Basınçlı Hava Sistemleri

Transkript

1 2016 Basınçlı Hava Sistemleri

2 1. BASINÇLI HAVA NEDİR? Hava atmosferde bol miktarda bulunan bir gaz karışımıdır ve uygun yöntemlerle alınıp, depolanabilir, basınç kazandırılabilir ve kullanıldıktan sonra tekrar atmosfere bırakılabilir. Havanın atmosferde bol miktarda bulunması, hammadde maliyetinin düşük olmasını sağlar. Depolanabilir olması sebebiyle kullanım hızı yüksektir. Basınçlı hava sistemlerinin bir başka tercih edilme sebebi yüksek hızlara kolayca ulaşmasıdır. Ayrıca basınçlı hava sistemlerle dairesel ve açısal hareketler mekanik sistemlere göre kolayca elde edilebilmektedir. Basınçlı hava, makine, ekipman ve işlemleri çalıştırmakta kullanılabilen bir saklanmış enerji türüdür. Elektrik ile çalışan tipik bir kompresör, havayı 1/7 oranında hacmen sıkıştırır. Ortaya çıkan basınçlı hava, aletlere iletilir ve sakladığı kullanılabilir enerjiyi açığa çıkartarak aletler çalıştırılır. Daha sonra genişleyen hava atmosfere geri salınır Neden Basınçlı Hava? Basınçlı hava sanayide elektrik, doğal gaz ve sudan sonra en çok kullanılan dördüncü kaynaktır. Genellikle, aletleri direkt olarak elektrik enerjisi ile çalıştırmanın kullanışsız ya da sakıncalı olduğu durumlarda kullanılır. Havalı el aletlerinin devir standartı devir iken elektrikli frekans motorlarında bile maksimum devirlere çıkılır. Farkında olmasak da bugün kullandığımız ürünlerin birçoğu basınçlı hava kullanılmadan üretilemezdi. Günümüzde, sanayinin %70 i basınçlı hava kullanır ve sanayi tarafından kullanılan küresel enerji harcamasının %10 unu basınçlı hava oluşturur. Basınçlı hava ile çalışan ekipmanlar aşırı sıcaklıklarda rahatlıkla kullanılabilirler. Havalı el aletleri ile yüksek dönme hızlarına ulaşılabilir. Basınçlı hava temizdir ve çevreyi kirletmez. Hava her yerde ve sınırsız miktarda bulunur. Havalı el aletleri diğer aletlere göre hafiftir. Aşırı yükleme güvenliği kolaydır. Kıvılcım oluşması sonucu patlama tehlikesi yoktur. Üretilen enerjinin basınçlı kaplarda korunup, kolaylıkla istenilen yerlere taşınabilir. (0212)

3 PNÖMATİK HİDROLİK ELEKTRİK Viskozite Neredeyse yok Yüksek Yok Akışkan Hızı m/s 4-6 m/s 300,000 km/s Silindir Hızı 1-2 m/s 0.2 m/s - Depo Edilebilirlik Yüksek Az Az Geri Dönüş Var Var Yok Enerji Taşıyıcı Hava Yağ Elektron İletilen Kuvvet 3,000 kg dan az 10,000 kg dan fazla 1,200 kg dan fazla Çalışma Koşulları Temiz Kirli Temiz Çalışma Basıncı* 6~8 bar 5~700 bar 110~380 volt Enerji Taşıma Mesafesi 1,000 m 100 m Sonsuz * Özel uygulamalar hariç Tablo 1 : Pnömatik, Hidrolik ve Elektrik Sistemlerinin Kıyaslanması 1.2. Basınçlı Havanın Maliyeti Ücretsizmiş gibi lanse edilmesine rağmen, basınçlı hava bedava değildir. Ücretsiz ve sınırsız olan, basınçlı havanın hammaddesi olan, atmosferdeki havadır. Basınçlı havanın ilk yatırım maliyeti yüksektir. Bunun yanında çalıştırma maliyeti de, elektrikli aletlere göre daha fazladır. Ancak çalıştırdığı aletler doğru koşulda kullanılırsa bu fark amorti edilir. Ayrıca bazı önlemler alarak, çalıştırma maliyeti de düşürülebilir. Tipik bir kompresörün ilk 10 yıllık maliyetinin %12 sini ilk yatırım, %12 sini bakım ve geri kalan %76 sını çalıştırma masrafı tutar. Çalıştırma maliyetinin yüksek olması sebebiyle, kullanılacak alan için en verimli kompresör satın alınmalı ve hava tesisatı uygulamaya göre tasarlanmalıdır. Birçok işletme, rutin bakımların yapılması, hava kaçaklarının tamiri ve tıkanmış filtrelerin değiştirilmesi ile %10-20 oranında çalıştırma maliyetlerini düşürebilir. Bunun yanında havanın kompresöre giriş sıcaklığının düşük olması da harcanan enerji maliyetini düşürebilir. Örneğin havanın kompresöre giriş sıcaklığını 5 C düşürmek enerji harcamasında % 2 lik düşüş yaratır. Tablo 2 de basınçlı hava sisteminde uygulanabilir tasarruf noktaları gösterilmiştir. 2

4 Tablo 2: Basınçlı Hava Sistemlerinde Uygulanabilir Tasarruf Noktaları Makine ve tesis imalat sektörünün bir yan sanayi kuruluşu olan bir şirket 8 bar lık bir regülasyon basıncıyla çalışılan imalathanelerinin birinde yıllık yaklaşık 13,06 milyon metreküp seviyesinde basınçlı hava tüketiyor. Metreküpü 0,19 kr tan yıllık basınçlı hava maliyeti yaklaşık Tl tutarında. Şirket açısından bu aşırı yüksek bir maliyet oluşturur. Basınçlı hava besleme şebekesinin tümünün ve tüm havalı uygulamaların akustik yöntemlerle analizi sonucunda yaklaşık metrekarelik bir üretim sahasında toplam 501 kaçak tespit edildi. Vidalı bağlantılar dahil, genellikle gevşek bağlantılar bu kaçaklara neden olmaktaydı. Ölçümlerde büyük, orta ve düşük miktarlı kaçaklar olarak kategorize edilen kayıpların toplamının 3341 lt/dak. seviyesinde olduğu tespit edildi. Sadece kaçakların bertaraf edilmesiyle bile basınçlı hava maliyetinde Tl lik bir düşüş gerçekleştirildi. Kompresörlerin optimizasyonu ve enerjiyi ancak düşük randımanla değerlendirebilen uygulamaların modernize edilmesiyle tasarruf potansiyelinin tümü değerlendirilmiş olacak. Delik Çapı(mm) 6 barda Hava Kaçağı(lt/sn) Sıkıştırma için Güç Harcaması (kwh) Kaçağın Yıllık* Maliyeti (TL) 1 1 0, , , *Yılda 24 Saat 365 gün çalışan bir firma TABLO 3: TEK DELİK İÇİN MALİYET TABLOSU 3

5 1.3.Basınçlı Havanın Kullanıldığı Sektörler Basınçlı hava sistemleri günümüzde her sanayi dalında kendine yer bulmuştur. Aşağıda öne çıkan birkaç sanayi dalı ve uygulama yer almaktadır. Haddeleme, bükme ve çekme gibi şekil verme işlemlerinde, Otomasyon sistemleri ve elektronik sanaayinde, Robot teknolojilerinde, Malzeme taşımacılığında, Takım tezgâhları ve el aletlerinde, Boya, sprey ve vernik işlemlerinde, Tekstil sanayinde, Gıda, kimya, ilaç ve maden sanayinde, 2. BASINÇLI HAVA SİSTEMLERİ Basınçlı hava, kompresör, saklama tankı, hava hazırlayıcıları, boru hattı ve kullanılan aleti içirir. Bunlardan kompresör, hava hazırlayıcıları ve saklama tankı, basınçlı hava sisteminin tedarik tarafını oluşturur. Doğru şekilde yönetilen tedarik tarafı temiz, kuru, uygun basınçta sabit havayı sağlayarak maliyeti düşürür ve aletlerin kullanım ömrünü uzatır. Boru hattı ve kullanılan alet ise basınçlı hava sisteminin talep tarafını oluşturur. Talep tarafının doğru yönetilmesi ile basınç farklılıkları minimize edilir, hava kaçaklarında harcanan basınçlı hava azaltılır. Kullanıcı, maksimum çalışma ekonomisini sağlamak ve gelecek genişlemelere hazırlıklı olmak için doğru basınçlı hava sistemini kurmalıdır. Şekil 1, doğru tasarlanmış, basınçlı hava sistemini göstermektedir. 4

6 Şekil 1: Basınçlı Hava Sistemi Burada; 1. Kompresör, 2. Saklama tankı, 3. Giriş-çıkış filtreleri, 4. Hava kurutucu, 5. Şartlandırıcı, 6. Ana hat su tahliye borusu, 7. Ana hat su tahliye tankı, 8. Ana hattan makinalara su geçişimi önlemek için üstten aşırma. Basınçlı hava sistemleri dizaynı kapalı çevrim yani ring sistemi olmalıdır. Bunun amacı paralel sistem kurarak birden fazla aletin aynı basınçta ve verimde çalışmasını sağlamaktır Kompresör Kompresör, en temel tanımı ile bir gazın hacmini düşürerek basıncını yükseltmeye yarayan mekanik alettir. Kompresörler Dinamik ve Deplasman(pozitif yer değiştirmeli) tipi olarak iki ana gruba ayrılırlar. Kompresör tipleri ve alt kategorileri şu şekildedir; 5

7 Dinamik kompresörler sürekli dönen pervane gibi bir eleman vasıtası ile hız unsurunu basınç unsuruna dönüştüren aygıtlardır. Ejektör, radyal ve eksenel olarak sınıflandırılırlar. Deplasman tip kompresörler ise düşük basınçtan yüksek basınca doğru hava akışının olduğu kompresörlerdir. Dönel ve git/gel (pistonlu) şeklinde iki tipe ayrılır. Dinamik kompresörler çok çeşitli parçaları ve yüksek maliyetleri nedeniyle sadece çok yüksek(yaklaşık 50,60 m 3 /dk ve üstü) ve sabit hava debisi ihtiyaçlarında tercih edilirler. Bu yüzden birçok farklı kompresör çeşidi olmasına rağmen pnömatik el aleti kullanımında pistonlu ve vidalı kompresörler tercih edilir. TABLO 4: KOMPRESÖR TİPLERİ 6

8 Pistonlu kompresör: Bu tip kompresörlerin kullanımları oldukça yaygındır. Ancak yüksek basınçlarda kademe sayısı artar. Pistonlu hava kompresörleri pozitif yerdeğiştirmeli (deplasmanlı) kompresörlerdir. Bunun anlamı, havanın kapalı bir hacim içinde ötelenerek sıkıştırılması, yüksek basınçlı tarafa doğru ötelenmesidir. (Pozitif yerdeğiştirme: Düşük basınçlı taraftan yüksek basınçlı tarafa doğru hava akışı olması ve buna karşılık öteleyen elemanın, örneğin: pistonun hareketinin itme şeklinde olması.) Pistonlu hava kompresörlerinde silindir içinde hareket eden pistonun sürekli yerdeğiştirmesiyle (ötelemesiyle) hava sıkıştırılır. Yüksek basınçlara çıkılabilir. Pistonlu hava kompresörlerinde sıkıştırma (kompresyon) pistonun sadece bir tarafa/yöne (yukarıya, emme yönünün tersine) hareketi esnasında gerçekleşiyorsa, tek (yönde) etkili; her iki yöne (aşağı ve yukarı veya sağa ve sola) hareketi esnasında da sıkıştırma oluyorsa, çift (yönde) etkili pistonlu kompresör olarak adlandırılır. Bir kompresör, tüm kompresyon tek silindirle (pistonla) veya paralel olarak çalışan birden çok silindirle (pistonla) tek kademede/aşamada gerçekleştiriliyorsa, tek kademeli kompresör olarak adlandırılır. Bir çok uygulamada tek kademeli kompresyon (sıkıştırma) olanağının ötesinde yüksek basınçlı hava gerekir. Tek kademede daha yüksek sıkıştırma oranına (sıkıştırma oranı: mutlak çıkış basınının mutlak giriş basıncına oranı) çıkmak, aşırı yüksek çıkış sıcaklığına ve diğer tasarım/dizayn problemlerine yol açabilir. Pratik amaçlar için, bir çok endüstriyel pistonlu hava kompresörü tesislerinde, 100 HP (BG) üzerindeki güçlerde, iki veya daha çok kademeli seri gruplar halinde pistonlu kompresörler kullanılmıştır. Kademeler arasında basınçlı hava soğutması yapılarak, takip eden kademeye giren havanın sıcaklığı ve hacmi azaltılır. (Ara soğutma yapılarak, çalışma sıcaklığı normal seviyeye düşürülmüş ve ayrıca, sonraki kademenin verimi artırılmış olur.) Pistonlu hava kompresörleri hava soğutmalı veya su soğutmalı, (silindir içinde, pistonun etrafında, yağ olup olmaması açısından) yağlı veya yağsız tip olabilmektedir; paket/ünite olarak (kapalı kasa içinde) yapılabilir ve geniş bir basınç ve kapasite seçim olanağı sağlayacak şekilde çeşitlendirilmiş modelleri olabilmektedir. Vidalı kompresör: Havanın basınçlandırılması birbirlerinin tersi yönünde dönen iki helis dişli rotorun arasında havanın sıkıştırılması ile sağlanır. Genelde 7-13 bar arası çalışırlar. Vidalı hava kompresörleri pozitif yerdeğiştirmeli (deplasmanlı) kompresörlerdir. En yaygın kullanılan vidalı hava kompresörleri, tek kademeli, iki kademeli, yağ enjeksiyonlu ve yağsızdır. Kompresör içinde yağ vasıtasıyla soğutma yapılmasının sonucunda, çalışan parçaların çalışma sıcaklığı asla aşırı yüksek değerlere çıkmaz. Vidalı kompresör, bu özellikleri dolayısıyla, sürekli çalışabilen, hava veya su soğutmalı kompresör paketi/ünitesi olarak yapılır. Basit dizaynı (tasarımı) ve aşınan parçaların azlığı, vidalı hava kompresörlerinin bakımının, çalıştırılmasının 7

9 kolay olmasını ve kurulumunun (tesisinin) esnek (özel şartlar gerektirmeden, kolayca) yapılabilmesini sağlamaktadır. Bu şartlar altında doğru kompresör seçimi, yatırım maliyeti bakımından büyük bir etmendir. Ayrıca aletin verimli çalışmasını doğrudan etkiler. Ancak doğru kompresörü seçmek için çalışma basıncının ve hava tüketiminin hesaplaması gerekir. ŞEKİL 2: KOMPRESÖR Çalışma basıncı sadece kompresöre bağlı değildir. Basınçlı hava sisteminin tasarımı, boru tesisatı, valfler, kurutucular ve filtreler çalışma basıncını etkiler. Aynı sistem içindeki farklı donanımlar, farklı çalışma basıncına gereksinim duyabilir. Normalde, en yüksek basınca ihtiyaç duyan alet, tesisat basıncını belirler. Daha düşük basınca gereksinim duyan aletler için, basınç azaltıcı valfler kullanılır. Standart havalı el aletleri 6 ile 8 bar basınçta çalışır. Çalışma koşullarına göre gerekli basınç farklılık gösterebilir. Filtreler az miktarda basınç düşüşüne sebep olurlar ama zaman içerisinde tıkanırlar ve belli bir basınç düşüşünden fazlasına sebep olduklarında değiştirilirler. 8

10 Tablo 5 çalışma basıncının nasıl bulunacağı göstermektedir. Açıklama Basınç Düşüşü Kullanılan Alet 6 Şartlandırıcı 0,1-0,5 Boru Tesisatı 0,2 Toz Tutucu 0,1-0,5 Kurutucu 0,1 Kompresör Düzenleme Aralığı 0,5 Toplam 7,0-7,8 Tablo 5: Çalışma Basıncı Hava tüketiminin anma değeri, basınçlı havayı kullanan tüm aletlerin, makinelerin ve işlemlerin hava tüketiminin toplanması ile elde edilir. Bu hesaplamaya kullanım katsayısı (tecrübe ile belirlenir), kaçaklar ve gelecekteki hava tüketiminin değişimi de katılmalıdır. Hava tüketimi doğru debiyi sağlayacak kompresörün seçiminde kullanılır. Hava tüketimini hesaplamanın en kolay yöntemi, tesisata bağlı ekipmanların hava tüketimlerinin derlenmesidir. Bunun için kullanılan ekipmanın, bunların hava tüketimlerinin ve kullanım katsayılarının listesi çıkartılır. Verimli çalışmak için, hava tüketiminin anma değerini karşılayabilecek kapasitede bir kompresör seçilmelidir. Tablo 6 bir dökümhanedeki hava tüketimi anma değerinin nasıl bulunacağı göstermektedir. 9

11 Makine/Alet Birim Hava Tüketimi(lt/dk) Adet Toplam Hava Tüketimi(lt/dk) Kullanım Katsayısı Ortalama Hava Tüketimi(lt/dk) Tokmak Keski Taşlama Kumlama Matkap Tornavida Somun Sökme Toplam Hava Tüketimi Kayıp(%15) İleri Tarihte Büyüme(%20) Hava Tüketimi Anma Değeri 3466 lt/dk 520 lt/dk 693 lt/dk 4679 lt/dk TABLO 6: BİR FİRMANIN HAVA TÜKETİM ANMA DEĞERİ TABLOSU 2.2. Basınçlı Hava Tankı Yeterli kapasiteye sahip bir hava saklama tankının varlığı, hava kalitesini korumaya, hava sisteminin sabit ve verimli çalışmasına yardımcı olur. Özellikle pistonlu kompresör kullanılan basınçlı hava sistemlerinde hava saklama tankı çok önemlidir. Basınçlı hava, depoya hangi yönden girerse girsin zıt yönden çıkmalı ve çıkışı deponun üst seviyesinden olmalıdır. Böylelikle hem dolaşım sağlanmış hem de tank tabanında biriken suyun devreye basılması önlenmiş olur. Basınçlı hava depoları uygulamada sistemde kullanılan basınçlı havanın m3/dk cinsinden miktarının %10-15 oranında seçilmelidir. Ani ve bol miktarda hava tüketen ünitelerden önce ikinci bir hava deposu da sisteme yerleştirilebilir. 10

12 Hava depolarının yararlarını şöyle sırlayabiliriz: Kompresörün yüke girmesi ve boşta çalışması durumlarında oluşan ani basınç dalgalanmalarım sönümlemek. Kompresörden çıkan havanın sıcaklığı ortam sıcaklığından yüksektir. Depoda biriken havanın sıcaklığı ortam sıcaklığına kadar düşer ve bu arada içerisindeki suyun bir kısmı yoğuşur. Sanıldığı kadar büyük miktarlarda olmamakla birlikte bir miktar hava depolanır. Bu durum ilk etapta sistemin beslenmesini sağlar ve kompresörün sık sık devreye girip, çıkmasını önler. Üzerlerinde manometre ve emniyet ventilli olması dolayısıyla basınçlı havanın kontrol altında tutulduğu birimlerdir. Kullanıma hazır hava biriktirerek kompresörün hızlı bir çevrim (yükte-boşta çalışma döngüsü) yapmasını önler Basınçlı hava tankları kompresörün hemen çıkışına yerleştirilir. Sistemin önemli ve iş sağlığı güvenliği açısından dikkat edilmesi gereken elemanıdır. Küresel ya da silindirik olarak yapılırlar. Depolama hacmi kullanım miktarına bağlıdır. Genellikle dakikalık kullanımın %10-15 i kadar seçilir. Tüketimin fazla olduğu ünitelerde ikinci bir depo kullanılabilir. Basınçlı hava tankları yatay veya dikey olabilir daima hava çıkışı deponun üst tarafından olmalıdır. Bu sayede depo içinde oluşabilecek suyun boru hattına karışmasını engellemiş oluruz. 11

13 ŞEKIL 3: BASINÇLI HAVA TANKI Hava tankının başlıca elemanları; -Emniyet Valfi: Tank basıncının belirlenen değerin üzerine çıkmasını önlemek amacı ile kullanılan bir emniyet cihazıdır. Tankın en üst bölümüne yerleştirilir ve işletme basıncının 1,1 katına ayarlanır. Tank ile arasına hiçbir akış kesici eleman bulunmamalıdır. Emniyet valfinin tahliye kapasitesi ile tankın hacmi arasında uygunluk olmalıdır. Ağırlıklı ya da yaylı tipleri vardır. Belirli aralıklarda yetkili elemanlarca bakımı, temizliği ve ayarları yapılmalıdır. - Manometre: Tank içi basıncı göstermesi için kullanılır. İşletme basıncının iki katını gösterecek taksimatı bulunmalı ve kolayca görülebilecek şekilde yerleştirilmelidir. -Su tahliye sistemi: Tank içinde yoğuşan suyun tahliye edilmesi için yerleştirilir. Otomatik veya el ile kumanda edilen çeşitleri vardır Hava Hazırlayıcıları Sıkıştırılmış havanın doğru kalitede olması, kullanıcı için hayati önem taşır. Eğer kirli hava, kullanılan alete ulaşırsa ucuz önlemlerle engellenebilecek sıkıntılar, kabul edilmez sonuçlar doğurur. Bu nedenle sıkıştırılmış havanın kalitesi belirlenirken, şirket kalite politikaları ve gelecek ihtiyaçlar göz önüne alınmalıdır. 12

14 Sıkıştırılmış hava, içinde buhar formunda su, damlacık ya da sprey formunda yağ ve toz bulundurabilir. Havadaki bu yabancı maddeler alete zarar verir, üretim kalitesini düşürür ve maliyeti artırır. Kalitesiz hava, aletin kullanım ömrünü ve verimliliğini doğrudan etkiler. Hava hazırlayıcıları amacı, havayı yabancı maddelerden arındırarak kullanıcının belirlediği kaliteye getirmektir. Eğer doğru kalitede hava kullanılmazsa, bakım masrafları yükselecek ve servis periyodları daralacaktır. Havadaki nem boruların ve aletin iç aksamının paslanmasına sebep olacaktır. Eğer sıkıştırma sürecinde yağ kullanan bir kompresör kullanıyorsanız, bu yağ alete iletilecektir. İlk etapta kurulum maliyetini yükseltecek olan hava hazırlayıcıları, aletin kullanım ömrünü ve servis periyodlarını uzatacak ve bakım maliyetlerini düşürecektir Filtreler Kompresörden çıkan hava genellikle toz, su ve yağ gibi sisteme zarar verebilecek yabancı maddeler barındırır. Filtreler, kompresörden çıkan basınçlı havayı temizlemek için kullanılır. Filtrelenmemiş basınçlı hava içinde toz, yağ, nem ve diğer zararlı yabancı maddeleri barındırır ve bu yüzden filtrelenmelidir. Filtrelerin temizleme kapasiteleri, gelen havanın hızına bağlıdır. Bu yüzden filtre seçerken, kompresörün sağladığı debiye uygun filtre seçmek gereklidir. Filtreler tüm basınçlı hava sistemini korumak için kullanılacağı için, kompresör çıkışına yakın mesafeye monte edilmelidir. Tıkanmış filtreler, sistemin basıncını düşüreceği için, düzenli olarak bakımları yapılmalı ve tıkanmış filtreler temizlenmeli ya da değiştirilmelidir. Tıkanmış filtreler basınçta ciddi miktarda düşüşe sebep olur ve enerji kaybı yaratır. Basınç düşümü, filtrelerin olduğu noktalara yerleştirilen göstergeler sayesinde takip edilip gerektiği takdirde değişimin sağlanmasında yardımcıdır. Tüm filtrelemeler basınçlı hava hattında bir basınç azalmasına neden olur ve bu basınç azalması tüm hava sisteminde bir enerji kaybı anlamına gelir. Sıkı örgülü daha ince filtreler daha fazla basınç azalışına neden olurlar ve daha çabuk tıkanırlar; bu durumda daha sık filtre değiştirme ihtiyacı ortaya çıkar ve maliyetler yükselir. Benzer şekilde, filtre boyutu belirlenirken sadece nominal akışta çalışabilme yeteneği değil, tıkanma derecesine bağlı basınç düşmesini yönetebilecek yüksek kapasite eşiği de göz önünde bulundurulmalıdır. Her 25 mbar lık kayıp, kompresör performansını %2 azaltır. 13

15 ŞEKİL 4: FİLTRE Pnömatik uygulamalarda kullanılan birçok filtre tipi vardır. 1. Standart filtreler Havanın içindeki toz, cüruf ve kirli parçacıkları tahliye eder. 2. Mikro filtreler: Standart filtrelere göre daha hassastır. Yağ buharından meydana gelen kirliliğin istenmediği durumlarda kullanılır. 3. Alt mikro filtreler: Basınçlı hava ile beraber gelen 0.01 μm ye kadar tüm toz, nem ve yağı sistemden uzaklaştırır. Çalışma prensibi mikro filtre ile aynıdır Hava Kurutucuları Hava kurutucuları, basınçlı hava içinde bulunan buhar ya da sıvı halde bulunan suyu temizlemek için kullanılır. Havanın sıkıştırılarak basıncının artırılması, çiy noktasını yükseltir. Çiy noktası, atmosferik nem için kullanılan bir ölçüdür. Kompresörden çıkan hava, akım yönünde ilerledikçe soğuyacak ve çiy noktasının altına düşecektir. Çiy noktasının altına düşen hava, boru tesisatında yoğunlaşarak sıvı hale dönüşecektir. Basınçlı hava sistemindeki fazla su, dış hatlarda donma, boru hattı ve aletlerde paslanma ve kontrol ünitelerinde bozulmalara sebep olacaktır. Bu nedenle sistemde dolaşan havanın kuru olması büyük önem taşır ve bunu sağlamak için hava kurutucular kullanılmalıdır. Havayı kurutmak için 3 yöntem kullanılır; 14

16 -Soğutarak kurutma: Havanın elde edilmesi aşamasında, çift veya daha fazla kademe uygulanan kompresörlerde kademeler arasında soğutma başlar. Bu sırada nem yoğuşur. Hava tankına giden havanın içerisindeki su, tankın alt kısmında birikir. Hava tankının suyu alınarak sisteme bir miktar suyun gitmesi engellenir. Ekonomikliği yüzünden en çok kullanılan kurutma yöntemidir. ŞEKİL 5 : SOĞUTARAK KURUTMA -Fiziksel kurutma: Nem soğutucu maddenin üst kısmında tutulur. Kurutucu madde silisyumdioksit tanecikli yapıdan oluşur. Sistemlerde iki fiziksel kurutucu birimi kullanılır. Birincisinde doyma noktasına ulaşıldığında ikincisi devreye girer. İkincisi devrede olduğu sırada sıcak hava yardımı ile birinci kurutucu içinde toplanmış nem dışarı atılır. -Kimyasal kurutma: Kimyasal tepkime desikon (kurutucu eriyik) denilen kimyasal kurutucu hammaddedir. Bu kimyasal madde, nemi emdikçe çözünür, kendisi de sıvı duruma geçer. Bu sistemle nemle birlikte yağ tanecikleri ve buharı da tutulabilir. Yağı temizleme gücü düşüktür. Bu nedenle yağın ön filtrede tutulması gerekir. Havanın kurutulması işlemlerinde içindeki nemin tamamı alınamaz. Bir kısım nem,nem tutucular ve filtreler yardımıyla alınır Şartlandırıcılar Havanın transfer hattından pnömatik sisteme giriş yerinde kullanılan ve havayı kuru sistem içerisinde kullanılacak özelliklere getiren elemanlara şartlandırıcı denir. Havanın boruların içerisinden nakli sırasında, sürtünmeden dolayı, su damlacıkları oluşur ve bu durum basıncı yükseltir. Ayrıca transfer sırasında boru içinde hava kirlenecek ve metal tozlarını yanında sisteme getirecektir. Havadaki bu olumsuzlukları ortadan kaldırmak için şartlandırıcı kullanılır. Ayrıca şartlandırıcı, sisteme düzenli yağ tedarik eder. Böylece paslanmanın önüne geçilir, devre 15

17 elemanları arasındaki sürtünme azaltılarak aletin rahat çalışması sağlanır ve verimlilik artırılır. Şartlandırıcı, ana boru hattı ile hava hortumu arasına monte edilmelidir. Şartlandırıcının görevleri; ŞEKİL 6: ŞARTLANDIRICI Havanın içindeki suyu almak, Havanın basıncını ayarlamak, Havayı temizlemek, Kuru havayı yağlamak diye sıralayabiliriz. Şartlandırıcılar filtre, basınç ayarlayıcı, yağlayıcı ve manometre olmak üzere 4 eleman bulunur. 16

18 ŞEKİL 3 - FİLTRE VE BASINÇ AYARLAYICI Yağlayıcı, havayla çalışan motorları yağlamak için hareket eden hava akımına ölçerek yağ ekler. Yağın damlama hızı, muhafazada manuel olarak ayarlanabilir; bu çoğu yağlama biriminde bir muayene camından izlenebilir. Yaygın ayar yöntemi, dakikada bir ya da iki damladır. 17

19 ŞEKİL 4 YAĞLAYICI 2.4. Boru Hattı Bir basınçlı hava sisteminin önemli kısımlarından biri de boru hattıdır. Boru hattı, boruları, hortumları, valfleri ve diğer aksamı birleştirmek için kullanılan parçaları içerir. Basınçlı hava sisteminin boru hattı kurulurken, kompresörler, hava hazırlayıcıları, tanklar gibi sistem elemanları dışında, gelecekte olabilecek genişlemeler de düşünülmelidir. Basınçlı havayı taşıyan borular şartlara ve isteklere göre çeşitleri şu şekilde olabilir; Bakır Pirinç Alaşımlı Çelik Siyah Çelik Boru Galvaniz kaplı çelik Plastik 18

20 Boru hatları kolay döşenebilmeli, korozyona karşı dayanıklı ve ucuz olmalıdır. Kaynaklı borular ucuz ve sızdırmaz olmalarına rağmen kaynak cürufları sisteme zarar vereceğinden pek tercih edilmezler. Galvanizli borular çeliği korozyona ve iç ortam nemine karşı korumak için sıcak daldırma yöntemi ile çinkoyla kaplanmış borulardır. Metalin paslanmaya karşı korunması gerektiği durumlarda kullanılır. Bu yüzden galvanizli borular sistemlerde daha çok tercih edilir. Kullanım yerlerindeki dağıtım şebekesinde en çok kullanılan hortum, polietilen ve poliamid plastik hortumlardır. Son zamanlarda geliştirilen bağlantı elemanları ile çabuk, kolay ve ucuz bir şekilde döşenirler. Esnekliğin istendiği yerlerde ise kauçuk hortumlar kullanılır. Kauçuk hortumlar aynı zamanda mekanik gerilmelere karşı plastik hortumlara oranla daha dayanıklıdır. Ancak pahalı olduklarından çok kullanılmayan bir hortum çeşididir. Branşmanlarda kullanılan plastik hava hortumlarının uzunluğu şartlandırıcıdan damlatılan yağın etkisini kaybetmemesi için standartı 7.5m dir. Basınçlı hava ile çalışılırken, basıncın randımana etkisi, basıncın karesi ile orantılıdır. Bir başka deyişle 6 bar yerine 5 bara düşüyorsa, verimlilik %70 (5! /6! = 25/36) ) oranına düşecektir. Bu aletin verimliliğini düşürecek, daha gürültülü çalışmasına sebep olacak ve yapılan işin daha uzun vakit almasına neden olacaktır. Basınçtaki bu düşüşün randımana etkisinin, operatör tarafından anlaşılması mümkün olmayacaktır. Yanlış boru hattından kaynaklanan basınç düşüşü ekonomik kayıplara da sebep olacaktır. Boru hattında havanın akış hızı, yüksek miktarda basınç düşüşünü engellemek için 15 m/s nin altında, hattın içindeki suyun makinelere taşınmasını engellemek için 6 m/s nin altında olmalıdır. Tablo 7, 100 kw, 7 bar basınçta, 100 m uzunluğundaki boruda meydana gelen güç kaybını vermektedir. Boru Çapı (mm) 100 m Boruda Basınç Kaybı (bar) Eşdeğer Güç Kaybı (kw) TABLO 7: GÜÇ KAYBI 19

21 Boru hattı Şekil 1 de gösterildiği gibi kapalı çevrim olarak yapılmalıdır. Boru hattı yeraltından ya da tavandan yapılabilir. Ancak yeraltından yapılan boru hattında, yoğunlaşan suyu almak için özel tedbirler gerekir. Yeraltı sistemleri, bakımlar ve gelecekte yapılması planlanan eklentiler açısından elverişli değildir. Tavandan yapılan boru hatları, hat içerisinde birken suyu kolay tahliye etmek için, 1-2 eğim ile döşenmelidir. Ana boru hattı galvaniz kaplı çelik, paslanmaz çelik, bakır, alüminyum gibi malzemelerden yapılabilir. Boru hattı sarkmalara izin verilmeyecek şekilde tasarlanmalıdır. Bunun için 15 metreden kısa branşmanlarda galvaniz boru kullanmak en kolay seçenektir. Dönüşlerde mümkün olduğunca açık dirsek kullanılmalı, kompresöre en uzak köşelere biriken suyu boşaltacak otomatik tahliye veya musluklu tanklar yerleştirilmelidir. Ana hatlardaki azami debi seviyeleri Tablo 8, branşmanlarda ve hortumlarda azami debi seviyeleri Tablo 9 da verilmiştir. CETOP (Comité Européen des Transmissions Oléohydraulques et Pneumatiques-Avrupa Akışkan Gücü Komitesi) standartlarına göre kullanılacak debi birimi l/s olarak belirlenmiştir. Ancak ülkemizde lt/dk daha yaygın kullanıldığından dolayı tablolar bu şekilde düzenlenmiştir. Delik Anma Çapı mm Hakiki Delik Çapı (mm) Boru Ölçüsü inch Debi (lt/dk) 6 6 1/ / / / /4" / / /

22 TABLO 8: ANA HATLARDA AZAMI DEBI (7 BAR) Basınç bar 6 mm 1/4" 8 mm 5/16" 10 mm 3/18" 15 mm 5/8" 20 mm 3/4" 25 mm 1" TABLO 9: ÇELIK BRANŞMANLARDA 15 M AZAMI UZUNLUK İÇIN TAVSIYE EDILEN DEBI 21