Thiết kế hệ thống xử lý khí nén tại máy

Khí nén có thể đến máy ở áp suất chấp nhận được nhưng vẫn làm hỏng van, xi lanh và thiết bị đo. Nước, sol khí dầu, hạt bụi và áp suất không ổn định ảnh hưởng đến từng bộ phận theo những cách khác nhau. Vì vậy, việc xử lý khí nên bắt đầu từ nhu cầu đã đo lường và các yêu cầu về độ sạch ở phía hạ lưu.

Bắt đầu từ yêu cầu tại điểm sử dụng

Liệt kê mọi thiết bị được cấp khí từ nhánh đó. Ghi lại áp suất yêu cầu, lưu lượng đỉnh, độ sụt áp chấp nhận được và cấp chất lượng khí do từng nhà sản xuất quy định. Quy tắc chung về khí nhà máy có thể không phù hợp với bộ điều áp chính xác, thiết bị sơn hoặc khí dụng cụ.

Không chọn bộ xử lý khí chỉ dựa vào kích thước ống. Kích thước cổng cho biết rất ít về lưu lượng sử dụng được ở mức tổn thất áp suất chấp nhận được. Sử dụng đường cong lưu lượng của nhà sản xuất tại áp suất đầu vào dự kiến và nhu cầu phía hạ lưu.

Phân tách các nhiệm vụ lọc

Bộ lọc hạt loại bỏ tạp chất rắn và thường tách nước lỏng số lượng lớn. Bộ lọc này không tự động loại bỏ sol khí dầu mịn, hơi hoặc toàn bộ độ ẩm. Mỗi chất gây ô nhiễm cần đúng công đoạn xử lý.

Lọc thô có thể bảo vệ bộ lọc tinh phía hạ lưu và kéo dài tuổi thọ phần tử lọc. Bộ lọc tinh hoặc bộ lọc kết tụ tạo thêm tổn thất áp suất. Chỉ lắp chúng ở nơi quy trình và thiết bị yêu cầu chất lượng khí đó.

Bộ sấy cần được đặt ở phía thượng lưu khi không thể duy trì điểm sương áp suất yêu cầu bằng cách tách cục bộ. Nhiệt độ môi trường rất quan trọng vì đường ống có thể nguội đi và tạo nước ngưng sau khi rời phòng máy nén.

Đặt bộ xả nước ở nơi nước tích tụ

Cốc lọc sẽ không có tác dụng nếu nước ngưng không bao giờ được xả. Bộ xả thủ công phụ thuộc vào việc kiểm tra thường xuyên. Bộ xả tự động giảm thao tác định kỳ nhưng vẫn cần được kiểm tra chức năng và có đường xả phù hợp.

Dẫn nước ngưng theo các quy định môi trường của cơ sở. Dầu bôi trơn máy nén có thể làm ô nhiễm nước thu gom. Không xả nước ngưng chứa dầu vào hệ thống thoát sàn thông thường nếu chưa có biện pháp xử lý được phê duyệt.

Lắp cốc theo đúng hướng dẫn của nhà sản xuất. Bảo vệ cốc trong suốt khỏi hóa chất, tia cực tím và va đập. Sử dụng lồng bảo vệ hoặc cốc kim loại khi môi trường yêu cầu.

Điều áp ở mức thấp nhất có thể

Bộ điều áp kiểm soát áp suất phía hạ lưu trong phạm vi vận hành của nó. Áp suất thấp hơn có thể giảm rò rỉ và mức tiêu thụ khí, nhưng vẫn phải đáp ứng lực và lưu lượng đỉnh của cơ cấu chấp hành.

Điều chỉnh áp suất khi máy đang hoạt động ở mức nhu cầu đại diện. Đồng hồ tĩnh có thể hiển thị chính xác trong khi áp suất động sụt giảm. Khi chẩn đoán chuyển động chậm, hãy đo gần cơ cấu chấp hành gặp vấn đề.

Bộ điều áp có giới hạn lưu lượng và độ sụt áp. Một bộ điều áp nhỏ có thể duy trì áp suất khi không tải nhưng mất khả năng kiểm soát khi nhiều xi lanh chuyển động đồng thời. Các nhánh song song hoặc bình tích khí cục bộ có thể phù hợp hơn việc tăng giá trị cài đặt.

Không bổ sung chất bôi trơn theo thói quen

Nhiều linh kiện khí nén hiện đại được thiết kế để vận hành không bôi trơn. Việc bổ sung sương dầu có thể rửa trôi mỡ bôi trơn tại nhà máy hoặc tạo sự phụ thuộc vào bôi trơn liên tục. Việc ngừng cấp dầu về sau có thể làm tăng tốc độ mài mòn.

Chỉ sử dụng bộ bôi trơn khi nhà sản xuất thiết bị phía hạ lưu yêu cầu. Chọn chất bôi trơn được phê duyệt và xác minh lưu lượng khí tối thiểu cần thiết để cấp dầu. Giữ khí đã bôi trơn tránh xa các quy trình yêu cầu đầu ra sạch, không dầu.

Ghi chép vị trí bắt đầu bôi trơn. Các kỹ thuật viên sau này phải biết những nhánh nào có thể được sửa đổi mà không làm nhiễm bẩn thiết bị nhạy cảm.

Bao gồm chức năng cô lập và xả có kiểm soát

Van khóa có thể khóa được giúp cô lập khí đầu vào. Chức năng xả có thể giải phóng áp suất phía hạ lưu, nhưng năng lượng bị giữ lại vẫn có thể tồn tại trong xi lanh, bình tích khí và các mạch bị chặn.

Đánh giá rủi ro phải xác định cách kiểm soát năng lượng tích trữ. Các linh kiện thông thường của bộ xử lý khí không mặc nhiên đạt cấp an toàn. Chức năng an toàn cần thiết bị, kiến trúc, giám sát và xác nhận phù hợp.

Van khởi động êm có thể nạp đầy mạch từ từ và giảm chuyển động đột ngột. Chúng không sửa được logic khởi động không an toàn. Máy phải thiết lập trạng thái xác định trước khi áp suất cho phép chuyển động nguy hiểm.

Giám sát tình trạng, không chỉ áp suất

Công tắc áp suất có thể xác nhận áp suất cấp nhưng không thể chứng minh độ sạch hoặc khả năng cung cấp lưu lượng. Chỉ báo chênh lệch áp suất có thể cho thấy bộ lọc đã bị tắc nghẽn. Giám sát điểm sương có thể cần thiết cho các ứng dụng khí khô quan trọng.

Kết nối các tín hiệu này với những hành động bảo trì hữu ích. Cảnh báo không có giới hạn, độ trễ và quy trình phản hồi sẽ trở thành tiếng ồn nền. Theo dõi xu hướng các giá trị khi sự suy giảm diễn ra từ từ.

Các thiết bị liên quan có trong bộ sưu tập Bộ truyền tín hiệu quy trình và Rơ le công nghiệp. Xác nhận dải tín hiệu và giao diện điện trước khi kết nối thiết bị giám sát với PLC.

Thiết kế để dễ bảo trì

Chừa đủ không gian để tháo cốc và phần tử lọc. Dán nhãn hướng dòng chảy, các điểm cô lập, áp suất cài đặt và cấp lọc. Ghi số hiệu phần tử thay thế vào danh sách bảo trì.

Đường bypass quanh bộ lọc có thể duy trì sản xuất nhưng cũng có thể đưa khí chưa xử lý xuống phía hạ lưu. Nếu cần bypass, hãy kiểm soát quyền tiếp cận và xác định thời điểm được phép sử dụng. Ghi lại mọi lần sử dụng bypass.

Đặt đồng hồ ở nơi kỹ thuật viên có thể đọc an toàn khi máy đang vận hành. Tránh các vị trí mà việc xả định kỳ đòi hỏi phải đi vào khu vực nguy hiểm.

Chạy thử với nhu cầu đã đo lường

Kiểm tra đường ống để loại bỏ mảnh vụn trước khi kết nối thiết bị nhạy cảm. Tăng áp từ từ, kiểm tra rò rỉ và điều chỉnh bộ điều áp khi có tải. Chạy chuỗi hoạt động đòi hỏi nhiều nhất của máy và ghi lại áp suất đầu vào, đầu ra.

Xác minh hoạt động của bộ xả và kiểm tra nước ngưng ở phía hạ lưu. Đảm bảo cốc lọc vẫn trong giới hạn. Kiểm tra cảnh báo áp suất và trạng thái khi mất khí. Đảm bảo việc cấp khí trở lại không kích hoạt chuyển động bất ngờ.

Đo rò rỉ trong trạng thái máy tạm dừng đã được lập kế hoạch. Suy giảm áp suất lớn có thể cho thấy rò rỉ tại đầu nối, ống, phớt van hoặc cơ cấu chấp hành. Sửa rò rỉ thường tiết kiệm nhiều năng lượng hơn so với tăng áp suất.

Khắc phục sự cố trên đường khí

Cơ cấu chấp hành chuyển động chậm có thể do nguồn cấp thấp, bộ xử lý không đủ cỡ, phần tử lọc bị tắc, bộ giảm thanh bị hạn chế hoặc tải cơ học. So sánh áp suất trước và sau từng điểm hạn chế trong khi chuyển động.

Nước liên tục xuất hiện ở phía hạ lưu cho thấy bộ xả hỏng, thiết kế đường ống chính kém, sấy không đủ hoặc xảy ra ngưng tụ sau xử lý. Chỉ thay bộ lọc cục bộ có thể không giải quyết được nguồn gốc vấn đề.

Tổng quan về xử lý khí nén của Festo liệt kê bộ lọc, bộ điều áp, bộ sấy, bộ bôi trơn và các linh kiện xả như những chức năng riêng biệt. Một bộ xử lý khí hữu ích là một chuỗi xử lý được thiết kế phù hợp, không phải cụm FRL mang tính trang trí.