ווסת לחץ אוויר במערכת תעשייתית

ווסת לחץ אוויר הוא הרכיב שמוריד את הלחץ הגבוה של הרשת ללחץ קבוע שהצרכן באמת צריך, ולכן הוא הצעד הראשון נגד בזבוז אוויר דחוס, בלאי בציוד וסטיות באיכות הייצור.
הכלל המעשי קצר: מתקינים ווסת סמוך לכל צרכן או ענף רגיש, מורידים את לחץ ההפעלה של המדחס עד הנקודה שהצרכן הקריטי ביותר מצריך (ולא מעבר לה), ובודקים נפילות לחץ בצנרת ובפילטרים לפני שמעלים לחץ כדי לפצות עליהן.

המחיר של התעלמות מזה נמדד בחשמל.
לפי כלל אצבע שמפרסם משרד האנרגיה האמריקאי (DOE), בטווח הלחצים הנפוץ בתעשייה כל העלאה של כ-2 psi (בערך 0.14 בר) בלחץ היציאה של המדחס מגדילה את צריכת האנרגיה שלו בכ-1%.
בטל מדחסים, המפיצה הבלעדית של ANEST IWATA-SCR COMP בישראל, אנחנו מתאימים מדחס בורגי עם משנה תדר, מיכלי לחץ אוויר וציוד קצה נלווה לצריכה האמיתית של המפעל.
במאמר נסביר איך ווסת עובד, איך בוחרים אותו ואיך מונעים נפילות לחץ.
רוצים שנבדוק את הרשת שלכם?
צרו איתנו קשר ונתאים פתרון.

מה עושה ווסת לחץ אוויר ואיפה מתקינים אותו?

"ווסת לחץ" (בשפה המקצועית גם "רגולטור") הוא שסתום שמקבל לחץ כניסה גבוה ובלתי יציב ומספק ביציאה לחץ קבוע שנקבע מראש.
בפנים יש קפיץ שנלחץ בידית הכוונון, "דיאפרגמה" (קרום גמיש שמרגיש את הלחץ שביציאה) ושסתום שנפתח ונסגר בהתאם.
כשהצרכן שואב אוויר והלחץ שביציאה יורד, השסתום נפתח.
כשהלחץ עולה, הוא נסגר.

המיקום הקלאסי הוא ברצף של טיפול באוויר: מדחס, מייבש, פילטרים, ווסת, ואז הצרכן.
ליד כלי עבודה ומכונות רבות תמצאו "יחידת שירות" (FRL), מארז שמחבר פילטר, ווסת ומד לחץ.
הווסת מותקן אחרי הפילטר ולא לפניו, כדי שלא ייחשף ללחות ולחלקיקים שפוגעים בדיאפרגמה.

ויסות לחץ מתבצע בשלוש רמות, ולכל אחת תפקיד אחר:

הרמות משלימות זו את זו.
ווסת בנקודת הצריכה לבדו לא יחסוך חשמל אם המדחס ממשיך לדחוס לרמה גבוהה בהרבה מהנדרש, ולהפך: הורדת לחץ במדחס בלי ווסתים מקומיים משאירה צרכנים רגישים בלי הגנה מפני תנודות.

למה לחץ גבוה מדי מבזבז חשמל ופוגע בציוד?

לחץ גבוה מהנדרש עולה כסף משלוש סיבות.
הראשונה היא שהמדחס צורך יותר אנרגיה כדי להגיע אליו, כפי שמתואר בכלל האצבע של DOE.
השנייה היא "ביקוש מלאכותי" (Artificial Demand), כלומר אוויר שצרכנים לא מווסתים צורכים רק בגלל שהלחץ ברשת גבוה מהנדרש.
הצרכן מקבל יותר מהנחוץ, והעודף מתפוגג כאוויר חם ללא תועלת.
השלישית היא דליפות: ככל שהלחץ גבוה יותר, כך זורם יותר אוויר דרך כל סדק בחיבור, בצינור או באטם.

הנזק לציוד פחות נראה לעין.
צילינדרים פנאומטיים שעובדים בלחץ יתר סובלים מבלאי מוגבר באטמים ומהלם חזק בקצה המהלך.
כלי אוויר מסתובבים מהר מדי, ובמכונות אריזה, קווי הזרקה בפלסטיק ופיות ריסוס מתקבלות תוצאות לא אחידות כשהלחץ מתנדנד.

לדברי מהנדס אחזקה בכיר במפעל ייצור, "כשמפעל מתלונן שהמדחס לא מספיק, לא פעם פתרנו את הבעיה בלי להוסיף מדחס: מצאנו שהלחץ ברשת מוגבה כדי לפצות על פילטר סתום וצנרת צרה, וחלק ניכר מהאוויר הולך לדליפות ולצרכנים שלא מווסתים."

הנושא נוגע כמעט לכל ענף שאנחנו עובדים איתו: מוסכים ונגריות שבהם כלי האוויר מתבלים מהר, מפעלי פלסטיק ואלומיניום שבהם יציבות הלחץ משפיעה על המוצר, ותעשיות מזון ורפואה שבהן יציבות ואיכות האוויר חשובות במיוחד.
מי שרוצה להעמיק בצד האנרגטי יכול לקרוא על התייעלות אנרגטית במערכות אוויר דחוס.

איך בוחרים ווסת ומגדירים לחץ עבודה נכון?

בחירת הווסת מתחילה בנתוני הצרכן ולא בקטלוג.
כמה פרמטרים קובעים:

• טווח לחץ הכוונון: ווסת שמכוון ל-10 בר לא יעבוד יציב כשצריך 1 בר, ולכן בוחרים טווח שבו הלחץ הרצוי נמצא באמצע הסקאלה.
• ספיקה מרבית: ווסת קטן מדי יוצר "חנק" ונפילת לחץ בשעת שיא, גם אם הוא מוגדר נכון.
• גודל החיבור: חיבור צר מוריד את הספיקה בדיוק כמו ווסת קטן.
• חומר הגוף: אלומיניום ופליז מתאימים לרוב התעשייה, ובסביבות מזון, רפואה וסביבה מאכלת בוחנים חומרים עמידים כמו נירוסטה.
• דיוק ויציבות: ליישומים רגישים כמו ריסוס או מכשור מדידה מתאים ווסת מדויק, ולכלי עבודה רגילים ווסת סטנדרטי.

אחרי שהווסת נבחר, קובעים את לחץ העבודה.
השלבים בקצרה: אוספים מנתוני היצרן את הלחץ המינימלי של כל צרכן.
מזהים את הצרכן הקריטי ביותר, זה שדורש את הלחץ הגבוה ביותר ואי אפשר לוותר עליו.
קובעים את לחץ הרשת לפי ערכו, בתוספת מרווח לנפילות לחץ בצנרת, במייבש ובפילטרים.
ואז מכווננים כל ווסת מקומי לפי הצרכן שלו.

דוגמה להמחשה: אם הצרכן הקריטי דורש 6 בר, ובדרך אליו הלחץ יורד בערך בחצי בר בצנרת ובפילטרים, לחץ הרשת צריך להיות בסביבות 6.5 עד 7 בר.
מפעלים רבים עובדים בטווח של 7 עד 8 בר מתוך הרגל, ולא מתוך צורך.
בדיקה כזו מראה לא פעם שאפשר להוריד את הלחץ בלי לפגוע בייצור.

טעות נפוצה היא לכוון ווסת כשאין זרימה.
הכוונון הנכון נעשה כשהצרכן עובד ושואב אוויר, כי בלחץ סטטי הווסת מראה ערך שלא מייצג את העבודה בפועל.
בנוסף, ווסת מקטין לחץ אבל לא מגן עליו: את ההגנה מפני לחץ יתר מספקים שסתומי ביטחון, ומיכלי לחץ כפופים לבדיקות תקופתיות לפי הדין בישראל.

איך מונעים נפילות לחץ ודליפות במערכת אוויר דחוס?

"נפילת לחץ" היא ההפרש בין הלחץ במוצא המדחס לבין הלחץ שמגיע לצרכן.
כשהיא גדולה, הדרך הקלה היא להעלות את לחץ המדחס, וזו הדרך היקרה ביותר.
הפתרון הנכון הוא למצוא את מקור הנפילה.

המקורות הנפוצים הם:

• צנרת בקוטר קטן מדי או עם הרבה עיקולים, ברכיים וחיבורים מיותרים.
• פילטר שהתמלא ויוצר הפרש לחץ מצטבר, כפי שמוסבר במאמר על בחירת מסננים נכונים למדחס תעשייתי ובמדריך על פילטרים למדחסי אוויר.
• מייבש אוויר שלא מותאם לספיקה, בין אם מייבש קירור או מייבש ספיחה.
• שיאי צריכה שהמדחס לא מספיק להגיב אליהם.

לשיאי צריכה קצרים יש פתרון טוב: מיכל חיץ.
מיכלי לחץ אוויר מאחסנים אוויר סמוך לצרכן הגדול ומשחררים את המדחס מהצורך להגיב לכל שיא.
כך הלחץ ברשת נשאר יציב בלי להעלות את הלחץ הכללי.
את הנפח המתאים קובעים לפי ספיקה ותדירות עומס, ולא לפי כלל כללי.

דליפות הן הבזבוז השקט ביותר.
סימני האזהרה: המדחס עובד גם כשהמפעל עומד, הלחץ יורד בלילה אחרי כיבוי הצרכנים, והמדחס נטען הרבה יותר מהצפוי.
מאתרים דליפות בעזרת גלאי קולי, ומוודאים אחרי התיקון שהצריכה ירדה.
מד ספיקה בנקודות מפתח מאפשר לעקוב אחרי הצריכה ולזהות שינוי לפני שהוא הופך לבעיה.

מדחס בורגי עם משנה תדר (VSD) מתאים את מהירות המנוע לצריכה ושומר על לחץ יציב סביב נקודה קבועה, בלי מחזורי העמסה והפרקה חדים.
סדרות SCR COMP, שאנחנו מייבאים, כוללות דגמים כאלה.
בנוסף, תחזוקה מונעת סדירה מזהה פילטר סתום, ווסת שחוק ודליפה בשלב מוקדם.
אנחנו מציעים שירותי אחזקה ותחזוקה מונעת בכל רחבי הארץ, ואחריות של עד 10 שנים בכפוף לחוזה שירות.

שאלות נפוצות על ויסות לחץ באוויר דחוס

כמה תשובות קצרות לשאלות שעולות בשטח אצל מנהלי אחזקה ובעלי עסקים.

מה ההבדל בין ווסת לחץ אוויר לשסתום ביטחון?

ווסת לחץ אוויר קובע את הלחץ שמגיע לצרכן בזמן עבודה רגילה.
שסתום ביטחון הוא רכיב הגנה שנפתח ומשחרר אוויר כשהלחץ חורג מהמותר, ולכן הוא לא תחליף לווסת ולהפך.
אי אפשר להסתמך על ווסת כדי להגן על מיכל או צנרת מלחץ יתר.

האם אפשר להתקין ווסת אחד לכל המפעל?

אפשר, אבל זה לא מומלץ כפתרון יחיד.
ווסת מרכזי מוריד את הלחץ לכל הצרכנים באותה מידה, ואם יש צרכן שדורש לחץ גבוה במיוחד אתם נאלצים לשמור את כל הרשת בלחץ גבוה.
עדיף ווסת בענף או בצרכן הרגיש, לצד כוונון של המדחס.

איך יודעים שהווסת התבלה?

הסימנים הם לחץ שזוחל כלפי מעלה כשהצרכן עומד, מחוג המד שמתנדנד תחת עומס קבוע, אוויר שנשמע בבית הקפיץ וקושי להחזיק לחץ מכוון.
לרוב הבעיה בדיאפרגמה או באטמים, וקיימת ערכת חלפים.
הבדיקה הזו נכללת בסיור תחזוקה מונעת.

האם הורדת לחץ המדחס עלולה לפגוע בייצור?

רק אם יורדים מתחת לצורך האמיתי של הצרכן הקריטי בתוספת נפילות הלחץ.
לכן מורידים בהדרגה, מודדים את הלחץ בנקודות הקצה בזמן עבודה ומוודאים שהכול יציב בכל משמרת, ורק אז ממשיכים.
אם מתגלה נפילה, מטפלים בה במקור ולא מחזירים את הלחץ למעלה.

ווסת לחץ אוויר ויציבות המערכת עם טל מדחסים

לחץ יציב נבנה משלוש שכבות: בקרת הלחץ במדחס, ווסתים בענפים ובנקודות הצריכה, וטיפול שוטף בצנרת, בפילטרים ובדליפות.
כל שכבה לבדה פותרת חלק מהבעיה, ושלושתן יחד מורידות את צריכת החשמל ושומרות על ציוד הייצור.
לפני שמעלים לחץ או מוסיפים מדחס, כדאי למדוד איפה הלחץ הולך לאיבוד.

בטל מדחסים אנחנו מלווים מפעלים, מוסכים, נגריות ועסקים בתעשיות רפואה, מזון, פלסטיק, אלומיניום ועיבוד שבבי, בפריסה ארצית.
אנחנו עובדים עם ספקים מובילים ממדינות שונות בעולם, מייבאים בבלעדיות את ANEST IWATA-SCR COMP, ומציעים ייעוץ והתאמת פתרונות אוויר דחוס, השכרת מדחסי אוויר וחלפים.
אם אתם רוצים לבדוק האם ווסת לחץ אוויר מתאים ומוגדר נכון אצלכם, או כמה אפשר לחסוך בהורדת הלחץ, צרו איתנו קשר ונגיע לבדוק את המערכת.