Jak wykrywać wycieki sprężonego powietrza?

Sprężone powietrze jest powszechnie wykorzystywane w zakładach przemysłowych do zasilania maszyn, siłowników pneumatycznych, narzędzi oraz procesów produkcyjnych. Jest jednak również kosztownym medium, dlatego nawet niewielkie nieszczelności instalacji mogą w dłuższej perspektywie generować znaczące straty energii.

Wycieki najczęściej pojawiają się na przewodach, szybkozłączach, zaworach, uszczelnieniach, połączeniach gwintowanych oraz elementach instalacji pneumatycznej.

Problem polega na tym, że niewielkiego wycieku często nie można zobaczyć ani usłyszeć, szczególnie w głośnym środowisku produkcyjnym.

Jednym z najszybszych sposobów ich lokalizacji jest wykorzystanie kamery akustycznej, która umożliwia zobrazowanie źródła ultradźwięków i wskazanie dokładnego miejsca nieszczelności.

Ile mogą kosztować wycieki sprężonego powietrza?

Wycieki mogą odpowiadać za znaczną część strat energii w instalacjach sprężonego powietrza.

Według materiałów U.S. Department of Energy w źle utrzymanych systemach straty związane z nieszczelnościami mogą osiągać 20–30% wydajności sprężarki. Regularny program lokalizacji i usuwania wycieków może ograniczyć je do około 5–10%.

Nieszczelność powoduje nie tylko bezpośrednią stratę sprężonego powietrza.

Może również prowadzić do:

zwiększenia czasu pracy sprężarek,
większego zużycia energii elektrycznej,
spadków ciśnienia w instalacji,
pogorszenia pracy urządzeń pneumatycznych,
zwiększenia kosztów serwisu,
szybszego zużycia sprężarek,
konieczności zwiększania wydajności systemu sprężonego powietrza.

Dlatego wykrywanie wycieków powinno być traktowane jako stały element utrzymania ruchu i zarządzania energią, a nie jednorazowa kontrola.

Jak wykrywać wycieki sprężonego powietrza?

Istnieje kilka metod lokalizacji nieszczelności.

W niewielkich instalacjach można wykorzystać preparaty pianotwórcze nanoszone bezpośrednio na podejrzane połączenia. Metoda jest skuteczna, ale wymaga wcześniejszego określenia miejsca, w którym może znajdować się nieszczelność, oraz sprawdzania instalacji praktycznie punkt po punkcie.

Innym rozwiązaniem są klasyczne detektory ultradźwiękowe.

W dużych zakładach przemysłowych znacznie szybszą metodą może być jednak obrazowanie akustyczne.

Jak działa kamera akustyczna?

Wyciek gazu pod ciśnieniem powoduje powstanie turbulentnego przepływu, który generuje dźwięki o szerokim zakresie częstotliwości, również w paśmie ultradźwiękowym.

Kamera akustyczna wykorzystuje jednocześnie wiele mikrofonów do określenia kierunku, z którego dochodzi sygnał.

Informacja ta jest przetwarzana przez urządzenie, a następnie przedstawiana jako kolorowy obraz akustyczny nałożony na obraz z kamery cyfrowej.

Operator widzi więc na ekranie, gdzie dokładnie znajduje się źródło nieszczelności.

Nie musi przesuwać czujnika wzdłuż każdego przewodu czy zaworu.

Może po prostu obserwować większy obszar instalacji i lokalizować wycieki podczas przechodzenia przez halę produkcyjną.

Czy kamera akustyczna działa w głośnej hali produkcyjnej?

To jedna z największych zalet tej technologii.

Hałas generowany przez maszyny, wentylatory, silniki czy pracowników zakładu występuje w różnych zakresach częstotliwości. Kamera akustyczna może skoncentrować się na zakresie charakterystycznym dla badanego zjawiska.

Dzięki zastosowaniu matrycy mikrofonów i odpowiedniej analizy sygnału możliwe jest lokalizowanie źródeł ultradźwięków również w głośnym środowisku przemysłowym.

W praktyce oznacza to, że badania mogą być wykonywane podczas normalnej pracy zakładu, bez konieczności zatrzymywania produkcji tylko po to, aby znaleźć nieszczelność.

FLIR Si1-LD – kamera akustyczna do wycieków sprężonego powietrza

FLIR Si1-LD to kamera akustyczna zaprojektowana przede wszystkim do lokalizacji i kwantyfikacji wycieków w instalacjach sprężonego powietrza.

Urządzenie wykorzystuje 96 niskoszumowych mikrofonów MEMS i pracuje w zakresie częstotliwości 2–100 kHz. Kamera tworzy w czasie rzeczywistym obraz akustyczny pokazujący położenie źródła ultradźwięków.

Według danych producenta minimalny wykrywalny wyciek wynosi:

0,01 l/min z odległości 2,5 m.

Zakres pracy kamery wynosi od około 0,3 do 130 m.

Si1-LD umożliwia również kwantyfikację wycieków sprężonego powietrza, dzięki czemu operator może nie tylko znaleźć nieszczelność, ale również ocenić jej znaczenie.

Dla kogo FLIR Si1-LD?

Model sprawdzi się przede wszystkim w firmach, które chcą:

regularnie kontrolować instalacje sprężonego powietrza,
szybko lokalizować nieszczelności,
ograniczać koszty produkcji sprężonego powietrza,
wykonywać inspekcje bez zatrzymywania instalacji,
tworzyć program regularnego wyszukiwania i usuwania wycieków.

Zobacz kamerę akustyczną FLIR Si1-LD w sklepie

FLIR Si2-LD – bardziej zaawansowana diagnostyka wycieków

Dla przedsiębiorstw wymagających większej czułości oraz bardziej rozbudowanych możliwości przeznaczony jest FLIR Si2-LD.

Kamera została wyposażona w 124 niskoszumowe mikrofony MEMS i pracuje w zakresie 2–130 kHz. Jej deklarowany zakres lokalizacji źródeł dźwięku sięga od około 0,3 do 200 m.

Minimalny wykrywalny wyciek wynosi według danych FLIR:

0,0032 l/min z odległości 2,5 m,
0,0044 l/min z odległości 6 m.

To sprawia, że Si2-LD może wykrywać bardzo niewielkie nieszczelności również z większej odległości.

Nie tylko sprężone powietrze

FLIR Si2-LD może wykrywać wycieki różnych gazów znajdujących się pod odpowiednim ciśnieniem.

Dla wybranych gazów kamera może również określać wielkość wycieku i związane z nim koszty. Producent wymienia między innymi:

sprężone powietrze,
azot,
wodór,
hel,
CO₂,
metan,
gaz ziemny,
amoniak,
argon.

Zobacz kamerę akustyczną FLIR Si2-LD w sklepie

FLIR Si1-LD czy FLIR Si2-LD?

Wybór zależy przede wszystkim od wielkości instalacji i wymaganej czułości.

Parametr	FLIR Si1-LD	FLIR Si2-LD
Liczba mikrofonów	96 MEMS	124 MEMS
Zakres częstotliwości	2–100 kHz	2–130 kHz
Min. wykrywalny wyciek z 2,5 m	0,01 l/min	0,0032 l/min
Maks. odległość detekcji	130 m	200 m
Kwantyfikacja sprężonego powietrza	Tak	Tak
Kwantyfikacja wielu gazów	Nie	Tak
Diagnostyka mechaniczna	Nie	Tak

Dane techniczne pochodzą z aktualnych specyfikacji FLIR.

FLIR Si1-LD będzie dobrym wyborem, jeśli głównym zadaniem urządzenia mają być regularne audyty sprężonego powietrza.

FLIR Si2-LD warto wybrać w bardziej wymagających zastosowaniach, gdy liczy się większa czułość, większy dystans pomiaru oraz możliwość pracy z różnymi gazami.

Dlaczego warto kwantyfikować wycieki?

W dużym zakładzie podczas jednej inspekcji można znaleźć kilkadziesiąt lub kilkaset nieszczelności.

Sama informacja o występowaniu wycieku nie mówi jeszcze, który problem należy usunąć jako pierwszy.

Znacznie bardziej przydatna jest informacja:

gdzie znajduje się wyciek → jaka jest jego wielkość → jakie powoduje straty → czy warto naprawić go w pierwszej kolejności.

Kwantyfikacja pozwala więc ustalać priorytety dla działu utrzymania ruchu.

Największa nieszczelność może generować wielokrotnie większe straty niż kilka niewielkich wycieków. Dzięki temu zamiast naprawiać problemy przypadkowo, można rozpocząć od tych, które zapewnią największy efekt energetyczny.

Gdzie najczęściej występują wycieki?

Według materiałów U.S. Department of Energy częstymi miejscami występowania nieszczelności są między innymi:

szybkozłącza,
przewody i węże,
połączenia rurowe,
zawory,
regulatory ciśnienia,
odwadniacze,
uszczelnienia i połączenia gwintowane.

W praktyce problem często nie polega na jednej dużej awarii, ale na dziesiątkach małych nieszczelności rozsianych po całej instalacji.

Właśnie dlatego kamera akustyczna jest szczególnie użyteczna w dużych obiektach.

Jednorazowy audyt czy regularne kontrole?

Jednorazowa kontrola pozwoli znaleźć aktualne nieszczelności, ale instalacja sprężonego powietrza cały czas pracuje.

Przewody się zużywają, połączenia luzują, uszczelnienia starzeją, a podczas remontów i zmian w instalacji mogą powstawać nowe wycieki.

Dlatego najlepsze efekty daje wdrożenie cyklu:

lokalizacja → oznaczenie → naprawa → weryfikacja → ponowna okresowa kontrola.

Takie podejście jest zgodne z zaleceniami dotyczącymi zarządzania instalacjami sprężonego powietrza — DOE wskazuje, że jednorazowe usunięcie wycieków nie wystarcza i zaleca wdrożenie stałego programu ich wykrywania oraz napraw.

Jaką kamerę akustyczną wybrać do wykrywania wycieków?

Jeżeli podstawowym zadaniem będzie kontrola instalacji sprężonego powietrza, warto rozważyć:

FLIR Si1-LD – ekonomiczniejsze rozwiązanie do regularnych inspekcji i lokalizacji wycieków:

FLIR Si1-LD – sprawdź w sklepie Euro Pro

lub bardziej zaawansowany:

FLIR Si2-LD – większa czułość, 124 mikrofony, szersze pasmo i możliwość pracy z wieloma gazami:

FLIR Si2-LD – sprawdź w sklepie Euro Pro

Sprawdź, ile możesz zaoszczędzić na sprężonym powietrzu

Regularne wykrywanie wycieków może ograniczyć zużycie energii, zmniejszyć obciążenie sprężarek oraz poprawić stabilność całej instalacji.

Kamera akustyczna pozwala przy tym prowadzić kontrolę szybko, zdalnie i podczas normalnej pracy zakładu.

Jeżeli chcesz sprawdzić, która kamera będzie odpowiednia do Twojej instalacji, skontaktuj się z nami. Możemy dobrać urządzenie do wielkości zakładu, rodzaju instalacji i wymaganej czułości pomiarowej.