ممیزی هوای فشرده چیست و چگونه در کارخانه انجام می‌شود؟

در بسیاری از کارخانه‌ها، کمپرسورها ساعت‌های زیادی در طول روز کار می‌کنند؛ اما همیشه مشخص نیست چه مقدار از هوای تولیدشده واقعاً در فرآیند تولید مصرف می‌شود و چه مقدار به دلیل نشتی، افت فشار، تنظیمات نامناسب یا عملکرد نادرست تجهیزات از بین می‌رود. به همین دلیل ممیزی هوای فشرده یکی از روش‌های مهم برای بررسی وضعیت واقعی یک سیستم هوای فشرده صنعتی است.

ممیزی هوای فشرده به مجموعه‌ای از اندازه‌گیری‌ها، بررسی‌های فنی و تحلیل داده‌ها گفته می‌شود که با هدف شناخت وضعیت سیستم تولید، انتقال و مصرف هوای فشرده انجام می‌شود. در یک ممیزی اصولی، فقط خود کمپرسور بررسی نمی‌شود؛ بلکه کل مسیر از تولید هوای فشرده تا تجهیزات مصرف‌کننده مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.

استاندارد ISO 11011 نیز ارزیابی سیستم هوای فشرده را به‌صورت یک سیستم کامل در نظر می‌گیرد و بخش‌های تأمین، انتقال و تقاضا یا مصرف را مورد توجه قرار می‌دهد. بنابراین بررسی صرفاً یک کمپرسور نمی‌تواند تصویر کاملی از عملکرد یک کارخانه ارائه کند.

ممیزی هوای فشرده چیست؟

اگر بخواهیم ساده توضیح دهیم، ممیزی هوای فشرده یعنی بررسی کنیم کارخانه چقدر هوای فشرده تولید می‌کند، چقدر مصرف دارد، در چه نقاطی اتلاف اتفاق می‌افتد و تجهیزات با چه شرایطی کار می‌کنند.

در این فرآیند معمولاً وضعیت کمپرسورها، فشار کاری، دبی هوا، تجهیزات آماده‌سازی هوا، شبکه توزیع، مصرف‌کننده‌ها و نشتی‌های احتمالی بررسی می‌شود. نتیجه این بررسی باید به یک تصویر قابل استفاده از وضعیت سیستم منجر شود؛ یعنی مشخص شود مشکل در کدام قسمت قرار دارد و چه اقداماتی می‌تواند عملکرد سیستم را بهبود دهد.

برای مثال ممکن است یک کارخانه تصور کند ظرفیت کمپرسورهای آن کافی نیست و به خرید یک کمپرسور جدید نیاز دارد، در حالی که بررسی دقیق سیستم نشان دهد بخشی از مشکل از نشتی‌های شبکه، تنظیمات نامناسب یا توزیع نامناسب هوا ناشی می‌شود. به همین دلیل انجام ارزیابی پیش از تصمیم‌گیری برای توسعه تجهیزات می‌تواند اطلاعات ارزشمندی در اختیار واحد فنی قرار دهد.

چرا ممیزی هوای فشرده در کارخانه اهمیت دارد؟

هوای فشرده یکی از تأسیسات مهم در بسیاری از خطوط تولید است و هرگونه مشکل در تولید یا توزیع آن می‌تواند روی تجهیزات پنوماتیک و فرآیند تولید اثر بگذارد. ممیزی کمک می‌کند مشکلات سیستم به‌صورت ساختاریافته شناسایی شوند، نه اینکه فقط هنگام بروز خرابی به سراغ آن‌ها برویم.

یکی از اهداف مهم ممیزی، بررسی رابطه میان انرژی ورودی و هوای فشرده قابل استفاده است. در واقع باید مشخص شود تجهیزات تولیدکننده هوا در چه شرایطی کار می‌کنند و آیا هوای تولیدشده با نیاز واقعی کارخانه تناسب دارد یا خیر.

برای مثال، اگر کارخانه از چند کمپرسور اسکرو استفاده کند، اطلاعات عملکرد هر دستگاه می‌تواند در تحلیل وضعیت کلی سیستم اهمیت داشته باشد. در Behbad مدل‌های مختلفی از کمپرسورهای اسکرو صنعتی وجود دارد؛ برای نمونه می‌توان به کمپرسور اسکرو 15 کیلووات Fini مدل PLUS 15-08 و کمپرسور اسکرو 37 کیلووات Trycomp مدل TRY37B اشاره کرد.

ممیزی هوای فشرده چه بخش‌هایی را بررسی می‌کند؟

یک ممیزی کامل نباید تنها به اتاق کمپرسور محدود شود. سیستم هوای فشرده را می‌توان به چند بخش اصلی تقسیم کرد که ارتباط آن‌ها با یکدیگر باید در زمان ارزیابی مورد توجه قرار بگیرد.

۱. بخش تولید هوای فشرده

اولین بخش، تجهیزات تولیدکننده هوای فشرده هستند. در این قسمت شرایط کمپرسورها، تعداد دستگاه‌ها، ظرفیت کاری، فشار تنظیم‌شده، وضعیت بارگذاری و نحوه کارکرد مجموعه بررسی می‌شود.

در یک کارخانه ممکن است چند کمپرسور با ظرفیت‌ها و مشخصات متفاوت در کنار یکدیگر کار کنند. بنابراین ممیزی باید مشخص کند هر دستگاه چه نقشی در سیستم دارد و آیا آرایش فعلی تجهیزات با الگوی مصرف کارخانه هماهنگ است یا خیر.

برای نمونه، Behbad مدل‌های مختلفی از کمپرسورهای اسکرو را ارائه می‌کند؛ از مدل‌های کوچک‌تر مانند کمپرسور اسکرو 7.5 کیلووات Trycomp مدل TRY 7.5-B تا مدل‌های صنعتی با ظرفیت بالاتر مانند کمپرسور اسکرو 55 کیلووات Trycomp مدل TRY55B. این تفاوت ظرفیت‌ها نشان می‌دهد که ارزیابی سیستم باید بر اساس نیاز واقعی مصرف‌کننده‌ها انجام شود و صرفاً تعداد کمپرسورها معیار مناسبی نیست.

۲. بخش آماده‌سازی هوای فشرده

پس از تولید هوا، کیفیت آن برای بسیاری از فرآیندهای صنعتی اهمیت دارد. در این قسمت تجهیزاتی مانند درایرها، میکروفیلترها و تجهیزات جداسازی آب و آلودگی مورد بررسی قرار می‌گیرند.

برای مثال، وجود آب یا ذرات ناخواسته در شبکه می‌تواند عملکرد بعضی تجهیزات پنوماتیک را تحت تأثیر قرار دهد. به همین دلیل در زمان ممیزی باید مشخص شود تجهیزات آماده‌سازی هوا متناسب با نیاز سیستم انتخاب شده‌اند و شرایط کاری مناسبی دارند.

در سایت Behbad محصولاتی مانند درایر تبریدی 2 متر مکعب FRIULAIR مدل SD23 و میکروفیلتر 3/4 اینچ TRYCOMP مدل MCPM18/MCQM18 در این بخش از زنجیره هوای فشرده قرار می‌گیرند.

۳. شبکه انتقال و توزیع هوای فشرده

هوای تولیدشده باید از موتورخانه به محل مصرف منتقل شود. در این مسیر، وضعیت لوله‌ها، اتصالات، شیرها، نقاط انشعاب، فشار و احتمال نشتی باید مورد توجه قرار گیرد.

در یک ممیزی دقیق، فقط فشار خروجی کمپرسور اهمیت ندارد؛ بلکه باید بررسی شود فشار هوا در نقاط مختلف شبکه در زمان مصرف چگونه تغییر می‌کند. اختلاف شرایط میان خروجی کمپرسور و نقطه مصرف می‌تواند اطلاعات مهمی درباره وضعیت شبکه در اختیار تیم فنی قرار دهد.

همچنین وجود تجهیزاتی مانند واتر تراپ یک اینچ TRYCOMP مدل WST50 در شبکه می‌تواند بخشی از تجهیزات مرتبط با مدیریت آب و کندانس باشد که در بررسی سیستم باید متناسب با محل نصب و کاربرد آن ارزیابی شود.

۴. تجهیزات مصرف‌کننده هوای فشرده

آخرین بخش، محل واقعی مصرف هواست. در این قسمت باید مشخص شود چه دستگاه‌هایی از هوای فشرده استفاده می‌کنند، میزان مصرف آن‌ها چگونه است و آیا استفاده از هوای فشرده برای فرآیند موردنظر ضروری و متناسب است یا خیر.

این قسمت اهمیت زیادی دارد؛ زیرا حتی اگر موتورخانه کمپرسور به‌درستی کار کند، مصرف‌کننده‌های نامناسب یا استفاده غیرضروری از هوای فشرده می‌توانند باعث افزایش تقاضا در کل سیستم شوند.

تفاوت ممیزی هوای فشرده با بازدید معمولی چیست؟

بازدید معمولی معمولاً برای بررسی وضعیت ظاهری تجهیزات، مشاهده علائم خرابی یا انجام سرویس انجام می‌شود؛ اما ممیزی هوای فشرده نگاه جامع‌تری دارد. در ممیزی، هدف فقط پیدا کردن یک خرابی نیست، بلکه وضعیت عملکرد کل سیستم و رابطه میان تولید، انتقال و مصرف بررسی می‌شود.

آیا ممیزی فقط برای کارخانه‌های بزرگ است؟

خیر. مقیاس ممیزی می‌تواند متناسب با اندازه و پیچیدگی سیستم تعیین شود. در یک کارگاه کوچک ممکن است تعداد تجهیزات محدود باشد و بررسی ساده‌تر انجام شود، در حالی که در یک کارخانه بزرگ، وجود چند کمپرسور، شبکه گسترده، تجهیزات آماده‌سازی هوا و تعداد زیادی مصرف‌کننده باعث می‌شود ارزیابی به داده‌های بیشتری نیاز داشته باشد.

نکته مهم این است که ممیزی باید متناسب با مسئله واقعی سیستم طراحی شود. اگر هدف بررسی علت کمبود هوا در یک خط تولید باشد، داده‌های مورد نیاز با ممیزی کامل انرژی یک کارخانه بزرگ یکسان نخواهد بود.

در بخش بعدی چه چیزهایی بررسی می‌شود؟

در بخش دوم، وارد قسمت عملی کار می‌شویم و مرحله‌به‌مرحله بررسی می‌کنیم که ممیزی هوای فشرده در کارخانه چگونه انجام می‌شود؛ از جمع‌آوری اطلاعات اولیه و ثبت مشخصات کمپرسورها گرفته تا اندازه‌گیری فشار، دبی، وضعیت مصرف و بررسی شرایط واقعی شبکه.

ممیزی هوای فشرده در کارخانه چگونه انجام می‌شود؟

بعد از شناخت ساختار سیستم، مرحله اصلی ممیزی هوای فشرده با جمع‌آوری اطلاعات و اندازه‌گیری پارامترهای مختلف آغاز می‌شود. در این مرحله نباید تنها به اطلاعات درج‌شده روی پلاک کمپرسور یا مشخصات اسمی تجهیزات اکتفا کرد؛ زیرا عملکرد واقعی سیستم ممکن است با شرایط اسمی تفاوت داشته باشد.

در یک ارزیابی اصولی، ابتدا وضعیت موجود ثبت می‌شود و سپس داده‌های به‌دست‌آمده برای پیدا کردن نقاط اتلاف، محدودیت‌های شبکه و عدم تطابق میان تولید و مصرف مورد تحلیل قرار می‌گیرند. ISO 11011 نیز بر جمع‌آوری داده، تحلیل نتایج و مستندسازی یافته‌های ارزیابی تأکید دارد.

مرحله اول؛ تعیین هدف ممیزی هوای فشرده

قبل از شروع اندازه‌گیری باید مشخص شود که کارخانه دقیقاً چرا قصد انجام ممیزی دارد. هدف می‌تواند در کارخانه‌های مختلف متفاوت باشد.

• بررسی وضعیت کلی سیستم هوای فشرده
• پیدا کردن علت کمبود هوا در خطوط تولید
• بررسی مصرف انرژی تجهیزات تولید هوای فشرده
• شناسایی نقاط اتلاف در شبکه
• بررسی ظرفیت واقعی تجهیزات موجود
• بررسی عملکرد شبکه انتقال هوا
• بررسی کیفیت هوای مورد نیاز فرآیند
• ارزیابی نیاز به توسعه یا تغییر تجهیزات

تعیین هدف از همان ابتدای کار اهمیت دارد؛ زیرا نوع داده‌هایی که باید ثبت شوند و مدت زمان اندازه‌گیری به مسئله‌ای که قرار است بررسی شود وابسته است.

مرحله دوم؛ تهیه نقشه سیستم هوای فشرده

در قدم بعد باید یک تصویر مشخص از سیستم موجود تهیه شود. این نقشه لازم نیست حتماً یک نقشه مهندسی پیچیده باشد؛ اما باید مسیر اصلی تولید و مصرف هوا را نشان دهد.

در این نقشه بهتر است محل کمپرسورها، مخازن، تجهیزات خشک‌کن، فیلترها، مسیرهای اصلی لوله‌کشی، انشعاب‌های مهم و مصرف‌کننده‌های اصلی مشخص شوند.

وجود مخزن هوای فشرده 1500 لیتری یا مخازن با ظرفیت‌های دیگر در سیستم نیز باید در نقشه ثبت شود؛ زیرا محل قرارگیری مخزن و ارتباط آن با تجهیزات تولید و مصرف می‌تواند در تحلیل رفتار سیستم اهمیت داشته باشد.

همچنین مشخصات تجهیزات آماده‌سازی هوا باید ثبت شود. برای مثال در یک کارخانه ممکن است از درایر تبریدی 4 مترمکعب FRIULAIR مدل SD40 یا تجهیزات مشابه استفاده شود. اطلاعات این تجهیزات در زمان بررسی مسیر هوای فشرده باید در پرونده سیستم ثبت شود.

مرحله سوم؛ ثبت مشخصات کمپرسورها

در مرحله بعد باید اطلاعات تمام کمپرسورهای موجود جمع‌آوری شود. بهتر است برای هر دستگاه یک پرونده جداگانه ایجاد شود تا اطلاعات آن با سایر کمپرسورها اشتباه نشود.

برخی از اطلاعاتی که می‌توان برای هر کمپرسور ثبت کرد عبارت‌اند از:

• برند و مدل کمپرسور
• توان موتور
• نوع کمپرسور
• فشار نامی
• ظرفیت یا دبی اسمی
• وضعیت کارکرد دستگاه
• ساعت کارکرد
• شرایط بار و بی‌باری
• تعداد دفعات روشن و خاموش شدن
• سوابق سرویس و تعمیرات
• وضعیت تجهیزات جانبی

به عنوان نمونه، اگر در یک موتورخانه از کمپرسور اسکرو 37 کیلووات Fini مدل PLUS 38-08 در کنار یک کمپرسور دیگر استفاده شود، مشخصات هر دو دستگاه باید به‌صورت جداگانه ثبت شود تا بعداً بتوان عملکرد واقعی سیستم را با آرایش تجهیزات مقایسه کرد.

مرحله چهارم؛ اندازه‌گیری فشار هوای فشرده

فشار یکی از مهم‌ترین پارامترهایی است که در زمان ممیزی باید اندازه‌گیری شود؛ اما اندازه‌گیری فقط فشار خروجی کمپرسور کافی نیست.

در یک سیستم واقعی باید مشخص شود فشار در نقاط مختلف چه وضعیتی دارد. برای مثال فشار در خروجی کمپرسور، بعد از تجهیزات آماده‌سازی هوا، در ابتدای شبکه و در نزدیکی برخی مصرف‌کننده‌های مهم می‌تواند با یکدیگر مقایسه شود.

این کار کمک می‌کند مشخص شود آیا در مسیر انتقال هوا اختلاف فشار قابل توجهی وجود دارد یا خیر.

برای مشاهده فشار شبکه می‌توان از تجهیزات اندازه‌گیری مناسب استفاده کرد. در سبد محصولات Behbad نیز تجهیزاتی مانند درجه باد صفحه 10 سانتی‌متر و 10 بار وجود دارد؛ البته انتخاب ابزار اندازه‌گیری در ممیزی باید متناسب با محدوده فشار، دقت مورد نیاز و محل اندازه‌گیری انجام شود.

مرحله پنجم؛ اندازه‌گیری دبی هوای فشرده

فشار به‌تنهایی نمی‌تواند وضعیت سیستم را مشخص کند. باید بدانیم چه مقدار هوای فشرده در حال تولید و مصرف است.

به همین دلیل اندازه‌گیری دبی یکی از بخش‌های مهم ممیزی محسوب می‌شود. دبی می‌تواند در زمان‌های مختلف و شرایط متفاوت تولید تغییر کند؛ بنابراین بهتر است داده‌ها در یک بازه مناسب ثبت شوند تا تصویر واقعی‌تری از رفتار سیستم به دست آید.

برای مثال ممکن است در ساعات کاری مصرف هوای فشرده بالا باشد اما در ساعات خاصی از روز تولید کاهش پیدا کند. اگر فقط یک اندازه‌گیری لحظه‌ای انجام شود، چنین تغییراتی ممکن است دیده نشوند.

مرحله ششم؛ اندازه‌گیری توان و انرژی مصرفی

یکی دیگر از داده‌های مهم در ارزیابی سیستم، میزان توان و انرژی مصرفی تجهیزات تولید هوای فشرده است. برای اینکه بتوان عملکرد سیستم را در طول زمان مقایسه کرد، بهتر است داده‌های انرژی در کنار اطلاعات مربوط به تولید کارخانه ثبت شوند.

راهنمای وزارت انرژی آمریکا برای ارزیابی سیستم‌های هوای فشرده نیز برای ایجاد خط مبنا، اندازه‌گیری پارامترهایی مانند توان، فشار، دبی و دما را مطرح می‌کند و تأکید دارد که داده‌ها با سطح تولید کارخانه مرتبط شوند تا مقایسه شرایط مختلف قابل اتکا باشد.

این موضوع در کارخانه‌هایی که چند کمپرسور دارند اهمیت بیشتری پیدا می‌کند؛ زیرا ممکن است یک دستگاه در بار بالا و دستگاه دیگری در شرایط متفاوت کار کند.

مرحله هفتم؛ بررسی دمای سیستم

دمای کاری نیز می‌تواند یکی از داده‌های مفید در زمان ممیزی باشد. در کنار سایر پارامترها می‌توان دمای محیط، دمای محل نصب تجهیزات و در صورت امکان دمای نقاط مشخص سیستم را ثبت کرد.

دما به‌تنهایی نشان‌دهنده سلامت یا خرابی کمپرسور نیست؛ اما وقتی در کنار فشار، توان مصرفی، وضعیت بار و سایر اطلاعات بررسی شود، می‌تواند به تحلیل شرایط کاری سیستم کمک کند.

مرحله هشتم؛ ثبت الگوی مصرف کارخانه

یکی از اشتباهات رایج این است که سیستم هوای فشرده بدون توجه به برنامه تولید کارخانه بررسی شود. در حالی که میزان مصرف هوا می‌تواند در ساعات مختلف، شیفت‌های کاری و فرآیندهای گوناگون تغییر کند.

بنابراین بهتر است در زمان ممیزی اطلاعاتی مانند ساعت شروع و پایان شیفت، میزان تولید، زمان‌های توقف خط و فعالیت تجهیزات پرمصرف ثبت شوند.

هدف از این کار ایجاد ارتباط میان مصرف هوای فشرده و فعالیت واقعی کارخانه است. در نتیجه اگر بعداً تغییری در سیستم ایجاد شود، می‌توان عملکرد جدید را با شرایط پایه مقایسه کرد. این روش همان مفهوم ایجاد خط مبنا یا Baseline را تقویت می‌کند.

مرحله نهم؛ بررسی تجهیزات آماده‌سازی هوا

در ممیزی نباید مسیر هوای فشرده را از کمپرسور تا مصرف‌کننده به‌صورت یک مسیر ساده در نظر گرفت. تجهیزات میانی مانند مخزن، درایر و فیلترها نیز بخشی از سیستم هستند و شرایط عملکرد آن‌ها باید ثبت شود.

برای مثال اگر در مسیر از میکروفیلتر استفاده شده باشد، مدل، سایز اتصال و وضعیت آن باید در گزارش ثبت شود. در Behbad مدل‌هایی مانند میکروفیلتر یک اینچ TRYCOMP مدل MCPM40/MCQM40 در این دسته قرار می‌گیرند.

همچنین اگر سیستم به تجهیزات تخلیه آب مجهز باشد، وضعیت آن‌ها نیز باید بررسی شود. برای نمونه اتودرین یا شیر برقی تایمردار یکی از تجهیزات مورد استفاده در مدیریت تخلیه کندانس است.

چه اطلاعاتی را در فرم ممیزی ثبت کنیم؟

برای اینکه اطلاعات جمع‌آوری‌شده بعداً قابل تحلیل باشد، بهتر است از یک فرم مشخص استفاده شود. یک فرم پایه می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

چرا اندازه‌گیری چند پارامتر به‌صورت همزمان اهمیت دارد؟

فرض کنید فشار شبکه مناسب به نظر می‌رسد، اما توان مصرفی کمپرسورها بالا است. بدون داشتن اطلاعات دبی و شرایط تولید نمی‌توان علت این وضعیت را به‌درستی تحلیل کرد.

به همین دلیل در یک ممیزی واقعی باید مجموعه داده‌ها در کنار یکدیگر قرار بگیرند. استاندارد ISO 11011 نیز ارزیابی سیستم را به‌صورت یک فرآیند جامع در نظر می‌گیرد و بر تحلیل داده‌های جمع‌آوری‌شده و گزارش یافته‌ها تأکید دارد.

پس از تکمیل این مرحله، نوبت به یکی از مهم‌ترین قسمت‌های ممیزی یعنی پیدا کردن نقاط اتلاف و نشتی در سیستم هوای فشرده می‌رسد.

در بخش سوم چه چیزی بررسی می‌شود؟

در بخش سوم سراغ تحلیل داده‌های جمع‌آوری‌شده می‌رویم و بررسی می‌کنیم چگونه می‌توان نشتی هوای فشرده، اتلاف در شبکه، افت فشار در مسیر و مصرف غیرضروری هوا را شناسایی کرد و برای هر مورد اولویت اصلاح تعیین کرد.