對(duì)于工業(yè)工廠和設(shè)施而言，壓縮空氣、氣體和真空系統(tǒng)是轉(zhuǎn)換能源的重要來(lái)源。與電力等其他資源相比，壓縮機(jī)的使用更簡(jiǎn)單，因而在當(dāng)今的工廠中隨處可見(jiàn)。它們能驅(qū)動(dòng)機(jī)器、工具、機(jī)械手、激光器、產(chǎn)品搬運(yùn)系統(tǒng)，等等。
Fluke Sonic Air Leak Detector
然而，許多壓縮空氣、氣體和真空系統(tǒng)都受到磨損和維護(hù)不當(dāng)?shù)葐?wèn)題的影響，這能造成很大的浪費(fèi)——無(wú)法杜絕的泄漏。這些泄漏可能很隱蔽，在機(jī)器后面、連接點(diǎn)處、高架固定管道或者破裂的管道或磨損的軟管都可能發(fā)生泄漏。浪費(fèi)會(huì)迅速增加，甚至可能會(huì)導(dǎo)致停機(jī)。
浪費(fèi)空氣的成本高昂
根據(jù)美國(guó)能源部的數(shù)據(jù)，壓縮空氣管路上一個(gè) 1/8 英寸（3 毫米）的漏洞每年可造成多達(dá) 2,500 美元的額外成本。美國(guó)能源部估計(jì)，一家維護(hù)不力的普通美國(guó)工廠可能會(huì)因泄漏而浪費(fèi)其壓縮空氣總產(chǎn)能的 20%。新西蘭政府在其“目標(biāo)可持續(xù)性”項(xiàng)目中估計(jì)，系統(tǒng)泄漏可能占到壓縮空氣系統(tǒng)能力的 30% 到 50%。快速檢測(cè)壓縮空氣、氣體和真空泄漏直接有利于發(fā)現(xiàn)隱藏的利潤(rùn)。空氣泄漏還會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生資本費(fèi)用、返工、停機(jī)或質(zhì)量問(wèn)題，并增加維護(hù)成本。
為了彌補(bǔ)由于泄漏而造成的壓力損失，運(yùn)營(yíng)商通常會(huì)通過(guò)購(gòu)買規(guī)格超過(guò)需要的壓縮機(jī)來(lái)進(jìn)行過(guò)度補(bǔ)償，這需要投入不菲的資金，并會(huì)導(dǎo)致能源成本升高。系統(tǒng)泄漏還會(huì)造成系統(tǒng)壓力過(guò)低，進(jìn)而導(dǎo)致依靠壓縮空氣運(yùn)行的設(shè)備發(fā)生故障。這可能引起生產(chǎn)延遲、計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間、質(zhì)量問(wèn)題、使用壽命縮短以及因壓縮機(jī)的不必要循環(huán)而增加維護(hù)。
例如，一家美國(guó)制造商的維護(hù)經(jīng)理說(shuō)，如果他們的一個(gè)氣動(dòng)扭力工具遇到壓力不足的問(wèn)題，則可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷。“扭矩不當(dāng)?shù)脑O(shè)備，無(wú)論是扭矩不足還是扭矩過(guò)大，都可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品召回。這也會(huì)導(dǎo)致需要將更多的工時(shí)投入到應(yīng)該是一個(gè)非常標(biāo)準(zhǔn)的流程的地方，”他說(shuō)道。“這是利潤(rùn)損失和設(shè)備損失的一筆錢。在最壞的情況下，我們還會(huì)遇到由于無(wú)法交貨而造成的需求損失。”
公用設(shè)施、行業(yè)和政府都認(rèn)為壓縮空氣系統(tǒng)有潛力實(shí)現(xiàn)成本節(jié)省，這一點(diǎn)都不令人感到奇怪。泄漏會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi)。修復(fù)這些泄漏可以讓運(yùn)營(yíng)商節(jié)約成本，并能防止公用設(shè)施不得不使用容量超過(guò)需要的系統(tǒng)。
查找和修復(fù)泄漏并不容易
許多工廠和設(shè)施都沒(méi)有泄漏檢測(cè)計(jì)劃。查找和修復(fù)泄漏并不容易。量化浪費(fèi)量并確定成本需要由能源專家或顧問(wèn)來(lái)實(shí)施，他們使用能源分析儀和記錄儀來(lái)審計(jì)您的空氣系統(tǒng)。通過(guò)系統(tǒng)性地計(jì)算消除泄漏所能實(shí)現(xiàn)的年度成本節(jié)省，他們可以制定一個(gè)強(qiáng)有力的商業(yè)計(jì)劃，以執(zhí)行此類項(xiàng)目。
壓縮空氣系統(tǒng)的能源審計(jì)通常需要聯(lián)手行業(yè)、政府和非政府組織 (NGO) 進(jìn)行。Compressed Air Challenge (CAC) 是其中一種合作關(guān)系，是這些類型團(tuán)體的自愿協(xié)作。其目標(biāo)是提供產(chǎn)品中立信息和教育材料，以幫助行業(yè)在生成和使用壓縮空氣方面達(dá)到更高的可持續(xù)效率。
為什么超聲波泄漏檢查效率低下
遺憾的是，主流泄漏檢測(cè)的做法相當(dāng)原始。一個(gè)由來(lái)已久的方法就是傾聽(tīng)是否有嘶嘶聲并在懷疑發(fā)生泄漏的區(qū)域噴上肥皂水，事實(shí)上，在許多環(huán)境中都聽(tīng)不到嘶嘶聲，而且肥皂水會(huì)使現(xiàn)場(chǎng)變得臟亂，并有可能造成滑倒危險(xiǎn)。
用于查找壓縮機(jī)泄漏的當(dāng)前專業(yè)工具是一種超聲波聲音探測(cè)器，它是一款便攜式電子設(shè)備，可以識(shí)別與空氣泄漏相關(guān)聯(lián)的高頻聲音。典型的超聲波探測(cè)器可幫助發(fā)現(xiàn)泄漏，但使用起來(lái)非常耗時(shí)，在需要將更多時(shí)間花在維護(hù)其他關(guān)鍵機(jī)器上的情況下，維修人員通常只能在計(jì)劃內(nèi)停機(jī)時(shí)間期間使用它們。這些裝置還要求操作員靠近設(shè)備來(lái)查找泄漏，這使得難以在天花板或其它設(shè)備后面等難以觸及的區(qū)域使用。
使用肥皂水或超聲波探測(cè)器查找泄漏時(shí)，除了耗時(shí)之外，使用這些方法查找高處或設(shè)備下面的泄漏還可能存在安全問(wèn)題。在設(shè)備周圍攀爬梯子或鉆到設(shè)備下方可能會(huì)帶來(lái)危險(xiǎn)。
壓縮空氣泄漏檢測(cè)的革命者
如果有一種泄漏檢測(cè)技術(shù)可以在嘈雜環(huán)境中在 50 米開(kāi)外精確定位泄漏位置，而且無(wú)需關(guān)閉設(shè)備，會(huì)怎么樣呢？Fluke 開(kāi)發(fā)了一款可以做到這一點(diǎn)的工業(yè)成像儀。工業(yè)維護(hù)經(jīng)理們將 Fluke ii900 Sonic Industrial Imager 稱為致力于發(fā)現(xiàn)壓縮空氣泄漏的“革命者”。
這款新型聲波工業(yè)成像儀可檢測(cè)的頻率范圍比傳統(tǒng)超聲波設(shè)備更廣，它使用新的 SoundSight™ 技術(shù)來(lái)提供增強(qiáng)的空氣泄漏可視化掃描，類似于紅外熱像儀檢測(cè)熱點(diǎn)的方式。
ii900 包括一個(gè)由許多微型超靈敏麥克風(fēng)組成的聲陣，可同時(shí)檢測(cè)聲波和超聲波。ii900 可識(shí)別潛在泄漏位置的聲源，然后應(yīng)用專有算法，將聲音解析為泄漏。結(jié)果生成一幅 SoundMap™ 圖像，這是一幅疊加在可見(jiàn)光圖像上的彩色地圖，可準(zhǔn)確地顯示發(fā)生泄漏的位置。最終結(jié)果以靜態(tài)圖像或?qū)崟r(shí)視頻的形式顯示在 7 英寸 LCD 屏幕上。ii900 可保存多達(dá) 999 個(gè)圖像文件或 20 個(gè)視頻文件，以用于記錄或合規(guī)目的。
可以快速掃描較大的區(qū)域，與其他方法相比，這有助于明顯更快地找到泄漏位置。它還能夠過(guò)濾強(qiáng)度和頻率范圍。一家大型制造廠的一個(gè)團(tuán)隊(duì)最近使用兩個(gè) ii900 原型設(shè)備在一天內(nèi)就找到了 80 個(gè)壓縮空氣泄漏點(diǎn)。維護(hù)經(jīng)理說(shuō)，用傳統(tǒng)方法要花幾周時(shí)間才能發(fā)現(xiàn)這么多的泄漏點(diǎn)。通過(guò)快速查找和修復(fù)泄漏，工作人員還節(jié)省了潛在的停機(jī)時(shí)間，在這家工廠，生產(chǎn)能力損失估計(jì)每小時(shí)約合 100,000 美元。
查找泄漏的位置：
- 連接器
- 軟管
- 管道
- 接頭
- 螺紋管接頭
- 快速斷開(kāi)接頭
- FRL（過(guò)濾器、調(diào)節(jié)器、潤(rùn)滑器組合）
- 冷凝水收集器
- 閥門
- 法蘭
- 密封件
- 氣動(dòng)固定槽
您浪費(fèi)了多少空氣？
控制壓縮空氣、氣體和真空系統(tǒng)泄漏的步是估計(jì)泄漏負(fù)載。有些泄漏（低于 10 %）是預(yù)期會(huì)出現(xiàn)的。任何超出此范圍的情況都被視為浪費(fèi)。步是確定您當(dāng)前的泄漏負(fù)載，以便您可以將其用作基準(zhǔn)來(lái)比較改進(jìn)效果。
評(píng)估泄漏負(fù)載的可靠方法基于您的控制系統(tǒng)。如果您的系統(tǒng)配有啟動(dòng)/停止控件，只用在無(wú)需使用系統(tǒng)的時(shí)段啟動(dòng)壓縮機(jī)——工作完畢后或下班后。然后獲取壓縮機(jī)循環(huán)的幾個(gè)讀數(shù)，以確定加載系統(tǒng)達(dá)到卸載狀態(tài)的平均時(shí)間。在無(wú)設(shè)備運(yùn)行的情況下，系統(tǒng)卸載是由于泄漏引起的。
泄漏 (%) = (T x 100) ÷ (T + t)，T = 裝載時(shí)間（分鐘），t = 卸載時(shí)間（分鐘）
要估計(jì)具有更復(fù)雜控制策略的系統(tǒng)中的泄漏負(fù)載，請(qǐng)將壓力表置于容積的下游（V，以立方英尺為單位），包括所有輔助貯氣罐、主管和管道。除了泄漏外，在無(wú)需使用系統(tǒng)的情況下，使系統(tǒng)達(dá)到正常工作壓力（P1，以 psig 為單位）。選擇第二個(gè)壓力（P2，約為 P1 值的一半）并測(cè)量系統(tǒng)壓力下降到 P2 所花的時(shí)間（T，以分鐘為單位）。
泄漏（自由空氣，單位為升/秒）= [(V x (P1 – P2) ÷ (T x 101325)] x 1.25
1.25 乘數(shù)可將泄漏校正至正常系統(tǒng)壓力，因而會(huì)考慮泄漏隨著系統(tǒng)壓力降低而減小的狀況。
有效修復(fù)和維修泄漏可使依賴空氣的企業(yè)顯著降低成本。廣大公司不僅能夠通過(guò)修復(fù)泄漏來(lái)節(jié)約能源使用，還可以提高生產(chǎn)水平和延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
