Basınçlı hava, gaz ve vakum; endüstriyel tesisler ve binalar için önemli dönüştürülmüş enerji kaynaklarıdır. Elektrik gibi diğer kaynaklardan daha kolay olan kompresörler, günümüzde fabrikaların her yerinde bulunmaktadır. Kompresörler; makineleri, aletleri, robotları, lazerleri, ürün işleme sistemlerini ve çok daha fazlasını çalıştırır.

Ancak çoğu basınçlı hava, gaz ve vakum sistemi; eskimeden ve kötü bakım uygulamalarından olumsuz etkilenir; bu da en büyük kayıp kalemi olarak hep mevcut olan kaçaklara yol açar. Bu kaçaklar makinelerin arkasına, bağlantı noktalarına, tamir edilmiş boruların zemin seviyesinden yukarıda yer alan noktalarına veya kırılmış borulara ya da eskimiş hortumlara gizlenmiş olabilir. Kayıp miktarları hızla artar ve arıza sürelerine neden olabilir.

Kayıp havanın yüksek maliyeti

ABD Enerji Bakanlığı'na göre basınçlı hava hattında tek bir 3 mm'lik (1/8 inç) kaçak, yılda 2500 ABD dolarına varan bir kayba neden olabilir. ABD Enerji Bakanlığı, bakımı iyi yapılmayan ortalama bir ABD tesisinin, toplam basınçlı hava üretim kapasitesinin %20'sine kaçaklar nedeniyle kaybedebileceğini tahmin etmektedir. Yeni Zelanda hükümeti, Target Sustainability projesinin parçası olarak bir basınçlı hava sisteminin kapasitesinin %30 ila %50'sinin sistem kaçakları nedeniyle kaybedilebileceğini tahmin etmektedir. Basınçlı hava, gaz ve vakum kaçaklarının hızlı bir şekilde tespit edilmesi, gizli kârların bulunmasında tek faktördür. Hava kaçakları sermaye harcamalarına, yeniden çalışmalara, arıza sürelerine veya kalite sorunlarına ve bakım maliyetlerinin artmasına da yol açabilir.

Operatörler, kaçaklardan kaynaklanan basınç kaybını telafi etmek için genellikle ihtiyaç duyulandan daha büyük bir kompresör alır; bu da hem ciddi sermaye maliyetleri doğurur hem de enerji maliyetlerini yükseltir. Sistem kaçakları, havaya bağlı ekipmanın düşük sistem basıncı yüzünden arızalanmasına da neden olabilir. Bu da üretimde gecikmelere, plansız arıza sürelerine, kalite sorunlarına, hizmet ömrünün azalmasına ve kompresörlerin gereksiz işletilmesi yüzünden bakım gereksinimlerinin artmasına yol açabilir.

Örneğin, ABD'li bir üreticinin bakım yöneticisi hava tork aletlerinden birindeki düşük basıncın ürün kusurlarına yol açma riski taşıdığını söylemektedir. "Yanlış torklanmış üniteler, ister az ister fazla torklanmış olsun, ürünlerin geri çağrılmasına neden olabilir. Bu da son derece standart olması gereken bir işleme normalden daha fazla mesai harcanmasına yol açar." "Kayıp kâr ve kayıp üniteler para kaybettirir. En kötü senaryoda, teslimde başarısız olduğumuz için talep kaybı da yaşarız."

Altyapı hizmetleri, endüstri ve hükümetin basınçlı hava sistemlerini potansiyel maliyet tasarrufu kaynağı olarak görmesi şaşırtıcı değildir. Kaçaklar kayba yol açar. Bu kaçakların giderilmesi, operatörün paradan tasarruf etmesine ve tesisin sistemine ek kapasite eklemek zorunda kalmasını önlemeye yardımcı olabilir.

Kaçakları bulmak ve onarmak kolay bir iş değildir

Birçok tesis ve binada kaçak bulma programı bulunmamaktadır. Kaçakları bulmak ve onarmak kolay bir iş değildir. Kayıp miktarının ölçülmesi ve maliyetin tespit edilmesi için enerji uzmanlarının veya danışmanlarının, enerji analizörleri ve kaydediciler kullanarak hava sistemlerinizi denetlemesi gerekir. Sızıntıları gidermenin getireceği yıllık maliyet tasarruflarını sistematik bir şekilde hesaplayarak böyle bir projeyi gerçekleştirmek için güçlü bir fizibilite incelemesi oluşturabilirler.

Basınçlı hava sistemlerinin enerji denetimleri, genellikle endüstri, hükümet ve sivil toplum örgütleri (STK'lar) ile yapılan ortaklıklar aracılığıyla gerçekleştirilir. Bu ortaklıklardan biri olan Compressed Air Challenge (CAC), bu türden grupların oluşturduğu gönüllü bir iş birliğidir. Ortaklığın tek hedefi; endüstrilerin basınçlı havayı maksimum sürdürülebilir verimlilikte üretmesine ve kullanmasına yardımcı olacak üründen bağımsız bilgiler ve eğitim materyalleri sağlamaktır.

Ultrasonik kaçak tespiti neden verimsizdir?

En yaygın kaçak tespit etme uygulamaları maalesef oldukça ilkeldir. Eskiden beri kullanılan yöntemlerden biri, tıslama seslerini dinlemektir. Ancak bu sesleri duymak çoğu ortamda neredeyse imkansızdır. Bir diğer eski yöntem olan şüphelenilen sızıntı alanına sabunlu su dökmek ise kirlilik yaratır ve zemini kayganlaştırabilir.

Kompresör sızıntılarını bulmak için günümüzde en çok başvurulan araç, ultrasonik akustik algılayıcıdır. Bu taşınabilir elektronik cihaz, hava kaçaklarıyla ilişkili olan yüksek frekanslı sesleri tanır. Tipik ultrasonik detektörler kaçakları bulmaya yardımcı olur ancak bunların kullanımı zaman alır ve onarım ekipleri, bu cihazları genellikle yalnızca planlı arıza sürelerinde, yani diğer kritik makinelerin bakımını yapmanın daha verimli olacağı zamanlarda kullanır. Bu üniteler aynı zamanda kaçakları bulmak için operatörün ekipmana yakın durmasını gerektirir; bu da tavan ve diğer ekipmanların arkası gibi ulaşılması zor alanlarda bu aracın kullanılmasını zorlaştırır.

Sabunlu su veya ultrasonik detektörler kullanarak kaçakları bulmanın uzun sürmesi dışında, zemin seviyesinin yukarısındaki veya ekipmanların altındaki alanlarda bu teknikleri kullanarak kaçakları bulmaya çalışmak, güvenlik sorunları doğurabilir. Merdivene çıkmak ve ekipmanların altına girmek tehlikeli olabilir.

Standartları değiştiren basınçlı hava kaçağı tespiti

Bir kaçağın tam konumunu 50 metre uzaktan, gürültülü bir ortamda, ekipmanları kapatmadan tespit edebilecek bir sızıntı tespit etme teknolojisi olduğunu düşünün. Fluke, bunu başaran bir endüstriyel görüntüleme cihazı geliştirdi. Endüstriyel bakım yöneticileri, Fluke ii900 Sonic Industrial Imager'ı (Sonik Endüstriyel Görüntüleme Cihazı) basınçlı hava kaçaklarını bulma uğraşında "standartları değiştiren" bir çözüm olarak nitelemektedir.

Geleneksel ultrasonik cihazlardan daha geniş bir frekans aralığını algılayabilen bu yeni sonik endüstriyel görüntüleme cihazı; yeni SoundSight™ teknolojisini kullanarak termal görüntüleme cihazlarının sıcak noktaları algılamasına benzer şekilde hava kaçaklarının gelişmiş görsel taramalarını sunar.

ii900, hem sonik hem ultrasonik ses dalgalarını algılayan, küçük ve çok hassas mikrofonlardan oluşan bir akustik diziye sahiptir. ii900, potansiyel bir sızıntı konumundaki ses kaynağını tanır ve sesi sızıntı olarak yorumlayan özel algoritmalar uygular. Sonuçlar bir SoundMap™ görüntüsü oluşturur. Bu görüntü, kaçağın konumunu kesin olarak gösteren, dijital görüntüsünün üzerine eklenmiş bir renk haritasıdır. Sonuçlar 7 inç LCD ekranda resim veya gerçek zamanlı video olarak gösterilir. ii900, belgelendirme veya uyumluluk amaçları için 999 adede kadar görüntü dosyası veya 20 adede kadar video dosyası kaydedebilir.

Büyük alanlar hızla taranabilir ve kaçaklar, diğer yöntemlere kıyasla çok daha hızlı bir şekilde bulunabilir. Ayrıca yoğunluk ve frekans aralıklarına göre filtreleme yapılabilir. Yakın zaman önce bir ekip, büyük bir üretim tesisinde iki prototip ii900 ünitesini kullanarak bir günde 80 adet basınçlı hava kaçağı tespit etti. Bakım yöneticisi, bu kadar kaçağı geleneksel yöntemleri kullanarak bulmanın haftalar süreceğini söyledi. Ekip, kaçakları hızla bulup onararak potansiyel arıza sürelerini de engellemiş oldu. Tesisin bu sayede verimlilik kaybından saatte 100.000 ABD doları tasarruf sağladığı tahmin ediliyor.

Olası kaçak konumları:

• Kuplajlar
• Hortumlar
• Borular
• Bağlantı parçaları
• Dişli boru bağlantı noktaları
• Hızlı ayırma noktaları
• FRL'ler (filtre, regülatör, yağlayıcı kombinasyonları)
• Kondansatör kapanları
• Valfler
• Flanşlar
• Salmastralar
• Pnömatik bekleme tankları

Ne kadar hava kaybediyorsunuz?

Basınçlı hava, gaz ve vakum sistemlerindeki kaçakları kontrol etmenin ilk adımı, kaçak yükünüzü tahmin etmektir. Kaçak bir noktaya kadar (%10'dan az) beklenilen bir durumdur. Bu orandan daha fazla miktardaki kaçaklar kayıp olarak kabul edilir. İlk adım, iyileştirmeleri kıyaslamada ölçüt olarak kullanmak amacıyla mevcut kaçak yükünüzü tespit etmektir.

Kaçak yükünü tahmin etmek için en iyi yöntem, kontrol sisteminize bağlıdır. Başlatma/durdurma kontrollü bir sisteminiz varsa sistem üzerinde talep olmayan bir zamanda (mesai sonrası veya vardiya dışı gibi) kompresörünüzü çalıştırın. Daha sonra, yüklü sistemin ortalama yük boşaltma süresini tespit etmek için kompresör döngülerini birkaç kez ölçün. Hiçbir ekipman çalışmıyorken sistemin yükünü boşalmasının nedeni kaçaklardır.

Sızıntı (%) = (T x 100) ÷ (T + t)T = yükleme süresi (dakika), t = yük boşaltma süresi (dakika)

Daha karmaşık kontrol stratejilerine sahip sistemlerde kaçak yükünü tahmin etmek için tüm ikincil alıcılar, şebeke ve boru sistemleri de dahil olmak üzere hacimden (V, fit küp cinsinden) aşağı akış yönünde bir basınç göstergesi yerleştirin. Sistem üzerinde kaçak hariç talep yokken sistemi normal çalışma basıncına (P1, psig cinsinden) getirin. İkinci bir basınç (P2, yaklaşık olarak P1'in yarısı) seçin ve sistemin P2'ye düşmesi için geçen süreyi (T, dakika cinsinden) ölçün.

Kaçak (serbest hava - cfm) = [(V x ( P1 – P2) ÷ (T x 14,7)] x 1,25

1,25 çarpanı, kaçağı normal sistem basıncıyla düzeltir; dolayısıyla sistem basıncının düşmesiyle azalan kaçağı hesaba katar.

Kaçakların etkili biçimde düzeltilmesi ve onarılması, havaya bağlı işlerde ciddi maliyet tasarrufları sağlayabilir. Kaçakları onaran şirketler, enerji kullanımında tasarruf sağlamaya ek olarak üretim seviyelerini iyileştirebilir ve ekipman ömrünü uzatabilir.