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Como detectar vazamentos de ar comprimido, gás e vácuo E encontrar lucros ocultos

Em plantas e instalações industriais, os sistemas de ar comprimido, gás e vácuo são uma fonte vital de energia convertida. Mais fácil do que outros recursos, como eletricidade, os compressores estão em todo lugar nas fábricas de hoje. Eles movem máquinas, ferramentas, robôs, lasers, sistemas de manuseio de produtos e muito mais.

Detector de Vazamento de Ar Ultrassônico Fluke

Detector de Vazamento de Ar Ultrassônico Fluke

Ainda assim, muitos sistemas de ar, gás e vácuo são afetados pelo desgaste e por práticas de manutenção inadequadas, o que contribuem para o maior de todos desperdício: os vazamentos recorrentes. Esses vazamentos podem estar escondidos atrás das máquinas, nos pontos de conexão, por cima dos tubos fixos ou em tubos rachados ou mangueiras gastas. O desperdício se acumula rapidamente e pode até levar à paralisação.

O alto custo do desperdício de ar

De acordo com o Departamento de Energia dos EUA, um único vazamento de 3 mm em uma tubulação de ar comprimido custa mais de US$ 2.500 por ano. O Departamento de Energia dos EUA estima que uma fábrica média no país, com uma manutenção ineficaz, pode desperdiçar 20% de sua capacidade total de produção de ar comprimido em razão de vazamentos. O governo da Nova Zelândia, como parte do seu projeto de Meta de Sustentabilidade, estima que vazamentos no sistema podem representar de 30% a 50% da capacidade de um sistema de ar comprimido. A rápida detecção de vazamentos de ar comprimido, gás e vácuo é um fator único para encontrar lucros ocultos. Os vazamentos de ar também podem gerar despesas de capital, retrabalho, tempo de inatividade ou problemas de qualidade e aumento dos custos de manutenção.

Para compensar a perda de pressão devido a vazamentos, é comum que os operadores exagerem, comprando um compressor maior do que o necessário, o que requer custos de capital consideráveis e aumento dos custos de energia. Vazamentos no sistema também podem fazer com que equipamentos dependentes de ar falhem devido à baixa pressão do sistema. Isso pode levar a atrasos na produção, tempo de inatividade não planejado, problemas de qualidade, menor tempo de vida útil e aumento da manutenção devido a trocas desnecessárias de compressores.

O gerente de manutenção de uma fabricante nos Estados Unidos, por exemplo, diz que a baixa pressão em uma de suas ferramentas pneumáticas de torque pode causar defeitos nos produtos. "Unidades com ajuste de torque incorreto, seja para mais ou para menos, podem levar a recalls. Também podem fazer com que várias horas de mão de obra sejam gastas em algo que deveria ser um processo padrão", ele diz. "É dinheiro se esvaindo em perda de lucros e perda de unidades. No pior dos casos, também acabamos perdendo a demanda, porque não conseguimos entregar".

Não é de se admirar que os serviços públicos, a indústria e o governo busquem sistemas de ar comprimido como uma possível fonte de economia de custos. Vazamentos levam a desperdícios. Corrigir esses vazamentos pode economizar dinheiro do operador e impedir que o serviço precise acrescentar mais capacidade ao sistema.

Encontrar e corrigir vazamentos não é fácil

Muitas fábricas e instalações não têm um programa de detecção de vazamentos. Encontrar e corrigir vazamentos não é fácil. Quantificar o desperdício e determinar os custos exige especialistas ou consultores em energia que usem analisadores e registradores de energia para avaliar seus sistemas de ar. Ao calcular sistematicamente a economia de custos anuais ao eliminar vazamentos, eles podem criar um caso de negócios convincente para prosseguir com esse projeto.

Geralmente, as avaliações de energia nos sistemas de ar comprimido são realizadas por meio de parcerias com indústria, governo e organizações não governamentais (ONGs). Uma dessas parcerias, a Compressed Air Challenge (CAC), é uma colaboração voluntária desses tipos de grupos. Seu único objetivo é fornecer informações neutras de produtos e materiais educativos para ajudar as indústrias a gerar e usar o ar comprimido com a máxima eficiência sustentável.

Por que a detecção ultrassônica de vazamento é ineficiente

As práticas mais comuns de detecção de vazamentos são, infelizmente, muito rudimentares. Um antigo método é ouvir sons de chiado, que são praticamente impossíveis de se ouvir em muitos ambientes, e jogar água com sabão na área suspeita de vazamento, o que faz muita bagunça e pode gerar risco de quedas.

A ferramenta atual mais usada para encontrar vazamentos em compressores é um detector acústico ultrassônico. Trata-se de um dispositivo eletrônico portátil que reconhece sons de alta frequência associados a vazamentos de ar. Os detectores ultrassônicos comuns ajudam a encontrar vazamentos, mas consomem muito tempo, e as equipes de reparos geralmente só podem usá-los durante o período de inatividade planejado, quando na verdade realizar a manutenção de outras máquinas essenciais poderia ser um uso melhor do tempo dessas equipes. Essas unidades também exigem que o operador esteja próximo do equipamento para encontrar vazamentos, o que dificulta o uso em áreas de difícil acesso, como em tetos ou atrás de outros equipamentos.

Além do tempo necessário para localizar vazamentos usando água com sabão ou detectores ultrassônicos, pode haver problemas de segurança ao buscar vazamentos em cima ou embaixo de equipamentos usando essas técnicas. Subir escadas ou entrar embaixo dos equipamentos pode ser perigoso.

Detecção de vazamento de ar comprimido revolucionária

E se houvesse uma tecnologia de detecção de vazamentos que apontasse o local exato de um vazamento a 50 metros de distância em um ambiente ruidoso e sem desligar os equipamentos? A Fluke desenvolveu um gerador de imagens industrial que faz exatamente isso. Os gerentes de manutenção industrial estão chamando o Gerador de Imagens Industrial Ultrassônico ii900 de "revolucionário" na busca por vazamentos de ar comprimido.

Esse novo gerador de imagens industrial ultrassônico, que pode detectar uma variedade maior de frequências do que os dispositivos ultrassônicos tradicionais, usa a nova tecnologia SoundSight™ para fazer varreduras visuais aprimoradas de vazamentos de ar, semelhante à maneira como as câmeras de termografia infravermelha detectam locais quentes.

O ii900 inclui uma matriz acústica de microfones minúsculos supersensíveis que detectam ondas sônicas e ultrassônicas. O ii900 reconhece uma fonte de som em um possível local de vazamento e aplica algoritmos proprietários que interpretam o som como um vazamento. Os resultados produzem uma imagem SoundMap™, um mapa colorido sobreposto em uma imagem de luz visível, mostrando exatamente onde o vazamento está. Os resultados são exibidos na tela LCD de 7 polegadas como uma imagem estática ou um vídeo em tempo real. O ii900 pode salvar até 999 arquivos de imagem ou 20 arquivos de vídeo para fins de documentação ou de conformidade.

Grandes áreas podem ser verificadas rapidamente, o que ajuda a localizar vazamentos com muito mais rapidez do que com outros métodos. Ele também permite filtrar por intensidade e faixas de frequência. Uma equipe em uma grande fábrica usou recentemente dois protótipos do ii900 para localizar 80 vazamentos de ar comprimido em um dia. O gerente de manutenção declarou que levaria semanas para encontrar esse número de vazamentos usando os métodos tradicionais. Ao localizar e corrigir vazamentos rapidamente, a equipe também evitou uma possível paralisação que, nessa fábrica, poderia ter um custo estimado de US$ 100.000 por hora em perda de produtividade.

Onde procurar vazamentos:

  • Acoplamentos
  • Mangueiras
  • Tubos
  • Encaixes
  • Articulações de tubos roscados
  • Desconexões rápidas
  • FRLs (combinações de filtro, regulador, lubrificador)
  • Coletores de condensação
  • Válvulas
  • Flanges
  • Embalagens
  • Tanques de retenção pneumática

Quanto ar você está desperdiçando?

A primeira etapa para controlar vazamentos em sistemas de ar comprimido, gás e vácuo é estimar sua carga de vazamento. Algum vazamento (menos de 10%) é esperado. Qualquer coisa além disso é considerado um desperdício. A primeira etapa é determinar sua carga de vazamento atual para que você possa usá-la como parâmetro para comparar as melhorias.

O melhor método para estimar a carga de vazamento é baseado em seu sistema de controle. Se você tiver um sistema com controles de acionamento/parada, basta ligar o seu compressor quando não houver demanda no sistema, fora do horário de expediente ou fora dos turnos. Depois, tire várias leituras dos ciclos do compressor para determinar o tempo médio para descarregar o sistema carregado. Sem nenhum equipamento funcionando, o descarregamento do sistema se deve a vazamentos.

Vazamento (%) = (T x 100) ÷ (T + t)T = tempo de carregamento (minutos), t = tempo de descarregamento (minutos)

Para estimar a carga de vazamento em sistemas com estratégias de controle mais complexas, coloque um medidor de pressão a jusante do volume (V, em pés cúbicos), incluindo todos os receptores secundários, redes e tubulações. Sem demanda no sistema, com exceção do vazamento, coloque o sistema em sua pressão de operação normal (P1, em psig). Selecione uma segunda pressão (P2, cerca de metade do valor de P1) e meça o tempo (T, em minutos) que leva para o sistema chegar à P2.

Vazamento (cfm de ar livre) = [(V x (P1 - P2) ÷ (T x 14,7)] x 1,25

O multiplicador 1,25 corrige o vazamento de volta à pressão normal do sistema, o que se dá pela redução do vazamento com a diminuição da pressão do sistema.

Corrigir e reparar vazamentos de modo eficiente pode levar à redução considerável dos custos em empresas que dependem de ar. As empresas não só podem economizar com energia ao reparar vazamentos, como também aumentar os níveis de produção e prolongar a vida útil dos equipamentos.