Muitas vezes somos questionados aqui na Sauer sobre o uso de compressores de ar isentos de óleo produzirem ar comprimido de alta qualidade, eliminando a necessidade de uma pilha de equipamentos de purificação de ar comprimido. Infelizmente, isso não é verdade.
Embora os compressores de ar isentos de óleo tenham atributos benéficos em relação aos lubrificados a óleo, os requisitos posteriores para purificação, necessários para obter ar comprimido de alta qualidade, são similares.
Neste artigo, discutiremos como obter ar comprimido isento de óleo, não importando o tipo de compressor de ar.
Compressores de ar, lubrificados ou isentos de óleo, transformam potência mecânica em potência pneumática concentrando o ar sucessivamente nos estágios de compressão.
Um compressor de ar de parafuso rotativo, por exemplo, utiliza parafusos helicoidais para impulsionar o ar, aumentando sua pressão ao reduzir o volume de espaço que a massa de ar ocupa.
A compressão mecânica dessa natureza exige muita força e energia para ser realizada, o que equivale à geração de calor e ao desgaste físico dentro do compressor. Quer estejamos discutindo um compressor de ar lubrificado a óleo ou isento, esses fatores de calor e desgaste ainda estão presentes, e ambos exigem lubrificação e resfriamento para evitar que o compressor se destrua. Isso mesmo! Um compressor de ar isento de óleo, dependendo do fabricante, ainda usa óleo para lubrificar suas partes móveis e tratar o calor residual da compressão. No caso dos compressores HAUG.Sauer, a necessidade de lubrificação, inerente a compressão, dá-se pela escolha dos materiais, uma vez que os compressores são realmente 100% isentos de óleo.
Há 03 potenciais fontes de contaminação do ar comprimido:
1) Fontes Ambientais
O ar atmosférico é “sujo”, especialmente em áreas urbanas e industriais, com diversos tipos de particulados – líquidos e sólidos – em suspensão.
A concentração desses contaminantes em suspensão no ar dentro de compressor pode prejudicar os sistemas de ar comprimido.
Compostos orgânicos voláteis, hidrocarbonetos, monóxido e dióxido de carbono, óxido sulfúrico, óxido nitroso, partículas orgânicas, poeira, partículas de sujeira e outros poluentes estão todos presentes no ar externo.
Além dos orgânicos, vários microrganismos e bactérias são igualmente preocupantes, especialmente em aplicações médicas, alimentares e outras aplicações limpas.
2) Transporte do próprio compressor de ar
Resfriadores, caixas lubrificadas, rolamentos, gaxetas, selos mecânicos, válvulas de respiro, vazamentos em vedações são potenciais pontos de contaminação. Normalmente visíveis em compressores lubrificados, e, ainda mais perigosos, em compressor que não possuem óleo apenas nas câmaras de compressão. Aqui há um ponto a mais de atenção, visto que, em teoria, essa concepção de compressor não deveria permitir a contaminação por óleo do gás.
Quando for aplicar um compressor isento de óleo ao seu processo industrial, pergunte sempre sobre como é controlada a questão da necessidade de controle da temperatura gerada durante a compressão.
Prefira os compressores totalmente isentos de óleo, como é o caso dos modelos HAUG.Sauer.
3) Tubulação e equipamentos downstream
Os receptores de ar são famosos por contribuir com umidade e partículas para os fluxos de ar comprimido, mas não são os únicos culpados. Os materiais da tubulação podem corroer e se desprender na corrente de ar, os separadores podem falhar e contribuir também com a umidade. Além disso, as mangueiras flexíveis podem sugar seus polímeros compostos sob pressão e assim por diante.
As campanhas de marketing e a terminologia tendem a resultar em mal-entendidos sobre a qualidade do ar que você pode esperar de um compressor isento de óleo.
Um compressor de ar isento de óleo por si só não pode produzir ar comprovadamente livre de contaminantes estranhos. Da mesma forma, a redução de materiais estranhos em um fluxo de ar comprimido a valores de zero absoluto não é possível em escalas industriais, e os padrões regulatórios que regem os sistemas de ar comprimido refletem isso.
Dependendo da sua localidade, você pode consultar a ISO, British BCAS, Safe Quality Food SQF, Canadian FSEP ou outra orientação para determinar seus requisitos de qualidade do ar. Como exemplo, um dos mais altos requisitos para ar comprimido de grau alimentício define o limite em 0,01 mícron a> 99,99% de eficiência DOP (Método de névoa de dioctil ftalato).
Existem limites funcionais e de mensurabilidade nos métodos, tamanhos de amostra e instrumentação necessários para testar a qualidade do ar, e os códigos regulatórios permitem esses limites acima do zero absoluto.
Como o objetivo normalmente não é a remoção absoluta de todos os corpos estranhos, mas, em vez disso, um nível extremamente alto de remoção dentro dos limites práticos, algumas empresas usam o termo “Ar Tecnicamente Isento de Óleo”. Para eles, o ar comprimido tecnicamente isento de óleo pode ser o menor nível de óleo total, permanecendo após um filtro de carvão ativado, medido até apenas 0,003 mg / m3.
O ar comprimido tecnicamente isento de óleo só é possível com o uso de equipamento de tratamento de ar comprimido, incluindo tipos específicos de filtros e secadores de ar comprimido, além do compressor de ar. Este equipamento é necessário após compressores de ar lubrificados com óleo ou isento de óleo.
Desenho do conjunto do filtro para filtros coalescentes duplos e de carbono: pressão máxima de 5000 psi (340 bar).
Vamos examinar as categorias de equipamentos de purificação de ar comprimido que podem ser implantados, em várias combinações, dependendo do tipo de secador de ar comprimido e dos requisitos do local, para obter ar comprimido tecnicamente isento de óleo.
1) Separador de água
Reduz os níveis de óleo líquido e conteúdo de água na corrente de ar. O objetivo é remover o condensado antes de entrar em um secador ou filtro coalescente.
2) Tanque de armazenamento
Presente para armazenar ar comprimido, os tanques de armazenamento também reduzirão os níveis de condensado no fluxo de ar. Os “tanques úmidos” são instalados antes do secador e os “tanques secos” depois.
3) Filtro coalescente
Reduz os níveis de aerossóis de óleo e água, partículas atmosféricas, microrganismos e partículas metálicas / não metálicas do sistema de tubulação (como flocos de ferrugem ou incrustações minerais). O objetivo é remover contaminantes líquidos e partículas sólidas. Alguns filtros coalescentes são projetados para se concentrar na filtragem de partículas, enquanto outros são projetados para aerossóis de óleo e água.
4) Secador de ar comprimido
Reduz os níveis de vapor de água que estão suspensos como um vapor no fluxo de ar para evitar que ele se condense em um líquido a jusante quando esfria. A remoção de umidade também elimina um ambiente onde os microrganismos podem crescer. A remoção da água e do vapor de água também é necessária para permitir que os filtros de remoção de vapor de óleo e aerossol de óleo tenham um desempenho ideal. Os requisitos de ponto de orvalho variam de acordo com a aplicação e determinam o(s) tipo(s) de secador(es) de ar comprimido a serem usados.
5) Filtro de absorção de carvão ativado ou torre
Reduz a umidade do óleo do fluxo de ar, absorvendo vapores de óleo por meio de um leito de carvão ativado.
6) Filtro de Partículas Secas
Remove partículas do fluxo de ar por meio de um filtro mecânico poroso, com opções de filtragem de até 0,01 mícron. Usado apenas com secadores do tipo adsorção.
Sauer Mistral Série WP65LB com filtragem sem óleo para fornecer teor de óleo ISO 8573: 2010 Classe 1.
7) Filtro Estéril
Remove ainda mais os níveis de partículas sólidas, incluindo microrganismos, do fluxo de ar por meio de uma peneira de retenção ou filtro de membrana.
8) Drenos de condensado e separadores de óleo-água
Filtros, tanques de armazenamento e alguns tipos de secadores removerão litros de água líquida, misturada com óleo, por meio do uso de drenos de condensado. Este condensado é enviado a um separador de óleo-água para remover o óleo de forma responsável antes que o condensado seja enviado para a drenagem.
Ao usar o padrão ISO 8573-1: 2010 para contaminantes de ar comprimido e classes de pureza, é importante observar que o sistema de “Nível de classe” que ele implanta é aplicado a três tipos de contaminantes.
Eles são (1) Partículas, medidas pelo tamanho das partículas em mícrons ou por massa (2) Água, medidas pelo ponto de orvalho de pressão de vapor e líquido (3) Óleo líquido, aerossol e vapor medidos por mg / m3.
Um erro comum cometido nas especificações é usar “Classe 1” e não especificar a qual dos três tipos de contaminantes está se referindo.
Referindo-se ao código internacional de qualidade do ar ISO 8573-1: 2010, o “Ar tecnicamente isento de óleo” pode ser equiparado aos limites da Classe 0 ou Classe 1 para o conteúdo total de óleo (líquido, aerossol e vapor). A classe 1 descreve os valores de qualidade expressos mais elevados abrangidos pelo padrão, a £ 0,01 mg / m3 (0,008 ppm).
A definição da Classe 0, aplicável a todos os três tipos de contaminantes, é: “conforme especificado pelo usuário do equipamento do fornecedor e mais rigoroso do que a Classe 1.”
A classe 0 é principalmente para uma condição específica de caso de uso personalizável e não afirma que existe contaminação zero absoluta no fluxo de ar.
Para atingir os limites de Classe 1 ou Classe 0 para teor de óleo, a instalação típica do sistema de ar comprimido consistirá em um compressor de ar (lubrificado ou isento de óleo), um separador de água, um conjunto de filtros coalescentes, um secador, um tanque receptor, um filtro de absorção de carvão ativado, drenos de condensado e separador de água e óleo. Este sistema protegerá adequadamente o ar de saída de qualquer óleo líquido ou vapores de óleo.
A partir daqui, o sistema geral de distribuição de ar em toda a instalação deve ser considerado para proteção adicional, dependendo dos pontos de risco downstream. Muito provavelmente, você desejará adicionar filtragem adicional em cada ponto de uso, protegendo contra qualquer recontaminação do ar proveniente do próprio sistema de tubulação.
Com as informações acima, você pode ver que a instalação de um compressor isento de óleo por si só não é suficiente para fornecer ar comprimido “isento de óleo” de maneira adequada.
Todo o sistema de distribuição de ar deve ser levado em consideração, e equipamentos adicionais de purificação de ar pós-compressor são sempre necessários para tratar contaminantes ambientais, de arraste, microbianos e de tubulação.
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