Para as empresas que precisam adicionar tubulação de ar comprimido para uma expansão ou um novo equipamento de produção, o projeto da estrutura da tubulação é fundamental para a eficiência e a fiabilidade geral do sistema. Embora a maioria dos projetistas considere os compressores ou controles de acionamento de velocidade variável (VSD) para aumentar a eficiência do sistema, a tubulação continua sendo um importante contribuinte para a otimização do sistema. A reforma da tubulação pode contribuir muito para a eficiência total do sistema.
Há quatro aspectos a serem considerados ao examinar como a tubulação afeta a eficiência do sistema:
- Diâmetro da tubulação - tubulações muito pequenas causam uma alta queda de pressão. Se os sistemas perdem pressão, as empresas perdem dinheiro porque precisam produzir mais ar para superar o diferencial de pressão.
- Falta de projeto de loop no coletor primário - Isso causa sobrepressurização no lado da alimentação para compensar a perda de pressão.
- Conexões - Conexões ruins podem causar vazamentos. Se as operações perdem o fluxo de ar, elas perdem dinheiro. Quando o ar escapa do sistema de ar comprimido, é necessário gerar mais ar para compensar a perda de energia.
- Materiais de construção - Alguns materiais de tubulação são mais suscetíveis do que outros à corrosão e à maior perda de pressão.
O tamanho é importante
Os sistemas de tubulação tendem a ser projetados para o fluxo previsto no momento da construção original. Pode ser que um sistema tenha crescido sem que o sistema de cabeçote tenha crescido com ele, ou as operações podem ter um problema com o tamanho da tubulação ou com as conexões na sala do compressor. A tubulação também costuma ser dimensionada de acordo com o tamanho da conexão do componente, como o tamanho da entrada e da saída do filtro ou o tamanho da descarga do compressor. Essa estratégia não leva em conta os critérios importantes de fluxo, pressão ou distância necessária para a transmissão. Por exemplo, considere um tubo de 2 polegadas de diâmetro conectado à saída de um filtro de conexão rosqueada de 2 polegadas dimensionado para 1.000 pés cúbicos por minuto (cfm). Se esse filtro limpar 1.000 cfm de ar a 100 libras por polegada quadrada (psig), a tubulação subdimensionada perderia mais de 5 psi em apenas 100 pés de tubo, o que pode custar cerca de US$ 3.000 por ano em energia para superar o diferencial de pressão.
O aumento do tamanho da tubulação ajuda a reduzir a queda de pressão e também aumenta a capacitância do sistema. Embora o aumento da capacitância ajude a aumentar a eficiência do sistema, há também uma consideração comercial a ser feita. Se as empresas estiverem projetando tubulações para taxas de fluxo de 1 psig ou menos por 100 pés de tubo, esse é um tamanho de tubulação comercialmente viável, mas outros fatores podem influenciar na tomada de decisão sobre a escolha do diâmetro.
Loop de loop
Se um projeto de distribuição de ar comprimido for um tronco único com ramificações em vez de um anel de distribuição com ramificações, as fábricas poderão pensar em como passar um tubo paralelo da extremidade do tronco de volta ao ponto de geração e, em seguida, conectá-los em cada extremidade, criando um projeto de loop no coletor. Esse projeto garante a mesma pressão em qualquer ponto do circuito. Um projeto de tronco reto com ramificações pode roubar o ar do último usuário e criar uma situação em que a pressão de todo o sistema é elevada de forma ineficiente para superar a perda de pressão no final da linha. Esse é um detalhe fundamental, mas muitas vezes não é levado em consideração. Outros problemas também podem causar a falta de ar para o último usuário: Considere a ocorrência de um grande evento de ar no sistema. É uma boa ideia medir primeiro para determinar se o usuário receberá a pressão necessária para a aplicação.
Junção de conjunturas
Outro ponto fraco em um projeto de ar comprimido pode ser o local onde os tubos se unem. Seja uma junta, um filtro, um regulador ou uma válvula, uma conexão de ar comprimido é uma possível fonte de vazamento. O uso da vedação adequada e de componentes de qualidade minimizará a probabilidade de perdas resultantes de vazamentos. Estudos regulares de vazamento são uma prática recomendada e ajudam a formar uma boa estratégia de manutenção e eficiência do sistema.
Hype do tipo de tubo
Existem várias opções de material de tubulação: ferro preto, cobre, PVC ou plástico, alumínio e aço inoxidável. Embora não haja nada de interessante no tubo de ferro preto, ele é comumente usado para ar comprimido, apesar da disponibilidade de alternativas melhores. O ferro negro hospeda o ar comprimido em um ambiente rico em umidade e oxigênio, acelerando a corrosão e, por fim, criando uma combinação desagradável de incrustação e/ou lodo que se move pelo sistema de tubulação - isso é prejudicial para equipamentos de produção valiosos e sensíveis. O fluxo laminar é interrompido e a queda de pressão é criada com a turbulência. Algumas operações utilizam o cobre ou até mesmo um composto como o PVC como alternativa. Há riscos inerentes à segurança associados ao PVC ao aplicá-lo ao ar comprimido; a tubulação pode se tornar frágil e quebrar.
O alumínio não é corrosivo e tem custos de aquisição razoáveis. Muitos fornecedores vendem tubos de alumínio projetados especificamente para aplicações de ar comprimido. Estão disponíveis diâmetros de até 10 polegadas. O tubo de alumínio tem furo liso para baixa resistência e baixa queda de pressão e é resistente à corrosão. Ele também é leve e fácil de trabalhar e tem conexões simples para uma instalação mais rápida. Em geral, o alumínio tem um investimento inicial mais alto, mas custos de instalação mais baixos em comparação com outros materiais.
