Localización de problemas de sistemas de enfriamiento PAC

Aumente el tiempo de operación y la duración de las piezas al mantenerlas frescas

Publicado en 29/01/2016
Publicado por Hypertherm

¿Qué es el refrigerante de la antorcha?

El refrigerante de la antorcha es un fluido de trabajo compuesto por agua desionizada y un soluto para reducir el punto de congelación. Donde no hay riesgo de congelación, muchos talleres utilizan agua regular desionizada. El agua desionizada se utiliza porque está libre de iones conductores que puedan contribuir al deterioro de las líneas de enfriamiento y causar que la antorcha de plasma presente dificultades al arrancar. La Figura 1 es un diagrama de los conductos internos de refrigerante en una antorcha de plasma. El refrigerante es similar a los agentes utilizados en un sistema de enfriamiento automotriz con una diferencia importante: el anticongelante del radiador tiene materiales para sellar fugas. Estos no son apropiados para los sistemas de plasma.

Figura 1 - diagrama de un sistema de enfriamiento de antorcha habitual
Figura 1

El sistema de enfriamiento

Un sistema de enfriamiento PAC habitual consiste en un motor, una bomba, líneas de enfriamiento, una antorcha, un interruptor de flujo, intercambiadores de calor y un depósito (vea la Figura 1). Los motores de 1/3 a 1/2 HP son estándar. Por lo general, el mantenimiento de un motor es espaciado, a menos que haya constricciones en el sistema que hagan que el motor y la bomba trabajen más fuerte.

Bombas

En los sistemas de plasma se utilizan normalmente bombas rotativas a paletas. Estas tienen un tornillo de derivación ajustable que aumenta o disminuye la presión de funcionamiento y el flujo de la bomba. Los rodamientos de estas bombas se desgastan. El acoplamiento entre el motor y la bomba se puede romper. Las paletas dentro de la bomba pueden desgastarse hasta que la bomba ya no pueda desarrollar presión.

Líneas de enfriamiento

Las líneas de enfriamiento transportan el refrigerante a la antorcha de plasma y lo sacan de ella. Por lo general, estas también contienen los principales cables de alimentación de CC. Los cables de alimentación enfriados con agua evitan que el cable de cobre multitrenzado se sobrecaliente. En las aplicaciones mecanizadas, las líneas de enfriamiento generalmente pasan a través de la guía de cable flexible o están colocadas por encima de la máquina de corte. Están sujetas a fugas por mangueras rotas o agrietadas, agujeros derretidos, conectores dañados, etc. Las construcciones también son comunes, particularmente en la manguera de retorno de la antorcha de plasma. Los desechos de las fallas de piezas se pueden acumular en la antorcha o en el cable de retorno, lo que restringe el flujo. Los cables de alimentación hechos de cobre también pueden romperse por la flexión constante, causando que los filamentos de cobre tapen los extremos de las mangueras. Las constricciones en los cables causan un flujo reducido y un mayor desgaste en la bomba y el motor.

Antorcha

Figura 2 - diagrama de los conductos internos de refrigerante en una antorcha de plasma

La antorcha es generalmente la mayor constricción en cualquier sistema de enfriamiento PAC. Los conductos internos de agua son pequeños para así aumentar la velocidad del refrigerante y maximizar el intercambio de calor. La mayoría de los electrodos de alto amperaje están fresados por dentro para crear un poste de cobre alrededor del elemento emisor. Un tubo de agua en una antorcha se extiende sobre este poste y empuja el refrigerante a lo largo del poste y contra la pared posterior del electrodo para eliminar el calor (vea la Figura 2). Es fundamental que la antorcha y el refrigerante permanezcan libres de contaminación para permitir un flujo adecuado a través de estos conductos.

Interruptores de flujo

Los interruptores de flujo están diseñados para prevenir una falla catastrófica de la antorcha y las piezas en caso de bajo flujo de refrigerante. Los dispositivos de bronce tipo émbolo se utilizan normalmente con un microinterruptor que debe ser activado para que el sistema arranque. Los interruptores de flujo fallan mecánica o eléctricamente: el émbolo puede pegarse o los componentes del interruptor pueden fallar. Filtros. La mayoría de los sistemas utilizan un filtro en particular similar a la mayoría de los filtros de tratamiento de agua disponibles en el mercado. Los filtros de papel de cinco micras o los filtros de desionización son estándar. Estos deben ser cambiados cada pocos meses o cada vez que se produzca una caída en el flujo o la presión.

Intercambiadores de calor

La mayoría de los sistemas utilizan algún tipo de intercambiador de calor con aletas de radiador y ventilador para eliminar el calor del fluido de trabajo. Algunos sistemas enfrían el refrigerante utilizando una unidad de enfriamiento. La falla más común en esos sistemas simples es el desgaste del motor del ventilador.

Depósitos de refrigerante

Estos suelen estar equipados con un indicador de nivel o interruptor de flotador. El tanque debe ser revisado diariamente para asegurarse de que contenga la cantidad de refrigerante adecuada. Unos niveles bajos de refrigerante pueden hacer que entre aire en la corriente de refrigerante, lo que reduce el enfriamiento. Si el sistema está en bloqueo de seguridad, un nivel bajo de refrigerante puede causar que el sistema se apague totalmente. Se pueden acumular partículas en el fondo del tanque. Deben ser purgadas y eliminadas. Por lo general, el flujo de retorno de refrigerante puede verse a través de la tapa de llenado del depósito de refrigerante.

Localización de problemas

Comprobación del flujo de refrigerante: Si el flujo o la presión del refrigerante parecen fluctuar, verifique el flujo de refrigerante al entrar en la parte superior del depósito–debería ser transparente. Si aparece de color blanco lechoso, entonces probablemente hay aire entrando en el sistema-por lo general debido a un nivel bajo en el depósito. Agregue refrigerante durante un período de dos minutos mientras que la bomba está en funcionamiento para mantener el refrigerante en el nivel recomendado. Si esto no corrige las condiciones de color blanco lechoso, puede haber una conexión suelta en el lado de la entrada de la bomba que está permitiendo que el aire sea aspirado por el sistema. Un problema común con las bombas rotativas a paletas es que a veces no se colocan la tuerca ciega y la junta de sello después de realizar un ajuste a la presión de salida. La tuerca ciega y la junta deben estar en su lugar para evitar que entre aire en el sistema.

Comprobación de la ruta de refrigerante: Si las lecturas de presión o flujo están por debajo de la recomendación del fabricante, hay que revisar la ruta de acceso completa de refrigerante. En primer lugar, verifique el filtro situado justo antes de la bomba. A continuación, verifique la bomba. Con el tiempo, las bombas tendrán que ser ajustadas para compensar el desgaste. Los procedimientos de ajuste varían según el tipo de bomba y deberían estar detallados en el manual de instrucciones. Por último, revise todas las mangueras, cables y conectores para asegurarse de que todo está apretado adecuadamente y no haya mangueras torcidas o rotas.

Comprobación del rango de flujo de refrigerante – ”la prueba del cubo”: Para comprobar el flujo real a través del sistema, realice esta prueba simple. Quite el cable de retorno de refrigerante del depósito. Arranque la bomba. Recoja el flujo de retorno de refrigerante en un recipiente limpio por un determinado período de tiempo (generalmente de 1/2 a 1 minuto) y luego apague la bomba. Mida el volumen y conviértalo en galones/litros por minuto/hora. Compare los resultados con la recomendación del fabricante.

Comprobación del rango de flujo de refrigerante - flujómetro: La mejor manera de garantizar un flujo de refrigerante adecuado es instalando un medidor de flujo de refrigerante justo antes de la línea de retorno en el depósito de refrigerante. Un flujómetro sencillo de 0 a 4 gal/min (de menos de $50) funciona bien. Este es un seguro barato contra fallas en las piezas o la antorcha.

Compruebe la resistividad/conductividad del refrigerante: Con el tiempo, el refrigerante puede comenzar a ionizarse y/o contaminarse con partículas de cobre u otro material conductor. Esto puede causar dificultades en el arranque de la antorcha de plasma debido a que la electricidad de alto voltaje utilizada para iniciar un arco piloto se puede disipar a través del agua de refrigeración. Se puede usar un medidor de conductividad para verificar el refrigerante. La resistividad del refrigerante debe ser menor a 10 μΩ o mayor a 10,000 Ω/cm de resistencia.

Publicado en 29/01/2016
Publicado por Hypertherm