คุณภาพของอากาศอัดมีความสำคัญอย่างไร?

อากาศในชั้นบรรยากาศที่เครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลม (compressors) ดูดเข้าไปนั้นมักจะประกอบไปด้วยความชื้น ฝุ่น และละอองน้ำมัน  ซึ่งปริมาณและอัตราส่วนของสิ่งปนเปื้อนเหล่านี้ขึ้นอยู่กับฤดูกาลต่างๆ สภาพอากาศ รวมถึงสถานที่ตั้งปั๊มลม เมื่ออากาศอัดผ่านกระบวนการบีบอัด  สิ่งปนเปื้อนเหล่านี้จะถูกกำจัดทิ้งโดยเร็วที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียที่ไม่จำเป็นจากท่อลมอัดหรืออุปกรณ์นิวเมติกอื่นๆ

ทำไมเราต้องคำนึงถึงเรื่องคุณภาพอากาศอัด?

ในอากาศอัดนั้นประกอบไปด้วยสิ่งปนเปื้อนต่างๆ ที่เราไม่ต้องการ ยกตัวอย่างเช่น  หยดน้ำหรือละอองน้ำ หยดน้ำมันหรือละอองน้ำมัน รวมถึงฝุ่นละออง ซึ่งการปนเปื้อนเหล่านี้ขึ้นอยู่กับพื้นที่ใช้งานซึ่งส่งผลต่อกระบวนการบีบอัดอากาศ ทำให้เกิดการสูญเสียและมีค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้น การบำรุงดูแลรักษาระบบอัดอากาศมีจุดประสงค์เพื่อให้ผู้ผลิตมีอากาศอัดที่ได้คุณภาพเพื่อนำไปใช้งาน เมื่อการบีบอัดอากาศมีกระบวนการผลิตที่ชัดเจน มีระบบที่ตรวจสอบได้  ทำให้การเลือกใช้ระบบที่ประหยัดพลังงานและเกิดประสิทธิภาพสูงสุดนั้นเป็นเรื่องง่าย แต่ก็ยังมีคำถามที่มีการถกเถียงกันว่าอากาศอัดจะสัมผัสกับผลิตภัณฑ์โดยตรงหรือไม่ ตัวอย่างเช่น เมื่อมีละอองน้ำมันอยู่ในระบบอัดอากาศ แต่ระบบสามารถทำงานได้ปกติิ  ทำให้จำเป็นต้องใช้วิธีการที่เป็นระบบมากขึ้นในการเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสมกับการใช้งาน 

ระดับคุณภาพอากาศมีความแตกต่างกันอย่างไร?

มาตรฐานคุณภาพของอากาศอัดระดับนานาชาติตามมาตราฐาน ISO 8573-1 สำหรับ “ระบบอัดอากาศที่ใช้งานทั่วไป” ตัวกำหนดคุณภาพของลมอัดไปยังจุดใช้งาน (กรุณาดูรายละเอียดตามตารางด้านล่าง) เพื่อที่จะเลือกใช้อุปกรณ์เสริมให้เหมาะสมกับระดับคุณภาพอากาศอัดที่ต้องการ

Quality class Solid particle content Water content Oil content

Max. size

mu

Max. amount

mg/m³

Dew point

°C

Amount

g/m³

Max. amount

mg/m³ 

1 0.1 0.1 -70 0.003 0.01
2 1 1 -40 0.11 0.1
3 5 5 -20 0.88 1.0
4 40 10 +3 6.0 5
5 - - +7 7.8 25
6 - - +10 9.4 -

เราจะกำจัดสิ่งปนเปื้อนออกจากเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมได้อย่างไร?

วิธีที่จะช่วยกำจัดความชื้นหรือสิ่งปนเปื้อนออกจากเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมให้เร็วและมีประสิทธิภาพที่สุดเพื่อป้องกันระบบอัดอากาศเสียหาย  โดยเราสามารถติดตั้งเครื่องแยกน้ำชนิดไซโคลน (cyclone) ด้านในเครื่องอัดอากาศโดยตรงหรือจะติดตั้งด้านหลังก็ได้  การระบายน้ำ เราสามารถต่อท่อระบายน้ำอัตโนมัติ (automatic condensate drain) กับตัวกรองอากาศ (air filters) และเครื่องทำลมแห้ง (air dryers)ได้โดยตรง ในเครื่องแยกน้ำ-น้ำมัน (oil-water seperator)  

ไส้กรอง (filter) ช่วยให้ลมมีคุณภาพได้อย่างไร?

ปกติแล้ว ไส้กรองอากาศจะช่วยแยกสิ่งปนเปื้อนที่ปะปนอยู่ในอากาศ โดยประสิทธิภาพในการกรองของไส้กรองนั้นจะกรองทุกอย่างโดยแยกจากขนาดของอนุภาค แต่ในความเป็นจริงแล้วการใช้ไส้กรองนั้นกรองได้เพียงส่วนหนึ่งเท่านั้น เนื่องจากไม่มีไส้กรองตัวใดที่จะกรองอนุภาคได้ทั้งหมด แม้แต่ไส้กรองที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับกรองแยกขนาดอนุภาคโดยเฉพาะก็ยังไม่สามารถกรองอนุภาคได้หมด

โดยทั่วไปแล้วอนุภาคจะมีขนาดอยู่ที่ระหว่าง 0.1μm และ 0.2μm ซึ่งกรองได้ยากมาก (ขนาดที่อนุภาคสามารถผ่านได้)  เห็นได้ชัดว่าแต่ละกลไกล้วนมีความสำคัญ ทั้งขนาดของอนุภาคและประสิทธิภาพในการกรอง สิ่งเหล่านี้ล้วนขึ้นอยู่กับการกระจายตัวอนุภาคของละอองน้ำมันและเส้นผ่านศูนย์กลางของไส้กรอง ละอองน้ำและน้ำมันก็มีลักษณะคล้ายกับอนุภาคอื่นๆ เราสามารถใช้ตัวกรองแยกของเหลวได้ (Coalescing Filter) เมื่อเราใช้ตัวกรองชนิดนี้ ละอองน้ำและน้ำมันจะรวมตัวกันเป็นหยดน้ำขนาดใหญ่และจมลงสู่ด้านล่างของตัวกรองเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ไส้กรองชนิดนี้ี่สามารถแยกน้ำมันได้ทั้งในรูปละอองและในรูปของเหลว 

อย่างไรก็ตาม น้ำมันที่อยู่ในรูปของเหลว (ช่วงที่มีความเข้มข้นสูงตามธรรมชาติ) มีโอกาสเกิดแรงดันตกสูง (pressure drop) และมีโอกาสที่จะมีปริมาณน้ำมันมากเกินไปได้ง่าย หากเราต้องแยกน้ำมันที่อยู่ในรูปของละอองน้ำ เราต้องใช้ตัวกรองที่มีคุณสมบัติดูดซับความชื้นให้เหมาะสมกับการใช้งาน ซึ่งโดยปกติแล้วจะใช้ถ่านกัมมันต์ (activated carbon) ในการกรองจึงหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะต้องมีการสูญเสียพลังงานในระบบอัดอากาศ การใช้ตัวกรองที่มีความละเอียดสูงจึงมีโอกาสที่จะเกิดแรงดันตก (pressure drop) มากขึ้นและอาจการอุดตันได้เร็วขึ้น  ซึ่งทำให้ต้องเปลี่ยนตัวกรองบ่อย  ส่งผลให้ค่าบำรุงรักษาสูงขึ้น คุณภาพของอากาศก็เกี่ยวกับปริมาณอนุภาคในอากาศ ปริมาณน้ำและน้ำมันซึ่งได้มีการกำหนดไว้ใน ISO 8573-1 (มาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับความระดับบริสุทธิ์ของอากาศอัด)

เพื่อลดความเสี่ยงของการปนเปื้อนของอากาศในกระบวนการผลิต  เราจึงแนะนำให้ใช้ไส้กรองเฉพาะเมื่อคุณต้องการอากาศอัดที่มีความบริสุทธิ์ระดับคลาส 0 เท่านั้น  นอกจากนี้ไส้กรองที่ใช้ต้องไม่เพียงแต่รองรับอัตราการไหลแบบปกติเท่านั้น แต่ยังต้องรองรับอัตราการไหลที่เพิ่มมากขึ้นด้วย  เพื่อที่จะควบคุมระบบเมื่อแรงดันตก (pressure drop) ในช่วงที่มีการอุดตัน  

ALUP-filters

เครื่องทำลมแห้ง (air dryers)ช่วยให้ลมมีคุณภาพได้อย่างไร?

เครื่องทำลมแห้งทั้งแบบควบแน่น (Condensing dryer) หรือแบบใช้เม็ดสารดูดความชื้น (adsorption dryers) ใช้เพื่อขจัดความชื้นออกจากอากาศอัด เราจะใช้เครื่องทำลมแห้งแบบควบแน่น (Condensing dryer) เมื่อเราต้องการคุณภาพอากาศระดับสูงสุดซึ่งก็คือระดับ 4 ซึ่งเป็นระดับที่มีจุดน้ำค้างน้อยกว่า 3 ° C  แต่หากคุณต้องการอากาศอัดที่มีความชื้นน้อย (pressure dew point ต่ำ) ต้องติดตั้งเครื่องทำลมแห้งแบบใช้เม็ดสารดูดความชื้น (adsorption dryers)

air-dryer-adq