Wycieki sprężonego powietrza

Przewodnik: Wycieki sprężonego powietrza, ich pomiar i eliminacja

Szczegół nieszczelności w instalacji sprężonego powietrza

Ile kosztują nas wycieki sprężonego powietrza?

Uciekające sprężone powietrze to także uciekające znaczne środki finansowe. Powietrze zasysane przez sprężarki jest darmowe, ale energia elektryczna do ich napędu już nie. W przedsiębiorstwach produkcyjnych bezużytecznie ucieka od 10 do 25% sprężonego powietrza. Ile kosztuje energia elektryczna na to niepotrzebnie wyprodukowane powietrze, pokażemy na przykładzie produkcji przy użyciu sprężarki o mocy 100 kW:

Tabela kosztów energii elektrycznej przy wyciekach sprężonego powietrza

Wykres docelowej wartości wycieków w zakładzie przemysłowym

Tabela strat powietrza w zależności od ciśnienia i wielkości nieszczelności

Zalecenie dotyczące optymalnego ustawienia ciśnienia sprężarki

Usuwanie wycieków w trzech krokach

  1. Określamy, ile powietrza ucieka z układu.
  2. Znajdujemy miejsca, którymi ucieka powietrze.
  3. Naprawiamy nieszczelności – wymieniając uszczelkę, całe złącze lub urządzenie odbiorcze.

Określanie ilości wyciekającego powietrza

Ilość powietrza traconego bezużytecznie można zmierzyć na jeden z poniższych sposobów:

Monitorowanie spadku ciśnienia w zbiorniku

Przybliżoną objętość wycieków w m³/min określamy na podstawie spadku ciśnienia w zbiorniku, do którego nie dopływa powietrze ze sprężarki i od którego odłączono wszystkie odbiorniki.

Wzór na obliczenie strat sprężonego powietrza poprzez monitorowanie spadku ciśnienia

Monitorowanie cykli pracy sprężarki przy odłączonych odbiornikach

Metodę tę stosuje się tylko dla sprężarek o stałych obrotach. Wyłączamy wszystkie odbiorniki, tak aby powietrze było zużywane tylko przez nieszczelności. Ciśnienie spadnie, sprężarka włączy się, by uzupełnić stratę i ponownie się wyłączy. Cykl ten się powtarza. Wynik jest miarodajny tylko wtedy, gdy w czasie pomiaru wystąpi kilka cykli przełączeń.

Metoda obliczania wycieków poprzez monitorowanie czasu pod obciążeniem i na biegu jałowym

Pomiar przepływu sprężonego powietrza

Wycieki można również określić mierząc przepływ przed odbiornikiem i porównując go z wydajnością sprężarki. O pomiarze przepływu przeczytasz tutaj:
https://www.kompresory-vzduchotechnika.cz/poradna/mereni-prutoku-stlaceneho-vzduchu

Miejsca najbardziej narażone na wycieki

Najwięcej powietrza ucieka na końcach układu, tam gdzie powietrze jest zużywane. Dlatego podczas poszukiwań skup się przede wszystkim na końcowych odcinkach instalacji.

Schemat instalacji z zaznaczeniem najczęstszych miejsc wycieków

Podczas poszukiwań skup się na tych punktach:

  • Nieszczelne szybkozłączki i armatura (zawory odcinające)
  • Nieszczelne węże przyłączeniowe do narzędzi
  • Stare dreny kondensatu (pływakowe, elektrozawory sterowane czasowo)
  • Przestarzałe odbiorniki powietrza (np. przekroczenie ciśnienia na wlocie narzędzia)
  • Sparciałe połączenia i uszkodzone uszczelnienia elementów pneumatycznych
  • Pęknięcia w spoinach spawalniczych
  • Niedokręcone lub poluzowane złączki i połączenia kołnierzowe

Wycieki najłatwiej wykryć w bezpośrednim sąsiedztwie obsługi maszyn. Pracownik zauważa uciekające powietrze i zgłasza usterkę. Według danych firmy Ingersoll Rand, najwięcej wycieków identyfikuje się:

  • w stacjach przygotowania powietrza
  • w połączeniach gwintowanych przy podłączeniach do urządzeń
  • w zaworach sterujących pracą urządzeń pneumatycznych.

W tych trzech miejscach identyfikuje się średnio ponad 80% wycieków w zakładach przemysłowych.
Powietrze ucieka jednak również przez szybkozłączki i złącza wtykowe różnych typów.

Statystyczny rozkład miejsc z najczęstszym występowaniem wycieków

Zapobieganie wyciekom sprężonego powietrza

  • Nie sprężaj powietrza do zbyt wysokiego ciśnienia
  • Nie używaj przestarzałych odbiorników
  • Regularnie kontroluj instalację sprężonego powietrza
  • Mierz straty powietrza w układzie
  • Poszukuj miejsc wycieków sprężonego powietrza
  • Wykrywaj nieszczelności słuchowo lub detektorem ultradźwiękowym

Poszukiwanie miejsc wycieków

  • Słuchowo
    Uciekające powietrze generuje hałas, który można usłyszeć, jeśli w zakładzie nie jest zbyt głośno. Jednak dźwięk uciekający z małego otworu jest niesłyszalny dla ucha – jego częstotliwość leży w zakresie ultradźwięków.
Wyjaśnienie rozchodzenia się ultradźwięków przy małych nieszczelnościach
  • Ultradźwiękowym detektorem nieszczelności
    Znacznie skuteczniej znajdziesz wycieki za pomocą detektora ultradźwiękowego. Urządzenie to ignoruje hałas otoczenia i wykrywa tylko sygnały ultradźwiękowe generowane przez uciekające powietrze. Gdy detektor zarejestruje fale, pokaże je na wyświetlaczu lub zasygnalizuje diodą LED. Niektóre modele przetwarzają ultradźwięki na dźwięk słyszalny w słuchawkach. Im bliżej nieszczelności, tym silniejszy sygnał.

Wizualna instrukcja wyszukiwania wycieków detektorem

Wyszukiwanie nieszczelności detektorem w trzech krokach:

  1. Zakładamy słuchawki i przechodzimy przez halę. Gdy usłyszymy dźwięk, idziemy w kierunku jego wzmocnienia. Tak wstępnie lokalizujemy wyciek.
  2. Za pomocą nasadki lub wskaźnika laserowego precyzyjnie określamy miejsce ucieczki powietrza.

Precyzyjna lokalizacja wycieku powietrza za pomocą wiązki lasera lub sondy

3. Na miejsce wycieku nanosimy wodę z mydłem lub specjalny roztwór. Pęcherzyki potwierdzą nieszczelność.

4. Miejsce wycieku oznaczamy etykietą lub fotografujemy do protokołu naprawczego.

Szukanie wycieków kamerą akustyczną

Można również użyć ultradźwiękowej kamery detekcyjnej. Pokazuje ona miejsce wycieku na kolorowym wyświetlaczu nawet z odległości 20 metrów. Wycieki są rozróżnione kolorami według stopnia nasilenia. Obraz można zapisać i przenieść do komputera wraz z danymi o dacie, czasie i poziomie decybeli (dB).

Wizualizacja wycieków sprężonego powietrza na wyświetlaczu kamery akustycznej

Kup własny detektor lub zleć audyt nieszczelności specjalistycznej firmie

Regularna kontrola nieszczelności na pewno się opłaca. W dużych zakładach warto mieć własny detektor pod ręką. Jeśli nie planujesz zakupu urządzenia, możesz zamówić detekcję wycieków jako usługę zewnętrzną.