O que é preparação de ar comprimido?
O que é preparação de ar comprimido?
A aplicação de unidades de preparação de ar em qualquer linha de ar comprimido apoia a otimização do sistema e a longevidade dos componentes pneumáticos. Embora as válvulas e os cilindros (atuadores) produzem o controle e o movimento linear em sistemas de automação movidos a ar comprimido, é o preparo do ar que permite que esses componentes operem sem problemas ao longo de sua vida útil especificada. Manutenções não planejadas sempre custam tempo e dinheiro valiosos para uma empresa.
O ar comprimido não tratado é úmido e sujo
Embora os compressores modernos possam produzir ar de melhor qualidade se comparados aos de anos anteriores, frequentemente há tubulações legadas e, possivelmente, diferenças de temperatura entre a fonte de ar comprimido e o uso final. Esses dois fatores sozinhos são responsáveis por uma gama de contaminantes e água presentes na linha. Por exemplo, a casa do compressor pode ser um prédio separado da planta ou da fábrica; a rede de anel passará pelo exterior antes de entrar no prédio da fábrica e estará sujeito à temperatura ambiente externa e suas mudanças e, como resultado, haverá formação de condensado na linha. A escolha correta da filtração removerá quantidades significativas de água e qualquer contaminação de particulados até um tamanho de partícula especificado.
Ar comprimido custa dinheiro – não o desperdice
O compressor pode produzir ar a uma pressão de, digamos, 10 bar. Porém, componentes e ferramentas podem ter uma pressão de trabalho ideal muitos bar abaixo disso. Um regulador de pressão, posicionado a montante do ponto de utilização, pode fazer esse ajuste. A sobrepressão não só reduzirá a expectativa de vida útil dos componentes e ferramentas (e pode até levar a falhas imediatas e, pior ainda, a lesões corporais), mas também resultará em perda de ar e de dinheiro. Há uma falsa percepção de que ar comprimido é algo "gratuito" – mas não é. O Carbon Trust (documento de 2012 sobre Ar Comprimido) afirma que a energia utilizada para produzir ar comprimido pode representar até 30% do total da utilização de energia elétrica nas instalações. A British Compressed Air Society (BCAS) orienta que cada 1 bar de sobrepressão representa um aumento de 7 % nos custos de energia do compressor (2018); essa relação é linear para aplicações entre 6 bar e 12 bar, o que abrange a grande maioria das aplicações industriais. A introdução de uma válvula de alívio de pressão irá proteger componentes e equipamentos sensíveis a jusante contra uma possível sobrepressão.
Mantenha os componentes corretamente lubrificados
Além da contaminação por partículas e água mencionada acima, haverá sempre alguma sobreposição de óleo do compressor e a possibilidade de óleo residual nas tubulações. Em 1927, Carl Norgren reconheceu a importância da introdução controlada de lubrificante quando inventou o lubrificador automático de linha de ar. Parece contraditório que tenhamos discutido acima a remoção de óleo como contaminante, mas agora estamos abordando a introdução de óleo! Porém, a distinção importante a fazer é a palavra "controlada". Abaixo, apresentaremos dois tipos de lubrificadores disponíveis no mercado.
Facilitar a manutenção e melhorar a eficiência da fábrica
Durante os ciclos de manutenção, não é eficiente nem eficaz desligar todo o sistema de ar comprimido para a revisão de um componente ou de um subsistema. Nesses casos, a utilização de uma válvula de corte é recomendada para isolar apenas o componente ou subsistema em manutenção. Outra vantagem de uma válvula de corte no ponto de uso é que o processo pode ser isolado da rede principal de ar quando não estiver em uso; isso economiza energia e dinheiro. Há muitos designs diferentes de válvula de corte, abrangendo desde mecanismos tipo deslizante até o tipo esfera. O feedback mostrou que os clientes (operadores) preferiam o design tipo esfera, pois ele oferece um fluxo laminar completo (e zero queda de pressão) e requer força manual mínima para operar, se comparado a outros designs.
Como funciona a preparação de ar comprimido?
Descrições detalhadas podem ser encontradas em artigos sobre cada uma das unidades; aqui, daremos uma visão geral:
Filtros – dependendo da aplicação, a função dos filtros é remover sujeira e água, gotículas de óleo ou vapor de óleo do fluxo de ar comprimido. O tamanho da malha do filtro irá determinar o tamanho máximo das partículas permitidas a serem transmitidas e, para um "filtro de uso geral", isso será tipicamente 40 micrômetros; a construção de um "filtro de profundidade" também removerá filamentos longos. Os filtros podem ser "interligados" para aplicações específicas – um filtro de uso geral (40 micrômetros) deve remover pelo menos 95% do conteúdo de água a uma temperatura especificada (se atender à Classe 8 para extração de água, conforme a ISO 8573); colocando os dois juntos, será possível remover efetivamente 99,5% da água. Uma "regra de ouro" é que os filtros de uso geral (40 micrômetros, depois 5 micrômetros, se necessário) DEVEM preceder um filtro de remoção de óleo e ambos DEVEM preceder um filtro de remoção de vapor de óleo.
Reguladores – o regulador trabalha para reduzir a pressão a jusante para o nível operacional necessário, geralmente ajustando a tensão da mola em relação à pressão de suprimento. Por exemplo, um compressor pode fornecer uma pressão de 10 bar para uma rede de ar, mas uma aplicação pode exigir somente 6 bar para um funcionamento ideal; a sobrepressão em um subsistema pode reduzir a vida útil dos componentes e, certamente, desperdiçará energia e dinheiro, conforme evidenciado anteriormente.
Lubrificadores – um lubrificador, como o nome sugere, é empregado para introduzir gotas de óleo ou névoa no fluxo de ar. Conforme foi dito, parece contraditório que os filtros possam ser escolhidos para remover óleo, mas depois um lubrificador seja utilizado para introduzir óleo. Porém, o óleo proveniente do compressor estará "sujo" (contaminado por partículas) e com um tamanho de gota não controlado; o design do lubrificador utiliza o fluxo de ar para "capturar" gotículas e manter um tamanho ideal para assegurar uma melhor proteção dos componentes a jusante contra o desgaste.
Válvula de alívio de pressão – a válvula de alívio é projetada para garantir que a pressão não exceda um valor predefinido ajustável. Isso é importante para assegurar que componentes ou aplicações não experimentem sobrepressão, em relação às suas especificações operacionais ideais, resultando em redução da vida útil. Geralmente, a válvula de alívio pode ser definida ajustando-se a tensão da mola em relação à pressão de entrada; quando a pressão de entrada excede o valor predefinido, a válvula levanta e exaure o excesso de pressão.
Válvula de corte – as válvulas de corte automático fornecem um bloqueio ao fluxo de ar para um subsistema. Elas podem ser de função 2/2, mas as de 3/2 são recomendadas, permitindo que a pressão a jusante, no subsistema isolado, seja exaurida para um trabalho seguro.
Manômetros – frequentemente projetados com um tubo em espiral que se desdobra à medida que a pressão aumenta, um manômetro fornece uma medida calibrada da pressão em um sistema. Designs modernos de reguladores incorporam uma válvula integrada; isso protege o manômetro (que de outra forma estaria exposto) contra danos.
Como selecionar a preparação de ar comprimido?
Há diversas considerações para fazer uma escolha correta:
Qual a vazão necessária para um processo ou sistema? Isso determinará o tamanho da porta e, é claro, todas as unidades precisarão ser compatíveis.
Qual nível de filtração é necessário e qual o nível de secagem? O vapor de óleo é um problema, por exemplo, se houver possibilidade de contato com alimentos em uma garrafa produzida por sopro de ar? Nesses casos, um filtro de remoção de vapor de óleo é necessário, levando-se em consideração a regra de ouro mencionada anteriormente.
Qual o requisito de pressão para operar equipamentos a jusante e qual é a pressão de suprimento? Essa será a tarefa do regulador de pressão. É importante observar que ocorrerá uma queda de pressão quantificável através da combinação filtro-regulador.
Qual nível e tipo de lubrificação são necessários? Carl Norgren foi pioneiro, tendo inventado o lubrificador de gotas de óleo, e ainda somos um dos poucos fornecedores que podem fornecer um lubrificador de névoa de óleo. O lubrificador de gotas de óleo é adequado para aplicações pesadas, como cilindros de grande diâmetro, motores pneumáticos e ferramentas pneumáticas; eles operam melhor em curtas distâncias em tubulações niveladas. Os lubrificadores de névoa de óleo são adequados para sistemas de tubulação complexos e aplicações com múltiplas válvulas e cilindros; eles funcionam em distâncias maiores e em tubulações não niveladas.
Sempre recomendamos o uso de válvulas de alívio de pressão e válvulas de corte, particularmente em aplicações que servem ramificações com operações diferentes e, possivelmente, sensíveis à pressão. Qual a pressão operacional ideal para a aplicação ou componentes?
Sua aplicação é sensível a aumentos repentinos de pressão durante a partida? Ou, talvez, você precise de uma liberação rápida de pressão em determinadas situações? Nesses casos, uma Válvula de descarregamento com início suave poderia oferecer uma solução – consulte nosso artigo específico "O que é uma Válvula de descarregamento com início suave" para obter mais detalhes sobre essas unidades.
Tipos de preparação de ar comprimido
Para conveniência e segurança na montagem, um conjunto de caixa de filtro, regulador e lubrificador encontra-se disponível. Filtros (filtros de uso geral, de remoção de óleo, e de remoção de vapor de óleo), reguladores de filtro, lubrificadores, reguladores de pressão, válvulas de alívio de pressão, válvulas de corte e válvulas de descarregamento com início suave podem ser adquiridos separadamente.
Uma gama de série de corpos e tamanhos de portas, geralmente de G1/4 a G3/4 (com NPT como opção), mas G1/8 e até G2 também disponíveis, garante uma vazão adequada para a maioria das aplicações. Acessórios, como kits de resistência à violação, blocos de portas, silenciadores e manômetros (onde necessários), estão disponíveis.
Aplicações típicas da preparação de ar comprimido
Basicamente, é provável que você encontre a preparação de ar comprimido em qualquer sistema de ar comprimido. Ela pode ser encontrada na linha de fornecimento principal e em ramificações que abastecem componentes específicos que podem exigir, por exemplo, suprimento de pressões diferentes ou filtração de maior qualidade.
Preciso de mais alguma coisa para fazer a preparação de ar comprimido funcionar?
Suportes de montagem serão necessários, assim como tubos e conexões. Kits de manutenção são um complemento importante à lista de materiais; manutenções regulares mantêm as unidades funcionando conforme suas especificações e protegem o equipamento a jusante dos danos potenciais causados por manutenção precária das unidades de preparação de ar.
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