Apostila M1004 BR - Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido

Apostila M1004 BR Setembro 2006 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido CYAN MAGENTA YELLOW BLACK Parker Hannifin Filiais Distribuidor Autorizado Ap M1004 BR 0906 400 Parker Hannifin Ind Com Ltda Av Lucas Nogueira Garcez 2181 Esperança Caixa Postal 148 12325900 Jacareí SP Tel 12 39545100 Fax 12 39545262 trainingbrazilparkercom Belo Horizonte MG Rua Pernambuco 353 cj 306307 Funcionários 30130150 Belo Horizonte MG Tel 31 32612566 Fax 31 32614230 belohorizonteparkercom Campinas SP Rua Tiradentes 289 sl 21 e 22 Guanabara 13023190 Campinas SP Tel 19 32353400 Fax 19 32352969 campinasparkercom Jacareí SP Av Lucas Nogueira Garcez 2181 Esperança Caixa Postal 148 12325900 Jacareí SP Tel 12 39545100 Fax 12 39545262 valeparaibaparkercom Joinville SC Rua Alexandre Doehler 129 sl 701 Centro 89201260 Joinville SC Tel 47 30289444 Fax 47 30289444 joinvilleparkercom Porto Alegre RS Av Frederico Ritter 1100 Distrito Industrial 94930000 Cachoeirinha RS Tel 51 34709144 Fax 51 34709281 brazilhydraulicsparkercom Recife PE Rua Santa Edwirges 135 Bairro do Prado 50830220 Recife PE Tel 81 21258000 Fax 81 21258009 recifeparkercom Rio de Janeiro RJ Av das Américas 500 bl 20 sl 233 Downtown Barra da Tijuca 22640100 Rio de Janeiro RJ Tel 21 24916868 Fax 21 31537572 riodejaneiroparkercom São Paulo SP Rodovia Anhangüera km 253 Perus 05276977 São Paulo SP Tel 11 39158500 Fax 11 39158516 saopauloparkercom Training Training Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Termo de Garantia A Parker Hannifin Ind e Com Ltda Divisão Automation doravante denominada simplesmente Parker garante os seus produtos pelo prazo de 12 doze meses incluído o da garantia legal primeiros 90 dias contados a partir da data de seu faturamento desde que instalados e utilizados corretamente de acordo com as especificações contidas em catálogos ou manuais ou ainda nos desenhos aprovados pelo cliente quando tratarse de produto desenvolvido em caráter especial para uma determinada aplicação Abrangência desta Garantia A presente garantia contratual abrange apenas e tão somente o conserto ou substituição dos produtos defeituosos fornecidos pela Parker A Parker não garante seus produtos contra erros de projeto ou especificações executadas por terceiros A presente garantia não cobre nenhum custo relativo à desmontagem ou substituição de produtos que estejam soldados ou afixados de alguma forma em veículos máquinas equipamentos e sistemas Esta garantia não cobre danos causados por agentes externos de qualquer natureza incluindo acidentes falhas com energia elétrica uso em desacordo com as especificações e instruções uso indevido negligência modificações reparos e erros de instalação ou testes Limitação desta Garantia A responsabilidade da Parker em relação a esta garantia ou sob qualquer outra garantia expressa ou implícita está limitada ao conserto ou substituição dos produtos conforme acima mencionado ADVERTÊNCIA SELEÇÃO IMPRÓPRIA FALHA OU USO IMPRÓPRIO DOS PRODUTOS DESCRITOS NESTE CATÁLOGO PODEM CAUSAR MORTE DANOS PESSOAIS EOU DANOS MATERIAIS As informações contidas neste catálogo da Parker Hannifin Ind e Com Ltda e seus Distribuidores Autorizados fornecem opções de produtos para aplicações por usuários que tenham habilidade técnica É importante que você analise os aspectos de sua aplicação incluindo consequências de qualquer falha e revise as informações que dizem respeito ao produto contidos neste catálogo Devido à variedade de condições de operações e aplicações para estes produtos o usuário através de sua própria análise e teste é o único responsável para fazer a seleção final dos produtos e também para assegurar que o desempenho a segurança da aplicação e os cuidados especiais requeridos sejam atingidos Os produtos aqui descritos com suas características especificações e desempenhos são objetos de mudança pela Parker Hannifin Ind e Com Ltda a qualquer hora sem prévia notificação A B S Q u a l i t y E v a l u a t i o n s I n c M a n a g e m e n t S y s t e m C e r t i f i c a t i o n ISO 9001 2000 Certificate Number 30759 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 1 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training COPYRIGHT by Parker Hannifin Corporation Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Adaptação e Revisão Parker Training Brasil Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 2 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Apresentação Para incentivar ampliar e difundir as tecnologias de automação industrial da Parker Hannifin numa gama tão ampla de aplicações foi criada na Parker Jacareí a Parker Training Há mais de 26 anos treinando profissionais em empresas escolas e universidades a Parker Training vem oferecendo treinamento técnico especializado e desenvolvendo material didático diversificado e bem elaborado com o intuito de facilitar a compreensão Com instrutores qualificados esse projeto é pioneiro na área de treinamento em automação industrial no Brasil e colaborou para a formação de mais de 25 mil pessoas em aproximadamente 4 mil empresas através de cursos e materiais reconhecidos pelo conteúdo técnico e qualidade de ensino Para alcançar tais números e continuar a atender seus clientes de forma cada vez melhor com uma parceria cada vez mais forte os profissionais da Parker Training se dedicam a apresentar sempre novos conceitos em cursos e materiais didáticos São ministrados cursos abertos ou in company em todo o país através de instrutores próprios ou de uma rede de franqueados igualmente habilitada e com a mesma qualidade de treinamento Os cursos oferecidos abrangem as áreas de Automação PneumáticaEletropneumática Manutenção de Equipamentos PneumáticosHidráulicos Técnicas de Comando Pneumático Controladores Lógicos Programáveis e HidráulicaEletrohidráulica Industrial com controle proporcional São oferecidos também programas de treinamento especial com conteúdo e carga horária de acordo com as necessidades do cliente empresa ou entidade de ensino Faz parte dos nossos cursos uma grande gama de materiais didáticos de apoio que facilita e agiliza o trabalho do instrutor e do aluno transparências componentes em corte símbolos magnéticos apostilas e livros didáticos ligados às técnicas de automação gabaritos para desenho de circuitos fitas de vídeo software de desenho e simulação de circuitos pneumáticos e hidráulicos além de bancadas de treinamento para realização prática destes circuitos Parker Training Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 3 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Índice 1 Introdução 4 2 Princípios Físicos 5 3 Produção do Ar Comprimido 11 4 Tratamento do Ar Comprimido 20 5 Unidade de Condicionamento lubrefil 39 6 Tubulação 51 7 Economia de Energia Vazamentos e Queda de Pressão 59 8 Manutenção 65 9 Segurança 69 10 Referências 70 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 4 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Pelas razões mencionadas e à vista posso chegar à conclusão de que o homem dominará e poderá elevarse sobre o ar mediante grandes asas construídas por si contra a resistência da gravidade A frase de Leonardo Da Vinci demonstra apenas uma das muitas possibilidades de aproveitamento do ar na técnica o que ocorre hoje em dia em grande escala Como meio de racionalização do trabalho o ar comprimido vem encontrando cada vez mais campo de aplicação na indústria assim como a água a energia elétrica etc Somente na segunda metade do século XIX é que o ar comprimido adquiriu importância industrial No entanto sua utilização é anterior a Da Vinci que em diversos inventos dominou e usou o ar No Velho Testamento são encontradas referências ao emprego do ar comprimido na fundição de prata ferro chumbo e estanho A história demonstra que há mais de 2000 anos os técnicos construíam máquinas pneumáticas produzindo energia pneumática por meio de um pistão Como instrumento de trabalho utilizavam um cilindro de madeira dotado de êmbolo Os antigos aproveitavam ainda a força gerada pela dilatação do ar aquecido e a força produzida pelo vento Em Alexandria centro cultural vigoroso no mundo helênico foram construídas as primeiras máquinas reais no século III aC Neste mesmo período Ctesibios fundou a Escola de Mecânicos também em Alexandria tornandose portanto o precursor da técnica para comprimir o ar A Escola de Mecânicos era especializada em Alta Mecânica e eram construídas máquinas impulsionadas por ar comprimido No século III dC um grego Hero escreveu um trabalho em dois volumes sobre as aplicações do ar comprimido e do vácuo Contudo a falta de recursos materiais adequados e mesmo incentivos contribuiu para que a maior parte destas primeiras aplicações não fosse prática ou não pudesse ser convenientemente desenvolvida A técnica era extremamente depreciada a não ser que estivesse a serviço de reis e exércitos para aprimoramento das máquinas de guerra Como consequência a maioria das informações perdeuse por séculos Durante um longo período o desenvolvimento da energia pneumática sofreu paralisação renascendo apenas nos séculos XVI e XVII com as descobertas dos grandes pensadores e cientistas como Galileu Otto Von Guericke Robert Boyle Bacon e outros que passaram a observar as leis naturais sobre compressão e expansão dos gases Leibinz Huyghens Papin e Newcomem são considerados os pais da Física Experimental sendo que os dois últimos consideravam a pressão atmosférica como uma força enorme contra o vácuo efetivo o que era objeto das Ciências Naturais Filosóficas e da Especulação Teológica desde Aristóteles até o final da época Escolástica Encerrando esse período encontrase Evangelista Torricelli o inventor do barômetro um tubo de mercúrio para medir a pressão atmosférica Com a invenção da máquina a vapor de Watts tem início a era da máquina No decorrer dos séculos desenvolveramse várias maneiras de aplicação do ar com o aprimoramento da técnica e novas descobertas Assim foram surgindo os mais extraordinários conhecimentos físicos bem como alguns instrumentos Um longo caminho foi percorrido das máquinas impulsionadas por ar comprimido na Alexandria aos engenhos pneumoeletrônicos de nossos dias Portanto o homem sempre tentou aprisionar esta força para colocála a seu serviço com um único objetivo controlála e fazêla trabalhar quando necessário Atualmente o controle do ar suplanta os melhores graus da eficiência executando operações sem fadiga economizando tempo ferramentas e materiais além de fornecer segurança ao trabalho O termo pneumática é derivado do grego Pneumos ou Pneuma respiração sopro e é definido como a parte da Física que se ocupa da dinâmica e dos fenômenos físicos relacionados com os gases ou vácuos É também o estudo da transformação da energia pneumática em energia mecânica através dos respectivos elementos de trabalho 1 Introdução Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 5 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training 2 Princípios Físicos Propriedades físicas do ar Apesar de insípido inodoro e incolor percebemos o ar através dos ventos aviões e pássaros que nele flutuam e se movimentam sentimos também o seu impacto sobre o nosso corpo Concluimos facilmente que o ar tem existência real e concreta ocupando lugar no espaço Compressibilidade O ar assim como todos os gases tem a propriedade de ocupar todo o volume de qualquer recipiente adquirindo seu formato já que não tem forma própria Assim podemos encerrálo num recipiente com volume determinado e posteriormente provocarlhe uma redução de volume usando uma de suas propriedades a compressibilidade Podemos concluir que o ar permite reduzir o seu volume quando sujeito à ação de uma força exterior Elasticidade Propriedade que possibilita ao ar voltar ao seu volume inicial uma vez extinto o efeito força responsável pela redução do volume Compressibilidade do ar Ar submetido a um volume inicial V0 Ar submetido a um volume inicial Vf Vf V0 Elasticidade do ar Ar submetido a um volume inicial V0 Ar submetido a um volume inicial Vf Vf V0 F 1 2 1 2 F Difusibilidade Propriedade do ar que lhe permite misturarse homoge neamente com qualquer meio gasoso que não esteja saturado Expansibilidade Propriedade do ar que lhe possibilita ocupar totalmente o volume de qualquer recipiente adquirindo o seu formato Difusibilidade do ar Volumes contendo ar e gases válvula fechada Válvula aberta temos uma mistura homogênea Expansibilidade do ar Possuímos um recipiente contendo ar a válvula na situação 1 está fechada Quando a válvula é aberta o ar expande assumindo o formato dos recipientes porque não possui forma própria 1 2 1 2 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 6 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Peso do ar Como toda matéria concreta o ar tem peso A experiência abaixo mostra a existência do peso do ar Temos dois balões idênticos hermeticamente fechados contendo ar com a mesma pressão e temperatura Colocandoos numa balança de precisão os pratos se equilibram De um dos balões retirase o ar através de uma bomba de vácuo Colocase outra vez o balão na balança já sem o ar e haverá o desequilíbrio causado pela falta do ar Um litro de ar a 0C e ao nível do mar pesa 1293 x 103 Kgf O ar quente é mais leve que o ar frio Uma experiência que mostra este fato é a seguinte Uma balança equilibra dois balões idênticos abertos Expondose um dos balões em contato com uma chama o ar do seu interior se aquece escapa pela boca do balão tornandose assim menos denso Consequentemente há um desequilíbrio na balança Atmosfera Camada formada por gases principalmente por 21 oxigênio O2 78 nitrogênio N2 e 1 de outros gases que envolve toda a superfície terrestre responsável pela existência de vida no planeta Ar quente é menos denso que ar frio Camadas gasosas da atmosfera A Troposfera 12 Km D TermosferaIonosfera 500 Km B Estratosfera 50 Km E Exosfera 800 a 3000 Km C Mesosfera 80 km C D B A E Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 7 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Pelo fato do ar ter peso as camadas inferiores são comprimidas pelas camadas superiores Assim as camadas inferiores são mais densas que as superiores Concluímos portanto que um volume de ar compri mido é mais pesado que o ar à pressão normal ou à pressão atmosférica Quando dizemos que um litro de ar pesa 1293 X 103 Kgf ao nível do mar isto significa que em altitudes diferentes o peso tem valor diferente Pressão atmosférica Sabemos que o ar tem peso portanto vivemos sob esse peso A atmosfera exerce sobre nós uma força equivalente ao seu peso mas não a sentimos pois ela atua em todos os sentidos e direções com a mesma intensidade O valor da pressão atmosférica ao nível do mar a uma temperatura de 20C e a uma umidade relativa de 36 é de 1 atm ou 760 mm coluna mercúriio ou 1 bar ou 145 lbfpol2 A pressão atmosférica varia proporcionalmente à altitude considerada Esta variação pode ser notada A pressão atmosférica atua em todos os sentidos e direções Altitude Pressão Altitude Pressão m Kgfcm2 m Kgfcm2 0 1033 1000 0915 100 1021 2000 0810 200 1008 3000 0715 300 0996 4000 0629 400 0985 5000 0552 500 0973 6000 0481 600 0960 7000 0419 700 0948 8000 0363 800 0936 9000 0313 900 0925 10000 0270 Variação da pressão atmosférica com relação à altitude Medição da pressão atmosférica Nós geralmente pensamos que o ar não tem peso Mas o oceano de ar cobrindo a terra exerce pressão sobre ela Torricelli o inventor do barômetro mostrou que a pressão atmosférica pode ser medida por uma coluna de mercúrio Enchendose um tubo com mercúrio e invertendoo em uma cuba cheia com mercúrio ele descobriu que a atmosfera padrão ao nível do mar suporta uma coluna de mercúrio de 760 mm de altura A pressão atmosférica ao nível do mar mede ou é equivalente a 760 mm de mercúrio Qualquer elevação acima desse nível deve medir evidentemente menos do que isso Num sistema hidráulico as pressões acima da pressão atmosférica são medidas em kgfcm2 As pressões abaixo da pressão atmosférica são medidas em unidade de milímetros de mercúrio 0710 kgfcm2 1033 kgfcm2 1067 kgfcm2 76 cm Pressão atmosférica ao nível do mar Barômetro Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 8 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training P1V1 P2V2 T1 T2 De acordo com esta relação são conhecidas as três variáveis do gás Por isso se qualquer uma delas sofrer alteração o efeito nas outras poderá ser previsto Efeito combinado entre as três variáveis físicas Princípio de Pascal Constatase que o ar é muito compressível sob ação de pequenas forças Quando contido em um recipiente fechado o ar exerce uma pressão igual sobre as paredes em todos os sentidos Por Blaise Pascal temos A pressão exercida em um líquido confinado em forma estática atua em todos os sentidos e direções com a mesma intensidade exercendo forças iguais em áreas iguais Princípio de Blaise Pascal 1 Suponhamos um recipiente cheio de um líquido o qual é praticamente incompressível 2 Se aplicarmos uma força de 10 Kgf num êmbolo de 1 cm2 de área 3 O resultado será uma pressão de 10 Kgfcm2 nas paredes do recipiente p F A No SI F Newton Força P Newtonm2 Pressão A m2 Área No MKS F kgf Força P kgfcm2 Pressão A cm2 Área Temos que 1 kgf 98 N Nota Pascal não faz menção ao fator atrito existente quando o líquido está em movimento pois baseiase na forma estática e não nos líquidos em movimento Físicas do gás Lei geral dos gases perfeitos As leis de BoyleMariotte Charles e Gay Lussac referemse a transformações de estado nas quais uma das variáveis físicas permanece constante Geralmente a transformação de um estado para outro envolve um relacionamento entre todas sendo assim a relação generalizada é expressa pela fórmula T1 V1 P1 Mesma temperatura volume diminui pressão aumenta T2 V2 P2 Mesmo volume pressão aumenta temperatura aumenta e viceversa T3 V3 P3 Mesma pressão volume aumenta temperatura aumenta e viceversa T4 V4 P4 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 9 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training O volume de ar deslocado com um compressor é medido de maneiras diversas sendo que a mais utilizada é o PCM ou pé cúbico por minuto A pressão resultante de redução deste volume também é medida utilizandose dos mesmos valores que medem a pressão atmosférica sendo que a mais comum é a lbfpol2 libras força por polegada quadrada A função portanto de um compressor de ar é o deslo camento de um volume por minuto Secundariamente este volume é reduzido conferindolhe uma pressão maior que a pressão atmosférica Depois de utilizado o ar poderá voltar a sua forma natural graças a sua outra característica a elasticidade logo que extinta a força que incidia sobre o volume Tabelas de conversão de pressão e vazão volumétrica Unidades de medidas Equivalências kgfcm2 1422 lbfpol2 lbfpol2 1kgfcm2 098 bar 10 mca psi 0968 atm psig 1083 kgfcm2 1 atm 1451 psi bar 1 bar atm 1083 kgfcm2 1 bar 1451 psi kPa 100 kPa Nm2 1 Nm2 00001 kgfcm2 pcm cfm 1 pé3min 2832 lmin scfm pés3min 1000 lmin Nm3min 1 m3min 3532 pés3min m3min 26417 galmin lmin 1 dm3min 1 lmin dm3 galão 1 galãomin 378 lmin g GAUGE é a pressão manométrica lida no manômetro Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 10 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training m3min lmin pés3min 00283 2832 100 00566 5663 200 00849 8495 300 01133 11327 400 01416 14158 500 01699 16990 600 01982 19822 700 02265 22653 800 02548 25485 900 02832 28317 1000 03115 31148 1100 03398 3398 1200 03681 36812 1300 03964 39643 1400 04247 42475 1500 04531 45307 1600 04814 48138 1700 05097 50970 1800 05380 53802 1900 05663 56633 2000 07079 70791 2500 08495 84950 3000 09911 99108 3500 11327 113266 4000 12742 127425 4500 14158 141583 5000 16990 169899 6000 19822 198216 7000 22653 226533 8000 25485 254849 9000 28317 283166 10000 31148 311482 11000 bar kgfcm2 psi 0689 0703 10 1379 1406 20 1724 1758 25 2068 2110 30 2413 2461 35 2758 2813 40 3447 3516 50 3792 3868 55 4137 4219 60 4481 4571 65 4826 4923 70 5171 5274 75 5516 5626 80 5860 5977 85 6205 6329 90 6550 6681 95 6894 7032 100 7239 7384 105 7584 7736 110 7929 8087 115 8273 8439 120 8618 8790 125 8963 9142 130 9308 9494 135 9652 9845 140 9997 10197 145 10342 10549 150 11031 11252 160 11721 11955 170 12065 12307 175 12410 12658 180 13789 14065 200 Tabela de conversnao vazãopressão Vazão volumétrica Pressão Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 11 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training 3 Produção do Ar Comprimido Nota Em nosso livro encontraremos daqui para adiante figuras e desenhos que foram ilustrados em cores Essas cores não foram estabelecidas aleatoriamente Um circuito pneumático ou hidráulico pode ser mais facilmente interpretado quando trabalhamos com cores técnicas colorindo as linhas de fluxo com o objetivo de identificar o que está ocorrendo com o mesmo ou qual função que este desenvolverá As cores utilizadas para esse fim são normalizadas porém existe uma diversificação em função da norma seguida Apresentamos abaixo as cores utilizadas pelo ANSI American National Standard Institute que substitui a organização ASA sua padronização de cores é bem completa e abrange a maioria das necessidades de um circuito Vermelho Indica pressão de alimentação pressão normal do sis tema é a pressão do processo de transformação de energia ex compressor Violeta Indica que a pressão do sistema de transformação de energia foi intensificada ex multiplicador de pressão Laranja Indica linha de comando pilotagem ou que a pressão básica foi reduzida ex pilotagem de uma válvula Amarelo Indica uma restrição no controle de passagem do fluxo ex utilização de válvula de controle de fluxo Azul Indica fluxo em descarga escape ou retorno ex exaustão para atmosfera Verde Indica sucção ou linha de drenagem ex sucção do compressor Branco Indica fluido inativo ex armazenagem Elementos de produção de ar comprimido compressores Definição Compressores são máquinas destinadas a elevar a pressão de um certo volume de ar admitido nas condições atmosféricas até uma determinada pressão exigida na execução dos trabalhos realizados pelo ar comprimido Classificação e definição segundo os princípios de trabalho São duas as classificações fundamentais para os princípios de trabalho Deslocamento positivo Baseiase fundamentalmente na redução de volume O ar é admitido em uma câmara isolada do meio exterior onde seu volume é gradualmente diminuído processandose a compressão Quando uma certa pressão é atingida provoca a abertura de válvulas de descarga ou simplesmente o ar é empurrado para o tubo de descarga durante a contínua diminuição do volume da câmara de compressão Deslocamento dinâmico A elevação da pressão é obtida por meio de conversão de energia cinética em energia de pressão durante a passagem do ar através do compressor O ar admitido é colocado em contato com impulsores rotor laminado dotados de alta velocidade Este ar é acelerado atingindo velocidades elevadas e consequentemente os impulsores transmitem energia cinética ao ar Posteriormente seu escoamento é retardado por meio de difusores obrigando a uma elevação na pressão Difusor É uma espécie de duto que provoca diminuição na velocidade de escoamento de um fluido causando aumento de pressão Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 12 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Tipos fundamentais de compressores São apresentados a seguir alguns dos tipos de compressores O ar é acelerado a partir do centro de rotação em direção à periferia ou seja é admitido pela primeira hélice rotor dotado de lâminas dispostas radialmente axialmente é acelerado e expulso radialmente Quando vários estágios estão reunidos em uma carcaça única o ar é obrigado a passar por um difusor antes de ser conduzido ao centro de rotação do estágio seguinte causando a conversão de energia cinética em energia de pressão A relação de compressão entre os estágios é determinada pelo desenho da hélice sua velocidade tangencial e a densidade do gás O resfriamento entre os estágios a princípio era realizado através de camisas dágua nas paredes inter nas do compressor Atualmente existem resfriadores intermediários separados de grande porte devido à sensibilidade à pressão por onde o ar é dirigido após dois ou três estágios antes de ser injetado no grupo seguinte Em compressores de baixa pressão não existe resfriamento intermediário Os compressores de fluxo radial requerem altas velocidades de trabalho como por exemplo 334 550 834 até 1667 rpm Isto implica também em um deslocamento mínimo de ar 01667 m3s As pressões influem na sua eficiência razão pela qual geralmente são geradores de ar comprimido Assim comparandose a sua eficiência com a de um compres sor de deslocamento positivo esta seria menor Por isso esses compressores são empregados quando se exigem grandes volumes de ar comprimido Compressor de parafuso Este compressor é dotado de uma carcaça onde giram dois rotores helicoidais em sentidos opostos Um dos rotores possui lóbulos convexos o outro uma depres são côncava e são denominados respectivamente rotor macho e rotor fêmea Os rotores são sincronizados por meio de engrena gens entretanto existem fabricantes que fazem com que um rotor acione o outro por contato direto O processo mais comum é acionar o rotor macho obtendose uma velocidade menor do rotor fêmea Estes rotores revolvemse numa carcaça cuja superfície interna consiste de dois cilindros ligados como um oito Compressor dinâmico de fluxo radial Compressores Deslocamentos dinâmicos Deslocamentos positivos Ejetor Fluxo radial Fluxo axial Rotativos Alternativos Roots Palhetas Parafuso Diafragma Pistão Simbologia Compressor dinâmico de fluxo radial Simbologia Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 13 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Nas extremidades da câmara existem aberturas para admissão e descarga do ar O ciclo de compressão pode ser seguido pelas figuras a b c d Compressor alternativo de pistão de sim ples efeito ou compressor tipo tronco Este tipo de compressor leva este nome por ter somen te uma câmara de compressão ou seja apenas a face superior do pistão aspira o ar e comprime a câmara formada pela face inferior está em conexão com o carter O pistão está ligado diretamente ao virabrequim por uma biela este sistema de ligação é denominado tronco que proporciona um movimento alternativo de sobe e desce ao pistão e o empuxo é totalmente trans mitido ao cilindro de compressão Iniciado o movimento descendente o ar é aspirado por meio de válvulas de admissão preenchendo a câmara de compressão A compressão do ar tem início com o movimento da subida Após obterse uma pressão suficiente para abrir a válvula de descarga o ar é expulso para o sistema O ar à pressão atmosférica ocupa espaço entre os ro tores e conforme eles giram o volume compreendido entre os mesmos é isolado da admissão Em seguida começa a decrescer dando início à compressão Esta prossegue até uma posição tal que a descarga é descoberta e o ar é descarregado continuamente livre de pulsações No tubo de descarga existe uma válvula de retenção para evitar que a pressão faça o compressor trabalhar como motor durante os períodos em que estiver parado Ciclo de trabalho de um compressor de parafuso a O ar entra pela abertura de admissão preenchendo o espaço entre os parafusos A linha tracejada representa a abertura da descarga b À medida que os rotores giram o ar é isolado tendo início a compressão c O movimento de rotação produz uma compressão suave que continua até ser atingido o começo da abertura de descarga d O ar comprimido é suavemente descarregado do compres sor ficando a abertura de descarga selada até a passagem do volume comprimido no ciclo seguinte Simbologia Ciclo de trabalho de um compressor de pistão de simples efeito Simbologia Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 14 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Compressor alternativo de pistão de duplo efeito compressor tipo cruzeta Este compressor é assim chamado por ter duas câmaras ou seja as duas faces do êmbolo aspiram e comprimem O virabrequim está ligado a uma cruzeta por uma biela a cruzeta por sua vez está ligada ao êmbolo por uma haste Desta maneira consegue transmitir movimento alternativo ao êmbolo além do que a força de empuxo não é mais transmitida ao cilindro de compressão e sim às paredes guias da cruzeta O êmbolo efetua o movimento descendente e o ar é admitido na câmara superior enquanto que o ar contido na câmara inferior é comprimido e expelido Procedendose o movimento oposto a câmara que havia efetuado a admissão do ar realiza a sua compressão e a que havia comprimido efetua a admissão Os movimentos prosseguem desta maneira durante a marcha do trabalho Todos os compressores tem em comum a mesma função deslocar um volume de ar e reduzilo O tipo de compressor mais utilizado em todo o mundo é o alternativo de pistão que tem um funcionamento muito simples Seu mecanismo é uma ação em três tempos admis são compressão e descarga Cada vez que um compressor realiza esta função de captar comprimir e descarregar um volume de ar chamamos de um estágio Estágio é portanto o procedimento sistemático desta função mecânica continuadamente repetida No sistema de compressores alternativos de pistão tem diferentes tipos de projeto que permitem se ne cessário a repetição dos estágios de admissão e descarga aumentando a eficiência de redução de volume ganhandose em aumento de pressão deste Desta maneira há compressores de Um estágio considerados de baixa pressão 80 a 120 psi e 100 a 140 psi Dois estágios consideradors de alta pressão 135 a 175 psi Três estágios considerados alta pressão 210 a 250 psi O compressor de três estágios seguirá a mesma sequência anterior tendo ainda um terceiro cilindro de tamanho reduzido para como o próprio nome diz reduzir uma terceira vez o volume obtendo uma pressão ainda maior Complementação sobre os compressores Cilindros cabeçotes São executados geralmente em ferro fundido perlítico de boa resistência mecânica com dureza suficiente e boas características de lubrificação devido à presença de carbono sob a forma de grafite Pode ser fundido com aletas para resfriamento com ar ou com paredes duplas para resfriamento com água usamse geralmente o bloco de ferro fundido e cami sas de aço A quantidade de cilindros com camisas determina o número de estágios que podem ser Êmbolo pistão O seu formato varia de acordo com a articulação existente entre ele e a biela Nos compressores de simples efeito o pé da biela se articula diretamente sobre o pistão e este ao subir provoca empuxo na parede do cilindro Ciclo de trabalho de um compressor de pistão de duplo efeito Simbologia Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 15 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Esta construção é preferida pois permite maior vazão e maior troca de calor A água utilizada para este fim deve ter baixa temperatura pressão suficiente estar livre de impurezas e ser mole isto é conter pouco teor de sais de cálcio ou outras substâncias O processo de resfriamento se inicia geralmente pela circulação de água através da câmara de baixa pressão entrando posteriormente em contato com o resfriador intermediário Além de provocar o resfriamento do ar uma considerável quantidade de umidade é retida em consequência da queda de temperatura provocada no fluxo de ar proveniente do estágio de baixa pressão Em seguida a água é dirigida para a câmara de alta pressão sendo eliminada do interior do compressor indo para as torres ou piscinas de resfriamento Sistema de refrigeração à água em um compressor de dois estágios e duplo efeito Resfriador Intermediário Ar Ar Água Em consequência o êmbolo deve apresentar uma superfície de contato suficiente No caso de duplo efeito o empuxo lateral é suportado pela cruzeta e o êmbolo é rigidamente preso à haste Os êmbolos são feitos de ferro fundido ou ligas de alumínio Composição e geração Os compressores de pistão são comumente aplicados para pequenasmédias vazões até 200 m3h Os compressores de parafuso são mais indicados para médias e grandes vazões 150 m3h a 2000 m3h Os compressores centrífugos são mais indicados para vazões grandes e muito grandes 1500 m3h As pressões atingidas pelos compressores variam em geral entre 6 barg e 40 barg sendo a pressão 7 barg tipicamente encontrada na maioria das aplicações Um eficiente sistema de ar comprimido começa pela escolha do compressor mais adequado para cada atividade Sistema de refrigeração dos compressores resfriamento intermediário Remove o calor gerado entre os estágios de compres são visando Manter baixa a temperatura das válvulas do óleo lubrifi cante e do ar que está sendo comprimido com a queda de temperatura do ar a umidade é removida Aproximar a compressão da isotérmica embora esta difi cilmente possa ser atingida devido à pequena superfície para troca de calor Evitar deformação do bloco e cabeçote devido às tempe raturas Aumentar a eficiência do compressor O sistema de refrigeração compreende duas fases Resfriamento dos cilindros de compressão Resfriamento do resfriador intermediário Um sistema de refrigeração ideal é aquele em que a temperatura do ar na saída do resfriador intermediário é igual à temperatura de admissão deste ar O resfriamento pode ser realizado por meio de ar em circulação ventilação forçada e água sendo que o resfriamento à água é o ideal porque provoca condensação de umidade os demais não provocam condensação Resfriamento à água Os blocos dos cilindros são dotados de paredes duplas entre as quais circula água A superfície que exige um melhor resfriamento é a do cabeçote pois permanece em contato com o gás ao fim da compressão No resfriador intermediário empregam se em geral tubos com aletas O ar a ser resfriado passa em torno dos tubos trans ferindo o calor para a água em circulação Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 16 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Aqui todo o calor adquirido é eliminado da água para que haja condições de reaproveitamento Determinados tipos de compressores necessitam de grandes quanti dades de água e portanto não havendo um reaprovei tamento haverá gastos Este reaproveitamento se faz mais necessário quando a água disponível é fornecida racionalmente para usos gerais Os compressores refrigeradores à água necessitam atenção constante para que o fluxo refrigerante não sofra qualquer interrupção o que acarretaria um aumento sensível na temperatura de trabalho Determinados tipos de compressores possuem no sistema de resfriamento intermediário válvulas termostáticas visando assegurar o seu funcionamento e protegendoo contra a temperatura excessiva por falta dágua ou outro motivo qualquer O resfriamento intermediário pela circulação de água é o mais indicado Resfriamento a ar Compressores pequenos e médios podem ser vanta josamente resfriados a ar num sistema muito prático particularmente em instalações ao ar livre ou onde o calor pode ser retirado facilmente das dependências Nestes casos o resfriamento a ar é a alternativa conve niente Existem dois modos básicos de resfriamento por ar Circulação os cilindros e cabeçotes geralmente são aletados a fim de proporcionar maior troca de calor o que é feito por meio da circulação do ar ambiente e com auxílio de hélices nas polias de transmissão Ventilação forçada a refrigeração interna dos cabeçotes e res friador intermediário é conseguida através de ventilação forçada ocasionada por uma ventoinha obrigando o ar a circular no interior do compressor Conceitos básicos para uma correta seleção Para o correto dimensionamento de um compressor os fatores mais importantes a serem considerados são Vazão volume de ar Pressão força do ar É fundamental considerar ainda que nos compressores de pistão há um terceiro fator que é o regime de intermitência ou seja a relação de tempo que um compressor fica parado ou em funcionamento Neste tipo de compressor a intermitência ideal é de 30 de forma que num determinado período de trabalho um compressor permaneça 70 do tempo em carga e 30 em alívio Para uma perfeita cobertura das expectativas o dimensionamento de qualquer compressor de ar deve atender aos requisitos básicos de pressão vazão e regime de intermitência Secundariamente considerase fatores outros como facilidade de locomoção tensão da rede etc mas sempre após garantir os três requisitos fundamentais pressão vazão intermitência Dimensionamento de um compressor Para a correta seleção de um compressor é necessário saber 1 Equipamentos pneumáticos que serão utilizados 2 Quantidade 3 Taxa de utilização fornecido pelo usuário 4 Pressão de trabalho dado técnico de catálogo 5 Ar efetivo consumidor por equipamento dado técnico de catálogo Exemplo Uma pequena fábrica tem os seguintes equipamentos listados Vamos selecionar o compressor correto para nosso cliente Descrição Qde Consumo Pressão Taxa de Equipamento de ar efetivo de trabalho utilização pcm lbfpol2 Furadeira pneumática 2 80 60 25 Lixadeira pneumática 2 120 60 40 Pistola pintura 3 60 40 30 Guincho pneumático 1 30 125 10 Bicos de limpeza 5 60 qualquer 10 pressão Primeiramente devemos calcular o consumo de ar efetivo considerando a intermitência de cada equipa mento Como Furadeira 2 x 8 x 025 40 pcm Lixadeira pneumática 2 x 12 x 040 96 pcm Pistola de pintura 3 x 6 x 030 54 pcm Guincho pneumático 5 x 6 x 010 30 pcm Bico de limpeza 5 x 6 x 010 223 pcm Total 223 pcm pressão 125 psi Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 17 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Quanto ao nível de pureza do ar comprimido é con veniente fazer uma distinção entre aplicação crítica e nãocrítica Mesmo com a utilização obrigatória dos mais sofisti cados equipamentos de tratamento de ar comprimido as aplicações críticas hospitais laboratórios ar para respiração humana etc deverão ser equipados com compressores do tipo nãolubrificados isentos de óleo eliminandose o risco de um lançamento exces sivo de óleo no sistema no caso de um acidente com os separadores de óleo dos compressores lubrifica dos Quantidade de compressores Assim que a vazão total do sistema for definida esta beleça um fator entre 20 e 50 para futuras amplia ções e selecione dois compressores que somados atendam essa vazão Um terceiro compressor da mesma capacidade pode ser adicionado ao sistema como stand by Vazão requerida 100 Vazão de cada compressor C1 C2 C3 60 C1 C2 120 operação C3 60 stand by Em conjunto os três compressores podem ser progra mados para operar num sitema de rodízio proporcio nando o mesmo nível de desgaste para todos Essa configuração é sob qualquer aspecto a mais vantajosa para o usuário pois garante o suprimento de ar comprimido presente e futuro como o menor risco de falha Verifique a potência e a vazão efetivamente produzida pelo compressor Cuidado com as informações do tipo volume deslocado pois costumam omitir as per das ocorridas no processo de compressão C1 C2 C3 100000 10000 1000 100 10 Pistão Centrífugo 60 Palheta Parafuso Lóbulo 200 200000 Pressão de descarga psig 10 100 1000 10000 100000 1000000 8000 20000 500000 Vazão pcma Axial 500 Um eficiente sistema de ar comprimido começa pela escolha do compressor mais adequado para cada atividade O diagrama abaixo auxilia na escolha do tipo de com pressor mais indicado para atender os parâmetros vazão e pressão Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 18 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Reservatório de ar comprimido Um sistema de ar comprimido é dotado geralmente de um ou mais reservatórios desempenhando grandes funções junto a todo o processo de produção Reservatório de ar comprimido Simbologia Em geral o reservatório possui as seguintes funções Armazenar o ar comprimido Resfriar o ar auxiliando a eliminação do condensado Compensar as flutuações de pressão em todo o sistema de distribuição Estabilizar o fluxo de ar Controlar as marchas dos compressores etc Os reservatórios são construídos no Brasil conforme a norma PNB 109 da ABNT que recomenda Nenhum reservatório deve operar com uma pressão acima da pressão máxima de trabalho permitida exceto quando a válvula de segurança estiver dando vazão nesta condição a pressão não deve ser excedida em mais de 6 do seu valor 1 Manômetro 5 Placa de identificação 2 Válvula registro 6 Válvula de alívio 3 Saída 7 Escotilha para inspeção 4 Entrada 8 Dreno 1 2 3 4 5 6 7 8 Localização Os reservatórios devem ser instalados de modo que todos os drenos conexões e aberturas de inspeção sejam facilmente acessíveis Em nenhuma condição o reservatório deve ser enter rado ou instalado em local de difícil acesso deve ser instalado de preferência fora da casa dos compres sores na sombra para facilitar a condensação da umidade e do óleo contidos no ar comprimido deve possuir um dreno no ponto mais baixo para fazer a remoção deste condensado acumulado em cada 8 horas de trabalho o dreno preferencialmente deverá ser automático Os reservatórios são dotados ainda de manômetro válvulas de segurança e são submetidos a uma prova de pressão hidrostática antes da utilização Armazenamento de ar Para cálculo rápido do volume de um reservatório de ar adotase a seguinte regra Para compressores de pistão Volume do reservatório 20 da vazão total do sistema medida em m3min Vazão total 5 m3min Volume do reservatório 20 x 5 m3min 10 m3 Para compressores rotativos Volume do reservatório 10 da vazão total do sistema medida em m3min Vazão total 5 m3min Volume do reservatório 10 x 5 m3min 05 m3 Para um cálculo mais sofisticado devese adotar uma fórmula que considera a vazão de ar requerida pelo sistema num determinado intervalo em função do decaimento máximo de pressão aceitável nesse intervalo Encontrando o volume total de armazenamento de ar necessário para o sistema recomendase dividilo em dois reservatórios menores de igual capacidade sendo o primeiro instalado logo após o compressor de ar e antes do préfiltro e o segundo logo após o pósfiltro Esse arranjo um reservatório de ar úmido e um reservatório de ar puro e seco traz inúmeros benefícios como o ajuste perfeito do ciclo cargaalívio dos compressores a proteção de todo o sistema contra vazamentos de óleo acidentais pelos compressores o amortecimento de pulsações a proteção dos rolamentos dos compressores o fornecimento Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 19 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training adequado de ar tratado para o consumo e a proteção dos equipamentos de tratamento de ar contra picos de vazão que viriam do primeiro reservatório caso não houvesse o segundo Finalmente um apecto fundamental na seleção de reservatórios de ar comprimido é a segurança A ocorrência de acidentes fatais envolvendo reservatórios fora de normas técnicas e sem as inspeções periódicas obrigatórias pela legislação brasileira é mais frequente do que se imagina Um reservatório deve sempre atender a PMTA pressão máxima de trabalho admissível do sistema ser projetado fabricado e testado conforme um conjunto de normas nacionais e internacionais NR13 ASME etc possuir instalados seus acessórios mínimos obrigatórios manômetro e válvula de segurança e receber uma proteção anticorrosiva interna e externa de acordo com a sua exposição à oxidação Manutenção do compressor Esta é uma tarefa importante dentro do setor industrial É imprescindível seguir as instruções recomendadas pelo fabricante que melhor do que ninguém conhece os pontos vitais de manutenção Um plano semanal de manutenção será previsto e nele será programada uma verificação no nível de lubrifica ção nos lugares apropriados e particularmente nos mancais do compressor motor e no carter Neste mesmo prazo será prevista a limpeza do filtro de ar e a verificação experimental da válvula de segurança para comprovação do seu real funcionamento Será prevista também a verificação da tensão das correiasPeriodicamente será verificada a fixação do volante sobre o eixo de manivelas Considerações sobre irregularidades na compressão Como na compressão o ar é aquecido é normal um aquecimento do compressor Porém às vezes o aquecimento exagerado pode ser devido a uma das seguintes causas a Falta de óleo no carter b Válvulas presas c Ventilação insuficiente d Válvulas sujas e Óleo do carter viscoso demais f Válvulas de recalque quebradas g Filtro de ar entupido Em caso de batidas ou barulho anormal observar os itens seguintes a Carvão no pistão b Folga ou desgaste nos pinos que prendem as buchas e os pistões c Jogo nos mancais das buchas no eixo das manivelas d Desgaste nos mancais principais e Válvulas mal assentadas f Volante solto Se os períodos de funcionamento são mais longos que os normais isto pode ser devido a a Entupimento do filtro de ar b Perda de ar nas linhas c Válvulas sujas ou emperradas d Necessidade de maior capacidade de ar Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 20 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training 4 Tratamento do Ar Comprimido Contaminantes O ar atmosférico é uma mistura de gases principalmente de oxigênio e nitrogênio e contém contaminantes de três tipos básicos água óleo e poeira sólido Durante o processo de compressão o ar comprimido também é contaminado pelo óleo lubrificante do compressor e por partículas sólidas provenientes do desgaste das peças móveis do mesmo Já na tubulação de distribuição o ar comprimido ainda pode arrastar ferrugem e outras partículas A água é responsável por outra série de inconvenientes que mencionaremos adiante O compressor ao admitir ar aspira também os seus compostos e ao comprimir adiciona a esta mistura o calor sob a forma de pressão e temperatura O resultado da mistura de todos os contaminantes é uma emulsão ácida e abrasiva que compromete o correto funcionamento de um sistema de ar comprimido em qualquer tipo de aplicação Umidade Os gases sempre permanecem em seu estado nas temperaturas e pressões normais encontradas no em prego da pneumática Componentes com água sofrerão condensação e ocasionarão problemas Sabemos que a quantidade de água absorvida pelo ar está relacio nada com a sua temperatura e volume A maior quantidade de vapor dágua contida num vol ume de ar sem ocorrer condensação dependerá da temperatura de saturação ou ponto de orvalho a que está submetido este volume No ar comprimido temos ar saturado O ar estará saturado quando a pressão parcial do vapor dágua for igual à pressão de saturação do vapor dágua à temperatura local O vapor é superaquecido quando a pressão parcial do vapor dágua for menor que a pressão de saturação Enquanto tivermos a presença de água em forma de vapor normalmente superaquecido nenhum problema ocorrerá Analisemos agora um certo volume de ar está satura do com vapor dágua isto é sua umidade relativa é 100 comprimimos este volume até o dobro da pres são absoluta o seu volume se reduzirá à metade Logi camente isto significará que sua capacidade de reter vapor dágua também foi reduzida à metade devido ao aumento da pressão e redução do seu volume Então o excesso de vapor será precipitado como água Isto ocorre se a temperatura for mantida constante du rante a compressão ou seja processo isotérmico de compressão Entretanto isso não acontece verificase uma elevação considerável na temperatura durante a compressão Como foi mencionado anteriormente a capacidade de retenção da água pelo ar está relacionada com a temperatura sendo assim não haverá precipitação no interior das câmaras de compressão A precipitação de água ocorrerá quando o ar sofrer um resfriamento seja no resfriador ou na linha de dis tribuição Isto explica porque no ar comprimido existe sempre ar saturado com vapor dágua em suspensão que se precipita ao longo das tubulações na proporção em que se resfria Quando o ar é resfriado à pressão constante a tem peratura diminui então a parcial do vapor será igual à pressão de saturação no ponto de orvalho Qualquer resfriamento adicional provocará condensação da umidade Efeitos do ar comprimido contaminado Obstrução de orifícios Desgaste de vedações Erosão nos componentes pneumáticos Redução de eficiência de produtividade da máquina Custos elevados com paradas de máquinas Portanto é da maior importância que grande parte da água bem como dos resíduos de óleo seja removida do ar para evitar redução de todos os dispositivos e máquinas pneumáticas Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 21 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training PO C Água gm3 PO C Água gm3 PO C Água gm3 70 00019 22 06232 26 254882 68 00026 20 07566 28 287887 66 00034 18 09152 30 324773 64 00046 16 11047 32 365892 62 00060 14 13288 34 411783 60 00079 12 15943 36 462942 58 00103 10 19070 38 520071 56 00135 8 22090 40 583676 54 00174 6 26647 42 654660 52 00225 4 32162 44 733929 50 00288 2 38085 46 821939 48 00368 0 45011 48 920980 46 00468 2 51638 50 1031027 44 00593 4 60078 52 1154836 42 00748 6 69157 54 1293509 40 00940 8 79440 56 1449386 38 01176 10 91059 58 1625200 36 01467 12 104220 60 1823031 34 01823 14 119016 62 2047760 32 02256 16 135694 64 2304018 30 02783 18 154356 66 2594792 28 03421 20 175415 68 2930886 26 04192 22 198987 70 3318318 24 05119 24 255352 Tipos de contaminates Vapores Vapor de água óleo tinta voláteis e solventes O ar ambiente a 20ºC retém até 18 gm3 de água Conseqüências Ferrugem na tubulação Deterioração de vedações Imperfeições em processo de pintura Erro de leitura de instrumentos Manutenções freqüentes em equipamentos pneumáticos e baixo desempenho Solução Secagem do ar muito antes do local de uso Coalescer à mais baixa temperatura possível Ponto de orvalho PO pressão atmosférica Ponto de orvalho à pressão de operação unidade C Tratase da temperatura na qual o vapor de água con tido no ar comprimido numa certa pressão inicia sua condensação Ponto de orvalho à pressão atmosférica padrão de referência unidade C A temperatura na qual o vapor de água contido no ar com primido iniciaria a sua condensação após a sua despres surização Óleo Água Sólidos Líquidos Óleo lubrificante de compressor água e óleo conden sados óleo carbonizado e outros tipos de produtos próximo à instalação do compressor Tipos de compressores Pistão Novo 25 ppm Usado 150 ppm Rotativo Novo menos de 5 ppm Usado 50 150 ppm pode atingir 10000 ppm Parafuso Estacionário 2 10 ppm Portátil 15 25 ppm pode atingir 10000 ppm Isento de óleo Dependendo das condições atinge 005 025 ppm Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 22 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Distribuição por tipo de partículas no ar industrial Fundamentos da filtragem Mícron O mícron é a dimensão física equivalente a milésima parte do milímetro Visibilidade O olho humano sem nenhum recurso não consegue distinguir objetos menores que 40 mícrons Filtragem mecânica convencional por retenção sólidos Um tipo de malha porosa retém partículas maiores que o tamanho dos poros Partículas menores colidem com as fibras do meio filtrante via impacto difusão ou interceptação e são retidas por força de Van der Waals e forças eletrostáticas Filtragem Nominal Meio filtrante algodão lã celulose bronze sinterizado etc que geralmente trabalha com eficiência de 90 a 98 na remoção de contaminantes Filtragem Nominal é totalmente ineficaz na remoção de contaminantes menores que 2 mícrons Distribuição por tipo de partículas no ar atmosférico Tamanho Quantidade Porcentagem Porcentagem de Partícula média por por Qde em peso Mícrons PéCúbico 001 002 173929673 728 002 005 338557845 1417 002 005 010 395213491 1654 018 010 022 906959672 3795 42 776 022 046 501288728 2098 2322 046 100 69890564 292 3238 100 215 3801973 016 176 215 464 212705 985 464 1000 15235 706 1000 2154 645 298 2154 28 251 2389890499 100 100 a uma concentração de 69 microgramas por PéCúbico ou 003 gramas por 1000 PéCúbicos Nota Este é o ar que você está resperiando agora Comprimido à 100 psig esta concetração aumenta 8 vezes Partículas 80 2 micrômetro 140 milhões de partículas por m3 110 milhões de partículas por m3 880 milhões de partículas por m3 Compressor Filtro de admissão fumaça de cigarro óleo aerosol talco inseticidas em pó areia fina spray névoa fumaça poeira visível 1000 micrômetros micrômetro 001 01 1 10 100 poeira de cal fumaça e poeira metalúrgica carvão pulvverizado fumaça alcalina pólen Micragem das partículas 1 micrômetro milésima parte do milímetro milionésima parte do metro Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 23 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Filtragem coalescente Um processo uniforme pelo qual aerossóis líquidos são forçados a se aglomerarem formando gotículas que aumentam gradativamente conforme atravessam o meio filtrante até que sejam grandes o suficiente para serem precipitadas para o fundo do copo do filtro e retiradas do fluxo Eficiência O que o filtro separou x 100 Eficiência Contaminação total antes do filtro Aerossol É qualquer partícula pequena geralmente menor que 10 mícrons suspensa sendo líquida ou sólida Teoria da filtração Impacto 10 10 µm Estas partículas tem massa e volume grandes o suficiente para serem removidos pelo método de impacto direto com as fibras Difusão 03 µm Nesta faixa os aerossóis e sólidos estão sujeitos a movi mentação rápida Browniana completamente independente do fluxo de ar e isto causa a colisão com a superfície do filtro aderindo a outras partículas líquidas maiores e que podem ser drenadas do sistema Os sólidos aderem a estas superfícies via forças intermoleculares Interceptação 03 10 µm Este é o mecanismo coalescente predomi nante As partículas são capturadas pelas fibras do meio filtrante através de forças inercial fibras de diâmetro de 05 mícrons são usadas para otimizar esta captura Força gravitacional 10 µm Movimento Browniano Difusão Definição do movimento Browniano O movimento errático de pequenos aerossóis suspensos no fluido devido ao impacto das moléculas de gás Construção do elemento coalescente Secção coalescente moldada em uma única peça contínua Retentor rígido Contato firme de intertravamento entre os meios e retentor Fibras Entrada do fluxo Saída do fluxo Camada sintética de drenagem Tela de manuseio Ar atmosférico Molécula de ar Partícula ou aerossol Trajetória livre Ar à 100 psi 008 µ 065 µ Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 24 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Filtro coalescência curva de vida 2 12 80 100 Unidade de vida tempo vazão total etc Diferencial de pressão psid úmido Classe Sólido Água Óleo Tamanho Concentração Ponto de Concentração máximo de máxima condensação A máxima de partículas pressão máxima µm ppm mgm3 F C ppm mgm3 1 01 008 01 94 70 008 001 2 1 08 1 40 40 08 01 3 5 42 5 4 20 83 1 4 40 83 10 37 3 42 5 5 45 7 21 25 6 50 10 Norma internacional ISO 85731 O tamanho das partículas corresponde à razão de filtração ßx 20 A 147 psi 1 bar de pressão absoluta 70ºF 20ºC e uma umidade relativa de 60 Devese considerar que para pressões superiores à atmosférica é maior a concentração de contami nantes Notas 1 A qualidade do ar gerado por compressores não lubrificados é afetada pela qualidade do ar de entrada e do projeto do compressor 2 A precisão de medição empregada é de 20 do limite do valor da classe Exemplo da categoria de ISO 1 Sólido 4 Água 1 Óleo Categoria ISO 2 3 Qualquer compressor com pós resfriador Ar aplicado em ferramentas pneumáticas lubrificadas motores pneumáticos cilindros jateadoras e válvulas sem fricção Especificações adicionais CAG G71 graus A e Ba1 8 C 38C 50 psi Regulador Dreno Automático C P R Corte longitudinal do elemento coalescente Espessura da parede do elemento UNICAST 32 mm Fluxo de ar Poros grandes para préfiltragem das partículas maiores 810 µm Poros finos para filtragem sumicrônica 05 µm Estrutura de poros expandidos para ativar a coalescência 4080 µm Tela de drenagem para coletar os líquidos coalescidos Drenagem dos líquidos coalescidos UNICAST marca registra da Parker Óleo Ar limpo sai Ar entra Fluxo tranquilo baixo padrão de reincorporação de contaminantes Secção divergente aglomeração crescente de aerossóis Perfil do poro Configuração de melhor carregamento Poros controlados Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 25 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Categoria ISO 1 1 Qualquer compressor com pós resfriador e 2 estágios de coalescência O ar aplicado em válvulas reguladoras lubrificadas cilindros Especificações adicionais Mil Std 282 HEPA USPHS 3A Categoria ISO 1 4 1 Qualquer compressor com pós resfriador 2 estágios de coalescência e secador para uso em instrumentação Especificações adicionais CAG G71 graus D e E ISA S73 feed std EEUU 209 classe 100 Categoria ISO 1 2 1 Qualquer compressor de 2 estágios com pós resfriador coalescência dupla e secador dissecante regenerativo Ar aplicado em instrumentação de alta exigência e para gases de alta pureza Especificações adicionais CAGI G71 grau F Categoria ISO 1 1 Qualquer compressor com pós resfriado 2 estágios de coalescência e secador dissecante Ar aplicado em sistemas pneumátics gerais Especificações adicionais CAGI G71 grau C C 38C P R 8 C 3 P 6 C Regulador 50 psi P R C 8 C 38C Regulador 82 F 6 C 50 psi C 38C P R 8 C Min Temp 4C Regulador 6 C A U 50 psi C P R 38C 8 C 6 C Regulador 50 psi C Secador disecante 38C P R Dreno automático Regulador Dreno automático 6 C 50 psi Min temp 4C 6 C 10 C Grau 3PU ou 10DS Dreno automático Secador por refrigeração Dreno automático Dreno automático Dreno automático Dreno automático Min Temp 18C Dreno automático Secador dissecante Dreno automático Dreno automático Secador por refrigeração Min Temp 4C Categoria ISO 1 4 1 Qualquer compressor com pós resfriador 2 estágios de coalescência secador por refrigeração e adsovedor por carvão Ar com boa qualidade utilizado nas indústrias em câmaras de descompressão Especificações adicionais OSHA direcioado à segurança em higiene de laboratório 29CFR 1910134 Requer monitoração de CO Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 26 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Filtro Série H Parker Ao se analisar um filtro devese levar em conta os seguintes requisitos fundamentais Eficiência O filtro tem que ter alto nível de eficiência na retenção de partículas isto é deve ser capaz de deixar o ar o mais limpo possível Mas isso não é tudo se fosse uma simples parede seria o filtro ideal pois reteria todas as partículas Baixa perda de carga É fundamental haver pouca resistência à passagem do ar comprimido para evitar grande desperdício de energia É por isso que o filtroparede não funciona Longa vida do elemento O elemento precisa ter grande quantidade de vazios no seu interior de modo que possa reter grande quanti dade de partículas sem se obstruir Especificação do meio filtrante Os graus 2 4 e 6 são filtros de 001 mícrons Grau Eficiência Passagem Queda de pressão psi2 Coalescente máxima de ao fluxo nominal partículas de óleo ppm Elemento Elemento úmido 03 a 06 peso seco com óleo com microns 10 20 2 99999 001 15 4 6 6 9997 008 10 2 3 7 995 09 25 5 7 10 95 83 5 5 1 Notas 1 Teste conforme BCAS 860900 à 40 ppm na entrada 2 Para obter a queda total da pressão adicionar as restrições seco com úmida Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 27 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Meio filtrante coalescente Remoção do óleo Aplicações Filtragem coalescente para partículas extremamente finas e traços de aerossóis para gases de peso molecular muito baixo e aerossóis à altas pressões Coalescente para gases utilizados em eletrônica Vedação Tipo de meio filtrante Grau do elemento 2 Aplicações Aplicação geral de coalescentes quando a remoção total de aerossóis líquidos e partículas finas em suspensão for necessária em todas as faixas de pressão Proteção de medidores de ar sistemas modulares sistemas de transmissão de ar sistemas de respiração humana etc 6 Normal 7CVP Aplicações A alta eficiência e o baixo diferencial de pressão mesmo quando umidecido por óleo ou água fazem deste elemento coalescente plissado uma excelente escolha para aplicações de média eficiência A maior área superficial significa maior vida útil e alta tolerância com contaminantes pesados de aerossóis líquidos Aplicações Précoalescente ou préfiltro para grau 6 para remover quantidades grandes de água e óleo ou aerossóis viscosos que dificultam a drenagem Otimiza aplicações em equipamentos sem elevar a restrição 10 Tipo de meio filtrante C Coalescente de microfibra Q Coalescente com préfiltro D Microfibra para altas temperaturas 232ºC Aplicações Remoção de partículas sólidas onde existe a necessidade de alta capacidade de retenção Filtro de segurança pós filtro para secadores dissecantes e sua micronagem condiz com os coalescentes Aplicação geral para proteção final de instrumentos Meio filtrante interceptor Remoção de partículas 3PU Especificações do meio filtrante Grau Eficiência absoluta Queda de pressão psi micronagem seco para vazão com elemento 3P 3 µm 025 Tipo meio filtrante P Celulose plissada Vedação U Uretano moldado para todos os elementos de celulose plissada Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 28 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Aplicações Polimentos de gases ou para traços finais de contaminantes de hidrocarbonetos geralmente 05 até 2 ppm de concentração de entrada Preparação para ar de respiração humana remoção de vapor de hidrocarboneto Meio filtrante adsorvente Remoção de vapor AU Especificações do meio filtrante Grau Eficiência da extração Queda de pressão psi de vapores de óleo ao fluxo nominal elemento seco AU 99 025 Tipo meio filtrante A Adsorventecarvão ativado Vedação U Uretano moldado para todos os elementos carvão ativado Nota especial Os filtros com elementos de carbono ativado sempre devem ser precedidos por um filtro coalescente Vedação dos extremos do elemento especificações Em branco 14 a 1 sem vedação nos extremos U Uretano moldado normal para todos os filtros de 1 12 a 3 e todos os coalescentes com préfiltro incorporado opcional em caso de outros tamanhos QU 3PU 107C 225F S Silicone moldado para altas temperaturas QS 3PS 177C 350F DS 232ºC 450F V Fluorcarbono AV 107C 225F QV 3PV 177C 350F DV 232oC 450F Coalescente Fibra de borocilicato Fluxo de dentro para fora Adsorvente Carvão ativado Fluxo de fora para dentro Tipos de filtroelemento Interceptor Celulose plissada Fluxo de fora para dentro Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 29 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Acessórios DPG15 manômetro de diferencial de pressão AD12 dreno automático VS50 dreno com copo transparente DPI13 indicador visual de saturação MS50 dreno com copo metálico TV98 dreno eletrônico temporizado ZLD10 dreno de perda zero KBDPI25 Kit do calibre de pressão diferencial Tabela para seleção Série H Filtros Vazão nominal SCFM à 100 psig m3hora à 7 bar 10 Padrões Roscas 2 4 6 7 10 Adsorventes Interceptores CCUQUDS AU 3PU H N 1S 14 8 14 11 19 15 26 NA 25 43 15 26 25 43 H N 15S 38 11 19 15 26 20 34 NA 33 56 20 34 33 56 H N 2S 12 14 24 19 32 25 43 NA 42 71 25 43 42 71 H N 1L 14 16 27 23 39 30 51 NA 50 85 30 51 50 85 H N 15L 38 22 37 30 51 40 68 NA 66 112 40 68 66 112 H N 2L 12 27 46 38 65 50 85 NA 83 141 50 85 83 141 H N 3S 34 44 75 61 104 80 136 NA 133 226 80 136 133 226 H N 4S 1 55 94 76 129 100 170 NA 166 282 100 170 166 282 H N 4L 1 76 129 106 180 140 238 NA 232 394 140 238 232 394 H N 6S 1 12 190 323 260 442 350 595 600 1020 600 1020 350 595 600 1020 H N 8S 2 245 417 340 578 450 765 750 1275 750 1275 450 765 750 1275 H N 8L 2 335 570 470 799 625 1063 1035 1760 1035 1760 625 1063 1035 1760 H N 0L 2 12 430 731 600 1020 800 1360 1330 2261 1330 2261 800 1360 1330 2261 H N 12L 3 545 927 750 1275 1000 1700 1660 2822 1660 2822 1000 1700 1660 2822 Os purgadores são pequenos aparatos destinados a efetuar a drenagem dos cotaminantes líquidos do sistema de ar compriido para o meioambiente Poderm ser manuais ou automáticos sendo que estes últimos dividemse normalmente em eletrônicos e mecânicos Os purgadores eletrônicos são os mais utilizados na atualidade e são encontrados nos tipos temporizado ou com sensor de umidade Temperatura 175F 79C Pressão 500 psig 34 bar Temperatura 175F 79C Pressão 250 psig 17 bar Temperatura 125F 52C Pressão 150 psig 10 bar Conexão 12 NPT Temperatura 175F 79C Pressão 250 psig 17 bar Temperatura 175F 79C Pressão 250 psig 17 bar Conexão 12 NPT Temperatura 190F 88C Pressão 230 psig 16 bar Conexão 12 NPT w600 psig 41 bar disponível Conexão 14 NPT Temperatura 35140F 260C Pressão 12250 psig 017 bar Conexão 12 NPT Temperatura 200F 93C Pressão 250 psig 17 bar Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 30 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Tabela para seleção para o grau 6 Para pressões diferentes de 100 psi7 bar Instruções para a tabela de tamanhos 1 Localize a pressão do sistema em psi ou bar 2 Localize o fluxo do sistema em SFCM ou m3hora 3 Interligue por uma reta a pressão e vazão veja o exemplo 4 Encontre o filtro no prologamento da reta Em caso dos graus que não são 6C 6Q ou AU primeiro multiplique o fluxo por fatores 2C 183 4C 132 8C 073 10C 06 3P 06 500 34 300 21 200 138 150 103 125 86 100 69 75 52 50 35 30 2 20 14 psig bar Pressão de operação do sistema 6000 4250 2550 1700 1190 3500 2500 1500 1000 700 850 500 600 350 420 250 250 150 170 100 120 70 85 50 70 40 50 30 35 20 25 15 40 25 17 10 m3hora Vazão do sistema Modelo do filtro HN12L HN0L HN8L HN8S HN6S HN4L HN4S HN3S HN2L HN15L HN1L HN2S HN15S HN1S Equação para correção da vazão X X 530 Temperatura do sistema F 460 SCFM Vazão ajustada a 100 psig Vazão do sistema Pressão do sistema 147 100 psig 147 Opcões de acessórios préinstalados A D G J N Designação do acessório Dreno automático Indicador de pressão diferencial DPI Manômetro de pressão diferencial DPG Alta temp V W Y Pressãotemperatura Pressãotemperatura PSI G Graus F bar Graus C 250 175 17 79 500 175 34 79 250 450 17 232 500 175 34 79 250 175 17 79 Vedação de viton Nenhum acessório 500 175 34 79 250 175 17 79 250 175 17 79 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 31 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Como fazer o pedido H Nome da série Tipo de rosca N NPT N 1 2 Bitola da rosca 1 14 15 38 2 12 3 34 4 1 6 1 12 8 2 0 2 12 12 3 G Acessórios A Dreno automático D Indicador de pressão diferencial 14 3 G Manômetro de pressão diferencial J Alta temperatura N Nenhum acessório V Vedação de Viton W A D Y A G L Copo S Normal L Longo Tipo do elemento C Coalescente D Alta temperatura P Celulose plissada A Adsorvedor CVP Coalescente plissado C U Tipo de vedação Em branco Sem vedação nas bitolas de 14 até 1 U Uretano Normal acima de 1 12 S Silicone V Viton Especificações técnicas Série H Roscas de entradasaída 14 à 3 NPT Máxima pressão de trabalho 500 psi 34 bar Máxima vazão Até 2822 m³ 1660 SCFM Fator de segurança estouro 41 Máxima temperatura Microfibra C 79ºC Microfibra D 232ºC Vedações Normal Nitrílica Opcional Fluorcarbono FKM Carcaça cabeça e copo Alumínio cromado Pintura Eletrostática à pó Dimensõesvazõesopcionais Conforme catálogo série H 6 Grau do elemento 2 4 6 7 10 3 deixe em branco para adsorvedor Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 32 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Tabela de seleção série ASME Carcaça Elemento Dimensão pol Tipo Nº de Vazões de reposição entradasaída entradasaída elementos SCFM à 100 psig m3h à 7 bar Grau 6A Grau8 Grau 103P Montagem em linha HT3801 51280 3 NPT 1 15002540 18003050 24904230 FT3801 51280 3 Flange 1 15002540 18003050 24904230 FT41201 85250 4 Flange 1 20003390 24004070 33205640 FT61201 85360 6 Flange 1 30005090 36006110 49808460 FT61603 51280 6 Flange 3 45007640 54009170 747012690 Montagem sobre apoio HF3801 51280 3 NPT 1 15002540 18003050 24904230 FF3801 51280 3 Flange 1 15002540 18003050 24904230 FF41201 85250 4 Flange 1 20003390 24004070 33205640 FF61201 85360 6 Flange 1 30005090 36006110 49808460 FF61603 51280 6 Flange 3 45008460 54009170 747012690 FF81804 51280 8 Flange 4 600010190 720012230 996016920 FF102207 51280 10 Flange 7 1050017830 1260021400 1743029610 FF123011 51280 12 Flange 11 1650028030 1980033640 2739046530 FF163615 51280 16 Flange 15 2250038220 2700045870 3735063450 Especificações técnicas Vaso ASME Entradasaída Flange exceto HT3 Vazão Até 63000 m³h 37000 SCFM Máxima pressão 1 elemento 150 psi de trabalho Multi elementos 200 psi Máxima temperatura Vaso 260ºC Elemento ver tabela de tampas dos elementos Vedações Nitrílica Carcaça Aço carbono Pintura interna Eletrostática à pó Dimensõesvazões Conforme catálogo série ASME opcionais Norma de projeto ASME secção VIII divisão 1 Como fazer o pedido deixe em branco para adsorvedor 6 Grau do elemento 6 7 10 3 U Vedações dos extremos U Uretano S Silicone V Viton 12 Diâmetro do corpo 8 8 12 12 16 16 18 18 22 22 30 30 36 36 6 Bitola da conexão 3 3 4 4 6 6 8 8 10 10 12 12 16 16 Configuração F Montado no piso T Montado suspenso F F Tipo de rosca N NPT F Flange 0 1 Quantidade de elementos 01 1 03 3 04 4 07 7 11 11 15 15 Tipo do elemento Q Coalescente com préfiltro embutido D Alta temperatura P Celulose plissada A Adsorvedor CVP Coalescente plissado Q Vasos código ASME Vazões até 63000 m3h Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 33 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Estação de geração de ar comprimido Central de ar comprimido 1 Compressor de parafuso 2 Resevatório de ar 3 Préfiltro 4 Secador de ar por refrigeração 5 Filtro coalescente 6 Filtros de carvão ativado por adsorção Os componentes de um sistema de tratamento de ar comprimido Resfriador Posterior Como vimos no tópico anterior a umidade presente no ar comprimido é prejudicial supondo que a tempe ratura de descarga de uma compressão seja de 130oC sua capacidade de retenção de água é de 1496 Kgm3 e à medida que esta temperatura diminui a água pre cipitase no sistema de distribuição causando sérios problemas Para resolver de maneira eficaz o problema inicial da água nas instalações de ar comprimido o equipamento mais completo é o resfriador posterior localizado entre a saída do compressor e o reservatório pelo fato de que o ar comprimido na saída atinge sua maior temperatura O resfriador posterior é simplesmente um trocador de calor utilizado para resfriar o ar comprimido Como consequência deste resfriamento permitese retirar cerca de 75 a 90 do vapor de água contido no ar bem como vapores de óleo além de evitar que a linha de distribuição sofra uma dilatação causada pela alta da temperatura de descarga do ar Ainda mais devido às paradas e à presença de umidade poderemos ter na linha choques térmicos e contrações acarretando trincamentos nas uniões soldadas que viriam a ser ponto de fuga para o ar além de manter a temperatura do ar compatível com as vedações sintéticas utilizadas pelos componentes pneumáticos Um resfriador posterior é constituído basicamente de duas partes um corpo geralmente cilíndrico onde se alojam feixes de tubos confeccionados com materiais de boa condução de calor formando no interior do corpo uma espécie de colméia A segunda parte é um separador de condensado dotado de dreno O ar proveniente do compressor é obrigado a passar através dos tubos sempre em sentido oposto ao fluxo da água de refrigeração que é mudado constante mente de direção por placas defletoras garantindo desta forma uma maior dissipação de calor Na saída está o separador Devido à sinuosidade do caminho que o ar deve percorrer provoca a eliminação da água condensada que fica retida numa câmara A parte inferior do separador é dotada de um dreno manual ou automático na maioria dos casos através do qual a água condensada é expulsa para a atmosfera Devese observar cuidadosamente a temperatura da água fornecida para o resfriamento do ar Do contrário se o fluido refrigerante for circulado com uma tempera tura elevada ou se o volume necessário de água para o resfriamento for insuficiente o desempenho do res friador poderá ser comprometido Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 34 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Resfriador posterior Simbologia O filtro de ar comprimido Pela definição da norma ISO8573 filtro é um aparato para separar os contaminantes presentes em fluido ISO8573216 O filtro de ar comprimido aparece geralmente em três posições diferentes antes e de pois do secador de ar comprimido e também junto ao pontodeuso A função do filtro instalado antes do secador por refrig eração préfiltro é separar o restante da contaminação sólida e líquida 30 não totalmente elimindada pelo separador de condensados do resfriadorposterior protegendo os trocadores de calor do secador contra o excesso de óleo oriundo do compressor de ar o que poderia impregnálos prejudicando sua eficiência de troca térmica ISO8573523 O excesso de condensado no secador também reduz sua capacidade de resfriamento do ar comprimido pois consomese energia para resfriar um condensado que já poderia ter sido eliminado do sistema No caso de sistemas dotados de secadores por adsorção o préfiltro deverá garantir que nenhuma quantidade de contaminação líquida inclusive os aerossóis de água e óleo atinja o material adsorvedor obstruindo seus poros e impedindo a sua reativação ISO8573523 O filtros instalado após o secador pósfiltro deve ser responsável pela eliminação da umidade residual 30 não removida pelo separador mecânico de condensados do secador por refriger ação além da contenção dos sólidos não retidos no préfiltro A capacidade dos pósfiltro é efetuar a eliminação de qualquer umidade residual é seriamente afetada pela temperatura do ar comprimido na saída do secador Na verdade em qualquer secador por refrigeração o ar comprimido sofre um reaquecimento antes de voltar à tubulação Esse reaquecimento é intencional economiza energia e evita que a tubulação fique gelada mas provoca a completa reevaporação da umidade residual que não foi removida pelo separador de condensados No estado gasoso essa umidade não pode ser eliminada pelo pós filtro Na prática o pósfiltro instalado após o secador por refrigeração retém apenas partículas sólidas No caso de sistemas dotados de secadores por adsorção o pósfiltro destinase apenas à retenção das partículas sólidas produzidas pela abrasão do material adsorvedor poeira do adsorvedor A temperatura na saída do resfriador dependerá da temperatura com que o ar é descarregado da tempe ratura da água de refrigeração e do volume de água necessário para a refrigeração Certamente a capacidade do compressor influi direta mente no porte do resfriador Devido ao resfriamento o volume de ar disponível é reduzido e portanto a sua energia também sofre redução Contudo o emprego do resfriador posterior não representa perda real de enegia já que o ar deveria de qualquer forma ser resfriado na tubulação de distribuição causando os efeitos indesejáveis já mencionados Com o resfriador estes problemas são minimizados Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 35 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Secador de ar comprimido A presença de umidade no ar comprimido é sempre prejudicial para as automatizações pneumáticas pois causa sérias consequências É necessário eliminar ou reduzir ao máximo esta umidade O ideal seria eliminála do ar comprimido de modo absoluto o que é praticamente impossível Ar seco industrial não é aquele totalmente isento de água é o ar que após um processo de desidratação flui com um conteúdo de umidade residual de tal ordem que possa ser utilizado sem qualquer inconveniente Com as devidas preparações conseguese a distri buição do ar com valor de umidade baixo e tolerável nas aplicações encontradas A aquisição de um secador de ar comprimido pode figurar no orçamento de uma empresa como um alto investimento Em alguns casos verificouse que um secador chegava a custar 25 do valor total da instala ção de ar Mas cálculos efetuados mostravam também os prejuízos causados pelo ar úmido substituição de componentes pneumáticos filtros válvulas cilindros danificados impossibilidade de aplicar o ar em determi nadas operações como pintura pulverizações e ainda mais os refugos causados na produção de produtos Concluiuse que o emprego do secador tornouse altamente lucrativo sendo pago em pouco tempo de trabalho considerandose somente as peças que não eram mais refugadas pela produção O secador de ar comprimido O secador está posicionado entre o pré e o pósfiltro de ar comprimido Sua função é eliminar a umidade líquido e vapor do fluxo de ar Um secador deve ser apto a fornecer o ar comprimido com o Ponto de Orvalho especificado pelo usuário Ponto de Orvalho é a temperatura na qual o vapor começa a condensar ISO8573210 Há dois con ceitos principais de secadores de ar comprimido por refrigeração cujo ponto de orvalho padrão é 3C e por adsorção com o ponto de orvalho mais comum de 40C Secagem por refrigeração O método de desumidificação do ar comprimido por refrigeração consiste em submeter o ar a uma tempe ratura suficientemente baixa a fim de que a quantidade de água existente seja retirada em grande parte e não prejudique de modo algum o funcionamento dos equi O ar comprimido entra inicialmente em um préres friador trocador de calor A sofrendo uma queda de temperatura causada pelo ar que sai do resfriador principal B No resfriador principal o ar é resfriado ainda mais pois está em contato com um circuito de refrigeraçãoDu rante esta fase a umidade presente no ar comprimido forma pequenas gotas de água corrente chamadas condensado e que são eliminadas pelo separador C onde a água depositada é evacuada através de um dreno D para a atmosfera A temperatura do ar comprimido é mantida entre 065 e 32oC no resfriador principal por meio de um termostato que atua sobre o compressor de refrigeração E O ar comprimido seco volta novamente ao trocador de calor inicial A causando o préresfriamento no ar úmido de entrada coletando parte do calor deste ar O calor adquirido serve para recuperar sua energia e evitar o resfriamento por expansão que ocasionaria a formação de gelo caso fosse lançado a uma baixa temperatura na rede de distribuição devido à alta velocidade Secagem por refrigeração Simbologia Ar úmido Préresfriador Ar seco Resfriador principal Separador C D Dreno Condensado Freon Bypass Compressor de refrigeração E A B pamentos porque como mencionamos anteriormente a capacidade do ar de reter umidade está em função da temperatura Além de remover a água provoca no compartimento de resfriamento uma emulsão com o óleo lubrificante do compressor auxiliando na remoção de certa quantidade O método de secagem por refrig eração é bastante simples Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 36 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Secagem por absorção É a fixação de um absorto geralmente líquido ou gasoso no interior da massa de um absorto sólido resultante de um conjunto de reações químicas Em outras palavras é o método que utiliza em um circuito uma substância sólida ou líquida com capacidade de absorver outra substância líquida ou gasosa Este processo é também chamado de Processo Químico de Secagem pois o ar é conduzido no interior de um volume atráves de uma massa higroscópica insolúvel ou deliquescente que absorve a umidade do ar processandose uma reação química As substân cias higroscópicas são classificadas como insolúveis quando reagem quimicamente com o vapor dágua sem se liquefazerem São deliquescentes quando ao absor ver o vapor dágua reagem e tornamse líquidas Secagem por absorção Simbologia As principais substâncias utilizadas são Cloreto de Cálcio Cloreto de Lítio DryoLite Com a consequente diluição das substâncias é necessária uma reposição regular caso contrário o processo torna se deficiente A umidade retirada e a substância diluída são depositadas na parte inferior do invólucro junto a um dreno de onde são eliminadas para a atmosfera Secagem por adsorção É a fixação das moléculas de um adsorvato na superfí cie de um adsorvente geralmente poroso e granulado ou seja é o processo de depositar moléculas de uma substância ex água na superfície de outra substân cia geralmente sólida exSiO2 Este método também é conhecido por Processo Físico de Secagem porém seus detalhes são desconhecidos É admitido como teoria que na superfície dos corpos sólidos existem forças desbalanceadas influenciando moléculas líquidas e gasosas através de sua força de atração admitese portanto que as moléculas adsorvato são adsorvidas nas camadas mono ou multimoleculares dos corpos sólidos para efetuar um balanceamento semelhante à Lei dos Octetos dos átomos O processo de adsorção é regenerativo a substância adsorvente após estar saturada de umidade permite a liberação de água quando submetida a um aquecimento regenerativo Secagem por adsorção Simbologia Esquematização da secagem por adsorção Ar Seco Pastilhas dessecantes Ar úmido Condensado Drenagem Ar seco Ar úmido Regenerando Secando Adsorvente Regenerando Secando Ar úmido Ar seco Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 37 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Para secar o ar existem dois tipos básicos de secado res Em geral um secador por adsorção possui duas torres de secagem As torres são preenchidas com Óxido de Silício SiO2Silicagel Alumina Ativa Al2O3 Rede Molecular Na Al O2 Si O2 ou ainda Sorbead Através de uma válvula direcional o ar úmido é orientado para uma torre onde haverá a secagem do ar Na outra torre ocorrerá a regeneração da substância adsorvente que poderá ser feita por injeção de ar quente na maioria dos casos por resistores e circula ção de ar seco Havendo o aquecimento da substância provocaremos a evaporação da umidade Por meio de um fluxo de ar seco a água em forma de vapor é arrastada para a atmosfera T erminado um período de trabalho preestabelecido há inversão nas função das torres por controle manual ou automático na maioria dos casos a torre que secava o ar passa a ser regenerada e outra inicia a secagem Ao realizarse a secagem do ar com as diferentes substâncias é importante atentar para máxima tem peratura do ar seco como também para a temperatura de regeneração da substância Estes são fatores que devem ser levados em conta para um bom desempenho do secador Na saída do ar deve ser prevista a colocação de um filtro para eliminar a poeira das substâncias prejudicial para os componentes pneumáticos bem como deve ser montado um filtro de carvão ativo antes da entrada do secador para eliminar os resíduos de óleo que em contato com as substâncias de secagem causam sua impregnação reduzindo consideravelmente o seu poder de retenção de umidade Como vimos é de grande importância a qualidade do ar que será utilizado Esta qualidade poderá ser obtida desde que os condicionamentos básicos do ar compri mido sejam concretizados representando menores índices de manutenção maior durabilidade dos compo nentes pneumáticos ou seja será obtida maior lucrati vidade em relação à automatização efetuada Um painel de comando determina a frequência e a amplitude dos ciclos de regeneração e adsorção deste tipo de secador Um sistema de válvulas também comandada pelo painel do secador permite que a umidade deixe o leito saturado para o meio ambiente Proteção de secadores Tipo de secador Compressor de ar Refrigeração Não regenerativo Grau 3PU para baixa temperatura ou 10DS para altas temperaturas P R 3 P U 1 0 C 6 C 1 0 C 6 C 1 0 C 6 C 3 P U Dissecante Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 38 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Filtro no ponto de uso Proteção de equipamentos FFD Filtro secador Projetado para remover vapores de água e aerossóis em pontos de uso para vazões intermitentes de até 60 SCFM OWS Separador de água e óleo condensados Eexigência para ISO14000 O sistema de tratamento de ar comprimido A seguir temos um sistema de ar comprimido típico proposto pela norma ISO 8573 O fluxograma acima é composto do original Os símbolos estão de acordo coma norma ISO1219 A seguinte tabela especifica os diferentes custos para se tratar o ar comprimido em função do nível de pureza classe de qualidade desejado Nesse cálculo foram devidamente contabilizados os custos de instalação mãodeobra e materiais operação mãodeobra energia filtros etc manutenção preventia e corretiva e depreciação do sistema 1015 anos Custo do tratamento de ar comprimido ISO8573 classe USm3 171 0000026 141 000031 121 00009 Alta entrada de sólidos Alta entrada de líquidos Entrada normal abaixo de 50 ppm no total de sólidos e líquidos Motor à ar Válvulas Cilindros 3P 6P 10P 6P 6P Ar Filtro Secador Reserv pressurizado Compressor Resfriador Purgador automático Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 39 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training 5 Unidade de condicionamento lubrefil Filtragem de ar Os sistemas pneumáticos são sistemas abertos o ar após ser utilizado é exaurido para a atmosfera enquanto que a alimentação aspira ar livre constante mente Este ar por sua vez está sujeito à contamina ção umidade e às impurezas procedentes da rede de distribuição A maioria destas impurezas é retida como já observa mos nos processos de preparação mas partículas pequenas ficam suspensas e são arrastadas pelo fluxo de ar comprimido agindo como abrasivos nas partes móveis dos elementos pneumáticos quando solicitada a sua utilização Após passar por todo o processo de produção trata mento e distribuição o ar comprimido deve sofrer um último condicionamento antes de ser colocado para trabalhar a fim de produzir melhores desempenhos Neste caso o beneficiamento do ar comprimido con siste no seguinte filtragem regulagem da pressão e introdução de uma certa quantidade de óleo para a lubrificação de todas as partes mecânicas dos com ponentes pneumáticos A utilização desta unidade de serviço é indispensável em qualquer tipo de sistema pneumático do mais simples ao mais complexo Ao mesmo tempo em que permite aos componentes trabalharem em condições favoráveis prolonga a sua vida útil Uma duração prolongada e funcionamento regular de qualquer componente em um circuito dependem an tes de mais nada do grau de filtragem da isenção de umidade da estabilidade da pressão de alimentação do equipamento e da lubrificação das partes móveis Isso tudo é literalmente superado quando se aplicam nas instalações dos dispositivos máquinas etc os componentes de tratamento preliminar do ar comprimi do após a tomada de ar Filtro válvula reguladora de pressão regulador e lubrifica dor que reunidos formam a unidade de condicionamento ou lubrefil A filtragem do ar consiste na aplicação de dispositivos capazes de reter as impurezas suspensas no fluxo de ar e em suprimir ainda mais a umidade presente É portanto necessário eliminar estes dois problemas ao mesmo tempo O equipamento normalmente utilizado para este fim é o Filtro de Ar que atua de duas formas distintas Pela ação da força centrífuga Pela passagem do ar através de um elemento filtrante de bronze sinterizado ou malha de nylon Unidade de condicionamento ou lubrefil Simbologia Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 40 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Funcionamento do filtro de ar Descrição Alta eficiência na remoção de umidade Devido ao sistema de defletores a água e as partículas sólidas contidas no ar comprimido são totalmente separa das A grande superfície do elemento filtrante garante baixa queda de pressão e aumento de sua vida útil Operação O ar comprimido entra pelo orifício no corpo do filtro e flui através do defletor superior A causando uma ação de turbilhonamento no ar comprimido A umidade e as partículas sólidas contidas no ar são jogadas contra a parede do copo C devido a uma ação centrífuga do ar comprimido turbilhonado pelo defletor Tanto a umidade quanto as partículas sólidas escorrem pela parede do copo devido à força da gravidade O anteparo B assegura que a ação de turbilhonamento ocorra sem que o ar passe diretamente através do elemento filtrante O defletor inferior E separa a umidade e as partículas sólidas depositadas no fundo do copo evitando assim a reentrada das mesmas no sistema de ar comprimido Depois que a umidade e as maiores partículas sólidas foram removidas pelo processo de turbilhonamento o ar comprimido flui através do elemento filtrante D onde as menores partículas são retidas O ar então retorna para o sistema deixando a umidade e as partículas sólidas contidas no fundo do copo que deve ser drenado antes que o nível atinja a altura onde possam retornar para o fluxo de ar Esta drenagem pode ser executada por um Dreno Manual F o qual é acionado por uma manopla G girando no sentido antihorário ou por um Dreno Au tomático que libera o líquido assim que ele atinja um nível prédeterminado Secção de um filtro de ar comprimido Dreno manual Dreno automático Simbologia A Defletor superior B Anteparo C Copo D Elemento filtrante E Defletor inferior F Dreno manual G Manopla A B C G F E D Materiais Corpo Zamac Copo Policarbonato transparente zamac copo metálico Protetor do copo Aço Anel de fixação Plástico copo de policarbonato do copo série 0607 e copo metálico série 06 zlumínio copo metálico série 07 Elemento filtrante Plástico Vedações Borracha nitrílica BunaN Visor do copo metálico Poliamida Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 41 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Drenos dos filtros Drenos são dispositivos fixados na parte inferior dos copos que servem para eliminar o condensado e as impurezas retidos pela ação de filtragem Podem ser manuais ou automáticos Dreno manual Em presença do condensado permanece inativo retendoo no interior do copo Para eliminar o conden sado retido é necessária a interferência humana que comanda manualmente a abertura de um obturador criando uma passagem pela qual a água e as im purezas são escoadas por força da pressão do ar atuante no interior do copo Extraídas as impurezas o ar escapa e o obturador deve ser recolocado em sua posição inicial Dreno automático Utilizado para eliminar o condensado retido no interior do copo do filtro sem necessidade de interferência humana O volume de água condensada à medida que é removido pelo filtro acumulase na zona neutra do interior do copo até provocar a elevação de uma bóia Quando a bóia é deslocada permite a passagem de ar comprimido através de um pequeno orifício O ar que flui pressuriza uma câmara onde existe uma membrana a pressão exercida na superfície da membrana cria uma força que provoca o deslocamento de um elemento obturador que bloqueava o furo de comunicação com o ambiente Sendo liberada esta comunicação a água conden sada no interior do copo é expulsa pela pressão do ar comprimido Com a saída da água a bóia volta para sua posição inicial vedando o orifício que havia liberado impedindo a continuidade de pressurização da câmara onde está a membrana O ar que forçou o deslocamento da membrana por meio de um elemento poroso flui para a atmosfera permitindo que uma mola recoloque o obturador na sede impedindo a fuga do ar reiniciando o acúmulo de condensado Ideal para utilização em locais de difícil acesso onde o condensado reúnese com facilidade etc Simbologia Advertência copos de policarbonato Copos de policarbonato transparente são de altíssi ma resistência mecânica e ideais para aplicação em filtros e lubrificadores São apropriados para uso em ambientes industriais mas não devem ser instalados em locais onde possam estar em contato direto com raios solares sujeitos a impactos e temperaturas fora dos limites especificados Alguns produtos químicos podem causar danos aos copos de policarbonato os quais não devem entrar em contato com hidrocarbo netos aromáticos e halogenados álcoois compostos orgânicos clorados produtos de caráter básico orgâ nicos e inorgânicos aminas e cetonas vide tabela de elementos não compatíveis O filtro e o lubrificador não devem ser instalados em locais onde o copo possa estar exposto à ação direta de óleos de corte industrial pois alguns aditivos usados nesses óleos podem agredir o policarbonato Os copos metálicos são recomendados onde o ambiente eou as condições de trabalho não são compatíveis com os copos de policarbonato Os copos metálicos são resistentes à ação de grande parte dos solventes mas não podem ser utilizados onde há presença de ácidos ou bases fortes ou em atmosferas salinas carregadas Os protetores metálicos para copos de policarbonato são recomendados para melhorar a segurança se ocasionalmente ocorrer uma agressão química O filtro deve ser instalado verticalmente com o copo na posição inferior Devese drenar constante mente o condensado para que o mesmo não atinja a base do elemento filtrantecoalescente Importante Ao notar qualquer alteração no copo de policarbonato tais como microtrincas ou trincas substituao imediatamente e verifique se há algum agente não compatível em contato com o mesmo Lembramos que a maioria dos solventes e alguns tipos de óleo atacam o policarbonato Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 42 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Compressor de parafuso 25 a 75 ppm a 93C 200F Compressor de pistão 5 a 50 ppm a 177C 350F Compressor centrífugo 5 a 15 ppm a 145C 300F Obs Esta relação é parcial sendo apenas orientativa Filtros coalescentes Clorofórmio Cresol Diamina Éter Etílico Freon Fenol Gasolina Hidróxido de Amônia Hidróxido de Sódio Metiletilcetona Óleo para Freio Hidráulico Acético Azônio Percloroetileno Tetracloreto de Carbono Thinner Tolueno Terpentina Xileno Limpeza Para limpar os copos de policarbonato usar somente água e sabão neutro Não use agentes de limpeza tais como acetona benzeno gasolina tolueno etc pois os mesmos agridem quimicamente o plástico ver tabela abaixo Elementos não compatíveis com o policarbonato Acetona Ácido Acético Ácido Fórmico Ácido Hidroclórico Ácido Nítrico Ácido Sulfúrico Ácido Etílico Ácido Isopropílico Ácido Metílico Aldeído Amônia Anidrido Anilina Benzeno Carbonato de Amônia Ciclo Hexanol Clorobenzeno Cloroetileno Ar comprimido Ar comprimido limpo é essencial em indústrias de processamento de alimentos eletrônica equipamen tos hospitalares e odontológicos indústria fotográfica fábricas de plásticos e na instrumentação Ar limpo nessas e em outras aplicações significa mais do que apenas ar isento de contaminação por partículas sóli das O ar utilizado nessas indústrias deve também estar isento de aerossóis de água e de óleo contaminantes que fogem do raio de ação dos sistemas de filtragem convencionais Água óleo e partículas sólidas são fontes de contaminação Os contaminantes que causam maiores problemas em circuitos de ar comprimido são água óleo e partículas sólidas O vapor de água está presente em todo ar comprimido e se torna mais concentrado devido ao processo de compressão Um compressor de 25 HP que produz 170 Nm3h 100 SCFM a uma pressão de 7 bar 102 psig pode produzir 68 litros 18 galões de água por dia Partículas de água em supensão no ar comprimido variam de 005 a 10 µm Embora sistemas de secagem de ar possam ser usados eficientemente para a remoção de água do ar comprimido tais sistemas não removem o contami nante líquido do ar o óleo O óleo que está presente em circuitos de ar comprimido é introduzido em grande escala no fluxo de ar através do compressor A quanti dade de óleo introduzida desta forma varia com o tipo de compressor utilizado As estimativas de teor de hidrocarbonetos encontrados na saída de ar de com pressores típicos são em partes por milhão ppm A uma concentração de 25 ppm um compressor for necendo 170 Nm3h 100 SCFM durante 35 horas in troduzirá 224 gramas de óleo no circuito pneumático Mesmo utilizandose um compressor de funciona mento a seco sem óleo a contaminação por óleo encontrada no fluxo de ar continua sendo um problema porque o ar ambiente pode conter de 2030 ppm de hidrocarbonetos em suspensão originários de fontes industriais e da queima de combustíveis Compressores a seco podem expelir aproximada mente 100 ppm de hidrocarbonetos durante o ciclo de compressão Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 43 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Difusão 0001 a 02 µm Esta quantidade é suficiente para contaminar os com ponentes da linha de ar e impregnar equipamentos de secagem A maioria das partículas de óleo em sus pensão geradas por todos os tipos de compressores é igual ou inferior a 2 µm O terceiro maior contaminante encontrado no ar comprimido são as partículas sólidas incluindo ferrugem e fragmentos da tubulação Partículas sólidas combinadas com partículas de água e óleo em suspensão podem obstruir e reduzir a vida de componentes de circuitos pneumáticos bem como sistemas de filtração A maioria das partículas de ferrugem e fragmentos encontrados em circuitos de ar comprimido apresenta tamanhos variando de 05 a 5 µm Os filtros coalescentes atendem às necessidades de ar comprimido limpo Filtros convencionais de filtragem nominal de 5 micra não conseguem remover partículas contaminantes sub micrônicas para atender a aplicações especiais O limite mínimo de remoção desses filtros de uso convencional é geralmente maior do que 2µm Oitenta por cento de contaminantes em suspensão são inferiores a 2 µm em tamanho Contudo os filtros coalescentes são especialmente projetados para remover partículas submicrônicas sólidas de óleo e água do ar comprimido Os filtros coa lescentes de porosidade padrão GRAU 6 são capazes de remover acima de 999 de todas as partículas em suspensão na faixa de 03 a 06 µm Além disso esses filtros apresentam uma eficiência de 9998 na remoção de partículas suspensas e na eliminação de partículas sólidas maiores que 03 µm Desta forma um nível de contaminação de 20 ppm de óleo é reduzido para uma concentração de 0004 ppm Nível aceitável para praticamente todas as aplicações pneumáticas Desempenho dos filtros coalescentes A separação de contaminantes sólidos e aerossóis em suspensão no ar é efetuada principalmente pela ação da gravidade As partículas contaminantes de tama nho maior que 10 µm tendem a sair mais rapidamente quando o ar está em movimento A maioria dos filtros coalescentes foi projetada para provocar a união de aerossóis extremamente pequenos em suspensão em gotículas maiores Assim essas gotículas estarão suscetíveis à ação da gravidade Este processo de união é denominado Coalescência O processo de coalescência pode ser comparado às condições atmosféricas em atividade durante a formação de chuva pequenas moléculas de vapor de água presentes no ar turbulento e carregado de umidade se condensam formando aerossóis em sus pensão que por colisão começam a formar gotículas de massas maiores até que tenham adquirido peso suficiente para reagir à ação da gravidade e cair para a Terra em forma de chuva Os filtros coalescentes eliminam a contaminação submicrônica através de três processos de ação si multânea dependendo do tamanho do aerossol em suspensão Difusão Partículas e Aerossóis de 0001 a 02 µm Partículas sólidas e aerossóis em suspensão na faixa de tamanho de 0001 a 02 µm estão sujeitos ao movi mento browniano rápido e aleatório movimentamse totalmente independentes da massa de ar da mesma forma que moléculas gasosas movimentamse em um fluxo de ar Este movimento provoca a migração des sas partículas para fora do fluxo de ar e estas colidem com superfícies filtrantes expostas Os contaminantes sólidos aderem permanentemente a essas superfícies devido às forças intermoleculares Leis de Van der Waals As gotículas líquidas no entanto migram pela ação da gravidade através das fibras até uniremse com outras gotículas e formarem massas líquidas maiores que podem ser drenadas do sistema A taxa de atividade da difusão aumenta com a elevação da temperatura e pressão Interceptação partículas e aerossóis de 02 a 2 µm Para contaminantes de tamanhos entre 02 e 2 µm a interceptação é o mecanismo coalescente predomi nante Esses contaminantes se harmonizam com o curso do fluxo de ar e se tornam mais difíceis de serem removi dos pois são capazes de contornar as fibras e escapar Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 44 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Impacto direto partículas e aerossóis acima de 2 µm Contaminantes de tamanho igual ou superior a 2 µm são removidos pelo método de impacto direto pois apresentam massa e movimento inercial suficientes para sair do curso do fluxo de ar Esses contaminantes colidem com o meio filtrante e completam o processo denominado inercial ou de impacto direto Interceptação 02 a 2 µm Impacto Direto 2 µm e maiores Projeto e eficiência dos filtros coalescentes Os filtros coalescentes de remoção de partículas em suspensão são compostos de um conjunto de ob stáculos projetados para maximizar o efeito dos três processos de coalescência Ao contrário dos filtros convencionais de linha os filtros coalescentes dire cionam o fluxo de ar de dentro para fora Os contaminantes são capturados na malha do filtro e reunidos em gotículas maiores através de colisões com as microfibras de borosilicato Por fim essas gotículas passam para o lado externo do tubo do elemento fil trante onde são agrupadas e drenadas pela ação da gravidade do filtro De modo geral a eficiência do mecanismo aumenta à medida que o tamanho dos poros ou a densidade da fibra diminui As fibras com um diâmetro médio de 05 µm são uti lizadas para otimizar o desempenho dos filtros nessa faixa de contaminante Quando partículas e aerossóis em suspensão aproximamse de uma fibra medindo metade de seus diâmetros suas forças inerciais são superadas e as partículas capturadas Os filtros coalescentes modernos utilizam meios fil trantes de porosidade graduada com fibras de borosili cato mais densas no interior e fibras menos densas na superfície externa Variando a distribuição da densidade das fibras no processo de fabricação dos filtros torna se possível atender a aplicações específicas Os elementos filtrantes coalescentes típicos apresen tam uma porosidade de 8 a 10 µm na superfície interna com uma redução para poros de 05 µm no interior do elemento e aumentando para poros de 40 a 80 µm na superfície externa A tabela de poro mostra um poro típico de um filtro coa lescente em corte transversal A superfície interna do elemento age como um préfiltro removendo partículas contaminantes maiores ao passo que os poros internos são suficientemente pequenos para remover partícu las submicrônicas sólidas e gasosas em suspensão encontradas no fluxo de ar A densidade reduzida da superfície externa promove a aglutinação das partículas em suspensão através da união das gotículas transformandoas em gotículas maiores portanto suscetíveis às forças gravitacionais Os poros externos maiores também permitem a pas sagem livre do fluxo de ar minimizando a queda de pressão Uma camada de drenagem conduz o contaminante da superfície externa do elemento filtrante para um reservatório localizado no fundo da carcaça de onde é drenado periodicamente Os poros externos maiores do elemento reduzem a turbulência do ar e evitam a reentrada do contami nante no fluxo de ar Outro fator importante do projeto dos filtros coalescen tes é a relação entre o diâmetro externo do elemento filtrante e o diâmetro interno da carcaça O espaço entre essas duas superfícies deve ser dimensionado de forma que a velocidade do ar seja minimizada reduzindo o arrasto de partículas em suspensão de água ou óleo Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 45 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Poro típico de um filtro coalescente Curva estatística de tamanho de poros Entrada do poro tamanho aproximado de 8 10 µm Saída do poro tamanho aproximado de 40 80 µm Seção Divergente Seção do filtro coalescente Poros de controle 05 µm graduação 6 Retentor Camada de drenagem Fibras de borosilicato grossas Invólucro de proteção de nylon Rede de manuseio Eficiência do filtro A eficiência do filtro é medida pelo percentual de con taminantes de um tamanho de partículas específico capturado pelo filtro A eficiência do filtro é importante pois afeta não somente o desempenho de retenção de contaminante mas também a vida útil do filtro maior eficiência requer maior capacidade de retenção de contaminantes Os valores nominais de eficiência de remoção de contaminantes variam de 90 a mais de 9999 oferecendo uma gama de capacidades apro priadas para as diversas necessidades Já que os meios filtrantes mais eficientes apresentam menor vida útil em alguns casos tornase mais conveniente sacrificar um pouco da eficiência em favor da economia Em aplicações onde a alta eficiência e a vida útil longa são fundamentais usase um préfiltro para remover a maior quantidade de partículas sólidas antes que essas atinjam o filtro coalescente Construção do elemento Este procedimento pode aumentar em até seis vezes a vida útil do filtro coalescentePara um maior desem penho selecione um préfiltro com valor nominal abso luto de 3 µm A tabela de seleção do grau de aplicação mostra através da graduação da fibra a eficiência de remoção de contaminantes e características de oper ação de vários filtros coalescentes Os graus de eficiência são válidos para vazões entre 20 e 120 do valor nominal de catálogo a 7 bar Em vazões abaixo de 20 ou em circuitos de vazão incon stante as partículas de aerossol em suspensão não se aglomeram eficientemente em gotículas maiores o que permite que mais partículas passem livres sem serem coalescidas pelo filtro Em vazões acima de 120 do valor nominal de catálogo a velocidade do ar é tão alta que alguns contaminantes podem retornar ao circuito pneumático Secção coalescente moldada em uma única peça contínua Retentor rígido Contato firme de intertravamento entre os meios e retentor Tela de manuseio Camada sintética de drenagem Entrada do fluxo Saída do fluxo Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 46 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Regulagem de pressão Normalmente um sistema de produção de ar compri mido atende à demanda de ar para vários equipamen tos pneumáticos Em todos estes equipamentos está atuando a mesma pressão Isso nem sempre é possível pois se estivermos atuando um elemento pneumático com pressão maior do que realmente necessita es taremos consumindo mais energia que a necessária Por outro lado um grande número de equipamentos operando simultaneamente num determinado inter valo de tempo faz com que a pressão caia devido ao pico de consumo ocorridoEstes inconvenientes são evitados usandose a Válvula Reguladora de Pressão ou simplesmente o Regulador de Pressão que tem por função Compensar automaticamente o volume de ar requerido pelos equipamentos pneumáticos Manter constante a pressão de trabalho pressão secun dária independente das flutuações da pressão na entrada pressão primária quando acima do valor regulado A pressão primária deve ser sempre superior à pressão se cundária independente dos picos Funcionar como válvula de segurança Funcionamento do regulador de pressão Descrição Os reguladores foram projetados para proporcionar uma resposta rápida e uma regulagem de pressão acurada para o maior número de aplicações industriais O uso do diafragma especialmente projetado resulta em um aumento significativo da vida útil do regulador proporcionando baixos custos de manutenção Suas principais características são Resposta rápida e regulagem precisa devido a uma aspi ração secundária e a válvula de assento incorporado Grande capacidade de reversão de fluxo Diafragma projetado para proporcionar um aumento da vida útil do produto Dois orifícios destinados a manômetro que podem ser usados como orifícios de saída Fácil manutenção Operação O ar comprimido entra por P e pode sair por P apenas se a válvula de assento estiver aberta A secção de passagem regulável está situada abaixo da válvula de assento C Girando totalmente a manopla D no sentido antihorário mola sem compressão o conjunto da válvula de assento C estará fechado Girando a manopla no sentido horário aplicase uma carga numa mola calibrada de regulagem A fazendo com que o diafragma B e a válvula de assento C se desloquem para baixo permitindo a passagem do fluxo de ar comprimido para a utilização H A pressão sobre o diafragma B está balanceada através o orifício de equilíbrio G quando o regulador está em operação A pressão secundária ao exceder a pressão regulada causará por meio do orifício G ao diafragma B um movimento ascendente contra a mola de regulagem A abrindo o orifício de sangria F contido no diafragma O excesso de ar é jogado para atmosfera através de um orifício E na tampa do regulador somente para reguladores com sangria Portanto uma saída de pressão préregulada é um processo de abrefecha da válvula de assento C que poderia causar certa vibração Isso é evitado porque certos reguladores são equipados por um amorteci mento I à mola ou a ar comprimido O dispositivo autocompensador CJ permite montar o regulador em qualquer posição e confere ao equipamento um pequeno tempo de resposta A pressão de saída é alterada pela atuação sobre a manopla de regula gem não importa se é para decréscimo quando a pressão secundária regulada é maior o ar excedente desta regulagem é automaticamente expulso para o exterior atráves do orifício F até a pressão desejada ser atingida ou acréscimo o aumento processase normalmente atuandose a manopla e comprimindo se a mola A da forma já mencionada atráves de um manômetro J registramse as pressões secundárias reguladas Secção de um regulador de pressão com escape H J I C B A Simbologia G F E D A Mola B Diafragma C Válvula de assento D Manopla E Orifício de exaustão F Orifício de sangria G Orifício de equilíbrio H Passagem do fluxo de ar I Amortecimento J Comunicação com manômetro Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 47 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Materiais Corpo Zamac Haste de ajuste Aço Anel de fixação Plástico Diafragma Borracha nitrílica nunaN Manopla de regulagem Plástico Mola de regulagem Aço Mola de assento Aço Regulador de pressão sem escape O regulador sem escape é semelhante ao visto anteri ormente mas apresenta algumas diferenças Não permite escape de ar devido a um aumento de pressão o diafragma não é dotado do orifício de san gria F ele é maciço Quando desejamos regular a pressão a um nível inferior em relação ao estabelecido a pressão secundária deve apresentar um consumo para que a regulagem seja efetuada Filtroregulador conjugado Há também válvulas reguladoras de pressão integra das com filtros ideais para locais compactos Descrição Economiza espaço pois oferece filtro e regulador conjugados para um desempenho otimizado Grande eficiência na remoção de umidade Operação Girando a manopla A no sentido horário aplicase uma carga na mola de regulagem F fazendo com que o diafragma H e o conjunto da válvula de assento C se desloquem para baixo permitindo a passagem do fluxo de ar filtrado pelo orifício I A pressão sobre o diafragma H está balanceada quando o filtroregulador conjugado está em operação se a pressão secundária exceder a pressão regulada causará ao diafragma H um movimento ascendente contra a mola de regulagem F abrindo o orifício de sangria B contido no diafragma O excesso de ar é jogado para atmosfera através do orifício G na tampa do filtroregulador conjugado filtro regulador conjugado com sangria O primeiro estágio da filtração começa quando o ar comprimido flui através do defletor superior D o qual causa uma ação de tur bilhonamento As impurezas contidas no ar comprimido são jogadas contra a parede do copo devido à ação centrífuga causada pelo defletor superior D O defletor inferior E separa a umidade e as partículas sólidas depositadas no fundo do copo evitando a re entrada das mesmas no sistema de ar comprimido O segundo estágio de filtração ocorre quando o ar passa pelo elemento filtrante J onde as partículas menores são retidas O ar passa então através da área do as sento I para conexão de saída do produto Refil filtro regulador Simbologia A Manopla B Orifício de sangria C Válvula de assento D Defletor superior E Defletor inferior J D C B A I H G F E F Mola G Orifício de exaustão H Diafragma I Passagem do fluxo de ar J Elemento filtrante Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 48 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Materiais Corpo Zamac Copo Policarbonato transparente zamac copo Mmetálico Haste de ajuste Aço Protetor do copo Aço Anel de fixação Plástico copo de policarbonato do copo série 0607 e copo metálico série 06 alumínio copo metálico série 07 Diafragma Borracha nitrílica bunaN Manopla de regulagem Plástico Mola de regulagem Aço Mola de assento Aço Manutenção observar o seguinte Nunca limpar o regulador com estopa e sim com pano macio que não solte fiapos Utilizar somente querosene para a lavagem Observar se a tela do filtro interno não está obstruída Verificar a face de borracha do obturador disco Se possuir marcas profundas demais ou estiver deslo cada da posição substituir todo o conjunto hastedisco Verificar a extremidade da haste Se estiver arranhada ou marcada proceder como acima Inspecionar o O Ring no orifício central do diafragma para eliminar possíveis resíduos de impurezas Se estiver marcado ou mastigado substituílo não havendo possibilidade trocar o diafragma Inspecionar o diafragma Se houver rachaduras sub stituílo Inspecionar a mola Verificar se o parafuso de compressão da mola não está espanado Manômetros São instrumentos utilizados para medir e indicar a in tensidade de pressão do ar comprimido óleo etcNos circuitos pneumáticos e hidráulicos os manômetros são utilizados para indicar o ajuste da intensidade de pressão nas válvulas que pode influenciar a força o torque de um conversor de energia Existem dois tipos principais de manômetros Tubo de Bourdon Schrader tipo hidráulico Tubo de Bourdon Consiste em uma escala circular sobre a qual gira um ponteiro indicador ligado a um jogo de engrenagens e alavancas Este conjunto é ligado a um tubo recurvado fechado em uma extremidade e aberto em outra que está ligada com a entrada de pressão Aplicandose pressão na entrada o tubo tende a endireitarse articu landose as alavancas com a engrenagem transmitindo movimento para o indicador e registrando a pressão sobre a escala Nota Convém lembrar que existem dois tipos de pressão Absoluta e Relativa Manométrica Absoluta é a soma da pressão manométrica com a pressão at mosférica Relativa é a pressão indicada nos manômetros isenta da pressão atmosférica Geralmente utilizada nas escalas dos manômetros pois através dela as conversões de energia fornecem seus trabalhos Lubrificação Os sistemas pneumáticos e seus componentes são constituídos de partes possuidoras de movimentos re lativos estando portanto sujeitos a desgastes mútuos e consequente inutilização Para diminuir os efeitos desgastantes e as forças de atrito a fim de facilitar os movimentos os equipamentos devem ser lubrificados convenientemente por meio do ar comprimido Lubrificação do ar comprimido é a Manômetro tipo tubo de Bourdon Simbologia Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 49 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training mescla deste com uma quantidade de óleo lubrificante utilizada para a lubrificação de partes mecânicas inter nas móveis que estão em contato direto com o ar Essa lubrificação deve ser efetuada de uma forma controlada e adequada a fim de não causar obstáculos na passagem de ar problemas nas guarnições etc Além disso esse lubrificante deve chegar a todos os componentes mesmo que as linhas tenham circuitos sinuosos Isso é conseguido desde que as partículas de óleo permaneçam em suspensão no fluxo ou seja não se depositem ao longo das paredes da linha O meio mais prático de efetuar este tipo de lubrificação é através do lubrificador Funcionamento do lubrificador Descrição Distribuição proporcional de óleo em uma larga faixa de fluxo de ar Sistema de agulha assegura uma distribuição de óleo repetitiva Permite o abastecimento do copo com a linha pressurizada Operação O ar comprimido flui através do lubrificador por dois caminhos Em baixas vazões a maior parte do ar flui através do orifício Venturi B e a outra parte flui defletindo a membrana de restrição A e ao mesmo tempo pressuriza o copo através do assento da esfera da placa inferior A velocidade do ar que flui através do orifício do Venturi B provoca uma depressão no orifício superior F que somada à pressão positiva do copo através do tubo de sucção E faz com que o óleo escoe através do con junto gotejador Esse fluxo é controlado através da válvula de regulagem G e o óleo goteja através da passagem I encontrando o fluxo de ar que passa através do Venturi B provo cando assim sua pulverização Quando o fluxo de ar aumenta a membrana de restrição A dificulta a passagem do ar fazendo com que a maior parte passe pelo orifício do Venturi B assegurando assim que a distribuição de óleo aumente linearmente com o aumento da vazão de ar O copo pode ser preen chido com óleo sem precisar despressurizar a linha de ar devido à ação da esfera C Quando o bujão de enchimento H é retirado o ar contido no copo escapa para a atmosfera e a esfera C veda a passagem de ar para o copo evitando assim sua pressurização Ao recolocar o bujão uma pequena porção de ar entra no copo e quando este estiver totalmente pressurizado a lubrificação volta ao normal Secção de um lubrificador Simbologia J I A C E D G F E H B A Membrana de restrição B Orifício venturi C Esfera D Válvula de assento E Tubo de sucção F Orifício superior G Válvula de regulagem H Bujão de reposição de óleo I Canal de comunicação J Válvula de retenção Manutenção Usar somente algodão para limpeza não usar estopa Lavar somente com querosene Evitar preencher demasiadamente o copo com óleo Verificar se as guarnições não estão danificadas Verificar se o filtro na extremidade do tubo pescador não está entupido Evitar forçar o parafuso de controle de fluxo demasiada mente ao tentar fechar a passagem de óleo Características dos lubrificantes Predominam os lubrificantes à base de petróleo porém está havendo um incremento na utilização dos óleos sintéticos Os óleos pertencem a três classes principais parafínicos naftênicos e aromáticos Parafínicos Caracterizamse de modo geral por um alto índice de viscosidade alta estabilidade contra a oxidação menor tendência à formação de vernizes alto ponto de fluidez e baixa densidade Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 50 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Materiais Corpo Zamac Copo Policarbonato transparente zamac copo metálico Protetor do copo Aço Anel de fixação Plástico policarbonato série 0607 do copo e metálico série 06 alumínio copo metálico série 07 Vedações BunaN Visor do copo metálico Poliamida Naftênicos Apresentam baixo índice de viscosidade menor estabi lidade contra oxidação maior tendência à formação de vernizes ponto de fluidez mais baixo e densidade elevada Entretanto o seu poder solvente é melhor que o dos parafínicos e o tipo de carbono formado ao queimar é menos duro que o formado pelos primeiros As características básicas podem ser alteradas de acordo com o serviço pois o produto final pode se apresentar sob a forma de óleo mineral puro com posto com aditivos ou óleos emulsionáveis Nem todos os lubrificantes são apropriados para a uti lização nos sistemas pneumáticos existem muitos óleos empregados que criam sérios inconvenientes para o perfeito funcionamento de válvulas cilindros etc A maior parte dos óleos contém aditivos especiais próprios para certos fins mas inadequados para outras aplicações Dois óleos podem parecer iguais perante certas propriedades físicas e se comportarem de ma neira diferente perante diferentes materiais O óleo apropriado para sistemas pneumáticos deve conter antioxidante ou seja não deve oxidarse ao ser nebulizado com o ar deve conter aditivos antiespuman tes para não formar espuma ao ser nebulizado Outro fator importante para o óleo é o IV índice de viscosidade que deve ser mantido o mais uniforme possível com as variações de temperatura Um fator determinante na seleção do tipo de óleo mais adequado é o fato das guarnições dos componentes pneumáticos serem de borracha nitrílica Buna N O óleo não deve alterar o estado do material Com isso queremos nos referir ao ponto de Anilina do óleo que pode provocar dilatação contração e amolecimento das guarnições O ponto de Anilina é definido como a temperatura na qual tem início a mistura de óleo de anilina com o óleo considerado Nas lubrificações pneumáticas o Ponto de Anilina não deve ser inferior a 90C 194F e nem superior a 100C 212F Um sistema lubrificado adequadamente não apresentará tais inconvenientes em relação às guarnições Óleos recomendados Shell Shell Tellus C10 Esso Turbine Oil32 Esso Spinesso22 Mobil Oil Mobil Oil DTE24 Valvoline Valvoline R60 Castrol Castrol Hyspin AWS32 Lubrax HR 68 EP Lubrax Ind CL 45 Of Texaco Kock Tex100 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 51 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training 6 Tubulação e Conexões Projetos de redes de ar comprimido A escolha do sistema de ar comprimido exige um planejamento detalhado que prevê qual o equipamento mais adequado para cada caso e também como o investimento será revertido em benefícios para o cliente No projeto incluem o planejamento e execução de todas as etapas quando são definidas as reais necessidades da empresa e os equipamentos ideais para solução do compressor até o ponto de uso para o bom funcionamento do maquinário Rede de Distribuição Aplicar para cada máquina ou dispositivo automatizado um compressor próprio é possível somente em casos esporádicos e isolados Onde existem vários pontos de aplicação o processo mais conveniente e racional é efetuar a distribuição do ar comprimido situando as tomadas nas proximidades dos utilizadores A rede de distribuição de ar comprimido compreende todas as tubulações que saem do reservatório passando pelo secador e que unidas orientam o ar comprimido até os pontos individuais de utilização A rede possui duas funções básicas 1 Comunicar a fonte produtora com os equipamentos con sumidores 2 Funcionar como um reservatório para atender às exigên cias locais Um sistema de distribuição perfeitamente executado deve apresentar os seguintes requisitos Pequena queda de pressão entre o compressor e as partes de consumo a fim de manter a pressão dentro de limites toleráveis em conformidade com as exigências das aplicações Não apresentar escape de ar do contrário haveria perda de potência Apresentar grande capacidade de realizar separação de condensado Ao serem efetuados o projeto e a instalação de uma planta qualquer de distribuição é necessário levar em consideração certos preceitos O não cumprimento de certas bases é contraproducente e aumenta sensivel mente a necessidade de manutenção Layout Visando melhor performance na distribuição do ar a definição do layout é importante Este deve ser construído em desenho isométrico ou escala permi tindo a obtenção do comprimento das tubulações nos diversos trechos O layout apresenta a rede principal de distribuição suas ramificações todos os pontos de consumo incluindo futuras aplicações qual a pressão destes pontos e a posição de válvulas de fechamento moduladoras conexões curvaturas separadores de condensado etc Através do layout podese então definir o menor percurso da tubulação acarretando menores perdas de carga e proporcionando economia Formato Em relação ao tipo de linha a ser executado anel fe chado circuito fechado ou circuito aberto devemse analisar as condições favoráveis e desfavoráveis de cada uma Geralmente a rede de distribuição é em circuito fechado em torno da área onde há necessida de do ar comprimido Deste anel partem as ramificações para os diferentes pontos de consumo Rede de distribuição em anel fechado A Rede de distribuição com tubulações derivadas do anel B Rede de distribuição com tubulações derivadas das transversais Consumidores Reservatório secundário Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 52 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training O Anel fechado auxilia na manutenção de uma pressão constante além de proporcionar uma distribuição mais uniforme do ar comprimido para os consumos intermitentes Dificulta porém a separação da umidade porque o fluxo não possui uma direção dependendo do local de consumo circula em duas direções Existem casos em que o circuito aberto deve ser feito por ex área onde o transporte de materiais e peças é aéreo pontos isolados pontos distantes etc neste caso são estendidas linhas principais para o ponto Válvulas de fechamento na linha de distribuição São de grande importância na rede de distribuição para permitir a divisão desta em seções especialmente em casos de grandes redes fazendo com que as seções tornemse isoladas para inspeção modificações e ma nutenção Assim evitamos que outras seções sejam simultaneamente atingidas não havendo paralisação do trabalho e da produção Ligações entre os tubos Processamse de diversas maneiras rosca solda flan ge acoplamento rápido devendo apresentar a mais perfeita vedação As ligações roscadas são comuns devido ao baixo custo e facilidade de montagem e desmontagem Para evitar vazamentos nas roscas é importante a utilização da fita Teflon devido às imper feições existentes na confecção das roscas A união realizada por solda oferece menor possibilidade de vazamento se comparada à união roscada apesar de um custo maior As uniões soldadas devem estar cercadas de certos cuidados as escamas de óxido têm que ser retiradas do interior do tubo o cordão de solda deve ser o mais uniforme possível De maneira geral a utilização de conexões roscadas se faz até diâmetros de 3 Para valores acima nor malmente recomendamse conexões soldadas que podem ser por topo para tubos soquete para curvas flanges e válvulas Para instalações que devem apresentar um maior grau de confiabilidade recomendase uso de conexões flangeadas e soldadas Para instalações provisórias o ideal é o acoplamento rápido também estanque Na desmontagem não existem perdas de tubo e não há necessidade de fazer cortes para a remoção Curvatura As curvas devem ser feitas no maior raio possível para evitar perdas excessivas por turbulência Evitar sempre a colocação de cotovelos 90 A curva mínima deve possuir na curvatura interior um raio mínimo de duas vezes o diâmetro externo do tubo Isolamento da rede de distribuição com válvula de fechamento AC Curvatura em uma rede de distribuição Ø R Mín 2 Ø Sala dos compressores 60 m 30 m 30 m 30 m 30 m As válvulas mais aplicadas até 2 são do tipo de esfera diafragma Acima de 2 são utilizadas as válvulas tipo gaveta Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 53 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Inclinação As tubulações devem possuir uma determinada inclina ção no sentido do fluxo interior pois enquanto a temperatura de tubulação for maior que a temperatura de saída do ar após os secadores este sairá pratica mente seco se a temperatura da tubulação baixar haverá embora raramente precipitação de água A inclinação serve para favorecer o recolhimento desta eventual condensação e das impurezas devido à formação de óxido levandoas para o ponto mais baixo onde são eliminadas para a atmosfera através do dreno O valor desta inclinação é de 05 a 2 em função do comprimento reto da tubulação onde for executada Os drenos colocados nos pontos mais baixos de preferência devem ser automáticos Se a rede é relativamente extensa recomendase observar a colocação de mais de um dreno distanciados aproxi madamente 20 a 30m um do outro Drenagem de umidade Com os cuidados vistos anteriormente para eliminação do condensado resta uma umidade remanescente a qual deve ser removida ou até mesmo eliminada em caso de condensação da mesma Para que a drenagem eventual seja feita devem ser instalados drenos purgadores que podem ser manuais ou automáticos com preferência para o último tipo Os pontos de drenagem devem se situar em todos os locais baixos da tubulação fim de linha onde houver elevação de linha etc Nestes pontos para auxiliar a eficiência da drenagem podem ser construídos bolsões que retêm o condensado e o encaminham para o purgador Estes bolsões construídos não devem possuir diâmetros menores que o da tubulação O ideal é que sejam do mesmo tamanho Prevenção e drenagem para o condensado Como mencionamos restará no ar comprimido uma pequena quantidade de vapor de água em suspensão e os pontos de drenagem comuns não conseguirão provocar sua eliminação Com este intuito podemse instalar separadores de condensado cujo princípio de funcionamento é simples obrigar o fluxo de ar comprimido a fazer mudanças de direção o ar muda facilmente porém as gotículas de umidade chocamse contra os defletores e neles aderem formando gotas maiores que escorrem para o dreno Tomadas de Ar Devem ser sempre feitas pela parte superior da tubula ção principal para evitar os problemas de condensado já expostos Recomendase ainda que não se realize a utilização direta do ar no ponto terminal do tubo de tomada No terminal devese colocar uma pequena válvula de drenagem e a utilização deve ser feita um pouco mais acima onde o ar antes de ir para a máquina passa através da unidade de condicionamento Ar comprimido Separador Armazenagem de condensados Drenos automáticos Inclinação 05 a 2 do comprimento Comprimento Purgadores Unidade de condicionamento utilização Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 54 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Conexões instantâneas Materiais da tubulação principal Com relação aos materiais da tubulação dê preferência aos resistentes à oxidação como aço galvanizado aço inoxidável alumínio cobre e plástico de engenharia Tubulações secundárias A seleção dos tubos que irão compor a instalação secundária e os materiais de que são confeccionados são fatores importantes bem como o tipo de acessório ou conexão a ser utilizado Devemse ter materiais de alta resistência durabilidade etc O processo de tubulação secundária sofreu uma evolução bastante rápida O tubo de cobre até bem pouco tempo era um dos mais usados Atualmente ele é utilizado em instalações mais especí ficas montagens rígidas e locais em que a temperatura e a pressão são elevadas Hoje são utilizados tubos sintéticos os quais propor cionam boa resistência mecânica apresentando uma elevada força de ruptura e grande flexibilidade São usados tubos de polietileno poliuretano e tubos de nylon Conexões para tubulações secundárias A escolha das conexões que serão utilizadas num circuito é muito importante Devem oferecer recursos de montagem para redução de tempo ter dimensões compactas e não apresentar quedas de pressão ou seja possuir máxima área de passagem para o fluido Utilize também conexões de raio longo para minimizar a perda de carga Devem também ter vedação perfeita compatibilidade com diferentes fluidos industriais durabilidade e per mitir rápida remoção dos tubos em casos de manuten ção sem danificálos As conexões para tubulações secundárias podem ser múltiplas espigões conexão com anel de pressão ou anilhas etc Dependendo do tipo de conexão utilizado o tempo de montagem é bem elevado devido às di versas operações que uma única conexão apresenta ser roscada no corpo do equipamento roscar a luva de fixação do tubo ou antes posicionar corretamente as anilhas Deve haver um espaço razoável entre as conexões para permitir sua rotação Em alguns casos isso não é possível Estes meios de ligação além de demorados danificam o tubo esmagando dilatando ou cortando Sua remoção é difícil sendo necessário muitas vezes cortar o tubo trocar as anilhas e as luvas de fixação do tubo isso quando a conexão não é totalmente perdida Uma nova concepção em conexões para atender a todas as necessidades de instalação de circuitos pneumáticos controle e instrumentação e outros são as conexões instantâneassemelhantes a um engate rápido Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 55 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Nomograma teórico para cálculo do diâmetro interno da tubulação Provocada pela sempre crescente racionalização e au tomatização das instalações industriais a necessidade de ar nas fábricas está crescendo Cada máquina e cada dispositivo requer sua quantia de ar que está sendo fornecido pelo compressor at ravés da rede distribuídora O diâmetro da tubulação portanto deve ser escolhido de maneira que mesmo com um consumo de ar crescente a queda da pressão do reservatório até o consumidor não ultrapasse 01 bar Uma queda de pressão prejudica a rentabilidade do sis tema e diminui consideravelmente sua capacidade Já no projeto da instalação de compressores deve ser prevista uma possível ampliação posterior e conse quentemente uma maior demanda de ar determinando dimensões maiores dos tubos da rede distribuidora A montagem posterior de uma rede distribuidora de dimensões maiores ampliação acarreta despesas elevadas Dimensionamento da rede condutora A escolha do diâmetro da tubulação não é realizada por quaisquer fórmulas empíricas ou para aproveitar tubos por acaso existentes em depósito mas sim con siderandose Volume corrente vazão Comprimento da rede Queda de pressão admissível Pressão de trabalho Número de pontos de estrangulamento na rede Na prática o nomograma facilita a averiguação da queda de pressão ou diáimetro do tubo na rede Um aumento necessário no futuro deve ser previsto e considerado Calculo da tubulação O consumo de ar em um estabelecimento fabril é de 4 m3min 240 m3hora O aumento em três anos será de 300 Isto resultará em 12 m3min 720 m3hora O consumo total é limitado em 16 m3min 960 m3hora A tubulação será de 280 metros de comprimento dentro dela se encontram 6 peças em T 5 cotovelos normais 1 válvula de passagem A queda de pressão admissível é de p 01 bar Pressão de trabalho 8 bar A procurar diâmetro interno do tubo Com as indicações presentes será determinado no nomograma o diâmetro provisório do tubo Solução Ligase no nomograma a linha A comprimento da tubulação com B e prolongase até C eixo 1 Pressão de trabalho linha E será ligada com G queda de pressão obtendo assim F eixo 2 um ponto de in terseção Os pontos de interseção serão ligados entre si Na linha D diâmetro interno obterseá um ponto de interseção o qual fornece o diâmetro do tubo O resultado do nosso cálculo é aproximadamente 90 mm de diâmetro Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 56 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Nomograma para cálculo do diâmetro interno da tubulação Para um bom desempenho de todo o sistema não permita que os vazamentos ultrapassem 5 da vazão total do mesmo Comprimento da tubulação m Eixo 1 Eixo 2 Diâmetro interno do tubo mm Queda de pressão bar bar Volume aspirado m3hora 10 20 50 10000 500 400 300 250 200 2 003 004 005 007 01 015 02 03 04 05 07 1 15 3 4 5 7 10 15 20 150 100 70 50 40 30 25 20 5000 2000 1000 500 200 100 100 200 500 1000 2000 5000 A B C D E F G Perda de carga psig por 10 metros de comprimento m3h de um tubo com diâmetro 12 34 1 1 12 2 2 12 3 4 5 6 80 273 064 018 170 251 070 008 350 268 031 009 500 068 019 008 850 186 050 021 1200 100 041 013 1700 197 081 025 2100 128 041 010 2500 179 056 014 3400 100 025 008 4200 156 039 012 5100 224 055 017 007 6800 097 030 012 10200 215 067 026 13600 118 046 17000 182 071 Perda de carga na tubulação Comprimento equivalente de tubulação m Diâmetro 12 34 1 1 12 2 2 12 3 4 5 6 Cotovelo 90 110 134 158 225 260 280 340 400 220 270 Curva 90 067 070 083 100 110 110 120 140 150 170 Tê fluxo 080 120 150 240 300 390 480 600 800 920 dividido Válvula 017 020 025 037 046 052 058 076 095 098 gaveta Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 57 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Mangueira 14 15 3 5 7 8 16 psi m m m m m m 30 26 24 23 22 21 9 40 34 32 31 29 27 16 50 43 40 38 36 34 22 60 51 48 46 43 41 29 70 59 56 53 51 48 36 80 68 64 61 58 55 43 90 76 71 68 65 61 51 Mangueira 516 15 3 5 7 8 16 psi m m m m m m 30 29 285 28 275 27 23 40 38 37 37 37 36 32 50 47 47 46 45 45 40 60 57 56 55 55 54 49 70 66 65 64 63 63 59 80 75 74 73 73 71 66 90 84 83 82 81 80 74 Perda de pressão em tubulações de ar comprimido Tubulação requerida para distribuição de um sistema de ar comprimido operando a 100 psi Vazão Comprimento da tubulação em metros PCM 75 15 225 30 45 60 75 90 5 12 12 12 12 12 12 12 12 10 12 12 12 34 34 34 34 34 20 34 34 34 34 34 34 34 34 30 34 34 34 34 1 1 1 1 40 34 1 1 1 1 1 1 1 50 1 1 1 1 1 1 1 1 60 34 1 1 1 1 14 1 14 1 14 1 14 80 1 14 1 14 1 14 1 14 1 12 1 12 1 12 1 12 100 1 14 1 14 1 14 1 14 1 12 1 12 1 12 1 12 A tabela acima recomenda a dimensão mínima da tubulação a ser usada entre o reservatório e o ponto de consumo Toda tubulação presica ter uma inclinação cessível em um ponto para drenar o condensado água A tubulação de ar principal não deve ser menor que a conexão de descarga do compressor Inspecione regularmente toda a tubulação usando uma solução de água e sabão neutro para verificar vazamento de ar comprimido no sistema Denominação Consumo Pres de operação pés3min lmin bar psi Aspirador de pó 80 226 até 123 até 175 Bico limpeza 60 170 28 40 Calibrador de pneus eletrônico 20 57 63883 90120 Chapeador 70 198 63 90 Cortador circular serra 120 339 63 90 Descolador de pneus 185 524 4983 70120 Desmontador de pneus 80 226 98123 140175 Elevador hidropneumático 15 T 35 99 98123 140175 Elevador hidropneumático 40 T 60 170 98123 140175 Elevador hidropneumático 70 T 95 269 98123 140175 Elevador hidropneumático 100 T 120 340 98123 140175 Elevador hidropneumático 150 T 185 524 98123 140175 Equipamento odontológico sem sugador 18 51 4970 70100 Filtro manga 40 113 4983 70120 Furadeira reta 14 90 255 63 90 Furadeira reta 516 a 12 140 397 63 90 Furadeira tipo pistola 14 90 255 63 90 Furadeira tipo pistola 516 a 12 140 397 63 90 Esmerilhadeira reta 30000 giros 125 354 63 90 Esmerilhadeira reta 22000 giros 165 467 63 90 Esmerilhadeira reta 14000 giros 210 595 63 90 Lixadeira angular 20000 giros 70 198 63 90 Lixadeira angular 12000 giros 210 595 63 90 Lixadeira angular 8000 giros 300 850 63 90 Lixadeira angular 6000 giros 250 708 63 90 Lixadeira orbital tremetreme 210 595 63 90 Parafusadeira de impacto 38 91 258 63 90 Graxeira 1 bico 60 170 5670 80100 Graxeira 2 bicos 120 340 5670 80100 Guincho 30 85 63123 90175 Micromotor odontológico 21 60 24 35 Parafusadeira de impacto 58 150 425 63 90 Parafusadeira de impacto 34 170 481 63 90 Pistola pintura baixa pressão 20 57 2849 4070 Pistola pintura média pressão 40 114 3556 5080 Pistola pintura alta pressão 80 226 4970 70100 Pistola pintura com tanque de pressão 95 269 4970 70100 Pistola tipo AD 20 57 28 40 Pistola pulverização 30 85 6383 90120 Politriz 7 2000 giros 133 376 63 90 Raspadeira para carne 165 466 63 90 Rebarbador reto 1600 impactos 67 190 63 90 Rebarbador reto 5000 impactos 67 190 63 90 Rebarbador tipo pistola 800 impactos 90 255 63 90 Socador 1600 impactos 90 255 63 90 Socador 800 impactos 250 708 63 90 Sugador odontológico 15 43 4970 70100 Teste de freios 35 99 4970 70100 Teste de radiadores 20 57 4970 70100 Tupia madeira 12000 giros 210 595 63 90 Tupia madeira 17000 giros 165 466 63 90 Vibrador p concretofundição 2600 giros 175 496 63 90 Vibrador p concretofundição 6000 giros 105 297 63 90 Tabela de consumo de equipamentos pneumáticos Nota Os dados de consumo da tabela ao lado são apenas orientativos variando de acordo com o fabricante de cada equipamento não devendo ser tomado como específicos Levar em consideração sempre o fator de intermitência de cada equipamento isto é o fator de utilização durante o período Exemplo Uma lixadeira orbital não é acionada constantemente ficando desativada certo período de tempo e acionada outro Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 58 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Volume de ar em relação ao comprimento do tubo Vazão de ar em relação ao comprimento do tubo Diâmetro Área Volume de ar mm mm2 I Externo Interno 1 metro 5 metros 10 metros 100 metros de tubo de tubo de tubo de tubo 400 270 570 0006 0029 0057 0570 500 315 780 0008 0039 0078 0780 600 400 1260 0013 0063 0126 1260 800 600 2830 0028 0142 0283 2830 1200 900 6360 0064 0318 0636 6360 1600 1200 11300 0113 0565 1130 11300 2200 1600 20100 0201 1005 2010 20100 Consumo de ar de cilindros É importante conhecer o consumo de ar da instalação para poder produzilo e para saber quais as despesas de energia Em uma determinada pressão de trabalho num determinado diâmetro de cilindro e num determinado curso calculase o consumo de ar como se segue Relação de compressão 1013 pressão de trabalho em bar 1013 baseado ao nível do mar Fórmulas para calcular o consumo de ar Cilindros de ação simples Q s n d2 π relação de compressão lmin 4 Cilindros de dupla ação Q s D2 π s D2 d2 π n relação de compressão lmin 4 4 Q volume de ar lmin s curso cm n número de cursos por minuto D diâmetro do êmbolo d diâmetro da haste Exemplo Qual o consumo de ar de um cilindro de dupla ação com diâmetro de 50 mm diâmetro de haste de êmbolo 12 mm e 100 mm de curso O cilindro faz 10 cursos por minuto A pressão de trabalho é de 6 bar Relação de compressão 1013 pressão de trabalho 1013 bar 6 bar 7013 bar 69 1013 1013 bar 1013 bar Consumo de ar Q s D2 π s D2 d2 π n relação de compressão 4 4 Q 10 cm 25 cm2 π 10 cm 25 cm2 144 cm2 314 10 min1 69 4 4 Q 19625 cm3 18494 cm3 10 min1 69 Q 3812 cm3 69 min1 Q 263028 cm3min 263 lmin Q 263 lmin Diâmetro Área Vazão lmin Pressão de 6 bar e queda de mm mm2 pressão de 02 bar Externo Interno 1 metro 5 metros 10 metros 100 metros de tubo de tubo de tubo de tubo 400 270 570 5400 2340 1620 540 500 315 780 8040 3660 2520 780 600 400 1260 14760 6900 4800 1380 800 600 2830 40680 20040 14220 4260 1200 900 6360 108000 57600 41400 12840 1600 1200 11300 210600 120000 87000 27000 2200 1600 20100 406800 248400 184200 58200 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 59 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training 7 Econômia de Energia Vazamentos e Queda de Pressão Ar comprimido e econômia O ar comprimido além de construir uma fonte de energia fundamental em determinadas industrias químicas siderúrgicas de mineração e fundição por exemplo também pode significar economia Mas para tanto deve ser operado de forma correta e integrar um projeto adequado que passe por manutenções regulares e eficientes O ponto de captação do ar comprimido por exemplo deve se situar em local de baixa incidência de calor Um aumento de 5C na temperatura do ar aspirado acarreta aumento do consumo de energia na ordem de 1 Ao projetar urna nova instalação reformar ou ampliar devese adotar tubulações com diâmetro 10 maior do que o calculado Essa medida traz uma redução de 32 na perda da carga Também é possível prever ainda no projeto um sistema de recuperação do calor gerado pelo aquecimento dos compressores permitindo o aproveitamento de até 90 do calor Os compressores mais indicados aliás contém múltiplos estágios de compressão Iniciativas como essas demandam pouco investimentos e garantem um bom aproveitamento do sistema com redução no consumo de energia ao longo de sua vida útil Outra dica é evitar o uso desnecessário do ar comprimido para limpar máquinas ou locais de trabalho e estar sempre atento a vazamentos grandes vilões do desperdício O custo de operação de uma instalação depende de vários fatores como o consumo de energia elétrica e de água no resfriamento a manutenção da segurança na operação e a necessidade de sistemas de supervisão Assim devese prever inspeções completas três ou quatro vezes ao ano em toda a linha de distribuição e em equipamentos que utilizam o ar comprimido A economia proporcionada pelo tratamento de ar comprimido Podemos concluir que um sistema de tratamento de a r comprimido corretamente especificado instalado operado e mantido resultará numa economia bastante significativa ao usuário justificando plenamente seu investimento O ar comprimido e custos O ar comprimido é uma importante forma de energia sendo insubstituível em inúmeras aplicações Nas indústrias em geral um metro cúbico de ar comprimido custa em torno de meio centavo de dólar m3 10 m ar US 0005 apenas em energia sem falar nos demais custos envolvidos aquisição do sistema instalação operação e manutenção Em função das perdas decorrentes da transformação de energia o ar comprimido energia pneumática pode custar de sete a dez vezes mais do que a energia elétrica para uma ampliação similar embora isso seja normalmente compensado pelas vantagens apresentadas pelo ar comprimido Portanto o consumo racional da energia pneumática deve ser uma preocupação constante entre os usuários A tabela a seguir relaciona e quantifica as perdas de energia usualmente verificadas num sistema de ar comprimido Perda de carga queda de pressão Além da redução da pressão do ar comprimido pro vocada por uma rede de distribuição inadequada diâmetro da tubulação inferior ao necessário layout incorreto da tubulação curvas e conexões em excesso etc um sistema de ar comprimido também pode estar operando numa pressão muito superior à exigida pela aplicação m3h 340 800 1700 P bar psi 007 1 014 2 007 1 014 2 007 1 014 2 USano 14000 28000 33000 66000 70000 140000 Considerando P 7 barg uso 16hdia 300 diasano Temperatura de admissão do ar A elevação da temperatura ambiente diminui a densi dade do ar provocando uma redução da massa aspi rada pelo compressor Em conseqüência a eficiência do compressor fica comprometida Sempre que possível recomendase canalizar a tomada de ar do compressor para permitir a sucção de ar ambiente fresco oriundo da parte externa das instalações Admitese que uma redução de 3C na temperatura de admissão do ar ambiente pelo com pressor gera uma economia de energia de 1 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 60 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Vazamento de ar comprimido Todos os sistemas de ar comprimido têm vazamentos e são comuns perdas de até 40 de todo o ar com primido produzido Portanto identificar eliminar e reduzir os vazamentos de ar comprimido é uma das maneiras mais simples e eficientes de economizar a energia necessária para a compressão Válvulas tubos mangueiras e conexões mal vedados corroídos furados e sem manutenção são respon sáveis por vazamentos de enormes proporções num sistema pneumático Um método simples para estabe lecer a grandeza dessas perdas é interromper o con sumo de todo o ar comprimido do sistema mantendo os compressores em operação Com isso a pressão na rede chegará ao seu limite máximo Dependendo do tipo de controle de cada compressor eles deveriam desligarse ou entrar em alívio pois não haveria consumo de ar Se existirem vazamentos a pressão na rede cairá e os compres sores total ou parcialmente voltarão a comprimir Medindose os tempos cargasalívio dos mesmos e sabendose sua vazão efetiva podese deduzir a magnitude total dos vazamentos Problema invisível Devido algumas de suas características físicas tais como inodoro insípido e incolor fica difícil localizar vazamentos Raras são as empresas preocupadas em minimizar ou eliminar os vazamentos e conscien tizar os usuários sobre as formas mais corretas para sua utilização sem causar prejuízos As grandes quantidades de ar comprimido perdidas devido a pequenos furos conexões defeituosas má vedação folgas desgastes de equipamentos etc quando somadas atigem valores elevados Infelizmente tomase impossível eliminar por comple to a perda de ar vazamentos e por uso inadequado porém estes devem ser minimizados ao máximo com a instalação e manutenção correta da rede e dos equi pamentos Algumas providências podem ser tomadas para reduzir o desperdício Todos os pontos onde temse bico ar instalados para a limpeza de peças devem ter um regulador de pressão que deverá estar regulado e de preferência lacrado com 3 kgfcm3 40 psi Evitar que os funcionários efetuem limpeza das roupas banca das pisos etc Instruílos quanto ao desperdício e dos perigos e danos que esta utilização inadequada do ar comprimido pode causar ao organismo A manutenção com modo simples porem eficaz devera com o auxilio de uma esponja com espuma ou somente água ir colocan do nas uniões onde existe duvida sobre vazamento e verificar se realmente o vazamento existe devido a aparição de bolhas Todas as conexões devem ser padronizadas quanto a rosca que deverá ser BSP ou NPT nunca efetuar montagens misturando os tipos de rosca pois não teremos uma montagem adequada As conexões BSP possuem um anel de vedação de uso já as conexões NPT devese usar algum tipo de veda rosca em fita ou pasta Alguns fabricantes já estão fornecendo as conexões NPT com uma camada de veda rosca para se realizar algumas montagens e desmontagens Devese ficar atento nesta camada quando já tivermos utilizado esta conexão aproximadamente umas cinco vezes Conexões de engate rápido devese tomar cuidado na montagem do tubo ou mangueira O tubo ou mangueira deve ser cortado sem deixar rebarbas ou arestas e o corte devera ser perpendicular a sua linha de centro O tubo ou mangueira também deverá ser padronizado em milíme tro ou polegada em conformidade com a conexão utilizada Tubos ou mangueira que já foram conectados e desconectados várias vezes apresentam deformação e marcas em sua extremidade estas devem ser cortadas deixando uma nova extremidade para montagem Importante para a desconexão do tubo ou mangueira devese despressurizar o sistema ou bloquear a passagem de ar no trecho que esta sendo realizado reparo principalmente com conexões de engate rápido O engata e desengata freqüente em engates rápidos também é ponto de observação e verificação de vazamentos O uso de mangueiras de borracha deve ser realizado com cone xões compatíveis Em muitos casos encontrase diâmetro interno da mangueira maior que o diâmetro do espigão utilizado Usar abraçadeiras correspondentes ao diâmetro da mangueira Man gueiras que apresentam suas extremidades rachadas devido a dobras também devem ser cortadas e verificada a possibilidade de uma nova maneira de montar que evite a aparição do defeito Usar registros adequados para trabalhar com ar comprimido na pressão e temperatura compatíveis com a do ponto de uso Equipamentos pneumáticos tais como ferramentas pneumáticas rosqueadeiras furadeiras marteletes lixadeiras etc atuadores pneumáticos cilindros aturadores rotativos válvulas conjuntos de preparação de ar requerem cuidados especiais Cabenos res peitar e utilizar os equipamentos pneumáticos de acordo com suas instruções de instalação uso e manutenção normalmente fornecida pelo fabricante Com atitudes para minimizar o desper dício e conscientização dos usuários desta fonte de energia colhese resultados positivos quanto ao desperdício e otimização de sua ampliação Em muitos casos concluise que não há neces sidade de ampliação no sistema de compressão Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 61 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Vazamento e perda de potência em furos As quantidades de ar perdidas através de pequenos furos acoplamentos com folgas vedações defeituosas etc quando somadas alcançam elevados valores A importância econômica desta contínua perda de ar tornase mais evidente quando comparada com o consumo de um equipamento e a potência necessária para realizar a compressão mm pol m3s cfm Cv kW 3 18 001 21 42 31 5 316 0027 57 112 83 10 38 0105 220 44 33 Potência necessária para compressão Diâmetro do furo Escape do ar em 58836 kPa Tamanho real 85 psi 1 364 0001 2 04 03 Desta forma um vazamento na rede representa um consumo consideralvemente maior de energia que pode ser verificado através da tabela É impossível eliminar por completo todos os vazamen tos porém estes devem ser reduzidos ao máximo com uma manutenção preventiva do sistema de 3 a 5 vezes por ano sendo verificados por exemplo substituição de juntas de vedação defeituosa engates mangueiras tubos válvulas aperto das conexões restauração das vedações nas uniões roscadas eliminação dos ramais de distribuição fora de uso e outras que podem apa recer dependendo da rede construída Ø psi mm 30 44 58 72 87 100 116 145 174 217 290 434 01 0009 0012 0015 0019 0022 0027 0028 0035 0041 0050 0066 0098 02 0038 0051 0064 0076 0089 0099 0114 0140 0165 0203 0266 0392 03 0086 0115 0143 0172 0200 0229 0258 0315 0371 0459 0601 0887 05 0240 0320 0399 0477 0558 0636 0717 0876 103 106 166 246 10 0961 128 159 191 223 254 286 350 413 509 664 986 15 216 288 360 431 523 572 647 788 929 1142 1502 2217 20 385 512 640 767 891 1018 1145 1400 1654 2033 2669 3924 30 866 1152 1435 1722 2008 2294 2581 3150 3712 4596 6011 8875 40 1541 2047 2556 3058 3571 4066 4596 5604 6612 7425 10678 15735 50 2408 3200 3995 4773 5589 6364 7178 8769 10431 12731 16689 24610 60 3338 4610 5763 6895 8026 9193 10325 12623 14921 18316 24044 3536 80 6188 8203 10219 12234 14285 16336 18351 22418 26520 32531 42785 62940 100 9617 1280 15982 19129 22312 25494 28676 35006 41371 50918 66476 98654 120 13861 18457 22984 27510 32142 36774 41300 50564 59758 731951 96179 14179 150 21675 28818 36067 43139 50211 57283 64532 78852 92996 11421 15028 22170 200 38542 51272 66512 76731 89107 10183 11456 14002 16548 20332 26996 39249 250 60112 79913 99715 11951 13967 15912 17927 21887 25848 31824 41724 300 86632 11527 14356 17220 20084 22948 25812 31505 37128 45968 350 12517 15699 19554 23443 27333 31399 35112 42785 50918 400 14709 20473 25565 30586 35713 40664 45968 56222 450 19518 25919 32283 38896 45260 51625 500 24080 32000 39956 47736 550 29130 38719 48089 600 34688 461091 Fluxo livre de ar comprimido através de orifícios em pés3min Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 62 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Custo do vazamento Dados Para um compressor gerar 1 ls a pressão de 6 bar consome da rede elétrica 0314 kwh Preço kwh R039 residencial Portanto Um furo de 1 mm em uma rede com pressão de 6 bar trabalhando 24horasdia Um furo 1 mm vaza 1 ls 1 ls necessita de 0314 kwh de potência Em um ano de trabalho teremos 0314 x 039 x 24 x 365 R 107275 E um furo de 3 mm Um furo de 3 mm 10 ls 10 ls x 0314 kwh 314 kwh Em um ano de trabalho teremos 314 x 039 x 24 x 365 R 1072750 O calculo correto das redes de distribuição principal e secundárias a manutenção substituição periódica de elementos filtrantes saturados a regulagem pre cisa de pressão de cada ponto de consumo a escolha de componentes e acessórios com menor restrição ao fluxo de ar bem como a seleção correta do compres sor em função das necessidades de pressão do sis tema poderão contribuir de forma fundamental para redução do consumo de energia associado a perda de carga Porque tratar o ar comprimido Prejuízos causados pela contaminação Determinar a ordem de grandeza dos prejuízos cau sados pela contaminação do ar comprimido não é simples embora o impacto desses danos seja facil mente percebido pelos usuários Esses prejuízos dependem de diversos fatores mas a aplicação do ar comprimido é determinante nesta análise Há certos tipos de industrias e serviços que se quer iniciam suas atividades sem um sistema de tratamen to de ar comprimido Genericamente podese classificar esses prejuízos em quatro categorias 1 Energético É o desperdício de energia causado pela ineficiência de um sistema contaminado Isso se traduz em purgadores que pode riam ser eliminados propriedades termodinâmicas inferiores do ar comprimido que contém líquidos e sólidos etc Um único purgador temporizado incorretamente regulado ou purgadores do tipo termodinâmico podem por exemplo con sumir até 3500 kwh 4800 hp de energia por ano A presença de contaminação sólida e líquida incompressí veis no fluxo de ar reduz a capacidade do ar comprimido rea lizar trabalho em até 15 chegando a 30 em casos extre mos 2 Manutenção Neste tópico são contabilizados os custos com a reparação e a substituição de válvulas cilindros ferramentas pneumáticas etc Quanto mais automatizada for uma linha de produção maiores serão esses custos 3 Paradas de produção Calculase esses prejuízo levandose em conta itens como o volume de produção desperdiçado até que a falha causada pela contaminação do ar seja eliminada as horas de mão de obra produtiva ociosa etc Esse custo também é proporcional ao nível de automação do usuário eou à importância do ar comprimido no seu processo 4 QualidadeGarantia Nesta categoria estão inseridos os custos de retrabalho ou perda total de peças e serviços rejeitados pelo controle de qualidade 5 Conclusão Um sistema completo de tratamento de ar comprimido pode envolver a instalação de diversos equipamentos cada um com características específicas Ao selecionar estes equipamentos todos os aspectos acima discutidos devem ser analisados com cuidado principalmente aqueles que envolvem perdas de ener gia pressão vazão calor etc Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 63 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training Redução de custos operacionais utilizando dupla pressão Neste capítulo estaremos descrevendo implemen tações que poderão ser efetuadas na célula de manu fatura com o intuito de reduzir os custos operacionais Procedimentos para otimização e racionalização do ar comprimido Quando falamos a respeito de sistemas eou equipa mentos para Automação que utilizam o ar comprimido como fonte principal de energia estamos diretamente ligados ao consumo de energia elétrica A intenção desta implementação está relacionada diretamente à redução do consumo de energia elétrica e conse quentemente relacionado à redução dos custos oper acionais e ao aumento da vida útil dos componentes pneumáticos Aplicação da dupla pressão proporcionar aos circuitos pneumáticos pressões diferenciadas na qual o compressor não irá precisar trabalhar mais para suprir uma pressão maior permanecendo conforme o consumo dos equipamentos pneumáticos instalados um bom tempo desligado ou mesmo operando em vazio desta forma teremos uma redução da energia elétrica Devido a baixa pressão teremos uma diminuição nos atritos internos e redução nos desgastes de seus componentes aumentando desta forma a vida útil dos equipamentos pneumáticos Para a aplicação da dupla pressão é necessário uti lizar válvulas reguladoras de pressão que são com ponentes indispensáveis na distribuição geral de uma rede de ar comprimido A sua função principal é reduzir a pressão primária manter a pressão secundária con stante proporcionando condições adequadas para o controle de equipamentos pneumáticos Para uma melhor eficiência de uma rede de ar será necessário que as pressões nos pontos de consumo sejam inferiores a 20 da pressão gerada pelos com pressores ou seja não devemos levar em consider ação a pressão disponível na rede mas sim a pressão disponível no ponto de consumo como medida da redução de custos e segurança operacional Custo da geração do ar comprimido Pouco são os usuários que conhecem o quanto cus ta o ar comprimido a maioria considera como uma fonte de energia barata o que é um grande engano O custo do ar comprimido é de aproximadamente US 030 para 1000 SCFM pés cúbicos por minuto ou 28 m2min de ar comprimido consumido desta forma implementando o princípio da dupla pressão teremos uma satisfatória economia Cálculos Exemplo Temos um determinado atuador pneumático que tem por função avançar uma ferramenta para executar uma operação de prensagem pressão projetada para executar a função de prensagem é de 65 psig ou 45 bar em outras palavras necessitamos de uma determinada força de avanço para execução da tarefa em relação ao seu retorno não será necessário aplicarmos tal força o retorno da ferramenta será sem carga força ZERO pois o retorno será apenas para retornar a ferramenta para a posição inicial Então podemos introduzir uma válvula reguladora de pressão e regular a pressão de retorno para uma pressão inferior por exemplo igual a 25 psig 17 bar Informações do projeto Pressão de alimentação da rede de ar comprimido 100 psig 68 bar Cilindro D Ø 5 127 mm Haste Gh Ø 2 51 mm Curso S 18 457 mm Tempo de avanço Ta 2 segundos Tempo de retorno Tr 1 segundo Horas de trabalho Ht 7 horasdia Dias d 6 diassemana Semanas s 50 semanasano Custo do ar comprimido US 0301000 SCFM consumido Ciclo de trabalho Ta Tr 3 segundos 20 ciclosminuto Operacional 7 horasdia x 6 diassemana x 50 semanasano x 60 minuto 126000minutosano Cálculo do volume do ar consumido avanço Q π x D24 x S curso Q π x 524 x 18 Q 35343 pol3min 0204 pés cubicos por minuto Cálculo do volume do ar consumido retorno Q π x Dh2 D24 x S curso Q π 52 224 x 18 Q 297 pol3min 0171 pés cubicos por minuto Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 64 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training Calculo da relação de compressão avanço Rcomp 1013 pres de trabalho Rcomp 1013 bar 45 bar 544 bar 1013 1 013 bar Calculo da relação de compressão retorno Rcomp 1013 pres de trabalho Rcomp 1013 bar 17 bar 268 bar 1013 1 013 bar Agora o próximo passo é calcularmos os custos deste equipamento operando sem e com a utilização da dupla pressão Custo no avanço pressão 65 psig A quantidade de ar consumida é Volume consumido por minuto x Fator de compressão x Ciclo do cilindro x Operacional 0204 pcm x 544 Rcomp x 20 ciclos x 126000 minutos por ano Ca 279659520 pcm x US 030 preço do ar comprimido US83897856 1000 pcm US 83898 Ca US83898 Custo no retorno pressão 65 psig A quantidade de ar consumido é Volume consumido por minuto x Fator de compressão x Ciclo do cilindro x Operacional 0171 pcm x 544 Rcomp x 20 ciclos x 126000 minutos por ano Cr 234420480 pcm x US 030 preço do ar comprimido US 70326144 1000 pcm US 70326 Cr US 70326 Total por ano US 83898 US 70326 US 154224 Utilizando a dupla pressão O custo de avanço permace o mesmo pois necessi tamos da pressão de 65 psig pressão projetada para executar a função de prensagem Ca US 83898 A diferença ocorre no retorno pois o cilindro volta com a pressão de 25 psig Efetuando o cálculo dos custos temos 0171 pcm x 268 Rcomp x 20 ciclos x 126000 minutos por ano Cr 115486560 pcm x US 030 preço do ar comprimido US 34645968 1000 pcm US 34646 Cr US 34646 Total por ano US 83898 US 34646 US 118544 A economia por ano será de US 154224 US 118544 US 35680 Procedimento de otimização e racionalização do ar comprimido Compressor de ar Fazer a captação do ar ambiente de um local onde a temperatura seja a mais baixa possível para facilitar o resfriamento do ar com primido antes que passe à tubulação de distribuição Realizar a manutenção rigorosa do compressor de acordo com o manual do fabricante Reservatório de ar Instalar o reservatório de preferência fora da casa dos compres sores na sombra para facilitar a condensação da umidade e do óleo contidos no ar comprimido Todos os drenos conexões e aberturas de inspeção sejam facilmente acessíveis em nenhuma condição o reservatório deve ser enterrado ou instalado em local de difícil acesso Linha de ar comprimido Procurar adequar o diâmetro da tubulação com a vazão de ar comprimido Fazer a manutenção na rede eliminando vazamentos e desobstruindo passagens Estudar e otimizar a instalação pro curando eliminar componentes desnecessários excesso de curvas e cotovelos válvulas sem função Equipamentos de tratamento Instalar filtros reguladores e lubrificadores e fazer a manutenção nunca subdimensionálos Atuadores pneumáticos É difícil estabelecer um período igual para manutenção preventiva dos equipamentos pneumáticos Não há dúvidas que a manuten ção deve ser periódica mas os intervalosdevem ser indicados conforme as condições de trabalho do equipamento além das condições ambientais tais como a existência de poeira calor agentes corrosivos e outros Podese definir que de um modo geral deve ser feita em intervalos que variam entre 3 e 12 meses A variável do período é estabelecida ainda durante a própria ma nutenção pois se os equipamentos se apresentarem bons sem nenhum reparo a fazer logicamente o intervalo poderá ser aumen tado e se pelo contrário os equipamentos apresentarem muitos defeitos antes da manutenção o intervalo deve ser diminuído Importante A manutenção deverá ser realizada por pessoas que tenham bons conhecimentos sobre pneumática Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 65 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training 8 Manutenção Manutenção preditiva No momento da instalação do equipamento é previsto os prazos ideais para a realização de manutenção baseados na vida útil e utilização de cada máquina Manutenção corretiva De caráter emergencial caso haja pane nos equipa mentos Plano de manutenção preventiva numa instalação pneumática Diário Esvaziar a condensação no depósito de filtro se não houver dispositivo de dreno automático Controle de nível do lubrificante se a instalação o requerer Semanal Revisar a sujeira e desajustes nos fnais de curso Calibrar os manômetros nos reguladores de pressão Calibrar o funcionamento correto dos lubrificadores se existirem Trimestral Verificar se não existem perdas nas conexões Reapertálas se for preciso Trocar as mangueiras rígidas por mangueiras de poliuretano Verificar se não existem perdas nas válvulas de escape Limpar os cartuchos de silenciadores e filtros Verificar o funcionamento dos dispositivos de dreno automático Semestral Fazer funcionar a mão sem ar os cilindros para comprovar pos síveis desalinhamentos nas guias Verificar se não existem perdas através das juntas das conexões Dicas de manutenção em equipamentos pneumáticos Antes de começarmos qualquer reparo em equipamen to pneumático devemos analisar sua reais condições efetuar prétestes se possível para análise do prob lema indicado e verficação de outros Devemos ter sempre disponível local limpo ferramentas apropriadas lubrificantes adequados kits de reparo corretos e peças de reposição em reais condições de uso Usar se necessário panos limpos e nunca estopa ou similar pois soltam fiapos que podem vir a comprometer o funcionamento do equipamento Conjunto de preparação de ar Este conjunto pode ser composto por a Filtro de ar regulador de pressão lubrificador e manômetro b Filtro regulador lubrificador e manômetro Filtro de ar Ao ser desmontado devemos verificar as condições atuais do copo de policarbonato do dreno manual ou automático do elemento filtrante de peças como defletores superior e inferior dos anéis de vedação e condições gerais do corpo principal Todos os componentes devem ser lavados com água morna e sabão neutro a Copo de policarbonato Verificar a existência de pequenas trincas verticais em todas a superfície e próximo do dreno de trincas horizontais na proximidade da boca Observar se o copo não está opaco permitindo pouca visibilidade do seu interior Notadas tricas não se deve tentar reparar estas com nenhum tipo de cola pois o plicarbonato não é recupe rável Quanto a transparência do copo este pode ter sido atacado por algum tipo de solvente ou produto químico os quais podem ter enfraquecido e estrutura do copo Nestes casos substituir o copo por um novo Observação O solvento ou produto químico parta atacar o copo de policarbonato não necessita ter contato direto com o copo Em alguns casos vapores de alguns produtos são suficientes para comprometer a estrutura do copo de policarbonato b Dreno manual ou automático Verificar se o orificio de drenagem não esta entupido e se o anel O ring responsável pela vedação encontra se em condições de uso Quanto aos drenos automáticos não são todos que podem ser desmontados para limpeza e troca de peças Consultar o fabricante Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 66 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training c Elemento filtrante Existem vários tipos de elemento filtrante utilizados pelos fabricantes sendo os mais comuns bronze sin terizado e tela de nylon Verificar como encontrase a sua superfície Em muitos casos com muita superfície Em muitos casos com muita sujeira proveniente do ar ao local onde o compressor faz a captação da própria tubulação e ambas impregnadas com óleo de compressor Devese lavar com água morna e sabão neutro e uma escova macia removendose toda sujeira depositada em sua superfície Logo após passar várias vezes por sua superfície de dentro para fora jatos de ar para removermos o produto utilizado na limpeza e secarmos o elemento Se observarmos que este tipo de limpeza não surtiu o resultado esperado pois notase que a vazão de ar continua comprometida devemos substituir o elemento filtrante por um novo d Defletores superior e inferior Normalmente confeccionado em plástico de engen haria devemos verificar se não existem rachaduras e se suas roscas não estão danificadas Lavar com água e sabão neutro e secalos com jato de ar Caso encontrese rachaduras e roscas gastas que possam comprometer o funcionamento do filtro substituilos por novos e Anéis de vedação Verificar toda a sua superfície observando a possível existência de pequenos cortes Verificar também se não encontrase ressecado inchado com suas dimen sões alteradas ou se esta ovalado Se encotrarmos alguma das ocorrências acima devese substituilos por novos Observação Caso uma ou mais ocorrências citadas acima for observada procurar saber o motivo e solucionar o problema causador dos defeitos f Corpo principal Existem corpos de materiais diferentes tais como alumínio zamac e plástico de engenharia Verificar estado geral do corpo observando possíveis danos nas roscas de fixação de elementos internos obstrução dos orifícios internos e danos nas conexões Nos corpos em plástico de engenharia observar a existência de pequenas trincas ou folgas excesivas nas conexões insertadas normalmente provocadas por excesso de aperto de montagem Lavar com água morna e sabão neutro Passar jato de ar para secagem e remoção do exesso de produto utilizado na limpeza Após verificar e existência de rebarbas e ou cantos vivos que possam estar danificado os anéis de veda ção Caso encontre procure removelos com auxílio de ferramenta apropriada Regulador de pressão Ao ser desmontado devemos verificar as condições atuais do conjunto hastedisco diafragma ou guarnição U cup nos de êmbolo anéis de vedação molas e conjunto de regulagem formado por acento de mola e parafuso tampas manopla de regulagem e corpo principal a Conjunto hastedisco Verificar estado da borracha de vedação do disco que é a responsável por não deixar passar o ar quando o regulador esta fechado estado da haste e do lo cal de encaixe entre disco e haste Verificar também os anéis de vedação que são montados no conjunto hastedisco Qualquer irregularidade como marcas profundas na vedação do disco anéis ovalizados ou com pequenos cortes devem ser substituídos Em alguns casos a ponta da haste que entra em contato com o acento do diafragma pode estar desgastada o que irá comprom eter o funcionamento quando for trocada a vedação correspondente neste caso substituir a haste Lavar estes componentes com água morna e sabão neutro e secalos com jatos de ar b Diafragma ou guarnição U cup Verificar estado geral do diafragma observar se a bor racha não está soltandose da trama bolha se não existem pquenos cortes ou furos e se no local onde é montado o encosto da mola e acento da haste não existe oxidação que possa a vir danificar o diafragma Verificar também o estado do anel de vedação que vai no centro do acento da haste No regulador de embolo verificra o estado da guarnição U cup observando se os lábios não apresentam desgaste excessivo pequenos cortes ou mesmo en durecimento Nos casos citados acima substituir os componentes Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 67 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training c molas e conjuntos de regulagem Verificar se as molas não encontramse mais curtas comparandoas com molas novas originais e ou oxi dadas Em virtude do degaste natural perde sua elas ticidade e oxidase na maioria dos casos pelo excesso de umidade encontrada no ar Em alguns casos estas molas podem ser de aço inox e devemos encontrar somente a perda da elastici dade Quanto ao conjunto de regulagem podemos encontrar desgaste acentuado nas roscas tanto do acento de mola como do parafuso de regulagem pois em muitos casos o regulador de pressão é us ado indevidamente como registro provocando com isso desgaste prematuro neste conjunto que deverá ser substituído Não encontrando nenhum destas ocorrências devese lavar os componentes com água morna e sabão neu tro neutro e secar com jatos de ar O conjunto de acento de mola e parafuso de regul agem deve receber uma pequena camada de graxa para deixar seu funcionamento mais suave d Tampas e manoplas Como na maioria dos equipamentos estas peças são de plásticos de engenharia devemos verificar se não existem trincas deformações causadas por algum produto que possa entrar em contato desgastes por uso de ferramenta inadequada e principalmente se as roscas destes componentes não encontramse des gastadas Devemos usar o bom senso antes de sub stituirmos estes componentes e Corpo principal Verificar estado do corpo observando possíveis danos nas conexões veja filtro de ar nas roscas de fixação e obstruções no orificios internos Nos reguladores de êmbolo verificar a exitência de riscos e ou ovalizaçãona região onde a guarnição U cup entra em contato Neste caso verificar a possibi lidade de eliminar ou minimizar os riscos e ovaliza çãosem comprometer o funcionamento do regulador de pressão Esta atitude pode ser tomada quando o corpo for metálico quando o corpo for de plástico de engenharia fica muito dificíl um retrabalho Não sendo possível reparar o corpo substituílo por uma novo Lavar com águ morna e sabão neutro Pas sar jato de ar para remover o excesso e secar Filtro regulador Ao ser desmontado devemos verificar oestado do copo policarbonato elemento filtrante defletores su perior e inferior molas anéis de vedação diafrgama ou guarnição U cup nos êmbolo conjunto haste disco conjunto de regulagem formado por acento de mola e parafuso tampas manopla e corpo principal Seguir os mesmos procedimentos de filtro de ar e regulador de pressão Lubrificador Ao ser desmontadodevemos verificar o estao do copo de poolicarbonato cúpula visora anéis de vedação sistema de reabastecimento tubo pescador parafuso de rgulagem e corpo principal a Copo de policarbonato ecúpula visora Na cúpula estas trincas podem aparecer na vertical em toda superfície ou próximas a rosca Observar também a transparência da cúpula Para copo e cúp ula seguir os mesmos procedimentos de análise do filtro de ar b Anéis de vedação Verificar toda a sua superfície observando a possível existência de pequenos cortes Verificar também se não encontrase ressecado inchado com suas di mensões alteradas ou se está ovalado se encontrar mos alguma das ocorrências acima devese substituí los por novos c Sistema de reabastecimento Verificar se o parafuso que da acesso ao orifício de reabastecimetno encontrase em boas condições se a válvula de despressurização do copo encontrase funcionando adequadamente e se o orifício de rea bastecimento encontrase desobstruído d Tubo pescador e parafuso de regulagem O tubo pescador deve estar totalmente livre para a passagem de óleo Quanto ao parafuso de regulagem na maioria das vezes este elemento é recravado no corpo justamente para evitar a sua retirada e con seuentemente perda da esfera de retenção Para efetuarmos a limpeza desta região devese abrir todo o parafuso e com bico de ar procurar remover a possível impureza ali localizada Após realizada lim Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 68 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training peza devemos certificarnos que o tubo bengala esta desobstruído Em alguns lubrificadores esta regula gem está na própria cúpula visora e quando algum problema ocorre somente substituindo a peça por uma nova e Corpo principal Verificar se os orifícios de passagem principalmente o venturi estnao desobstuídos e livres Observar tam bém o estado das roscas veja filtro de ar Lavar com água morna e sabnao neutro Depois passar jato de ar para secar e remover o ex cesso do produto de limeza Inspeções periódicas Verificar diariamente o nível de condensado no filtro não deixando o condensado ultrapassar o defletor inferior Efetuar a drenagem que deve ser sempre realizada com o equipamento pressurizado pois o ar ajudará a empurrar o condensado com as impurezas para fora Lembramos que na maioria dos drenos manuais as roscas são à esqueda e que não devemos utilizar ferramentas para esta operação pois chamase manual e nnao ferramental Após a drenagem devemos fechar o dreno o suficiente para eliminar algum vazamento A pressão deverá estar regulada conforme dados de projeto Qualquer alteração deverá ser consultada para não prejudicar as características de trabalho do equipamento Aumentar a pressão do equipamento não o faz trabalhar mais rápido O nível de óleo deve ser verificado constantemente e quando abaixo do indicado deverá ser reposto Nunca devese misturar marcas e viscosidades de óleos dieferentes Em alguns casos notase que água misturase ao óleo isto indica que temos excesso de condensado no ar Verificar a sua procedência e procurar sanar esta ocorrência Substituir o óleo misturado com água por novo Tabela prática para identificação de defeitos Equipamento Defeito Possível causa Solução Filtro de ar Não passa ar Registro fechado Verificarabrir efetuar limpeza ou substituílo por novo Elemento entupido Não drena Dreno entupido Efetuar limpeza Não fitlra Elemento rompido Substituílo por novo Vazamentos Corpo trincado Substituílo por novo Anel oring Substituílo por novo Conexões incompatíveis Verificar tipo de rosca Falta vedação Rosca NPT usa vedaroscaRosca BSP ane de vedação Regulador Vazamentos pelo Mola balanc quebradasem força Subsituíla por nova de pressão orifício sangria Anel oring do acento da haste Substituílo por novo ou invertelo Diafragma rompido Substituílo por novo Anel oring do disco inchado travado Substituílo por novo lubrificar local Anel oring do disco com folga Verificar anel oring e tampa de acesso subtituir se necessário Manopla travava Conjunto de regulagem Efetuar limpeza e lubrificação se necessário trocar por novo Anel oring da haste inchado Verificar efetuar troca e lubrificar local Não indica pressão Falta ar Verificar registros Manômetro com defeito Substituílo por novo Anel oring da haste inchado Substituílo por novo e lubrificar local Pressão de entrada fora da especificação Veririficar vazamentos e compressor Orifício comunicação manômetro obstruído Efetuar limpeza Mola de regulagem Substituíla por nova ou correta Lubrificador Não goteja Falta de óleo Verificar nível e repor Óleo muito viscoso Efetuar limpeza do lubrificador e colocar óleo correto Copo não pressurizado Verificar canal de pressurização e válvulas internas Tubo pescador danificado ou entupido Substituílo por novo ou desobstruílo Parafuso de regulagem fechado Efetuar regulagem Cúpula visora com vazamento Verificar anel de vedação ou Substituíla por nova Venturi obstruído Efetuar limpeza Válvula de fluxo ou membranas abertas Verificar mola de fechamento elasticidade da menbrana Substituílas se necessário Jato de óleo Parafuso regulagem aberto Efetuar regulagem Vazamentos Corpo trincado Substituílo por novo Demora gotejar Cúpula trincada Substituíla por nova Bolha de arn Retenção do pescador Verificar se necessário repor ou substituíla por nova tubo pescador Copo despressurizado Verificar vazamentos e válvulas internas Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 69 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training 9 Segurança Ar comprimido e segurança Que o ar comprimido possui diversas utilidades muita gente já sabe Mas nem todos estão cientes de que este mesmo produto pode ser perigoso se manuseado incorreta e imprudentemente Em contato com o corpo humano o ar comprimido pode causar sérios problemas à saúde incluindo lesões fatais O ar pode penetrar através da pele e percorrer uma longa distância por debaixo dela lesionando órgãos internos É importante que as pessoas estejam cientes dos males a que estão sujeitas e conheçam a forma mais segura de lidar com o ar comprimido nas indús trias O ar comprimido possui impurezas como partículas de óleo e matérias graxas e quando é introduzido pelos poros pode causar sérias inflamações nos tecidos ou causar hemorragia interna A lesão pode ser fatal caso ocorra em um vaso sangüí neo e produza borbulhas que interrompam a circulação do sangue O ar comprimido jamais deve ser empregado na limpeza de uniformes de trabalho para tirar o pó ou a sujeira do corpo e muito menos para limpar feridas Dependendo da força um jato de ar pode romper um tímpano Com apenas 40 libras é capaz de arremessar partículas de metal ou outros materiais a altas veloci dades tornandoos projeteis perigosos contra o corpo especialmente o rosto Portanto tenha muito cuidado Devese verificar todos os procedimentos de uso do ar comprimido e jamais direcionálo às pessoas Além disso mantenhao longe de seus ouvidos nariz e olhos A precaução fruto da conscientização é o melhor instrumento para garantir a saúde Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 70 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training 10 Referência MPL Marllins Equipamentos Metalplan Equipamentos Revista ABHP Apostila Treinamento Técnico Schulz Manual Prático de Hidráulica e Pneumática ABHP Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil 71 Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido Training 11 Notas Dimensionamento de Redes de Ar Comprimido 72 Parker Hannifin Ind Com Ltda Jacareí SP Brasil Training A Parker Hannifin A Parker Hannifin é uma empresa líder mundial na fabricação de componentes destinados ao mercado de Controle do Movimento dedicada a servir seus clientes prestandolhes um padrão impecável de atendimento Classificada como a corporação de número 200 pela revista Fortune nossa empresa está presente na Bolsa de Valores de Nova York e pode ser identificada pelo nosso símbolo PH Nossos componentes e sistemas somam 3200 linhas de produtos os quais têm a função essencial de controlar movimentos amplamente aplicados nos segmentos Industrial e Aeroespacial em mais de 1275 mercados A Parker é o único fabricante a oferecer aos seus clientes uma ampla gama de soluções hidráulicas pneumáticas e eletromecânicas para o controle de movimentos Nossa companhia possui a maior rede de Distribuidores Autorizados deste mercado com mais de 8300 distribuidores atendendo mais de 380000 clientes em todo o mundo Parker Hannifin Ind Com Ltda Av Lucas Nogueira Garcez 2181 Esperança Caixa Postal 148 12325900 Jacareí SP Tel 12 39545100 Fax 12 39545262 wwwparkercombr Parker Hannifin A Missão da Parker Ser o líder mundial na manufatura de componentes e sistemas para fabricantes e usuários de bens duráveis Mais especificamente nós iremos projetar fabricar e comercializar produtos para o controle do movimento vazão e pressão Nós alcançaremos crescimento lucrativo através da excelência no serviço ao cliente Informações sobre Produtos Os clientes Parker Hannifin no Brasil dispõem de um Serviço de Atendimento ao Cliente SAC que lhes prestará informações sobre produtos assistência técnica e distribuidores autorizados mais próximos através de uma simples chamada grátis para o número 0800PARKERH Climatização e Controles Industriais Projeta manufatura e comercializa componentes e sistemas para controle de fluidos para refrigeração ar condicionado e aplicações industriais em todo o mundo Seal Projeta manufatura e comercializa vedações industriais comerciais e produtos afins oferecendo qualidade superior e satisfação total ao cliente Filtração Projeta manufatura e comercializa produtos para filtração e purificação provendo a seus clientes maior valor agregado com qualidade suporte técnico e disponibilidade global para sistemas Instrumentação Líder global em projeto manufatura e distribuição de componentes para condução de fluidos em condições críticas para aplicações na indústria de processo ultraaltapureza médica e analítica Aeroespacial Líder em desenvolvimento projeto manufatura e serviços de sistemas de controle e componentes para o mercado aeroespacial e 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