Come per tutte le parti in movimento, dalle articolazioni di ginocchia e gomiti ai cuscinetti delle ruote, la lubrificazione aiuta le apparecchiature a funzionare senza intoppi e a durare più a lungo. Le prestazioni dei macchinari industriali, come i compressori, dipendono in larga misura dall'affidabilità delle loro parti mobili. Un fattore critico per ottenere un compressore altamente affidabile e di lunga durata è la corretta lubrificazione.
I compressori più recenti utilizzano lubrificanti sintetici, come diesteri, poliglicoli, polialfaolefine, esteri di polioli e fluidi a base di silicio per funzionare in modo efficiente, rimanere freschi e prolungare la durata del prodotto. Questi nuovi lubrificanti sono in grado di gestire ampi intervalli di temperatura e punti di infiammabilità elevati. Qualunque lubrificante si scelga per i compressori deve essere ben adattato all'applicazione e alle parti in movimento del sistema di ventilazione e alle guarnizioni del compressore.
La lubrificazione mantiene i compressori in movimento
Il fluido funge da lubrificante per i rotori e i cuscinetti a rulli e a strisciamento del compressore, oltre che da sigillante e refrigerante. I compressori d'aria rotativi a vite utilizzano un volume fisso di aria che, quando viene compressa, aumenta di temperatura insieme all'aumento della pressione del gas. L'aumento della temperatura e l'esposizione al gas compresso comportano requisiti estremi per il lubrificante. Ci sono quattro attributi chiave che distinguono un lubrificante di qualità da uno di bassa qualità e che possono fare una differenza significativa nelle prestazioni e nella longevità dei vostri compressori.
- La stabilità all'ossidazione prolunga la durata del compressore - Il lubrificante è progettato per prolungare la vita e mantenere le prestazioni ottimali dei compressori; un lubrificante rotante non alimentare di alta qualità dovrebbe durare da 8.000 a 16.000 ore in condizioni operative normali.
- Protezione contro l'usura - Un lubrificante di alta qualità protegge i componenti di un compressore, in particolare i rotori e i cuscinetti.
- Protezione dalla corrosione - Un lubrificante di qualità garantirà la protezione dalla corrosione dei componenti interni del timone e del sistema di lubrificazione.
- Prestazioni con aria e acqua - Il modo in cui un lubrificante di qualità superiore si comporta in presenza di aria e acqua prolunga il ciclo di vita di un compressore.
I lubrificanti hanno un impatto sui componenti del compressore
Un lubrificante di qualità riveste le guarnizioni e consente alle parti di muoversi agevolmente, prevenendo al tempo stesso la formazione di vernice e prolungando l'affidabilità e la durata del compressore. Ingersoll Rand® Ultra Coolant è un esempio di lubrificante di qualità che garantisce un funzionamento privo di lacche e scioglie le lacche residue lasciate da altri lubrificanti. Con un elevato valore di conducibilità termica che consente un maggiore assorbimento del calore generato dal ciclo di compressione dell'aria e dall'attrito dei cuscinetti, questo tipo di lubrificante aiuta il compressore a funzionare in modo più fresco ed efficiente, anche quando la temperatura di esercizio è elevata.
Nei compressori rotativi a vite, il fluido viene iniettato nella camera di compressione per lubrificare i rotori intermittenti e i relativi cuscinetti. Il lubrificante assorbe anche la maggior parte del calore causato dalla compressione e funge da guarnizione nelle aree tra i rotori ingranati e l'alloggiamento del rotore.
La maggior parte dei compressori rotativi a vite a iniezione d'olio utilizza la pressione dell'aria nella coppa o nel separatore dell'olio, dopo lo scarico del ventilatore, per far circolare l'olio attraverso un raffreddatore e un filtro prima della re-iniezione nella camera di compressione. In alternativa, alcuni progetti possono utilizzare una pompa dell'olio. I cuscinetti all'estremità di ciascun rotore sopportano i carichi di spinta radiali e assiali e sono lubrificati direttamente con lo stesso olio filtrato che viene iniettato nella camera di compressione. Una configurazione simile viene utilizzata con una spirale incorporata e una valvola a rotazione per il controllo della capacità. È fondamentale che il lubrificante venga mantenuto regolarmente per garantire che le parti mobili, le guarnizioni e i cuscinetti del compressore siano ben protetti da calore, attrito e corrosione.
Il lubrificante viene iniettato nella camera di compressione per mescolarsi con l'aria di aspirazione in entrata e assorbire il calore del ciclo di compressione. La temperatura di iniezione e la successiva temperatura di scarico dell'aria sono controllate per evitare la condensazione dell'umidità. Per evitare la condensazione dell'umidità che si mescolerebbe al lubrificante, la temperatura di scarico deve rimanere al di sopra del punto di rugiada in pressione. Una valvola di bypass termostatico consente al lubrificante in circolazione di fluire attraverso o bypassare il radiatore dell'olio per mantenere la temperatura desiderata in un'ampia gamma di temperature ambientali.
Una temperatura e una viscosità adeguate del lubrificante sono necessarie per una lubrificazione e una tenuta ottimali e per evitare la condensa nella coppa dell'olio. Oltre al raffreddamento dell'olio, viene utilizzato un post-refrigeratore dell'aria per raffreddare l'aria in uscita e rimuovere l'umidità in eccesso. Nella maggior parte delle applicazioni con olio allagato, esiste la possibilità di recuperare il calore di compressione per il riscaldamento o per altri tipi di recupero energetico.
Un corretto programma di manutenzione ordinaria assicura un funzionamento affidabile del compressore e massimizza l'efficacia del lubrificante. Questo può essere fatto campionando regolarmente il lubrificante. È importante controllare regolarmente l'analisi del lubrificante per verificare la presenza di potenziali componenti metallici soggetti a usura, il contenuto di additivi, il livello di acidi e di acqua nel sistema e, se si riscontrano livelli elevati, adottare misure correttive. Altre pratiche di manutenzione programmata dovrebbero includere: il controllo della caduta di pressione attraverso il filtro dell'olio e la sua sostituzione quando necessario, il controllo dei collegamenti tra i tubi flessibili e il timone per verificare l'assenza di perdite e la sostituzione del lubrificante prima che raggiunga la fine della sua vita utile. Quando si rabbocca il lubrificante, è importante non mescolare diversi tipi di chimica del fluido di base e utilizzare un prodotto che corrisponda alla qualità del lubrificante esistente. L'analisi dei fluidi è una parte importante di un programma di manutenzione proattiva che può aumentare l'affidabilità di un compressore e rivelare i problemi prima che si traducano in un guasto del sistema. Per proteggere i sistemi di compressione, Ingersoll Rand® offre un programma di analisi dei fluidi che analizza qualsiasi tipo di fluido da qualsiasi tipo di compressore.
Il costo elevato dei lubrificanti a basso costo
Un lubrificante di qualità non alimentare dovrebbe durare almeno 8.000 ore o due anni, a seconda dell'ambiente operativo e della frequenza di utilizzo e manutenzione del compressore. Sebbene il prezzo iniziale di un lubrificante a basso costo consenta di risparmiare in anticipo, a lungo termine il costo sarà maggiore, poiché molti lubrificanti di bassa qualità devono essere sostituiti fino a otto volte più spesso rispetto a un lubrificante di alta qualità. Ad esempio, Ingersoll Rand® Ultra Extended Life (EL) è formulato per durare fino a 16.000 ore, il doppio rispetto ad altri lubrificanti rotanti, riducendo così la frequenza di sostituzione della metà e, in ultima analisi, i costi. È importante sapere che il basso costo è spesso sinonimo di qualità inferiore. E quando si tratta di proteggere l'investimento in compressori e di mantenerli, non conviene lesinare sulla linfa vitale del compressore. Questo può portare a problemi come la riduzione della durata del fluido, la riduzione della durata dei componenti, l'aumento delle temperature di esercizio e la riduzione dell'efficienza operativa, che possono ridurre significativamente il ciclo di vita del compressore.
Ci sono altri motivi per cui i lubrificanti a basso costo costano di più nel tempo. Acquistando un lubrificante di alta qualità, gli operatori possono effettivamente risparmiare denaro riducendo il carryover del lubrificante e diminuendo i costi di manutenzione e di energia che sono inevitabili con lubrificanti di qualità inferiore.
Ci sono clienti sul campo che hanno scelto lubrificanti a basso costo per risparmiare e alla fine hanno pagato un prezzo elevato. Questi lubrificanti creavano una vernice intorno al filtro dell'aria, al serbatoio di separazione dei radiatori e al filtro dell'olio che alla fine rovinava il filtro dell'aria, rendendone necessaria la sostituzione. Il cliente ha risparmiato qualche centinaio di dollari sul lubrificante ogni mese, ma ha finito per spendere 25.000 dollari per la sostituzione del compressore.
Non tutti i lubrificanti sono uguali
La qualità è fondamentale quando si parla di lubrificanti e di longevità del compressore. Un lubrificante di qualità aiuta i compressori rotativi a vite a mantenere le massime prestazioni in un'ampia gamma di temperature operative e a prolungare il ciclo di vita del compressore. Nella scelta del lubrificante adatto all'applicazione si devono considerare molti fattori, tra cui: le proprietà del lubrificante, la protezione dalla corrosione e la durata di vita.
Di seguito sono riportati tre livelli di qualità del lubrificante che possono essere utilizzati per proteggere il sistema di ventilazione e di lubrificazione.
Lubrificante standard
Un tipico lubrificante sintetico di qualità standard dura due anni, o 8.000 ore, e garantisce un carryover fino al 50% inferiore rispetto agli oli minerali e alle polialfaolefine (PAO). Grazie all'elevato valore di conducibilità termica, garantisce anche migliori prestazioni del compressore e il mantenimento di una temperatura di esercizio adeguata.
Lubrificante a lunga durata
I lubrificanti a lunga durata possono durare fino a 16.000 ore, o tre anni, e sono formulati per operazioni ad alta richiesta e su più turni. Questo lubrificante di qualità superiore riduce la frequenza di sostituzione del lubrificante, con conseguente riduzione dei costi di smaltimento. I lubrificanti a lunga durata ridurranno anche la formazione di vernice che porta a un guasto precoce dei componenti e a una pulizia aggiuntiva per l'intasamento più frequente dello scarico della condensa. Un altro vantaggio è rappresentato da una migliore capacità di raffreddamento, in modo che i compressori siano protetti e funzionino in modo più efficiente, anche in ambienti a temperatura ambiente elevata. Questi lubrificanti sono anche altamente efficienti grazie agli additivi anticorrosione e antiossidazione. I lubrificanti a lunga durata devono avere un punto di infiammabilità di almeno 262 gradi Celsius o 505 gradi Fahrenheit e un punto di scorrimento di almeno -30 gradi Celsius o -53 gradi Fahrenheit.
Lubrificante per uso alimentare
Le preoccupazioni per la sicurezza alimentare non sono mai state così alte e le normative del settore non sono mai state così severe. Il lubrificante per uso alimentare Ingersoll Rand® Ultra FG utilizza una tecnologia chimica che soddisfa o supera i requisiti del settore per il contatto con gli alimenti e prolunga la durata del lubrificante. Le industrie alimentari e farmaceutiche utilizzano diversi livelli di lubrificanti per alimenti, H1-H3, a seconda che il lubrificante venga a contatto con il prodotto. Questo lubrificante è adatto a tutte le applicazioni di compressori rotativi a vite che richiedono un lubrificante di grado alimentare USDA/NSF. Ultra FG è un lubrificante a base di naftalene alchilato che offre una maggiore stabilità alla temperatura, un'azione detergente e stabilizzanti per evitare la rottura del lubrificante e la formazione di acidi e depositi di materiale ingerito nel compressore. A differenza di molti lubrificanti per uso alimentare, Ingersoll Rand® Ultra FG è dotato di un additivo antimicrobico che non solo inibisce la crescita di una colonia di batteri, lieviti o muffe, ma fornisce anche eccezionali prestazioni di neutralizzazione, proteggendo il lubrificante dalla diffusione delle colonie. I lubrificanti per uso alimentare possono durare 6.000 ore, a seconda dell'applicazione e delle condizioni operative. Inoltre, resistono alla formazione di schiuma, fanghi, vernici e acidi corrosivi. Un lubrificante per uso alimentare deve avere un punto di infiammabilità di almeno 262 gradi Celsius o 505 gradi Fahrenheit e un punto di scorrimento di -30 gradi Celsius o -53 gradi Fahrenheit.
Lubrificanti di qualità portano a prestazioni di qualità
Per far funzionare al meglio i sistemi di aria compressa, i lubrificanti di qualità, testati e classificati per prestazioni di alto livello, sono utili nel lungo periodo. Quando si dipende dall'affidabilità e dalle prestazioni a lungo termine, la qualità del lubrificante è il miglior investimento per ridurre i costi di smaltimento del lubrificante, migliorare l'efficienza e prolungare la vita del compressore. Se si cerca di risparmiare qualche dollaro al mese utilizzando un lubrificante di bassa qualità, si corre il rischio di guasti al compressore e di costosi fermi impianto, che superano di gran lunga i risparmi iniziali ottenuti utilizzando un lubrificante a basso costo.