Как устранять неисправности в системах сжатого воздуха?

Выявление и локализация потери давления в системе сжатого воздуха

Распознавание ключевых симптомов: низкое давление, частое включение и выключение компрессора, слышимые утечки

Когда измерительные инструменты на конечных точках систематически показывают низкие значения давления, это обычно означает наличие утечки где-то в системе. Пневматическое оборудование просто не сможет работать должным образом, если не достигнет минимальных уровней давления, необходимых для эксплуатации. Техники часто слышат характерное шипение, исходящее от ослабленных соединений или неисправных клапанов, — это прямой признак выхода воздуха из системы. Компрессор также начинает работать в аварийном режиме: постоянно включается и выключается, пытаясь поддерживать стабильное давление. Согласно исследованиям Министерства энергетики США в рамках программы Compressed Air Challenge, такой частый цикл включения/выключения повышает расходы на электроэнергию примерно на 30 %. А что происходит, если эти утечки остаются незамеченными? Вся система испытывает повышенную нагрузку, поскольку компрессорам приходится работать сильнее, чем требуется, создавая избыточный спрос, который никем не запрашивался.

Эффективные методы обнаружения утечек: мыльный раствор, ультразвуковое сканирование и измерение расхода

Три проверенных метода позволяют точно и оперативно определять источники утечек:

• Тестирование мыльным раствором : Нанесите раствор на соединения и наблюдайте за образованием пузырьков. Идеально подходит для проверки доступных фитингов во время остановок.
• Ультразвуковое сканирование : Ручные детекторы выявляют высокочастотные звуки утечек, неслышимые для человеческого уха, что позволяет быстро и без вмешательства проводить обследование всей установки в рабочем режиме.
• Расходомеры : Установите расходомеры для контроля характера потребления. Аномальный базовый расход в периоды простоя оборудования подтверждает наличие утечек по всей системе.

Комбинированное применение этих методов позволяет обнаружить более 90 % утечек. Приоритетными для ремонта следует считать зоны с высоким давлением — это обеспечивает максимальное восстановление энергии. Регулярные аудиты снижают потери и предотвращают перегрузку компрессоров.

Устранение проблем загрязнения, влияющих на качество сжатого воздуха

Основные причины загрязнения воздуха: влага, унос масла и накопление твёрдых частиц

Целостность системы нарушается в основном тремя способами при наличии загрязняющих веществ. При сжатии воздуха окружающая влажность конденсируется в виде капель воды внутри системы. Это приводит к коррозии по всей длине трубопроводов и создаёт условия для роста микроорганизмов. Другая проблема связана с уносом масла. Смазочные материалы иногда проходят мимо точек их отделения. Изношенные поршневые кольца или повреждённые клапаны позволяют примерно 15 частям на миллион остаточного масла попадать в поток сжатого воздуха — согласно стандарту ISO 2010 года. Третья проблема — проникновение твёрдых частиц в систему. Пыль из внешней среды проникает внутрь, а старые трубопроводы со временем отслаивают накипь, особенно это заметно на объектах, которые не обновлялись в последнее время. Все эти факторы в совокупности приводят к повреждению пневматического инструмента и снижению качества выпускаемой продукции в целом. Сама по себе влага вызывает около 40 % всех отказов, связанных с загрязнением в производственных условиях, как сообщает Ассоциация производителей пневмоинструмента. Именно поэтому поддержание чистоты систем имеет столь важное значение для обеспечения эффективности эксплуатации.

Техническое обслуживание системы фильтрации: контроль перепада давления и замена фильтрующих элементов

Контроль за системами фильтрации помогает предотвратить выход проблем с загрязнением из-под контроля, в первую очередь с помощью двух важных подходов. Во-первых, проверяйте дифференциальные манометры как минимум раз в неделю. Постоянный рост перепада давления на коалесцентных фильтрах примерно на 7–10 psi обычно свидетельствует о накоплении частиц и необходимости обслуживания. Во-вторых, заменяйте элементы фильтров после примерно 2000 часов работы или сразу же при падении давления ниже допустимого значения, указанного производителем. В этом случае наиболее эффективны фильтры класса HEPA, поскольку они задерживают практически все частицы размером до субмикронного уровня с эффективностью около 99,97 %. Не забывайте также о регулярном техническом обслуживании: проверяйте дренажные устройства для удаления влаги каждые три месяца и тщательно осматривайте масловоздушные сепараторы один раз в год, чтобы соответствовать стандарту ISO 8573-1 по чистоте сжатого воздуха. Предприятия, строго соблюдающие этот график, как правило, сталкиваются примерно вдвое реже с простоем оборудования из-за проблем с загрязнением по сравнению с теми, кто этого не делает.

Диагностика и предотвращение перегрева компрессора и механического износа в системе сжатого воздуха

Критические признаки износа: поршневые кольца, клапаны, подшипники и отказы системы смазки

Когда системы перегреваются или компоненты начинают изнашиваться, эффективность снижается — об этом свидетельствуют довольно очевидные признаки отказа. Поршневые кольца, отработавшие свой ресурс, как правило, приводят к снижению степени сжатия и увеличению продувки. Негерметичные клапаны вызывают всевозможные проблемы с давлением и в целом приводят к потере энергии. Подшипники, функционирующие ненадлежащим образом, вызывают нехарактерные вибрации с уровнем около 4 мм/с среднеквадратичного значения (RMS) и иногда сопровождаются громкими скрипящими или скрежещущими шумами, что в конечном итоге может привести к нарушению соосности валов. Что происходит при отказе системы смазки? Компоненты изнашиваются значительно быстрее. Разложение масла повышает температуру трения на 15–20 °F по сравнению с нормой. Регулярная проверка состояния масла примерно каждые 500 моточасов позволяет выявить эти проблемы на ранней стадии и предотвратить чрезмерный нагрев и возникновение опасных ситуаций. Контроль вибраций помогает обнаружить неисправности подшипников задолго до того, как они перерастут в серьёзные аварии; такой проактивный подход, по данным компании Reliability Solutions (2023 г.), позволяет компаниям сэкономить в среднем около 18 000 долларов США на незапланированных остановках. Замена уплотнений в ходе планового технического обслуживания существенно увеличивает срок службы оборудования — примерно на 30–40 %.

Проверка электрической целостности и логики управления для обеспечения надёжной работы системы сжатого воздуха

Согласно данным ARC Advisory Group, примерно в одном случае из четырёх незапланированных простоев промышленных систем сжатого воздуха причина кроется в электрических неисправностях или проблемах с управляющей логикой. Начните диагностику с проверки электрических компонентов: осмотрите контакторы на наличие следов дугового разряда, убедитесь в целостности проводов и стабильности напряжения на выводах двигателя. Тепловизионное оборудование помогает выявить перегруженные цепи до того, как они вызовут срабатывание защиты. Что касается систем управления, необходимо тщательно проанализировать ПЛК (программируемые логические контроллеры) на предмет ошибок в программном обеспечении или датчиков, вышедших из калибровки. Давление срабатывания реле давления должно отклоняться не более чем на 2 psi в обе стороны от заданного значения, а блокировки безопасности должны корректно срабатывать при имитации аварийных ситуаций. Правильная настройка алгоритмов управления также имеет большое значение: компании сообщают о снижении энергопотребления примерно на 40 % лишь за счёт оптимизации этих параметров, а также об исчезновении постоянных циклов пуска и остановки компрессоров. Для текущего технического обслуживания рекомендуется внедрить автоматическую диагностику, отслеживающую потребляемый ток: это позволяет на ранней стадии выявлять износ подшипников или асимметрию фаз, обеспечивая бесперебойную работу оборудования и предотвращая дорогостоящие простои производства.

Часто задаваемые вопросы

• Какие признаки потери давления в системе сжатого воздуха встречаются наиболее часто?
  Низкие показания давления, частое включение и выключение компрессора и слышимые утечки — типичные признаки потери давления.
• Как эффективно обнаружить утечки воздуха?
  Утечки воздуха можно обнаружить с помощью мыльного раствора, ультразвукового сканирования и измерения расхода.
• Что вызывает загрязнение воздуха в системах сжатого воздуха?
  Загрязнение воздуха в системах сжатого воздуха может вызываться такими загрязнителями, как влага, масляный унос и накопление твёрдых частиц.
• Как часто следует проводить техническое обслуживание фильтрационных систем?
  Фильтрационные системы необходимо еженедельно контролировать по перепаду давления, а фильтрующие элементы следует заменять примерно каждые 2000 часов работы.
• Какие признаки указывают на механический износ компрессоров?
  К таким признакам относятся износ поршневых колец, утечки через клапаны, аномальные вибрации и сбои в системе смазки.
• Как можно проверить электрическую целостность в системах сжатого воздуха?
  Электрическую целостность можно проверить путём осмотра контакторов, проводов, измерения напряжений, а также с использованием тепловизионного оборудования.