Sprężone powietrze w lakierni

Jest wiele czynników wpływających bezpośrednio jak i pośrednio na jakość powłok lakierowych jak i prawidłową pracę narzędzi oraz urządzeń warsztatowych. Jednak jakość powietrza dostarczanego do prac lakierniczych ma bezpośredni wpływ na efekty końcowe. Powietrze w lakierni samochodowej stosowane jest zarówno do napędu narzędzi pneumatycznych jak i do prowadzenia bezpośrednich prac lakierniczych czyli aplikacji materiałów.
Warsztatowa instalacja sprężonego powietrza to nic innego jak ciąg technologiczny urządzeń oraz przewodów przesyłowych służących do dostarczania powietrza o odpowiednim ciśnieniu oraz jakości do poszczególnych punktów odbioru czyli stanowisk. Głównym elementem instalacji sprężonego powietrza jest sprężarka. Instalacje sprężonego powietrza stosowane są zarówno w serwisach mechanicznych jak i blacharsko-lakierniczych.
Podstawowe elementy instalacji:
sprężarka, wyposażonych w system sterowania i regulacji,
elementy uzdatniania powietrza,
zbiornik ciśnieniowy,
przewodów sprężonego powietrza.
Budowa instalacji
Prawidłowo wykonana instalacja powietrzna powinna być poprowadzona w obiegu zamkniętym. Zapewni to jednakowe ciśnienie we wszystkich punktach odbioru. Poszczególne elementy instalacji należy dobrać indywidualnie w zależności od:

-rodzaju stanowiska roboczego,
-umiejscowienia przyłącza roboczego,
-ilości wymaganego powietrza,
-jakości powietrza, czyli wydajności,
-wymaganego ciśnienia.

Istotne jest odpowiednie zaprojektowanie oraz montaż przewodów. Nieprawidłowo wykonana instalacja przewodów powietrznych powoduje straty energii wynikające z nieszczelności połączeń, a uzyskanie odpowiedniego ciśnienia będzie utrudnione. W założeniach projektowych optymalnie należy przyjąć określoną wartość prędkości przepływu powietrza. Będzie ona zależna od średnicy zastosowanych rur. Warto pamiętać o zainstalowaniu odpowiedniej ilości zaworów odcinających co pozwoli na bezproblemową modernizację instalacji lub prowadzenie prac konserwacyjnych.

Sprężarka

Pierwszym etapem planowania instalacji sprężonego powietrza w lakierni jest dobór odpowiedniej sprężarki, która zasila całą instalację. Dotyczy to jej zasady działania. Typ dobiera się ze względu na ekonomikę użytkowania, uciążliwość dla otoczenia oraz wydajność.

Podział sprężarek ze względu na zasadę działania:
-przeponowe,
-tłokowe,
-śrubowe,
-łopatkowe.

Fot. Sprężarka tłokowa (Schneider Airsystems)
Ciśnienie

Jednym z najważniejszych parametrów jest ciśnienie powietrza dostarczanego do stanowiska pracy lakiernika. Instalacja powinna być tak zaprojektowana i wykonana, aby zapewnić jak najmniejsze spadki ciśnienia podczas pracy. Spadki ciśnienia przy aplikacji materiałów lakierniczych uniemożliwiają utrzymanie jakości powłok lakierowych. Zbyt małe ciśnienie ma bezpośredni wpływ na rozpylanie materiału. Średnica instalacji sprężonego powietrza powinna być tak dobrana, aby spadek ciśnienia pomiędzy zbiornikiem, a odbiornikiem sprężonego powietrza nie przekraczał 0,01Mpa. Dobierając średnicę instalacji należy uwzględnić natężenie przepływu, długość rur oraz ilość elementów dławiących przepływ takich jak np. kolana i trójniki.
W celu uniknięcia niepożądanych spadków ciśnienia w przewodach powietrznych, zaleca się aby były one możliwie jak najkrótsze i o dużym przekroju. W przypadku przewodów o długości do 10 m zalecana średnica wewnętrzna to minimum 8 mm, a powyżej 10 m średnica nie powinna być mniejsza niż 12 mm. Prędkość przepływu powietrza w przewodach nie powinna być większa niż 11m/s w rurociągu głównym i 16m/s na przyłączach roboczych. Warto również zwrócić uwagę na ilość zmian kierunku czyli ilość kształtek kątowych zainstalowanych w ciągach przesyłowych. Im większa ich ilość to większe spadki ciśnienia w instalacji. Wyeliminowanie ewentualnych nieprawidłowości w instalacji może pozwolić na znaczne oszczędności kosztów eksploatacji. Dla przykładu: zmniejszenie ciśnienia na sprężarce o 2 bary to oszczędność nawet do 15%. Straty wynikające z nieprawidłowo zaprojektowane lub wykonanej instalacji sprężonego powietrza mogą sięgać nawet 70%.
Oczyszczanie

Powietrze dostarczane do aplikowania materiałów lakierniczych musi spełniać następujące warunki:
-brak zanieczyszczeń mechanicznych,
-brak cząstek silikonu,
-brak cząstek wody,
-brak cząstek oleju.

Wpływ na powstawanie zanieczyszczeń maja dwa główne czynniki:
-praca sprężarki (olej, zanieczyszczenia mechaniczne),
-jakość pobieranego powietrza przez sprężarkę (woda, zanieczyszczenia mechaniczne).

Fot. Zespół filtrów. (SATA)

Do oczyszczania powietrza stosuje się osuszacze chłodnicze oraz zespoły filtrów. W przypadku gdy w instalacji sprężonego powietrza nie ma systemu osuszania przewody powietrzne powinny być ułożone z co najmniej 3% spadkiem umożliwiającym odpływ skroplin wody tzw. kondensatu. Należy zwrócić też uwagę na kierunek w którym skierowane są przyłącza. W przypadku instalacji z osuszaczem przyłącza powinny być skierowane pionowo w dół, natomiast przy instalacji bez osuszacza w górę.

Fot. Osuszacz chłodniczy (Schneider Airsystems)

Aby instalacja działała poprawnie należy ją tak zaprojektować aby powietrze dostarczane do narzędzi pneumatycznych było naolejone, natomiast powietrze przeznaczone do aplikacji materiałów lakierniczych było maksymalnie pozbawione wszystkich zanieczyszczeń, a w tym i oleju. W lakiernictwie w zależności od wielkości firmy i ilości stanowisk pracy stosuje się w zasadzie wyłącznie sprężarki tłokowe oraz śrubowe. Sprężarki przeponowe mają zbyt małą wydajność, a powietrze jest nienaolejone i do napędu narzędzi pneumatycznych wymaga dodatkowego naolejacza.
Kondensat

W zbiorniku sprężonego powietrza, osuszaczu chłodniczym, filtrach oraz w rurach instalacji sprężonego powietrza wydziela się kondensat będący mieszaniną wody i oleju.

Zgodnie z przepisami o ochronie środowiska, kondensat powinien być utylizowany lub gromadzony, a następnie rozdzielany na wodę i olej przez urządzenie zwane separatorem woda-olej. Urządzenie to umożliwia wyodrębnienie oleju, dzięki czemu nie trzeba utylizować całego kondensatu.

Nie ma żadnych wątpliwości, że jakość powietrza dostarczanego do procesu lakierowania jak i napędu narzędzi pneumatycznych to kluczowy czynnik wpływający na jakość i efektywność pracy. Dochodzi również czynnik ekonomiczny czyli zużycie energii oraz narzędzi, a nawet konieczność dokonywania poprawek powłoki lakierowej.

BR