Jakość sprężonego powierza - istotny parametr w instalacji pneumatycznej

fot. Pomiar punktu rosy

Bezpieczeństwo pracy sieci sprężonego powietrza jest elementem kluczowym dla zakładów produkcyjnych. Awaria układu lub pogorszenie parametrów sprężonego powietrza wpływają bezpośrednio na możliwości produkcyjne, końcową jakość produktu oraz żywotności elementów sieci.

Projektując sieci sprężonego powietrza należy zwrócić uwagę na odpowiedni dobór elementów przez pryzmat jakości sprężonego powietrza. Jakość ta wynika ściśle z wymogów urządzeń, które będą zasilane w sprężone powietrze. Każdy z producentów komponentów lub maszyn określa klasę sprężonego powietrza, jaka musi być zapewniona przez użytkownika. W przypadku awarii urządzeń użytkownik musi udowodnić, że zapewnił odpowiednią jakość, ponieważ niedotrzymanie parametrów stanowi podstawę do odrzucenia reklamacji.

Międzynarodowy standard ISO 8573-1 dotyczący zanieczyszczenia i klasy czystości sprężonego powietrza określa trzy główne zanieczyszczenia sprężonego powietrza: cząsteczki stałe, zawartość wody oraz oleju. Wszystkie te parametry określa się dla warunków referencyjnych, tak aby wszyscy użytkownicy odnosili się do tych samych warunków. Poniższa tabela prezentuje wartości zanieczyszczeń i przypisane im odpowiednie klasy.

Zanieczyszczenia stałe w sprężonym powietrzu mogą pochodzić z otoczenia oraz w wyniku korozji elementów instalacji takich jak zbiorniki i rury. Zakłady produkcyjne, w których zapylenie jest wysokie, aby ograniczyć poziom cząsteczek stałych w powietrzu, powinny układ wentylacji sprężarkowni wyposażyć w odpowiednie filtry, a czerpnię powietrza umiejscowić w miejscu o najniższym zapyleniu. Wysokie zapylenie otoczenia dodatkowo wpływa na żywotność bloku kompresora oraz filtrów ciśnieniowych. W wielu przypadkach zastosowanie odpowiedniej filtracji i ich odpowiednia wymiana zapewniają czystość powietrza i bezawaryjną pracę. W niewielu przypadkach w związku z produkcją o wysokiej czystości konieczna jest ciągła kontrola zawartości zanieczyszczeń stałych. Jest to możliwe, dzięki zastosowaniu układu pomiaru in-line. Pomiar realizowany jest w czasie rzeczywistym i polega na poborze próbki i określaniu ilości cząsteczek. W tym celu wykorzystywane są liczniki cząstek np. PC 400 Pneumat System. Liczniki te można podłączyć do nadrzędnego systemu sterowania, który w przypadku przekroczenia wartości wymaganej poinformuje użytkownika o awarii.

Drugim elementem charakteryzującym sprężone powietrze jest zawartość wody w instalacji, powszechnie określana poprzez ciśnieniowy punkt rosy. Powietrze w układzie powinno zawierać możliwie najniższą zawartość wilgoci, ponieważ związana z nią korozja jest jednym z poważniejszych elementów wpływających na awarie w zakładach produkcyjnych. Wykonywany przez firmę Pneumat System audyt sprężonego powietrza potwierdza powyższą kwestię. Początkowo pojawiająca się woda w instalacji nie powoduje od razu korozji, problem pojawia się dopiero po czasie skutkując np. awariami wysp zaworowych, awariami wrażliwych urządzeń takich jak szlifierki turbinowe lub pojawiająca się woda na powierzchni elementów malowanych (powstają charakterystyczne pęcherzyki powietrza). Niestety, pojawienie się korozji rurociągów związane jest zazwyczaj z koniecznością wymiany instalacji na nową, co wiąże się z bardzo dużą inwestycją. W celu wyeliminowania wilgoci ze sprężonego powietrza stosuje się dwa typu osuszaczy.

Pierwszy typ stosowany powszechnie to osuszacz ziębniczy, umożliwiający osuszenie powietrza do poziomu 3 stopni Celsjusza. Niższy poziom zawartości wody w układzie możliwy jest do osiągnięcia poprzez zastosowanie osuszacza adsorbcyjnego, wyposażonego w porowate złoże pochłaniające wilgoć. Dzięki zastosowaniu osuszacza adsorbcyjnego osiąga się poziom punktu rosy w zależności od zapotrzebowania: od -20 stopni do nawet -70 stopni Celsjusza. Standardowo układy wyposażone w ten typ osuszacza powietrza pracują na poziomie – 40 stopni.

Możliwa jest ciągła kontrola punktu rosy, dzięki zastosowaniu czujników punktu rosy np. FA 500 wyposażonych w wyświetlacz do odczytów lokalnych oraz wyjścia sygnałowe oraz alarmowe, pozwalające na odczyt zdalny. Osuszacze adsorpcyjne wielkoprzepłwyowe zazwyczaj wyposażone są w czujnik punktu rosy, który steruje ich pracą i zwiększa żywotność złoża.

Urządzenie do pomiaru punktu rosy

Ostatnim elementem charakteryzującym jakość medium jest zawartość oleju w sprężonym powietrzu. Jego obecność w sprężonym powietrzu spowodowana jest zastosowaniem kompresorów olejowych oraz w mniejszym stopniu zanieczyszczeniem powietrza zasysanego przez kompresor. Dla aplikacji niewymagających bardzo wysokiej klasy powietrza w odniesieniu do zawartości oleju stosuje się powszechnie filtry z wkładem węglowym. W takich aplikacjach obsługa kompresorowni cyklicznie sprawdza stopień zabrudzenia filtra i wymienia go cyklicznie. Jednak w przypadku produkcji np. leków, materiałów opatrunkowych lub żywności, sprężarkownie wyposażone są w kompresory bezolejowe. Jeśli użytkownik chce mieć pewność, że powietrze jest całkowicie pozbawione oleju to oprócz zastosowania odpowiednich filtrów, może system uzupełnić o katalizator oleju i urządzenie do pomiaru resztkowej zawartości oleju. Jest to urządzenie in-line, które podobnie do pomiaru zawartości cząsteczek stałych pobiera próbkę i poddaje ją analizie poprzez zjonizowanie węglowodorów i pomiar ich koncentracji. Analiza ta możliwa jest w urządzeniu OILCHECK Pneumat System.

Podsumowując, odpowiednia jakość powietrza jest drugim kluczowym elementem w funkcjonowaniu układów sprężonego powietrza. Przystępując do projektowania systemu pneumatycznego, należy zapoznać się z wymogami maszyn oraz przebiegiem instalacji tak, aby dobrać odpowiednie urządzenia do uzdatniania sprężonego powietrza.