新型“顛覆性”技術可幫助避免停工

對于工業工廠和設施，壓縮空氣、氣體和真空系統是轉換系統的重要來源。由于比電力等其他能源更容易使用，當今的工廠中到處都有壓縮機。這些壓縮機為機器、工具、機器人、激光器、產品處理系統等提供動力。

但是，許多壓縮空氣、氣體和真空系統由于磨損和維護不當而受損，進而造成最大的浪費——無時無刻地泄漏。這些泄漏可能隱藏在機器后方、連接點處、固定管道上方，或者破裂的管道或磨損的軟管中。浪費會快速累積，甚至造成停工。

空氣浪費帶來的高成本

根據美國能源部的數據，壓縮空氣管道中單個1/8”(3mm)泄漏點每年的成本超過2,500美元。據美國能源部估算，對于美國國內維護不善的普通工廠，泄漏造成的浪費可達到其壓縮空氣總量的20%。

為了彌補泄漏引起的壓力損失，工廠往往通過購買容量大于實際需求的壓縮機進行補償，這就需要大量的資本成本，且增加能源成本。除了成本的考慮外，空氣泄漏還會引起資本支出、返工、停工或質量問題，以及維護成本增大。

一家美國制造商的維護經理介紹就說，他們一款空氣扭矩工具中的低壓力可能會造成產品缺陷。“如果設備扭矩錯誤，無論是扭矩不足或扭矩過大，都可能導致產品召回。并且還會造成本來非常標準的工藝中投入更多的人工。”他表示：“那可都是利潤損失和設備損失的費用。最壞情況下，我們也會因為無法交付而丟失訂單。”

所以，公共事業、工業和政府機構把壓縮空氣系統作為節約成本的潛在來源就毫不奇怪了，修復泄漏會為運營節省費用，避免必須為系統增加額外容量。

直擊問題核心

許多工廠和設施沒有泄漏檢測程序。發現并修復泄漏并不容易。量化浪費量并確定成本，要求能源專家利用能源分析儀和記錄儀對其空氣系統進行審計。系統性地計算杜絕泄漏可每年節省的成本，就能夠為推進此類項目樹立一個有力的業務案例。壓縮空氣系統的能源審計往往是與行業、政府及非政府組織(NGO)配合進行的，壓縮空氣挑戰(CAC)就是此類組織的一種自發性合作，其唯一宗旨就是提供與產品無關的信息和教育資料，幫助各個行業以可持續的最大效率生產和使用壓縮空氣。

如何發現泄漏

不幸的是，主流的泄漏檢測方法非常原始。一種古老的方法是聽嘶嘶聲，這在許多環境下幾乎是不可能聽到的；以及在疑似泄漏區域噴灑肥皂水，這種方法會導致現場混亂，容易導致人員滑倒。

當前，查找壓縮機泄漏的首選工具是超聲波探測器——一種便攜式裝置，能夠識別與空氣泄漏相關的高頻聲音。普通的超聲探測器有助于發現泄漏，但其使用非常耗費時間，維修人員通常只能在規劃的停工時間使用，而該時間本來可用于維護其他關鍵機器。這些裝置還要求操作人員靠近被檢設備，所以在難以觸及的區域使用就很困難，例如天花板或設備后方。

顛覆性技術

如果有某種泄漏檢測技術能夠在噪雜的環境下準確判斷遠至50米之外的泄漏位置，且無需關斷設備，會是什么情形？福祿克開發出了能夠實現這一目的的工業聲學成像儀。工業維護經理將Fluke ii900工業聲學成像儀稱為壓縮空氣泄漏檢測領域的“顛覆者”。

這款新型工業聲學成像儀能夠檢測比傳統超聲裝置更寬范圍的頻率，采用新型SoundSight?技術，能夠對空氣泄漏進行增強視覺掃描，與紅外熱像儀檢測熱點的方式相似。ii900包括一個由微型超高靈敏度麥克風組成的聲學陣列——能夠同時檢測聲波和超聲波。ii900能夠識別潛在泄漏位置的聲源，然后通過專利算法將聲音解讀為泄漏。

最終生成SoundMap? 圖像 —— 疊加在可見光圖像上的色圖，指示泄漏點的準確位置。最終結果可作為靜止圖像或實時視頻顯示在7”LCD屏幕上。ii900可保存多達999個圖像文件或20個視頻文件，用于文檔化或合規性用途。

可快速掃描較大的區域，比其他方法更快地定位泄漏。儀器也允許對強度和頻率范圍進行過濾。一家大型制造廠的團隊最近利用兩臺ii900原型機一天定位了80處壓縮空氣泄漏，而若采用傳統方法，需要花費數周時間。通過快速發現并修復泄漏，還可以避免潛在的停工時間，對這家工廠來說每小時的生產力損失成本預計為100,000美元。

您浪費的空氣有多少？

控制壓縮空氣、氣體和真空系統泄漏的第一步是估算泄漏負荷。

有些泄漏(低于10 %)在預計之中。超出該范圍即被視為浪費。第一步是確定當前的泄漏負荷，由此即可將其作為標準，便于比較改善效果。估算泄漏量的最佳方法是基于控制系統。如果系統具有啟動/停止控制功能，只需在系統無需求時(下班后)啟動壓縮機即可。然后讀取多個壓縮機循環讀數，確定系統泄壓的平均時間。在沒有設備工作時，系統泄壓是由于泄漏造成的。

泄漏(%)=(Tx100)÷(T+t) T =加壓時間(分鐘)，t=泄壓時間(分鐘)

為了估算具有更復雜控制策略的系統中的泄漏負荷，在容器(V，單位為立方英尺)下游安裝壓力表，包括所有二次接收器、總管和管道。在系統沒有需求的情況下，不考慮泄漏，將系統設置到其正常工作壓力(P1，單位為psig)。選擇一個二次壓力(P2，約為P1的一半)，并測量系統下降到P2所需的時間(T，單位為分鐘)。

泄漏(cfm，自由空氣) = [(Vx(P1–P2)÷(T x 14.7)] x 1.25

查找泄漏的位置：

• 管接頭

• 軟管

• 管道

• 接頭

• 螺紋管道接頭

• 快接頭

• FRL (過濾器、調節器、潤滑器組合)

• 冷凝阱

• 閥門

• 法蘭

• 密封件

• 風管

因子1.25將泄漏修正為正常系統壓力，因此考慮了隨著系統壓力下降而減少的泄漏。

有效修復泄漏可顯著降低空氣相關業務的成本。通過修復泄漏，企業不但能夠節省能源成本，而且能夠提高生產水平，延長設備壽命。