Témata
Reklama

Vliv kvality stlačeného vzduchu na průmyslové procesy

Než se začneme zabývat kvalitou, podívejme se na cenu. Stlačený vzduch je nejdražším typem energie používané v průmyslu. Bohužel, vzhledem k tomu, že jde o „neviditelné“ médium, je mu v praxi mnohdy věnována malá pozornost. To se projevuje jak v provozních nákladech, tak v kvalitě konečného produktu.

Cena za elektrickou energii na výrobu stlačeného vzduchu činí po dobu životnosti soustavy tlakového vzduchu kolem 80 % celkových nákladů. Investice činí pouze kolem 5 %. Vyrobit 1 m3 stlačeného vzduchu o tlaku 7 bar stojí v ČR cca 0,5 Kč. Zdá se to být nepatrný náklad. Ale vynásobte si to počtem vyrobených m3 za rok a dostanete zajímavé číslo. Spotřebu elektřiny i plynu měříme všude, stlačený vzduch málokde.

Reklama
Reklama
Reklama

Kvalita stlačeného vzduchu

Kvalitu stlačeného vzduchu určuje mezinárodně norma ISO 8573-1. Jak je vidět z přehledné tabulky, jeho kvalita se posuzuje ve třech kritériích: pevné částice (velikost a množství), vlhkost (tlakový rosný bod) a množství oleje (aerosol a pára).

Pevné částice ve vzduchu se dělí na tři druhy: inertní organické (oddělily se od živoucích organismů, na bázi uhlíku), živoucí organické (např. houby a bakterie) a inertní anorganické (např. zrnko měděného prachu). V běžných průmyslových aplikacích hovoříme o velikosti částic 0,01 až 100 µm. Běžné lidské oko není schopno rozeznat částici menší než 40 µm. Částice se mohou shlukovat, spojovat, ale i rozdělovat.

Každému je jasné, že vzduch obsahuje vodní páru. Menší je povědomost o tom, kolik vodní páry vzduch obsahuje a jak je množství vody závislé na teplotě (kolik vody je vzduch schopen pojmout při konkrétní teplotě). V různých ročních obdobích se množství vody ve vzduchu mění až čtyřikrát! Při +35 °C je vzduch schopen pojmout až 39,65 g.m-3 vody, při –20 °C až 0,884 g.m-3 . Dále s vlhkostí ve vzduchu souvisejí chemické reakce látek ve vzduchu obsažených – například při kompresi vzduchu a kondenzaci vody vzniká H2O + SO2 → H2SO3 .

Olej, resp. uhlovodíky jsou přirozenou složkou ovzduší kolem nás. V průmyslových oblastech je jejich obsah až 5 mg.m-3. V přírodě je to 0,01 až 0,3 mg.m-3. U olejem mazaných kompresorů se z podstaty funkce kompresoru přidává tento mazací olej do stlačeného vzduchu. A čím vyšší jsou teploty okolního vzduchu, tím více oleje se do stlačeného vzduchu dostane. Pozor! Norma uvádí spotřebu oleje u kompresorů při vztažné teplotě +20 °C. U bezmazných kompresorů se správně prováděnou údržbou není žádný olej do stlačeného vzduchu přidáván, ale může být nasáván zvenku (běžící motor kamionu v blízkosti sání vzduchu, blízká komunikační tepna, ale i řepkové pole).

Bekokat je zařízení pro katalytické spalování oleje s měřicím zařízením Metpoint OCV pro měření zbytkových olejových par.

Jak kvalita stlačeného vzduchu ovlivňuje výrobní proces a kvalitu konečného produktu?

Uvedeme si pár příkladů. U strojů využívajících laserové zaměřování hrají vlhkost, olej a nečistoty zásadní roli v životnosti zaměřovacích zrcátek. Nejen cena za nová zrcátka, ale odstávka výroby pro čištění a repasi stroje jsou mnohem vyšší než investice do kvalitní filtrace. Již také není pravda, že „trocha“ oleje nevadí pneumatickým prvkům a „trochu“ je přimazává. Vadí jim rovněž voda a další nečistoty. Voda působí korozi (a ta následné problémy) také v rozvodech pro stlačený vzduch, částice je obrušují a olej je ucpává.

Zásadní vliv na kvalitu produktu mohou mít všechny složky znečištění při výrobě elektroniky, povrchové montáži součástek nebo výrobě čipů. Ve farmacii jak při výrobě, tak při balení – umisťování pilulek do blistru – je nutný vzduch bez vody a oleje. Všechny tři složky mají zásadní vliv na kvalitu konečného produktu při lakování. V potravinářství je kvalita stlačeného vzduchu obzvláště důležitá. Nikdo z nás asi nechce požívat potraviny s olejem. Ale potraviny mohou kontaminovat i nečistoty z obalových materiálů – kelímků, PET lahví apod., které se do nich dostanou při jejich výrobě.

Displej zobrazovací a záznamové jednotky Metpoint OCV

Jak zajistit kvalitní stlačený vzduch?

K odstranění nebo snížení množství částic ve stlačeném vzduchu se doporučuje používat kvalitní filtry od renomovaných výrobců s deklarovanými parametry. Pozor! Obvykle nevystačíme s jedním filtrem, ale je nutno použít minimálně dva za sebou.

K vypořádání se s vodou obsaženou ve vzduchu slouží správně dimenzované sušičky (kondenzační nebo adsorpční). Je nutno počítat s nejkritičtějšími podmínkami. Nejvíce potřebujeme sušení v létě, kdy je ve vzduchu nejvíce vody, je vysoká okolní teplota a vysoká teplota tlakového vzduchu z kompresoru.

U oleje je potřeba rozlišit aerosol a páru. Aerosol zachytí kvalitní standardní filtr. Olejovou páru zachytí aktivní uhlí. Ovšem účinnost a životnost aktivního uhlí ovlivňuje teplota stlačeného vzduchu a jeho vlhkost. Jak klasické filtry, tak filtry s aktivním uhlím ztrácejí záchytnou účinnost pod 40 % jmenovitého průtoku. Ale jak se dozvíte, že náplň aktivního uhlí je již nasycena? Co se stane při protržení separátoru oleje v kompresoru? Olej projde velmi rychle přes aktivní uhlí až do technologie. Pokud neděláte vizuální kontrolu indikační trubičky každý den, nemáte šanci to zjistit. Podstatně lepších výsledků a absolutní provozní jistoty se dosahuje katalytickým spalováním olejových par (a aerosolů). Výsledkem je vzduch s kvalitou lepší než venkovní. Namítnete, že řešením je také bezmazný kompresor. Ano, ale jen pokud nenasává již kontaminovaný vzduch. V průmyslových aglomeracích, blízko dopravních tepen a zdrojů je venkovní vzduch již kontaminovaný.

Jak zjistíme, jak kvalitní vzduch máme?

Všechny normované veličiny lze měřit. Nejjednodušší a nejlevnější je měření tlakového rosného bodu. Podstatně dražší je měření zbytkových částic a zbytkových olejových par. Ovšem vzhledem k tomu, o jak precizní metody měření jde a jaké škody může způsobit nadlimitní množství (zvláště oleje), nejde o přehnané investice. Měření lze dělat kontinuální nebo krátkodobé (přenosnými přístroji).

Příklad instalace Bekokatu, měření a ostatních komponent pro systém bez oleje

Ekonomické souvislosti pro stlačený vzduch.

Každý filtr, sušička, přístroj nebo armatura, které umístíme do obvodu stlačeného vzduchu, je zdrojem tlakové ztráty. Tlakovou ztrátu v systému musíme vyrovnat zvýšeným tlakem na výstupu kompresoru. Zvýšení tlaku o 1 bar způsobí zvýšení spotřeby elektrické energie o 6–10 %, zvýšení teploty stlačeného vzduchu o cca 8 °C. To zvyšuje spotřebu oleje – vyšší obsah oleje ve stlačeném vzduchu, vyšší vlhkost stlačeného vzduchu atd. A obráceně, nižší tlak je provozně a energeticky výhodnější, ale investičně dražší, neboť veškeré zařízení musíme mít ve větších dimenzích. Prostě proces je velmi komplexní, ač vychází z jednoduchého Boyleova-Mariottova zákona pro ideální plyn.

Ing. Vladimir Maier

Vladimir.Maier@beko-technologies.cz

Reklama
Související články
Smart technologie pro prediktivní údržbu

V posledních letech se masová produkce stejných výrobků pomalu snižuje, a to díky výrobě upravované na míru potřebám zákazníků. Tyto změny jsou způsobeny narůstajícími schopnostmi dnešních výrobců poskytovat individuální řešení a rozvíjejícími se možnostmi komunikace jejich výrobků. Náročná práce ve složitějších podmínkách je mnohem častěji vykonávána pomocí robotů. Lidé jsou těmi, kdo výrobu sledují, řídí, diagnostikují a analyzují, a to velmi často i na dálku. Právě díky těmto změnám se služby poskytované k průmyslovým výrobkům stávají velmi efektivním způsobem, jak udržet vysokou provozní spolehlivost, snižovat provozní náklady a prodlužovat provozuschopnost výrobních zařízení.

Správné praní pracovních oděvů

Stejně jako jiné oděvy, tak i pracovní kalhoty, bundy nebo trička musejí být pravidelně čištěny. Jednoduchý pracovní oděv mohou sice vyprat zaměstnanci doma v pračce, ale vzhledem k různým druhům znečištění to není vždy vhodné. Optimální výsledky v této oblasti přináší průmyslová péče.

Pracovníci s nestandardní velikostí? Žádný problém!

Ochranné oděvy by měly chránit zdraví a život zaměstnanců. Aby mohl být tento účel splněn, musí oděv dobře padnout. Běžné konfekční velikosti však nesedí každému pracovníkovi. Proto společnost Mewa, poskytovatel služeb v oblasti textilu, nabízí smluvně regulované individuální úpravy.

Související články
Prediktivní údržba 4.0

Smyslem prediktivní údržby je předpovědět stav výrobních zařízení a odhalit potenciální poruchu. Prediktivní údržba rozšiřuje běžné monitorování stavu o pohled do budoucnosti strojů a nabízí tak možnosti, jak zvýšit efektivitu a snížit celkové provozní náklady. Digitalizace přináší nové možnosti řešení servisní údržby.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Efektivní program čištění pro moderní průmyslovou výrobu

„Rozlila se mi láhev ředidla!“ I v nejlépe organizované dílně se stávají nehody. Jsou dvě řešení: vytáhnete během vteřiny z vhodně umístěného zásobníku jednu netkanou utěrku, ředidlo utřete a utěrku hodíte do koše. Nebo vstanete, jdete do kumbálu, z velkého pytle hadrů vyberete ten nejvhodnější, vrátíte se, zjistíte, že hadr rozlité ředidlo nepojme, jdete pro další, oba dva pak zanesete do druhého kumbálu, kde se ukládají hadry na vyprání... a už je pomalu čas na pauzu po uklízecí anabázi.

Služba pro bezdemotážní diagniostiku

Bezdemontážní diagnostika je zavedená metoda pro periodickou analýzu stavu strojů a zařízení, která umožňuje monitoring v čase, vylepšuje harmonogram zásobování náhradními díly a optimalizuje správu zdrojů. Metoda rovněž šetří prostředky tím, že eliminuje ty servisní úkony, které nejsou nezbytné.

Konkrétní krok k digitalizované výrobě

Společnost Schaeffler byla za svůj inovativní projekt nazvaný Obráběcí stroj 4.0 nominována na pozici jednoho ze čtyř finalistů soutěže Cena německého hospodářství za inovaci v kategorii Industrie 4.0. Udělení ceny proběhne 16. dubna 2016 v Darmstadtu.

Opotřebovaný kuličkový šroub - vyměnit nebo opravit?

Otázku, zda opotřebovaný kuličkový šroub repasovat, či nahradit novým, si pokládá řada společností. Rozhoduje i finanční hledisko.

Čisticí utěrky v systému vícenásobného použití

Vyčistit stroje, pracoviště a materiál použitý k čištění prostě zahodit? Tak jednoduché to v oblasti řemesel a průmyslu není. Kdo začne pracovat se znečišťujícími látkami, jako jsou motorový olej, tuhá maziva nebo nátěry, musí respektovat a dodržovat určité zákonné směrnice pro zacházení s materiálem použitým k čištění.

Množství maziva je klíčem k životnosti ložisek

Obecně platí, že ložiska jsou velmi spolehlivé komponenty a často mohou přečkat celkovou životnost stroje. Nicméně ne všechna ložiska dosáhnou své výpočtové životnosti. Předčasné selhání ložisek je častým problémem a může vést k nákladné opravě a nákladným prostojům strojních zařízení.

Prediktivní údržba se vždy vyplatí

Náklady spojené s provozem a údržbou zařízení mnohdy několikrát převyšují jeho hodnotu. V souvislosti s digitalizací v průmyslu a internetem věcí (Internet of Things – IoT) vzniká potřeba nových obchodních modelů, z nichž mnohé ještě neznáme, zatímco jiné už dostávají konkrétní podobu. Mezi ně patří prediktivní údržba.

Může strojírenství podporovat udržitelný rozvoj?

Stále více zodpovědných společností se snaží chovat tak, aby dosáhly nejen silného finančního výkonu, ale také aby podpořily udržitelný rozvoj v globálním měřítku. Společnost SKF, výrobce a dodavatel strojírenských technologií a služeb, má vlastní strategii pro aktivní snižování dopadů na životní prostředí.

Rukavice pro každou ruku, která pracuje

Řada rukavic Grip & Proof, která byla představena v roce 2013, byla nyní doplněna novými typy rukavic a nabízí tak vhodné řešení pro jakékoliv potřeby. Nikdy nebylo snadnější zachovat si hbitost a udržet ruce v pohodlí v prostředí, kde dochází k častému styku s mazivy a jinými nečistotami.

Vstup do systému managementu textilu

Kompletní servis týkající se pracovních oděvů zahrnuje přípravu, dodání, vyzvednutí, péči, opravu a případně výměnu oděvů. Služba je dostupná jak pro velké průmyslové podniky, tak pro malé dílny a řemeslníky.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit