Sieć sprężonego powietrza – spadki ciśnienia i ich wpływ na pracę instalacji

W wielu zakładach przemysłowych sprężone powietrze jest wykorzystywane do zasilania narzędzi, sterowania automatyką oraz wykonywania powtarzalnych czynności na liniach produkcyjnych. Jego dostępność wpływa na organizację pracy, dlatego przy analizie przestojów warto uwzględniać również instalację pneumatyczną. Nie każda usterka maszyny wynika z uszkodzenia jej własnych podzespołów.

W pewnych przypadkach urządzenie działa prawidłowo, niemniej jednak otrzymuje powietrze o zbyt niskim ciśnieniu albo o parametrach zmieniających się w trakcie cyklu. W takich sytuacjach istotne jest ustalenie, czy problem występuje wyłącznie na jednym stanowisku, czy obejmuje większą część instalacji. Pomaga w tym porównanie warunków pracy kilku odbiorników oraz sprawdzenie, kiedy pojawiają się nieprawidłowości. Jeżeli już spadek wydajności występuje przede wszystkim w godzinach największego obciążenia, trzeba uwzględnić jednoczesną pracę maszyn i czasowe zapotrzebowanie na medium. Takie obserwacje pozwalają zawęzić zakres poszukiwania przyczyny bez zakładania z góry, że konieczna jest wymiana konkretnego detalu.

Właściwa eksploatacja źródła sprężonego powietrza obejmuje bieżącą kontrolę parametrów a także planowanie prac technicznych. Serwis sprężarek powietrza może dotyczyć między innymi sprawdzenia układu chłodzenia, filtrów, połączeń, elementów napędowych i podzespołów odpowiedzialnych za utrzymanie właściwego ciśnienia. Szczegółowy zakres czynności zależy od konstrukcji urządzenia i warunków jego użytkowania. Inne potrzeby może posiadać sprężarka pracująca przez kilka godzin dziennie, a inne jednostka obsługująca proces produkcyjny 24 godziny na dobę 7 dni w tygodniu. Warto prowadzić zapisy dotyczące czasu pracy, zgłaszanych usterek, wymienianych części a także niebanalnych komunikatów sterownika. Sama informacja o dacie ostatniego przeglądu nie za każdym razem wystarcza do oceny stanu technicznego. Przy powtarzających się awariach znaczenie ma również kolejność zdarzeń: wzrost temperatury, częstsze uruchamianie silnika czy zmiana poziomu hałasu mogą być wskazówkami pomocnymi w kolejnej diagnostyce. Powinno się jednakże pamiętać, że pojedynczy objaw rzadko przesądza o przyczynie kłopotu. Przed podjęciem decyzji o naprawie trzeba odnieść obserwacje do dokumentacji technicznej oraz rezultatów sprawdzeniu.

Sposób rozmieszczenia przewodów ma bezpośredni związek z warunkami dostarczania medium do poszczególnych stanowisk. Sieć sprężonego powietrza powinna być dostosowana do wymaganej wydajności, długości instalacji i rodzaju podłączonych odbiorników. W praktyce problemy mogą pojawiać się po rozbudowie hali, dodaniu kolejnych maszyn albo zmianie organizacji produkcji, gdy dotychczasowy układ zaczyna pracować pod większym obciążeniem. Dosłownie jeżeli już ciśnienie przy sprężarce pozostaje na ustawionym poziomie, na końcu długiego przewodu może być ono niższe, szczególnie w trakcie jednoczesnego poboru powietrza przez kilka urządzeń. Warto wówczas sprawdzić średnice rur, stan filtrów, drożność przewodów i liczbę połączeń, na których mogą powstawać dodatkowe opory przepływu. Osobnym zagadnieniem jest kondensat gromadzący się w instalacji. Jego ilość zależy między innymi od wilgotności zasysanego powietrza, temperatury i sposobu jego uzdatniania. Niesprawne odwadnianie może prowadzić do przedostawania się wody do dalszych części układu, co ma znaczenie dla narzędzi i procesów wymagających określonej jakości medium. Podczas przemian konstrukcyjnych powinno się także uwzględnić możliwość odcięcia wybranych odcinków bez niepotrzebnego zatrzymywania pozostałych odbiorników.

Przy ocenie wydajności instalacji przydatne są urządzenia do pomiaru sprężonego powietrza, które umożliwiają administrowanie przepływu, ciśnienia, temperatury a także zawartości wilgoci. Wybór przyrządu zależy od tego, jakie zjawisko ma zostać sprawdzone. Manometr pozwala odczytać ciśnienie w określonym punkcie, lecz nie informuje samemu, ile powietrza zużywa dane stanowisko. Do takowej oceny niezbędny jest stosownie dobrany przepływomierz. Jeżeli już problem pojawia się wyłącznie podczas krótkich cykli pracy, bardzo ważna może być częstotliwość rejestracji wyników, ponieważ pomiary wykonywane w dużych odstępach czasu mogą nie uchwycić chwilowych spadków. Przed montażem czujników powinno się sprawdzić zakres pomiarowy, dopuszczalne warunki pracy oraz oczekiwania dotyczące instalacji przyrządu. Znaczenie ma także miejsce wykonania pomiaru. Odczyt przy źródle powietrza nie musi odzwierciedlać warunków panujących przy odbiorniku oddalonym o kilkadziesiąt metrów. W bardziej rozbudowanych układach dane z kilku punktów można zestawić z harmonogramem pracy maszyn i zużyciem energii. Należy a przy tym uwzględnić dokładność pomiarów, okresową kontrolę przyrządów oraz możliwe różnice między poszczególnymi cyklami produkcyjnymi. Dopiero analiza wyników z należycie długiego okresu daje możliwość określić, czy obserwowane odchylenia są związane z chwilowym obciążeniem, nieszczelnością, zmianą parametrów źródła czy ograniczeniami samej instalacji.

Więcej: audyt sprężonego powietrza.