Магистральные фильтры применяются в пневмосистемах для очистки сжатого воздуха от масляных и пылевых загрязнений, аэрозолей и взвесей. Это позволяет предотвратить поломку и продлить эксплуатационный ресурс пневматического оборудования и инструмента, а также повысить качество продукции, для производства которой используется сжатый воздух.

Чист ли чистый воздух?

Для начала попробуем разобраться, откуда в потоке сжатого воздуха, который движется от компрессорной установки к потребителю по герметичной магистрали, берутся пыли, взвеси, влага и другие загрязняющие вещества?

Прежде всего, все они изначально присутствуют в обычном атмосферном воздухе.

Поршневой или винтовой компрессор забирает воздух из окружающей среды, производит его сжатие и подает пневматическому потребителю. Естественно, вместе со всеми загрязнениями, которые в нем присутствуют. Включая пары масел и других химических веществ или взвеси лакокрасочных материалов – если компрессорная установка расположена вблизи покрасочного или другого производственного участка.

Согласно требованиям международного и российского стандартов ГОСТ Р ИСО 8573-1-2016 «Сжатый воздух», допустимое содержание масла и масляных паров в безмасляном воздухе 1 класса чистоты не должно превышать 0,01 мг/куб.м. Строго ограничено допустимое содержание твердых частиц.

При этом обычный городской воздух содержит как минимум в 4 раза больше масляных паров, пыли, частиц металлов, сажи и других загрязнений. Понятно, что на территории промзоны или вблизи оживленных магистралей уровень загрязненности будет выше.

Кроме того, в процессе движения по трубопроводам, сжатый воздух загрязняется абразивными твердыми частицами: пылью, грязью, ржавчиной, которые со временем образуются на стенках труб, а также компрессорными маслами, конденсатом, парами. И все это подается потребителю.

Таким образом, вполне очевидно, что использование сжатого воздуха без дополнительной (как правило, в несколько этапов!) подготовки неизбежно ведет к увеличению затрат на техническое обслуживание пневматического оборудования и инструмента, снижению качества выпускаемой продукции.

Классы чистоты сжатого воздуха

Основным нормативным документом, который устанавливает классификацию чистоты воздуха в пневмосистеме по трем основным видам загрязнений: твердым частицам, воде и маслу, является ГОСТ Р ИСО 8573-1-2016.

Требуемый класс чистоты сжатого воздуха согласно ГОСТ Р ИСО 8573-1-2016 определяется записью вида:

ИСО 8573-1-2016 Класс А : В : С

Буквы заменяются на соответствующие числовые значения:

А — класс чистоты по твердым частицам;

В — класс чистоты по влажности или содержанию воды в жидкой фазе

С — класс чистоты по общему содержанию масел в фазах аэрозолей, жидкости и паров.

---

Рассмотрим конкретную задачу.

Допустим, на предприятии необходимо подать сжатый воздух, подготовленный по стандарту ИСО 8573-1-2016 Класс 1: 1: 3.

В этом случае система очистки должна обеспечить следующие требования:

1 класс чистоты по содержанию твердых частиц в 1 кубометре сжатого воздуха. Это означает, что предельно допустимое число частиц размером от 0,1 до 0,5 мкм должно составлять не более 20.000 ед.; размером от 0,5 до 1 мкм – не более 400 ед.; размером от 1 до 5 мкм – не более 10 ед.

1 класс чистоты по влажности и содержанию воды в жидкой фазе. Температура точки росы должна быть не выше -70°C, а присутствие влаги не допускается.

3 класс чистоты по общему содержанию масел в фазах аэрозолей, жидкости и паров. Не более 1 мг на кубометр.

---

Если для какого-либо вида загрязнений класс чистоты не задается, соответствующая буква меняется на дефис. Например, если не требуется установить класс чистоты по влажности или содержанию воды, запись будет иметь вид ИСО 8573-1-2016 Класс А : — : С.

Если уровень загрязнений соответствует классу Х, то в круглых скобках следует указать наибольшую концентрацию загрязнения. Например, если максимальная концентрация воды в жидкой фазе может составлять 15 гр./куб.м, нужно будет записать ИСО 8573-1-2016 Класс А : Х(15) : С.

Как подобрать воздушный фильтр?

Основным инструментом для очистки сжатого воздуха, подаваемого в пневмосистему, являются воздушные фильтры.

Магистральные фильтры устанавливаются на выходе из компрессора или компрессорной станции и обеспечивают удаление широкого спектра загрязнений:

• песок, пыль, частицы копоти или сажи, другие твердые частицы и абразивы;
• остаточные водяные и масляные пары, конденсат;
• сторонних запахов.

Конструкционно магистральный фильтр состоит из картриджа (сменный фильтрующий элемент), помещенного в металлический или пластиковый корпус.

Правильное направление прохождения воздуха через магистральный фильтр показывает стрелка на его корпусе.

Фильтры классифицируются по размеру частиц и взвесей, которые отсеиваются при прохождении через них сжатого воздуха.

Выделяют три основных типа фильтров, каждый из которых соответствует одному из основных этапов подготовки сжатого воздуха.

Фильтр грубой очистки. Обеспечивает 3 класс чистоты сжатого воздуха.

Допускается использование фильтра данного типа (без дополнительных степеней очистки) для подачи воздуха к дробеструйным и пескоструйным установкам и другому «нетребовательному» оборудованию.

Фильтр средней степени очистки. Обеспечивает 2 класс чистоты, что позволяет использовать сжатый воздух (без доочистки) в качестве общепромышленного воздуха.

Фильтр тонкой очистки. Обеспечивает чистоту сжатого воздуха 1 класса. После данной стадии подготовки воздух может использоваться для нанесения лакокрасочных и порошковых покрытий, а также в фотолабораториях, фармацевтической, химической и пищевой промышленности.

При подборе фильтра, помимо степени очистки, необходимо также учитывать ряд технических параметров.

Рабочее давление.

Указывается производителем в виде диапазона значений, в границах которого обеспечивается штатная и безопасная работа оборудования.

Не путать с максимальным давлением, которое указывает предельно допустимое и, как правило, краткосрочное повышение давления газов в пневматической системе.

Пропускная способность.

Показывает какой объем сжатого воздуха фильтр может пропустить за единицу времени. Измеряется в литрах в минуту или кубометрах в минуту.

Отправной точкой при выборе фильтра по данному параметру является максимальная производительность компрессорной установки.

Пневматическая система: схема подключения

Для получения высококачественного сжатого воздуха 1 класса очистки и выше рекомендуется следующая последовательность подключения оборудования.

На выходе из винтового компрессора или компрессорной станции устанавливается магистральный фильтр грубой очистки.

Затем следует ресивер, который в этом случае работает как первичный влагоотделитель. Кроме того, он снижает температуру сжатого воздуха.

Далее устанавливается магистральный фильтр средней очистки и осушитель. Нагрузка на последний при такой последовательности подключения оборудования значительно снижается.

Схему замыкает фильтр тонкой очистки, после прохождения которого сжатый воздух подается потребителям.

1 — Винтовой компрессор.

2 — Ресивер.

3 — Осушитель.

4 — Магистральный фильтр грубой очистки.

5 — Магистральный фильтр средней очистки.

6 — Магистральный фильтр тонкой очистки.

Особенности эксплуатации магистральных фильтров

Со временем эффективность фильтра, равно как и любого другого устройства, начинает снижаться.

Дело в том, что в процессе эксплуатации ему приходится испытывать большие нагрузки: колебания давления и температуры, механические воздействия твердых частиц, влаги и масла. Не говоря уже о том, что фильтрующий элемент постепенно загрязняется и забивается.

Все это ведет к росту дифференциального давления (разность или перепад давлений между «грязной» (на выходе от компрессора) и «чистой» (на входе в пневмолинию) сторонами фильтра) и снижению эффективности всей пневматической системы. Вплоть до существенного падения давления до величин, когда штатная работа пневматического инструмента и оборудования становится невозможной.

Именно поэтому необходимо своевременно выполнять замену фильтрующих элементов, согласно регламенту производителя.

Так, например, в магистральных фильтрах Harrison замену картриджей (фильтрующих элементов) рекомендуется выполнять с периодичностью 4000 моточасов, но не реже 1 раза в год.