Pytanie: Rozwiązywanie problemu „przenoszenia oleju” w bezolejowych systemach pneumatycznych: dobór wysokowydajnych separatorów mgły.

W sektorach B2B o wysokiej czystości, takich jak opakowywanie żywności, przetwórstwo farmaceutyczne, montaż urządzeń medycznych, druk oraz produkcja zaawansowanej elektroniki, zanieczyszczenie linii sprężonego powietrza olejem jest całkowicie niedopuszczalne. Te branże korzystają z bezolejowych systemów pneumatycznych, aby zapewnić brak kontaktu produktu z olejem mineralnym lub syntetycznym środkiem smarującym. Nawet śladowa ilość oleju może skazić tysiące jednostek żywności, zanieczyścić partie leków lub zniszczyć wydruki o wysokiej rozdzielczości.

Aby zapobiec temu zjawisku, zakłady instalują bezolejowe sprężarki powietrza. Jednak wielu inżynierów ds. konserwacji jest zaskoczony stwierdzeniem obecności ciekłego oleju lub tłustych osadów w zaworach pneumatycznych i wydechach, nawet przy użytkowaniu bezolejowej sprężarki. Zjawisko to, znane jako przenoszenie oleju, stanowi poważne zagrożenie dla produkcji sterylnych. Niniejszy poradnik techniczny analizuje przyczyny występowania przenoszenia oleju w teoretycznie systemach bezolejowych , a także wyjaśnia, jak rozwiązywać ten problem i całkowicie go eliminować poprzez dobór odpowiednich wysokowydajnych separatorów mgły olejowej oraz systemów filtracji.

Paradoks: Dlaczego przenoszenie oleju występuje w systemach bezolejowych

Aby skutecznie rozwiązywać problemy związane z przenoszeniem oleju, należy najpierw rozwiać powszechne przekonanie panujące w branży: użycie bezolejowej sprężarki nie gwarantuje uzyskania powietrza wolnego od oleju w punktach poboru na maszynach. Istnieją dwa główne kanały, przez które olej może przedostać się do systemu o wysokiej czystości:

1. Wciąganie węglowodorów z atmosfery

Kompressor powietrza to ogromny odkurzacz, który zasysa ogromne ilości powietrza otoczenia. W strefie przemysłowej takie powietrze otoczenia jest silnie skażone węglowodorami gazowymi, lotnymi związkami organicznymi (VOC), spalinami pojazdów oraz parą oleju pochodzącą od pobliskich maszyn.

Gdy bezolejowy kompresor spręża to skażone powietrze otoczenia, stężenie zawartych w nim węglowodorów gazowych wzrasta nawet ośmiokrotnie lub więcej. Gdy gorące sprężone powietrze ochładza się w dalszej części układu, pary węglowodorów gazowych skraplają się, tworząc aerozole olejowe i krople ciekłego oleju. W ten sposób, mimo użycia kompresora bezolejowego, rurociągi są zalane olejem pochodzącym ze środowiska.

2. Przeniesienie smarowania z sekcji wlotowej

W wielu zakładach do głównych operacji stosuje się standardowy sprężarkę smarowaną olejem, podczas gdy określona gałąź rurociągu jest przeznaczona do procesów bezolejowych. W trakcie wieloletniej eksploatacji aerozole oleju z głównej sprężarki mogą przemieszczać się wstecz przez sieć rurociągów lub przenosić się przez połączone ze sobą linie boczne, zanieczyszczając gałąź bezolejową. Dodatkowo, w przypadku uszkodzenia wewnętrznego uszczelnienia dynamicznego głównej sprężarki znaczne ilości oleju smarującego wał korbowy mogą przedostać się do głównej linii zasilającej.

Rozwiązanie: stosowanie wielostopniowych wydajnych separatorów mgły

Standardowe filtry cząstek stałych (przechwytujące kurz i wodę) są bezużyteczne wobec aerozoli i par oleju o rozmiarach mniejszych niż 1 mikron. Aby skutecznie usunąć te zanieczyszczenia i zagwarantować czystość powietrza, inżynierowie muszą zastosować wielostopniową strategię separacji z wykorzystaniem specjalizowanych, wydajnych separatorów mgły.

Separatory te klasyfikuje się według ich wydajności filtracyjnej oraz rzeczywistych rozmiarów kropelek oleju, które są w stanie przechwycić:

1. Standardowe separatory mgły (grube koalescencja)

Standardowe separatory mgły, takie jak te z serii AIRWORK, są zaprojektowane do usuwania kropelek oleju o wielkości do 0,3 mikrona z wydajnością wynoszącą 99 procent lub więcej.

• Zasada działania: Urządzenia te wykorzystują element z mikrofibry średniej gęstości, który wymusza koalescencję mikroskopijnych aerozoli olejowych w większe i cięższe krople. Krople te zsuwają się po powierzchni elementu i gromadzą w misie filtra, skąd są odprowadzane automatycznym odpływem.
• Główne zastosowanie: Montowane jako filtr wstępny bezpośrednio przed ultra-wysokowydajnymi filtrami koalescencyjnymi w celu usunięcia większości obciążenia olejem.

2. Mikroseparatory mgły (koalescencja wysokiej wydajności)

W przypadku zastosowań wymagających niemal całkowitego usunięcia oleju niezbędne są mikroseparatory mgły. Urządzenia te filtrują cząstki o wielkości do 0,01 mikrona, osiągając wydajność usuwania oleju na poziomie 99,999 procent i pozostawiając maksymalną pozostałą zawartość oleju na poziomie zaledwie 0,01 miligrama na metr sześcienny.

• Zasada działania: Wykorzystują bardzo gęstą matrycę z mikrofibry szkła borokrzemowego. Ultra-cienkie włókna chwytają najmniejsze aerozole o rozmiarach poniżej jednego mikrona dzięki dyfuzji Browna i przyciąganiu elektrostatycznemu.
• Główne zastosowanie: Montowane bezpośrednio w miejscu użytkowania – np. w kabinach malarskich, maszynach do pakowania lub na wejściach do czystych pomieszczeń.

3. Filtry węglowe do usuwania zapachów (adsorpcja)

Nawet po przejściu przez separator mgły mikrodrobnej o średnicy 0,01 mikrona pary oleju w postaci gazowej (przenoszące zapach i smak) mogą nadal przechodzić dalej. W przetwórstwie spożywczym i produkcji farmaceutycznej parę tę należy usunąć.

• Zasada działania: Usunięcie par gazowych nie jest możliwe za pomocą filtrów koalescencyjnych. Zamiast tego stosuje się adsorber węglowy aktywowany. Element węglowy charakteryzuje się bardzo porowatą powierzchnią, która chemicznie adsorbuje cząsteczki oleju w postaci gazowej, całkowicie neutralizując zapachy oraz organiczne pary.
• Główne zastosowanie: Umieszczane jako absolutnie ostatni etap oczyszczania, bezpośrednio przed punktem zastosowania.

Dynamiczna sekwencja rozwiązywania problemów dla zespołów serwisowych

Jeśli wykryjesz olej w czystych przewodach, postępuj zgodnie z poniższym protokołem technicznego rozwiązywania problemów:

• Krok 1: Zidentyfikuj źródło. Natychmiast sprawdź jakość powietrza na wyjściu z kompresora. Jeśli w miejscu tym występuje ciekły olej przy kompresorze bezolejowym, uszkodzone są wewnętrzne uszczelki suchego działania kompresora i wymagają one serwisu.
• Krok 2: Sprawdź możliwość połączeń krzyżowych w górnej części układu. Upewnij się, że żadne standardowe przewody smarowane olejem nie są podłączone do linii o wysokiej czystości bez zaworu zapobiegającego cofaniu się przepływu.
• Krok 3: Zweryfikuj kolejność filtrów. Upewnij się, że Twój mikrofiltr mgłowy o średnicy porów 0,01 µm jest chroniony przez filtr cząstek stałych o średnicy porów 5 µm oraz filtr mgłowy o średnicy porów 0,3 µm umieszczony przed nim. Jeśli doprowadzisz surowe powietrze bezpośrednio do filtra o średnicy porów 0,01 µm, olej nasyci gęsty element z mikrofibry w ciągu kilku godzin, co spowoduje znaczny spadek ciśnienia i przebicie oleju przez filtr.
• Krok 4: Monitoruj różnicę ciśnień. Elementy koalescencyjne działają jak gąbki; gdy są całkowicie nasycone olejem (tzw. nasycenie mokre), nie są już w stanie łączyć i oddzielać napływających aerozoli. Jeśli spadek ciśnienia na filtrze przekracza 0,5 bar, element należy wymienić.
• Krok 5: Regularnie wymieniaj elementy węgla aktywnego. W przeciwieństwie do elementów koalescencyjnych adsorbery węglowe nie wykazują spadku ciśnienia po nasyceniu. Po prostu przestają adsorbować pary, co pozwala zapachom i olejom przechodzić przez filtr. Elementy te należy wymieniać zgodnie z ściśle określonym harmonogramem czasowym (zazwyczaj co 1000 godzin pracy lub co 6 miesięcy).

Podsumowanie: Gwarancja czystości dzięki AIRWORK

Osiągnięcie rzeczywistej jakości powietrza wolnego od oleju wymaga proaktywnego, wielowarstwowego podejścia do oczyszczania powietrza. Zastosowanie zaawansowanych rozwiązań do usuwania mgiełki i mikromgiełki firmy JZPNU pod premium marką AIRWORK zapewnia obiektom o wysokiej czystości bezpieczeństwo inżynieryjne, którego potrzebują. Separatorы mgiełki AIRWORK, zaprojektowane z wykorzystaniem elementów o wysokiej wydajności wykonanych ze szkła borokrzemowego, wbudowanych wskaźników spadku ciśnienia oraz niezawodnych systemów automatycznego odprowadzania kondensatu, gwarantują całkowite wyeliminowanie przenoszenia oleju w liniach produkcyjnych, chroniąc tym samym reputację marki oraz bezpieczeństwo produktów.