Jak zapobiegać wilgoci i zanieczyszczeniom w systemach sprężonego powietrza

Właściwe uzdatnianie powietrza to fundament każdego wydajnego i bezawaryjnego układu pneumatycznego. Wilgoć i zanieczyszczenia nie są osobnymi wyzwaniami – stanowią jeden, ściśle połączony problem, który wymaga kompleksowego podejścia. Poniższy materiał to szczegółowy przewodnik ułatwiający dobór odpowiednich rozwiązań, stanowiący rozwinięcie tematyki z naszej strony o uzdatnianiu powietrza oraz naszego przewodnika po klasach czystości ISO 8573-1.

Skąd biorą się zanieczyszczenia i woda w liniach sprężonego powietrza?

Systemy pneumatyczne są nieustannie narażone na wprowadzanie niepożądanych substancji. Najczęstsze źródła problemów to wyrzut z samego kompresora, który zasysa z otoczenia powietrze pełne naturalnej wilgotności oraz pyłów. Kiedy to powietrze ulega sprężeniu, a następnie ochłodzeniu, w rurociągach dochodzi do kondensacji pary wodnej. Skutkuje to natychmiastowym gromadzeniem się wody w instalacji. Aby dokładnie zrozumieć mechanizm fizyczny stojący za tym zjawiskiem, zachęcamy do zapoznania się z naszym artykułem Rzucając dodatkowe światło na temat punktu rosy. W niniejszym przewodniku skupimy się z kolei na praktycznym, wieloetapowym systemie ochrony przed tymi zagrożeniami.

Trzyetapowy system przygotowania sprężonego powietrza a klasa czystości ISO 8573-1

Osiągnięcie odpowiedniej jakości sprężonego powietrza wymaga zastosowania kilku uzupełniających się etapów uzdatniania. Norma ISO 8573-1 określa poziomy czystości dla trzech podstawowych rodzajów zanieczyszczeń: cząstek stałych, wilgoci oraz oleju. Dobór odpowiednich elementów przygotowania powietrza powinien więc uwzględniać zarówno wymagania aplikacji, jak i oczekiwaną klasę czystości.

• Etap 1: Filtracja. Pierwszym etapem jest filtracja, której zadaniem jest ograniczenie ilości zanieczyszczeń przedostających się do instalacji i urządzeń pneumatycznych. Filtry usuwają cząstki stałe, takie jak pył, rdza czy pozostałości z rurociągu, a także zanieczyszczenia olejowe, w tym mgłę olejową. W zależności od wymaganej jakości powietrza można zastosować filtry główne, dokładne, wysokiej dokładności oraz filtry z węglem aktywnym. Odpowiednio dobrane filtry pozwalają osiągnąć klasy czystości od 1 do 5 (dla cząstek i oleju) według normy ISO.
• Etap 2: Osuszanie. Samo filtrowanie nie wystarcza do usunięcia wilgoci znajdującej się w sprężonym powietrzu w postaci pary wodnej. W tym celu stosuje się osuszacze, które obniżają ciśnieniowy punkt rosy i ograniczają ryzyko ponownej kondensacji w instalacji. W zależności od wymaganej jakości powietrza stosuje się m.in. osuszacze ziębnicze i membranowe, a dla bardziej wymagających zastosowań również rozwiązania pozwalające uzyskać bardzo niski punkt rosy. Pozwala to na osiągnięcie klas od 1 do 6.
• Etap 3: Odprowadzanie kondensatu. W procesie chłodzenia i przygotowania sprężonego powietrza powstaje kondensat zawierający wodę oraz zanieczyszczenia olejowe. Jego skuteczne odprowadzanie jest niezbędne, aby zapobiegać gromadzeniu się wody w filtrach, zbiornikach i rurociągach. Nieskuteczne odprowadzanie kondensatu może prowadzić do korozji, zanieczyszczenia instalacji oraz problemów z pracą urządzeń pneumatycznych. Dlatego separatory wody i odpowiednio dobrane spusty kondensatu powinny stanowić integralną część systemu przygotowania sprężonego powietrza.

Połączenie filtracji, osuszania oraz skutecznego odprowadzania kondensatu pozwala stworzyć kompletny system ochrony przed zanieczyszczeniami i wilgocią. Właściwa konfiguracja poszczególnych elementów umożliwia uzyskanie jakości sprężonego powietrza odpowiedniej do konkretnej aplikacji i wymagań normy ISO 8573-1.

Co jest lepsze: sama filtracja czy filtracja z osuszaczem?

Decyzja o wyborze stopnia zaawansowania systemu zależy bezpośrednio od wymagań końcowej aplikacji:

• Ogólna pneumatyka i proste narzędzia: W wielu standardowych zakładach przemysłowych wystarczająca bywa odpowiednio dobrana stacja przygotowania powietrza. Podstawowa filtracja z reduktorem usunie większe zanieczyszczenia i wodę w postaci ciekłej, zabezpieczając podstawowe narzędzia.
• Precyzyjne instrumenty i automatyka: W tym przypadku obecność, chociażby śladowych ilości wilgoci może uszkodzić wrażliwe zawory i siłowniki. System musi bezwzględnie łączyć ze sobą dokładne filtry oraz odpowiednio dobrane osuszacze (najczęściej ziębnicze).
• Branża spożywcza i farmaceutyczna: Rygor higieniczny wymaga tu wdrożenia pełnego, wieloetapowego systemu zapewniającego najwyższe klasy ISO 8573-1. W tego typu aplikacjach automatyczne spusty kondensatu, wysokowydajne osuszacze oraz dedykowane zestawy dla branży spożywczej i pakujące lub współpracują ze sobą, aby zagwarantować absolutne bezpieczeństwo produktu końcowego.

Co się stanie, jeśli pominiesz jeden z etapów? 

Pominięcie nawet jednego elementu w układzie uzdatniania prowadzi do efektu domina, co w krótkim czasie może zdestabilizować pracę całego zakładu. Poniższa tabela obrazuje konsekwencje braków i wskazuje właściwe rozwiązania z oferty SMC.
 

Rzeczywiste przykłady zastosowań – gdzie czysty system to priorytet? 

Aby zachować ciągłość procesów i niezawodność, wiele kluczowych gałęzi przemysłu nie może pozwolić sobie na kompromisy:

• Przemysł spożywczy: Bezpośredni lub pośredni kontakt sprężonego powietrza z żywnością wymaga natychmiastowej eliminacji wilgoci oraz bakterii, które mogłyby rozwijać się w mokrym środowisku. To tutaj najczęściej wykorzystuje się nasze certyfikowane podzespoły antybakteryjne.
• Branża farmaceutyczna: Produkcja leków wymaga absolutnie sterylnego i suchego środowiska. Powietrze napowietrzające procesy musi spełniać najbardziej rygorystyczne klasy czystości, co narzuca stosowanie bezkompromisowego układu na czele z osuszaczami adsorpcyjnymi.
• Produkcja elektroniki: W produkcji półprzewodników czy montażu układów scalonych, mikroskopijne kropelki wody lub opary oleju oznaczają zwarcie i zniszczenie bardzo drogich komponentów. Wymaga to zaawansowanej, wysokiej dokładności filtracji oraz stałego utrzymywania skrajnie niskiego punktu rosy.

Masz pytania dotyczące zapobiegania wilgoci i zanieczyszczeniom w systemach sprężonego powietrza? 

Zapytaj naszych ekspertów już dziś!