Como definir a pressão do ar comprimido industrial? Análise da faixa de operação habitual, das perdas de pressão e das exigências dos equipamentos.

Introdução: O significado central da definição de pressão

Na produção industrial, o ar comprimido é considerado a segunda principal fonte de energia, atrás apenas da eletricidade. A definição adequada da pressão do sistema não apenas determina a eficiência operacional dos equipamentos pneumáticos, como também afeta diretamente o consumo de energia de todo o sistema de compressão de ar. Uma pressão excessivamente elevada resulta em desperdício desnecessário de energia elétrica, enquanto uma pressão demasiado baixa pode provocar movimentos lentos dos equipamentos ou até mesmo sua parada. Por isso, a análise científica da lógica de configuração da pressão constitui um passo fundamental para a otimização da eficiência energética nas fábricas.

Faixa de pressão comum do ar comprimido industrial

Na maioria das aplicações industriais convencionais, a pressão de fornecimento do ar comprimido costuma ser definida em0,6 MPa a 0. 8 MPaEntre eles. Essa faixa é capaz de atender às necessidades da grande maioria dos componentes pneumáticos padrão e das ferramentas pneumáticas universais.

• Sistema de baixa pressão: Em alguns processos especiais, como o transporte de materiais e a agitação durante a fermentação, costuma‑se utilizar uma pressão de ar comprimido baixa, entre 0,2 MPa e 0,4 MPa.
• Sistema de média tensão: Usinagem convencional, linha de montagem e máquinas de embalagem, entre outros, geralmente utilizam pressões de 0,6 MPa a 0, 8 MPa.
• Sistema de alta pressão: Alguns equipamentos de teste especiais, a purga sob alta pressão ou determinados sistemas pneumáticos podem exigir pressões que variam de 1,0 MPa a 3,0 MPa, ou até superiores.

Geração e impacto da queda de pressão na rede de tubulações

A pressão de saída do compressor de ar não é igual à pressão efetivamente recebida na extremidade do equipamento. À medida que o ar comprimido circula pela rede de tubulações, devido ao atrito das tubulações, às resistências provocadas por curvas, válvulas e filtros, entre outros componentes, ocorre uma perda de pressão.Perda de pressão (queda de pressão).

Em geral, a perda de carga em um sistema de tubulação bem projetado deve ser mantida dentro de0,05 MPa até 0. 1 MPaDentro do limite. Se a queda de pressão for demasiado elevada, isso poderá provocar os seguintes problemas:

• O equipamento terminal apresenta redução na eficiência operacional devido à pressão insuficiente.
• Para compensar a queda de pressão, é necessário elevar a pressão de descarga do compressor de ar, o que provoca um aumento acentuado no consumo de energia.
• A velocidade excessiva do fluxo de ar pode agravar o desgaste das tubulações e aumentar o risco de formação de condensação.

Análise das exigências de pressão de diferentes equipamentos pneumáticos

A sensibilidade à pressão e as exigências variam significativamente entre os diferentes dispositivos terminais; ao definir a pressão do sistema, é imprescindível levar em conta…A exigência final mais rigorosaComo referência, levando em conta também a economicidade do equipamento.

• Cilindros padrão e válvulas pneumáticas: Geralmente, uma pressão de trabalho de 0,4 MPa a 0,6 MPa é suficiente para garantir um movimento suave.
• Lixadeira pneumática e chave de aperto: Esses tipos de dispositivos são bastante sensíveis às flutuações de pressão e, em geral, requerem uma pressão estável entre 0,6 MPa e 0,7 MPa para manter a velocidade e o torque nominais.
• Equipamento de pulverização: Exige‑se uma estabilidade extremamente elevada da pressão do ar; flutuações na pressão afetam diretamente o efeito de atomização, sendo geralmente necessário manter uma pressão constante entre 0,5 MPa e 0,6 MPa.

Estratégia de otimização para o estabelecimento científico da pressão do sistema

Para garantir a operação eficiente do sistema, as empresas devem seguir as seguintes estratégias ao definir e gerenciar a pressão do ar comprimido:

• Definição orientada pela demanda: Realizar uma inspeção abrangente de todos os equipamentos que utilizam ar comprimido na oficina, identificando o equipamento com a pressão de demanda efetiva mais elevada; com base nisso, definir, somada à queda de pressão adequada na rede de tubulações, a pressão de descarga alvo do compressor de ar, evitando aumentar a pressão de forma indiscriminada.
• Fornecimento de gás em níveis e uso com redução de pressão: No caso de haver, na oficina, um grande número de equipamentos com baixa demanda de pressão, pode‑se adotar o fornecimento de ar por redes separadas de alta e baixa pressão, ou manter uma pressão mais elevada na tubulação principal e instalar válvulas redutoras de pressão na entrada dos equipamentos de baixa pressão, evitando assim a utilização de ar comprimido de alta qualidade em condições inferiores.
• Otimização do projeto da rede de tubulações: Adotar um projeto de rede em malha circular em substituição à rede em árvore, aumentar o diâmetro das tubulações principais e reduzir o número de curvas e válvulas, diminuindo, em termos físicos, a perda de carga do sistema.
• Manutenção periódica de consumíveis: Substitua periodicamente os filtros internos do compressor de ar, os filtros do secador e os filtros da rede de tubulações, a fim de evitar quedas adicionais de pressão decorrentes do entupimento dos filtros.