Ultrason Kullanılarak Basınçlı Hava Sistemlerinde Sızıntı Yönetimi
Ultrason Teknolojisiyle Artan Verimlilik
Basınçlı Hava Sistemlerindeki Sızıntılar
Basınçlı hava, pek çok endüstriyel sektörde bir enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır. Bunun nedenlerinden biri, basınçlı havanın üretilmesinin ve iletilmesinin nispeten kolay olmasıdır; ancak basınçlı havanın sağlanması sürecinde genellikle önemli miktarda kayıp meydana gelmektedir.
Ultrason Teknolojisiyle Verimlilik Artışı
Neden Sızıntıları Tespit Etmeliyiz?
Basınçlı hava sistemlerinde, kullanılan enerjinin büyük bir kısmı sistemdeki sızdırmaz olmayan alanlar (sızıntılar) nedeniyle kaybedilir. Sızıntılar genellikle kaplinlerde, vanalarda, vidalı bağlantılarda ve flanş bağlantılarında, ayrıca hasarlı hortumlarda veya korozyona uğramış boru hatlarında meydana gelir. Kompresörler, basınçlı hava tedarikini sağlamak için sürekli basınç kaybını telafi edebilmelidir. Bu durum, kompresörlerin daha fazla enerji tüketmesine ve makine parçalarının daha hızlı aşınmasına neden olarak işletme maliyetlerinin artmasına yol açar.
Enerji Tasarrufu ve Verimlilik Artışı
Kompresörlerin yaşam döngüsü maliyetlerinin %80’ini enerji maliyetleri oluşturmaktadır. Bu nedenle, basınçlı hava kayıplarını önlemeye yönelik önlemler,
enerji tasarrufu ve verimlilik artışı. Ultrason test teknolojisi, sızıntıların tespitine yönelik pratik uygulamalarda kullanılmaktadır. Sızıntı noktalarından kaçan hava, türbülans ve dolayısıyla ultrason oluşturur. Maksimum ultrason, sızıntının hemen yakınında yayılır. Ultrason ayrıca yüksek derecede yönlülükle yayılır. Akış akustiği yöntemlerine dayanan geniş bant analiz yöntemleri, toplam sızıntı kaybının sınıflandırılması ve değerlendirilmesi için kullanılır.
30 % Kayıp
- Basınçlı hava üretimi, küresel endüstriyel enerji tüketiminin yaklaşık %10’unu oluşturmaktadır
- Hiçbir sistem tamamen sızdırmaz değildir – ortalama kayıp oranı yaklaşık %30’dur
Tespitten Rapora
Tespit
- Geniş bant ultrason test cihazını çalıştırın ve bir aksesuar seçin
- 20 ila 100 kHz frekans aralığında geniş bant seviyesi ve spektrogram aracılığıyla ortamın görsel gösterimi
- Gürültülü endüstriyel ortamlarda bile algılama mümkündür
Değerlendirme
- Tanımlanmış test prosedürlerine uyun!
- Tek bir düğmeye basarak maksimum ses seviyesini bulun ve sızıntı değerlendirmesini başlatın
- Sızıntı sınıflandırması (sınıf 1-5) ve sızıntı değerlendirmesi (l/dk cinsinden) yoluyla servis önlemlerinin önceliklendirilmesi
Belgeler
- Konum bilgisi ekle
- Fotoğraf, sesli not ve yorum ekleyin
- Onarım durumunu takip edin
- Belgeleri, DIN EN ISO 50001 standardına uygun olarak sadece birkaç tıklamayla CSV, PDF veya ZIP dosyası olarak kaydedin
Tespit
Hassas ultrason mikrofonlarına sahip yeni geniş bant sensörler, gürültülü ve zorlu ortamlarda sızıntıların tespit edilmesini kolaylaştırır. Ekrandaki spektrogram, kullanıcıya herhangi bir parazit ultrason olup olmadığını ve varsa bunun hangi frekans aralığına girdiğini anında gösterir. Kullanıcı, dokunmatik ekranı kullanarak sesli taşıyıcı frekansı, parazit ultrason sinyallerinin aralığının dışına çıkarabilir.
Gürültülü Endüstriyel Ortamlarda Sızıntı Tespiti
Sızıntıların tespit edilmesindeki en büyük zorluklardan biri, endüstriyel ortamlarda sıklıkla rastlanan makinelerden ve sistemlerden kaynaklanan yüksek gürültü seviyesidir. Gürültü seviyesi sadece işitilebilir aralıkta (16 kHz'e kadar işitilebilir frekanslar) değil, aynı zamanda parazit sinyali şeklinde daha düşük ultrason spektrumunda da mevcuttur (20 ile 40 kHz arasındaki frekans aralığı, bkz. spektrogram örneği 1). Yaygın olarak kullanılan test teknolojisi, 40 kHz civarında dar bir bantta çalışır; bu da sızıntıların güvenilir bir şekilde tespit edilmesini zorlaştırabilir.
SPEKTROGRAM 1
Bir çelik fabrikasındaki tipik ultrason ortamı; buradaki makinelerden yaklaşık 40 kHz’e kadar olan bir frekans aralığında ultrason emisyonları yayılmaktadır.
Seviye Göstergesi ve Spektrogram
Bir yandan, ultrasonik sinyallerin yoğunluğu seviyelerle gösterilir. 20 ile 100 kHz arasındaki frekans aralığında algılanan geniş bant ultrasonik sinyaller için farklı geniş bant seviyeleri hesaplanır; örneğin, anlık seviye L(t) veya eşdeğer sürekli ses seviyesi Leq. Eşdeğer sürekli ses seviyesi Leq, sistem basıncı ve gaz türüne dayalı olarak sızıntı kayıpları l/dk cinsinden hesaplanır. Öte yandan, spektrogramda zaman içindeki spektral bilgiler görüntülenir. Ultrasonik sinyallerin yoğunluğu renk kodlamasıyla gösterilir. Renk kodlaması bireysel ihtiyaçlara göre uyarlanabilir.
Parazit Sinyallerinin Bastırılması
Sızıntı tespiti sırasında parazit sinyallerini ortadan kaldırmak amacıyla SONAPHONE, basınçlı hava sistemlerinin avantajlarından birini, yani üretilen ultrasonun geniş bir frekans bandına yayıldığı gerçeğini kullanır. SONAPHONE geniş bant test cihazı, parazit seviyesinden önemli ölçüde daha yüksek olan 100 kHz'e kadar ultrason sinyallerini kaydeder (bkz. spektrogram örneği 2). Bilgiler cihaz ekranında spektrogram şeklinde gösterildiğinden, kaçaklar ile parazit kaynakları arasında kolayca ayrım yapılabilir.
SPEKTROGRAM 2
Aynı çelik fabrikasında basınçlı hava hattında bir sızıntı meydana geldi. Sızıntı, üretim alanındaki makinelerin çıkardığı arka plan gürültüsünün üstünde tespit edildi.
20 ... 100 kHz aralığındaki dar bantta dinleme
Görsel ekranın yanı sıra, dönüştürülmüş sesli sinyal kullanılarak sızıntılar kulaklık aracılığıyla da tespit edilebilir. 40 kHz sinyaline “dar bant dinleme” yapıldığında, parazit seviyesi ile sızıntı sinyalinin birbirine çok yakın olması nedeniyle, basınçlı hava sistemi taranırken bazı sızıntılar algılanmayabilir. Geniş bant aralığında heterodin dinleme yönteminin kullanılması, SONAPHONE'un akustik yöntemlerle de sızıntıları güvenilir bir şekilde tespit edebileceği anlamına gelir. Akustik sızıntı tespiti için, istenen dar bant örneğin 70 kHz taşıyıcı frekansına ayarlanabilir. Bir sızıntı tespit edildiğinde, sadece bu dar bant için işitilebilir aralıkta bir sinyal yayılır (örneğe bakınız). Böylece sızıntılar kulaklık kullanılarak kolayca tespit edilebilir.
Ses sinyalindeki parazit gürültüsünü bastırmak amacıyla taşıyıcı frekansını 40 ile 70 kHz arasında ayarlamak.
“Standart ultrason test cihazlarıyla
yalnızca tek bir ses duyulabilirken, geniş
bant ultrason test teknolojisi akışların ve havadan yayılan seslerin tam
bir senfonisini ortaya çıkarır.”
- Prof. Dr. Peter Holstein (Stratejik Geliştirme, SONOTEC GmbH)
Değerlendirme
Bir sızıntı tespit edildiğinde, ölçüm servis mühendisi tarafından başlatılır. Sızıntı kaybı, geniş bant seviyesi ve sistem basıncına göre otomatik olarak hesaplanır ve değerlendirilir.
Değerlendirme için Belirlenmiş Test Prosedürleri
Tanımlanmış test prosedürlerine uymak, sızıntıların yüksek güvenilirlikle değerlendirilmesini sağlamanın temel bir parçasıdır. İlk adım, basınçlı hava sistemi içindeki sızıntı noktalarını kabaca tespit etmek amacıyla daha uzak bir mesafeden büyük bir akustik korna kullanmaktır. Ultrason kaynağı tespit edilip izole edildikten sonra, hassas bir konum belirleyici kullanılarak sızıntının 5 cm mesafedeki maksimum ses seviyesi belirlenir ve kaydedilir. Ardından sızıntı, özel LeakExpert® uygulaması kullanılarak değerlendirilir (l/dk) ve sınıflandırılır (1-5).
Akustik yayılım, sızıntının boyutu ve şekli, malzemenin yüzey özellikleri, basınç farkı, kaçan akış hızı ve kaçan akış profili ile sıcaklığa büyük ölçüde bağlıdır. Ölçüm mesafesi de ölçüm açısı gibi önemli bir rol oynar. Bu nedenle, kayıp hacminin tekrarlanabilir bir şekilde nicelendirilmesi ancak tanımlanmış test prosedürleri kullanıldığında mümkündür.
Sızıntıların Sınıflandırılması
Sızıntılar çok çeşitli spektral izlere sahiptir. Özelliklerine bağlı olarak, 20 ila 100 kHz ultrason aralığında stokastik bir dağılım gösterebilirler. Dar bantlı bir değerlendirmede, örneğin 40 kHz'de, yerel olarak yüksek seviye değerleri (amplitüdler) veya sinyal kesintileri nedeniyle yanlış değerlendirme riski vardır (şekle bakınız). Dar bant frekansına dayalı kantitatif değerlendirmeler, hatalı sonuçlara yol açabilir. Bu nedenle, bir sızıntının geniş bant seviyesiyle analiz edilip değerlendirilmesi önerilir.
2 örnek dairesel sızıntıya ait spektral veriler ve bunların farklı ölçüm açıları ile çaplarındaki değişimi (sol: D=0,25 mm, L=12,7 mm, q~0,5 Nl/dk; sağ: D=0,58 mm, L=38,1)
Dijital SONAPHONE® cihazı, yalnızca geniş bant analizinin avantajlarından en iyi şekilde yararlanmakla kalmaz; aynı zamanda sızıntı değerlendirmesi için özel olarak geliştirilmiş bir uygulamaya da sahiptir. LeakExpert® uygulaması, kullanıcıyı test süreci boyunca yönlendirir. Eşdeğer sürekli ses seviyesi Leq, sistem basıncı ve gaz türüne göre, her bir sızıntı kaybı l/dk cinsinden belirlenir. Buradaki amaç, gerekli bakım önlemlerini belirlemek ve öncelik sırasına koymak için sızıntıları büyüklüklerine göre (sınıf 1-5) sınıflandırmaktır. En önemli tasarruf potansiyeli, büyük sızıntıların onarılmasıyla elde edilebilir; bazı durumlarda ise küçük sızıntıları onarmak ekonomik olarak uygun olmayabilir.
Belgeler
SONAPHONE, raporların hızlı ve kolay bir şekilde oluşturulmasını sağlar; bu raporlar, daha sonra alınacak her türlü takip tedbiri için önemli karar verme araçları olarak kullanılmanın yanı sıra, başarılı enerji yönetiminin doğrulanmasında da yararlanılır. Sonuçlara ilişkin belgeler tek bir tıklama ile oluşturulabilir; bu sayede şirket yönetimine kaçak yeri ve enerji kaybı hakkında gerekli tüm bilgiler, fotoğraflı belgeler ve onarım çalışmalarının öncelik seviyesi sunulur. Kaçak tespiti ve değerlendirme çalışmalarının sistematik hale getirilmesi sayesinde, cihaz bakım çalışmaları sırasında önemli ölçüde zaman tasarrufu ve maliyet azaltımı sağlanmasına da yardımcı olur.
Ek sızıntı ayrıntıları ekle
- Konum bilgilerinin eklenmesi
- Fotoğraflar ve sesli notlar
- Öncelik ve onarım durumu
Rapor Oluştur
- PDF, ZIP veya CSV formatındaki veriler
- ISO 50001 ile uyumlu
- Zaman kazandıran, karşılaştırılabilir raporlar
ISO 50001'e Uygun Raporlar
DIN EN ISO 50001 standardına uygun bir enerji yönetim sistemine sahip şirketler, enerjiyle ilgili verileri kaydetmek ve bu bilgileri enerji yönetimi hedefleri belirlemek için kullanmakla yükümlüdür. Basınçlı hava sistemleri genellikle yüksek düzeyde enerji tüketimi gösterir ve enerjiyle ilgili performansın sistematik ve uzun vadeli olarak iyileştirilmesi için büyük bir potansiyel sunar.
Basınçlı hava kaçakları esasen kaçınılmazdır, ancak şirketler yine de sistemin en iyi durumda olmasını sağlamayı ve düzenli bakım çalışmaları yoluyla bu durumu sürdürmeyi hedeflemelidir. %10 oranındaki kalıntı kaçak kayıpları ekonomik açıdan kabul edilebilir olarak değerlendirilmektedir.
LeakExpert® uygulamasındaki rapor, DIN EN ISO 50001 standardının belgeleme gerekliliklerini karşılar ve basınçlı hava sisteminde giderilen tek tek ve toplam sızıntı kayıplarına ilişkin güvenilir bilgiler sunar. SONAPHONE® cihazı, ultrason analizinin yanı sıra fotoğraflar ve bakım notları gibi ek ilgili bilgileri kaydetmek için de kullanılabilir. Rapor, bakım çalışmalarına yardımcı olmanın yanı sıra, iç ve dış denetimler kapsamında başarılı enerji yönetiminin kanıtı olarak da kullanılır.
Herhangi bir sorunuz var mı?
Bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin! Size yardımcı olmaktan memnuniyet duyarız.
