Per le aziende che devono aggiungere tubazioni per l'aria compressa per un'espansione o un nuovo impianto di produzione, la progettazione della struttura delle tubazioni è fondamentale per l'efficienza e l'affidabilità complessiva del sistema. Sebbene la maggior parte dei progettisti si concentri sui compressori o sui controlli a velocità variabile (VSD) per migliorare l'efficienza del sistema, le tubazioni rimangono un fattore importante per l'ottimizzazione del sistema. La ristrutturazione delle tubazioni può contribuire notevolmente all'efficienza totale del sistema.
Sono quattro gli aspetti da considerare quando si esamina l'influenza delle tubazioni sull'efficienza del sistema:
- Diametro dei tubi - I tubi troppo piccoli causano un'elevata caduta di pressione. Se i sistemi perdono pressione, le aziende perdono denaro perché devono produrre più aria per superare il differenziale di pressione.
- Mancanza di progettazione del loop nella testata primaria - Questo provoca una sovrapressurizzazione sul lato di alimentazione per contrastare la perdita di pressione.
- Collegamenti - Collegamenti scadenti possono causare perdite. Se le operazioni perdono flusso d'aria, perdono denaro. Quando l'aria fuoriesce dal sistema di aria compressa, è necessario generare più aria per compensare la perdita di potenza.
- Materiali di costruzione - Alcuni materiali delle tubazioni sono più suscettibili di altri alla corrosione e alle perdite di pressione.
Le dimensioni contano
I sistemi di tubazioni tendono a essere progettati per il flusso previsto al momento della costruzione originale. Può darsi che un impianto sia cresciuto senza che il sistema di testate crescesse con esso, oppure che le operazioni abbiano un problema di dimensioni dei tubi o di raccordi nella sala compressori. Inoltre, le tubazioni sono spesso dimensionate in base alle dimensioni del collegamento del componente, come le dimensioni dell'ingresso e dell'uscita del filtro o la dimensione della mandata del compressore. Questa strategia non tiene conto degli importanti criteri di portata, pressione e distanza necessari per la trasmissione. Ad esempio, si consideri un tubo di 2 pollici di diametro collegato all'uscita di un filtro con attacco filettato da 2 pollici dimensionato per 1.000 piedi cubi al minuto (cfm). Se questo filtro pulisce 1.000 cfm di aria a 100 libbre per pollice quadrato (psig), la tubazione sottodimensionata perderebbe più di 5 psi su soli 100 piedi di tubo, il che può costare circa 3.000 dollari all'anno in energia per superare la differenza di pressione.
L'aumento delle dimensioni dei tubi contribuisce a ridurre le perdite di carico e ad aumentare la capacità del sistema. Sebbene l'aumento della capacità contribuisca all'efficienza del sistema, è necessario fare anche una considerazione di tipo commerciale. Se le aziende progettano tubazioni per portate di 1 psig o meno per 100 piedi di tubo, si tratta di una dimensione commercialmente valida, ma altri fattori possono influire sulla scelta del diametro.
Loop de loop
Se il progetto di distribuzione dell'aria compressa prevede un unico tronco con diramazioni rispetto a un anello di distribuzione con diramazioni, gli impianti possono pensare a come far passare un tubo parallelo dall'estremità del tronco fino al punto di generazione e poi collegarli su ciascuna estremità, creando un design ad anello nella testata. Questo design garantisce la stessa pressione in qualsiasi punto del circuito. Un progetto di tronco lineare con diramazioni può sottrarre aria all'ultima utenza e creare una situazione in cui la pressione dell'intero sistema viene innalzata in modo inefficiente per superare la perdita di pressione alla fine della linea. Si tratta di un dettaglio fondamentale, ma spesso viene trascurato. Anche altri problemi possono causare la mancanza d'aria dell'ultimo utente: Si consideri un grande evento d'aria che si verifica nel sistema. È buona norma misurare prima per determinare se l'utente riceverà la pressione necessaria per l'applicazione.
Giunzione di congiunzione
Un altro anello debole in un progetto di aria compressa può essere il punto in cui i tubi si uniscono. Che si tratti di un giunto, di un filtro, di un regolatore o di una valvola, una connessione per l'aria compressa è una possibile fonte di perdite. L'utilizzo di una guarnizione appropriata e di componenti di qualità ridurrà al minimo la probabilità di perdite dovute a perdite. Studi regolari sulle perdite sono una buona pratica e contribuiscono a formare una buona strategia di manutenzione e di efficienza del sistema.
Tipo di tubo hype
Esistono diverse opzioni per il materiale dei tubi: ferro nero, rame, PVC o plastica, alluminio e acciaio inossidabile. Anche se il tubo di ferro nero non ha nulla di entusiasmante, viene comunemente utilizzato per l'aria compressa nonostante la disponibilità di alternative migliori. Il ferro nero ospita l'aria compressa in un ambiente ricco di umidità e ossigeno, accelerando la corrosione e creando, in ultima analisi, una spiacevole combinazione di incrostazioni e/o fanghi che si muovono attraverso il sistema di tubazioni, con conseguenze dannose per le preziose e sensibili apparecchiature di produzione. Il flusso laminare viene interrotto e la turbolenza crea una caduta di pressione. Alcuni operatori scelgono il rame o addirittura un materiale composito come il PVC come alternativa. L'applicazione del PVC all'aria compressa comporta rischi intrinseci per la sicurezza: le tubazioni possono diventare fragili e frantumarsi.
L'alluminio non è corrosivo e ha costi di acquisizione ragionevoli. Molti fornitori vendono tubi di alluminio progettati specificamente per applicazioni con aria compressa. Sono disponibili diametri fino a 10 pollici. Il tubo in alluminio ha un foro liscio per una bassa resistenza e una bassa caduta di pressione ed è resistente alla corrosione. Inoltre, è leggero e facile da lavorare e presenta connessioni semplici per un'installazione più rapida. Spesso l'alluminio ha un investimento iniziale più elevato ma costi di installazione inferiori rispetto ad altri materiali.
