Ngăn ngừa ô nhiễm trong khí nitơ nén
Kiểm soát sự ô nhiễm bằng cách truy tìm nguồn gốc, xác định các điểm lấy mẫu, bảo vệ đường dẫn khí và xác minh quá trình xử lý thay vì cho rằng nitơ tự động sạch.
Độ tinh khiết của nitơ và độ sạch của nitơ là hai tiêu chuẩn khác nhau. Một loại khí có thể chứa rất ít oxy nhưng vẫn mang theo các hạt dầu, hơi nước, các hạt rắn, rỉ sét, mảnh vụn gioăng hoặc cặn bảo dưỡng. Do đó, hệ thống máy nén phải quản lý sự nhiễm bẩn một cách độc lập với nồng độ oxy. Hãy bắt đầu bằng cách xác định mức độ mà quy trình có thể chịu đựng được, sau đó lập bản đồ mọi nguồn gây ô nhiễm từ khâu tạo nitơ đến điểm sử dụng. Lấy mẫu tại các vị trí phân biệt giữa quá trình xử lý ở thượng nguồn và sự nhiễm bẩn do máy nén tạo ra. Chọn bộ lọc, máy sấy, bộ tách và công nghệ nén không dầu hoặc có dầu bôi trơn dựa trên yêu cầu độ sạch thực tế, và kiểm tra hiệu suất sau khi bảo dưỡng. Mục tiêu không phải là lắp đặt số lượng bộ lọc tối đa; mà là để biết rào chắn nào kiểm soát từng chất gây ô nhiễm và làm thế nào để phát hiện ra rào chắn bị lỗi.
Các chất gây ô nhiễm và rào cản kiểm soát
- bình xịt dầu
- Các giọt hoặc hơi chất bôi trơn mịn có thể xâm nhập vào khí từ nguồn bơm dầu, máy nén được bôi trơn, khí dư từ bộ tách hoặc đường ống bị nhiễm bẩn.
- hơi nước
- Hơi ẩm tồn tại trong chất khí dưới dạng hơi nước, thường được xác định bằng điểm sương hoặc nồng độ chứ không phải bằng thể tích chất lỏng có thể nhìn thấy.
- ô nhiễm dạng hạt
- Các vật liệu rắn như rỉ sét, bụi chất hút ẩm, cặn bám trong đường ống, mảnh vỡ gioăng hoặc phế thải xây dựng được khí vận chuyển.
- bộ lọc hợp nhất
- Bộ lọc được thiết kế để kết hợp các hạt sol khí lỏng mịn thành các giọt lớn hơn có thể thoát ra ngoài, đồng thời loại bỏ các hạt trong phạm vi hiệu suất định mức của nó.
- máy sấy
- Thiết bị làm giảm lượng hơi nước xuống điểm sương hoặc độ ẩm xác định dưới các điều kiện áp suất và lưu lượng đã định.
- độ sạch phía khí
- Tình trạng của tất cả các bề mặt tiếp xúc với khí nitơ thành phẩm, bao gồm bình chứa, van, đường ống, bình hứng, bộ làm mát, gioăng và dụng cụ bảo trì.
1. Xác định giới hạn ô nhiễm ở khâu sản xuất, chứ không phải ở tài liệu hướng dẫn sử dụng máy nén.
Hãy hỏi xem khí nitơ tiếp xúc với những gì. Cắt laser, bao bì thực phẩm, dụng cụ bán dẫn, quy trình dược phẩm, phủ khí trơ cho bồn chứa và việc làm trơ khí nói chung có thể có mức độ chịu đựng khác nhau đối với dầu, độ ẩm và các hạt. Hãy chuyển nhu cầu đó thành các yêu cầu về chất lượng khí có thể đo được ở áp suất và điểm lấy mẫu đã xác định. Độ tinh khiết của oxy không đủ để trả lời liệu khí đó có đủ sạch để tiếp xúc với sản phẩm hoặc thiết bị nhạy cảm hay không.
Khi có tiêu chuẩn chất lượng chính thức hoặc thông số kỹ thuật của khách hàng được áp dụng, hãy sử dụng phương pháp đo lường và giới hạn của tiêu chuẩn đó. Trường hợp chủ sở hữu quy trình chỉ cung cấp ngôn ngữ mơ hồ như "nitơ sạch" hoặc "nitơ khô", hãy làm rõ sự mơ hồ đó trước khi lựa chọn máy nén. Đường dẫn khí không dầu có thể loại bỏ một nguồn gây ô nhiễm nhưng không loại bỏ được các hạt từ đường ống bị ăn mòn hoặc hơi ẩm được đưa vào từ phía thượng nguồn.
2. Xây dựng bản đồ nguồn gốc của dầu, nước và các hạt.
Liệt kê từng nguồn gây ô nhiễm tiềm năng theo vị trí. Dầu có thể bắt nguồn từ máy nén khí cấp, máy nén nitơ bôi trơn, máy bơm, mỡ bôi trơn khi lắp ráp hoặc các bình chứa bị nhiễm bẩn. Nước có thể đi qua các thiết bị sấy không đạt tiêu chuẩn, ngưng tụ sau khi làm mát, xâm nhập trong quá trình tắt máy hoặc còn sót lại sau khi thực hiện công việc thủy tĩnh. Các hạt có thể đến từ bộ lọc, chất hút ẩm, cặn hàn, rỉ sét, gioăng và mảnh vụn bảo trì. Bản đồ nguồn gây ô nhiễm giúp biến vấn đề ô nhiễm chung chung thành các nhánh có thể kiểm tra được.
Đánh dấu các điểm lấy mẫu trước và sau các rào cản chính. Ví dụ, một mẫu tại đầu ra của máy tạo nitơ xác định chất lượng đầu vào; một mẫu thứ hai sau bộ tăng áp cho thấy liệu quá trình nén có làm thay đổi chất lượng hay không; một điểm sau bộ lọc cuối cùng xác minh điều kiện đầu ra. Nếu chỉ lấy mẫu ở đầu cuối, kết quả xấu cho biết hệ thống bị lỗi nhưng không cho biết lỗi ở đâu.
Để kiểm tra chéo cụ thể cho từng ứng dụng, hãy sử dụng trang web này. máy nén khí nitơ không dầu trang này nằm cạnh dữ liệu về chu kỳ hoạt động đã được đo lường và thảo luận ở trên. Việc kiểm tra chéo ở đây nhằm mục đích ngăn ngừa sự nhiễm bẩn các hạt hơi ẩm dầu trong khí nén.
3. Chọn phương pháp lọc và sấy phù hợp với cơ chế gây ô nhiễm.
Bộ lọc kết tụ hữu ích cho các hạt bụi và sol khí trong phạm vi định mức của nó, nhưng nó không thể thay thế cho máy sấy khi yêu cầu liên quan đến hơi nước. Tương tự, máy sấy không đảm bảo khí không chứa dầu. Chọn từng giai đoạn xử lý phù hợp với nồng độ đầu vào, điều kiện đầu ra yêu cầu, áp suất, nhiệt độ và lưu lượng. Bao gồm giám sát áp suất chênh lệch khi tải trọng bộ lọc có thể hạn chế áp suất hút hoặc phân phối của máy nén.
Đặt các bộ tách và van xả ở những nơi hệ thống làm mát có thể tạo ra chất lỏng. Bộ lọc bị bão hòa, van xả tự động bị lỗi hoặc bộ tách bị quá tải có thể làm tái nhiễm bẩn. Thiết lập các tiêu chí kiểm tra và thay thế dựa trên áp suất chênh lệch, hoạt động của van xả, kết quả chất lượng và hướng dẫn của nhà cung cấp, thay vì chờ đợi hiện tượng nhiễm bẩn có thể nhìn thấy tại điểm sử dụng.
4. Bảo vệ sự sạch sẽ của hệ thống khí nén trong quá trình vận hành và bảo trì.
Nếu quy trình cần đường dẫn không dầu, hãy xác minh xem các bộ phận nào của máy nén thực sự được cách ly khỏi chất bôi trơn. Máy được quảng cáo là không dầu vẫn cần được kiểm tra các vòng đệm ổ trục, các chi tiết đệm, hệ thống xả khí và bất kỳ hệ thống phụ trợ nào có thể tiếp xúc với khí. Đối với quá trình nén có bôi trơn, cần hiểu rõ hiệu suất tách và liệu quá trình xử lý tiếp theo có đáp ứng được yêu cầu của quy trình ở tất cả các trạng thái hoạt động hay không.
Bảo trì là một sự cố thường xuyên gây ô nhiễm. Hãy sử dụng dụng cụ sạch, khăn lau và chất bôi trơn phù hợp, các bộ phận được đậy kín và khu vực lắp ráp được kiểm soát chặt chẽ đối với các công việc nhạy cảm. Không để đường ống hở tiếp xúc với bụi hoặc độ ẩm. Sau khi thay thế van, gioăng, bộ lọc hoặc bộ làm mát, hãy xả khí và kiểm tra chất lượng khí trước khi đưa hệ thống vào sử dụng cho người dùng quan trọng.
5. Sử dụng xu hướng độ ẩm và ô nhiễm để tìm ra các rào chắn bị lỗi.
Kết quả kiểm tra một lần duy nhất là không đủ để xác định hàm lượng nitơ quan trọng. Cần theo dõi xu hướng điểm sương hoặc độ ẩm, lượng dầu cần thiết, áp suất chênh lệch của bộ lọc, hoạt động xả nước và kết quả phân tích hạt với tần suất phù hợp với rủi ro của quy trình. Sự gia tăng dần độ ẩm có thể cho thấy sự xuống cấp của máy sấy; sự gia tăng đột ngột sau khi vận hành có thể cho thấy đường ống bị ướt hoặc lắp đặt van không chính xác. Sự xuất hiện dầu bất ngờ ở phía hạ lưu của bộ tăng áp không dầu cho thấy cần chú ý đến các bộ phận phía trước hoặc do ô nhiễm trong quá trình bảo trì hơn là trực tiếp đổ lỗi cho máy nén.
Cần liên hệ sự thay đổi chất lượng với nhiệt độ và áp suất. Ví dụ, các thiết bị đo điểm sương phải được sử dụng trong điều kiện lấy mẫu đã được chỉ định. Sự ngưng tụ trong đường ống lấy mẫu không được gia nhiệt có thể làm sai lệch kết quả đo. Sử dụng quy trình lấy mẫu xác định rõ vị trí, mức giảm áp suất, thời gian làm sạch, lưu lượng và điều kiện của thiết bị để xu hướng phản ánh đặc tính của khí chứ không phải do kỹ thuật không nhất quán.
Sau khi xác nhận tình trạng thực địa, hãy xem xét lại trang web. Máy nén khí nitơ dùng cho quá trình tách khí Nguồn lực được sử dụng để đáp ứng yêu cầu với một dòng máy nén khí thực tế. Việc kiểm tra chéo ở đây nhằm mục đích ngăn ngừa sự nhiễm bẩn các hạt hơi ẩm dầu trong khí nén.
6. Giữ cho hệ thống phía hạ lưu sạch sẽ sau khi máy nén đã hoàn thành nhiệm vụ.
Các bình chứa cuối và đường ống trong nhà máy có thể làm ô nhiễm lại khí nitơ sạch. Ống thép carbon mới có thể bị đóng cặn; các ống góp cũ có thể chứa dầu từ lần sử dụng trước; các đoạn ống chết có thể giữ lại hơi ẩm. Hãy làm sạch, làm khô và súc rửa hệ thống phân phối đến mức độ phù hợp với quy trình trước khi dựa vào giấy chứng nhận đầu ra của máy nén hoặc mẫu thử nghiệm.
Hãy sử dụng hệ thống lọc tại điểm sử dụng khi rủi ro của quy trình đòi hỏi một lớp chắn cuối cùng, nhưng không được sử dụng nó để che giấu hệ thống chính bị ô nhiễm. Các bộ lọc điểm cần có vỏ dễ tiếp cận, tiêu chí áp suất chênh lệch hoặc tiêu chí vận hành, vật liệu tương thích và việc thay thế bộ lọc được kiểm soát. Chương trình xử lý ô nhiễm tốt nhất sẽ chỉ định trách nhiệm cho từng lớp chắn từ nguồn khí đến điểm kết nối cuối cùng.
Bảng kiểm soát ô nhiễm
| Mục | Câu hỏi kỹ thuật | Tín hiệu xác minh hoặc quyết định |
|---|---|---|
| Kiểm soát dầu | Chất bôi trơn có thể xâm nhập vào đường dẫn khí nitơ ở những vị trí nào? | Việc lấy mẫu trước và sau khi nén giúp phân biệt ô nhiễm nguồn với sự cuốn theo của máy nén. |
| Kiểm soát độ ẩm | Người dùng yêu cầu điểm sương hoặc giới hạn độ ẩm là bao nhiêu? | Máy sấy và hệ thống lấy mẫu được lựa chọn và kiểm định ở áp suất và lưu lượng xác định. |
| Các hạt | Những bộ phận nào có thể thải ra mảnh vụn? | Các bộ lọc, việc giữ gìn vệ sinh đường ống và các biện pháp kiểm soát bảo trì giúp giải quyết tận gốc các nguồn gây ra hạt bụi. |
| Xác minh | Liệu có thể nhanh chóng xác định được vị trí của một kết quả xấu không? | Nhiều điểm lấy mẫu được xác định rõ ràng giúp phân tách các nguyên nhân gây ra hiện tượng này ở khâu đầu nguồn, máy nén, xử lý và phân phối. |
| Ghi lại căn cứ cuối cùng vào yêu cầu báo giá, hồ sơ nghiệm thu hoặc hồ sơ bảo trì để kỹ sư khác có thể tái tạo lại quyết định đó. | ||
Bảng tính xác minh dự án
Xác minh “nguồn gây ô nhiễm” tại ranh giới nơi hậu quả của nó xuất hiện. Quan sát khí dung dầu tại nguồn và ô nhiễm dạng hạt tại phía tiếp nhận, sau đó hoàn thành “Xác định riêng các yêu cầu về dầu, độ ẩm, hạt và oxy tại điểm sử dụng” trong khi lưu lượng và áp suất liên quan ổn định. Ghi lại đủ thông tin để phân biệt sự biến đổi quy trình bình thường với sự xuống cấp của thiết bị. Khi giới hạn chấp nhận chính xác phụ thuộc vào kiểu máy được chọn, hãy sử dụng tài liệu của nhà sản xuất hiện hành hoặc thông số kỹ thuật dự án đã được phê duyệt. Không chuyển giá trị từ máy nén khác chỉ vì điều kiện vận hành nghe có vẻ tương tự. Việc ghi chép từ ranh giới này đến ranh giới khác sẽ giúp việc khắc phục sự cố sau này nhanh hơn nhiều.
Hoàn thiện quy trình “Lập bản đồ mọi nguồn gây ô nhiễm tiềm tàng từ quá trình tạo nitơ đến người sử dụng” bằng cách ghi lại nguyên nhân, biện pháp khắc phục và kết quả chấp nhận. Bắt đầu với việc “lấy mẫu tại các điểm xác định”, xác định hành vi dự kiến của hơi nước và chọn một quan sát thứ hai liên quan đến bộ lọc kết tụ có thể xác nhận độc lập cùng một kết luận. Thực hiện kiểm tra mà không bỏ qua các thiết bị bảo vệ hoặc vượt quá phạm vi hoạt động được phê duyệt. Nếu hai tín hiệu không khớp, hãy điều tra độ chính xác của thiết bị, trạng thái van, tổn thất áp suất, ô nhiễm, rò rỉ hoặc logic điều khiển trước khi quyết định bộ phận nào cần sửa chữa. Việc xác nhận độc lập rất có giá trị khi việc ngừng hoạt động hoặc thay thế sẽ tốn kém.
Biến mục đánh giá “kiểm tra quá trình xử lý thượng nguồn” thành một bước chấp nhận được ghi lại. Xác định vị trí quan sát thấy ô nhiễm dạng hạt, trạng thái hoạt động tại thời điểm đó và điều kiện thượng nguồn hoặc hạ nguồn nào có thể làm thay đổi máy sấy. Ghi lại thiết bị, bản vẽ, bảng dữ liệu hoặc kiểm tra thực tế được sử dụng để thiết lập cơ sở. Sau đó thực hiện hành động “Lắp đặt các điểm lấy mẫu có thể phân lập hiệu suất của thượng nguồn, máy nén, xử lý và phân phối” trong điều kiện có thể lặp lại. Nếu kết quả mâu thuẫn với hành vi dự kiến, hãy tạm dừng quyết định thiết kế hoặc bảo trì tiếp theo cho đến khi sự khác biệt được giải thích. Điều này cung cấp cho kỹ sư khác đủ bối cảnh để tái tạo lại quá trình kiểm tra mà không cần dựa vào trí nhớ hoặc giả định không được ghi lại.
Sử dụng bộ lọc kết tụ như một điểm kiểm tra tại hiện trường gắn liền với “Việc ghép nối các bộ lọc kết tụ, máy sấy, bộ tách và đường thoát nước với cơ chế gây ô nhiễm thực tế của chúng”. Ghi lại vị trí đo hoặc kiểm tra, trạng thái khí, tải máy nén, vị trí van liên quan và tài liệu xác định sự chấp nhận. Kiểm tra chéo độ sạch phía khí cùng lúc để tránh nhầm lẫn triệu chứng cục bộ với vấn đề toàn hệ thống. Khái niệm “kiểm tra đường dẫn khí của máy nén” chỉ hoàn tất khi quan sát dẫn đến một quyết định rõ ràng: chấp nhận, sửa chữa hoặc chuyển cho nhà cung cấp xem xét. Lặp lại việc kiểm tra sau bất kỳ sự sửa chữa nào và giữ lại các giá trị trước và sau cùng với hồ sơ vận hành hoặc bảo trì.
Để tham khảo thông tin về các thiết bị tương tự, vui lòng xem trang web này. Tính toán kích thước máy nén khí nitơ các tùy chọn trong khi kiểm tra các giả định vận hành trong phần này. Việc kiểm tra chéo ở đây nhằm mục đích ngăn ngừa sự nhiễm bẩn các hạt hơi ẩm dầu trong khí nén.
Xác minh thao tác “kiểm tra đường thoát nước ngưng tụ” bằng cách tạo ra một điều kiện được kiểm soát, trong đó có thể diễn giải đồng thời hiện tượng khí dung dầu và máy sấy. Ổn định hệ thống, ghi lại áp suất, nhiệt độ, lưu lượng hoặc trạng thái máy móc nếu có liên quan, và sử dụng các dụng cụ đã hiệu chuẩn hoặc kiểm tra trực tiếp tại các vị trí được chỉ định. Thực hiện thao tác “Sử dụng các biện pháp bảo dưỡng làm sạch được kiểm soát và xả khí sau khi mở đường dẫn khí” và ghi lại cả phản hồi dự kiến và phản hồi quan sát được. Nếu cần giới hạn cụ thể cho từng kiểu máy, hãy lấy giới hạn đó từ tài liệu của máy nén, bình chứa, đường ống, máy phát điện hoặc quy trình đã chọn thay vì chèn một giá trị chung chung. Bản ghi cần thể hiện lý do tại sao quyết định cuối cùng là hợp lý về mặt kỹ thuật.
Ranh giới an toàn và xác minh
Việc lấy mẫu và xả khí nitơ có thể tạo ra môi trường thiếu oxy, và vỏ bộ lọc hoặc máy sấy có thể vẫn giữ áp suất sau khi máy nén dừng hoạt động. Giảm áp suất và xác minh áp suất bằng không trước khi mở thiết bị xử lý. Sử dụng vật liệu và chất tẩy rửa tương thích với quy trình. Đối với ngành thực phẩm, dược phẩm, bán dẫn hoặc các ngành dịch vụ được quy định khác, hãy tuân theo các quy trình kiểm định và đánh giá chất lượng khí đã được phê duyệt tại chỗ thay vì dựa vào các tuyên bố chung chung về độ sạch.
Danh sách kiểm tra xác minh khí sạch
- Xác định riêng biệt các yêu cầu về dầu, độ ẩm, hạt và oxy tại điểm sử dụng.
- Lập bản đồ mọi nguồn gây ô nhiễm tiềm tàng từ quá trình phát sinh nitơ đến người sử dụng.
- Lắp đặt các điểm lấy mẫu có thể phân lập hiệu suất của hệ thống thượng nguồn, máy nén, xử lý và phân phối.
- Chọn các bộ lọc kết tụ, máy sấy, thiết bị tách và đường thoát nước phù hợp với cơ chế gây ô nhiễm thực tế của chúng.
- Hãy thực hiện các biện pháp vệ sinh và bảo dưỡng có kiểm soát, đồng thời xả khí sau khi mở đường dẫn khí.
- Theo dõi chất lượng khí và tình trạng bộ lọc/ống thoát nước để phát hiện sớm sự xuống cấp của lớp chắn.
Câu hỏi về độ sạch của nitơ
Liệu việc nén không dầu có đảm bảo khí nitơ không dầu khi đến tay người sử dụng?
Không. Dầu có thể xâm nhập từ thượng nguồn, trong quá trình bảo trì, hoặc từ các bình chứa và đường ống bị nhiễm bẩn. Nén khí không dầu loại bỏ một nguồn gây ô nhiễm nhưng toàn bộ đường dẫn khí vẫn cần được kiểm tra.
Liệu bộ lọc kết tụ có thể thay thế máy sấy không?
Không. Các bộ phận kết tụ có thể loại bỏ sol khí lỏng và các hạt trong phạm vi định mức của chúng, trong khi bộ phận sấy được sử dụng để giảm hơi nước xuống độ ẩm quy định.
Tại sao độ ẩm lại tăng lên sau khi bảo trì?
Đường ống hở có thể hấp thụ độ ẩm hoặc giữ lại nước rửa, và có thể do đường ống bị lỗi ở bộ phận sấy hoặc cách bố trí van không chính xác. Hãy so sánh các điểm lấy mẫu và hồ sơ bảo trì trước khi thay thế thiết bị.
Nguyên tắc sạch sẽ
Ngăn ngừa ô nhiễm bằng cách coi dầu, hơi ẩm và các hạt là các đường dẫn lỗi riêng biệt. Xác định các giới hạn có thể đo được, lấy mẫu tại các vị trí chẩn đoán, lựa chọn các rào chắn cho từng cơ chế, bảo vệ độ sạch của phía khí trong quá trình bảo trì và xác minh hệ thống phân phối cũng như đầu ra của máy nén.
