空気圧コントロールバルブの汚染を防ぐ方法

コンタミネーションはサイレントキラーである。 空気制御弁¹生産ライン全体を停止させるような早期故障の原因となります。たった一粒のゴミや一滴のオイルが、精密なコントロールバルブを信頼性の低いシステムコンポーネントへと変貌させ、ダウンタイムや修理に何千ドルものコストをかけることになります。

空気圧制御バルブの汚染を防ぐには、包括的な空気処理システム、適切なろ過、水分除去、および定期的なメンテナンスプロトコルを導入し、バルブ内部を早期の摩耗や故障の原因となる粒子、油、水から保護しながら、清潔で乾燥した空気の供給を確保する必要があります。

先週、私はウィスコンシン州にある食品加工工場のメンテナンス・マネージャー、デイビッドを手伝った。根本的な原因は？1立方フィートあたり200個以上の粒子で汚染された空気供給と オイルキャリーオーバー² エージング・コンプレッサー😤から。

目次

• 空気圧システムにおける主な汚染源とは？
• バルブ保護に効果的な空気処理システムを設計するには？
• さまざまな汚染タイプに最適なろ過技術とは？
• クリーンエアシステムを維持するためのベストプラクティスとは？

空気圧システムにおける主な汚染源とは？

汚染源を理解することで、エンジニアはバルブの性能を保護し、耐用年数を延ばすための予防策を講じることができます。

主な汚染源には、コンプレッサー吸入口から侵入する大気中の粒子、潤滑コンプレッサーからのオイルキャリーオーバー、圧縮空気冷却による水分凝縮、老朽化した配給システムからのパイプスケールと錆、不適切な保守作業による外部汚染などがあります。

大気汚染

コンプレッサーの吸気には、ほこり、花粉、工業汚染物質、その他の浮遊粒子が含まれており、圧縮時に濃縮されるため、効果的な吸気ろ過と空気処理が必要です。

油汚染源

オイル潤滑式コンプレッサーは、圧縮空気システムに油蒸気や油滴を導入します。オイルフリー」コンプレッサーでさえも、シール漏れや外部ソースによって汚染を引き起こす可能性があります。

水分の問題

圧縮空気が冷却されると水蒸気が凝縮し、腐食、凍結、空気圧制御弁の動作上の問題を引き起こす液体の水が発生します。

システムで発生した汚染

老朽化した配管システムは、錆、スケール、パイプドープの粒子を発生させる。不適切な設置方法によって、金属くず、ねじ山シーラント、その他の破片が混入する可能性がある。

汚染タイプ	典型的なサイズ範囲	バルブへの主な影響	検出方法
ほこり/粒子	0.1～100ミクロン	摩耗、固着、シールの損傷	パーティクルカウンター、目視検査
オイル蒸気/液滴	0.01～10ミクロン	シールの膨張、デポジットの蓄積	油分分析装置、UV検出
水蒸気/液体	分子からバルクへ	腐食、凍結、ウォッシュアウト	露点3 メーター、水分インジケーター
パイプの鱗/錆	1-1000ミクロン	磨耗、詰まり	ろ過分析、システム検査
微生物	0.1～10ミクロン	バイオフィルム形成、腐食	微生物検査、培養分析

外部汚染源

不適切な保守作業、部品の不適切な保管、環境要因は、設置、サービス、運転中に汚染を引き起こす可能性があります。

バルブ保護に効果的な空気処理システムを設計するには？

包括的な空気処理システムは、システムの効率と性能を維持しながら、汚染に対する複数のバリアを提供します。

効果的な空気処理システムは、吸気濾過、水分分離を伴うアフタークーリング、圧縮空気乾燥、多段濾過、およびポイント・オブ・ユース処理を組み合わせて、バルブメーカーの汚染レベルに関する仕様に適合するか、それを上回る清浄で乾燥した空気を供給します。

システム設計の原則

冗長性、ピーク需要に対する適切なサイジング、メンテナンスのためのアクセス性、安定した空気品質を確保するためのモニタリング機能を備えた空気処理システムを設計する。

治療シーケンスの最適化

吸入濾過→圧縮→後冷却→水分分離→乾燥→最終濾過→分配というように、処理構成要素を最適な順序で配置する。

サイジングとキャパシティ・プランニング

最大システム需要の125-150%に対応する処理コンポーネントのサイズを設定し、ピーク使用時およびフィルター負荷時の性能を維持します。

品質基準と仕様

達成以上 ISO 8573-1⁴ バルブの用途に適した空気品質基準（通常、精密制御バルブではクラス 1.4.1）。

私は、ミシガン州にある自動車組立工場のプラント・エンジニアであるジェニファーと協力して、ロボット溶接ライン用の包括的な空気処理システムを設計しました。この新システムにより、バルブの故障が85%減少し、コンタミネーションによる固着Ἷがなくなり、位置決め精度が向上しました。

トリートメント・システム・コンポーネント

• 吸気ろ過： 圧縮前に大気中の粒子を除去する
• アフタークーラー： 空気温度を下げ、湿気を凝縮させる
• 水分分離器： 凝縮した水と油滴を取り除く
• 空気乾燥機： 必要な露点仕様を達成
• 合体フィルター⁵: オイルエアロゾルと微粒子を除去
• 吸着フィルター： 油蒸気と臭いを除去する

さまざまな汚染タイプに最適なろ過技術とは？

さまざまなろ過技術が特定の汚染タイプを対象としているため、最適な保護のためには適切な選択と順序付けが必要である。

ろ過技術の選択は、汚染の種類と大きさによって異なり、粒子にはメカニカルフィルター、オイルや水のエアロゾルには合体フィルター、蒸気や臭気には吸着フィルター、そして最高純度レベルを必要とする無菌用途にはメンブレンフィルターを使用する。

機械ろ過

メカニカルフィルターは、物理的な障壁を利用して粒径に応じた粒子を除去するもので、高精度用途向けに5ミクロンから0.01ミクロンまでの効率定格があります。

合体ろ過

合体フィルターは、小さな油滴と水滴を、排出可能な大きな水滴に合体させ、圧縮空気の流れから液体汚染を効果的に除去します。

吸着ろ過

活性炭やその他の吸着媒体は、メカニカルフィルターや合体フィルターを通過する油蒸気、臭気、ガス状の汚染を除去します。

膜ろ過

メンブレンフィルターは、重要な用途に絶対ろ過定格と無菌空気を提供するが、汚損を防ぐために注意深いメンテナンスが必要である。

フィルター選択基準

• 粒子径： フィルターの定格を汚染度の分布に合わせる
• 流量： 許容可能な圧力降下で最大システム需要に対応するサイズ
• 効率の要件： ろ過効率と運転コストのバランス
• メンテナンスの間隔： 交換頻度とアクセス性を考慮する
• 環境条件： 温度、湿度、化学的適合性を考慮する。

クリーンエアシステムを維持するためのベストプラクティスとは？

プロアクティブメンテナンスは、コンタミネーションの蓄積を防ぎ、信頼性の高いバルブ操作のための安定した空気品質を保証します。

最適なメンテナンス方法には、差圧モニターに基づく定期的なフィルター交換、定期的な空気品質テスト、予防メンテナンスのスケジュール設定、適切な部品の保管と取り扱い、システム性能を追跡し傾向を特定するための包括的な文書化が含まれます。

予防メンテナンスのスケジューリング

任意の時間間隔ではなく、運転時間、差圧測定値、空気品質測定値に基づいてメンテナンススケジュールを設定する。

フィルター交換手順

タイムスケジュールではなく、差圧制限に基づいてフィルタを交換する。フィルターエレメント間の圧力降下を監視し、メーカーの限界に達したら交換する。

大気質モニタリング

処理システムの性能を確認するため、パーティクルカウンター、油分分析装置、露点計を使用した定期的な空気品質検査を実施する。

システム検査手順

排水管、継手、配管、処理装置を定期的に検査し、バルブの性能に影響を及ぼす前に、潜在的な汚染源を特定する。

Bepto Pneumaticsでは、メンテナンスコストを削減し、システムの信頼性を向上させながら、バルブの寿命を300-500%延長する汚染防止プログラムを実施する何千もの施設を支援してきました💪。

メンテナンスのベストプラクティス

• 差圧モニタリング： すべてのフィルターエレメントにゲージを取り付ける
• 定期的な排水サービス： 水分分離器と排水口は毎日空にする
• 空気品質検査： 粒子数、油分、露点の月次検査
• 部品検査： すべての処理コンポーネントを四半期ごとに点検
• ドキュメンテーション すべてのメンテナンス活動の詳細な記録を保持する

汚染防止チェックリスト

• 摂取量の保護： コンプレッサーの吸気フィルターを定期的に清掃する
• 適切な保管： 清潔で乾燥した環境で部品を保管する
• インストレーションの実践： 適切な配管洗浄および水洗手順を使用する
• システムの試運転： 運転前の徹底的な清掃とテスト
• 継続的なモニタリング： 大気質パラメータの連続モニタリング

よくあるメンテナンスの間違い

• 時間ベースの交換： フィルターの交換は条件ではなくスケジュールで行う
• 不十分な排水： 水分分離器の定期的な排水を怠る
• お粗末な文書： 空気の質の傾向とフィルターの性能を追跡していない
• リアクティブ・メンテナンス： 失敗を防ぐのではなく、失敗を待つ
• 不十分なトレーニング： 適切なメンテナンス手順に関するトレーニングが不十分

結論

空圧制御バルブの汚染を防ぐには、包括的な空気処理システム、適切なろ過技術の選択、およびバルブの信頼性の高い動作と耐用年数の延長のためのクリーンでドライな空気供給を確保する積極的なメンテナンスが必要です。

空気圧コントロールバルブの汚染防止に関するFAQ

1. 方向制御バルブ、流量制御バルブ、圧力制御バルブなど、空気圧バルブのさまざまなカテゴリーについてご紹介します。 ↩

2. 潤滑コンプレッサーからのオイルが圧縮空気システムをどのように汚染し、それがどのような問題を引き起こすかを理解する。 ↩

3. 圧力下露点（PDP）の定義と、なぜ圧力下露点が圧縮空気中の含水率測定の標準なのかをご覧ください。 ↩

4. 粒子、水、油に関する圧縮空気の純度クラスを規定した国際規格を見直す。 ↩

5. 合体の原理と、気体の流れから微細な液体エアロゾルを除去するフィルターの設計について説明します。 ↩