Fugas de ar comprimido

A deteção de fugas de ar comprimido

A operação económica de uma rede de ar comprimido exige, obrigatoriamente, a implementação de um programa de inspeções regulares para deteção de fugas de ar comprimido.Seja na produção industrial em grande escala, nas linhas de montagem em empresas de média dimensão ou em pequenas oficinas – o ar comprimido tem um papel importante a desempenhar em quase toda a parte. E isto representa uma grande proporção de necessidades de energia. A verificação regular do sistema de ar comprimido reduz significativamente os custos operacionais de uma instalação.

O custo das fugas de ar comprimido

Cerca de 30% da energia usada em sistemas de ar comprimido é perdida por fugas. As fugas normalmente ocorrem em acoplamentos, válvulas ou portões, bem como em mangueiras, parafusos e flanges com defeitos, ligações ou tubulação corroída. Se estas fugas permanecerem não detetadas, até mesmo o melhor controle do ar comprimido não poderá ser útil. Os compressores têm de compensar a perda de pressão permanentemente. Funcionam por mais tempo, precisam de mais energia e desgastam-se mais rapidamente. O resultado são custos mais elevados. A deteção e a reparação regular de fugas, que sai por orifícios que geralmente têm apenas milímetros de tamanho, contribui para uma enorme economia de custos e melhoria na eficiência energética

A utilização dos medidores de ultrassons

Com a utilização da tecnologia de medição de ultrassons,os técnicos podem localizar fugas e eliminar falhas em sistemas de ar comprimido, gás e vácuo de maneira rápida e fácil. Quando um gás escapa por uma fuga, causa turbulências, que por sua vez geram ultrassons. Estes sinais ultrassónicos são inicialmente inaudíveis para o ouvido humano. O equipamento de medida de ultrassons converte os sinais em informações visuais no ecrã do equipamento de medida e em sons nos auscultadores, para o técnico de inspeção. Além da rápida e fiável localização das fugas de ar comprimido e gás, os dispositivos de deteção de ultrassons também são adequados para testes de estanquecidade de vários sistemas, controle de desgaste em máquinas rotativas e evidência de descargas elétricas parciais onde existirem danos no isolamento elétrico. A verificação de purgadores e válvulas de vapor é outra tarefa coberta pelos medidores de ultrassons.

Custo total de operação de uma rede de ar comprimido

A figura anterior detalha o investimento típico que uma empresa precisa de efetuar para operar um sistema de ar comprimido simples. O gráfico revela que a energia é responsável por, até 75% do custo total do sistema. É uma estatística surpreendente, pois a lógica convencional faz acreditar que os custos de capital iniciais e os custos de manutenção, deveriam dominar. Embora os custos de capital para compressores e sistemas de distribuição sejam significativos, não são permanentes e só ocorrem uma vez. Se um sistema for especificado corretamente e mantido bem ao longo do tempo, os custos de capital podem ser amortizados. Um sistema mal mantido e com fugas drenará continuamente recursos, terá um impacto negativo na energia e nunca responderá bem às solicitações. Um sistema ineficiente, a desperdiçar de energia, prejudica ainda mais o meio ambiente, por meio de emissões adicionais e desnecessárias de gases de efeito estufa.

O facto de a maioria das pessoas nem sempre pensar no ar comprimido em termos de consumo de energia, explica por que razão tão pouca atenção é dada para encontrar e consertar fugas de ar comprimido. As fugas de ar comprimido são caras. De acordo com o Departamento de Energia dos EUA, em média os sistemas de ar comprimido desperdiçam, entre 25 e 35% de ar apenas para fugas de ar comprimido.

Ultrassons no ar: como funcionam?

Existem três formas genéricas de tecnologia de ultrassom:

• Pulso/eco
• Potência
• Via aéra e sólida

Pulso / eco é a forma mais reconhecida de ultrassom e é a forma médica de ultrassom.

Com ultrassom de potência, como num limpador ultrassónico, ondas sonoras de alta frequência são emitidas. Estas ondas sonoras de alta frequência têm energia e limpam peças e vários materiais.

A tecnologia de ultrassons usada para a deteção de fugas de ar comprimido é a ultrassonografia aérea. Os ultrassons transportados por via aérea dependem de ondas sonoras de alta frequência que estão acima da faixa da audição humana normal.

Os seres humanos são capazes de receber som dentro de uma faixa de frequência de 20 Hz a 20 Kilohertz (KHz), A gama ultrassónica começa em 20 KHz. A maioria dos instrumentos de ultrassons é capaz de receber ou detetar estas ondas sonoras de ultrassom de alta frequência dentro de uma faixa de frequência de 20 KHz a 100 KHz.

Para a deteção de fugas, com ultrassons, recomenda-se um instrumento de ultrassons com capacidade de sintonização de frequência e a configuração de frequência sugerida é de 40 kHz. Para instrumentos de ultrassons que têm uma frequência fixa ou onde a sintonia de frequência não está disponível, geralmente o instrumento mede a 38 KHz.

Existem diferentes fontes de som de alta frequência que os instrumentos de ultrassons detetam. Para deteção de fugas de ar comprimido e gás comprimido, a fonte de ultrassons é a turbulência.

Procedimento de deteção de fugas com medição de ultrassons

As fugas são fáceis de encontrar, especialmente com o método designado de “grande para o pequeno”. Primeiro, a área é determinada aproximadamente usando o alarme acústico em combinação com a sonda de som aerotransportado L60. Em seguida, a localização das fugas de ar comprimido é determinada com precisão com o L60 e o tubo direcional com ponta.

1. Ligue o aparelho de ultrassons para deteção de fugas. Certifique-se de que está selecionada. a frequência de 40 kHz.

2. Agora, selecione uma sonda apropriada e um acessório adequado, dependendo da distância e da acessibilidade da área a ser testada. Para distâncias de até 8 metros, recomendamos a corneta acústica (que se pode ver na figura a seguir apresentada) em combinação com a sonda aerotransportada L60. Este acessório pode ser removido para áreas de até 3 metros.

Para restringir a localização da fuga de ar comprimido, a buzina acústica é usada em combinação com a L60. O acessório possibilita a deteção de fugas a uma distância de até 8 metros.

A sonda mais importante para a deteção de fugas de ar comprimido é a sonda L60, que se pode ver a atrás. É adequada para deteção de fugas de ar comprimido em distâncias de até 3 metros.

3. Familiarize-se com o ambiente de teste. Para o fazer, localize os componentes do sistema de ar comprimido existentes e exclua as fontes ultrassónicas estranhas à rede de ar comprimido. Acostume-se ao ruído ambiente existente.

4. Agora o teste começa. Coloque os auscultadores e siga os sinais sonoros e visuais no visor. Gire o botão de controle para ajustar o volume individualmente.

5. Um ruído cada vez mais alto e um nível crescente no visor indicam uma fonte de ultrassons e, portanto, uma fuga de ar comprimido, num sistema de ar comprimido, gás ou vácuo.

6. Para limitar a área potencial da fuga de ar comprimido, mova a sonda para a direita e para a esquerda, para cima e para baixo. Siga o sinal acústico e reduza significativamente a possível localização da fuga de ar comprimido. Algumas técnicas simples, mas eficazes de barreira contra outras fontes de ultrassons podem simplificar significativamente a deteção de fugas de ar comprimido. Por exemplo, deve fechar as portas abertas ou usar seu corpo para proteger a área em que está à procura de fontes estranhas de som.

7. Se estiver a utilizar a buzina acústica, pode agora trocar o seu equipamento e começar a deteção “fina” da fuga de ar comprimido.

8. Para identificar a fonte exata da fuga de ar comprimido, pode expandir a sonda aérea L60 com o tubo direcional com ponta L63, que se vê a atrás. Em áreas de difícil acesso pode ser usada a sonda flexível L63, graças à sua maleabilidade.

Procure a área mais uma vez e concentre-se no som proveniente dos auscultadores enquanto observa os valores no visor. Tem de se ter em conta que os ultrassons são refletidos a partir de paredes e objetos em volta. Portanto, verifique se localizou a fuga de ar comprimido e não um reflexo.

9. Em áreas de difícil acesso, deve ser usada a sonda flexível L63. A sonda especial de 30 cm de comprimento, torna as partes do sistema difíceis de alcançar muito mais fáceis de serem testadas.

As fugas de ar comprimido são determinadas com precisão usando o tubo direcional com ponta que se vê a seguir. O acessório L60 protege a medição das fontes ultrassónicas laterais e pode ser facilmente ligado e retirado com apenas uma mão.

10. Depois de encontrar o local da fuga de ar comprimido, marque-o com uma etiqueta de fuga de ar comprimido, preenchida e promova a sua reparação.

Como consertar fugas de ar comprimido

As fugas de ar comprimido ocorrem com mais frequência em juntas e ligações de uso final. Parar fuga de ar comprimido pode ser tão simples quanto apertar uma conexão ou tão complexo quanto substituir equipamentos defeituosos, como acoplamentos, ligações, seções de tubos, mangueiras, juntas, drenos e purgadores. Em muitos casos, as fugas de ar comprimido são causadas por vedantes de roscas incorretos ou impropriamente aplicados. Selecione acessórios de alta qualidade, desligue a mangueira, tubulação e instale-os adequadamente com o vedante de roscas apropriado.

Os equipamentos não operacionais podem ser uma fonte adicional de fugas de ar comprimido. Os equipamentos que não estão em utilização, devem ser isolados com uma válvula no sistema de distribuição.

Outra maneira de reduzir fugas de ar comprimido é diminuir a pressão do ar do sistema. Quanto menor o diferencial de pressão através de um orifício ou fuga de ar comprimido, menor a taxa de fuga, de forma que a redução da pressão do sistema resultará na redução das taxas de fuga de ar comprimido. Estabilizar a pressão do inicio do sistema, no seu menor valor possível, minimizará a taxa de fugas de ar comprimido do sistema.

Uma vez que as fugas de ar comprimido tenham sido reparadas, o sistema de controle do compressor deve ser reavaliado e ajustado, se necessário, para se concretizar todo o potencial de redução de custos.

Estabelecimento de um programa de prevenção de fugas de ar comprimido

Um bom programa de prevenção de fugas de ar comprimido incluirá os seguintes componentes:

• Identificação (incluindo etiquetagem),
• Seguimento,
• Reparação,
• Verificação
• Envolvimento de todos

Todas as instalações com sistemas de ar comprimido devem estabelecer um programa agressivo de redução de fugas de ar. Deve ser formada uma equipe transversal envolvendo representantes da produção.

Um programa de prevenção de fugas de ar comprimido deve fazer parte de um programa geral destinado a melhorar o desempenho dos sistemas de ar comprimido. Uma vez que as fugas de ar comprimido sejam encontradas e reparadas, o sistema deve ser reavaliado.

Um bom programa de reparação de fugas do sistema de ar comprimido é muito importante para manter a eficiência, fiabilidade, estabilidade e custo-benefício de qualquer sistema de ar comprimido.