Какой класс чистоты сжатого воздуха нужен производству: разбор ISO 8573-1
Требование обеспечить «чистый сжатый воздух» нельзя проверить, пока не определено, какие именно загрязнения необходимо ограничить. Для одного оборудования критичны твёрдые частицы, для другого — конденсат, пары масла или сочетание всех трёх факторов. Стандарт ISO 8573-1 позволяет записать требования в виде конкретного класса и использовать их при подборе фильтров, осушителей и оборудования подготовки воздуха.
Кратко: класс чистоты записывается тремя независимыми числами: частицы, вода и масло. Например, обозначение ISO 8573-1 [2:4:1] означает второй класс по твёрдым частицам, четвёртый по воде и первый по общему содержанию масла. Выбирать класс нужно по требованиям технологического процесса и самого чувствительного потребителя, а подтверждать — измерениями в согласованной точке системы.
Что регулирует ISO 8573-1
Три основных вида загрязнений
ISO 8573-1 устанавливает классы чистоты сжатого воздуха по трём основным группам загрязнений:
- твёрдым частицам — пыли, продуктам коррозии, окалине и частицам фильтрующего материала;
- воде — водяному пару, аэрозолю и жидкому конденсату;
- маслу — жидкому маслу, масляному аэрозолю и углеводородным парам.
Стандарт также упоминает газообразные и микробиологические загрязнения, но базовая запись класса строится именно по частицам, воде и маслу. Каждая категория оценивается отдельно: низкое содержание масла не гарантирует отсутствие влаги, а тонкая фильтрация частиц не заменяет осушитель.
Где должен обеспечиваться заданный класс
Требования необходимо привязывать к конкретной точке измерения. Воздух на выходе из компрессорной станции и воздух непосредственно перед станком могут иметь разное качество. В магистрали появляются частицы коррозии, конденсат и загрязнения из трубопроводов, соединений и накопительных ёмкостей.
Если качество критично для одной операции, экономически целесообразно готовить основной поток до общего уровня, а более глубокую очистку выполнять локально перед чувствительным потребителем.
Как читать обозначение класса
Последовательность «частицы : вода : масло»
Класс указывают после ссылки на стандарт в квадратных скобках. Запись:
ISO 8573-1:2010 [2:4:1]
расшифровывается следующим образом:
- 2 — класс содержания твёрдых частиц;
- 4 — класс содержания воды;
- 1 — класс общего содержания масла.
Три числа нельзя переставлять местами. Также неправильно писать просто «воздух класса 1», не уточняя загрязнитель. Первый класс по маслу и первый класс по воде устанавливают разные показатели и требуют разных способов подготовки.
Что означает класс 0
Класс 0 не означает полное отсутствие загрязнений и не равен нулевой концентрации. Это индивидуальное требование, которое должно быть строже класса 1 по выбранному загрязнителю. Допустимый уровень согласовывают заказчик и поставщик, после чего фиксируют его числом в технической документации.
Формулировка «компрессор класса 0» сама по себе не описывает качество воздуха во всей системе. Даже безмасляный компрессор не удаляет влагу, атмосферную пыль, углеводороды из воздуха на входе и загрязнения трубопровода.
Классы по твёрдым частицам
Как оценивается запылённость
Для наиболее строгих классов контролируют количество частиц в одном кубическом метре воздуха по трём диапазонам размеров. Чем меньше номер класса, тем ниже допустимое количество загрязнений.
| Класс | 0,1–0,5 мкм, частиц/м³ | 0,5–1 мкм, частиц/м³ | 1–5 мкм, частиц/м³ |
|---|---|---|---|
| 1 | не более 20 000 | не более 400 | не более 10 |
| 2 | не более 400 000 | не более 6 000 | не более 100 |
| 3 | не нормируется | не более 90 000 | не более 1 000 |
| 4 | не нормируется | не нормируется | не более 10 000 |
Для менее строгих классов загрязнение может оцениваться по массовой концентрации. Поэтому нельзя заменять анализ частиц обычным визуальным осмотром фильтра: мелкодисперсная пыль не всегда заметна, но влияет на клапаны, форсунки и точные пневматические элементы.
Откуда появляются частицы
Загрязнения поступают вместе с атмосферным воздухом, образуются при коррозии ресиверов и трубопроводов, а также попадают в систему во время монтажа и ремонта. Частицы вызывают износ уплотнений, заклинивание золотников, засорение дросселей и нестабильную работу исполнительных механизмов.
Для первичной очистки применяют сепарацию и фильтрацию, а непосредственно перед оборудованием — фильтр требуемой тонкости. В каталоге PNEVMOFIT представлены фильтры-регуляторы, объединяющие очистку воздуха и настройку рабочего давления.
Классы по содержанию воды
Что такое точка росы под давлением
Для классов 1–6 содержание воды задаётся через точку росы под давлением — PDP. Это температура, при которой водяной пар начинает конденсироваться при рабочем давлении системы. Чем ниже значение PDP, тем суше воздух.
| Класс воды | Максимальная точка росы под давлением |
|---|---|
| 1 | −70 °C |
| 2 | −40 °C |
| 3 | −20 °C |
| 4 | +3 °C |
| 5 | +7 °C |
| 6 | +10 °C |
Для классов 7–9 нормируется уже количество жидкой воды. Такие классы не подходят для систем, где выпадение конденсата недопустимо.
Почему недостаточно установить фильтр
Обычный фильтр отделяет капли и механические загрязнения, но не удаляет водяной пар. Для снижения точки росы необходим осушитель. Рефрижераторные осушители применяют для умеренных требований, а адсорбционные — когда требуется отрицательная точка росы.
При выборе класса учитывают минимальную температуру трубопровода. Если воздух после осушителя попадёт в более холодную зону, водяной пар может превратиться в конденсат. Для наружных магистралей и неотапливаемых помещений требуется запас между точкой росы и минимальной температурой воздуха.
Чем опасна вода в пневмосистеме
Конденсат вызывает коррозию, вымывает смазку, повреждает уплотнения и ухудшает работу распределителей. При отрицательной температуре вода может замерзать и перекрывать проходное сечение. В окрасочных и технологических процессах даже небольшое количество влаги способно повлиять на качество продукции.
Конденсат необходимо удалять из фильтров, ресиверов и нижних точек сети. Автоматизировать эту операцию помогают электрические дренажные клапаны.
Классы по общему содержанию масла
Что входит в показатель
ISO 8573-1 учитывает суммарное содержание масла в жидкой, аэрозольной и паровой фазах. Это принципиально важно: коалесцентный фильтр способен эффективно задерживать аэрозоль, но не обязательно удаляет масляные пары.
| Класс масла | Общее содержание масла, мг/м³ |
|---|---|
| 1 | не более 0,01 |
| 2 | не более 0,1 |
| 3 | не более 1 |
| 4 | не более 5 |
Для удаления капель и аэрозоля используют сепараторы и коалесцентные фильтры. Для снижения содержания паров углеводородов применяют адсорбционные ступени. Конкретная схема зависит от исходного качества воздуха, температуры, расхода и требуемого класса.
Почему безмасляный компрессор не решает все задачи
Безмасляная технология снижает риск попадания компрессорного масла в воздушный тракт, но не очищает воздух от атмосферных углеводородов и загрязнений магистрали. Кроме того, вода и твёрдые частицы остаются отдельными показателями.
Поэтому класс подтверждают для всей системы подготовки и распределения воздуха, а не только по типу компрессора.
Как выбрать класс для конкретного производства
Начинайте с требований оборудования
В паспортах станков, цилиндров, распределителей, измерительных приборов и технологического оборудования производитель может указывать допустимый размер частиц, содержание масла, диапазон точки росы и необходимость смазки. Эти условия имеют приоритет перед универсальными рекомендациями.
Если в линии несколько потребителей, общую систему рассчитывают по наиболее строгому постоянному требованию. Единичный чувствительный участок можно оснастить локальной дополнительной очисткой.
Обычная промышленная пневматика
Для цилиндров, клапанов и пневматического инструмента обычно требуется фильтрованный воздух без жидкого конденсата. Конкретная тонкость фильтрации и допустимое содержание масла зависят от конструкции оборудования. Избыточно строгий класс увеличивает стоимость подготовки и перепад давления, но не всегда повышает ресурс.
Для локальной подготовки применяют блоки подготовки воздуха, в состав которых могут входить фильтр, регулятор, манометр и другие элементы.
Окраска, электроника и точные процессы
Для окраски особенно критичны вода и масло: их присутствие способно вызвать дефекты покрытия. В производстве электроники и при работе точной измерительной аппаратуры повышаются требования к мелким частицам, стабильности давления и влажности.
Для таких участков класс следует согласовывать с поставщиком технологического оборудования и материалов. Одного фильтра возле компрессора может быть недостаточно: необходимы осушение, несколько ступеней очистки и контроль в точке использования.
Пищевая и фармацевтическая продукция
Если воздух непосредственно контактирует с продуктом, упаковкой или открытой технологической поверхностью, требования определяются не только ISO 8573-1. Необходимо учитывать отраслевые нормы, анализ рисков и санитарные процедуры предприятия.
Универсального класса для всей пищевой или фармацевтической отрасли не существует. Требования для управляющего цилиндра за ограждением и воздуха, непосредственно соприкасающегося с продуктом, будут различаться.
Как подобрать систему подготовки воздуха
Разделите задачу на ступени
Система может включать:
- сепарацию крупного конденсата после компрессора;
- предварительный фильтр для механических загрязнений;
- осушитель для достижения требуемой точки росы;
- тонкий или коалесцентный фильтр;
- адсорбционную ступень для масляных паров;
- локальный фильтр и регулятор перед потребителем;
- контрольно-измерительное оборудование.
Последовательность и производительность элементов рассчитывают по расходу, давлению, температуре на входе и исходной загрязнённости. Все ступени создают сопротивление, поэтому необходимо учитывать допустимый перепад давления.
Основные компоненты собраны в разделе подготовки воздуха. Для контроля рабочего давления используют манометры и соответствующие датчики.
Не забывайте об обслуживании
Даже правильно рассчитанная система перестаёт обеспечивать заданный класс при переполненном дренажном стакане, загрязнённом фильтре или выработанном адсорбенте. Необходимо контролировать перепад давления, менять фильтрующие элементы по регламенту и проверять работу отвода конденсата.
После ремонта магистрали или замены оборудования класс может измениться. Новые трубы содержат монтажные загрязнения, а старые участки — продукты коррозии и остатки масла.
Как подтвердить соответствие ISO 8573-1
Зафиксируйте условия измерения
В техническом задании указывают требуемую запись класса, точку контроля, рабочее давление, температуру, расход и режим оборудования. Если требуется класс 0, отдельно записывают допустимую концентрацию конкретного загрязнителя.
Проверка должна выполняться подходящими методами измерения. Результат, полученный сразу после фильтра, нельзя автоматически распространять на удалённую точку после старого трубопровода.
Не смешивайте качество воздуха и давление
Регулятор и манометр помогают настроить давление, но не определяют класс чистоты. Аналогично низкая точка росы не подтверждает отсутствие частиц и масла. Каждый из трёх показателей контролируется самостоятельно.
От требования к рабочей системе
Правильно выбранный класс защищает оборудование и технологический процесс, не заставляя предприятие переплачивать за неоправданно глубокую очистку. Сначала определяют требования самого чувствительного потребителя, затем записывают класс в последовательности «частицы : вода : масло» и выбирают оборудование для каждой задачи.
Для подбора компонентов передайте специалистам PNEVMOFIT расход, рабочее давление, исходное качество воздуха, требуемый класс ISO 8573-1 и условия в точке использования. Это позволит подобрать фильтры, регуляторы, дренажные клапаны и блоки подготовки воздуха как единую систему.