Levegőminőség - avagy mitől lesz tiszta a levegő

Aki sűrített levegő kezeléssel (is) foglalkozik, gyakran találkozik ilyen kérdésekkel:

• „Van vízleválasztó szűrőtök?”
• „Tiszta levegőre volna szükségem ehhez a géphez. Fel kellene tennem egy szűrőt?”
• „Olajmentes levegő kellene, van rá valami szűrőd? Vagy vegyek olajmentes kompresszort?”
• „Feltettem ezt a netről rendelt szűrőt, de sehogy se akar eltűnni a víz a rendszeremből. Mit csináljak?”
• „Megy a hűtveszárító, meg le is ürít, de még mindig víz vagy olaj van a festékszórónál. Miért van ez?”

Lényegében több oldalnyi hasonlót tudnék írni a levegőminőségi problémákat illetően, megpróbálok egy bejegyzésben rendet rakni a fejekben. Válaszoljuk meg az általános kérdéseket, az alapoktól kezdve.

A sűrített levegő összetétele

A kiinduló pont a beszívott levegő, ami tartalmaz kb. 78% nitrogént és 21% oxigént. A maradékot különböző egyéb gázok (argon, széndioxid, metán, nemesgázok) és a teljes térfogatához képest elenyésző (de változó mértékű) vízgőz és szállórészecske alkotja.

Tegyük fel, hogy van egy olajkenéses dugattyús, vagy csavarkompresszorunk, ami ezt a levegőt sűríti. Nem fogok kitérni az olajmentes kompresszorokra, csak egy mondat erejéig: az olajmentes technológia a levegőmennyiséget nézve egy sokkal magasabb árkategóriájú dolog, már ami a minőségi elvárásokat is kielégíti, harmincezer forintért nem kapunk értelmes olajmentes kompresszort. Szóval olajkenéssel előállítunk a beszívott külső levegőből sűrített levegőt. A folyamat során az alap összetevőkön túl az érintkező anyagok egy része is bekerül a "végtermékbe", így elmondható, hogy bármilyen szeparációs folyamat ellenére némi kompresszorolaj-tartalom is lesz a cső végén. Mint az iparban oly sok helyen, a szabványosítás itt is egy általános szempont lett a levegőminőséget illetően, így a bibliánk a következőkben az alábbi címet viseli: ISO 8573-1:2010. Nyugi, nem kell megijedni, nem harap.

A szabvány az alábbi alapokra épül: három főcsoportba lehet rendezni a sűrített levegőt szennyező anyagokat. Ezek pedig:

• Nedvességtartalom
• Olajtartalom
• Szilárdrészecske tartalom

A fent felsorolt csoportok mindegyike osztályokra van bontva, annak viszonylatában, hogy mennyi a megengedett maximum mennyisége a sűrített levegőben. A szilárdrészecske 0-7-ig, nedvességtartalom 0- 9-ig, az olajtartalom pedig 0-4-ig van sorolva. Hogy teljesen elveszíthessük a fonalat, van még mindenhol egy ún. „X” jelölés is, ez esetben az "X" helyére a szennyező anyag legnagyobb megengedett koncentrációját kell megadni. A végeredmény így néz ki:

Tudom, nyilván egy levegős eszközre vagy gépre sincs ráírva, hogy milyen szabvány szerinti levegő az elvárt minőség (a gépkönyve viszont minden bizonnyal tartalmazza). De a fenti tábla jó segítség lesz abban, hogy megértsük a levegő elvárt tisztaságának mértékeit. Lássuk, hogy a fenti 3 főosztály szennyezésével szemben milyen eszközeink vannak.

Hogy lesz a „vizes” levegőből száraz?

Hát szárítással. Ezen a ponton kell megjegyeznem (és magam ellen beszélnem), kár volna azonnal a webshopunkba rohanni, hogy vegyünk egy hűtveszárítót, mert ömlik a rendszerünkből a víz. Sok esetben ugyanis a legfőbb ok a gondatlan gazda. Még mielőtt komolyabban ráköltenénk, tegyünk intézkedéseket a rendszerünkkel kapcsolatban. Az alábbi lépéseket ajánlom:

• Nézzük meg a légtartályt! Eresszük le róla a vizet NAPONTA! Minden szabványos sűrített levegő tartály rendelkezik kondenzvíz leeresztési lehetőséggel, tartályos kompresszorok esetében ez egy gömbcsap, vagy szelep szokott lenni a legalján. Addig hagyjuk nyitva, amíg szemmel láthatóan csak levegő jön, víz nem.
• Ha a fenti pontot most csináltuk hónapok óta először, akkor ne várjunk csodát, mert azonnal nem fog bekövetkezni. A légrendszer hosszától és kialakításától függően a csővezetékben különböző pontokon felgyülemlett víz sokszor csak hosszú napok múlva fog kikopni a rendszerből. Várjuk ezt ki.
• Gyorsítaná a folyamatot? Alakítsunk ki a rendszerünk legmélyebb pontjain vízleengedési lehetőséget. A víz ugyanis itt fog összegyűlni legelőször. Ürítsük ezt is gyakran!
• Ne vásároljunk össze-vissza szűrőket, mert az nem erre való. Egy általános 20 mikronos hálózati szűrővel gyakorlatilag semmit sem érünk el. Erre mindjárt részletesen kitérek, de egyetlen szűrőre hasonlító elem van, ami felveheti a harcot a vízzel (ezen a minőségi szinten), ez pedig a ciklonszűrő vagy ciklonleválasztó (http://techtomat.hu/leghalozati-szurok.html lap alján olvashatunk róluk, a szöveg alján). Szereljünk egy ilyet a rendszer elejére, nem nagy beruházás, illetve bontás. Tegyünk bele egy automatizált leürítő egységet, és hagyjuk, hogy tegye a dolgát. A szakszerű beszerelést követően gyakorlatilag gondozásmentes eszközről van szó.

Ha fentieken végigmentünk és még mindig vizesnek találjuk a levegőt, na, akkor jöhet a hűtveszárító. A beszívott levegő minden esetben tartalmaz vizet, aminek mértéke nagyban függ a hőmérséklettől. Ahhoz, hogy a levegőt „száríthassuk” a benne lévő vizet kell kiválasztanunk. Ennek egyik legelterjedtebb módja a hűtveszárítás. A módszer lényege, hogy adott harmatpontra hűtve a levegőt, bizonyos mennyiségű vizet tudunk kiválasztani belőle. A legjobb készülék az általános felhasználásban erre a hűtveszárító. Ezen az oldalon olvashatunk bővebben a gépről:

http://techtomat.hu/alup-hutveszaritok.html

A hűtveszárításos eljárás folyamán maximum 4-es levegőtisztasági osztályt tudunk elérni a nedvességtartalom főcsoportban, ez azt jelenti, hogy a hűtveszárító hozzávetőleg 3 fokos harmatponttal dolgozik. Ez az érték a legtöbb pneumatikus felhasználás esetén elegendő vízleválasztást biztosít, illetve megvédi a rendszerünket az esetleges elfagyástól is. Az eljárás után a maradék víz 6-7 g/m3 lesz, ezt köznyelven már mondhatjuk „száraz levegő”-nek.

Webshopunkon akár raktárról is rendelhető néhány típus:

http://www.techtomat-shop.hu/leghalozatkezeles-103/hutveszaritok-113

Olaj van a levegőmben, mit tegyek?

A sűrített levegőben lévő olaj mennyisége számos tényezőtől függ, beleértve a gép típusát, kialakítását, korát és állapotát, és annak üzemeltetési körülményeit.

Ebben a tekintetben a kompresszorok kialakításának két fő típusa van: azok, amelyek kenőanyaggal működnek a kompressziós kamrában és azok, amelyek kenőanyag nélkül működnek. Az olajkenéses kompresszorokban az olaj részt vesz a sűrítési folyamatban, és a (teljesen vagy részben) sűrített levegőben is megtalálható. A modern, dugattyús és csavarkompresszorokban azonban az olaj mennyisége nagyon korlátozott. Például egy olajbefecskendezéses, csavarkompresszorban a levegő olajtartalma kevesebb, mint 3 mg/m³ 20°C-on. Az olajtartalom tovább csökkenthető többfokozatú szűrők használatával.

A modern szálszűrők nagyon hatékonyak az olaj eltávolításában. A szűrés után azonban nehéz pontosan szabályozni a levegőben maradó olaj mennyiségét, mivel a hőmérséklet többek között jelentős hatással van a leválasztási folyamatra.

A hatékonyságot a sűrített levegő olajkoncentrációja és a szabad víz mennyisége is befolyásolja. A szűrő specifikációjában megadott adatok mindig egy adott levegőhőmérsékletre vonatkoznak, általában 25 °C-ra. Ez megfelel a levegő hozzávetőlegesen 15 °C környezeti hőmérsékleten működő léghűtéses kompresszor után mért hőmérsékletnek.

Az éghajlati és szezonális változások azonban ennél lényegesen nagyobb hőmérséklet-ingadozásokat okozhatnak, amelyek viszont döntően befolyásolják a szűrők leválasztási kapacitását. A legjobb eredmény elérése érdekében a levegőnek a lehető legszárazabbnak kell lennie. Az olaj, az aktív szén és a steril szűrők mind rossz eredményt adnak, ha szabad víz van a levegőben (a szűrő specifikációi ilyen körülmények között nem érvényesek).

A szálszűrők csak cseppek formájában vagy aeroszolok formájában távolíthatják el az olajat. Az olajgőzt aktív szénnel ellátott szűrővel kell eltávolítani. A helyesen telepített szálszűrő a megfelelő előszűrővel együtt körülbelül 0,01 mg/m3-re csökkentheti a sűrített levegőben lévő olaj mennyiségét. Az aktív szénnel ellátott szűrő 0,003 mg/m3-re tovább csökkentheti az olaj mennyiségét.

Az aktív szén réteggel készülő szűrők a nagy belső felületet adó kialakítás mellett, csak kis mennyiségű szénport tartalmaznak és saját tömegének mindössze 10-20% -át képes elnyelni olajban. Ez korlátozza élettartamát (6 hónap), és használatát is szűk hőmérséklet tartományra 20-35°C-ra korlátozzák, mivel a hőmérséklet emelkedésével az aktívszén szűrő olajmegkötő képessége jelentősen romlik. (Ez igaz az olaj-víz szétválasztóban lévő aktívszén szűrőre is!)

Az aktívszén tornyok gyöngyszűrő nagy mennyiségű aktív szenet tartalmaznak. Ez alkalmasabbá teszi számos más alkalmazáshoz (még magasabb hőmérsékleten is), és növeli a szűrő élettartamát ráadásul működésük lényegesen kisebb nyomásesést eredményez.
Az aktívszén-szűrőknek megfelelő mennyiségű szenet kell tartalmazniuk, és úgy kell méretezni őket, hogy a lehető legkisebb nyomásesést hozzák létre!

A szűrők élettartalmát a sűrített levegő hőmérséklete döntően befolyásolja. A hőmérséklet emelkedésével a rendszerben lévő olajgőz mennyisége exponenciálisan nő. A tiszta, olajmentes levegő alapfeltétele a megfelelően kialakított kompresszorház beleértve magát a kompresszorokat, szárítókat, valamint szűrőket, és azok megfelelő hőmérsékleten történő üzemeltetését lehetővé szellőztető- és hulladék hő elvezető berendezéseket.

Fontos kiemelni, hogy az aktív szénnel ellátott szűrők csak gőz formájában távolítják el az olajszennyeződést, az aeroszol méretű szűréshez finomszűrőknek kell megelőzniük. Az optimális hatás érdekében ezeket a szűrőket a lehető legközelebb kell elhelyezni a szóban forgó alkalmazáshoz, ezenkívül rendszeresen ellenőrizni, cserélni kell őket!

Ez a táblázat az általunk forgalmazott Omega Air gyártmányú szűrőket tartalmazza (felső sor, B,P,R,M,S,A típusok). A bal oldali oszlopban láthatjuk magyarra fordítva a maradék olajtartalmat („residual oil content”) és a szabvány szerinti minőségi osztályba sorolást szilárdanyag, illetve olajtartalom vonatkozásában („quality class – solids” illetve „quality class – oils”). Ez azt jelenti, hogy például egy S típusú szűrő rendszerbe integrálása esetén, a szűrőegység után a levegő minőségét az első osztályba lehet sorolni szilárdanyag és olajtartalom főcsoportban az ISO szabvány alapján. Tehát az olajtartalmunk 0,01 mg/m3-nél is kevesebb, illetve kevesebb, mint 20 000 db 0,1-0,5 mikron méretű szilárdanyagrészecske van benne (akármennyire is hihetetlen, ez jónak számít). DE! Nem adják olyan könnyen a tiszta levegőt. Ha rögtön a kompresszorunk után feltekernénk ezt az egy darab szűrőt, szinte azonnal eltömődne. Ekkor, például a szilárdanyag-részecskéktől a 0,01 mikronos egység pillanatok alatt telítődne a nagyobb részecskeméretű anyagokkal (ekkor már ki is dobhatjuk a betétünket). A dolgunk tehát az, hogy előszűrést végezzünk. Ha azt akarjuk, hogy első osztályú legyen a levegőnk, tegyünk fel először egy P (3 mikron) majd egy M (0,1 mikron) és csak ezután egy S (0,01 mikron) és/vagy A (aktívszén) szűrőt, majd a betéteket cserélgessük évente, az aktív szenet pedig fél évente. Mint minden szűréstechnológiában használt elem, ezek is veszítenek a hatékonyságukból, illetve eltömődnek. Tudok egy jó helyet, ahol mindezt online megkaphatjuk:

http://www.techtomat-shop.hu/halozati-szurestechika-109

Mi történik a kiválasztott anyagokkal?

Ürítésre kerülnek. Kezdjük az egyszerűbb esettel, a hűtveszárítóval: minden készülék rendelkezik automata leürítő egységgel, ami egyszerűen kifújja a leválasztott vizet. Célszerű ezt egy vezeték segítségével elvezetni, ha nem akarjuk, hogy a kondenzvíz a készülék alá vagy bele kerüljön. A szűrőknél és ciklonszűrőknél más a helyzet. Rengeteg ürítési lehetőség van, erről ezen oldalon olvashatunk bővebben:

http://techtomat.hu/kondenzviz-kezeles.html

Ha veszünk egy szűrőt és/vagy ciklonszűrőt a webshopunkból, akkor ott láthatjuk a leürítési lehetőségeket is, melyeket a szűrő aljába lehet tekerni:

http://www.techtomat-shop.hu/halozati-szurestechika-109/leurito-automatikak-112

Ha igazán környezettudatosak vagyunk nem szabad megfeledkeznünk az olaj-víz szétválasztó beépítéséről sem!

Ha kérdés merült fel benned a fentiekkel kapcsolatban (márpedig még tudnék róla írni, szóval biztosan van), keress minket bátran és igyekszünk megválaszolni! :)