Главная Статьи Классификация сжатого воздуха по стандарту ISO 8573-1 и ГОСТ 17433-80
Качественная и рациональная подготовка сжатого воздуха – основа эффективной работы пневмосистемы.
Первым и важнейшим этапом подготовки воздуха является очистка его от загрязнений. Присутствующие в сжатом воздухе загрязнения способны сократить срок службы пневмооборудования в 3~7 раз. До 80% отказов пневматических систем происходят по причине повышенной загрязненности воздуха. Таким образом, надлежащее качество воздуха является определяющим фактором надежности и долговечности пневматической системы.
Выбирая компрессор, не забывайте принимать в расчёт технические характеристики своего технологического оборудования: объем необходимого сжатого воздуха и его давление.
Основной характеристикой сжатого воздуха является его давление. Если следовать международной системе единиц СИ, то давление измеряется в Паскалях (Па), причём 1 Па = 1 Н/м². Паскаль имеет производные: 1 КПа = 1 000 Па и 1 МПа = 1 000 000 Па. Кроме этих основных единиц измерения давления, в различных сферах техники дополнительно применяются и другие, внесистемные единицы: техническая атмосфера (1 ат = 1 кг/см²), физическая атмосфера или бар, а также миллиметр рт. столба. Кроме того, англоязычные страны широко пользуются такой единицей, как PSI (фунт на квадр. дюйм). В нижеследующей таблице приведено соотношение между различными единицами измерения давления.
В технике используют понятие абсолютного давления, которое отсчитывается от нуля, и давления избыточного, представляющего собой полное давление за вычетом атмосферного. Для случая измерения давления в технических атмосферах избыточное давление обозначают, как «ати», а абсолютное – как «ата».
Требования к сжатому воздуху могут определяться внутренними нормативными документами, которые разрабатываются с учетом действующих стандартов, технологических процессов.
Применение сжатого воздуха затрагивает практически все производственные предприятия. При подборе необходимого оборудования достаточно часто возникает вопрос, какие предъявляются требования к очистке. В данной статье рассмотрим, какие могут быть классы чистоты сжатого воздуха их отличия и регламентирующие документы.
Как правило, требования указывает производитель технологического оборудования либо устанавливаются отраслевыми документами. Так, например, классы чистоты сжатого воздуха для фармацевтической промышленности отчасти регулирует стандарт GMP (Good Manufacturing Practice). Для пищевой промышленности имеются свои нормативные документы. В случае если параметры не определяются нормативами, следует учитывать все технологические особенности.
Требования к сжатому воздуху могут определяться внутренними нормативными документами, которые разрабатываются с учетом действующих стандартов, технологических процессов. Порой дополнительные условия накладывают такие факторы как среднегодовые температуры, расположение магистрали (на улице или в помещении). Поэтому при подготовке требований к сжатому воздуху учитываются не только нормативные документы, но и специфические особенности.
Основными документами, описывающими классы чистоты, являются ГОСТ 17433-80 и ISO 8573-1. В России в основном используют ГОСТ, но большинство документации на иностранную технику содержат данные по ISO. Данные стандарты имеют ряд отличий, поэтом правильная интерпретация позволит избежать ошибок при проектировании и подборе оборудования. Определить, по какому стандарту указаны требования, можно исходя и записи, например: 1.2.1 по ГОСТ 17433-80 или ISO 8573-1 2.2.3, иногда встречается запись «воздух кл. 3 ГОСТ 17433-80». Данные записи означают:
Температура точки росы должна быть:
Из приведенных таблиц видны основные отличия, поэтому корректно определить требования к сжатому воздуху требуется на этапе планирования компрессорной и подбора оборудования.
Атмосферный воздух поступающий в компрессор всегда содержит взвешенные частицы и воду в виде пара и далее, при отсутствии очистки, попадает в пневматическую сеть к потребителям сжатого воздуха. Содержание воды в сжатом воздухе часто приводит к коррозии пневмосети. Ржавчина и взвешенные частицы действует как абразив на элементы пневмоавтоматики. Это может привести к повреждениям пневматического оборудования, тем самым, вызывая простои, повышению эксплуатационных расходов и повреждению производимых изделий.
Сжатый воздух классифицируется по: величине твёрдых частиц, количеству твёрдых частиц, содержанию воды и содержанию масла в сжатом воздухе. Требование к качеству сжатого воздуха определяется производителем оборудования и нормируется по DIN ISO 8573-1:2001 и ГОСТ 17433-80.
Классификация качества сжатого воздуха в соответствии с DIN ISO 8573-1
* Точка росы — это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в воду. Этот параметр зависит от давления воздуха.
Классификация качества сжатого воздуха в соответствии с ГОСТ 17433-80
Настоящий стандарт распространяется на сжатый воздух, предназначенный для питания пневматических устройств и систем, работающих при давлении до 2,5 МПа, и устанавливает класс загрязненности по составу и содержанию посторонних примесей. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1704-79.
Примечания:
1. Содержание посторонних примесей указано для воздуха, приведенного к условиям: температура 293,15 К (20°С) и давление 1013, 25 гПа (760 мм. рт. ст.).
2. Размер твердой частицы принимается по наибольшему измеренному значению.
Пример условного обозначения сжатого воздуха 7-го класса загрязненности:
Воздух кл. 7 ГОСТ 17433-80
3. Температура точки росы сжатого воздуха должна быть:
для классов 0 и 1 – ниже минимальной рабочей температуры не менее чем на 10 К (10°С), но не выше 263 К (минус 10°С);
для классов 3, 5, 7, 9, 11 и 13 – ниже минимальной рабочей температуры не менее чем на 10 К (10°С);
Для классов 2, 4, 6, 8, 10, 12 и 14 температура точки росы не регламентируется.
Примечание. Минимальная рабочая температура – наименьшая из температур: минимальной температуры сжатого воздуха или минимальной температуры окружающей среды при эксплуатации пневматических устройств и трубопроводов.
4. В сжатом воздухе независимо от класса загрязненности допускаются только следы кислот и щелочей.
5. Классы загрязненности сжатого воздуха следует указывать в технических требованиях к эксплуатации пневматических систем и устройств.
Устройства подготовки сжатого воздуха.
1- Компрессор; 2 – Циклонный сепаратор; 3 – Вентиль; 4 – Ресивер; 5 – Автоматическое устройство слива конденсата; 6 – Предварительный фильтр (3 мкм); 7 – Осушитель; 8 – Конденсатоотводчик; 9 – Фильтр тонкой очистки (1 мкм); 10 – Фильтр тонкой очистки (0,01 мкм); 11 – Угольный фильтр (0,03 мкм); 12 – Водно-масляный сепаратор
Классификация сжатого воздуха по ISO 8573
Стандарт ISO 8573.1 предусматривает классификацию воздуха по размеру твёрдых частиц (D), их максимальному содержанию (С), точке росы (Т) и содержанию масел (Oil).
Обратите внимание на то, что по стандарту ICO 8573.1 классы для сжатого воздуха указываются отдельно по содержанию твёрдых частиц, точке росы и примесям масла. Например, Вы можете встретить такую запись: «сжатый воздух соответствует ICO 8573.1 класс 1.3.2». Это значит, что воздух соответствует классу 1 по содержанию твёрдых частиц, классу 3 по точке росы и классу 2 по примесям масла.
Классификация воздуха по степени загрязненности регламентируется
Классификация по ГОСТ 17433-80. Стандатом предусмотрены 15 классов загрязненности воздуха от 0 до 14:
Пример условного обозначения сжатого воздуха 7-го класса загрязненности: Воздух кл. 7 ГОСТ 17433-80
3. Температура точки росы сжатого воздуха должна быть: для классов 0 и 1 – ниже минимальной рабочей температуры не менее чем на 10 К (10°С), но не выше 263 К (минус 10°С); для классов 3, 5, 7, 9, 11 и 13 – ниже минимальной рабочей температуры не менее чем на 10 К (10°С); для классов 2, 4, 6, 8, 10, 12 и 14 температура точки росы не регламентируется.
Классификация по стандарту ISO 8573-1. Стандарт предусматривает раздельную классификацию по каждому из трех показателей: размеру или содержанию твердых частиц, содержанию влаги и содержанию масла. Для первого показателя имеются 8 классов, для второго – 10, для третьего – 5.
Производительность компрессора
Производительностью компрессора называют количество (объем) газа, сжимаемого в единицу времени. Основной единицей производительности является м³/мин. Кроме того, иногда могут использоваться внесистемные единицы: л/мин, м³/час и л/с (соответственно, литр в минуту, метр кубический в час и литр в секунду). При этом, производительность, обычно, приводят или к нормальным условиям (стандартное атмосферное давление и температура +20 градусов) или к фактическим условиям всасывания. Если производительность приведена к нормальным условиям, то её обозначают, например, как нм³/мин. В странах англоязычного мира широко используют такую единицу измерения производительности, как CFM – кубический фут в минуту, где 1 CFM = 28,317 л/мин (0,2832 м³/мин).
Прежде чем попасть к конечному потребителю, воздух проходит следующий путь: забор атмосферного воздуха, компрессор, магистраль сжатого воздуха, конечный пользователь – оборудование. Загрязнение воздуха происходит на каждом из указанных этапов.
Загрязнения атмосферного воздуха. Один кубический метр естественного атмосферного воздуха содержит около 140 миллионов твердых частиц, более половины которых имеют размер свыше 1 мкм. Атмосферная пыль в основном состоит из кварцевого песка и окиси алюминия. Кроме этого, в составе воздуха содержится некоторое количество водяного пара, который при сжатии конденсируется, образуя загрязнения в жидкой фазе. Возможно также присутствие в воздухе газообразных загрязнений – продуктов сгорания топлива (например, диоксида серы), паров кислот, щелочей и т.п.
Загрязнения воздуха при сжатии в компрессоре. Сжатие воздуха сопровождается двумя видами загрязнений – водой (в жидком состоянии) и маслом. Выпадение водяного конденсата – физическое явление, характерное для процесса сжатия воздуха. Загрязнение воздуха маслом существенно зависит конструкции, качества и состояния компрессора.
Загрязнения воздуха в пневмомагистрали. Конденсат, присутствующий в сжатом воздухе, вызывает коррозию трубопроводов. Образующиеся при этом частицы ржавчины, а также частицы окалины, имеющейся на стенках труб, увлекаются воздушным потоком. Таким образом, в магистрали к уже имеющимся загрязнениям воздуха добавляются твердые частицы, большая часть которых (77%) имеет размер свыше 60 мкм. Содержание ржавчины и окалины в сжатом воздухе существенно зависит от качества трубопроводов. Так, при хорошем состоянии магистрали концентрация частиц не превышает 4 мг/м . В старых, сильно загрязненных магистралях концентрация частиц ржавчины и окалины может достигать 25 мг/м.
Требования к качеству сжатого воздуха
Качество сжатого воздуха должно соответствовать решаемой задаче. Например, воздух, применяемый для пневмоинструмента в машиностроении, не требует столь тщательной очистки, как воздух, используемый в производстве медикаментов или в пищевой промышленности. Поэтому принято классифицировать сжатый воздух по степени его загрязненности.
Для количественной оценки степени загрязненности воздуха используются следующие показатели:
Нормы загрязнения сжатого воздуха ГОСТ-17433-80
ГОСТ-17433-80 устанавливает допустимые размеры твёрдых частиц (D), содержащихся в сжатом воздухе, а также их количество (C). Кроме того, этим документом регламентируется содержание в воздухе капель масла (Oil) и влаги (W), которое измеряется в мг/м³. Устанавливается также точка росы, характеризующая влажность сжатого воздуха.
При этом, точка росы для сжатого воздуха классов: 0, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 должна быть ниже минимального значения рабочей температуры, как минимум, на 10 градусов.
А точка росы сжатого воздуха классов: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 этим документом не регламентируется.
Рекомендации по формированию схем подготовки воздуха
1. Воздух, выходящий из компрессора, должен охлаждаться. Это может происходить естественным путем или с помощью специальных охладителей. Только после этого имеет смысл пропускать воздух через магистральный фильтр. В противном случае значительная часть воды и масла, находящаяся в парообразном состоянии, беспрепятственно пройдет через фильтр, а при дальнейшем охлаждении воздуха конденсируется в магистрали, образуя загрязнения.
2. Водоотделитель следует использовать совместно с магистральным фильтром, устанавливая водоотделитель после фильтра. Это обеспечивает максимальную эффективность очистки: твердые частицы, масло и основная часть воды задерживаются фильтром, а остатки воды задерживаются водоотделителем. Необходимо также иметь в виду, что даже после полной очистки воздуха от воды конденсат может появиться вновь, если температура воздуха продолжает падать. Поэтому водоотделитель следует устанавливать в той точке пневмомагистрали, где воздух имеет минимальную температуру.
3. Если все потребители воздуха, подключенные к пневмомагистрали, имеют одинаковые требования к его качеству, целесообразно производить централизованную подготовку воздуха. В этом случае необходимый уровень качества воздуха и маслораспыление обеспечиваются в магистрали, в то время как местная подготовка воздуха ограничивается стандартной фильтрацией и регулированием давления.
4.Если потребители имеют различные требования к качеству воздуха, магистральная подготовка обеспечивает только общий базовый уровень качества. Основная подготовка воздуха выполняется после отвода от магистрали в соответствии с требованиями конкретного потребителя. В этом случае определяющей является местная подготовка воздуха.
5.При выборе оборудования следует учитывать, для какой подготовки воздуха оно предназначено – магистральной (централизованной) или местной.
Компания ООО «ГК НТЦ» предлагает своим клиентам не только промышленные винтовые компрессоры, но и элементы систем воздухоподготовки: ресиверы, осушители, магистральные фильтры, а так же проектирование и монтаж систем вентиляции компрессорных участков. Вы всегда можете получить консультацию по подбору компрессорного оборудования и оборудования воздухоподготовки у наших специалистов по телефону: (831) 413-77-41, 216-48-06. Будем рады Вам помочь!
Заключительные рекомендации
Выбирая компрессор, не забывайте принимать в расчёт технические характеристики своего технологического оборудования: объем необходимого сжатого воздуха и его давление. Имейте ввиду, что паспортная производительность приобретаемого компрессора должна быть примерно на 25% выше, чем суммарное потребление Вашего оборудования.
При подборе марки компрессора обращайте внимание на его производительность в отношении нагнетания. Основная часть производителей этого оборудования из стран Западной Европы для расчёта производительности использует рабочий объем цилиндра компрессора, т.е. указывает производительность по всасыванию, которая совсем не равна производительности, измеренной на выходе компрессора (производительность нагнетания).
Если Ваше технологическое оборудование работает постоянно при стабильном потреблении сжатого воздуха, то можно ограничиться приобретением компрессора с небольшим объёмом ресивера. В противном случае Вам непременно понадобится установка с ресивером максимального объёма.
Советуем на выходе ресивера установить редуктор давления сжатого воздуха, который позволит: стабилизировать давление воздуха в пневмосистеме; значительно снизить пульсации давления; сэкономить электроэнергию за счёт увеличения длительности остановок компрессора.
