Мощность компрессора определяется давлением и объемом. Давление выражается в фунтах/дюйм2. Объем воздуха выражается в кубических футах в минуту. В метрической системе объём выражается в м3/ч или м3 /мин, а давление - в атмосферах (смотрите «Таблицу по минимальному потреблению воздуха» в Приложении 5).
В большинстве пневматических инструментов используются пневматические клапаны и диафрагмы, периодически потребляющие сжатый воздух. Требования к компрессору при работе с абразивоструйным оборудованием намного серьёзнее, чем при использовании любых других пневматических инструментов. Только высокого давления воздуха недостаточно, так как абразивоструйная очистка требует постоянной подачи большого объема воздуха под высоким давлением.
Высокое давление - важный фактор, но это лишь половина уравнения энергии. Наряду с давлением должен быть и достаточный объем воздуха.
Компрессоры на 0,75 кВт, равно как и на 75 кВт, могут создать давление 7 бар, но только лишь производительный, мощный компрессор мощностью 75 кВт сможет произвести большой объем воздуха, необходимый для абразивоструйной очистки.
При давлении 7 бар компрессор на 0,75 кВт генерирует объём воздуха 0,11—0,12 м3/мин, а типичный компрессор мощностью в 75 кВт производит от 11,3 до 12,7 м3/мин при том же давлении. Такой большой объем воздуха позволит обеспечить необходимое для абразивоструйной очистки давление 7 бар.
При усилении давления увеличивается объем воздуха, выходящего из сопла. Если компрессор не вырабатывает необходимый для сопла объем воздуха, он никогда не достигнет необходимого давления.
Например, при давлении 7 бар через отверстие сопла диаметром 9,5 мм проходит 5,6 м3/мин воздуха. Для того чтобы сохранить давление 7 бар, компрессор должен производить как минимум 5,6 м3/мин воздуха. Компрессор, производящий 4,2 м3/мин воздуха, никогда не достигнет давления 7 бар, поскольку воздух из сопла будет выходить быстрее, чем производиться в компрессоре.
Незначительное понижение давления резко уменьшает производительность. В рассмотренном выше примере видно, что перегруженный компрессор может обеспечить давление только 4,9 бар, что снизит производительность работ на 45%.
Большинство подрядчиков производят абразивоструй-ную очистку металлоконструкций при давлении 7 бар. Стандартные абразивоструйные аппараты и их компоненты разработаны для эксплуатации при давлении до 8,8 бар. Хотя абразивоструйные рукава и другие компоненты могут быть рассчитаны на более высокое давление, давление в системе не должно превышать предела давления абразивоструйного аппарата.
Многие подрядчики перешли на стальную крошку и другие многоразовые абразивы. Производители аппаратов отреагировали на это внедрением новых стандартных абра-зивоструйных аппаратов давлением 10,5 бар. Повышенное давление позволяет системе сохранять достаточное давление в сопле и перемещать плотную стальную крошку через абразивоструйный рукав.
Примечание: некоторые абразивоструйные аппараты созданы для работы при давлении в 12 бар/1200 кПа (175psi); поэтому воздушные компрессоры и вспомогательное оборудование должны быть подобраны соответственно.
Для большинства применений абразивоструйной очистки давление в 6,3-7 бар (90-100 psi) в сочетании с твердым, острым абразивом стандартной фракции обеспечивает хорошую производительность и высокую степень очистки. При более высоком давлении и использовании прочной стальной крошки производительность (и значение мощности компрессора) становится ещё больше.
Для достижения необходимой степени очистки некоторые минеральные абразивы мелкой фракции требуют давление в 8,4-9,8 бар/840-980 кПа (120-140 psi). Для предельно острых абразивов, как, например, оксид алюминия, требуется давление в 4,9-5,6 бар/490-560 кПа (70-80 psi) в целях уменьшения степени проникновения в поверхность острых частиц абразива.
Потребность в давлении зависит от состояния поверхности, используемого абразива и необходимой степени обработки поверхности.
Типы компрессоров и выбор компрессора
Обычно для обеспечения высокого давления и большого объема воздуха требуется использование ротационного пластинчатого или ротационного винтового компрессора.
Внутри завода будет дешевле использовать и проводить техническое обслуживание электрических компрессоров. В полевых условиях, как правило, используются передвижные бензиновые и дизельные компрессоры.
Для абразивоструйной очистки не следует использовать устаревшие поршневые компрессоры. Поршневой компрессор включается только тогда, когда давление падает на 10-15 psi, а затем выключается, когда давление приходит в норму. Данные колебания давления влияют на скорость частиц и конечный результат. Кроме того, для поршневых компрессоров требуется большое количество масляной смазки, которая, попадая в воздуховод, загрязняет абразив и обрабатываемую поверхность.
В некоторых ротационных винтовых компрессорах для охлаждения винта впрыскивается масло. Если работа компрессора нарушена, некоторое количество масла попадает в воздуховод.
ВНИМАНИЕ
Компрессоры с масляной смазкой, подающие воздух в респираторы (шлемы с подачей воздуха, маски), должны быть оснащены затвором на случай высокой температуры, датчиком угарного газа, либо и тем, и другим. Смотрите раздел «Средства защиты оператора».
Безмасляные компрессоры имеют герметичные смазанные подшипники. Винты не охлаждаются маслом, поэтому они генерируют более горячий воздух.
Следует выбирать такой воздушный компрессор, который обеспечит высокое постоянное давление, подачу большого объема воздуха и будет устойчив к условиям проведения работ по очистке. Для абразивоструйной очистки лучшим вариантом являются безмасляные ротационные пластинчатые и винтовые компрессоры.
Следует выбирать компрессор, который сможет удовлетворить ваши текущие и прогнозируемые потребности для компенсации износа сопла. Компрессор - это основополагающий компонент системы абразивоструйной обработки. Не следует его эксплуатировать при максимальной нагрузке в течение долгого периода времени, поскольку это приводит к быстрому износу.
Для того чтобы определить необходимую мощность компрессора, нужно сложить потребность в воздухе для всего оборудования и прибавить 50% для резерва. Если есть вероятность использования сопла большего диаметра или пневматических инструментов, выбирайте такой компрессор, который сможет удовлетворить и эти потребности. Производитель компрессоров может порекомендовать вам оборудование с наиболее подходящими параметрами эксплуатации.
Компрессоры должны быть оснащены эффективными воздухозаборными фильтрами для удаления пыли, которая является причиной сильного износа механизмов.
Кроме того, компрессоры должны иметь отключающие устройства для избежания перегрева. Перегрев может повредить детали механизма, но, что более важно, он может стать причиной образования бесцветного смертельно опасного вещества без запаха - угарного газа (СО). Там, где компрессоры подают чистый воздух (для дыхания) в шлемы, угарный газ может стать причиной смерти оператора.
Очень важным для подачи воздуха в систему абразивоструйной обработки является размер и тип воздуховыпускно-го отверстия в компрессоре.
Для регулирования воздушного потока многие выпускные клапаны компрессоров имеют внутренние щелевые пробки, равные по размеру примерно половине отверстия клапана. Клапан размером в 1 дюйм (25 мм) обычно имеет воздушный проход размером в х/г дюйма (12,5 мм) - очень маленький для подачи воздуха в абразивоструйный аппарат.
Быстросъёмные муфты на шланге подачи воздуха также препятствуют потоку. Размер муфты относится к трубной резьбе, а не к внутреннему диаметру. Большинство муфт размером 3Д дюйма (19 мм) имеют внутренний диаметр размером 4/г дюйма (12,5 мм); а муфты размером в 1 дюйм (25 мм) обладают внутренним диаметром в 3/4 дюйма (19 мм).
Не следует применять ограничительные воздушные клапаны или быстросъёмные муфты, за исключением случаев работы с малыми струйными аппаратами с низкой производительностью.
Наименьший внутренний диаметр воздуховыпускного отверстия компрессора должен в четыре и более раз превышать размер отверстия сопла. Для сопла размером в 3/8 дюйма (9,5 мм) должны использоваться фитинги ресивера компрессора, воздушные клапаны и воздушные муфты с внутренним диаметром, как минимум, в 1,5 дюйма (38 мм). Таблица, показанная выше, иллюстрирует минимальные внутренние диаметры соединительных устройств подачи воздуха, используемых со стандартными соплами.
Помните, что наименьшее отверстие в системе подачи воздуха регулирует количество воздуха, подаваемого в абразивоструйный аппарат.