Che cos'è il trascinamento dell'olio nei sistemi di aria compressa e perché dovrebbe interessarvi?

Il carryover di olio è il sabotatore silenzioso che si annida nel vostro sistema di aria compressa, distruggendo lentamente le apparecchiature e contaminando i vostri processi. Potreste non accorgervene, ma ogni giorno vi costa denaro a causa della riduzione dell'efficienza, del guasto prematuro dei componenti e dei problemi di qualità dei prodotti.

Il carryover di olio si verifica quando l'olio lubrificante dei compressori d'aria viene intrappolato nel flusso dell'aria compressa e viaggia a valle per contaminare i componenti pneumatici, gli utensili pneumatici e le applicazioni finali. Questa contaminazione può variare da microscopici vapori d'olio a gocce d'olio visibili, a seconda delle condizioni del sistema e della qualità della filtrazione.

Proprio la settimana scorsa ho ricevuto una telefonata concitata da Marcus, direttore di uno stabilimento di trasformazione alimentare di Manchester. Il loro sistema di aria compressa “oil-free” lasciava residui di olio sulle attrezzature di confezionamento, minacciando la conformità alla FDA. Quello che pensavano fosse impossibile si è rivelato un classico caso di trascinamento di olio da un vecchio compressore rotativo a vite che avrebbe dovuto essere privo di olio, ma che presentava guasti alle guarnizioni.

Indice dei contenuti

• Cosa causa il riporto di olio nei sistemi di aria compressa?
• Come si rileva la contaminazione da olio nell'alimentazione dell'aria?
• Quali sono i costi nascosti del riporto di olio?
• Come si può prevenire efficacemente il carryover dell'olio?
• FAQ

Cosa causa il riporto di olio nei sistemi di aria compressa?

Comprendere le cause profonde aiuta ad affrontare il problema alla radice, anziché limitarsi a trattare i sintomi.

Il carryover di olio è dovuto principalmente a limiti di progettazione del compressore, guarnizioni usurate, manutenzione impropria e sistemi di trattamento dell'aria inadeguati. Anche i compressori “oil-free” possono subire contaminazioni da olio in determinate condizioni, il che rappresenta una preoccupazione universale per gli utilizzatori di aria compressa.

Fonti primarie di contaminazione da petrolio

Problemi dei compressori rotativi a vite: I compressori rotativi a vite a iniezione di olio sono progettati per separare l'olio dall'aria compressa, ma questa separazione non è mai 100% perfetta. Usurato separatori aria/olio¹, Le guarnizioni danneggiate o il funzionamento al di là dei parametri di progetto possono aumentare drasticamente il riporto d'olio. Ho misurato un contenuto d'olio che passa dal 3 ppm² a oltre 25 ppm quando gli elementi separatori superano la loro durata di vita.

Problemi dei compressori alternativi: I compressori a pistoni si affidano ad anelli e guarnizioni per evitare la migrazione dell'olio nelle camere di compressione. Quando questi si usurano, il trasporto di olio aumenta in modo esponenziale. Le alte temperature di esercizio accelerano questa usura, creando un circolo vizioso di crescente contaminazione.

“Idee sbagliate sui compressori ”oil-free": Molti operatori ritengono che i compressori oil-free eliminino completamente i problemi di carryover. Tuttavia, queste macchine utilizzano ancora olio nelle scatole degli ingranaggi e nei cuscinetti. I guasti alle guarnizioni possono introdurre olio nel flusso d'aria e la contaminazione atmosferica può portare olio esterno nel sistema attraverso l'aspirazione.

Contaminazione a valle: L'olio può entrare nel sistema a valle del compressore attraverso serbatoi di stoccaggio contaminati, tubazioni con oli di produzione residui o post-refrigeratori con perdite nei tubi. Una volta ho rintracciato una misteriosa contaminazione da olio in uno scambiatore di calore in cui l'acqua di raffreddamento contenente olio da taglio fuoriusciva nel flusso dell'aria compressa.

Fattori ambientali e operativi

Effetti della temperatura: Le alte temperature di esercizio riducono viscosità dell'olio³, facilitando il passaggio dell'olio attraverso i separatori e le guarnizioni. I compressori che funzionano con una temperatura di mandata superiore a 93°C (200°F) presentano tassi di carryover dell'olio significativamente più elevati.

Variazioni di pressione: Le rapide variazioni di pressione possono sovraccaricare i sistemi di separazione, permettendo alle gocce d'olio di fuoriuscire nel flusso d'aria. Questo è particolarmente problematico nei sistemi con frequenti cicli di avvio/arresto o con una domanda variabile.

Come si rileva la contaminazione da olio nell'alimentazione dell'aria?

Il rilevamento precoce previene la costosa contaminazione dei processi e delle apparecchiature a valle.

Un rilevamento efficace dell'olio richiede sia un'ispezione visiva che metodi di test quantitativi, tra cui il monitoraggio dei vapori di olio, l'analisi del condensato e l'ispezione delle apparecchiature a valle. La chiave è stabilire misure di base e monitorare le tendenze nel tempo.

Metodi e standard di prova

Classificazione ISO 8573⁴: Questo standard internazionale definisce le classi di qualità dell'aria in base al contenuto di particelle, acqua e olio. Per l'olio, la Classe 1 consente un massimo di 0,01 mg/m³, mentre la Classe 5 consente fino a 25 mg/m³. La comprensione di queste classificazioni aiuta a specificare la qualità dell'aria appropriata per le applicazioni.

Test della condensa: Raccogliere la condensa dagli essiccatori d'aria e dai postrefrigeratori per analizzare il contenuto di olio. I sistemi puliti dovrebbero produrre una condensa limpida come l'acqua, mentre i sistemi contaminati da olio mostrano un drenaggio lattiginoso o colorato. Questo semplice controllo visivo può rivelare i problemi prima di costosi test.

Ispezione delle apparecchiature a valle: Controllate i cilindri pneumatici, gli utensili pneumatici e le apparecchiature a spruzzo per verificare la presenza di residui di olio. Hassan, che gestisce un impianto di confezionamento di prodotti farmaceutici a Dubai, ha scoperto la presenza di residui di olio notando una leggera decolorazione sui materiali di confezionamento apparentemente sterili. Questo ha portato a una revisione completa del sistema che ha evitato problemi normativi.

Monitoraggio elettronico dell'olio: I moderni monitor dei vapori d'olio forniscono una misurazione continua del contenuto di olio nell'aria compressa. Questi dispositivi sono in grado di rilevare livelli di olio a partire da 0,003 mg/m³ e di segnalare tempestivamente eventuali guasti del separatore o altre fonti di contaminazione.

Quali sono i costi nascosti del riporto di olio?

Il costo reale del riporto di olio va ben oltre gli evidenti danni alle apparecchiature.

La contaminazione dell'olio genera costi a cascata, tra cui guasti prematuri dei componenti, problemi di qualità del prodotto, maggiori requisiti di manutenzione e potenziali problemi di conformità alle normative. Questi costi nascosti spesso superano di 5-10 volte le spese di riparazione evidenti.

Danni diretti alle apparecchiature

Guasto di un componente pneumatico: La contaminazione dell'olio provoca l'intasamento delle valvole, il rigonfiamento delle guarnizioni dei cilindri e l'intasamento dei filtri. I cilindri pneumatici esposti al carryover di olio richiedono in genere la sostituzione delle guarnizioni 3-4 volte più frequentemente rispetto a quelli con alimentazione di aria pulita.

Prestazioni degli utensili pneumatici: Le pistole a spruzzo, le levigatrici e altri utensili pneumatici perdono prestazioni quando l'olio contamina i loro passaggi interni. I difetti di verniciatura dovuti alla contaminazione da olio possono richiedere una riverniciatura completa, con costi centinaia di volte superiori a quelli necessari per prevenire la contaminazione.

Impatto del processo e del prodotto

Problemi di controllo della qualità: Nella produzione alimentare, farmaceutica ed elettronica, la contaminazione da olio può rendere inutilizzabili interi lotti di prodotto. Un singolo evento di contaminazione può costare più dell'installazione di sistemi completi di trattamento dell'aria.

Conformità normativa: FDA, OSHA e altri enti normativi hanno requisiti severi per la qualità dell'aria compressa in determinate applicazioni. Le violazioni del carryover di olio possono comportare l'interruzione della produzione, multe e la perdita delle certificazioni.

Come si può prevenire efficacemente il carryover dell'olio?

La prevenzione richiede un approccio sistematico che tenga conto sia delle attrezzature che dei fattori operativi.

Un'efficace prevenzione del carryover di olio combina una corretta selezione del compressore, un trattamento completo dell'aria, una manutenzione regolare e un monitoraggio continuo. Le strutture di maggior successo trattano la qualità dell'aria compressa con la stessa serietà con cui trattano la qualità dell'energia elettrica.

Soluzioni a livello di compressore

Selezione corretta del compressore: Scegliete la tecnologia del compressore più adatta alle vostre esigenze di qualità dell'aria. I veri compressori oil-free (centrifughi o a vite oil-free) eliminano la fonte primaria di contaminazione, ma richiedono un investimento iniziale più elevato e una manutenzione specializzata.

Manutenzione del separatore: Sostituire i separatori aria/olio secondo i programmi del produttore, non quando si guastano completamente. Un elemento del separatore che costa $200 può evitare migliaia di danni da contaminazione a valle. Monitorare il differenziale di pressione tra i separatori per prevedere i tempi di sostituzione.

Gestione della temperatura: Mantenere le corrette temperature di esercizio attraverso un'adeguata ventilazione, una regolare pulizia del radiatore e un corretto schema di carico. I compressori che funzionano a temperature troppo elevate producono una quantità di olio significativamente maggiore.

Sistemi di trattamento dell'aria

Filtrazione multistadio: Installare filtri a coalescenza⁵ specificamente progettato per la rimozione dell'olio. Un sistema tipico utilizza una filtrazione generale seguita da filtri a coalescenza e carbone attivo per la rimozione dei vapori d'olio. Dimensionare questi filtri in base alle portate effettive, non alla capacità nominale del compressore.

Drenaggio corretto: Assicurarsi che tutti i filtri, i postrefrigeratori e i separatori abbiano scarichi automatici funzionanti. L'accumulo di condensa fornisce all'olio un percorso per rientrare nel flusso d'aria. Ho visto sistemi in cui gli scarichi non funzionanti hanno fatto sì che i livelli di olio si accumulassero fino a rendere inevitabile la contaminazione.

Posizionamento strategico dei filtri: Installare i filtri per la rimozione dell'olio il più vicino possibile al compressore, prima che l'aria entri nelle tubazioni di distribuzione. In questo modo si evita che l'olio ricopra le pareti dei tubi e crei fonti di contaminazione continue.

Protezione del sistema elettrico

Noi di Bepto sappiamo che il trasporto di olio non danneggia solo i componenti pneumatici, ma può anche influire sui sistemi elettrici. L'aria contaminata dall'olio può trasportare particelle conduttive che creano problemi ai sensibili controlli elettronici.

Selezione dei pressacavi: I nostri pressacavi con grado di protezione IP68 proteggono le connessioni elettriche da ambienti contaminati da olio. Nelle strutture con problemi di trascinamento di olio, i pressacavi standard possono consentire l'ingresso di olio, con conseguente rottura dell'isolamento e guasti al sistema di controllo.

Protezione EMC: La contaminazione da olio può influire sulla compatibilità elettromagnetica dei sistemi di controllo. I nostri pressacavi EMC forniscono una schermatura a 360 gradi mantenendo la tenuta ambientale, garantendo un funzionamento affidabile anche in ambienti contaminati.

Conclusione

Il carryover di olio nei sistemi di aria compressa è un problema serio ma prevenibile che richiede una gestione proattiva. Comprendendo le cause, implementando metodi di rilevamento adeguati e investendo in strategie di prevenzione complete, è possibile proteggere le apparecchiature, mantenere la qualità del prodotto ed evitare costosi incidenti di contaminazione. Ricordate che il costo della prevenzione è sempre inferiore al costo della bonifica della contaminazione e della sostituzione delle apparecchiature. 😉

FAQ

1. Scoprite la funzione e il principio di funzionamento dei separatori aria/olio. ↩

2. Definire chiaramente le “parti per milione” (ppm) come misura dei contaminanti. ↩

3. Capire la definizione di viscosità dell'olio e perché è influenzata dalla temperatura. ↩

4. Vedere lo standard ufficiale ISO 8573 e le sue classificazioni per la purezza dell'aria compressa. ↩

5. Esplora il principio di funzionamento dei filtri a coalescenza e il modo in cui catturano gli aerosol di olio. ↩