آلودگی هوای فشرده فقط روغن نیست! شناخت ۸ آلودگی در هوای فشرده

وجود روغن در سیستم هوای فشرده بزرگترین نگرانی برای کاربران نیست و دیگر آلاینده های ایجادکننده آلودگی در هوای فشرده وجود دارند.
حداقل ۱۰ آلاینده در یک سیستم هوای فشرده یافت می شود که نیاز به بررسی دارند و از چهار منبع مختلف (نه فقط از کمپرسور هوای فشرده یا مخزن هوای فشرده) می آیند.

آلاینده ها و منابع آلودگی در هوای فشرده موجود در کمپرسور هوای فشرده

در سیستم هوای فشرده، آلاینده های مختلفی وجود دارند.
در زیر، چند مورد از این آلاینده ها که در کمپرسور هوای فشرده یافت می شوند را مشاهده می کنید:

دسته اول، آلودگی وارد شده به کمپرسور هوای فشرده:

• میکروارگانیسم ها
• بخار آب
• ذرات اتمسفر
• بخارات روغن (هیدروکربن ها و VOC)
• سایر آلاینده های گازی

آلودگی در هوای فشرده که توسط کمپرسور هوای فشرده تولید شده اند:

• آئروسل های آب
• آب تغلیظ شده
• روغن مایع و آئروسل های روغنی
• بخارات روغن

حالا بیایید هرکدام از این منابع آلودگی در هوای فشرده را بررسی کنیم:

۱٫ میکروارگانیسم ها در کمپرسور هوای فشرده

هوای محیط می تواند تا ۱۰۰ میلیون میکروارگانیسم در هر متر مکعب داشته باشد.
به دلیل اندازه کوچک، باکتری ها، ویروس ها، قارچ ها، مخمرها و هاگ ها همگی از فیلتر ورودی عبور کرده و وارد سیستم هوای فشرده می شوند.
محیط مرطوب گرم داخل لوله های مخزن هوای فشرده و توزیع هوا، محیطی ایده آل برای رشد سریع آنها فراهم می کند.
رشد میکروبی در میعانات کمپرسور هوای فشرده قابل توجه است.
پس هنگام تخلیه میعانات، باید به آن دقت شود.

۲٫ بخارات آب دومین آلودگی در هوای فشرده

آب به صورت بخار (گاز) وارد سیستم هوای فشرده می شود.
توانایی هوا در نگهداری بخارات آب به فشار و دمای آن بستگی دارد.
هر چه دما بیشتر باشد، بخار آب بیشتری می تواند در هوا نگه داشته شود.
هر چه فشار بیشتر باشد، مقدار بیشتری بخارات آب خارج می شود.
همزمان که هوای محیط فشرده می شود، دمای هوا به طور قابل توجهی افزایش می یابد.
این امر به هوای گرم شده اجازه می دهد تا به راحتی تمام بخارات آب وارد شده به کمپرسور هوای فشرده را حفظ کند.

۳٫ بخارات روغن کمپرسور ها، سومین آلودگی در هوای فشرده

انتشار گازهای گلخانه ای خودرو و فرآیندهای صنعتی ناکارآمد، منجر به آلودگی بخارات روغن در هوای محیط می شود.
غلظت های معمولی در هوای محیط می تواند کم به نظر برسد (بین ۰٫۰۵ و ۰٫۵ میلی گرم در متر مکعب).
با این حال مقادیر اندازه گیری شده در سیستم هوای فشرده به طور قابل توجهی پس از فشرده سازی هنگامی که آلاینده ها متمرکز می شوند، افزایش می یابد.
هنگامی که بخارات روغن در یک سیستم هوای فشرده قرار می گیرد، می تواند مواد، محصولات نهایی و بسته بندی را با بوی روغن آلوده کند.
خنک شدن همچنین باعث می شود که بخارات روغن به روغن مایع متراکم شود.
همچنین آئروسل های روغنی بعنوان بخش دیگری از آلودگی در هوای فشرده تشکیل شود.

۴٫ ذرات اتمسفر آلودگی دیگری در کمپرسور هوای فشرده

هوای محیط در محیط‌های صنعتی و شهری معمولاً حاوی ۱۴۰ تا ۱۵۰ میلیون ذره خاک در هر متر مکعب است.
۸۰ درصد این ذرات کمتر از ۲ میکرون اندازه دارند.
بنابراین برای جذب توسط فیلتر هوای ورودی کمپرسور هوای فشرده بسیار کوچک هستند.
پس بدون محدودیت به داخل سیستم فشرده سازی هوا می روند.

هوای محیط مملو از آلاینده های نادیده زیادی است که به داخل ورودی کمپرسور کشیده می شوند.
هنگامی که در سیستم فشرده سازی هوا قرار می گیرد، بسیاری از خطرات موجود در فاز هوای محیط تغییر می کند.
این خود منجر به ایجاد آلاینده های اضافی می شود.

آلودگی وارد شده توسط مخزن هوای فشرده و لوله های توزیع

• زنگ زدگی (RUST)
• رسوب لوله (PipeScale)

ورود کل آلودگی در هوای فشرده به سیستم توزیع

• میکروارگانیسم ها
• بخارات آب
• ذرات اتمسفر
• بخارات روغن (هیدروکربن ها و VOC)
• آئروسل های آب
• آب تغلیظ شده
• روغن مایع
• آئروسل های روغن
• زنگ زدگی (Rust)
• رسوب لوله (PipeScale)

۵٫ آب مایع و آئروسل های آب

آب که در مخزن هوای فشرده وجود دارد، پنجمین آلودگی در هوای فشرده است.
پس از فشرده سازی، هوای فشرده شده تا دمای قابل استفاده توسط یک افتر کولر خنک می شود.
این خنک‌سازی توانایی هوا را برای حفظ بخارات آب کاهش می‌دهد.
در نتیجه بخارات آب به آب مایع تبدیل می‌شود.
وجود مایع همچنین باعث تشکیل ذرات معلق در هوا هم می شود.

افتر کولرها معمولاً از یک سپراتور آب برای کاهش مقدار مایع ورودی به سیستم هوای فشرده استفاده می کنند.
(اینها ۱۰۰٪ مایع متراکم شده را حذف نمی کنند و تأثیری بر ذرات معلق در هوا ندارند).

هوای خروجی از افتر کولر و وارده به سیستم فشرده سازی هوا اکنون ۱۰۰% از بخار آب اشباع شده است.
هر گونه سرد شدن بیشتر هوای فشرده منجر به متراکم شدن بیشتر بخار آب به آب مایع و تولید آئروسل های بیشتری می شود.

تراکم در مراحل مختلف در سراسر سیستم رخ می دهد؛
زیرا هوا توسط مخزن هوای فشرده، لوله های توزیع و انبساط هوا در سوپاپ ها، سیلندرها و تجهیزات هوای فشرده خنک می شود.

۶٫ روغن مایع و آئروسل های روغنی ششمین آلودگی در هوای فشرده

همانند آب، بخارات روغن که با هوای محیط به داخل کشیده می‌شود، در داخل افترکولر سرد و متراکم می‌شود.
این امر منجر به تشکیل روغن مایع و آئروسل‌های روغن (حتی با کمپرسور اویل فری) می‌شود.
سپس این هوا به پایین دست منتقل می‌شوند.

اکثر کمپرسورهای هوای مورد استفاده امروزه از روغن در مرحله تراکم خود برای آب بندی، روانکاری و خنک کردن استفاده می کنند.

حتی اگر روغن در هنگام فشرده شدن در تماس مستقیم با هوا باشد، به دلیل کارایی سپراتورهای مدرن هوا/روغن تعبیه‌شده در کمپرسور، تنها بخش کوچکی از این روغن لوبریکنت به‌صورت مایع یا آئروسل یا بخارات روغن به سیستم فشرده سازی هوا منتقل می‌شود.
(معمولاً بیش از ۵ میلی گرم در متر مکعب برای کمپرسور اسکرو که به خوبی نگهداری می شود).

۷٫ زنگ زدگی و رسوب لوله

زنگ زدگی و رسوب لوله را می توان مستقیماً به وجود آب در سیستم فشرده سازی هوا نسبت داد.
معمولاً این آلودگی در هوای فشرده در مخزن هوای فشرده و لوله های توزیع یافت می شود.
با گذشت زمان، زنگ‌زدگی و رسوب لوله‌ها از بین می‌رود.
این باعث آسیب یا انسداد در تجهیزات تولید می‌شود.
این امر هم می‌تواند محصول نهایی و فرآیندها را نیز آلوده کند.
مشکلات زنگ زدگی و رسوب لوله اغلب برای مدتی پس از نصب درایر های هوای فشرده در سیستم های لوله کشی قدیمی که قبلاً با تجهیزات تصفیه ناکافی یا بدون تجهیزات کار می کردند، افزایش می یابد.

۸٫ سایر آلاینده های گازی نگران کننده در هوای فشرده

۸-۱- گاز دی اکسید گوگرد

دی اکسید گوگرد به عنوان یک محصول جانبی از سوزاندن سوخت های فسیلی تولید می شود.
SO₂  در هوای محیطی که به ورودی کمپرسور کشیده می شود هم وجود دارد.
روغن موجود در کمپرسور اویل اینجکت مزایای زیادی دارد؛
زیرا می تواند دی اکسید گوگرد (SO₂ ) که از طریق ورودی کمپرسور به داخل کشیده می شود را خنثی کند.

در یک کمپرسور اویل فری، روغنی برای خنثی کردن بخارات مضر مانند SO₂  وجود ندارد.
همانطور که اینترکولر و افتر کولر در یک کمپرسور اویل فری، بخارات آب را به آب مایع متراکم می کنند، SO₂  هوا با بخار آب متراکم شده واکنش می دهد و اسید سولفور را تشکیل می دهد (مانند باران اسیدی). اندازه‌گیری‌های سیستم‌های هوای فشرده نشان می‌دهد که میعانات حاصل دارای مقدار pH بین ۳ تا ۶ است.
این امر باعث می شود تا این گاز به مخزن هوای فشرده پایین‌دست، لوله‌کشی و تجهیزات تصفیه با شدت بیشتری نسبت به میعانات حاصل از یک کمپرسور اویل اینجکت حمله می‌کند.

۸-۲- گاز ازن

عامل دیگری که بعنوان آلودگی در هوای فشرده باید در نظر گرفت، ازن است.
کمپرسورهای اویل فری اسکرو، در حالی که از روغن برای روانکاری یاتاقان ها و گیربکس ها استفاده می کنند، روغن را برای خنک شدن به مرحله تراکم تزریق نمی کنند.
یعنی دما در حین فشرده سازی بسیار زیاد می شود.
(دمایی بیشتر از دمای کار ایمن بسیاری از مواد).
بنابراین این کمپرسورها معمولاً در دو مرحله فشرده می شوند؛
برخلاف کمپرسور اویل اینجکت که این کار را در یک مرحله انجام می دهد.
یک اینترکولر بین مرحله اول و دوم برای کمک به کاهش دما قرار می گیرد.
اما دمای هوای فشرده می تواند در محدوده ۱۸۰ تا ۲۰۰ درجه سانتی گراد باشد.
(در ماشین های اویل اینجمت اسکرو، دمای هوای فشرده معمولاً حدود ۸۰ درجه است.)

فرآیند فشرده‌سازی، دمای بالا، اکسیژن و حضور VOC می‌تواند ازن را ایجاد کند.
ازن ترجیحاً به گروه‌های عملکردی آلی خاصی حمله می‌کند.

بدون وجود روغن در جریان گاز، مانند ماشین اویل فری، واکنش ازن و کاهش غلظت آن مشکل است.
بنابراین سطح ازن در هوای فشرده تخلیه شده توسط کمپرسور اویل فری احتمالاً به میزان قابل توجهی نسبت به سیستم های اویل اینجکت بالاتر باقی می‌ماند.

بنابراین، ازن وارد بعنوان آلودگی در هوای فشرده لوله‌های توزیع پایین دست کمپرسور می‌شود.
این گاز اغلب به آب‌بندها، واشرها، ولوها و تجهیزات تصفیه آسیب می‌رساند.

فیلترهای جذب کربن فعال با بستر بزرگ که برای کاهش بخارات روغن استفاده می شوند، می توانند سطح بخارات روغن را در هوای فشرده کاهش دهند.
همچنین سطح ازن موجود را نیز کاهش می دهند.

راهکار فوق العاده برای کاهش آلودگی در هوای فشرده

برای راه اندازی هر سیستم هوای فشرده ایمن و مقرون به صرفه، آلودگی در هوای فشرده باید تا حد قابل قبول کاهش یابد.
قبل از این امر هم باید از انواع آلودگی ها اثرات آنها در سیستم آگاه باشید.

کیفیت پایین و عدم کنترل آلودگی در هوای فشرده می تواند مشکلات متعددی را برای یک سازمان ایجاد کند.
بسیاری از سازمان ها ممکن است بطور مستقیم با هوای فشرده آلوده مرتبط نباشند.
از مضرات آلودگی در هوای فشرده می توان به موارد زیر اشاره کرد:

تولیدات محصولات

• مواد خام آلوده
• محصولات آلوده
• بسته بندی آلوده
• محصولات خراب

مصرف كننده

مصرف کنندگان بیمار

مشتریان ناراضی

سازنده

• آسیب برند
• اقدامات قانونی
• ضرر مالی
• حبس بالقوه (در صنایع مهم)

فرایند ساخت

• فرآیندهای تولید ناکارآمد
• کاهش راندمان تولید
• افزایش هزینه های تولید
• ممیزی کیفیت ناموفق (در صنایع خاص)

در یک سیستم هوای فشرده

• رشد، ذخیره و توزیع آلودگی میکروبی
• خوردگی در مخازن ذخیره سازی و سیستم توزیع
• تجهیزات تولید آلوده یا آسیب دیده
• ولو ها و سیلندرهای مسدود یا یخ زده
• تغییرات پیش از موعد برنامه ریزی نشده درایر برای درایر های جذبی
• هزینه های عملیاتی و نگهداری بالا

کنترل آلاینده ها و آلودگی هوای فشرده

حصول اطمینان از کنترل موثر آلودگی در هوای فشرده، نیازمند تعدادی فناوری تصفیه است.
برای بسیاری از کاربران هوای فشرده، درک اینکه ۱۰ آلاینده اصلی در یک سیستم هوای فشرده وجود دارد تا حدودی تعجب آور است.
اغلب تصور می شود که تنها سه آلاینده وجود دارد (کثیفی، آب، روغن).
این آلاینده ها را می توان در بسیاری از مراحل یافت؛
بنابراین برای کاهش کارآمد نیاز به یک فناوری تصفیه خاص وجود دارد.

جدول زیر فناوری‌های فیلتراسیون و خشک کردن را نشان می‌دهد که شامل سیستم تصفیه و آلاینده‌هایی است که کاهش می‌دهند.