de modo que la alta presión fuerza el aceite a través de la bomba de aceite y luego hacia la base de los álabes, manteniéndolos sellados contra la carcasa del rotor. Durante la inactividad, se puede escuchar un ruido de paleta ocasional del compresor.
Las averías de los compresores de aire en las plantas de cemento son más que inconvenientes. Afectan a la productividad, la calidad y la seguridad. Al priorizar las medidas preventivas e invertir en prácticas de mantenimiento sólidas, las plantas de cemento pueden minimizar las interrupciones y garantizar operaciones más fluidas.
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