Mantenimiento Correctivo de Compresor de Aire
PROYECTO DE INNOVACIÓN Y/O MEJORA EN EL PROCESO DE PRODUCCIÓN O SERVICIO EN LA EMPRESA. “MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COM
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PROYECTO DE INNOVACIÓN Y/O MEJORA EN EL PROCESO DE PRODUCCIÓN O SERVICIO EN LA EMPRESA. “MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”.
“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN”
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
PROYECTO DE INNOVACIÓN Y/O MEJORA EN EL PROCESO DE PRODUCCIÓN O SERVICIO EN LA EMPRESA. TÍTULO
:
“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”.
EMPRESA
:
TALLERES Y SERVICIOS “LA VÍA E.I.R.L.
CARRERA
:
MECÁNICA DE MAQUINARIA AGRÍCOLA.
INSTRUCTOR
:
ING. CARLOS A. SILVA YRURETA.
MONITOR
:
PANTA HUANCAS JOSE DANIEL.
CFP / UFP
:
LAMBAYEQUE CAJAMARCA – NORTE.
CHICLAYO 2015
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
DATOS DEL ESTUDIANTE
CFP/UFP
:
SENATI- CHICLAYO.
ESTUDIANTE
:
Alarcón Villalobos Cleiber Gioner.
ID
:
732084
BLOQUE
:
10AMADE502
CARRERA
:
Mecánica de Maquinaria Agrícola.
INGRESO
:
2013-II
SEMESTRE
:
V
CORREO
:
[email protected]
DOMICILIO
:
Urb. El paraíso los ángeles N° 220.chiclayo.
INSTRUCTOR
:
Ing. Carlos A. Silva Yrureta.
MONITOR
:
Panta Huancas J. Daniel.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
DATOS DEL ESTUDIANTE
CFP/UFP
:
SENATI- CHICLAYO.
ESTUDIANTE
:
Ventura Peña Santos Percy.
ID
:
710598
BLOQUE
:
10AMADE503
CARRERA
:
Mecánica de Maquinaria Agrícola.
INGRESO
:
2013-II
SEMESTRE
:
V
CORREO
:
[email protected]
DOMICILIO
:
Urb. El paraíso los ángeles N° 221. Chiclayo.
INSTRUCTOR
:
Ing. Carlos A. Silva Yrureta.
MONITOR
:
Panta Huancas J. Daniel.
3
“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
DATOS DEL ESTUDIANTE
CFP/UFP
:
SENATI- CHICLAYO.
ESTUDIANTE
:
Vásquez Vega José Abner.
ID
:
712060
BLOQUE
:
10AMADE504
CARRERA
:
Mecánica de Maquinaria Agrícola.
INGRESO
:
2013-II
SEMESTRE
:
V
CORREO
:
[email protected]
DOMICILIO
:
Judá Lote 48 Manzana G. Urb. Miraflores. Chiclayo.
INSTRUCTOR
:
Ing. Carlos A. Silva Yrureta.
MONITOR
:
Panta Huancas J. Daniel.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
DATOS DE LA EMPRESA “TALLERES & SERVICIOS LA VÍA E.I.R.L.”
Representante
:
Panta Huancas José Daniel.
Razón Social
:
“TALLERES & SERVICIOS LA VÍA E.I.R.L.”
R.U.C
:
20561285498.
Estado
:
Activo.
Ubicación
:
Lambayeque / Chiclayo / Chiclayo.
Dirección Principal
:
Mza. B Lote. 04 Fnd. El milagro (cruce caleta San José)
Teléfono(s)
:
#943900892.
Sección
:
Mecánica General.
Rubro
:
Empresa de servicio.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
EPÍGRAFE
“El aire es el motivo para poder vivir, utilizarla es sobrevivir”.
AUTORES:
Alarcón Villalobos Cleiber Gioner. Vásquez Vega José Abner. Ventura Peña Santos Percy.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
DEDICATORIA A DIOS… Por su amor infinito y por darnos la existencia, sabiduría y luz en nuestras vidas y ser el amigo incondicional que siempre se encuentra nuestro lado.
A NUESTROS QUERIDOS PADRES…. Por su apoyo constante, por su esfuerzo y sacrificio para la realización del presente trabajo por todo el gran amor que nos han dado y nos dan siempre, incondicionalmente.
NUESTROS INSTRUCTORES… Con el respeto gratitud por sus consejos que nos guiaron a la perfección de nuestros trabajos.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
AGRADECMIENTO
Agradecemos a nuestros padres y familiares ya que gracias a ellos somos hoy en día, quienes nos dieron ese cariño y calor humano necesario, son los que han velado por nuestra salud, nuestra educación, alimentación, entre otros; son a ellos a quienes les debemos todo, horas de consejos, lo cual estamos muy seguro que lo han hecho con todo el amor del mundo para formarnos como seres inteligentes y de los cuales nos sentimos extremadamente orgullosos. Todo este sueño ha sido posible gracias a ellos.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
ÍNDICE pág. DATOS DEL APRENDIZ…………………………………………………………..2 DATOS DE LA EMPRESA………………………………………………………..5 EPÍGRAFE………………………………………………………………………......6 DEDICATORIA……………………………………………………………………...7 AGRADECIMIENTO…………………………………………………………….....8 ÍNDICE……………………………………………………………………………….9 INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………..10 ANTECEDENTES…………………………………………………………………11 OBJETIVOS………………………………………………………………………..12 FUNDAMENTO TEÓRICO…………………………………………………...13-17 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO…………………………………………..18-54 PROPUESTA DE MEJORA………………………………………………….55-63 DIBUJO TÉCNICO……………………………………………………………64-68 SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL………………………………….69-77 PLANOS DEL TALLER………………………………………………………78-83 COSTOS DE MATERIALES…………………………………………….……….84 TIEMPO EMPLEADO…………………………………………………………….85 CONCLUSIONES FINALES…………………………………………………….86 BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………...87 ANEXOS………………………………………………………………………..88-91
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
INTRODUCCIÓN Este proyecto de mejora está basado en un mantenimiento correctivo de compresor de aire para “Talleres y Servicios la Vía E.I.R.L”, lleva consigo interrogantes como el equipo a utilizar, el diseño, presiones de trabajo, consumo de aire, materiales u otros , siendo estas las partes más importantes del proyecto, Se utilizará un proceso adecuado de mantenimiento preventivo diferente de solución. La rehabilitación de un compresor abandonado, es un reto gracias a que no se tiene información de ningún tipo sobre esta máquina. En este proyecto se demostrará lo aprendido en las aulas de clases, en distintas materias, lo que nos brinda una gran experiencia para el campo laboral. Se detallará cada una de las actividades realizadas en este proceso, con la valiosa ayuda de libros, páginas de internet, así como también valiéndonos de la vasta experiencia de profesionales que nos brindaron un gran apoyo mostrándonos ventajas y desventajas de las actividades realizadas. Para llevar a cabo este proyecto se han planteado distintos objetivos que se Esperan ser alcanzados. A continuación se detallarán:
Restaurar el compresor.
Incorporar nuestros conocimientos adquiridos en clases en el proyecto de innovación/o mejora, así como también tener una experiencia de trabajo real y práctico.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
ANTECEDENTES Según lo observado en el taller de mecánica “LA VIA E.I.R.L.” se llegó a la conclusión de que se perdía tiempo, al momento de lavar las partes de un motor. Ya que cuando se conectaba el compresor de aire para poner en funcionamiento, este demoraba en operar y después de un momento se recalentaba por fallas de los condensadores de arranque y de trabajo. Por esta razón se tenía que apagar el compresor y lavar las piezas manualmente. Por los motivos antes mencionados, se propone realizar el mantenimiento correctivo al compresor de aire para una mejor eficiencia en los trabajos.
Limpieza a caja de transmisión de retro excavadora 420 D.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL Gestionar la operatividad del compresor de aire mediante el mantenimiento correctivo para mayor eficiencia en el taller de mecánica “LA VÍA E.I.R.L”. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Reducir el tiempo empleado en la aplicación de aire a presión. Mejorar el Pulverizado y/o limpieza de componentes del motor en reparación y otras piezas de la máquina. Evitar accidentes personales. Realizar pruebas de hermeticidad en mecanismos que trabajan a presión de aire. Bajos costos de mantenimiento. Proponer un Cuadro de Mantenimiento Preventivo.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
FUNDAMENTO TEÓRICO
LA NEUMÁTICA
La neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos.
La neumática es una fuente de energía de fácil obtención y tratamiento para el control de máquinas y otros elementos sometidos a movimiento. La generación, almacenaje y utilización del aire comprimido resulta relativamente baratos y además ofrece un índice de peligrosidad bajo en relación a otras energías como la electricidad y los combustibles gaseosos o líquidos ofrece una alternativa altamente segura en lugares de riesgo de explosión por deflagración, donde otras energías suponen un riesgo importante por la producción de calor, chispa, etc. La neumática es un aparato de la mecánica de fluidos que tiene como finalidad estudiar el comportamiento de los gases en diversas condiciones de presión, ya sea como medio de transmisión de potencia o de la automatización, constituye una herramienta muy importante dentro del control automático.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
EVOLUCION EN LA TÉCNICA DEL AIRE COMPRIMIDO.
FUNDAMENTOS FÍSICOS.
El aire es una mezcla de gases cuya composición volumétrica es aproximadamente la siguiente:
78% Nitrógeno
20% Oxígeno
1% Hidrógeno.
1% Una mezcla de Dióxido de carbono (CO2), gases nobles (Helio, Neón, Argón), polvo atmosférico y vapor de agua.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
Su peso específico es de 1,293 Kg/m3 a 0ºC y una atmósfera (1,013 bar) de presión. Es muy compresible, sensible a las variaciones de temperatura y se adapta perfectamente a la forma del recipiente que lo contiene.
PROPIEDADES DEL AIRE.
Elasticidad.- La presión ejercida en un gas se transmite con igual intensidad en todas las direcciones ocupando todo el volumen que lo engloba.
Compresibilidad.- Un gas se puede comprimir en un recipiente cerrado aumentando la presión.
Incoloro.- Sin color.
Fluidez.- No ofrecen ningún tipo de resistencia al desplazamiento.
Generación del aire comprimido sin limitaciones ya que la materia prima es sin costo.
Fácil distribución, no precisa recuperación.
Fácil de acumular en tanques o depósitos.
Puede ser utilizado en ambientes explosivos o inflamables.
No interfiere con el medio ambiente.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
VENTAJAS DE LA NEUMÁTICA.
Cantidad: En cualquier lugar se dispone de cantidad de aire. Transporte: tiene facilidad a grandes distancias a través de tuberías. Temperatura: No se afecta por los cambios de temperatura. Almacenamiento: Es posible almacenar en acumuladores desde el cual puede abastecer el sistema. Seguridad: no hay riesgoso Limpieza: no es sucia. Velocidad: el aire comprimido es un medio de trabajo rápido. El aire es de fácil captación y abunda en la tierra. El aire no posee propiedades explosivas, por lo que no existen riesgos de chispas. Los actuadores pueden trabajar a velocidades razonablemente altas y fácilmente regulables. El trabajo con aire ni daña los componentes de un circuito por efecto del golpe de ariete.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
Las sobrecargas no constituyen situaciones peligrosas o que dañen los equipos en forma permanente. Los cambios de temperatura no afectan no forma significativa. Energía limpia. Cambios instantáneos de sentido.
DESVENTAJAS DE LA NEUMÁTICA.
Acondicionamiento: El aire comprimido tiene que ser acondicionado, ya que puede producirse un desgaste de los elementos mecánicos neumáticos. Fuerza: el aire comprimido es económico solamente hasta 20,000 y 30,000 Newton según la carrera y la velocidad. Aire de escape: el escape de aire produce mucho ruido. En circuitos muy extensos se producen perdidas de carga considerables. Requiere de instalaciones especiales para recuperar el aire previamente empleado. Las presiones a las que trabajan normalmente, no permiten aplicar grandes fuerzas. Altos niveles de ruidos generados por la descarga del aire hacia la atmósfera.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
AIRE COMPRIMIDO
El aire comprimido se refiere a una tecnología o aplicación técnica que hace uso de aire que ha sido sometido a presión por medio de un compresor. En la mayoría de aplicaciones, el aire no sólo se comprime sino que también desaparece la humedad y se filtra. El uso del aire comprimido es muy común en la industria, tiene la ventaja sobre los sistemas hidráulicos de ser más rápido, aunque es menos preciso en el posicionamiento de los mecanismos y no permite fuerzas grandes.
Por lo tanto, se podría considerar el aire comprimido, como una masa de aire que se encuentra sometida a una presión superior a la atmosférica. Esta capacidad del aire para ser comprimido, se explica en las leyes de los gases.
Las aplicaciones del aire comprimido son muy diversas. Bien como fuente de energía o como aire acumulado para su uso posterior; el aire comprimido ha sido considerado por algunos autores como la cuarta energía, después de la electricidad, los combustibles fósiles o el viento.
El uso del aire comprimido implica también su tratamiento. En pocas aplicaciones se puede usar el aire comprimido directamente de la salida de los compresores. Habitualmente es necesario tratar al menos la eliminación de polvo y contaminantes, así como del agua condensada o en vapor.
PROPIEDADES DEL AIRE COMPRIMIDO.
Abundante: Está disponible para su composición prácticamente en todo el mundo, en cantidades ilimitadas. Transporte: El aire comprimido puede ser fácilmente transportado por tuberías, incluso a grandes distancias. No es necesario disponer tuberías de retorno. Almacenable: No es preciso que un compresor permanezca continuamente en servicio. El aire comprimido puede almacenarse en depósitos y tomarse de estos. Además se puede transportar en recipientes (botellas).
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
Temperatura: El aire comprimido es insensible a las variaciones de temperatura, garantiza un trabajo seguro incluso a temperaturas extremas. Limpio: El aire comprimido es limpio y en caso de faltas de estanqueidad en elementos, no produce ningún ensuciamiento. Esto es muy importante por ejemplo; en las industrias alimentarias de la madera, textiles y del cuero. Constitución de los elementos: La concepción de los elementos de trabajo es simple si, por tanto, precio económico. Velocidad. Es un medio de trabajo muy rápido y, por eso, permite obtener velocidades de trabajo muy elevadas. (La velocidad de trabajo de cilindros neumáticos puede regularse sin escalones.) A prueba de sobrecargas: Las herramientas y elementos de trabajo neumáticos pueden hasta su parada completa sin riesgo alguno de sobrecarga. Preparación: El aire comprimido debe ser preparado, antes de su utilización. Es precisó eliminar impurezas y humedad (al objeto de evitar un desgaste prematuro de los componentes). Compresible: Con aire comprimido no es posible obtener para los émbolos velocidades uniformes y constantes. Fuerza: El aire comprimido es económico solo hasta cierta fuerza. Condicionando la presión de servicio normalmente usual de 700 kpa (bar), el límite, también en función de la carrera y la velocidad, es de 20000 a 30000 N (2000 a 3000 kp). Escape: El escape de aire produce ruido. No obstante este problema ya se ha resuelto en gran parte, gracias al desarrollo de materiales insonorizantes.
UTILIZACIÓN.
Se utiliza en: Elevadores neumáticos. Destornilladores automáticos. Tornos dentales. Armas de aire comprimido Equipos de minería (taladros roto percutores, martillos picadores, lámparas, ventiladores y muchos otros). Arranque de motores de avión. Coches de aire comprimido y motores de aire comprimido Atracciones, para conseguir grandes velocidades en poco tiempo.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
HISTORIA.
La primera vez que se usó el aire comprimido sería en el soplado de metales para su enfriamiento. El invento del [[fuelle]] favoreció la creación de nuevos metales al alcanzarse temperaturas más altas en los hornos. Sería sin embargo a partir del siglo XIX donde empezaría a estudiarse el aire como sistema de transporte en energía.
COMPRESORES DE AIRE COMPRIMIDO
Son máquinas que aspiran aire ambiente a la presión y temperatura atmosférica y lo comprime hasta conferirle una presión superior. Son las maquinas generadoras de aire comprimido. Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir. Existen varios tipos de compresores, dependiendo la elección de las necesidades y características de utilización.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
Símbolo compresor para aire comprimido
TIPOS DE COMPRESORES.
En el mercado se encuentran diferentes modelos de compresores. Éstos se agrupan bajo dos principios de funcionamiento.
Hay diferentes tipos de compresores atmosféricos, pero todos realizan el mismo trabajo: toman aire de la atmósfera, lo comprimen para realizar un trabajo y lo regresan para ser reutilizado.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
COMPRESORES ALTERNATIVOS.
La compresión se realiza al aspirar aire de un recinto hermético y reducir su volumen hasta alcanzar la presión deseada.
a) Compresor de émbolo o piston.
El compresor más habitual en las industrias ya que es barato y robusto. Por otro lado, necesita lubricación para su funcionamiento y produce elevado calentamiento del aire. Estos compresores son del tipo de desplazamiento positivo, son los más comúnmente utilizados. Existen de simple y doble efecto. El nombre de simple efecto o doble efecto lo reciben por su capacidad de comprimir el aire al avance o en ambos sentidos, respectivamente. Los compresores alternativos, existen en las versiones lubricadas y sin lubricar. Se puede utilizar tanto para equipos estacionarios como móviles, en una gran variedad de tamaños. Los más grandes pueden llegar a entregar caudales superiores a los 500 m3/min. Las presiones suelen alcanzar los 6-7 bares.
Su principio de funcionamiento es sencillo. El eje desplaza a un émbolo con movimientos alternativos. En la fase de aspiración, el aire llena la cavidad del pistón. En la fase de compresión, al desplazarse el émbolo hacia arriba, reduce el volumen del gas y lo impulsa hacia la línea de distribución.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
b) Compresor de Membrana Son compresores alternativos y funcionan de manera similar a los compresores de pistón. La diferencia es el sistema de cierre hermético que en los compresores de pistón lo realizan los segmentos y en los de membrana se realiza con la membrana elástica. Una membrana se interpone entre el aire y el pistón, de forma que se aumenta su superficie útil y evita que el aceite de lubricación entre en contacto con el aire estos compresores proporcionan aire limpio, por lo que son adecuados para trabajar en industrias químicas o alimentarias. La ventaja de este compresor es que el aire no entra en contacto con las partes metálicas del compresor, evitando la contaminación del aire con el aceite de lubricación. Normalmente no superan los 30m3/h de caudal. Se utilizan para presiones inferiores a los 7 bares.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
COMPRESORES ROTATIVOS.
Basan su principio de funcionamiento en las leyes de la dinámica de fluidos. Transforman la energía cinética de un fluido en energía de presión.
a) Compresor de Paletas. Estos compresores están constituidos por un rotor excéntrico que gira dentro de un cárter cilíndrico. Este rotor está provisto de aletas que se adaptan a las paredes del cárter, comprimiendo el aire que se introduce en la celda de máximo. Necesitan lubricación para las piezas móviles, reducir el rozamiento de las paletas y mejorar la estanqueidad.
Suelen utilizarse en campos o instalaciones que exijan caudales inferiores a 150m3/h y presiones máximas de 7 bares.
b) Compresor tipo Roots (Lóbulos). Estos compresores no modifican el volumen de aire aspirado. Lo impulsan. La compresión se efectúa gracias a la introducción de más volumen de aire del que puede salir. Los caudales máximos está entorno a los 1500m3/h. Las presiones no suelen superar los 1-2 bares.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
Su principio de funcionamiento se basa en aspirar aire e introducirlo en una cámara que disminuye su volumen. Está compuesto por dos rotores, cada uno de los álabes, con una forma de sección parecida a la de un ocho. Los rotores están conectados por dos ruedas dentadas y giran a la misma velocidad en sentido contrario, produciendo un efecto de bombeo y compresión del aire de forma conjunta.
c) Compresor de Tornillo. Son los otros compresores ampliamente utilizados en la industria, junto con los compresores de émbolo. Funcionan mediante dos rotores helicoidales paralelos, que giran en un cárter en sentidos contrarios e impulsan el aire de forma continua. El rotor macho, conectado al motor, arrastra al rotor hembra como consecuencia del contacto de sus superficies, sin ningún engranaje auxiliar. El volumen libre entre ellos disminuye comprimiendo el aire. Es necesario lubricar las piezas móviles con aceite, para evitar severos desgastes y refrigerar los elementos. Este aceite se deberá separar del aire comprimido mediante un separador aire-aceite.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
Pueden dar caudales elevados, 24.000m3/h y presiones cercanas a los 10 bares. También se pueden colocar en serie varias etapas, llegando a presiones de 30 bares.
d) Compresor Radial. Se basan en el principio de la compresión de aire por fuerza centrífuga y constan de un rotor centrífugo que gira dentro de una cámara espiral, tomando aire en sentido axial y arrojándolo a gran velocidad en sentido radial. La fuerza centrífuga que actúa sobre el aire lo comprime contra la cámara de compresión. Pueden ser de una o varias etapas de compresión consecutivas, alcanzándose presiones de 8-12 bares y caudales entre 10.000 y 20.000m3/h. Son máquinas de alta velocidad, siendo esta un factor fundamental en el funcionamiento ya que está basado en principios dinámicos, siendo la velocidad de rotación del orden de las 15.000 a 20.000 r.p.m.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
ACUMULADORES DE AIRE COMPRIMIDO.
Los tanques de almacenamiento de aire comprimido son recipientes presurizados que, además de servir como acumuladores, desempeñan dos funciones de vital importancia en la estación de aire comprimido: Compensan las fluctuaciones de la demanda y, con frecuencia, separan el condensado del aire comprimido. Su cabal desempeño depende, en gran medida, de elegir el tamaño correcto y de emplear una protección anticorrosiva confiable. Vienen en dos versiones: horizontal y vertical, brindando esta última la ventaja de ocupar menos espacio.
Deposito neumático
Un sistema de compresión de aire incluye un compresor de aire primario y puede incluir filtros y acumuladores para proporcionar aire limpio a una presión constante. Los acumuladores del compresor, o receptores, son una parte esencial de un sistema de compresor de aire diseñado adecuadamente.
ACUMULADOR HORIZONTAL
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
ACUMULADOR VERTICAL
El tamaño de un acumulador de aire comprimido depende:
Del caudal de suministro del compresor. Del consumo de aire. De la red de tuberías (volumen suplementario). Del sistema de regulación que tenga el compresor. Esto determina el número máximo de maniobras horarias. De la diferencia de presión admisible en el interior de la red. Determinación del Intermitentemente.
acumulador
cuando
el
compresor
funciona
El depósito deberá ubicarse en un lugar fresco y seco, lo más cerca posible del compresor, preferentemente fuera del edificio, donde pueda disipar parte del calor producido en la compresión. El depósito debe ser anclado firmemente al piso para evitar vibraciones debidas a las pulsaciones de aire.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
Las funciones principales del acumulador son:
1. Obtener una considerable acumulación de energía para afrontar “picos” de consumo que superen la capacidad del compresor. 2. Contribuir al enfriamiento del aire comprimido y la disminución de su velocidad, actuando así como separadores de condensado y aceite provenientes del compresor. 3. Amortiguar las pulsaciones originadas en los compresores, sobre todo en los alternativos. 4. Permitir la regulación del compresor compensando las diferencias entre el caudal generado y el consumido, los cuales normalmente trabajan con regímenes diferentes.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
COMPONENTES PRINCIPALES EN UN COMPRESOR DE AIRE COMPRIMIDO.
Manómetro. Válvula de purga. Motor eléctrico. Presostato. Compresor. Válvula limitadora de presión. Tanque o acumulador. Válvula de paso o de cierre manual. Válvula antiretorno. Filtro de toma de aire.
MANÓMETRO DE PRESIÓN DE AIRE. En neumática, para medir la presión del aire se utiliza un dispositivo denominado Manómetro. Tiene en su frente una escala con los valores de presión indicados en distintas unidades (enalgunos, en mas de una unidad). La mayoría de los manómetros de presión usan la presión del aire externa como punto de referencia. Solamente en construcciones especiales para medir la presión absoluta, como con el barómetro, se usa el vacío como punto de referencia.
Manómetro de presión neumática.
El manómetro es un instrumento de medición para la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Se distinguen dos tipos de manómetros, según se empleen para medir la presión de líquidos o de gases.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
Manometro calibrado en bares.
Manómetro de dos escalas en bares.
Reloj medidor de la presión del aire comprimido de esfera de 50 mm de diámetro: Conexión 1/4". Modelo FASTGUN FG-213/50. VÁLVULA DE PURGA. Los dispositivos para el drenaje manual consisten en válvulas de drenaje que requieren una operación manual en el punto en el que están instaladas. Son ubicados en todo depósito de aire. Son superiores a las válvulas de paso ya que son los únicos que realmente garantizan el vaciado total de los tanques. Permite drenar o disminuir la compresión en el interior del tanque.
Drenado de condensado vaciado manual
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
La humedad es producida cada vez que el aire se comprime. Si la unidad se usa ocasionalmente, el tanque debe drenarse después de cada uso y antes del siguiente uso. Para drenar el tanque, abra lentamente el accesorio para drenar girando en sentido de las manecillas del reloj. Una vez que toda la humedad ha salido, cierre la válvula de forma segura.
NOTA: El tanque de aire no se presurizara mientras la válvula para purgar se encuentre abierta.
MOTOR ELÉCTRICO.
Es la máquina que convierte energía en movimiento o trabajo mecánico transportando esta energía a los pistones por medio de poleas y correas. Este dispositivo funciona con corriente alterna o directa y que se encarga de convertir la energía eléctrica en movimiento o energía mecánica. Desde su invención, los motores eléctricos han pasado a ser herramientas muy útiles que sirven para realizar múltiples trabajos.
Motor eléctrico.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
Se emplea para transmitir un movimiento giratorio entre dos ejes distantes permitiendo aumentar, disminuir o mantener la velocidad de giro del eje conductor, al tiempo que mantener o invertir el sentido de giro de los ejes.
Accionamiento motor
Los compresores se accionan, según las exigencias, por medio de un motor eléctrico o de explosión interna. En la industria, en la mayoría de los casos los compresores se arrastran por medio de un motor eléctrico. Generalmente el motor gira un número de rpm fijo por lo cual se hace necesario regular el movimiento a través de un sistema de transmisión compuesto en la mayoría de los casos por un sistema de poleas y correas.
Motor eléctrico y sus conductores de velocidad
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
PRESOSTATO.
El presostato, también muy conocido como interruptor de presión. Hay muchos modelos, cada uno de ellos tiene la función de cerrar / abrir el circuito. Esta función conecta / desconecta el funcionamiento. Así actúa un presostato por presión. Los presostatos en general no tienen la capacidad para encender directamente el equipo que están controlando y se ayudan con un relevador o contactor eléctrico. Ojo, no se deben ser confundidos con los transductores de presión (medidores de presión); mientras estos últimos entregan una señal variable en base al rango de presión, los presostatos entregan una señal apagado /encendido únicamente.
Presostato neumático Funcionamiento
Funcionan automáticamente, y una vez que tienen la presión pre-programada cortan al instante la alimentación al motor que es generalmente el que trabajan para aumentar la presión, o motores compresores para comprimir el gas y que enfríe cómo son los Aires acondicionados.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
El fluido ejerce una presión sobre un pistón interno haciendo que se mueva hasta que se unen dos contactos. Cuando la presión baja un resorte empuja el pistón en sentido contrario y los contactos se separan. Un tornillo permite ajustar la sensibilidad de disparo del presostato al aplicar más o menos fuerza sobre el pistón a través del resorte. Usualmente tienen dos ajustes independientes: la presión de encendido y la presión de apagado.
Usos
El presostato es utilizado en muchas de las máquinas eléctricas que utilizamos en el día a día, así como en muchas otras más propias de la industria pesada. Algunos ejemplos de este tipo de máquinas son:
Cafetera. Lavadora. Compresores de aire. Compresores de agua. Grupos de presión. Piscinas. La luz roja de falta de presión de aceite de un automóvil está conectada a un presostato. La bomba de agua está controlada por un presostato en el sistema hidroneumático (hidráulico) en una casa.
En general el funcionamiento del presostato en todas estas máquinas es el mismo, funcionan de forma automática hasta que llegan a la presión programada y en este momento cortan al instante la alimentación del motor abriendo el circuito eléctrico. De este modo, este aparato nos quita el trabajo de estar continuamente pendientes de la presión para apagar el motor cuando sea necesario (parece una tarea sencilla pero nos quitaría mucho tiempo si la tuviésemos que hacer siempre).
COMPRESOR.
Estos compresores son del tipo de desplazamiento positivo, son los más comúnmente utilizados. Existen de simple y doble efecto. El nombre de simple efecto o doble efecto lo reciben por su capacidad de comprimir el aire al avance o en ambos sentidos, respectivamente. Los compresores alternativos, existen en las versiones lubricadas y sin lubricar.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
PARTES:
a) Las válvulas. Las válvulas son mecanismos automáticos colocados en la aspiración e impulsión de cada uno de los cilindros que permiten el flujo del gas en una sola dirección, bien sea hacia dentro del cilindro (aspiración), bien hacia fuera del mismo (impulsión). Estos mecanismos actúan por diferencia de presión, aunque en ciertas condiciones pueden ser ayudadas por resortes. En la operación de los compresores es imprescindible evitar la entrada de líquido en los cilindros, dado que las válvulas sufren enormemente en estos casos, siendo la principal causa de ruptura de las mismas.
b) Pistón Es encargado de comprimir al aire. Cuando se le aplica una energía mecánica determinada por medio de un motor este empieza a realizar un movimiento de vaivén absorbiendo, comprimiendo y descargando el aire hacia el tanque.
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“MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE COMPRESOR DE AIRE”
c) El cilindro Él está, unido a la biela mediante un bulón. Para conseguir el cierre hermético entre el cilindro y el pistón, éste está provisto de dos o tres segmentos cilindro es el recipiente por el cual se desliza el pistón en movimiento alternativo. El pistón tiene forma de vaso invertido y (o aros), colocados en unas ranuras en su parte superior. Dependiendo del tipo de compresor, éstos pueden ser de simple o doble Efecto, según se comprima el gas por una o las dos caras del pistón. Pueden existir, además, uno o varios cilindros por cada una de las etapas que tenga el compresor. La hermeticidad durante la compresión se mantiene gracias a la acción de los segmentos del pistón. Estos elementos consistirán en unos finos aros metálicos abiertos ubicados en la pared del cilindro, dentro de unas pequeñas hendiduras dispuestas para tal fin. El Segmento por su diseño se encontrará haciendo presión en todo momento contra la pared cilindro minimizando así las pérdidas perimetrales proporcionando la hermeticidad requerida en el equipo.
d) Biela y manivela Es el que genera el recorrido del pistón produciendo el movimiento de vaivén. Produciendo el recorrido del pistón.
e) Un cigüeñal Eje con codos y contrapesos presente en ciertas máquinas que, aplicando el principio del mecanismo de biela - manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en rotatorio y viceversa. Los cigüeñales se utilizan extensamente en los motores alternativos, donde el movimiento lineal de los pistones dentro de los cilindros se trasmite a las bielas y se transforma en un movimiento rotatorio del cigüeñal
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VÁLVULA LIMITADORA DE PRESIÓN (TAMBIÉN VÁLVULA DE ALIVIO, SOBREPRESIÓN O DE SEGURIDAD).
Las válvulas limitadoras de presión se utilizan, sobre todo, como válvulas de seguridad. No admiten que la presión en el sistema sobrepase el valor al que se programan. En el momento que el valor de presión a la entrada alcanza el fijado como máximo en la válvula, se abre su salida y el aire pasa a la atmósfera. La válvula permanece abierta hasta que baje la presión del sistema.
Válvula limitadora de presión.
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Existen dos tipos de válvulas limitadoras, las válvulas con un tarado fijo y las válvulas con un tarado regulable. Estas válvulas disponen de un tornillo de regulación, que permite aumentar la presión. Se colocan en los calderines para garantizar la seguridad del calderín.
La válvula de seguridad, o válvula de presión es una característica de seguridad que cada compresor de aire construido en las últimas décadas tiene en común. Esta válvula pequeña, típicamente de 1/2 pulgada (1,5 cm) es un tapón de resorte diseñado para asegurar que la presión en el compresor no pueda acumularse más allá de los niveles seguros, lo que puede causar rupturas peligrosas en el tanque, la herramienta o la manguera, con la posibilidad de causar lesiones graves. La válvula se fija para una presión específica en la fábrica y es un sistema cerrado sin medios para el ajuste. Los resortes de la válvula se abren ante un umbral de presión preestablecido y se cierran cuando la presión cae por debajo del nivel de seguridad predeterminado. Una válvula con un mal funcionamiento que, o bien se abre a una presión que no es utilizable o se niega a cerrarse debe ser reemplazada. VALVULA DE SEGURIDAD 1/2" Válvula que se abre al alcanzar la presión máxima. Max. Presión: 11 bar-159.5418 psi Aprox. 160 psi. Repuesto: MTA-1506, MTA-1506-S, MTA-2524, MTA-3050
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Mantenimiento
Es importante realizar un adecuado mantenimiento preventivo de la válvula limitadora de presión en los equipos, ya suponen la reducción de número de paradas en emergencia o accidentes que pueden suceder por deficiente funcionamiento de estos elementos y la consiguiente rentabilidad y seguridad de la instalación. Estas válvulas deben ser inspeccionadas con la debida seguridad para comprobar que estén trabajando correctamente, y periódicamente deben ser desmontadas totalmente para verificar que sus distintos elementos no presenten anomalías, así como su interior este limpio de acumulaciones e incrustaciones o sustancias extrañas, que el asiento de disco este correctamente, y que el muelle o resorte no haya perdido sus características.
TANQUE O ACUMULADOR.
Los tanques acumuladores de aire sirven para: Almacenar aire comprimido para cuando la demanda momentánea exceda la capacidad del compresor. Sirven para compensar oscilaciones de la presión y como depósito para cubrir picos de consumo de aire comprimido. Incrementar la refrigeración y captar posibles condensados residuales y pequeñas gotas de aceite. Compensar las variaciones de presión que tengan lugar en la red de tuberías. Evitar ciclos carga-descarga del compresor demasiado frecuente.
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Beneficios: Compensa las oscilaciones de presión en la red. Permite tiempo de descanso del compresor. Permite el enfriamiento del aire procedente del compresor. Retiene impurezas procedentes del compresor. Hace descansar al compresor y aumenta su vida útil.
Factores que influyen en la dimensión de un depósito: El caudal del compresor. Las variaciones de la demanda. El tipo de refrigeración, que determina unos periodos aconsejables de paro o marcha en vacío.
En los compresores con una presión efectiva de trabajo de 10 kg/cm2 o superiores y condiciones normales en el consumo de aire, el tamaño del depósito en unidades de volumen, debería ser alrededor de seis veces la capacidad del compresor, en las mismas unidades de volumen por segundo. Para el funcionamiento de un compresor con arranque y parado automático, debe seleccionarse el volumen del depósito de acuerdo con el consumo de aire y capacidad del compresor, considerando que sólo pueden producirse diez arranques por hora, igualmente distribuidos, con arranques cada seis minutos. En este caso, la diferencia de presión entre parada y arranque debe ser más alta (alrededor de 1 bar).
Tanque vertical
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Tanque horizontal
VÁLVULA DE PASO O CIERRE MANUAL.
Hay diversas válvulas de cierre tales como; mariposa, compuesta, esfera y de asiento. Las válvulas de cierre- retención ofrecen el desempeño de sellado hermético, al mismo tiempo, otorgan protección a la válvula de retención en caso de flujo inverso de fluidos. Cabe señalar, sin embargo, que esta válvula es para uso exclusivo en la posición totalmente abierta o cerrada. Esta no es adecuada para su uso en una posición de apertura parcial para ningún propósito, tal como el control de caudal. Esta es una válvula de bola que hace uso de un anillo suave conformado en el asiento de la válvula. Si la válvula se utiliza en posición parcialmente abierta, la presión se aplica a sólo una parte del asiento de la válvula, lo cual puede causar que el asiento de la válvula se deforme. Si el asiento de la válvula se deforma, sus propiedades de sellado se vulneran y esta fugará como consecuencia de ello.
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VÁLVULA ANTIRETORNO
Las válvulas antirretorno, también llamadas válvulas de retención, válvulas uniflujo o válvulas check, tienen por objetivo cerrar por completo el paso de un fluido en circulación -bien sea gaseoso o líquido- en un sentido y dejar paso libre en el contrario. Tiene la ventaja de un recorrido mínimo del disco u obturador a la posición de apertura total.
FILTRO DE TOMA DE AIRE
Este compresor está equipado con un filtro de entrada de aire externamente accesible que está diseñado para limpiar el aire que entra al compresor. El elemento filtrante se puede quitar fácilmente para limpiarlo periódicamente. Use are comprimido para soplar suciedad suelta y escombros del elemento filtrante y reinstale. Cambie el elemento filtrante de papel cuando sea necesario. Un filtro de aire sucio reducirá el desarrollo del compresor de aire y puede provocar la falla del producto.
Filtro de aire
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INSTALACIÓN DE COMPRESOR.
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SÍMBOLOS NEUMÁTICOS DIN ISO1219-1, 03/96. Símbolos gráficos para equipos neumáticos.
Manómetro.
Válvula de purga.
Motor eléctrico.
Presostato.
Compresor.
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Válvula limitadora de presión.
Deposito neumático.
Válvula de paso o de cierre manual.
Válvula antiretorno.
Filtro de toma de aire.
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CIRCUITO COMPRESOR DE AIRE
UNIDADES DE MEDIDA
El punto de partida de una instalación de aire comprimido es el aire exterior de la atmósfera, que se encuentra a unas condiciones específicas de presión, temperatura y humedad propias de cada lugar. Como acuerdo internacional, se toma la presión atmosférica normalizada, 1 atmósfera, que está definida como la presión atmosférica media al nivel del mar, y que toma los siguientes valores según el sistema de unidades: • 1 atmósfera = 1,01325 bar; • 1 atmósfera = 760 Torr (760 mm de Hg); • 1 atmósfera = 101 325 Pa (N/m2); • 1 atmósfera = 1,033227 Kg/cm2; • 1 atmósfera = 14,69595 PSI (pound/inch2); • 1 atmósfera = 10,33 metros de columna de agua (m.c.a.) Para definir la presión en un sistema de aire comprimido se utiliza la presión efectiva, denominada también presión manométrica, y que suele expresarse en
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bar (e). Esta presión hay que distinguirla de la presión absoluta (a). Para pasar de una a otra sólo hay que restarle a la presión absoluta la presión ambiente (aprox. 1 bar). Así por ejemplo si un punto de consumo trabaja a una presión absoluta de 7 bar(a), su presión efectiva será de 7-1= 6 bar (e). Por tanto, la presión manométrica se aplica en todos aquellos casos donde la presión de trabajo es superior a la atmosférica, porque cuando esta presión es inferior a la atmosférica entonces se habla de presión de vacío. Por otro lado, en ocasiones el consumo de aire de un punto de utilización viene definido en Nm3/min o Ndm3/min (tambiénNl/min), donde Nm3 y Ndm3 (o Nl) significa normal metro cúbico y normal decímetro cúbico (normal litro) respectivamente. Cuando se antepone el prefijo Normal a la unidad de medida se refiere a que está medido en unas condiciones de presión, temperatura y humedad relativa del aire, que son las siguientes: • Presión: 1,013 bar(a) • Temperatura: 0 ºC • Humedad Relativa: 65%
Pero el caudal volumétrico del aire libre suministrado para un equipo compresor (FAD) suele venir definido en su hoja de especificaciones según unas condiciones estándar en la entrada del equipo que no suelen coincidir con las condiciones normales (ejemplo, 1 bar de presión absoluta y temperatura de 20 ºC). Para pasar de un caudal expresado en condiciones normales (ej. Nm 3/s) a las condiciones estándar de trabajo (l/s) se emplea la siguiente expresión:
Donde: QFAD es el caudal de aire suministrado en las condiciones de trabajo estándar (l/s) QN es el caudal en condiciones normales (Nl/s) TFAD es la temperatura de entrada estándar al compresor (20 ºC) TN es la temperatura normal de referencia (0 ºC) PFAD es la presión de entrada estándar al compresor (1 bar (a)) 1,013 es la presión de referencia normal (1,013 bar (a).
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CALIDAD DEL AIRE.
Los sistemas y procesos de producción modernos necesitan aire comprimido de alta calidad. Esta calidad se define en la norma internacional ISO 8573-1:2001 que califica la calidad del aire de acuerdo a los valores de suciedad (por el tamaño de las partículas sólidas suspendidas y su concentración), de agua (según el punto de rocío a presión alcanzado y el contenido de vapor de agua presente en el aire) y de aceite (por la concentración total de aceite presente en el aire en forma de aerosoles, líquidos o vapores).
Una vez definido la calidad de aire que se requiere según la aplicación, entonces se hace necesario someter al flujo de aire a un proceso de tratamiento mediante etapas de filtrado, separación de agua y secado que consiga unos niveles de suciedad, contenido en agua y aceite que queden por debajo de los límites establecidos.
A continuación se muestra la tabla que define la calidad del aire clasificándolo en diferentes clases según la normativa vigente:
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Calidad del aire comprimido, según ISO 8573-1
CLASE
PARTÍCULAS SÓLIDAS ACEITE Número máximo de partículas por HUMEDAD Concentración m3 Punto de total mg/m3 rocío a (aerosoles, líquidos o 0,1-0,5 µm 0,5-1,0 µm 1,0-5,0 µm presión (ºC) vapores)
1
100
1
0
-70
0,01
2
10000
1000
10
-40
0,1
3
-
10000
500
-20
1
4
-
-
1000
3
5
5
-
-
20000
7
-
6
-
-
-
10
-
Tabla 1. Calidad del aire comprimido según ISO 8573-1 De esta forma para designar la clase de pureza del aire comprimido se debe seguir el siguiente formato: ISO 8573-1 X.Y.Z, Donde: X es la cifra que indica la clase de partículas sólidas, según la Tabla 1 anterior, Y es la cifra que indica la clase de humedad, según la Tabla 1 anterior, Z es la cifra que indica la clase de aceite, según la Tabla 1 anterior. Ejemplo: Aire comprimido Calidad ISO 8573-1 1.2.1, significaría un tipo de aire con la siguiente calidad: - calidad de clase 1 en partículas sólidas (nº partículas por m3 de aire