Fluke ii900快速檢測(cè)壓縮空氣泄漏
Fluke 就空氣泄漏的主題采訪了一家制造商。這家制造商主要是幫助從事車輪維修業(yè)務(wù)的客戶提供服務(wù)。作為世界上杰出的車輪維修設(shè)備售后市場(chǎng)制造商之一，該公司設(shè)計(jì)、制造和銷售品牌信譽(yù)良好且出眾的產(chǎn)品。
這家制造商的許多工藝流程都依靠壓縮空氣在其 13,935 平方米的工廠中運(yùn)行大約 400 個(gè)工具——所有壓縮空氣都是由一臺(tái) 149 千瓦的壓縮機(jī)提供?！拔覀兊墓S中到處都要使用壓縮空氣，例如用于氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、機(jī)械手焊接機(jī)、激光切割機(jī)和粉末噴涂設(shè)備?！边@家制造商的總裁說道。在使用壓縮空氣的同時(shí)，隨之產(chǎn)生的問題是噪音以及空氣泄漏。
控制能源浪費(fèi)
空氣泄漏導(dǎo)致壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的設(shè)備工作起來更費(fèi)力，從而造成能源浪費(fèi)。在過去幾十年里，由于不同的工廠整合積累了一些舊設(shè)備，工廠中存在空氣泄漏的可能性進(jìn)一步加大。在這種充滿噪音的環(huán)境中，很難聽到空氣泄漏的聲音，因此大多數(shù)泄漏檢測(cè)活動(dòng)都是在下班后進(jìn)行的。
“通常我們會(huì)在下班或維護(hù)停工期間，等到工廠內(nèi)非常安靜時(shí)，盡力去聽空氣泄漏的聲音?！本S護(hù)主管說道?！拔覀冞€會(huì)用幾瓶肥皂水噴灑在我們認(rèn)為可能存在泄漏的區(qū)域，然后尋找出現(xiàn)氣泡的位置?！边@種噴灑和觀察方法要求維護(hù)團(tuán)隊(duì)成員既要足夠靠近潛在的泄漏位置以進(jìn)行傾聽，又要將溶液噴灑到正確的區(qū)域。
另一個(gè)查找壓縮空氣泄漏的方法是使用超聲波泄漏檢測(cè)儀。這種方法需要由訓(xùn)練有素的人員來開展，而且需要花大量的時(shí)間來確定所有泄漏的位置。人耳很難聽到微小泄漏的聲音，而且并非所有泄漏都發(fā)生在容易接近的區(qū)域。這會(huì)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。
看到您無法聽到的聲音
當(dāng) Fluke 就測(cè)試其 Fluke ii900 Sonic Industrial Imager 一事聯(lián)系這家制造商，告訴他們?cè)撛O(shè)備可以在嘈雜的環(huán)境中在 50 米開外地查找泄漏時(shí)，他們有些將信將疑，不過還是同意嘗試一下。
測(cè)試由維護(hù)主管和維護(hù)技術(shù)人員進(jìn)行，他們輪流工作了 8 個(gè)小時(shí)，使用兩臺(tái) ii900 Sonic Industrial Imager 對(duì)整個(gè)工廠進(jìn)行了泄漏檢測(cè)。ii900 使他們?cè)趻呙柢浌?、接頭和連接處以查找泄漏時(shí)“看到”了聲音。他們的泄漏檢測(cè)結(jié)果令制造團(tuán)隊(duì)大吃一驚。
僅僅用了一個(gè)工作日，他們就找出了大約 143 處大大小小的泄漏。
“我對(duì)使用該工具找到的一些泄漏有所懷疑，所以我用肥皂水噴灑了那些地方，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該工具是對(duì)的，它指出的地方確實(shí)存在泄漏?！本S護(hù)技術(shù)人員說道。
維護(hù)經(jīng)理對(duì) ii900 能找到十分微小泄漏的能力印象尤為深刻?！拔⑿⌒孤┓浅ｋy找到?！彼f?！拔易⒁獾?，ii900 發(fā)現(xiàn)的一些泄漏是我們通過噴灑肥皂水永遠(yuǎn)也不會(huì)找到的泄漏。我們?cè)谟推衢g的空氣管路上發(fā)現(xiàn)了一處泄漏，我們用手捂住它感覺不到氣流，而且也聽不到泄漏的聲音，但這顯然是一處已經(jīng)存在了很長一段時(shí)間的泄漏?！?/p>
ii900 內(nèi)置的微型靈敏麥克風(fēng)聲陣根據(jù)頻率產(chǎn)生連續(xù)分貝水平。算法根據(jù)此輸出計(jì)算聲音圖像，即在虛擬圖像上疊加的 SoundMap?。SoundMap 根據(jù)所選頻率水平自動(dòng)調(diào)整以過濾掉背景噪音。SoundMap 每秒在屏幕上更新 10 到 20 次。
遠(yuǎn)距離空氣泄漏檢測(cè)
該團(tuán)隊(duì)很快發(fā)現(xiàn)了頭頂上 7.9 米高的空氣管路上的一處泄漏。
“讓我感到驚訝的是，只用輕松地拿起 Fluke 聲波成像儀，然后沿著過道掃描頭頂區(qū)域，就能很快地發(fā)現(xiàn)泄漏。”維護(hù)經(jīng)理說道。
除了有助于發(fā)現(xiàn)非常難以檢測(cè)到的泄漏外，制造團(tuán)隊(duì)還認(rèn)為 ii900 擁有節(jié)省時(shí)間和成本的巨大潛力?！耙坏┪覀兇伟l(fā)現(xiàn)并修復(fù)了大部分泄漏，我們也許就能在大約八小時(shí)的上班時(shí)間內(nèi)跟蹤和掃描整個(gè)工廠?！边@將有助于節(jié)省加班成本，因?yàn)樗麄兛梢栽谡５纳习鄷r(shí)間掃描空氣泄漏，而不用等到下班后。
它還將節(jié)省能源，并減少設(shè)備磨損。“空氣泄漏會(huì)耗費(fèi)公司的大量資金?！本S護(hù)經(jīng)理說道?！昂茈y找出空氣泄漏點(diǎn)，因此難以將維護(hù)團(tuán)隊(duì)引向正確的位置。使用 Fluke 聲波成像儀拍攝泄漏照片并將其作為工作單的一部分發(fā)送給我們的維護(hù)團(tuán)隊(duì)的能力非常有價(jià)值。我們認(rèn)為這會(huì)為我們節(jié)省一大筆錢，不僅能節(jié)省人力成本，還能節(jié)省能源成本。”
對(duì)于工業(yè)工廠和設(shè)施而言，壓縮空氣、氣體和真空系統(tǒng)是轉(zhuǎn)換能源的重要來源。與電力等其他資源相比，壓縮機(jī)的使用更簡單，因而在當(dāng)今的工廠中隨處可見。它們能驅(qū)動(dòng)機(jī)器、工具、機(jī)械手、激光器、產(chǎn)品搬運(yùn)系統(tǒng)，等等。
Fluke Sonic Air Leak Detector
然而，許多壓縮空氣、氣體和真空系統(tǒng)都受到磨損和維護(hù)不當(dāng)?shù)葐栴}的影響，這能造成很大的浪費(fèi)——無法杜絕的泄漏。這些泄漏可能很隱蔽，在機(jī)器后面、連接點(diǎn)處、高架固定管道或者破裂的管道或磨損的軟管都可能發(fā)生泄漏。浪費(fèi)會(huì)迅速增加，甚至可能會(huì)導(dǎo)致停機(jī)。
浪費(fèi)空氣的成本高昂
根據(jù)美國能源部的數(shù)據(jù)，壓縮空氣管路上一個(gè) 1/8 英寸（3 毫米）的漏洞每年可造成多達(dá) 2,500 美元的額外成本。美國能源部估計(jì)，一家維護(hù)不力的普通美國工廠可能會(huì)因泄漏而浪費(fèi)其壓縮空氣總產(chǎn)能的 20%。新西蘭政府在其“目標(biāo)可持續(xù)性”項(xiàng)目中估計(jì)，系統(tǒng)泄漏可能占到壓縮空氣系統(tǒng)能力的 30% 到 50%?？焖贆z測(cè)壓縮空氣、氣體和真空泄漏直接有利于發(fā)現(xiàn)隱藏的利潤?？諝庑孤┻€會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生資本費(fèi)用、返工、停機(jī)或質(zhì)量問題，并增加維護(hù)成本。
為了彌補(bǔ)由于泄漏而造成的壓力損失，運(yùn)營商通常會(huì)通過購買規(guī)格超過需要的壓縮機(jī)來進(jìn)行過度補(bǔ)償，這需要投入不菲的資金，并會(huì)導(dǎo)致能源成本升高。系統(tǒng)泄漏還會(huì)造成系統(tǒng)壓力過低，進(jìn)而導(dǎo)致依靠壓縮空氣運(yùn)行的設(shè)備發(fā)生故障。這可能引起生產(chǎn)延遲、計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間、質(zhì)量問題、使用壽命縮短以及因壓縮機(jī)的不必要循環(huán)而增加維護(hù)。
例如，一家美國制造商的維護(hù)經(jīng)理說，如果他們的一個(gè)氣動(dòng)扭力工具遇到壓力不足的問題，則可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷?！芭ぞ夭划?dāng)?shù)脑O(shè)備，無論是扭矩不足還是扭矩過大，都可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品召回。這也會(huì)導(dǎo)致需要將更多的工時(shí)投入到應(yīng)該是一個(gè)非常標(biāo)準(zhǔn)的流程的地方，”他說道?！斑@是利潤損失和設(shè)備損失的一筆錢。在zui壞的情況下，我們還會(huì)遇到由于無法交貨而造成的需求損失?！?/p>
公用設(shè)施、行業(yè)和政府都認(rèn)為壓縮空氣系統(tǒng)有潛力實(shí)現(xiàn)成本節(jié)省，這一點(diǎn)都不令人感到奇怪。泄漏會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi)。修復(fù)這些泄漏可以讓運(yùn)營商節(jié)約成本，并能防止公用設(shè)施不得不使用容量超過需要的系統(tǒng)。
查找和修復(fù)泄漏并不容易
許多工廠和設(shè)施都沒有泄漏檢測(cè)計(jì)劃。查找和修復(fù)泄漏并不容易。量化浪費(fèi)量并確定成本需要由能源專家或顧問來實(shí)施，他們使用能源分析儀和記錄儀來審計(jì)您的空氣系統(tǒng)。通過系統(tǒng)性地計(jì)算消除泄漏所能實(shí)現(xiàn)的年度成本節(jié)省，他們可以制定一個(gè)強(qiáng)有力的商業(yè)計(jì)劃，以執(zhí)行此類項(xiàng)目。
壓縮空氣系統(tǒng)的能源審計(jì)通常需要聯(lián)手行業(yè)、政府和非政府組織 (NGO) 進(jìn)行。Compressed Air Challenge (CAC) 是其中一種合作關(guān)系，是這些類型團(tuán)體的自愿協(xié)作。其目標(biāo)是提供產(chǎn)品中立信息和教育材料，以幫助行業(yè)在生成和使用壓縮空氣方面達(dá)到更高的可持續(xù)效率。
為什么超聲波泄漏檢測(cè)儀檢查效率低下
遺憾的是，主流泄漏檢測(cè)的做法相當(dāng)原始。一個(gè)由來已久的方法就是傾聽是否有嘶嘶聲并在懷疑發(fā)生泄漏的區(qū)域噴上肥皂水，事實(shí)上，在許多環(huán)境中都聽不到嘶嘶聲，而且肥皂水會(huì)使現(xiàn)場(chǎng)變得臟亂，并有可能造成滑倒危險(xiǎn)。
用于查找壓縮機(jī)泄漏的當(dāng)前專業(yè)工具是一種超聲波泄漏檢測(cè)儀，它是一款便攜式電子設(shè)備，可以識(shí)別與空氣泄漏相關(guān)聯(lián)的高頻聲音。典型的超聲波泄漏檢測(cè)儀可幫助發(fā)現(xiàn)泄漏，但使用起來非常耗時(shí)，在需要將更多時(shí)間花在維護(hù)其他關(guān)鍵機(jī)器上的情況下，維修人員通常只能在計(jì)劃內(nèi)停機(jī)時(shí)間期間使用它們。超聲波泄漏檢測(cè)儀還要求操作員靠近設(shè)備來查找泄漏，這使得難以在天花板或其它設(shè)備后面等難以觸及的區(qū)域使用。
使用肥皂水或超聲波探測(cè)器查找泄漏時(shí)，除了耗時(shí)之外，使用這些方法查找高處或設(shè)備下面的泄漏還可能存在安全問題。在設(shè)備周圍攀爬梯子或鉆到設(shè)備下方可能會(huì)帶來危險(xiǎn)。
壓縮空氣泄漏檢測(cè)的革命者
如果有一種泄漏檢測(cè)技術(shù)可以在嘈雜環(huán)境中在 50 米開外定位泄漏位置，而且無需關(guān)閉設(shè)備，會(huì)怎么樣呢？Fluke 開發(fā)了一款可以做到這一點(diǎn)的工業(yè)成像儀。工業(yè)維護(hù)經(jīng)理們將 Fluke ii900 Sonic Industrial Imager 稱為致力于發(fā)現(xiàn)壓縮空氣泄漏的“革命者”。
這款新型聲波工業(yè)成像儀可檢測(cè)的頻率范圍比傳統(tǒng)超聲波設(shè)備更廣，它使用新的 SoundSight? 技術(shù)來提供增強(qiáng)的空氣泄漏可視化掃描，類似于紅外熱像儀檢測(cè)熱點(diǎn)的方式。
ii900 包括一個(gè)由許多微型超靈敏麥克風(fēng)組成的聲陣，可同時(shí)檢測(cè)聲波和超聲波。ii900 可識(shí)別潛在泄漏位置的聲源，然后應(yīng)用專有算法，將聲音解析為泄漏。結(jié)果生成一幅 SoundMap? 圖像，這是一幅疊加在可見光圖像上的彩色地圖，可準(zhǔn)確地顯示發(fā)生泄漏的位置。zui終結(jié)果以靜態(tài)圖像或?qū)崟r(shí)視頻的形式顯示在 7 英寸 LCD 屏幕上。ii900 可保存多達(dá) 999 個(gè)圖像文件或 20 個(gè)視頻文件，以用于記錄或合規(guī)目的。
可以快速掃描較大的區(qū)域，與其他方法相比，這有助于明顯更快地找到泄漏位置。它還能夠過濾強(qiáng)度和頻率范圍。一家大型制造廠的一個(gè)團(tuán)隊(duì)zui近使用兩個(gè) ii900 原型設(shè)備在內(nèi)就找到了 80 個(gè)壓縮空氣泄漏點(diǎn)。維護(hù)經(jīng)理說，用傳統(tǒng)方法要花幾周時(shí)間才能發(fā)現(xiàn)這么多的泄漏點(diǎn)。通過快速查找和修復(fù)泄漏，工作人員還節(jié)省了潛在的停機(jī)時(shí)間，在這家工廠，生產(chǎn)能力損失估計(jì)每小時(shí)約合 100,000 美元。
查找泄漏的位置：
?連接器
?軟管
?管道
?接頭
?螺紋管接頭
?快速斷開接頭
?FRL（過濾器、調(diào)節(jié)器、潤滑器組合）
?冷凝水收集器
?閥門
?法蘭
?密封件
?氣動(dòng)固定槽
您浪費(fèi)了多少空氣？
控制壓縮空氣、氣體和真空系統(tǒng)泄漏的步是估計(jì)泄漏負(fù)載。有些泄漏（低于 10 %）是預(yù)期會(huì)出現(xiàn)的。任何超出此范圍的情況都被視為浪費(fèi)。步是確定您當(dāng)前的泄漏負(fù)載，以便您可以將其用作基準(zhǔn)來比較改進(jìn)效果。
評(píng)估泄漏負(fù)載的可靠方法基于您的控制系統(tǒng)。如果您的系統(tǒng)配有啟動(dòng)/停止控件，只用在無需使用系統(tǒng)的時(shí)段啟動(dòng)壓縮機(jī)——工作完畢后或下班后。然后獲取壓縮機(jī)循環(huán)的幾個(gè)讀數(shù)，以確定加載系統(tǒng)達(dá)到卸載狀態(tài)的平均時(shí)間。在無設(shè)備運(yùn)行的情況下，系統(tǒng)卸載是由于泄漏引起的。
泄漏 (%) = (T x 100) ÷ (T + t)，T = 裝載時(shí)間（分鐘），t = 卸載時(shí)間（分鐘）
要估計(jì)具有更復(fù)雜控制策略的系統(tǒng)中的泄漏負(fù)載，請(qǐng)將壓力表置于容積的下游（V，以立方英尺為單位），包括所有輔助貯氣罐、主管和管道。除了泄漏外，在無需使用系統(tǒng)的情況下，使系統(tǒng)達(dá)到正常工作壓力（P1，以 psig 為單位）。選擇第二個(gè)壓力（P2，約為 P1 值的一半）并測(cè)量系統(tǒng)壓力下降到 P2 所花的時(shí)間（T，以分鐘為單位）。
泄漏（自由空氣，單位為升/秒）= [(V x (P1 – P2) ÷ (T x 101325)] x 1.25
1.25 乘數(shù)可將泄漏校正至正常系統(tǒng)壓力，因而會(huì)考慮泄漏隨著系統(tǒng)壓力降低而減小的狀況。
有效修復(fù)和維修泄漏可使依賴空氣的企業(yè)顯著降低成本。廣大公司不僅能夠通過修復(fù)泄漏來節(jié)約能源使用，還可以提高生產(chǎn)水平和延長設(shè)備使用壽命。
