Details

1. Introdução
O Banco de Teste de Compressor foi projetado para avaliar e caracterizar óleos lubrificantes de compressores de parafuso rotativo inundados com óleo sob condições realistas e controladas. Sua função principal é operar um compressor de parafuso rotativo injetado com óleo — tipicamente um Atlas Copco GA 15 A 13 (ou equivalente) — em circuito fechado, enquanto monitora continuamente pressão, temperatura, fluxo e parâmetros relacionados. Ao submeter os óleos de teste (ISO VG 32–100) a operação contínua, os componentes a jusante podem ser inspecionados para tirar conclusões sobre estabilidade à oxidação, propriedades de desgaste e desempenho geral sob carga.

Objetivos principais incluem:
 ● Avaliação do Desempenho do Óleo: Determinar a tendência de oxidação e a durabilidade dos óleos do compressor.
 ● Diagnósticos Baseados em Dados: Captura de dados em tempo real (pressão, temperatura, fluxo) via sistema integrado DAQ/PLC para análise pós-teste.
 ● Segurança e Conformidade com Normas: Projetado para atender à Diretiva Europeia de Máquinas 2006/42/EG (CE) ou normas indianas equivalentes, com travas de segurança, válvulas de alívio e desligamento de emergência.

2. Especificações Técnicas

            

              
Parâmetro
              
Especificação
            
            

              
Tipo de Compressor
              
Parafuso rotativo inundado com óleo (Atlas Copco GA 15 A 13 ou equivalente)
            
            

              
Potência do Motor
              
15 kW (20 HP)
            
            

              
Tensão de Entrada
              
415 VAC, 3 fases, 50 Hz, 63 A
            
            

              
Pressão Máxima de Descarga
              
12,5 bar (nominal); alívio de segurança a 14 bar
            
            

              
Vazão Máxima
              
71 CFM (≈ 120 m³/h) a 130 °C
            
            

              
Grau de Óleo Suportado
              
ISO VG 32, 46, 68, 100
            
            

              
Capacidade do Tanque de Óleo
              
500 L, vaso vertical de aço (IS 2062 E 250 BR), testado hidraulicamente a 15 bar
            
            

              
Faixa do Medidor de Fluxo
              
0–150 LPM (tipo turbina, saída 4–20 mA)
            
            

              
Transmissores de Pressão
              

                • Sucção: 0–2,5 bar abs (Wika S20)

                • Descarga/Reservatório: 0–16 bar gauge × 4 (Wika S20)
              
            
            

              
Transmissores de Temperatura
              
0–150 °C (Wika TR 10 × 5, sonda de 6 mm)
            
            

              
Sistema de Resfriamento
              
Resfriador de óleo + bomba de circulação (saída ≤ 130 °C); resfriador de ar + separador a jusante
            
            

              
Setpoint da Válvula de Segurança do Reservatório
              
14 bar (drenagem a 12,5 bar via válvula de assento angular)
            
            

              
Hardware HMI/DAQ
              

                • PLC: Siemens SIMATIC S7-1200

                • PC Industrial: Intel i7, 8 GB RAM, 1 TB HDD, Windows 10 Pro, monitor TFT de 21″
              
            
            

              
Painel de Controle (VFD)
              
Schneider ATV212, 22 kW, 3 fases, com MCCBs, relés de sobrecarga, botões, torre de sinalização, E-stop
            
            

              
Travas de Segurança
              
Sobretensão (> 130 °C → desligamento do VFD), sobrepressão (> 14 bar → alívio), alarme de baixo nível de óleo
            
            

              
Área Ocupada (Aprox.)
              
2,5 m × 1,5 m × 1,8 m (composição do skid do compressor, painéis, reservatório)
            
            

              
Dimensões do Skid do Compressor
              
1,3 m × 0,78 m × 1,2 m
            
            

              
Dimensões do Gabinete DAQ
              
0,6 m × 0,8 m × 1,8 m
            
            

              
Dimensões do Painel de Controle VFD
              
0,8 m × 0,3 m × 1 m
            
            

              
Dimensões do Reservatório
              
Ø 1 m × 1,2 m
            
            

              
Material de Construção
              
Skid: chapa MS IS 2066 (10 mm) + canais ISMC-100; Reservatório: aço IS 2062 E 250 BR; tubulação: SS/PK
            
            

              
Pintura/Revestimento
              
Revestimento em pó no skid; primer + camada anticorrosiva no reservatório
            
            

              
Precisão da Instrumentação
              

                • Pressão: ± 1 % FS (Wika 233.50.100)

                • Temperatura: ± 0,5 °C (Wika TR 10)
              
            
          

3. Blocos Funcionais Principais
O banco é dividido em quatro subsistemas principais, cada um formando um loop de teste coeso:
 1. Conjunto do Compressor
  - Máquina: Compressor de parafuso rotativo injetado com óleo, acionado por motor elétrico de 15 kW.
  - Operação: Circula o óleo de teste pelos rolamentos e parafusos internos, depois descarrega o ar com óleo no separador.

 2. Unidade de Controle de Potência (Painel VFD)
  - Inversor de Frequência Variável: Schneider ATV212 (22 kW, 3 fases) regula a velocidade do motor para manter setpoints de pressão, temperatura ou fluxo.
  - Painel Elétrico: Abriga MCCBs, botões, torre de sinalização (vermelho/amarelo/verde), parada de emergência e travas para sobretemperatura do motor, sobrepressão e condições de falha.

 3. Aquisição de Dados e Controle (DAQ/PLC)
  - PLC: Siemens SIMATIC S7-1200 para todas entradas/saídas analógicas e digitais.
  - HMI/PC Industrial: Computador industrial Advantech (Intel i7, 8 GB RAM, 1 TB HDD, Windows 10 Pro) com software proprietário para monitoramento em tempo real.
  - Sensores:
   ▪ Transmissores de pressão (Wika S20, 0–2,5 bar abs; 0–16 bar gauge) em sucção, descarga e reservatório.
   ▪ Transmissores de temperatura (Wika TR 10, 0–150 °C, sonda 6 mm) antes/depois do resfriador de óleo e na descarga do compressor.
   ▪ Medidor de fluxo (tipo turbina, 0–150 LPM, saída 4–20 mA) no circuito de óleo.
   ▪ Medidor de energia (conforme necessidade) para medir consumo elétrico.

4. Resfriamento e Armazenamento de Ar/Óleo
  - Resfriador de Óleo + Bomba de Circulação: Mantém a temperatura de entrada do óleo; controlado pelo VFD para manter saída ≤ 130 °C.
  - Resfriador de Ar + Separador: Resfria o ar comprimido e separa o óleo antes de armazenar no reservatório.
  - Reservatório: Vaso vertical de aço 500 L (IS 2062 E 250 BR), testado hidraulicamente a 15 bar, com ganchos de elevação, válvula de drenagem (½″ BSPM) e portas de medição (¼″ + ½″ BSPM).
  - Válvula de Segurança: Ajustada para 14 bar no reservatório; drena automaticamente a 12,5 bar via válvula de assento angular.

4. Circuito Hidráulico Detalhado (ver documentos anexos)
Circuito de óleo em loop fechado segue como:
 1. Injeção de Óleo: Óleo do tanque (“Óleo Frio”) bombeado para os rolamentos do compressor.
 2. Separação de Descarga: Mistura óleo + ar entra no separador ar/óleo; óleo retorna ao tanque; ar passa pelo resfriador de ar.
 3. Resfriamento de Óleo: Óleo separado flui através do resfriador de óleo (transmissores 6.3/6.4).
 4. Medidor de Fluxo (7.0): Mede fluxo de óleo (0–150 LPM).
 5. Ponto de Amostragem: Permite amostragem manual para análise laboratorial.
 6. Válvula de Segurança (8.0): Protege o circuito contra sobrepressão além de 14 bar.
 7. Tanque de Óleo (9.0): Capacidade de 500 L; equipado com indicadores de nível, drenagem e portas de inspeção.
 8. Retorno ao Compressor: Óleo recircula para porta de injeção do compressor (transmissor 5.1 lê 0–16 bar gauge).

Etiquetas do esquema hidráulico:
● 1.0 = Sucção do compressor
● 2.0 = Painel VFD
● 3.0 = Medidor de energia
● 4.0 = Transmissor de pressão de sucção
● 5.1–5.5 = Transmissores de pressão na descarga/reservatório
● 6.1–6.6 = Transmissores de temperatura ao redor dos resfriadores
● 7.0 = Medidor de fluxo
● 8.0 = Válvula de segurança
● 9.0 = Reservatório de óleo
● 10.0 = Válvula de drenagem automática no reservatório
● 11.0 = Manômetro
● 12.0 = Secador de ar (para fornecimento de ar comprimido limpo)
● 13.0 = Instrumentação opcional (ex.: sensor de ponto de orvalho).

5. Componentes Mecânicos e Estruturais
1. Base Skid & Estrutura
 o Fabricado com canais ISMC-100 (pernas) e chapa base MS de 10 mm (IS 2066), soldada conforme desenhos aprovados, revestida a pó.
 o Ganchos de elevação (MS, 16 mm) nos quatro cantos, classificados para manuseio seguro com macaco e guindaste.

2. Reservatório de Ar & Coletor
 o Casco e extremidades: IS 2062 E 250 BR, extremidades elipsoidais, testadas hidraulicamente a 15 bar.
 o Blocos do coletor usinados em MS; encaixes ½″ BSPM, testados com penetrante de tinta.
 o Pintura: primer + camada superior; tempo de secagem 24 h.

3. Tubulação & Conexões
 o Tubos e conexões de alta pressão (SS/PK) conectando compressor, resfriador, reservatório e válvulas. Todas as juntas testadas a 18 bar.
 o Válvula de drenagem automática (Parker/Festo, ½″ BSPM) na base do reservatório; válvula de assento angular operada a ar (Parker/Festo, ½″ BSPM) para controle pneumático.

4. Pacote de Resfriamento
 o Resfriadores de óleo e ar dimensionados para manter óleo ≤ 130 °C (desligamento crítico a 130 °C).
 o Conjunto ventilador/motor controlado por VFD para resfriamento variável baseado na temperatura de descarga.

5. Montagem de Instrumentação
 o Manômetros (Wika 233.50.100, 0–21 bar, 1 % FS) nas linhas de sucção/descarga e reservatório.
 o Manômetros/transmissores montados em encaixes SS (SA-105, 3000#) com válvulas de isolamento.
 o Medidor de fluxo (turbina, 1″ BSPF) instalado a jusante do resfriador de óleo.
 o Transmissores de temperatura em termopoço de 6 mm, antes/depois do resfriador e na descarga.

6. Arquitetura Elétrica & Controle
 ● Entrada de Energia: 3 fases, 415 VAC, 63 A (fornecido pelo cliente).
 
 ● Painel VFD:
     - Schneider ATV212 (22 kW).
     - MCCB, relés de sobrecarga, fusíveis, contator, proteção de motor.
     - Botões: START, STOP, RESET; Parada de Emergência (cogumelo).
     - Torre de sinalização (verde = pronto, amarelo = em operação, vermelho = falha).
 
 ● Gabinete PLC/DCS:
     - CPU Siemens S7-1200 com entradas analógicas 4–20 mA (pressão, temperatura, fluxo).
     - I/O digital para travas, alarmes, controle de motor/válvula.
     - SMPS e MCBs conforme esquema.
     - Conexão Ethernet entre PLC e PC industrial.
 
 ● HMI/PC Industrial:
     - Monitor TFT 21″, teclado, mouse.
     - Interface gráfica com diagrama mostrando nível do tanque, temperatura do óleo, pressões e status de alarme em tempo real.
     - Registro de todos os parâmetros; exportação para CSV/Excel para análise pós-teste.
 
 ● Travas de Segurança:
     - Sobretemperatura (óleo > 130 °C → desligamento VFD).
     - Sobrepressão (reservatório > 14 bar → válvula de segurança, alarme).
     - Baixo nível de óleo → trava para parar compressor.
     - Proteção por senha na HMI para evitar alterações não autorizadas.

7. Lista de Materiais (Itens Principais)

  

    
Item Nº
    
Número de Peça
    
Descrição
    
Marca/Modelo
    
Qtd
  
  

    
1
    
2A3876P0001
    
Compressor de Parafuso Rotativo Injetado com Óleo, 20 HP/15 kW
    
Atlas Copco GA 15 A 13
    
1
  
  

    
2
    
2A3876P0002
    
VFD (22 kW, 3Ø)
    
Schneider ATV212
    
1
  
  

    
3
    
2A3876P0003
    
Medidor de Energia (conforme necessidade)
    
Padrão
    
1
  
  

    
4
    
2A3876P0004
    
Transmissor de Pressão, 0–2,5 bar abs
    
Wika S20
    
1
  
  

    
5
    
2A3876P0005 (×4)
    
Transmissor de Pressão com Elemento de Resfriamento, 0–16 bar
    
Wika S20
    
4
  
  

    
6
    
2A3876P0006 (×5)
    
Transmissor de Temperatura, 0–150 °C
    
Wika TR 10
    
5
  
  

    
7
    
2A3876P0007
    
Medidor de Fluxo, 0–150 LPM (Tipo Turbina)
    
Padrão
    
1
  
  

    
8
    
–
    
VFD adicional (conforme necessidade)
    
Padrão
    
1
  
  

    
9
    
2A3876P0009
    
Tanque de Óleo, 500 L, 15 bar, Montagem Vertical
    
Neometrix
    
1
  
  

    
10
    
2A3876P0010
    
Manômetro, 0–21 bar, 1 % FS
    
Wika 233.50.100
    
1
  


8. Garantia de Qualidade & Protocolos de Teste
8.1. Teste de Aceitação de Fábrica (FAT)
Antes do envio, cada banco passa por:
 ● Integridade Hidráulica: Teste de vazamento a 18 bar; toda tubulação e conexões confirmadas sem vazamentos.
 ● Precisão de Pressão/Temperatura: Certificados de calibração de todos os transmissores de laboratórios credenciados pelo NABL.
 ● Inspeção Visual: Dimensões (≈ 1,3 m × 0,78 m × 1,2 m para skid do compressor), rotulagem correta, montagem de botões e manômetros.
 ● Reservatório de Ar: Certificado de teste hidrostático, registros de solda, integridade dos ganchos de elevação, tamanho correto das portas (¼″ × 2, ½″ × 2, entrada/saída 1½″ × 2).
 ● Segurança & Travas: Parada de emergência, buzzer de alarme, torre de sinalização, travas do motor, verificação da válvula de alívio, proteção por senha na HMI.
 ● Teste Funcional:
   • Rampagem do VFD passo a passo; verificar partida do compressor.
   • Desempenho do resfriamento de óleo: registrar temperaturas de entrada/saída (40–84 °C); garantir corte ≤ 130°C.
   • Testes de pressão: registrar pressões de sucção, operação e descarga a cada 10 min; confirmar drenagem do reservatório a 12,5 bar, alívio a 14 bar.

8.2. Teste de Aceitação no Local (SAT)
Após instalação na BPCL (em até três semanas):
 ● Verificação da Instalação Mecânica: Conferir fundação, nivelamento, alinhamento conforme layout do site.
 ● Verificação da Conexão Elétrica: Confirmar energia de entrada (3 Φ 415 VAC, 63 A), aterramento para energia/instrumentos, roteamento de cabos.
 ● Execução Funcional: Operação em carga total por 4.000 h (confiabilidade mínima esperada do compressor) sob supervisão.
 ● Entrega de Documentação:
   1. Cópia impressa/digital do Manual do Usuário & Manual de Manutenção (×2 cada).
   2. Desenhos técnicos completos (GA, circuito, BOM).
   3. Certificado de teste do compressor, certificado de garantia de 2 anos.
   4. Treinamento para operadores da BPCL por engenheiros de serviço da Neometrix.

9. Fluxo Operacional
1. Sequência de Partida
 ● Verificar nível de óleo no tanque; preencher até a marca.
 ● Fechar válvula de drenagem do reservatório.
 ● Ligar painel VFD; ajustar parâmetros (RPM/pressão alvo).
 ● Ligar PLC/PC; iniciar aplicação HMI.
 ● Pressionar “START” na HMI; VFD atinge velocidade programada; compressor entra em operação.
 ● Monitorar temperaturas de entrada/saída do óleo; ajustar ventilador controlado pelo VFD se necessário.

2. Registro de Dados
 ● HMI registra valores a cada segundo: pressão de sucção, pressão de descarga, pressão do reservatório, temperatura do óleo, condições ambientais, taxa de fluxo.
 ● Limites de alarme: óleo > 130 °C (desligamento VFD), pressão do reservatório > 14 bar (válvula de segurança acionada).

3. Sequência de Desligamento
 ● Reduzir velocidade do VFD gradualmente via HMI.
 ● Permitir que o compressor desacelere sem carga.
 ● Abrir válvula de assento angular para liberar pressão do reservatório.
 ● Desligar VFD → PLC → energia principal.
 ● Drenar óleo residual pelo ponto de amostragem; coletar para análise laboratorial.
 ● Registrar relatório final do teste (temperaturas do óleo, pressões, horas de operação, consumo de energia).

10. Materiais de Construção & Recursos de Segurança
 ● Aço Estrutural: IS 2062 E 250 BR para skid, casco do reservatório e estruturas de suporte.
 ● Normas de Soldagem: Soldadores qualificados; teste por penetrante em juntas críticas.
 ● Revestimento: Pintura a pó no skid; primer + tinta anticorrosiva no reservatório.
 ● Segurança:
   - Botão de emergência no painel VFD e gabinete DAQ.
   - Torre de sinalização (verde = pronto, amarelo = em operação, vermelho = falha).
   - Buzzer audível para alarmes.
   - Travamentos por sobretemperatura e sobrepressão.
   - Proteção por senha na interface do operador.

11. Consumíveis & Considerações de Manutenção
 ● Óleo do Compressor: Graus de teste (ISO VG 32, 46, 68, 100) fornecidos pela BPCL.
 ● Filtros:
   - Filtros de óleo em linha; substituir a cada 200 h.
   - Cartuchos do secador de ar; trocar a cada 6 meses ou em alarme de umidade.
 ● Refrigerante: Mistura água/glicol para resfriador de óleo (se ambiente > 35 °C).
 ● Peças de Reposição Recomendadas:
   - Transmissor de pressão (uma peça de reserva por faixa), sensor de temperatura (uma peça de reserva).
   - Conjunto de correia em V (se acionado por correia); O-rings e juntas para flanges.
   - Fusíveis/disjuntores para VFD/PLC.
   - Lâmpadas da torre de sinalização, armazenamento de backup HMI-PC.

12. Relatórios & Entregáveis
Após cada teste, os entregáveis incluem:
1. Relatório de Desempenho do Óleo
 ● Temperaturas de entrada/saída do óleo ao longo do tempo.
 ● Curvas de pressão (sucção, descarga, reservatório).
 ● Taxa de fluxo ao longo do tempo.
 ● Observações (sobretensões, quedas de pressão, aumento anormal de temperatura).

2. Registro do Compressor
 ● Total de horas de operação, perfil RPM do VFD, consumo de energia (kWh).

3. Registro de Não Conformidades & Manutenção
 ● Desvios de sensores/calibração.
 ● Vazamentos ou acionamentos de válvula de segurança.
 ● Manutenção realizada (troca de filtros, verificação de acoplamentos).

4. Resumo Final
 ● Conclusões sobre oxidação do óleo e adequação.
 ● Recomendações para o próximo ciclo de teste ou intervalos de troca de óleo.

Em resumo, este Banco de Teste de Compressor é uma plataforma totalmente integrada, com certificação CE, projetada para:
 ● Operar um compressor de parafuso rotativo inundado com óleo de 15 kW sob condições controladas.
 ● Resfriar e separar óleo/ar, e recircular o óleo de teste para operações prolongadas (≥ 4.000 h).
 ● Registrar dados completos via PLC/DAQ e HMI de PC industrial.
 ● Seguir padrões de segurança (alívio de pressão, travas, paradas de emergência).
 ● Fornecer testes robustos e repetíveis de lubrificantes para compressores.