Como detetar fugas de ar comprimido, gás e vácuo e encontrar lucros ocultos
Em fábricas e instalações industriais, os sistemas de ar comprimido, gás e vácuo são uma fonte vital de energia convertida. Mais fáceis do que outros recursos, como a eletricidade, os compressores estão em todo o lado nas fábricas atuais. São utilizados em máquinas, ferramentas, robótica, lasers, sistemas de manuseamento de produtos, entre muitos outros.
No entanto, muitos sistemas de ar comprimido, gás e vácuo são danificados pelo desgaste e pelas fracas práticas de manutenção, o que contribui para o maior desperdício de todos: as fugas constantes. Estas fugas podem estar escondidas atrás de máquinas, em pontos de ligação, tubos fixos suspensos, em tubos rachados ou mangueiras gastas. O desperdício acumula-se rapidamente e pode até provocar períodos de inatividade.
O elevado custo do ar desperdiçado
De acordo com o Departamento de Energia dos Estados Unidos, uma única fuga de 3 mm numa linha de ar comprimido pode custar mais de 2500 dólares por ano.
- Estima-se que uma fábrica média americana sem a devida manutenção pode desperdiçar 20% da sua capacidade total de produção de ar comprimido através de fugas.
- O governo da Nova Zelândia estima que a capacidade de produção do sistema de ar comprimido pode diminuir entre 30 a 50% devido a fugas no sistema.
A deteção rápida de fugas de ar comprimido, gás e vácuo é um fator único para encontrar lucros ocultos. As fugas de ar também podem originar despesas, correções, períodos de inatividade ou problemas de qualidade e aumentos nos custos de manutenção.
Para compensar a perda de pressão devido a fugas, é frequente os operadores compensarem excessivamente através da aquisição de um compressor maior do que o necessário, o que requer custos significativos, juntamente com o aumento dos custos de energia. Além disso, as fugas no sistema podem provocar avarias do equipamento dependente do ar, devido à baixa pressão do sistema. Esta situação pode causar atrasos na produção, períodos de inatividade não planeados, problemas de qualidade, redução da vida útil e aumento da manutenção, devido a ciclos de ativação/desativação desnecessários dos compressores.
Não é de admirar que os serviços públicos, a indústria e o governo apontem os sistemas de ar comprimido como uma potencial fonte de desperdício. A correção dessas fugas pode ajudar o operador a poupar dinheiro e a evitar a criação de capacidade adicional no respetivo sistema.
Soluções
A melhor forma de assumir o controlo das fugas de ar e vácuo nas suas instalações é implementar um plano de manutenção preventiva. Inspeções regulares são essenciais para identificar fugas e corrigi-las precocemente, antes que causem problemas.
Os métodos tradicionais de deteção de fugas são morosos, ineficientes e extremamente limitados. Muitas empresas continuam a recorrer ao método da água com sabão ou à escuta direta, ambos lentos e que exigem a paragem da produção durante a inspeção, resultando em perdas significativas por tempo de inatividade.
Utilizar ferramentas ultrassónicas tradicionais:
- Envolve um técnico com formação, com ouvido experiente, capaz de identificar ruídos minúsculos e determinar se têm origem em fugas.
- Requer experiência, formação específica e certificações.
- Implica inspeções meticulosas ponto a ponto e a utilização de testes com solução de sabão (bolhas) para confirmar as fugas detetadas.
- Exige marcação manual para registo e acompanhamento das fugas.
As câmaras acústicas Fluke ii905 e ii915 conseguem detetar fugas até 10 vezes mais rápido do que estes métodos tradicionais e não requerem formação especializada nem certificações para a sua utilização.
Utilizar as câmaras acústicas Fluke ii905 e ii915
Encontrar fugas em linhas de ar comprimido é fácil – se as conseguir ouvir. A maioria das pessoas não consegue ouvir fugas de ar comprimido num ambiente totalmente silencioso, quanto mais numa fábrica com elevados níveis de ruído. Mesmo que pense que está a ouvir uma fuga, será necessário confirmá-la, o que implica conseguir aceder ao ponto exato.
Com as Fluke ii905 e ii915, é possível realizar inspeções completas de fugas com a produção em funcionamento. O conjunto integrado de microfones altamente sensíveis foi concebido de raiz para isolar as frequências específicas das fugas de ar comprimido e filtrar todos os ruídos de produção envolventes.
As câmaras acústicas da gama Fluke ii900 incluem um conjunto acústico de pequenos microfones altamente sensíveis que detetam ondas sonoras sónicas e ultrassónicas. A câmara reconhece uma fonte de som na potencial localização de uma fuga e, em seguida, aplica algoritmos patenteados que interpretam o som como uma fuga. Os resultados produzem uma imagem SoundMap™, um mapa de cores que se sobrepõe à imagem da luz visível, que indica a localização exata da fuga. Os resultados são apresentados no ecrã LCD de como uma imagem estática ou um vídeo em tempo real. A câmara consegue guardar até 999 ficheiros de imagem ou 20 ficheiros de vídeo para fins de documentação ou conformidade.
É possível examinar rapidamente áreas de grandes dimensões, o que ajuda a localizar fugas de forma muito mais rápida do que com outros métodos. Também permite a filtragem com base na intensidade e nas gamas de frequência.
Onde encontrar fugas
- Acoplamentos
- Mangueiras
- Tubos
- Encaixes
- Juntas de tubo roscadas
- Dispositivos de desligamento rápidos
- FRL (combinações de filtro, regulador e lubrificador)
- Coletores de condensados
- Válvulas
- Flanges
- Embalagens
- Reservatórios pneumáticos
Que quantidade de ar está a desperdiçar?
O primeiro passo no controlo de fugas nos sistemas de ar comprimido, gás e vácuo é calcular a percentagem de fuga. É expectável a ocorrência de fugas de quantidade reduzida (inferior a 10%). Qualquer valor superior é considerado um desperdício. O primeiro passo é determinar a sua percentagem de fuga atual, para poder utilizá-la como referência para comparar melhorias.
O melhor método para calcular a percentagem de fuga baseia-se no seu sistema de controlo. Se tiver um sistema com controlos de arranque/paragem, basta ligar o compressor quando não houver necessidade de utilização do sistema, em períodos após o horário de trabalho ou fora de turno. Em seguida, efetue várias leituras de ciclos do compressor para determinar o tempo médio de descarga do sistema carregado. Sem qualquer equipamento em funcionamento, a descarga do sistema deve-se a fugas.
Fuga (%) = (T x 100) ÷ (T + t)T = tempo de carga (minutos), t = tempo de descarga (minutos)
Para calcular a percentagem de fuga em sistemas com estratégias de controlo mais complexas, coloque um manómetro a jusante do reservatório e efetue a estimativa do volume do sistema (V, em pés cúbicos), incluindo todos os reservatórios secundários, a rede de alimentação e a tubagem. Sem necessidade de utilização do sistema, excetuando fugas, eleve a pressão do sistema ao nível de funcionamento normal (P1, em psig). Selecione uma segunda pressão (P2, cerca de metade do valor de P1) e meça o tempo (T, em minutos) que o sistema demora a descer para P2.
Fuga (cfm, ar livre) = [(V x ( P1 – P2) ÷ (T x 14,7)] x 1,25
O multiplicador 1,25 corrige a fuga para normalizar a pressão do sistema, respondendo assim à redução da fuga com uma redução da pressão do sistema.
A correção e reparação eficiente de fugas pode levar a uma redução substancial dos custos para empresas dependentes de ar. As empresas não só conseguem poupar na utilização de energia através da reparação de fugas, como também são capazes de melhorar os níveis de produção e prolongar a vida útil do equipamento.
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