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Compressori d'aria oil-free vs compressori a iniezione di olio

Da quando esiste la certificazione "oil-free", attorno a essa sono nati dei miti. Quello più richiamato è la dichiarazione secondo cui i compressori lubrificati a olio e dotati di filtri sono "tecnicamente oil-free". Inoltre, la qualità dell'aria dei compressori a iniezione di olio con l'ausilio di tale filtro può essere migliore di quella dei compressori oil-free. Sebbene i filtri possano ridurre il livello di particelle di olio, non riducono il rischio di contaminazione da olio. L'utilizzo di soluzioni temporanee basate su informazioni errate potrebbe causare danni accidentali ad applicazioni sensibili, prodotti e ambiente.

Compressori d'aria oil-free vs compressori a iniezione di olio

La purezza dell'aria è fondamentale per molte applicazioni in cui anche la minima goccia di olio o aria contaminata con olio può causare il deterioramento del prodotto, il richiamo dello stesso o danni alle attrezzature di produzione, oltre a danni ambientali. L'applicazione specifica determinerà il tipo di compressore d'aria più adatto per l'uso nello stabilimento e gli esperti di Atlas Copco Rental ti guideranno lungo il percorso.

I compressori d'aria oil-free non sono "migliori" dei compressori lubrificati a olio. Il compressore scelto dipende dai requisiti specifici dell'applicazione e dalla qualità dell'aria che è necessario ottenere. Nei casi in cui la minaccia e le conseguenze della contaminazione da olio sono troppo elevate, la presenza di un compressore d'aria oil-free è un must, ad esempio nelle procedure mediche, nella lavorazione degli alimenti e nelle applicazioni con cortine di bolle. Quando le conseguenze della contaminazione da olio non sono altrettanto gravi, come nel caso della produzione in generale e di officine industriali, vengono utilizzati compressori d'aria a iniezione di olio.

Parole che contano.

Innanzitutto, prendiamoci un momento per esaminare meglio la terminologia di cui sopra. Il termine oil-free viene utilizzato per descrivere compressori che non utilizzano alcuna lubrificazione nella camera di compressione. Sebbene descrivano un tipo di compressore, Classe 0 e "tecnicamente oil-free" esprimono il livello di pulizia dell'aria dopo la compressione. Anche se hanno un significato molto simile, vi sono alcune differenze importanti tra le due definizioni.

  • I compressori oil-free di Classe 0 possono garantire aria al 100% oil-free. Anche se possono avere un prezzo iniziale più elevato, questi compressori sono molto più sicuri per le applicazioni sensibili e rappresentano la scelta più pulita, perché nessuna contaminazione raggiungerà il prodotto finale.

  • I compressori "tecnicamente oil-free" hanno un'elevata possibilità di contaminazione, poiché sono compressori lubrificati che includono filtri per la rimozione dell'olio. A differenza delle controparti oil-free di Classe 0, i compressori d'aria "tecnicamente oil-free" sono classificati di Classe 1.

Certificazione. Chi e perché.

L'International Organization for Standardization (ISO) stabilisce gli standard mondiali per scopi proprietari, industriali e commerciali. L'aria compressa ha un proprio set di standard ISO. A seconda della purezza massima dell'aria (determinata dal numero di particelle per metro cubo in funzione della dimensione delle particelle), i compressori possono essere classificati di Classe ISO 0-5.

La versione originale degli standard di purezza dell'aria compressa ISO (1991) è stata "realizzata da e per" i produttori dei filtri. Lo standard ha definito cinque classi di concentrazione dell'olio, di cui la migliore è la Classe 1. La Classe 1 specifica una concentrazione di olio di 0,01 mg/m3 a 1 bar(a), 14,5 psia, e 20 °C (68 °F) e la conformità a questi criteri è talvolta denominata "soluzione tecnicamente oil-free".

Tuttavia, questi standard sono stati modificati nel 2001 e sono stati ulteriormente aggiornati nel 2010. L'attuale standard definisce i limiti sul contenuto totale di olio (aerosol, liquido e vapore) ed è stato introdotto uno standard specifico per la misurazione del vapore d'olio. È stata aggiunta una nuova classe (Classe 0) per soddisfare requisiti di qualità più severi. Atlas Copco ha ottenuto la certificazione ISO 8573-1 CLASSE 0 (2010) e detiene anche la certificazione ISO 22000 per lo stabilimento di produzione oil-free di Anversa, Belgio.

Come funzionano i compressori d'aria oil-free?

I compressori d'aria funzionano in base a un principio molto semplice: Quando l'aria viene compressa, il suo volume diminuisce mentre la pressione aumenta. Analogamente, i compressori d'aria oil-free e a iniezione di olio funzionano essenzialmente nello stesso modo. La compressione dell'aria è un processo in due fasi in cui la pressione dell'aria aumenta mentre il volume diminuisce. Esistono, tuttavia, diverse tecnologie per compressori d'aria oil-free che funzionano in modi diversi:

  • Compressore rotativo a vite oil-free: gli ingranaggi esterni sincronizzano la posizione degli elementi a vite controrotanti e, poiché i rotori non entrano in contatto e creano attrito, non è necessaria lubrificazione all'interno della camera di compressione. Di conseguenza, l'aria compressa è priva di olio. La progettazione di precisione all'interno dell'alloggiamento riduce al minimo le perdite di pressione (e le cadute) dal lato di pressione all'ingresso. Inoltre, poiché il rapporto di pressione interna è limitato dalle differenze di temperatura dell'aria tra le luci di ingresso e di scarico, i compressori a vite oil-free sono spesso costruiti a più stadi e con raffreddamento inter-stadio per massimizzare la pressione raggiunta. La scatola ingranaggi che aziona il meccanismo contiene lubrificanti; il termine oil-free si riferisce alla camera di compressione stessa e l'aria erogata è priva di contaminanti estranei oltre a quelli presenti intrinsecamente nell'aria che passa attraverso l'aspirazione.

  • Compressore a pistone oil-free: un compressore a pistone tradizionale è dotato di albero motore, biella e pistone, cilindro e testata valvole. Nella parte superiore del cilindro è presente una testata valvole che contiene le valvole di aspirazione e di scarico. Entrambe sono semplicemente sottili alette di metallo, una montata sotto la piastra valvole e l'altra sopra di essa. Quando il pistone si sposta verso il basso, sopra di esso si crea il vuoto. Ciò consente all'aria esterna a pressione atmosferica di aprire la valvola di aspirazione e riempire l'area sopra il pistone. Quando il pistone si sposta verso l'alto, l'aria sopra di esso si comprime, mantiene la valvola di aspirazione chiusa e spinge ad aprirsi la valvola di scarico. L'aria si sposta dalla luce di scarico al serbatoio. Ad ogni corsa, sempre più aria entra nel serbatoio e la pressione aumenta. Il compressore a pistone oil-free non inietta olio nella camera di compressione, ma è dotato di anelli rivestiti in teflon.

  • Compressore a spirale oil-free: un singolo rotore a spirale oscilla contro una spirale fissa simile e, man mano che queste spirali si muovono l'una contro l'altra, la cavità che intrappola l'aria tra di esse diventa progressivamente più piccola. Questa diminuzione del volume forza l'aumento della pressione del volume fisso di aria aspirata.

Quali sono i vantaggi dell'aria oil-free?

La tecnologia dell'aria oil-free consente di evitare la necessità di acquistare filtri di ricambio non essendo necessario filtrare l'olio. In questo modo, si riduce il costo del trattamento della condensa d'olio e si riduce la perdita di energia dovuta alla riduzione della pressione del filtro. Anche l'impatto ambientale è notevole: utilizzando aria oil-free, si contribuisce a proteggere l'ambiente e a garantire una migliore conformità alle normative internazionali. Le perdite e il consumo energetico sono ridotti al minimo e la necessità di trattamento della condensa (e di raccolta/smaltimento della condensa) viene eliminata.

Inoltre, non si rischia di contaminare il prodotto finale o il processo con olio, evitando il rischio di perdita della reputazione o un impatto negativo sui profitti. Sebbene le nostre apparecchiature rappresentino un supporto temporaneo per la tua installazione, puoi comunque aspettarti la massima qualità e l'assenza di olio nell'aria di cui hai bisogno.

Principali settori per l'aria oil-free

Quali settori e applicazioni critiche utilizzano aria oil-free:

  • Automotive: verniciatura di alta qualità, funzionamento regolare dei processi e maggiore tutela della salute
  • Prodotti alimentari e bevande: prodotti finali non contaminati, di alta qualità e più gustosi
  • Chimica: maggiore purezza del prodotto, processi migliori, meno sprechi, maggiore sicurezza
  • Elettronica: sistemi di controllo e manutenzione continui delle condizioni di pulizia assoluta essenziali per un prodotto di alta qualità
  • Assistenza sanitaria: affidabilità del 100% per qualsiasi ambiente medico, inclusi ospedali, studi dentistici, studi veterinari e altri ambienti di lavoro clinici
  • Petrolio e gas: sistemi di controllo e processi privi di inconvenienti, maggiore sicurezza e migliore qualità del prodotto finito
  • Industria tessile: produzione più efficiente, costi di riparazione e manutenzione ridotti, maggiore qualità dei prodotti tessili con meno sprechi
  • Prodotti farmaceutici: prodotti puri, riduzione dei rischi di contaminazione, processi più efficienti, minori sprechi
  • Trattamento delle acque reflue: per ogni applicazione di trattamento delle acque reflue industriali o urbane

Domande frequenti

Ecco una serie di domande che ricorrono regolarmente per aiutarti a fare la scelta oil-free.

Quali sono i test TÜV necessari per ottenere la certificazione ISO 8573-1 CLASSE 0?

Il test della Parte 2 misura aerosol e liquidi. Può essere effettuato tramite il metodo di valutazione del flusso parziale (B2) o del flusso completo (B1) (vedere di seguito). Il test della Parte 5 misura solo i vapori. Per ottenere la certificazione ISO 8573 CLASSE 0 è necessario eseguire i test di entrambe le parti. Ciò significa che devono essere misurate tutte e tre le forme di contaminazione da olio, vale a dire aerosol, vapore e liquidi.

Quali sono le differenze fondamentali tra il metodo di valutazione del flusso parziale (B2) e del flusso completo (B1)?

Entrambi i metodi sono accettabili per la misurazione di aerosol e liquidi in conformità alla Parte 2 dello standard ISO 8573-1. Il metodo B2 esamina solo il centro del flusso d'aria. Gli aerosol di olio vengono rilevati, ma l'olio che si deposita sulle pareti dei tubi (flusso lungo le pareti) non viene rilevato. La maggior parte dei produttori di compressori d'aria preferisce ancora utilizzare questo metodo meno rigoroso. Il metodo B1 esamina l'intero flusso di aria per misurare sia gli aerosol che il flusso lungo le pareti. Questo metodo di test completo è stato utilizzato sui compressori d'aria oil-free e anche in questo modo non sono state rilevate tracce di olio nel flusso d'aria in uscita.

I compressori a iniezione di olio con filtri disoleatori possono produrre aria oil free?

L'aria prodotta da queste unità viene spesso definita "tecnicamente oil-free". Tuttavia, anche in condizioni ottimali e con diverse fasi di eliminazione dell'olio, la qualità dell'aria in relazione al contenuto di olio è a rischio.

Per ottenere un livello di qualità dell'aria appena accettabile con i compressori a iniezione di olio, sono necessari dispositivi di raffreddamento dell'aria e diverse fasi di eliminazione dell'olio con più componenti. Un guasto a uno di questi componenti o una manutenzione inadeguata possono causare la contaminazione da olio di un processo.

Con i compressori a iniezione di olio sarà sempre presente il rischio di contaminazione, che potrebbe causare gravi conseguenze per l'azienda.

In che misura influisce la temperatura ambiente?

La temperatura è uno degli aspetti che influiscono sull'efficienza e sulla purezza dei sistemi d'aria. Quando si utilizzano compressori a iniezione di olio con filtri disoleatori, il trascinamento d'olio attraverso il filtro aumenta esponenzialmente in base alla temperatura presente nel punto in cui avviene il filtraggio.

Se la temperatura ambiente nella sala compressori raggiunge i 30 °C, la temperatura di mandata del compressore potrebbe essere pari a 40 °C con un trascinamento d'olio di 20 volte maggiore rispetto al valore nominale. Queste temperature sono normali anche nei paesi più freddi in cui la temperatura della sala compressori è notevolmente più elevata rispetto all'esterno.

Inoltre, le temperature causano un aumento del contenuto di vapore dell'aria, una parte del quale può arrivare al prodotto finale. Inoltre, le alte temperature riducono la durata dei filtri a carboni attivi. Un aumento di temperatura da 20 °C a 40 °C può ridurre la durata del filtro del 90%. Il filtro a carboni attivi poi non avvisa l'utente quando raggiunge il punto di saturazione, ma lascia semplicemente passare l'olio. Nei compressori d'aria oil-free di Atlas Copco la qualità dell'aria è indipendente dalla temperatura.

Qual è il livello di contaminazione da olio nell'aria ambiente?

Nell'aria ambiente sono presenti tracce di olio estremamente piccole prodotte dagli scarichi dei veicoli e dalle industrie. Tuttavia, nelle aree contaminate il contenuto di olio solitamente non supera il valore di 0,003 mg/m3. Questi dati sono stati ottenuti mediante test condotti dal TÜV nelle vicinanze di una fabbrica che svolge lavori di meccanica pesante (incluse tornitura, fresatura, molatura e foratura). In prossimità della fabbrica il traffico di veicoli era intenso ed era presente un inceneritore di rifiuti. Aspirato da un compressore d'aria oil-free, questo livello estremamente basso di olio presente nell'atmosfera viene eliminato dalla condensa nell'intercooler e nel refrigeratore finale, con una conseguente produzione di aria pura oil-free.

Compressori d'aria oil-free vs compressori a iniezione di olio

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