Станислав Горобченко - Курс «Трубопроводная арматура». Модуль «Пневмоприводы и приборы управления пневмоприводами»

В центробежных и мембранных компрессорах вынос масла в линию нагнетания практически отсутствует.

Высокая температура в поршневом пространстве компрессоров и на начальном участке линии нагнетания (от 160 до 220 °С) приводит к парообразованию и, частично, термическому разложению масла.

В результате этих процессов до 5–6 % масла окисляется и в виде нагара и лакообразной пленки осаждается на внутренних полостях компрессоров и трубопроводов, а легкие фракции в виде паров и мелкодисперсной фазы уносятся воздухом в систему.

Твердые загрязнения

Концентрация, дисперсный состав и природа твердых загрязнений сжатого воздуха зависит от загрязненности воздушного бассейна в зоне всасывания компрессора, состояния, режимов эксплуатации и обслуживания трубопроводов и пневматических устройств.

Основное количество твердых загрязнений вносится при передаче сжатого воздуха по трубопроводам и соединениям.

Эти загрязнения на 95–98 % состоят из ржавчины и окалины.

При нарушении технологии изготовления и монтажа в трубопроводы попадают частицы уплотняющих материалов и промышленная пыль.

Усредненная концентрация ржавчины и окалины в межцеховых трубопроводах может составлять до 25 мг/м 3воздуха, в цеховых – до 12,5 мг/м 3.

При хорошем состоянии трубопроводов концентрация ржавчины и окалины обычно не превышает 2–4 мг/м 3, однако разовые концентрации загрязнений в момент начала

подачи воздуха, при сотрясениях и гидравлических ударах в трубопроводах могут быть значительно большими.

Металлические частицы появляются в системах в результате износа поршневых колец компрессоров и подвижных деталей устройств, а стружка, притирочные составы и абразивы – при неправильной подготовке внутренних полостей пневматических устройств.

Плотность твердых загрязнений воздуха составляет от 0,1 до 8 г/см 3.

Газообразные загрязнения

Основную часть газообразных загрязнений, попадающих в системы вместе с атмосферным воздухом, составляют:

– дымовые газы от сжигания топлива;

– газы, образующиеся при химических процессах;

– пары кислот и щелочей; растворители и др.

Наиболее часто в сжатом воздухе содержится сернистый газ SO 3, который при соединении с конденсатом образует серную кислоту и сернистый ангидрид, разрушающий наряду с другими растворами кислот, щелочей и озоном поверхности устройств и уплотнений.

Воздействие загрязнений

Анализ данных эксплуатации свидетельствуют о том, что загрязнения сжатого воздуха значительно снижают надежность и долговечность пневматических систем, приводят к нарушению технологических процессов.

Воздействие загрязнений на пневматические системы и устройства можно разделить на:

– физическое,

– химическое

– электролитическое.

Физическое воздействие загрязнений заключается:

– в закупорке отверстий и сопел влагой, льдом и твердыми частицами,

– в смывании смазки,

– в повреждении рабочих поверхностей клапанных пар, мембран, золотников, в износе и заклинивании трущихся деталей и т. п.

Химическое воздействие загрязнений проявляется в:

– коррозии металлических деталей,

– разрушении покрытий и резиновых деталей, растворами кислот, щелочей и других химически активных компонентов.

Электролитическому воздействию загрязнений подвержены устройства с контактирующими деталями из разных материалов или покрытий. В этом случае кислотные и щелочные растворы являются электролитом, а детали – электродами; в результате происходит разрушение их поверхностей, даже если они выполнены из легированных сталей, латуни или бронзы.

Выбор степени очистки сжатого воздуха

Для повышения долговечности и надежности пневматических систем управления было бы идеальным полное удаление загрязнений сжатого воздуха. Однако присутствие определенного количества загрязнений в ряде устройств практически не сказывается на их работоспособности.

Поэтому полная очистка сжатого воздуха, связанная со значительными затратами, в большинстве случаев экономически нецелесообразна.

Требования к очистке воздуха зависят от конструктивного исполнения и материала элементов систем управления и механизмов, размеров и точности, величины зазоров и отверстий,

от требований к надежности и долговечности, от эксплуатационных условий и характера воздействия загрязнений.

Установлено, что интенсивность износа устройств тем выше, чем выше твердость частиц, а увеличение твердости и пористости трущихся поверхностей повышают износостойкость.

Определение необходимой тонкости очистки сжатого воздуха

Абразивный износ и заклинивание могут быть значительно снижены, если размер твердых частиц, поступающих в устройства с воздухом, не превышает 3/4 величины наименьшего зазора трущихся пар.

Примерные величины зазоров подвижных деталей различных устройств даны в табл.2.

Табл. 2. Примерные величины зазоров подвижных деталей различных устройств

Определение требуемой степени осушки сжатого воздуха на основных участках промышленных систем

Требуемая степень осушки сжатого воздуха зависит от чувствительности конкретных устройств к содержанию влаги. К группе устройств, для которых не требуется строгая регламентация

содержания влаги в жидком состоянии, относятся коммуникации систем, емкости, оборудование силовых приводов мембранного типа и сильфонные устройства, имеющие надежное антикоррозийное покрытие, в которых трущиеся поверхности непосредственно со сжатым воздухом не соприкасаются.

Содержание жидкой влаги в сжатом воздухе рекомендуется ограничивать для пневмооборудования систем автоматизации производственных процессов (цилиндров, моторов и аппаратуры).

Не допускается содержание жидкой влаги в сжатом воздухе, используемом для питания пневматических систем управления с повышенными требованиями к надежности для станков, прессов, автоматических линий и других устройств; пневматических приборов и средств автоматизации, на которые распространяются требования ГОСТ 11882–73; систем, работающих

при минусовых температурах окружающей среды. Для этой группы устройств воздух должен быть подготовлен согласно нечетных классов по ГОСТ 17433–80.

Способы очистки сжатого воздуха

В промышленности для очистки сжатого воздуха нашли применение силовые поля, фильтрация и осушка. В схемах и устройствах очистки часто последовательно используют несколько способов очистки.