Causas do Sobreaquecimento do Soprador Roots

O sobreaquecimento do soprador Roots é um dos problemas operacionais mais comuns e graves. Com base em dados de campo, 60% das falhas do soprador Roots são atribuídas ao sobreaquecimento – causando degradação do óleo, falha dos rolamentos e contacto do rotor. A temperatura normal de descarga é de 185–220°F. Acima de 250°F, o óleo degrada-se rapidamente. Acima de 275°F, o contacto do rotor é iminente.

Este guia aborda as causas do sobreaquecimento do soprador Roots, diagnóstico e soluções. Utilize-o para identificar e resolver problemas de sobreaquecimento antes que provoquem uma falha catastrófica.

Índice

• O Que É o Sobreaquecimento do Soprador Roots?

• Temperaturas Normais de Operação

• Causas do Sobreaquecimento

• Sobrepressão

• Ar de Arrefecimento Recirculante

• Rolamentos Desgastados (Aumento da Folga)

• Nível de Óleo Baixo ou Óleo Errado

• Filtro de Entrada Bloqueado

• Temperatura Ambiente Elevada

• Rotação Incorreta

• Bloqueio do Silenciador

• Lista de verificação de diagnóstico

• Perguntas Frequentes

• Considerações Finais

O Que É o Sobreaquecimento do Soprador Roots?

O sobreaquecimento do soprador Roots ocorre quando as temperaturas de operação excedem os limites normais – temperatura de descarga acima de 104°C ou temperatura do rolamento acima de 93°C. O sobreaquecimento acelera a degradação do óleo, reduz a vida útil dos rolamentos e pode causar contacto do rotor devido à expansão térmica.

Limites de temperatura:

Consequências do sobreaquecimento:

• Degradação do óleo (carbonização)

• Falha do rolamento (degradação da lubrificação)

• Contacto do rotor (expansão térmica)

• Danos no vedante (endurecimento térmico)

• Sobrecarga do motor (aumento do atrito)

Temperaturas Normais de Operação

Temperatura de descarga vs pressão:

Temperatura do rolamento:

• Normal: 160–190°F

• Morno: 190–200°F (investigar)

• Quente: >200°F (problema)

Temperatura do óleo:

• Normal: 160–180°F

• Morno: 180–200°F

• Quente: >200°F (a degradação do óleo acelera)

Causas do Sobreaquecimento

Sobrepressão

Como causa o sobreaquecimento:
Pressão mais alta = maior taxa de compressão = temperatura de descarga mais alta. Potência ∝ pressão.

Efeito da pressão versus temperatura:

Causas:

• Difusores entupidos (arejamento)

• Filtros sujos (transporte)

• Válvulas fechadas

• Restrições nas tubagens

Diagnóstico:

• Verificar manómetro de pressão de descarga

• Comparar com a pressão de projeto

• Pressão > projeto = problema

Solução:

• Limpar difusores ou filtros

• Válvulas abertas

• Verificar restrições de tubagem

• Reduzir a resistência do sistema

Ar de Arrefecimento Recirculante

Como causa o sobreaquecimento:
O ar quente recircula através do ventilador – a temperatura de entrada aumenta. Temperatura de entrada mais alta = temperatura de descarga mais alta. Cada aumento de 10°F na entrada = aumento de 10–12°F na descarga.

Sinais:

• Temperatura de entrada > ambiente

• Temperatura de descarga alta com pressão normal

• Casa do ventilador quente

Diagnóstico:

• Medir a temperatura do ar de entrada

• Comparar com a temperatura ambiente

• Entrada > ambiente + 10°F = recirculação

Solução:

• Conduzir ar exterior para a entrada do ventilador

• Fornecer exaustão para o ar quente

• Entrada e exaustão separadas

Rolamentos Desgastados (Aumento da Folga)

Como causa o sobreaquecimento:
Maior folga na ponta = mais deslizamento = mais recirculação = mais calor. Cada aumento de 0,05 mm na folga = aumento de temperatura de 5–10°F.

Efeito de folga:

Sinais:

• Temperatura a subir sem alteração de pressão

• Perda de capacidade

• Vibração aumentada

Diagnóstico:

• Medir a folga da ponta

• Novo: 0,10–0,15 mm

• Substituir se >0,35 mm

Solução:

• Substituir rotores

• Revestir rotores

• Restaurar a folga

Nível de Óleo Baixo ou Óleo Errado

Como causa o sobreaquecimento:
Óleo baixo = má lubrificação = mais atrito = mais calor. Viscosidade do óleo errada = má transferência de calor = sobreaquecimento. O óleo também remove o calor dos rolamentos e engrenagens.

Sinais:

• Nível de óleo abaixo do visor

• Óleo escuro (oxidação)

• Cheiro a queimado

• Temperatura do rolamento elevada

Diagnóstico:

• Verificar o nível de óleo

• Verificar condição do óleo

• Verificar tipo e viscosidade do óleo

Solução:

• Completar o óleo (mesmo tipo)

• Mudar o óleo se degradado

• Utilizar a viscosidade correta (ISO VG 150 ou 220)

Filtro de Entrada Bloqueado

Como causa o sobreaquecimento:
Filtro obstruído = vácuo de entrada mais elevado = pressão de entrada mais baixa = taxa de compressão mais alta = temperatura de descarga mais alta. Também reduz o fluxo de ar – o soprador trabalha mais.

Efeito do filtro:

Sinais:

• Alto delta-P do filtro

• Fluxo de ar reduzido

• Temperatura de descarga elevada

Diagnóstico:

• Verificar manómetro de delta-P do filtro

• 8 polegadas de coluna de água = bloqueado

Solução:

• Substituir o elemento do filtro

• Monitorizar delta-P regularmente

• Manter elementos sobressalentes em stock

Temperatura Ambiente Elevada

Como causa o sobreaquecimento:
Temperatura ambiente mais alta = temperatura de entrada mais alta = temperatura de descarga mais alta. Cada aumento de 10°F na temperatura ambiente = aumento de 10–12°F na descarga.

Efeito:

Sinais:

• Temperatura ambiente elevada

• Temperatura de entrada alta

• Temperatura de descarga alta

Diagnóstico:

• Medir a temperatura ambiente

• Medir a temperatura de entrada

Solução:

• Arrefecedor de conduta com ar exterior

• Fornecer sombra ou abrigo

• Arrefecimento a água (se >12 psig)

Rotação Incorreta

Como causa o sobreaquecimento:
Rotação errada = soprador a funcionar ao contrário = sem fluxo = recirculação = sobreaquecimento. Pode danificar as engrenagens de sincronização.

Sinais:

• Fluxo muito baixo ou nulo

• Alta temperatura

• Ruído incomum

Diagnóstico:

• Verificar a seta de rotação no soprador

• Verificar a direção de rotação do motor

Solução:

• Trocar quaisquer dois fios do motor

• Verificar rotação antes de carregar

Bloqueio do Silenciador

Como causa o sobreaquecimento:
Silenciador de descarga bloqueado = aumento de pressão = temperatura mais elevada. Também reduz o fluxo de ar.

Sinais:

• Pressão de descarga elevada

• Alta temperatura

• Fluxo reduzido

Diagnóstico:

• Verificar a queda de pressão através do silenciador

• Ouça por ruído anormal

Solução:

• Limpe ou substitua o silenciador

• Verifique acumulação de material

Lista de verificação de diagnóstico

Primeiras verificações:

• □

  Pressão de descarga (está acima do projeto?)

• □

  Temperatura do ar de entrada (está a recircular?)

• □

  Nível de óleo (está baixo?)

• □

  Condição do óleo (está escuro ou queimado?)

• □

  Delta-P do filtro (está alto?)

Segundas verificações:

• □

  Direção de rotação (está correta?)

• □

  Condição do silenciador (está obstruído?)

• □

  Temperatura do rolamento (está alta?)

• □

  Vibração (aumentou?)

Terceiras verificações:

• □

  Folga da ponta (está excessiva?)

• □

  Amperagem do motor (está alta?)

• □

  Fluxo de ar de arrefecimento (é adequado?)

• □

  Resistência do sistema (aumentou?)

Perguntas Frequentes

1. Qual é a temperatura normal do soprador de lóbulos?
A 8 psig: descarga a 185–200°F. Rolamentos: 160–190°F. Óleo: 160–180°F. A temperatura depende da pressão, ambiente e condição. Monitore as tendências – temperatura crescente indica um problema.

2. Qual é a temperatura máxima segura?
Descarga: máximo de 250°F – desligar acima de 250°F. Rolamentos: máximo de 220°F. Óleo: máximo de 220°F. Acima destes limites, ocorrem danos rapidamente.

3. Porque é que o meu soprador aquece?
Mais comum: sobrepressão (restrição no sistema), recirculação de ar, rotores desgastados, óleo baixo ou filtro entupido. Verifique primeiro a pressão, a temperatura de entrada, o nível de óleo e o delta-P do filtro.

4. Como é que a pressão afeta a temperatura?
Pressão mais alta = temperatura de descarga mais alta. Cada aumento de 1 psig eleva a temperatura em 10–15°F. A 15 psig, a temperatura é de 230–260°F – necessitando de arrefecimento.

5. Como é que a temperatura ambiente afeta o funcionamento?
Cada aumento de 10°F na temperatura ambiente eleva a temperatura de descarga em 10–12°F. A 100°F ambiente, a temperatura de descarga é 20–25°F mais alta do que a 80°F.

6. Como é que o estado do filtro afeta a temperatura?
Filtros sujos aumentam o vácuo de entrada – reduzindo a pressão de entrada – aumentando a taxa de compressão – elevando a temperatura de descarga. Substitua os filtros a 8–10 polegadas de coluna de água.

7. Como é que o nível de óleo afeta a temperatura?
Óleo baixo = má lubrificação = mais atrito = mais calor. O óleo também remove calor dos rolamentos. Verifique o nível de óleo semanalmente. Complete se estiver baixo.

8. Como o desgaste do rotor afeta a temperatura?
Aumento da folga da ponta = mais recirculação = mais calor. Cada aumento de 0,05 mm na folga eleva a temperatura em 5–10°F. Substitua os rotores quando a folga >0,35 mm.

9. Como o ar recirculado afeta a temperatura?
O ar quente recircula – a temperatura de entrada aumenta – a temperatura de descarga aumenta. Cada aumento de 10°F na entrada = aumento de 10–12°F na descarga. Canalize ar exterior.

10. O que devo fazer se a temperatura estiver alta?
Verifique a pressão (reduza se estiver alta). Verifique a temperatura de entrada (canalize ar exterior). Verifique o nível e a condição do óleo. Verifique o filtro. Se a temperatura alta persistir, investigue mais.

11. Como medir a temperatura de descarga?
Instale um termopar no flange de descarga a menos de 15 cm do soprador. Use um medidor de temperatura com visor local. Registe diariamente.

12. Que alarme de temperatura devo definir?
Alarme a 104°C. Paragem a 121°C. Para rolamentos: alarme a 93°C, paragem a 104°C. Para óleo: alarme a 93°C.

13. Como é que a altitude afeta a temperatura?
A altitude reduz a pressão de admissão – aumentando a taxa de compressão para a mesma pressão manométrica – elevando a temperatura de descarga. A 1524 metros, a temperatura de descarga é 5,6 a 8,3°C mais alta.

14. Como é que a velocidade afeta a temperatura?
Maior velocidade = maior fluxo = mais calor. O VFD reduz a velocidade – temperatura mais baixa. Mas a velocidade mínima deve manter a lubrificação e o arrefecimento.

15. Quando devo chamar ajuda profissional?
Quando a temperatura excede 121°C, quando a temperatura do rolamento excede 104°C, quando suspeita de desgaste do rotor ou danos internos, ou quando as verificações básicas não resolvem o problema. A Zhanggu e outros fabricantes fornecem suporte técnico.

Considerações Finais

Após resolver o sobreaquecimento do soprador de lóbulos, aqui está o meu conselho prático:

A temperatura conta a história.O aumento da temperatura indica um problema. Monitorize a temperatura de descarga diariamente. Um aumento constante de 1–2°F por mês é desgaste normal. Um aumento súbito de 10–20°F indica um problema. Investigue imediatamente.

Comece pelo básico.Verifique primeiro a pressão, o ar de admissão, o nível de óleo e o filtro. Estes quatro itens são responsáveis por 70% dos problemas de sobreaquecimento. A maioria dos problemas é simples de resolver – limpe os filtros, canalize o ar exterior, complete o óleo.

A pressão é a causa mais comum.Se a pressão estiver acima do valor de projeto, a temperatura segue. Reduza a resistência do sistema. Limpe os difusores ou filtros. Abra as válvulas. Cada redução de 1 psig diminui a temperatura em 10–15°F.

A conclusão.As causas do sobreaquecimento do soprador Roots são geralmente identificáveis e corrigíveis. A Zhanggu e outros fabricantes fornecem limites de temperatura e guias de resolução de problemas. Monitorize a temperatura. Verifique o básico. Investigue alterações. A deteção precoce evita falhas catastróficas.