20 agosto 2013

Boas Práticas em Ar comprimido II

O Conceito de Tratamento de Ar Comprimido
Aumentar a produtividade, diminuir os custos de manutenção, aumentar a vida útil de  máquinas e dispositivos pneumáticos, proteger ferramentas pneumáticas, garantir precisão nos equipamentos de medição e instrumentação e obter ar isento de água, óleo e partículas, são apenas alguns dos muitos benefícios do correto tratamento de ar comprimido.
Tipos de Contaminantes presentes em um Sistema de Ar Comprimido
Material Particulado
O Material Particulado esta presente também em ambientes industriais onde pode conter 140 milhões por metro cúbico.
80% destas partículas são menores que 2 micra de tamanho - um tamanho extremamente pequeno para ser capturado pelo elemento filtrante de um compressor de ar.
Ferrugem
Ferrugem pode ser encontrada em reservatórios de ar e tubulações de ar comprimido submetido a longos períodos de utilização com condensado sem o tratamento adequado.
Mesmo após a instalação de sistemas de tratamento, durante um determinado período, a ferrugem poderá causar bloqueios e paradas indesejadas em equipamentos de produção que poderão contaminar processos ou produtos finais.
Micro-organismos
Bactérias e vírus também podem crescer e proliferar em sistema de ar comprimido.
Oriundos da admissão do compressor, a grande maioria do ambiente de geração de ar é ideal ao surgimento de micro-organismos. O ar ambiente tipicamente contém até 3.850 micro-organismos por metro cúbico.
Se alguns destes micro-organismos entrarem em um ambiente limpo, como por exemplo, salas cirúrgicas, indústrias farmacêuticas ou indústrias de alimentos, um enorme dano pode ser causado, não por diminuir a qualidade do produto, mas, por contaminação de todo um lote de produção.
Óleo Líquido e Aerossóis
A maioria dos compressores de ar utiliza óleo no estagio de compressão, para vedar, lubrificar e resfriar. Durante a operação, óleo lubrificante, degradado, é levado para a linha de pressão e indo para o sistema de tratamento de ar comprimido. Este óleo se mistura com o vapor d’água resultando em uma emulsão ácida que causará danos ao sistema de armazenamento, distribuição do ar comprimido, equipamentos e produtos finais.
Vapor de óleo
Somado ao material particulado e vapor de água, o ar atmosférico contém vapor de óleo na forma de hidrocarbonetos que tiveram uma queima incompleta. Estes hidrocarbonetos no estado de vapor serão admitidos pela aspiração do compressor de ar e posteriormente enviados aos sistemas de ar comprimido, serão resfriados e condensarão, causando as mesmas contaminações que o óleo líquido. Concentrações de vapor de óleo podem variar entre 0,05 e 0,5 mg por metro cúbico de ar ambiente.
Vapor de água, Água condensada e Aerossóis de água
O ar atmosférico contém vapor de água (água na forma de gás). A habilidade do ar em conter vapor de água depende da temperatura, quando maior for a temperatura maior é a quantidade de vapor de água que se pode ter.
Durante a compressão, a temperatura do ar sobe incrivelmente, que facilita a retenção de vapor de água.
Após o estagio de compressão o ar é normalmente resfriado em um pós-resfriador, interno ao compressor, ate uma temperatura utilizável. Esta redução brusca de temperatura resulta na mudança de estado do vapor em água condensada que é removida por uma válvula de drenagem instalada a saída do compressor ou um separador de condensado instalada da rede de ar após o compressor.
O ar, que sai do pós-resfriador, agora está completamente saturado com vapor de água e qualquer diminuição na sua temperatura irá resultar em mais água condensada. A condensação ocorrerá em vários pontos da rede de ar, através da expansão do ar em reservatórios, tubulação, válvulas e cilindros, ferramentas e máquinas.
A água condensada e os aerossóis de água causam a corrosão do sistema de armazenamento e distribuição do ar comprimido, danificando equipamentos de produção e o produto final. Também reduz a eficiência da produção e aumenta os custos de manutenção. 
Água (em qualquer estado) deve ser completamente removida para o sistema funcionar de forma perfeita.
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Até 99,9% do total da contaminação liquida encontrada em um sistema de ar comprimido é água. O óleo tem esta percepção por ser encontrado com mais frequência durante a abertura de válvulas de exaustão e drenos, mas na maioria das vezes temos uma mistura de óleo condensado (óleo misturado com água).
Quanta água pode ser encontrada em um sistema de ar comprimido?
A quantidade de água em um sistema de ar comprimido poder ser surpreendente. Um pequeno compressor de 2,8 m³/min (100 pcm) combinado com um secador por refrigeração, operando por 4000 horas em nossas condições climáticas tropicais poderá produzir 246.000 litros de água condensada por ano.
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Ar comprimido e seus sistemas de purificação
Tendo identificado os vários tipos de contaminantes que podem ser encontrados em um sistema de ar comprimido, podemos examinar as tecnologias disponíveis para o tratamento e remoção.

Separadores de Condensado
Utilizados para proteger filtros coalescentes em sistemas de ar comprimido onde o volume de condensado seja demasiado. O Separador de Condensado ira remover 90% do condensado líquido.

Filtros para Remoção de Pó
São utilizados para a retenção de partículas quando não há presença de líquido. Usualmente possuem a mesma eficiência de remoção de partículas de um filtro coalescente e utilizam a mesma técnica de filtração mecânica resultando em uma eficiência de 99, 9999% de remoção.
Para uma filtração absoluta (100% de retenção a um dado tamanho), um filtro de membrana deverá ser utilizado.
Filtros Coalescentes
Filtro Coalescente
Em qualquer sistema de ar comprimido, os Filtros Coalescentes são, provavelmente, os itens mais importantes de um conjunto de purificação. Eles são projetados para remover óleo e aerossóis de água utilizando técnicas de filtração mecânica e tem o beneficio adicional da remoção de partículas solidas ao menor nível ( como 0,01 micra de tamanho).
Instalados em pares, muitos usuários acreditam que um remove óleo e o outro remove partículas, quando, na verdade os dois filtros possuem a mesma função. O primeiro filtro, uso geral é utilizado para proteger o filtro de alta eficiência contra um grande volume de contaminação. Esta dupla assegura o funcionamento continuo suprindo ar comprimido de alta qualidade com baixo custo operacional e manutenção mínima.
Filtros Microbiológicos (estéreis)
A remoção absoluta de material particulado solido e micro-organismos é conseguido através de um filtro de membrana. São aplicados quando se tem necessidade de ar comprimido estéril. Os vasos são fabricados  em aço inox permitindo a esterilização do vaso  do elemento. É importante ressaltar que a tubulação entre o vaso e o ponto de aplicação deve ser limpa e esterilizada com regularidade.
Secadores por refrigeração
O vapor de água é água no formato de gás e é removido do ar comprimido utilizando-se secadores de ar comprimido, tendo seu desempenho medida através de seu ponto de orvalho pressurizado.
Secadores por Refrigeração operam em sistema continuo resfriando o ar e são limitados a pontos de orvalho pressurizados positivos para evitar um congelamento do condensado liquido. Ideais para grandes aplicações, eles fornecem um ponto de orvalho pressurizado de +3ºC.
Secadores por adsorção
Na secagem por adsorção a água é depositada na superfície de sólidos. O agente de secagem é um material granulado (gel), que consiste quase que inteiramente de dióxido de silício (silica-gel).
Secadores por adsorção removem o vapor de água presente no ar comprimido quando este passa através de seu leito dessecante. Este tipo de secador é extremamente eficiente quando se necessita de pontos de orvalho pressurizados negativos entre -40ºC e – 70ºC.
Isto significa que o vapor de água para se condensar terá que atingir uma temperatura mais baixa que o ponto de orvalho. A temperatura do ar comprimido que sai de um secador por adsorção não é a mesma do ponto de orvalho.
Como benefício um ponto de orvalho pressurizado de -26ºC, ou melhor, irá não somente prevenir a corrosão, mas ira inibir o crescimento de micro organismos no sistema de ar comprimido.]

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14 agosto 2013

Boas práticas em ar comprimido I

Quanto custam os vazamentos em um sistema de ar comprimido?
Vazamentos podem representar uma perda de até 30% da geração de ar comprimido. Isso é comprovado através de estatísticas e pesquisas feitas pelo Departamento de Energia e pelo Instituto de Gás e Ar Comprimido, dos Estados Unidos.





Essa estatística é muito parecida em todos os locais do mundo que utilizam ar comprimido em seus processos.
Para cada unidade perdida de ar comprimido, estão sendo perdidas 6 a 8 unidades de energia elétrica. Esta perda significa muito nos custos de produção em que haja utilização do ar comprimido.
Em síntese, ar comprimido é energia elétrica em forma de pressão pneumática.
Vazamentos na rede de ar é uma forma da empresa ser penalizada economicamente, pois eles são cobrados na conta de energia elétrica e isso pode não estar sendo percebido. Você gasta mais para produzir a mesma coisa.
Além da punição do aumento na conta de energia elétrica, os vazamentos de ar comprimido também podem contribuir para a ocorrência de problemas operacionais em um sistema:

• Flutuações no sistema de pressão, as quais podem tornar os equipamentos menos eficientes e afetar a qualidade da produção.

• Exigir mais trabalho do compressor, resultando em custos mais altos que o necessário.

• Reduzir a vida útil e aumentar a manutenção dos equipamentos ligados ao suprimento de ar, inclusive do próprio compressor, em virtude do aumento de partidas e paradas desnecessárias e ao aumento da carga em trabalho.
O volume de ar dos vazamentos está relacionado com a pressão de suprimento. Eles se tornam maiores toda vez que há um aumento de pressão para compensá-los. É muito comum, quando uma área de trabalho é afetada por queda de pressão, que a primeira providência seja ajustar a descarga do compressor para uma pressão mais elevada. Isso provoca o aumento de vazamentos, mais gasto energético e custos mais elevados.
Por exemplo: um orifício de Ø 3 mm provoca uma perda energética equivalente a quase 40 lâmpadas de 100 watts ligadas permanentemente durante 3 turnos de 8 horas e 365 dias no ano.  Enquanto o vazamento persistir, essa será a penalidade financeira que a empresa estará sofrendo.
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Como solucionar isso? 
Localize os vazamentos e faça os reparos necessários !!!
A melhor maneira de detectar vazamentos de ar (ou outros gases) é utilizar um detector ultrassônico acústico. Ele reconhece a alta frequência originada pelo som associado a um vazamento de ar.



Existem unidades portáteis de detecção muito simples e fáceis de serem operadas.
A sensibilidade e seu custo variam de um tipo para outro. O importante é realizar alguns testes para ajustar o modelo mais adequado às necessidades existentes.
Ultrassom é uma vibração de onda curta que se propaga com uma frequência superior a 20.000Hz e que é imperceptível pelo sistema auditivo humano.
O funcionamento de um detector de vazamentos se processa da seguinte forma: durante um vazamento, um fluido (líquido ou gás) se move de uma área de alta pressão para uma área de baixa pressão. Ao fluir através do local do vazamento, um fluxo turbulento é gerado.
Essa turbulência tem fortes componentes ultrassônicos, os quais são captados através de uma sonda e transmitidos para fones de ouvido e para um medidor que os transforma em sinais luminosos ou sonoros. Quanto maior o vazamento, maior o nível de ultrassom.
Outro método muito simples é utilizar um pincel e espuma de sabão, distribuindo a espuma sobre áreas suspeitas. Este método é confiável, mas é infelizmente pouco prático, consome muito tempo e ocasiona alguma sujeira. A maior parte dos vazamentos está acima da capacidade humana de ouvi-los.

Vazamentos ocorrem em em qualquer parte do sistema de ar comprimido. Em geral os seguintes pontos são mais vulneráveis:
   • Engates rápidos;
   • Mangueiras;
   • Tubos;
   • Conexões;
   • Juntas de tubulações;
   • Filtros;
   • Reguladores;
   • Lubrificadores;
   • Drenos;
   • Válvulas;
   • Flanges;
   • Vedações;
   • Roscas mal vedadas;
   • Válvulas, cilindros e ferramentas pneumáticas;
   • Pontos fora de uso, mas ainda ligados à rede de ar.


Roteiro prático:


Estabelecer uma rotina para identificar vazamentos em um sistema de ar facilita o desenvolvimento deste trabalho, dando uma visão mais ampla do que está ocorrendo, criando uma forma metódica e criteriosa para um plano contínuo de controle e manutenção.

A - Faça uma planta completa da rede de ar comprimido;
B - Crie núcleos de inspeção;
C - Comece pela sala de compressores;
D - Atenção aos os sons que possam ser identificados como vazamentos. Identifique-os;
E - Analise usos indevidos de ar comprimido;
F - Veja se há máquinas fora de operação conectadas à rede de ar;
G - Examine todos os drenos;
H - Veja se há vazamentos em ferramentas e equipamentos;
I - Teste os reguladores e ajuste a pressão correta;
J - Verifique os lubrificadores;
K - Refaça a rota utilizando um detector ultrassônico de vazamentos;
L - Realize os reparos de vazamentos. Cuidado: O reparo de um vazamento podem provocar outros vazamentos...;
M - Calcule a economia que será gerada pela prevenção e reparo dos vazamentos;
N - Relate os resultados obtidos;
O - Faça as inspeções no sistema em intervalos curtos e regulares e compare com a inspeção anterior.
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Medindo as perdas...

A fórmula abaixo ajuda a medir e a elaborar uma estimativa de perda de ar por vazamentos quando o sistema não está em operação:
Exemplo:
Um reservatório com um volume de 8 m³ tem uma perda de 3 bar em 4 minutos. Ele está pressurizado a 7 bar e a pressão se reduziu para 4 bar. A fábrica está parada e sem uso do ar comprimido.

Fórmula:
Onde:
   V = Vazamento ( / minuto).
   R = Volume do reservatório ().
   P1 = Pressão máxima (bar).
   P2 = Pressão mínima (bar).
   T = Tempo de queda de pressão (minutos).

Utilizando a fórmula teremos:

   V = (8 x (7 - 4) ) / 4.
   V = (8 x 3) / 4.
   V = 6  / min.
   V = 6.000 l / min.

Uma situação como essa, consome 50 HP da potência dos compressores apenas para suprir vazamentos.
Para formar uma imagem deste exemplo, imagine que um reservatório de 8.000 litros (altura de 3.650 mm x Ø 1.820 mm) seria normalmente indicado para um conjunto de 4 compressores de 100 HP cada. Essa perda seria de 12,5% da potência instalada.
A verdade é que isso não reflete aquilo que realmente ocorre na maioria das empresas. Na prática, a perda é muito maior !!!
Como estimativa, neste caso, pode-se dizer que a soma dos orifícios que estão provocando vazamentos em toda a fábrica são de aproximadamente 10 mm.




Conclusão:

Se o ar comprimido não é grátis, devemos adotar as seguintes medidas:

1 – Para permanecer competitiva, a economia de cada centavo irá fazer uma grande diferença nos custos finais e pode significar a sobrevivência da empresa.

2 – Energia deve ser sempre utilizada em seu melhor rendimento, seja ela qual for.

3 – Economizar energia deve ser um compromisso com a natureza, com o meio ambiente e com a sociedade.

4 – Deve-se explorar todos os meios técnicos e conhecimentos disponíveis para que não haja desperdício nos processos industriais.

5 – A eliminação de vazamentos deve ser uma rotina permanente dentro das indústrias.

6 – Utilize o ar comprimido de forma racional e com alto rendimento.
7 – Se tiver dificuldade em realizar esse trabalho, peça ajuda profissional. Procure Empresas qualificadas. 

8 - Tenha atitude. Não perca tempo.


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Texto extraído do site http://www.sa-airsolutions.com.br/