Spadki ciśnienia w instalacji sprężonego powietrza. Gdzie szukać przyczyny?

Masz prawidłowe ciśnienie przy sprężarce, ale przy maszynie lub narzędziu jest już wyraźnie niższe? To typowy objaw problemu po stronie instalacji.

Spadki ciśnienia mogą wynikać z nieszczelności, zabrudzonych filtrów, zbyt małej średnicy przewodów albo zbyt dużego poboru powietrza. Czasami występuje kilka przyczyn jednocześnie.

W swojej pracy serwisowej zawsze zaczynam od odpowiedzi na jedno pytanie: gdzie dokładnie ciśnienie zaczyna spadać?

To pozwala szybko ustalić, czy problem znajduje się przy sprężarce, w instalacji, czy dopiero przy konkretnym odbiorniku.

Najpierw porównaj ciśnienie przy sprężarce i przy maszynie

To najprostszy i bardzo ważny test.

Jeżeli przy sprężarce masz prawidłowe ciśnienie, a problem pojawia się dopiero dalej w instalacji, przyczyny trzeba szukać po stronie dystrybucji powietrza. Najczęściej chodzi wtedy o przewody, filtry, zawory, szybkozłącza albo nieszczelności.

Jeżeli natomiast ciśnienie jest zbyt niskie już na wyjściu ze sprężarki, trzeba sprawdzić samo urządzenie, jego wydajność i ustawienia sterowania.

To ważne rozróżnienie, bo pozwala uniknąć niepotrzebnej naprawy sprężarki, gdy problem znajduje się kilka metrów dalej.

1. Nieszczelności w instalacji

To jedna z najczęstszych przyczyn.

Powietrze może uciekać przez:

• szybkozłącza,
• zawory,
• połączenia gwintowane,
• przewody elastyczne,
• spusty kondensatu,
• uszczelnienia,
• elementy maszyn.

Małe nieszczelności często nie zatrzymują produkcji, ale potrafią stale obniżać ciśnienie i zmuszać sprężarkę do dłuższej pracy. Atlas Copco i Kaeser wskazują wycieki jako jedną z podstawowych przyczyn strat ciśnienia w instalacjach sprężonego powietrza.

Jeżeli sprężarka pracuje częściej niż dawniej, a ciśnienie spada szczególnie przy większym poborze, warto zacząć właśnie od kontroli szczelności.

2. Zabrudzony filtr sieciowy

Filtr ma zatrzymywać zanieczyszczenia, ale z czasem sam zaczyna stawiać coraz większy opór.

Jeżeli wkład filtracyjny jest mocno zabrudzony, ciśnienie przed filtrem może być prawidłowe, a za nim wyraźnie niższe.

To bardzo prosty przypadek do sprawdzenia.

Jeżeli masz manometry przed i za filtrem, można porównać wskazania. Rosnąca różnica ciśnienia jest sygnałem, że wkład może wymagać wymiany.

Kaeser wskazuje filtry, separatory, osuszacze i inne elementy uzdatniania jako typowe miejsca powstawania spadków ciśnienia.

3. Zbyt mała średnica przewodów

To częsty problem szczególnie w starszych albo rozbudowywanych instalacjach.

Jeżeli przez zbyt mały przewód próbujemy przepchnąć dużą ilość powietrza, jego prędkość rośnie, a wraz z nią straty ciśnienia.

Efekt może wyglądać tak:

sprężarka daje 8 bar, ale przy najbardziej oddalonym stanowisku podczas pracy zostaje 6,5 lub 7 bar.

Atlas Copco wskazuje, że niedowymiarowane przewody zwiększają prędkość przepływu i straty wynikające z tarcia.

Jeżeli problem pojawił się po dołożeniu nowych maszyn, ten punkt zdecydowanie warto sprawdzić.

4. Za dużo kolan, przewężeń i szybkozłączy

Każda zmiana kierunku i każdy element o mniejszym przekroju tworzy dodatkowy opór.

Szczególnie problematyczne mogą być:

• liczne kolana,
• redukcje,
• zawory,
• stare szybkozłącza,
• cienkie przewody elastyczne,
• regulatory ciśnienia.

Pojedynczy element może nie robić dużej różnicy, ale kilka takich miejsc po drodze potrafi już wyraźnie ograniczyć przepływ.

5. Zbyt duży pobór powietrza

Czasami instalacja jest szczelna i technicznie sprawna, ale zwyczajnie nie nadąża za zapotrzebowaniem.

Dzieje się tak np. po:

• uruchomieniu nowej maszyny,
• dołożeniu kolejnych stanowisk,
• rozbudowie produkcji,
• zwiększeniu jednoczesnego poboru.

Wtedy ciśnienie może być prawidłowe bez obciążenia, ale gwałtownie spadać w momencie rozpoczęcia produkcji.

W takiej sytuacji trzeba sprawdzić nie tylko sprężarkę, ale cały bilans powietrza w zakładzie.

6. Długie przewody i źle poprowadzona instalacja

Im dłuższa instalacja, tym większy opór przepływu.

Jeżeli do tego dochodzą liczne zakręty, przewężenia i źle dobrane średnice, straty zaczynają się sumować.

Dlatego w większych zakładach warto analizować instalację jako całość, a nie tylko pojedynczy odcinek.

W dobrze działającym systemie spadek ciśnienia powinien być ograniczony do możliwie niskiego poziomu. Atlas Copco podaje, że w samej sieci dystrybucyjnej typowo dąży się do wartości rzędu około 0,1 do 0,5 bar, zależnie od instalacji i zastosowania.

7. Zużyte lub uszkodzone przewody elastyczne

Elastyczne węże często są pomijane.

Z czasem mogą:

• pękać,
• rozwarstwiać się,
• zgniatać,
• przecierać,
• ograniczać przepływ.

Kaeser zwraca uwagę, że przewody elastyczne, ich końcówki i złącza są częstym źródłem nieszczelności i spadków ciśnienia.

8. Problem z osuszaczem lub elementami uzdatniania

Spadek ciśnienia może pojawić się również na osuszaczu albo innych elementach uzdatniania powietrza.

Jeżeli któryś z elementów jest zabrudzony, źle dobrany albo pracuje poza zakresem, może tworzyć dodatkowy opór.

Dlatego warto zmierzyć ciśnienie:

• przed osuszaczem,
• za osuszaczem,
• przed filtrami,
• za filtrami.

Wtedy od razu widać, w którym miejscu pojawia się największa strata.

Jak szybko znaleźć miejsce spadku ciśnienia?

Najlepiej wykonać pomiary w kilku punktach.

Na przykład:

1. Przy sprężarce
Sprawdź ciśnienie na wyjściu.

2. Za filtrami i osuszaczem
Porównaj wartości.

3. W głównej części instalacji
Sprawdź, czy ciśnienie nadal jest stabilne.

4. Przy najbardziej oddalonym odbiorniku
Zobacz, jak zachowuje się układ podczas rzeczywistej pracy maszyny.

Taki pomiar często szybko pokazuje, gdzie zaczyna się problem.

Nie podnoś od razu ciśnienia na sprężarce

To częsty błąd.

Jeżeli przy maszynie brakuje ciśnienia, pierwszą reakcją bywa podniesienie nastawy sprężarki.

To może chwilowo pomóc, ale nie usuwa przyczyny.

Jeżeli problemem jest:

• nieszczelność,
• zabrudzony filtr,
• za mały przewód,
• przewężenie,

sprężarka będzie tylko pracowała ciężej i zużywała więcej energii.

Dlatego lepiej znaleźć miejsce straty niż kompensować je wyższym ciśnieniem. Atlas Copco zwraca uwagę, że zwiększanie ciśnienia sprężarki w celu kompensacji strat podnosi zużycie energii.

Kiedy warto wezwać serwis?

Jeżeli:

• ciśnienie mocno spada tylko podczas produkcji,
• sprężarka pracuje praktycznie bez przerwy,
• przy sprężarce jest 8 bar, a przy maszynie dużo mniej,
• filtry szybko się zapychają,
• problem pojawił się po rozbudowie instalacji,
• nie wiadomo, gdzie powietrze „znika”,

warto sprawdzić cały system.

Nie zawsze potrzebna jest naprawa sprężarki. Czasami problem można rozwiązać przez usunięcie nieszczelności, wymianę wkładu filtracyjnego albo poprawę fragmentu instalacji.