В: Отстраняване на неизправности при падове на налягането в комбинации FRL: анализ на запушването на филтърния елемент и избора на размера на регулатора.

В промишлената пневматична система постоянството на работното налягане е жизненоважно за автоматизираните производствени линии. Когато пневматичните задвижващи устройства започнат да се изтягат бавно или когато пневматичните здрави инструменти не могат да удържат частите сигурно, причината често е значителен пад на налягането през комбинираната единица филтър-регулатор-смазка (FRL). Падът на налягането, или делта P, представлява разликата в налягането на въздуха между входа и изхода на агрегата FRL при динамични условия на поток.

Макар незначителното падане на налягането да е математически неизбежно поради вътрешното триене, излишното падане на налягането силно намалява ефективността на системата. То принуждава компресора за въздух да работи по-усилено и да консумира излишна електрическа енергия, за да компенсира загубата в посоката на течението. За инженерите по поддръжка и мениджърите на обектите диагностицирането на такива падания на налягането изисква системен анализ на два основни фактора: запушване на филтърния елемент и недостатъчно голям регулатор. В тази статия се представя подробно инженерно ръководство за диагностициране и отстраняване на тези два проблема.

Влияние на паданията на налягането върху производствените операции

Много мениджъри на обекти се опитват да решат проблемите с ниската скорост в посоката на течението, като просто увеличат налягането на компресора . Това е изключително неефективна и скъпа грешка. Всеки 1 бар увеличение на изходното налягане на компресора увеличава енергийните разходи на обекта с приблизително 7 процента. Освен това, наддаването на налягане в системата ускорява износването на уплътненията, шланговете и пневматичните цилиндри, което води до преждевременни повреди.

Вместо това правилният подход е диагностицирането на комбинираната единица FRL. Когато започне динамичният поток, FRL-единицата с високо вътрешно съпротивление ще покаже внезапно и значително спадане на манометъра си, което лишава машините по-нататък по веригата от необходимия им разход на въздух за работа с максимална скорост и въртящ момент.

Фактор 1: Анализ на запушването на филтърния елемент

Въздушният филтър е първият компонент във всяка комбинирана FRL-единица. Неговата задача е да задържа ръжда, накип и твърди частици. Обаче, докато филтърният елемент изпълнява своята функция, той неизбежно става „бутелно гърло“.

Животът на филтърния елемент

Стандартните пневматични филтри използват спечени бронзови, полиетиленови или влакнени елементи. Тези елементи имат пореста структура, която позволява на молекулите въздух да преминават през тях, докато задържат твърдите примеси. В продължение на седмици непрекъснато функциониране задържаните примеси се натрупват върху външната повърхност на елемента и образуват филтърен слой („filter cake“). Макар този слой да може леко да подобри ефективността на филтрирането в началото, той бързо започва да ограничава свободната площ за протичане.

Как да диагностицирате запушен филтърен елемент

За да установите дали филтърният елемент е запушен, без да разглобявате напълно единицата FRL, следвайте тези диагностични стъпки:

• Проверете диференциалното налягане: Инсталирайте манометри непосредствено преди и след единицата FRL. Измерете налягането при статични условия (без протичане на въздух) и след това при динамични условия (когато машината работи на пълна мощност).
• Правилото за дельта P: Нов елемент на филтър трябва да показва пад на налягането не повече от 0,1 до 0,15 бара при нормални условия на поток. Ако динамичният пад на налягането само през стъпката на филтриране надвишава 0,35–0,5 бара, елементът е силно запушен и трябва незабавно да бъде заменен.
• Визуална инспекция: Спечени бронзови елементи потъмняват от естествения си златист/бронзов цвят до тъмно кафяв или черен, когато се изпълнят с твърди частици и маслено кално утайка.

За предотвратяване на неочаквано запушване приложете график за профилактично поддържане. Елементите на филтъра трябва да се инспектират и почистват (като се издухат с компресиран въздух отвътре навън) на всеки 3–6 месеца и да се заменят веднъж годишно в стандартни промишлени среди.

Фактор 2: Размери на редуктора и коефициентът на проток (Cv)

Ако филтърният елемент е чист, но падането на налягането продължава при циклиране на машината, проблемът вероятно се дължи на неправилния размер на редуктора. Честа и скъпа грешка при B2B набавки е закупуването на редуктор само въз основа на размера на съществуващите тръбни нарези (напр. закупуване на половининчов редуктор, защото входящият маркуч е половининчов).

Размер на присъединителните отвори срещу коефициент на пропускливост

Размерът на присъединителните отвори е слаб индикатор за капацитета за проток. Два различни половининчови редуктора могат да имат изключително различна вътрешна геометрия и капацитет за проток. За правилен подбор на редуктор инженерите трябва да анализират коефициента на пропускливост (Cv) или номиналния капацитет за проток в литри в минута (L/min).

• Коефициентът на пропускливост (Cv) представлява обема въздух, който може да премине през редуктора при определено падане на налягането. Редуктор с нисък Cv ще действа като значително ограничение при високи скорости на проток, което води до сериозно падане на налягането по-нататък по веригата.
• Динамично срещу статично налягане: Регулаторът може да показва перфектни 6 бара на манометъра си, когато системата е в статично състояние. Въпреки това, ако регулаторът е с недостатъчни размери, веднага щом големият цилиндър се изтегли, налягането ще спадне рязко, защото вътрешният клапанен отвор не може да пропусне достатъчен обем течност достатъчно бързо.

Чеклист за изчисляване на размерите при B2B набавяне

За да изберете правилния размер на регулатора за вашето приложение, трябва да определите:

• Входно налягане: Налягането, подавано от главната компресорна линия.
• Изисквано изходно налягане: Точното налягане, необходимо за машината.
• Максимална скорост на потока: Максималният разход, необходим по време на най-тежкия цикъл на машината, а не само средният разход.
• Допустимо падане на налягането: Максималната приемлива делта P (идеално – не повече от 0,3 бара през регулатора).

Използвайте характеристиките на производителя (като тези, предоставени за серията AIRWORK от JZPNU), за да намерите необходимия Ви дебит по хоризонталната ос и входното/изходното налягане по кривите. Ако Вашият максимален дебит попадне в стръмната нисходяща част на кривата, регулаторът е твърде малък и трябва да изберете по-голям модел FRL.

Динамичен ръководството за диагностика за екипите по поддръжка

Когато машината показва загуба на налягане, следвайте тази последователност за диагностика:

• Стъпка 1: Уверете се, че входното налягане към FRL остава стабилно по време на циклирането на машината. Ако входното налягане спадне, проблемът е в посоката на подаване (напр. ограничена главна линия, прекалено много машини върху един клон или компресор с недостатъчна мощност).
• Стъпка 2: Почистете или заменете филтърния елемент в FRL. Това е най-честото и най-икономично решение.
• Стъпка 3: Проверете пилотните и изпускателните отвори на регулатора. Ако те са запушени с прах или масло, регулаторът не може да реагира бързо на динамичните промени в дебита, което води до закъснение и загуба на налягане.
• Стъпка 4: Проверете смазочното устройство. Ако смазочното устройство подава прекалено много масло, излишното масло може да се върне обратно в саморегулиращия механизъм на регулатора, което води до вътрешни повреди и ограничаване на потока.

Заключение: Правилно избран размер с AIRWORK

В JZPNU проектираме нашите модулни FRL-единици от марката AIRWORK с високо оптимизирани вътрешни проточни пътища. Този инженерен фокус гарантира изключително високи коефициенти на пропускана мощност спрямо техния физически размер, като минимизира началното падане на налягане. Като комбинираме високопропускливите регулатори AIRWORK с проактивен график за замяна на филтърните елементи, техниците по поддръжка могат да гарантират постоянен и стабилен работен натиск, да максимизират срока на експлоатация на инструментите и значително да намалят енергийното потребление в производствената сграда.