Merjenje kakovosti stisnjenega zraka v skladu s standardom ISO 8573-1

Stisnjen zrak je drag, a hkrati nepogrešljiv medij v industrijski, avtomatizirani proizvodnji. Zato je še toliko bolj pomembno, da uporabniki vedno pazijo na kakovost svojega sistema stisnjenega zraka.

ISO 8573 je mednarodno priznan standard, ki opredeljuje najpomembnejše onesnaževalce v stisnjenem zraku. Izvajanje tega standarda podpira natančno testiranje najpomembnejših onesnaževal v stisnjenem zraku - delcev, vode, plina, mikrobioloških in oljnih onesnaževal.

Pri nekaterih od teh metod je treba vzorce analizirati v laboratoriju. To vedno pomeni časovno zamudo in stranki zagotavlja le povprečen posnetek v merjenem obdobju, kar ni vedno praktično.

Kako torej izmeriti ta onesnaževala v vsakdanjih, realnih obratovalnih pogojih?

Podjetje CS INSTRUMENTS ponuja prilagojene rešitve za stacionarno in mobilno spremljanje. Alarmi se lahko uporabljajo za signalizacijo, da so potrebna vzdrževalna dela na sistemu za obdelavo stisnjenega zraka (sušilnik in filter), da olje, voda in delci ne bi vstopili v omrežje stisnjenega zraka. S tem se zmanjša tveganje onesnaženja končnih izdelkov ter povečata zanesljivost procesa in življenjska doba pnevmatskih komponent.

Standard ISO 8573 je sestavljen iz naslednjih delov, ki so povzeti pod splošnim naslovom "Kakovost stisnjenega zraka"

  • ISO 8753-1: Nečistoče in razredi čistosti
  • ISO 8753-2: Preskusna metoda za določanje vsebnosti oljnih aerosolov
  • ISO 8753-3: Preskusna metoda za merjenje vlažnosti
  • ISO 8753-4: Preskusna metoda za določanje vsebnosti trdnih delcev
  • ISO 8753-5: Preskusne metode za določanje vsebnosti oljnih hlapov in organskih topil
  • ISO 8753-6: Preskusna metoda za merjenje vsebnosti plinastih onesnaževal
  • ISO 8753-7: Preskusna metoda za ugotavljanje vsebnosti mikrobiološkega onesnaženja, ki je sposobno preživetja
  • ISO 8753-8: Preskusna metoda za določanje vsebnosti trdnih delcev z masno koncentracijo
  • ISO 8753-9: Preskusna metoda za določanje vsebnosti tekoče vode

ISO 8573-1:2010
Razred		OljeVodaTrdni delci
Skupna vsebnost olja (tekoči aerosol in meglica)Tlak rosišča Parna točkaNajvečje število delcev na m3
mg/m30,1 - 0,5 μm0,5 - 1 μm1-5 μm
0Kot določi uporabnik naprave, strožje zahteve od razreda 1
10,01<= -70 °C<= 20.000<= 400<= 10
20,1<= -40 °C<= 400.000<= 6.000<= 10
31<= -20 °C-<= 90.000<= 1.000
45<= +3 °C--<= 10.000
5-<= +7 °C--<= 100.000
6-<= +10 °C---
7-----
8-----
9-----
x-----

V tem uvodniku se osredotočamo na inline metode za neprekinjeno zaznavanje oljnih aerosolov, vlage in delcev (vključno z mikrobiološkimi onesnaževali).

Vsebnost oljnega aerosola

V skladu s standardom ISO 8573-2 so za merjenje vsebnosti oljnega aerosola dovoljene različne preskusne metode.

Naslednja preglednica je bila povzeta iz standardnega dokumenta ISO 8573-2. Naslednje merilne metode ustrezajo vzorcu, ki se odvzame v daljšem časovnem obdobju, zato se rezultati lahko uporabijo le za namene validacije.

ParametriMetoda A - polni pretokMetoda B - polni pretokMetoda B2 - delni pretok
Območje kontaminacije1 mg/m3 do 40 mg/m30,001 mg/m3 do 10 mg/m30,001 mg/m3 do 10 mg/m3
Max. Največja hitrost v filtruGlej 7.1.2.101 m/s1 m/s
Občutljivost0,25 mg/m30,001 mg/m30,001 mg/m3
Natančnost± 10 % dejanske vrednosti± 10 % dejanske vrednosti± 10 % dejanske vrednosti
Max. Največja temperatura100 C°40 C°40 C°
Preskusni čas (tipičen)50 h do 200 h2 min do 10 h2 min do 10 h
Struktura filtraKoalescenčni linijski filterTrislojna membranaTrislojna membrana

Za spletne meritve, ki uporabniku omogočajo neprekinjen prikaz in tudi prikaz največje onesnaženosti, se uporabljajo sodobni merilni sistemi, kot so tehnologije senzorjev PID. Ti senzorji z uporabo metode fotoionskega detektorja (PID) zagotavljajo trajno in zelo natančno merjenje oljnih hlapov.

Senzorje je mogoče preprosto priključiti na sistem stisnjenega zraka prek krogelnega ventila ali hitre spojke in neprekinjeno analizirati zrak. Dolgoročno stabilnost je mogoče zagotoviti z uporabo katalizatorja, ki zgoreva vse ogljikovodike v zraku, zaradi česar je čist zrak idealen za kalibracijo ničelne točke med delovanjem.

Izmerjene vrednosti so neprekinjene, lahko se beležijo in sprožijo alarm, če so presežene mejne vrednosti. To zagotavlja pomembne prednosti v primerjavi z začasnimi merilnimi metodami

Merjenje preostalega olja - OIL-Check 400

Oil-Check 400 omogoča trajno in zelo natančno merjenje vsebnosti preostalih hlapov olja od 0,001 mg/m3 do 2,5 mg/m3. Najmanjša izmerjena vrednost 0,001 mg/m3 pomeni, da je mogoče spremljati stisnjen zrak razreda kakovosti 1 (ISO 8573-1). To pomeni, da lahko z merilnikom Oil-Check 400 spremljamo celotno merilno območje.

Standard ISO 8573-3 obravnava preskusne metode za merjenje vlažnosti. Naslednja tabela je bila povzeta iz standardnega dokumenta ISO 8573-3:

Tabela 1 - Preskusne metode za merjenje vlažnosti zraka

Merilne metode, razvrščene glede na natančnost merjenjaMerilna natančnost
±°C		Območje za vlažnost, določeno kot tlačna rosna točka °
° C.		Opomba
MetodaTabela-80-60-40-200+20+40+60
Spektroskopski2aMeja zaznavnosti za vodno paro je približno 0,1 x 10-6 do 1 x 10-6 b
Kondenzacija3 in 40,2 do 1,0
Kemični51,0 do 2,0
Električni6, 7 in 82,0 do 5,,0
Psihrometer92,0 do 5,0
a Natančnost meritev v stopinjah Celzija še ni na voljo.
b Volumski delež.
c Tlačna rosna točka po standardu ISO 7183.

Metodi spektroskopije in kondenzacije sta zelo natančni, vendar tudi zelo dragi, če se uporabljata kot neprekinjeni merilni rešitvi. Kemični in psihometri so naključni vzorci, ki jih ni mogoče uporabiti za neprekinjene meritve.

Najpogosteje uporabljena metoda za merjenje vlažnosti in temperature rosišča je zato električna metoda. Najpogosteje uporabljeni senzorji v tej kategoriji so senzorji, ki merijo spremembo kapacitivnosti pri različnih vlažnostih. Razlog za to je dejstvo, da ti senzorji ponujajo največje merilno območje z zelo visoko natančnostjo in ponovljivostjo.

Te senzorje je mogoče tudi enostavno namestiti prek krogelnega ventila ali hitre spojke in zagotavljajo neprekinjene meritve, ki jih je mogoče zapisati in/ali uporabiti za sprožitev alarmov ob prekoračitvi mejnih vrednosti.

Preostala vlaga - Senzor točke rosišča FA 510

FA 510 meri tlačno rosišče do -80 °Ctd. Neprekinjeno merjenje tudi tu zagotavlja, da se v primeru okvare sušilnika stisnjenega zraka lahko takoj sproži alarm. Senzor omogoča stalen nadzor sušilnika stisnjenega zraka.

Standard ISO 8573-4 obravnava preskusne metode za določanje vsebnosti trdnih delcev. Naslednja tabela je bila povzeta iz standardnega dokumenta ISO 8573-4:

MetodaUporabno območje koncentracije delcev/m3Veljavni premer trdnih delcev μm
< 0,10,51< 5
Laserski števec delcev0 -105
Števec kondenzacijskega jedra102 -108
Analizator gibljivosti delcev-
Spektrometer SMPS/spektrometer velikosti delcev102 -108
Vzorčenje na površini membrane v povezavi z mikroskopom0 -103

Najpogosteje uporabljena preskusna metoda za merjenje vsebnosti trdnih delcev se izvaja s štetjem delcev z laserskim števcem delcev. Senzorje je mogoče preprosto priključiti na sistem stisnjenega zraka prek krogličnega ventila ali hitre spojke in neprekinjeno analizirati zrak. Na natančnost vpliva velikost uporabljene laserske diode in optike ter hitrost pretoka skozi napravo. Večja kot je količina zraka, ki se lahko analizira v določenem času, večja je dosežena natančnost.

Nekateri laserski števci delcev merijo le do velikosti delcev 0,3 μm (mikrometrov). To za živilsko industrijo ne zadostuje, saj je treba za določitev razreda ISO 8573-1 zaznati delce velikosti do 0,1 μm.

Števec delcev PC 400

Zelo natančen optični števec delcev PC 400 meri delce velikosti od 0,1 μm in je zato primeren za spremljanje stisnjenega zraka razreda kakovosti 1 (ISO 8573-1).

Osrednji del meritev kakovosti stisnjenega zraka je brezpapirni zapisovalnik DS 500, v katerem se merijo in dokumentirajo merilni podatki iz senzorjev za preostalo olje, delce in preostalo vlago. Izmerjene vrednosti so grafično prikazane na 7-palčnem barvnem zaslonu.

Krivulje od začetka meritve lahko pregledujete s preprostim gibom prsta. Vgrajeni zapisovalnik podatkov varno in zanesljivo shranjuje izmerjene vrednosti. Za vsak izmerjeni parameter lahko poljubno vnesete mejno vrednost. Na voljo so 4 alarmni releji za signalizacijo ob prekoračitvi mejnih vrednosti. DS 500 je lahko po želji opremljen z do 12 senzorskimi vhodi.

DS 500 ima ethernetni vmesnik in vmesnik RS 485 za povezavo z nadrejenimi sistemi. Komunikacija poteka prek protokola Modbus.