Stlačený vzduch je používán v mnoha oblastech povrchových úprav. Nejsnáze si vliv jeho kvality můžeme představit v oblasti lakování. Stlačený vzduch je vzduch, který nás obklopuje, je nasáván a stlačován kompresory. Ty mohou být různé konstrukce a principu. Rozeznáváme základní kompresory mazané olejem a tzv. bezolejové. Okolní nasávaný vzduch obsahuje pevné částice (zjednodušeně si představíme prach), vodní páru a uhlovodíky (olej). Olejem mazané kompresory ještě přidávají další olej do stlačeného vzduchu.
STLAČENÝ VZDUCH A JEHO KVALITA
Kvalitu stlačeného vzduchu určuje mezinárodní norma ISO 8573-1. Jak je vidět z přehledné tabulky, jeho kvalita se posuzuje ve třech kritériích: pevné částice (velikost a množství), vlhkost (tlakový rosný bod) a množství oleje (aerosol a pára).
PEVNÉ ČÁSTICE
Pevné částice ve vzduchu jsou základně tři druhy: inertní organické (oddělily se od živoucích organismů, na bázi uhlíku), živoucí organické (např. houby a bakterie) a inertní anorganické (např. zrnko měděného prachu). V běžných průmyslových aplikacích hovoříme o velikosti částic 0,01 až 100 μm. Běžné lidské oko není schopno rozeznat částici menší než 40 μm. Částice se mohou shlukovat, spojovat, ale i rozdělovat.
VLHKOST
Každému je jasné, že vzduch obsahuje vodní páru. Menší je už vědomost, kolik vodní páry vzduch obsahuje a jak je množství vody závislé na teplotě (kolik vody je vzduch schopen pojmout při jaké teplotě). V různých ročních obdobích je množství vody ve vzduchu až 4x rozdílné! Při +35 °C je vzduch schopen pojmout až 39,65 g/m3 vody, při -20 °C až 0,884 g/m3. Dále s vlhkostí ve vzduchu souvisí chemické reakce látek ve vzduchu obsažených. Například, že při kompresi vzduchu a kondenzaci vody vzniká H2O + SO2 → H2SO3.
OLEJ (UHLOVODÍKY)
Olej, resp. uhlovodíky jsou přirozenou složkouovzduší kolem nás. V průmyslových oblastech je jeho obsah až 5 mg/m3. V přírodě je to 0,01 až 0,3 mg/m3. U olejem mazaných kompresorů se z podstaty funkce kompresoru přidává tento mazací olej do stlačeného vzduchu. A čím vyšší jsou teploty okolního vzduchu, tím více oleje se do stlačeného vzduchu dostane. Pozor! Norma uvádí spotřebu oleje u kompresorů při vztažné teplotě +20 °C! U bezmazných kompresorů se správně prováděnou údržbou není žádný olej do stlačeného vzduchu přidáván, ale může být nasáván zvenku (běžící motor kamionu v blízkosti sání vzduchu, blízká komunikační tepna, ale i řepkové pole).
Co norma ISO 8573-1 nepostihuje, ale co je hlavně v oblasti lakování diskutovaným problémem, je výskyt silikonu.
Všechny výše uvedené skutečnosti mají zásadní vliv na kvalitu povrchové úpravy lakováním.
Setkáváme se s tím, že příčina nekvality je hledána leckde, ale její zdroj je velmi prostý: nekvalitní stlačený vzduch.
JAK DOCÍLIT KVALITNÍHO STLAČENÉHO VZDUCHU?
Nejprve je nutno si definovat, jak kvalitní stlačený vzduch potřebujeme dle normy ISO 8573-1. A to ve třech definovaných oblastech: částice, rosný bod, olej. Dále je nutno si zvolit řešení vzhledem k dané aplikaci. Je nutno si uvědomit, že stlačený vzduch je nejdražším druhem energie a elektrická energie pro jeho výrobu tvoří cca 70 procent celkových nákladů po dobu životnosti zdroje tlakového vzduchu. Proto je nutno volit taková zařízení a komponenty, které mají minimální tlakové ztráty a maximální účinnost. Platí zde v maximální míře, že to co je levné při nákupu, je nakonec velmi drahé v provozu.
Dále je velmi dobré měřit kvalitu. Kdo neměří, nic neví. Standardem je měřit elektrickou energii i její kvalitu, plyn, teplo. U stlačeného vzduchu je to trochu složitější a dražší, ale je možné běžně měřit tlak, rosný bod, průtok, teplotu. Moderní přístroje dokážou velmi přesně změřit i obsah olejových par (pozor na rozdíl oproti aerosolům!) a množství a velikost částic. A to kontinuálně v provozu nebo přenosnými měřidly pro analýzu provozu.
ŘEŠENÍ
Pro čistotu stlačeného vzduchu vzhledem k částicím použijeme kvalitní filtr s definovanými parametry, který zachycuje částice i aerosoly (a to vody i oleje!). Renomovaní výrobci dodávají filtry v minimálně 5 stupních filtrace s minimálními tlakovými ztrátami i při vlhkém provozním stavu filtru.
Potřebného tlakového rosného bodu dosáhneme dobře dimenzovanou sušičkou, a to kondenzační (až +3 °C TRB), adsorpční (až -80 °C TRB) nebo membránovou (klouzavý TRB až do -40 °C dle vstupních podmínek).
Olejové páry můžeme odstranit klasickými filtry s aktivním uhlím nebo podstatně spolehlivější technologií katalytického spalování. Aktivní uhlí má podstatné nevýhody. Jeho životnost klesá se stoupající teplotou a vlhkostí stlačeného vzduchu, o jeho kontaminaci olejem se dozvíte, až když olej náplň uhlí zničí a dostane se až do technologie. Pak jsou znečištěny všechny prvky systému: potrubí, filtry, koncová zařízení, sušičky atd. Čištění je zdlouhavé, drahé a znamená odstavení technologie. Podstatně účinnější a provozně spolehlivější je technologie katalytického spalování, jejíž výstupem je vzduch s obsahem oleje menším než 0,01 mg/m3 a mikrobiologicky čistý. Přístroj zahlásí poruchu při nadměrném obsahu oleje (páry i aerosoly!) ve stlačeném vzduchu a zamezí průchodu oleje do technologie. Samozřejmostí je, že vše za takovýmto zařízením musí být v bezolejovém provedení. Pokud je systém stlačeného vzduchu doplněn o měření obsahu olejových par, máte jistotu naprosto kvalitního vzduchu. U silikonů (polysiloxanů) je situace složitější, neboť silikonů je několik druhů a mají vysokou tepelnou stálost. Zde zatím platí pravidlo prevence: používat prvky systému (filtry, sušičky, armatury) v bez silikonovém provedení, zamezit vstupu silikonu do stlačeného vzduchu.
TEXT VLADIMÍR MAIER FOTO ARCHIV REDAKCE
