Metody pomiaru przepływu i ciśnienia w instalacjach wykorzystujących sprężone powietrze
W procesach przemysłowych sprężone powietrze pełni różnorodne funkcje, od zasilania prostych narzędzi po sterowanie detalami maszyn wykonujących powtarzalne ruchy. W zależności od wykorzystania zmieniają się wymagania dotyczące ciśnienia, przepływu i jakości medium. Inne parametry mogą być potrzebne do przedmuchiwania powierzchni, a inne do zasilania precyzyjnych urządzeń pneumatycznych.
Różnice te mają znaczenie w trakcie projektowania instalacji oraz oceny jej późniejszej pracy. Częstym błędem jest przyjmowanie jednego poziomu zużycia na bazie danych znamionowych wszystkich odbiorników. W rzeczywistych ustaleniach maszyny nie za każdym razem pracują równocześnie, a ich zapotrzebowanie może konwertować się podczas cyklu. Z tego powodu analizę warto oprzeć na rzeczywistym harmonogramie pracy, zauważając również krótkie okresy zwiększonego poboru. Ważna jest też jakość powietrza dostarczanego do poszczególnych stanowisk. Obecność wilgoci, oleju albo cząstek stałych może mieć różnorodne skutki zależnie od rodzaju procesu, dlatego sposób przygotowania medium powinien wynikać z wymagań technicznych odbiorników, a nie tylko z parametrów sprężarki.
Na koszty eksploatacji układu pneumatycznego wpływa nie tylko i wyłącznie pobór energii przez silnik, niemniej jednak też sposób regulacji wydajności i organizacja pracy całego systemu. Sprężarka może okresowo pracować pod niewielkim obciążeniem, a mimo to zużywać energię potrzebną do utrzymania gotowości urządzenia. W instalacjach o zmiennym zapotrzebowaniu znaczenie mają ustawienia sterowania, pojemność zbiornika a także liczba jednostek pracujących równolegle. Poprawnie dobrany sposób regulacji zależy od charakteru poboru i sposobności technicznych konkretnego układu. W tym kontekście serwis sprężarek powietrza obejmuje nie tylko czynności związane z wymianą części eksploatacyjnych, lecz też kontrolę warunków, w których urządzenie wykonuje własną pracę. Analiza częstotliwości załączeń, temperatury, czasu pracy pod obciążeniem i komunikatów sterownika może wskazać zmiany wymagające dalszego sprawdzenia. Jeżeli sprężarka często przechodzi między trybem obciążenia i odciążenia, należy ustalić, czy wynika to z charakterystyki poboru, ustawień sterownika czy problemów występujących w instalacji. Sama zmiana nastaw nie zawsze rozwiązuje przyczynę nieprawidłowości. Powinno się uwzględnić również zalecenia producenta, dopuszczalne warunki pracy a także wpływ potencjalnych przemian na pozostałe elementy układu.
Podczas rozbudowy zakładu zmienia się nie tylko liczba odbiorników, ale często też układ pomieszczeń, długość tras przewodów i sposób rozdziału powietrza. Sieć sprężonego powietrza musi być dostosowana do tych warunków, ponieważ wymianę przez przewody wiąże się z oporami, które zależą między innymi od średnicy rur, długości odcinków i przeznaczonych złączek. Przy zbyt małym przekroju przewodów spadki ciśnienia mogą być szczególnie widoczne w czasie równoczesnej pracy kilku maszyn. Zdarza się również, że problem tyczy się tylko jednej części instalacji, przykładowo odgałęzienia z dużą liczbą połączeń lub odcinka, w którym filtr stawia nadmierny opór. W takich przypadkach pomiar przy priorytetowym zbiorniku może nie wskazać miejsca występowania ograniczenia. Powinno się sprawdzić parametry w pobliżu odbiorników i porównać je z wartościami uzyskanymi przy źródle. W trakcie oględzin warto uwzględnić też stan podpór, mocowań i połączeń, oraz możliwość odprowadzania kondensatu z najniżej położonych punktów. Zgromadzona woda może powodować problemy z pracą niektórych urządzeń, zwłaszcza gdy układ uzdatniania nie odpowiada warunkom aktualnym w instalacji. Każda zmiana przebiegu przewodów powinna uwzględniać późniejszy dostęp do zaworów, filtrów i punktów kontrolnych, ponieważ brak miejsca na obsługę może utrudniać wykonywanie przeglądów.
W diagnostyce układów pneumatycznych istotne są pomiary prowadzone w ustaleniach odpowiadających rzeczywistej eksploatacji. Urządzenia do pomiaru sprężonego powietrza mogą służyć do testom ciśnienia, przepływu, temperatury a także wilgotności medium, jednak właściwie każde z nich dostarcza innych informacji. Czujnik ciśnienia umożliwia obserwować zmiany wartości w czasie, natomiast przepływomierz pomaga określić, ile powietrza zużywa wybrany stopień instalacji. Miernik punktu rosy jest wykorzystywany do oceny zawartości pary wodnej w przyrównaniu do warunków, w których może dochodzić do jej skraplania. Przed wykonaniem pomiarów należy ustalić, jaki problem ma zostać zbadany i gdzie mogą występować jego przyczyny. Przy podejrzeniu nieszczelności przydatne może być zestawienie przepływu w okresach produkcji i postoju, o ile inne warunki pracy układu pozwalają na miarodajną ocenę. Jeżeli jednakże problem pojawia się jedynie przy nagłym wzroście poboru, istotna będzie rejestracja krótkotrwałych przemian ciśnienia. Wyniki powinno się interpretować z uwzględnieniem dokładności przyrządów, ich zakresu pomiarowego i miejsca montażu. Znaczenie ma też sposób przygotowania instalacji do badania, ponieważ zmiana ustawień albo odłączenie części odbiorników może wpłynąć na uzyskane wartości. Zestawienie danych z kilku punktów, obserwacji operatorów i zapisów sterownika pozwala dokładniej określić warunki, w których pojawiają się odchylenia, bez przypisywania ich samoczynnie jednemu elementowi systemu.
Źródło informacji: serwis sprężarek powietrza.
