Instalacje sprężonego powietrza

Projekt instalacji sprężonego powietrza Uwzględnij spadek ciśnienia Montaż instalacji sprężonego powietrza Jaki materiał wybrać do instalacji sprężonego powietrza? Przegląd najczęściej stosowanych typów systemów rurowych Przegląd łączących elementów rurowych

Rozprowadzeniem sprężonego powietrza nie musi zajmować się ten, kto ma w swoim warsztacie lub garażu mały kompresor. Jednak w warsztacie rzemieślniczym lub zakładzie przemysłowym konieczne jest zaprojektowanie rozprowadzenia sprężonego powietrza do odbiorników za pomocą odpowiednich rur i węży. Dobrze zaprojektowana instalacja pozwala zaoszczędzić wiele pieniędzy i zmartwień.

Projekt instalacji sprężonego powietrza

Przy projektowaniu instalacji należy uwzględnić następujące aspekty:
szybki montaż niski spadek ciśnienia między miejscem wytwarzania a zużycia możliwości przeróbek brak wycieków odporność na korozję minimalne niezbędne wyposażenie estetyczny wygląd modularność
Zastanów się, które z tych wymagań są dla Ciebie najważniejsze, i w zależności od tego wybierz układ systemu rurowego. Instalacja jest zwykle w eksploatacji dłużej niż 10 lat. Jak widać na wykresie, nierzadko inwestycja początkowa nie jest tak istotna jak koszty eksploatacji. Na materiale i wykonaniu instalacji rurowej sprężonego powietrza nie warto oszczędzać.

Jak postępować przy projektowaniu instalacji sprężonego powietrza

Określenie wielkości rur i ich przebiegu jest dość skomplikowane, zwłaszcza gdy powietrze jest doprowadzane do wielu różnych odbiorników. Dlatego często warto powierzyć projekt instalacji sprężonego powietrza konstruktorowi. Opracuje on projekt, w którym znajdziesz wszystkie potrzebne informacje: materiały, rysunki i zestawienie użytego materiału.
Jeśli chcesz zaprojektować instalację sprężonego powietrza samodzielnie, postępuj zgodnie z poniższą procedurą.

1. Zacznij od planu swojego zakładu

Narysuj plan zakładu z wymiarami pomieszczeń i zaznacz miejsca, w których znajdują się:

• kompresory
• miejsca poboru sprężonego powietrza
• przeszkody dla prowadzenia sprężonego powietrza (słupy, konstrukcje, maszyny produkcyjne itp.)

Proste instalacje można naszkicować na papierze, do rysowania bardziej skomplikowanych rozprowadzeń warto użyć specjalnego oprogramowania konstrukcyjnego.

2. Wybierz architekturę – liniową lub obwodową

Instalacja rurowa sprężonego powietrza składa się z przewodu głównego, nazywanego też magistralą, oraz przyłączy do odbiorników. Przewód główny możemy rozwiązać jako:

Przewód liniowy: Prosta instalacja z odgałęzieniami – koszty zakupu są niższe i rozwiązanie nadaje się raczej do małych zakładów i warsztatów rzemieślniczych. Przewód obwodowy: Zamknięta pętla – koszty zakupu są zwykle wyższe, a rozwiązanie nadaje się do większych zakładów.

Przewód obwodowy ma następujące zalety: Łatwo zaprojektujesz nawet rozległe instalacje z wieloma odgałęzieniami poprzecznymi i podłużnymi. Powietrze można prowadzić rurami o mniejszej średnicy. Powietrze dopływa do każdego odgałęzienia z obu stron. Powietrze rozprowadza się w obwodzie równomiernie, również do bardziej odległych miejsc poboru. Odgałęzienia rurociągu instalacji obwodowej można wielokrotnie połączyć ze sobą. Odpowiednio rozmieszczone skrzynki zakończeniowe pozwalają na wyłączenie części instalacji rozprowadzającej z eksploatacji, umożliwiając tym samym konserwację i naprawy bez przerywania pracy maszyn i urządzeń podłączonych do pozostałego odcinka instalacji sprężonego powietrza.

• Gdy wiecie już, jaka architektura odpowiada waszemu zakładowi, narysujcie na planie przebieg przewodów wraz z wymiarami poszczególnych odgałęzień. Na planie dokładnie zaznaczcie miejsca, które rurociąg będzie musiał omijać (np. słupy). Określcie wymiary ścian hali oraz długości poszczególnych odcinków rurociągu.

3. Określcie maksymalne zużycie – zużycie największego punktu poboru

4. Wybierzcie typ instalacji

W zależności od ciśnienia, zużycia i zastosowania wybierzcie odpowiedni typ instalacji. Do rozprowadzania sprężonego powietrza stosuje się rury i węże z różnych materiałów, a oferta elementów łączących, kształtek i armatury jest bardzo szeroka. Najczęściej stosowane typy instalacji rurowych przedstawiają dwa zestawienia: zestawienie typów systemów rurowych oraz zestawienie elementów łączących rurociągi.

5. Wybierzcie średnicę rur rozprowadzających i elementów łączących

Wymiar rurociągu i elementów łączących pomogą wam dobrać tabele oraz kalkulatory online dostępne na stronach producentów i sklepów internetowych z instalacjami sprężonego powietrza. Do tych tabel należy wprowadzić:

• Przepływ i ciśnienie powietrza – zgodnie z zastosowanym kompresorem.
• Całkowitą długość rurociągu – odczytacie ją z planu swojej instalacji.
• Długość zastępczą przewodu – policzcie armaturę i kształtki na najdłuższym odcinku przewodu i dla każdej z nich odszukajcie w tabelach długość zastępczą; doliczcie „długość zastępczą przewodu" do rzeczywistej długości.
• Na podstawie tych parametrów znajdziecie zalecany wymiar rurociągu i kształtek dla całkowitej obliczonej długości.

Do odgałęzień z przewodu głównego do odbiorników stosuje się węże. Ich wymiar należy ustalić w podobny sposób, jak w przypadku instalacji głównej.

Liczcie się ze spadkiem ciśnienia

Przepływ powietrza przez rurociąg obniża ciśnienie, które trzeba wyrównać większą wydajnością kompresora. Dlatego przy projektowaniu instalacji sprężonego powietrza zadbaj o to, aby spadek ciśnienia był jak najmniejszy. Największy wpływ na wysokość spadku ciśnienia ma długość przewodu. Im jest dłuższy, tym spadek jest większy. Można go zmniejszyć, zwiększając średnicę rurociągu, co jednak podnosi koszt zakupu.

Spadek ciśnienia zwiększa:

• zbyt mała średnica nominalna rurociągu
• zmniejszanie średnicy nominalnej rurociągu w wyniku korozji
• chropowata powierzchnia rur
• powstawanie turbulencji w kształtkach

Spadek ciśnienia można też zmniejszyć poprzez zastosowanie materiałów o niższym współczynniku tarcia.

Spadek ciśnienia a materiał rur
Najniższy spadek ciśnienia mają rury z aluminium, następnie rury z tworzywa sztucznego, a największy spadek mają rury ze stali. Spadek ciśnienia można zmniejszyć także poprzez utworzenie obwodowego przewodu głównego.

Straty sprężonego powietrza w gładkim wężu dla zakresu ciśnień 1-15 bar możecie orientacyjnie sprawdzić w tym kalkulatorze: https://e-konstrukter.cz/technicke-vypocty/162-vypocet-tlakove-ztraty-tlakoveho-vzduchu

Montaż rozprowadzenia sprężonego powietrza

Przy montażu rurociągu trzeba przestrzegać kilku zasad:
- Rurociąg musi być dostępny, aby można było skontrolować szczelność lub przeprowadzić czynności konserwacyjne. Nie instalujcie rurociągu rozdzielczego w szachtach ani kanałach, lecz w miejscach dostępnych.
- Rurociąg instalujcie ze spadkiem 1 do 2% w kierunku przepływu, aby skroplona para i zanieczyszczenia spływały do najniższego miejsca. W tym miejscu instaluje się zbieracz kondensatu z automatycznym odprowadzaniem.
- Odgałęzienia do odbiorników umieszczajcie zawsze na górnej stronie rurociągu, aby zanieczyszczenia nie były porywane do miejsca poboru.
- Do odprowadzania kondensatu i zanieczyszczeń instalujcie odgałęzienia na dolnej stronie rurociągu.

Jaki materiał wybrać do rozprowadzenia sprężonego powietrza?

Do głównego, magistralnego przewodu można zaprojektować rurociąg ze stali, tworzywa sztucznego lub aluminium, wyjątkowo można sięgnąć również po rury miedziane lub mosiężne. Powietrze jest doprowadzane do odbiorników za pomocą węży (gumowych lub z tworzywa sztucznego).

Materiał przewodu magistralnego i jego właściwości

Rury z tworzywa sztucznego (polipropylen, poliamid) nadają się do niskich ciśnień. Są lżejsze, mają mniejszy współczynnik tarcia i nie są narażone na korozję.
Rury metalowe (stal, stal ocynkowana, aluminium, mosiądz, miedź) nadają się do wyższych ciśnień.
Rury aluminiowe mają bardzo mały spadek ciśnienia i większą średnicę wewnętrzną przy tej samej średnicy zewnętrznej.

Przyłącza do odbiorników

Węże gumowe stosuje się zwłaszcza w przypadkach, gdzie wymagana jest pewna ruchomość przewodu zasilającego. Są droższe i trudniej się nimi manipuluje niż wężami z tworzyw sztucznych.
Węże z tworzyw sztucznych (z poliamidu, polietylenu, poliuretanu i teflonu) łatwo i szybko się podłącza i są tańsze.

Przegląd najczęściej używanych typów systemów rurociągowych

Instalacje spawane lub lutowane Do długotrwałej eksploatacji rury stalowe łączy się przez spawanie, a mosiężne przez lutowanie. Zaletą połączeń spawanych jest szczelność i niskie koszty. Wadą jest powstawanie zgorzeliny, którą trzeba usunąć z rurociągu. Ze spoin mogą ponadto odpadać cząsteczki rdzy i zanieczyszczać sprężone powietrze. Dlatego należy stosować jednostkę do uzdatniania powietrza z filtrem.
Instalacje skręcane Rury stalowe ocynkowane łączy się za pomocą złączek. Przy tych połączeniach należy zwracać uwagę na nieszczelności i na rdzewienie w miejscach, gdzie warstwa ochronna jest naruszona, np. przy gwintach. Dlatego również przy użyciu rur skręcanych konieczne jest stosowanie jednostek do uzdatniania powietrza.
Instalacje z tworzyw sztucznych Rury z tworzywa sztucznego można spawać i kleić lub łączyć różnymi złączkami i szybkozłączkami. Na przykład rury z tworzywa grilamid PA 12 można łatwo łączyć za pomocą złączek wtykowych Tectite i innymi systemami Rozprowadzanie sprężonego powietrza

Prasowane instalacje rurociągowe Instalacje prasowane należą obecnie do najczęściej stosowanych, ponieważ mają wiele zalet: Montaż za pomocą zaciskarki jest w porównaniu z lutowaniem i spawaniem bardzo szybki. Cena kształtek i rur jest korzystna. Połączenia zaciskane wytrzymują ciśnienia do 16 barów. Złącza są dobrze uszczelnione za pomocą o-ringów.

Aluminiowe rozwody skręcane Rury aluminiowe można łączyć np. złączkami plastikowymi systemu AIRnet o średnicach nominalnych od 20 do 100 mm (3/4" do 4"). System rurowy AIRnet
Złącza AIRnet są odporne na: ciśnienie robocze 13 barów maksymalne podciśnienie 0,13 bar(abs) temperatura robocza -20/+70 °C
Rury aluminiowe są dostarczane z podwójnym zagięciem do wykonania odgałęzienia z instalacji głównej do ściany. Rury aluminiowe AluNET na maksymalne ciśnienie 16 barów i maksymalną temperaturę +100°C z certyfikatem SZÚ zgodnie z europejskimi dyrektywami PED (Pressure Equipment Directive) i CPR (Construction Product Regulation). Rury AluNET można łączyć systemami rurowymi Tectite Air, Schneider (15-28mm), John Guest i Festo.

Rozwody rurowe z profili aluminiowych

Sico Alu – rozwód aluminiowy do warsztatów i laboratoriów Szybki montaż – złączki nasadza się na profil poprzez o-ringi Podłączenie do profilu za pomocą śrub, bez konieczności użycia specjalnego narzędzia
System Prevost AMPS dla zakładów produkcyjnych Bardzo niski spadek ciśnienia Doskonała szczelność, brak nieszczelności Modyfikacje instalacji rozdzielczej można wykonywać pod ciśnieniem Możliwość połączenia z innymi systemami rurowymi. System AMPS jest odpowiedni dla sprężonego powietrza do 15 bar oraz głębokiej próżni do 10 mbar(abs) - 99%.

Przegląd elementów łączących instalacji rurowej