Filtr sieciowy

Filtr sieciowy montowany w instalacji sprężonego powietrza kojarzy nam się z poprawą jakości powietrza. Nie chcemy przecież by zanieczyszczenia trafiały nam do punktu odbioru. Każdy producent filtrów czy sprężarek doradzi nam montaż filtracji, jeśli taki jest wymóg w punkcie odbioru medium.

Często przy zakupie chociażby osuszacza sprężonego powietrza zapominamy w ogóle o filtrach sieciowych. To niby zbędny wydatek, bo przecież osuszacz wodę wyciągnie i takie inne ciekawe teorie można usłyszeć. Woda to jedno, a zanieczyszczenia to drugie. Większość producentów osuszaczy zaleca stosowanie filtra wstępnego przed urządzeniem. Z bardzo prostego powodu. Wstępny filtr sieciowy wyłapuje nam większe cząsteczki (np. do 0,1 mikrona) i znaczną ilość mgły olejowej. To on przejmuje największy, kolokwialnie mówiąc, syf (ulubione określenie mojej żony, gdy zostawię brudny kubek na szafce kuchennej 🙂 ). Ten syf właśnie 😉 jeśli go nie przefiltrujemy przed osuszaczem to zabrudzi nam cały wymiennik, następnie go zablokuje i powietrze nie dość, że będzie pozbawiane wody to dodatkowo nie będzie przepływać w instalację sprężonego powietrza, czyli z błahego powodu poważna awaria i kosztowna przy okazji, bo wymiennik do najtańszych nie należy. Jeśli osuszacz jest wbudowany w sprężarce śrubowej, bez filtra wstępnego, a nie ma obejścia by-pass’em, to zakład staje (pozdrawiam z tego miejsca producenta żółtych kompresorów 🙂 ).

Podobnie może wyglądać wnętrze wymiennika w osuszaczu

zabudzenia z powodu braku filtra sieciowego

Pamiętajmy, że zawsze, gdzie montujemy osuszacz, zamontować filtr wstępny. To inwestycja, która się nam opłaci. Jeśli natomiast posiadasz lub jesteś na etapie wyboru sprężarki z wbudowanym osuszaczem to sprawdź czy jest tam również filtr, który ochroni Twoją „lodówkę”, inaczej możesz mieć kiedyś problem.

Woda w instalacji a osuszacz

Najpopularniejszym rozwiązaniem na eliminację wody ze sprężonego powietrza jest stosowanie osuszacza chłodniczego z ciśnieniowym punktem rosy na poziomie + 3oC. W większości przypadków jest to rozwiązanie wystarczające, jednakże nie idealne. Źle dobrany osuszacz, czy też technicznie nie sprawny, co wcale się tak rzadko nie zdarza, często punkt rosy ma nawet powyżej 10oC, a to już naprawdę zły wynik.

Często spotykam się z problemami użytkowników sprężarek skarżących się na jakość sprężonego powietrza. Czasami mylony jest osuszacz z typowym blokiem przygotowania powietrza (filtr + reduktor), a innym razem widać zakłopotanie na twarzy po pytaniu: kiedy był ostatni przegląd osuszacza. Co jednak zrobić, gdy osuszacz jest w pełni sprawny, osiąga swoje parametry pracy, a mimo to pokazuje nam się woda w instalacji. Najpierw zdajmy sobie sprawę, że osuszacz chłodniczy (czy też ziębniczy jak to czasem mawiają) nie jest w stanie wyeliminować nam całkowicie wody ze sprężonego powietrza.

osuszaczNiekiedy nawet minimalna zawartość wody i oleju potrafi uszkodzić maszynę bądź produkt finalny. W takim wypadku naprawa zniszczeń wielokrotnie może przewyższyć koszt zakupu właściwego urządzenia jakim jest osuszacz adsorpcyjny. W tym momencie spora grupa ludzi chwyta się za głowę pytając o koszta. Na rynku jest sporo osuszaczy adsorpcyjnych z punktem rosy na poziomie 40 i nawet 70oC, ale ich cena niejednokrotnie przewyższa koszt kompresora. Dla mniejszych wydajności, dla małego przemysłu, dostępne są jednak stosunkowo niedrogie modułowe osuszacze adsorpcyjne. Takie urządzenia w swojej ofercie ma m.in. Ingersoll Rand i muszę przyznać, że jest to idealne rozwiązanie na uporanie się z wodą w instalacji.

osuszacz adsorpcyjnyPo przejściu z osuszacza chłodniczego na adsorpcyjny  ryzyko uszkodzenia maszyn na produkcji zostało zażegnane, a jakość produktu firmy niezagrożona. Porównując takie rozwiązanie finansowo to jest jak 2:1, co nie jest złym wynikiem, gdyż „standardowe” adsorpcyjne urządzenia uzdatniające powietrze są często 4-5 krotnie droższe od chłodniczych osuszaczy identycznych parametrów.

Wysokiej jakości sprężone powietrze nie zawsze oznacza wysokich nakładów finansowych.

Sprężarka śrubowa do piaskowania

Piaskowanie czy też śrutowanie różnie nazywane w zależności od używanego materiału ściernego wymaga poza piaskarką zastosowania również sprężarki. Do zastosowań przemysłowych spotykamy się najczęściej z dwoma rozwiązaniami tj. sprężarki stacjonarne i przewoźne.
Wybór jest prosty gdyż zależy od działalności firmy. Jeśli piaskujemy wyłącznie w swoim zakładzie produkcyjnym to najlepszym rozwiązaniem jest stacjonarna sprężarka śrubowa. Jednakże jeśli wykonujemy usługi czyszczenia w różnych miejscach, najczęściej u klienta, placach budów itp. jedyną słuszną opcją jest wykorzystanie przewoźnej sprężarki śrubowej.
Piaskowanie sprężonym powietrzem
Istotne w przypadku obu wyborów jest dostarczenie dobrej jakości sprężonego powietrza pozbawionego wody. Należy zatem dobrać odpowiedniej wielkości osuszacz chłodniczy (zwany też ziębniczym) oraz filtry (wystarczy wstępny przed osuszaczem i dokładny na wyjściu). Podobnie w przypadku sprężarek przewoźnych, które często są dostępne z końcową chłodnicą powietrza i separatorem. Dobrej jakości powietrze zapewni nam lepsze i szybsze czyszczenie. Za dużo wody w powietrzu może nam nawet uniemożliwić pracę.
Ciśnienie pracy i wydajność. O tych kwestiach często zapominamy. Tutaj nie odpowiem jaka powinna być, gdyż każda piaskarka ma inne zapotrzebowanie. Dla jednego zastosowania może być to 1,5 m3/min, gdzie dla drugiego 11 m3/min. Najczęściej zapotrzebowanie użytkowników oscyluje między 3 a 5 m3/min przy ciśnieniu 7 bar. Jest to jednak tylko moje spostrzeżenie, więc proszę na tym nie opierać swoich założeń tylko sprawdzać zapotrzebowanie zasilanych urządzeń.
Proces piaskowania generuje zanieczyszczenie najbliższego otoczenia dlatego też w przypadku stacjonarnych kompresorów zalecane jest posadowienie ich w wydzielonej sprężarkowni bądź miejscu nie narażonym na bezpośrednie zasysanie zanieczyszczonego powietrza. Pył potrafi w błyskawicznym czasie zabić filtr powietrza, maty filtracyjne i chłodnicę. W przypadku przerwania filtra nie muszę wspominać, na co narażony może zostać moduł śrubowy. Tak, więc albo osobne pomieszczenie dla sprężarek, albo konieczność częstszych serwisów.
Przy wyborze urządzeń sprężonego powietrza do tej aplikacji powinniśmy baczniej przyjrzeć się okresowi gwarancji oraz interwałami pomiędzy remontami głównymi gdyż zazwyczaj obciążenie i wykorzystanie tych urządzeń jest znaczne i nie wszystkie koszty sprężarek to koszt zakupu. Ba, powiedziałbym tylko, że ułamek.
Nie faworyzuje żadnego z producentów, więc jedynie podaje temat do przemyśleń.

Sprężarka w zakładzie wulkanizacyjnym, mechaniki pojazdowej

Zakłady wulkanizacyjne czy mechaniki pojazdowej wykorzystują również sprężone powietrze. Z racji, że nie musi być ono najwyższej jakości to zazwyczaj używane są popularne sprężarki tłokowe. Co jednak gdy zapotrzebowanie wzrasta, tłokówki ulegają częstszym awariom i męczy nas ogromny hałas tych urządzeń? Wówczas stajemy przed zakupem nowej sprężarki.

Wielu producentów oferuje zarówno sprężarki tłokowe jak i śrubowe. Od wyboru do koloru. O różnicach między typami tych sprężarek już wielokrotnie wspominałem. Tym razem chciałbym się jednak bardziej skupić na konkretnym przykładzie zakładów. Możliwe, że pokuszę się nawet na poruszanie takich tematów dla różnych branż w przyszłości jako cykl artykułów, jeśli spotka się to oczekiwaniami czytelników.

Częste zapytania ludzi ze wspomnianej branży dotyczą zastosowania sprężarki śrubowej, co wydaje się jak najbardziej słuszne, gdyż mogą pracować w miejscu pracy ludzi zapewniając ciągłą i bezawaryjną (w założeniu rzecz jasna) pracę. Dziwią natomiast pytania o bezolejowe sprężarki. Nie wiem czy niektóre firmy wciskają taki kit klientom? Jest to w tym przypadku całkowicie pozbawione sensu. Jeśli sprężone powietrze będziemy wykorzystywać do podnośników kolumnowych, narzędzi pneumatycznych czy pompowania kół to wystarczy nam olejowa sprężarka śrubowa, nawet bez osuszacza. Jedynie w punktach odbioru na pompowaniu kół czy przy narzędziach można zastosować zespoły uzdatniania sprężonego powietrza. Ich niewielki koszt (w granicach max 200zł) zwraca się na przedłużeniu żywotności urządzeń. Pierwsza separacja powietrza i tak następuje w zbiorniku, gdzie odkłada się pewna ilość wody i kondensatu. Zazwyczaj małe sprężarki śrubowe występują zabudowane na zbiorniku, więc nie potrzebujemy na to dużo miejsca. Mówiąc małe mam na myśli do 11kW. Zazwyczaj w typowym zakładzie gdzie są 2 podnośniki, jednocześnie używa się 2 – 3 narzędzi pneumatycznych wystarcza sprężarka o wydajności 500 – 600 l/min czyli mocy 4 – 5,5 kW, dodatkowo zabudowana na zbiorniku o pojemności minimum 200 litrów.

Sprężarka śrubowa

Należy pamiętać o zapewnieniu dobrych warunków pracy, ponieważ w zakładach wulkanizacyjnych czy mechaniki pojazdowej w powietrzu znajduje się dużo zanieczyszczeń, olejów, brudu to wszystko to jest wchłaniane przez sprężarkę. Wiąże się to z częstszą wymianą filtra wstępnego na wlocie do kompresora oraz samego filtra powietrza. Z reguły między serwisami wykonuje się dodatkowo raz taką operację, ale to oczywiście zależy od środowiska pracy i nie można tego przedstawiać jako regułę. Serwisant musi to ocenić na miejscu. Zanieczyszczenia nie są jedynie zagrożeniem na wlocie, ale często i na wylocie gdy chłodnica umieszczona jest w górze obudowy. Wówczas brud potrafi zalepić chłodnicę podczas przestoju całego urządzenia. Rozwiązanie jest proste, bo wystarczy założenie kanału kolanowego kierującego wylot w bok, chroniąc dodatkowo chłodnicę poprzez jej górne przysłonięcie.

Zastosowanie sprężarek śrubowych jest polecanym przeze mnie rozwiązaniem. 

Osuszacz sprężonego powietrza – wbudowany czy zewnętrzny

Osuszacz sprężonego powietrza stosowany jest, gdy potrzebujemy wytrącić wodę ze sprężonego powietrza. Przy zakupie nowej sprężarki często stajemy przed dylematem czy wybrać kompaktowe urządzenie z wbudowanym osuszaczem czy zewnętrznym podłączanym instalacją do zbiornika. Teoretycznie może się wydawać, że nie ma to żadnego znaczenia dla użytkownika poza cena końcową. 

Niegdyś opcja wbudowanego osuszacza była dla niektórych producentów atutem przy sprzedaży sprężarek. Nie wszyscy bowiem oferowali osuszacz w zestawie. Taki atut wykorzystywał i czasem jeszcze wykorzystuje przy sprężarkach o mocy powyżej 55kW, firma Atlas Copco. Niestety dla tej firmy główni konkurenci już też zapewniają opcjonalne wyposażenie w urządzenia uzdatniania sprężonego powietrza. Jest to jednak tylko zabieg wybicia konkurentowi argumentu przemawiającego za ich produktem, niż udoskonalenie swojej oferty. Odpowiedni marketing sprawia, że klient widzi same plusy takiego rozwiązania, a są one następujące:

  • oszczędność miejsca
  • brak konieczności montażu osuszacza
  • niższy koszt zakupu

Skoro to takie świetne rozwiązanie to dlaczego większość producentów ociągało się z jego stosowaniem? Odpowiedź jest dość prosta: ponieważ jego to złe rozwiązanie. O ile w małych sprężarkach o mocy do 30kW się ono sprawdza, bo osuszacz jest osobnym urządzeniem zamontowanym jedynie do obudowy sprężarki, o tyle w sprężarkach większej mocy jest to pomysł chybiony. Głównie za sprawą temperatury. To trochę jakby wsadzić lodówkę do piekarnika i dziwić się, że nasze piwo jest ciepłe. Sprężarka śrubowa jest dużym źródłem ciepła, gdzie stopień śrubowy nagrzewa się nawet do temperatury 90ºC, a podczas pracy wewnątrz sprężarki mamy niejednokrotnie temperaturę powyżej 40ºC. Jeśli do takiego środowiska wstawimy dodatkowe urządzenie tj. osuszacz powietrza (dodajmy, że bez obudowy jak w przypadku urządzenia zewnętrznego) to możemy zapomnieć o utrzymaniu punktu rosy na poziomie obiecywanych 3ºC. Osuszacz nagrzewa się niepotrzebnie i nie jest w stanie tak schłodzić sprężonego powietrza, aby wytrącić wodę, jak w przypadku osobnego urządzenia. Osuszacz będzie działać, ale po prostu nie z taką efektywnością jak powinien. Ważną sprawą jest również załączanie i wyłączanie osuszacza, który zazwyczaj nie działa podczas poboru powietrza, a jedynie podczas pracy sprężarki. Czystsze powietrze mamy zatem jedynie, gdy pracuje kompresor, a nie kiedy go faktycznie potrzebujemy. Dodatkowo musimy liczyć się z utrudnionym serwisem. W przypadku awarii zewnętrzne urządzenia uzdatniania powietrza możemy odłączyć i przez układ by-pass odciąć osuszacz pozwalając pracować sprężarce. W tym czasie można usunąć awarię bądź wymienić urządzenie. Ponadto gdy mamy 2 sprężarki działające w kaskadzie to możemy dobrać jeden osuszacz zamiast wstawiać wbudowany do każdej sprężarki z osobna. Podsumowując z minusów wbudowanego osuszacza możemy wyróżnić:

  • niefektywna praca, w praktyce nieosiągalny zakładany punkt rosy
  • osuszacz wyłącza się razem ze sprężarką
  • utrudniony serwis
  • osuszacz przeznaczony jedynie do danej sprężarki

Co zatem przekonuje użytkownika do wbudowanego osuszacza? Zdaje się wydawać, że jedynie marketingowa paplanina. Bo jak inaczej wytłumaczyć sens kupowania osuszacza chłodniczego (zwanego też ziębniczym) o punkcie rosy 3ºC, a faktycznie 5-13ºC??? Nie ma to sensu.

Wspomnę jednak, że jeśli zastosowany jest "przyklejony" do sprężarki osuszacz, a nie zabudowany w środku to chociażby zagrożenie ze strony wysokiej temperatury nie ma już takiego znaczenia. Moja rada to wybierając dany produkt sprawdźmy jak jest zbudowany. Zdaje sobie sprawę, że mało kto, a może prawie nikt tego nie robi, bo trudno myśleć o takich sprawach. Okazuje się, że jednak warto.

Jakość sprężonego powietrza

Jakość sprężonego powietrza to coś o czym amatorzy myślą, a profesjonaliści z tym walczą. Co to nam w ogóle mówi? Otóż do różnych zastosowań potrzebne jest „inne” sprężone powietrze. Sprężone powietrze dzielimy na klasy jakości wg międzynarodowej normy ISO 8573.1, która to definiuje górne granice zawartości cząstek stałych, wody i oleju w sprężonym powietrzu.

Klasa jakoœści
Olej
Cząstki stałe
Woda

Resztkowa zawartośœć oleju

mg/m3

Maksymalna wielkoœść cząstek stałych

um

Maksymalna koncentracja cząstek stałych

g/m3

Max. zawartoœść wody
oC
g/m3
1
0,01
0,1
0,1
-70
0,003
2
0,1
1
1
-40
0,12
3
1
5
5
-20
0,88
4
5
15
8
+3
6,0
5
25
40
10
+7
7,9
6
+10
9,4

Dane zostały odniesione do 1bara ciśnienia absolutnego i temperatury +200C.

 

Często producenci maszyn, które potrzebują sprężonego powietrza do działania określają nam klasę jakości jaka powinna być spełniona. Np. ISO 3.4.2. Informuje nas to o tym, że zawartość oleju nie może przekroczyć 1 mg/m3, cząstek stałych 8 mg/m3 oraz wilgoci 0,12 g/m3. Dla osiągnięcia takiej klasy będzie potrzebny nam z pewnością osuszacz adsorpcyjny z ciśnieniowym punktem rosy -40°C i filtry sprężonego powietrza.

Stąd się bierze ta różnica w sprężonym powietrzu. Dla każdego zastosowania klasa jest inna. Lakiernik dla przykładu nie będzie potrzebował osuszacza adsorpcyjnego, gdyż byłby to przerost formy nad treścią, a zresztą koszt kompletnej instalacji byłby zbyt wysoki dla nawet dużego zakładu produkcyjnego zajmującego się lakierowaniem różnych elementów. Tak, nawet duże zakłady korzystają z osuszaczy chłodniczych (zwanych również ziębniczymi).

W sprężonym powietrzu mamy całą masę zanieczyszczeń: wodę, olej, kurz itp. Ktoś może powiedzieć, że o olej się nie martwi, bo stosuje sprężarki bezolejowe. Nic jednak bardziej mylnego. W powietrzu atmosferycznym znajdują się cząstki stałe, olej, wilgoć, kurz itp.

Kompresja powietrza do ciśnienia 7 bar powoduje koncentrację zanieczyszczeń o 800%.

Jak widać to nie do końca jest tak, że sprężarki powodują zanieczyszczenia sprężonego powietrza. Powietrze częściowo zanieczyszczone jest do nich dostarczane. Starajmy się dobierać klasę jakości zgodnie z przeznaczeniem dla uniknięcia problemów w produkcji czy usługach. Jeśli nie wiemy jaka powinna być spełniona to zapytajmy o to firmy specjalizujące się w tematyce sprężonego powietrza.

Schemat podłączenia sprężarki śrubowej z urządzeniami uzdatniania powietrza

Woda w instalacji i zanieczyszczenia to problem, z który boryka się wielu przedsiębiorców. Rozwiązanie jest zazwyczaj dość proste. Nie wszystko co proste jest jednak tanie, więc trzeba liczyć się wydatkami. Tak jak w przypadku osuszaczy ziębniczych z punktem rosy na poziomie 3 stopni nie są to koszty porażające (dla niektórych) tak już osuszacze adsorpcyjne stosowane w zakładach elektronicznych, chemicznych, farmeceutyce itp. to już niejednokrotnie wydatek równy bądź większy niż zakup sprężarki.

Zajmę się tematem bliższym większej ilości użytkowników czyli podłączeniem sprężarki z zewnętrznym osuszaczem ziębniczym (chłodniczym). Aczkolwiek schemat w przypadku adsorpcyjnych jest zbliżony.

Na przedstawionym schemacie mamy sprężarkę śrubową, która dostarcza sprężone powietrze do zbiornika. W zbiorniku następuje pierwsza separacja kondensatu, wody. Dlatego też u doły zbiornika dobrze jest zamontować automatyczny spust kondensatu, gdyż wielu użytkowników zapomina o odkręcaniu kranika spustu. Przez co tracimy na pojemności zbiornika i generujemy dodatkowe koszty, bo sprężarka częściej się załącza.
Ze zbiornika powietrze leci do osuszacza uprzednio wstępnie filtrowane na zgrubnym filtrze, po to by zapewnić dłuższą żywotność osuszacza. Osuszacze nie znoszą dobrze zanieczyszczeń. Na osuszaczu sprężone powietrze jest schładzane do 3 stopniowego punktu rosy. W wyniku czego wytracana jest większość wilgoci. Następnie po osuszaczu powietrze trafia na 2 filtry: dokładny i węglowy (odolejający). Otrzymujemy bardzo dobrej jakości sprężone powietrze pozbawione wody i zanieczyszczeń w ponad 90%.

Problemy jakie możemy napotkać to różnica temperatur na instalacji. Dlatego ważna jest dobra wentylacja sprężarkowni, aby nie było sytuacji gdzie w sprężarkowni mamy 35 stopni na plusie a na hali 18. Wówczas na 100% pojawi nam się woda w instalacji. Co jest też istotne to starajmy się unikać wbudowanych osuszaczy. Będzie on działać co prawda, ale nie tak dobrze jak zewnętrzny. To tak jakby wsadzić lodówkę do piekarnika i denerwować się, że nie potrafi nam dobrze schłodzić piwa. Nie będzie to gorące piwo, ale zimne też nie, a wiadomo jakie smakuje najlepiej 🙂