ناخالصی های موجود در هوای فشرده چه خطراتی دارند؟

موارد متعددی در دنیای واقعی نشان می‌دهند که در حالی که خطرات ناشی از آلاینده‌های منفرد را می‌توان مدیریت کرد، تشکیل "لجن" - مخلوطی از آب، روغن و ذرات جامد - چالش‌برانگیزترین مسئله برای سیستم‌های هوای فشرده است. پس از امولسیون شدن، این مخلوط روغن و آب به دیواره های لوله می چسبد و باعث خوردگی فلزی پایدار می شود. همانطور که جدا می شود، ذرات جامد را به دام می اندازد، که منجر به مسدود شدن و سایش در گذرگاه های جریان باریک می شود - فرآیندی که یک چرخه مخرب و خود تداوم ایجاد می کند.

(I) ذرات جامد: سایش مداوم و گرفتگی اجزای دقیق

ذرات جامد مانند ساینده های ریز عمل می کنند. آنها توسط جریان هوا با سرعت بالا از طریق لوله ها حمل می شوند، آنها به طور مداوم اجزای پنوماتیک را تمیز می کنند. آنها باعث ساییدگی محرک‌های پنوماتیکی می‌شوند: ذرات ریز دیواره‌های سیلندر، مهر و موم پیستون و سطوح آب‌بندی قرقره‌های سوپاپ را خراش می‌دهند. هنگامی که این سطوح آب بندی آسیب می بینند، سیلندرها و شیرهای برقی دچار نشتی داخلی می شوند که منجر به کاهش زمان پاسخ و فشار ناپایدار می شود. در بسیاری از کارخانه‌ها، مجموعه‌های متعددی از سیلندرها در یک دوره شش ماهه تعویض شده‌اند، فقط برای بررسی‌ها نشان می‌دهد که علت اصلی کیفیت قطعات نیست، بلکه میزان گرد و غبار بیش از حد در هوای فشرده است. این مشکل سایش برای تامین دقیق هوا از کمپرسور Oil Free Scroll Compressor و Water Lubricated Oil Free Compressor که معمولاً برای فرآیندهای تولید با دقت بالا به کار می روند، اهمیت زیادی دارد. سایش طولانی مدت توسط این ذرات منجر به خرابی آب بندی و افزایش نشتی سیستم می شود و کمپرسورهای هوا را مجبور می کند که برای جبران افت فشار تحت بار باقی بمانند و به طور مستقیم مصرف برق را بالا می برند. علاوه بر این، ذرات می توانند روزنه های کوچک، خفه کن ها و فیلترها را مسدود کنند. اجزایی مانند روزنه های محدود کننده جریان، نازل ها، گذرگاه های هوا با تفنگ اسپری و منافذ صدا خفه کن دارای دهانه های بسیار کوچکی هستند که آنها را به شدت مستعد تجمع گرد و غبار و زباله های زنگ می کند. در صنعت رنگ‌آمیزی، گرفتگی تفنگ‌های اسپری منجر به اعمال ناهموار رنگ می‌شود. در فرآیندهای انتقال پودر یا سیال شدن مواد، اگر صفحات ریز متخلخل توسط گرد و غبار مسدود شوند، جریان مواد مختل می شود و خطوط تولید مجبور می شوند برای تمیز کردن تعطیل شوند. ذرات جامد همچنین می توانند محصولات نهایی را آلوده کنند که منجر به رد شدن در کل دسته می شود. در بخش هایی مانند الکترونیک، رنگ آمیزی و فرآوری مواد غذایی، این ذرات ممکن است در تماس مستقیم با محصولات قرار گیرند. در طول رنگ آمیزی، زنگ زدگی یا گرد و غبار حمل شده توسط هوای فشرده می تواند بر روی لایه رنگ بنشیند و ذرات برجسته ای ایجاد کند که نیاز به کار مجدد یا حتی رد کل دسته را دارد. در تمیز کردن قطعات الکترونیکی، گرد و غبار ممکن است به تخته های مدار یا تراشه ها بچسبد و به طور مستقیم بازده محصول را کاهش دهد. علاوه بر این، ذرات باعث آلودگی ثانویه در لوله‌کشی می‌شوند: با برخورد مکرر به دیواره‌های داخلی، زنگ‌زدگی و خوردگی بیشتری را از بین می‌برند و باعث تجمع ناخالصی‌ها و بدتر شدن تدریجی آلودگی کل سیستم می‌شوند.

(II) رطوبت: رایج ترین "منبع پنهان خوردگی" در سیستم های هوای فشرده

بسیاری از کارکنان عملیات و تعمیر و نگهداری قدرت تخریب میعانات را دست کم می گیرند، با این فرض که مقدار کمی آب صرفاً تجمعی است که می توان از طریق تخلیه دوره ای مدیریت کرد. در حقیقت، رطوبت عامل اصلی همه مسائل خوردگی در کل سیستم است. منجر به خوردگی لوله‌ها و مخازن گیرنده هوا می‌شود: هنگامی که آب مایع با دیواره‌های داخلی لوله‌های فولاد کربنی تماس پیدا می‌کند، باعث خوردگی الکتروشیمیایی می‌شود و در نتیجه زنگ‌زدگی ایجاد می‌شود. زنگ ممکن است به طور مداوم پوسته پوسته شود و به منبع اضافی ناخالصی های جامد تبدیل شود. علاوه بر این، کف مخزن گیرنده هوا - اگر برای مدت طولانی با آب ساکن باقی بماند - ممکن است دچار خوردگی و نازک شدن شود و خطر نشت از مخزن تحت فشار ایجاد کند. مطابق با استانداردهای نظارتی برای مخازن تحت فشار، مخازن گیرنده هوا نیاز به تخلیه و بازرسی منظم دارند. تجمع قابل توجه آب، تخریب مخزن را تسریع می کند و خطرات ایمنی جدی ایجاد می کند. میعانات همچنین می تواند روان کننده ها را از ابزارهای پنوماتیک و سیلندرها بشویید و منجر به اصطکاک خشک و افزایش سایش شود. علاوه بر این، رطوبت پیری و ترک خوردگی لاستیک‌های مهر و موم را تسریع می‌کند و در نتیجه باعث نشت هوا می‌شود. در شرایط سرد زمستان، آب محبوس شده در خطوط لوله می تواند یخ بزند، جریان هوا را مسدود کند، باعث خاموشی اضطراری خط تولید و به طور بالقوه ترک خوردگی اتصالات لوله با دیواره نازک شود. علاوه بر این، یک محیط مرطوب همراه با روغن باقیمانده می تواند رشد بیوفیلم ها را تقویت کند و به کپک ها و باکتری ها اجازه تکثیر دهد. این خطر برای سیستم های کمپرسور بدون روغن روغن کاری شده با آب ، که در آن آب بخشی از محیط تراکم است و عملیات خشک کردن مناسب باید در پایین دست مطابقت داده شود، حیاتی است. در صنایعی مانند مواد غذایی و دارویی، استفاده از چنین منبع هوایی می تواند منجر به آلودگی میکروبی در محصولات شود و باعث شود آنها از استانداردهای نظارتی تولید کوتاهی کنند. رطوبت هوای فشرده نیز می تواند ثبات فرآیند را به خطر بیندازد. به عنوان مثال، در متالورژی پودر، خشک کردن پلاستیک، یا کاربردهای پاکسازی بسته بندی، می تواند باعث جذب رطوبت و جمع شدن مواد خام شود یا منجر به تغییر شکل محصول و لایه برداری سطحی شود. در نهایت، اگر یک خشک کن جذبی تحت بار رطوبت بیش از حد قرار گیرد، عمر مفید ماده جاذب آن به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و در نتیجه هزینه های بهره برداری و نگهداری افزایش می یابد.

(III) محتوای روغن: محصولات آلوده کننده، مهر و موم های تخریب کننده، و تشکیل لجن سرسخت

محتوای روغن به شکل قطرات مایع، مه و بخار وجود دارد. جذب بخارات روغن به خصوص با فیلترهای استاندارد دشوار است و اغلب نادیده گرفته می شوند. اگرچه کمپرسور اسکرول بدون روغن و کمپرسور بدون روغن روغنکاری شده با آب، تزریق روغن در محفظه فشرده سازی را حذف می کنند، بخار روغن ورودی از محیط اطراف همچنان خطرات آلودگی را به همراه دارد. چنین آلودگی‌هایی می‌توانند محصولات نهایی را به خطر بیندازند و منجر به خرابی کیفیت شوند: برای مثال، در صنعت رنگ‌آمیزی، غبار روغنی که توسط هوای فشرده بر روی سطح قطعه کار حمل می‌شود، می‌تواند باعث نقص‌های جبران‌ناپذیری مانند سوراخ‌ها و لکه‌های روغن شود. در خطوط تولید مواد غذایی و دارویی، جایی که هوای فشرده برای پاک‌سازی یا بسته‌بندی محصول استفاده می‌شود، آلودگی روغن باعث عدم انطباق محصولات می‌شود و در نتیجه بازگشت مشتری و مسائل مربوط به انطباق با مقررات را به همراه دارد. چندین کارخانه فرآوری مواد غذایی داخلی حوادثی را تجربه کرده‌اند که در آن هوای فشرده آلوده به روغن روی خطوط بسته‌بندی منجر به از بین رفتن کل دسته‌های محصول شده است - ضررهایی که بسیار بیشتر از هزینه سرمایه‌گذاری تجهیزات تصفیه است. علاوه بر این، روغن مواد آب بندی الاستیک را تخریب می کند. روغن های معدنی می توانند باعث متورم شدن و نرم شدن مهرهای ساخته شده از موادی مانند لاستیک نیتریل (NBR) شوند و پیری و شکست را تسریع کنند. این امر طول عمر قطعاتی مانند شیرهای برقی و سیل سیلندرها را کوتاه می کند و در نتیجه هزینه قطعات یدکی و خرابی را افزایش می دهد. روغن همچنین به تشکیل لجن چسبناک کمک می کند که به دیواره های داخلی لوله ها و قسمت داخلی عناصر فیلتر می چسبد. این لجن فیلترها را مسدود می کند و باعث افزایش افت فشار سیستم می شود. هنگامی که یک عنصر فیلتر با روغن اشباع می شود، راندمان فیلتراسیون آن به سرعت کاهش می یابد و نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر دارد. در شرایط دمای بالا، این لجن می تواند به رسوبات سخت تبدیل شود که جدا کردن آنها بسیار دشوار است. در نهایت، خطرات ایمنی قابل توجهی وجود دارد: غبار روغن می تواند در گیرنده های هوا یا بخش های کم ارتفاع لوله ها جمع شود. با گذشت زمان، این روغن اکسید می شود و رسوبات کربنی را تشکیل می دهد که خطر احتراق خود به خودی را در شرایط عملیاتی با دمای بالا ایجاد می کند. این یک نگرانی حیاتی است - به ویژه در سیستم هایی که از کمپرسورهای هوای روغن کاری شده استفاده می کنند - که در آن خطرات مربوط به محتوای بیش از حد روغن باید بسیار جدی گرفته شود.

(IV) میکروارگانیسم ها و ناخالصی های شیمیایی: خطرات خاص برای صنایع حیاتی پاک

در حالی که تأثیر میکروارگانیسم‌ها ممکن است در محیط‌های تولیدی عمومی محدود باشد، آنها یک پارامتر کنترلی حیاتی در بخش‌هایی مانند فرآوری مواد غذایی، داروسازی، بسته‌بندی آسپتیک و آزمایشگاه‌های بیولوژیکی هستند. این بخش های تمیز دقیقاً سناریوهای کاربردی اصلی برای کمپرسور اسکرول بدون روغن و کمپرسور بدون روغن روغن کاری شده با آب هستند. باکتری ها و قارچ ها می توانند در لوله های مرطوب تکثیر شوند و توسط هوای فشرده پراکنده شوند. اگر آنها با محصولات تماس پیدا کنند، می توانند منجر به آلودگی میکروبی شوند که استانداردهای صنعتی مانند شیوه های تولید خوب (GMP) را نقض می کند. گازهای اسیدی و ناخالصی‌های خورنده در مناطق کارخانه‌های شیمیایی، خوردگی خطوط لوله فلزی و سنسورهای ابزار را تسریع می‌کنند، که منجر به اندازه‌گیری فشار و جریان نادرست می‌شود و عملکرد پایدار سیستم‌های خودکار را به خطر می‌اندازد.