Como escolher um filtro de linha para o sistema de ar comprimido?

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Escolher um filtro de linha não é uma arte, mas pode ser confuso se as perguntas corretas não forem feitas ou se não entendermos o processo que exige a filtragem. Antes de prosseguirmos, vamos dar um passo para trás e ter uma ideia geral sobre filtragem e por que ela desempenha um papel importante dentro do sistema de ar comprimido.

Por que você precisa de um filtro?

escolher um filtro para secar o ar comprimido

Quando você tem um gosto por café, é simples ir ao café mais próximo ou usar uma cafeteira conhecida, mas queremos mais. O exemplo que eu gostaria de usar consiste em usar uma máquina de coar café e grãos torrados. Um dos itens mais importantes para fazer uma boa xícara de café em tal máquina é usar um filtro adequado para evitar uma xícara cheia de partículas granuladas e quaisquer outras partes remanescentes do grão de café. Por mais insignificante que possa parecer, o filtro de papel desempenha um papel vital ao fazer um café que você possa apreciar.

Embora seja uma realidade diferente de uma cafeteira, seu sistema de ar comprimido também precisa de um filtro. Como aprendemos em artigos anteriores, o ar comprimido é cheio de partículas, aerossóis e vapores de óleo (em pistões e parafusos com injeção de óleo) que contaminam o ar comprimido e podem causar potenciais danos aos seus utilizadores finais (equipamentos que usam o ar comprimido). A incorporação do filtro de linha correto pode ajudar você a eliminar as partículas indesejadas, bem como aerossóis e vapores. A quantidade de filtros e os tipos necessários dependerá da qualidade do ar que a aplicação e/ou processo exige. Vamos dar uma olhada nos diferentes tipos de filtros e nas perguntas que ajudarão você a escolher o filtro correto.

Quão limpo o ar precisa ser?

Para entender quão limpo o ar precisa ser, é preciso identificar e avaliar a aplicação e o processo que utiliza o ar comprimido. Nem todas as aplicações e processos que usam ar comprimido precisam ter o mesmo nível de filtragem, e é por isso que ter essa informação é o primeiro passo para escolher o filtro correto. O ar comprimido utilizado para fins pneumáticos pode muitas vezes ser suportado por um filtro de partículas secas padrão com filtragem até 1 ou 0,01 mícron; no entanto, se o processo exige uma aprovação OSHA e eliminação de vapores de óleo, um filtro de carvão ativado precisará ser utilizado. Vamos entender melhor o que são os contaminantes e como eles afetam o sistema de ar comprimido. Os contaminantes no interior de um sistema de ar comprimido podem se originar no ar ambiente em que é utilizado, bem como no próprio sistema (compressor). Existem três contaminantes principais que são encontrados no ar comprimido: partículas, aerossóis e vapores.

Partículas: particulados no sistema de ar comprimido são pequenos pedaços de material sólido, como poeira, sujeira e/ou pólen do ar ambiente, bem como partículas de metal soltas que podem ser resultado da corrosão de um tubo. Dependendo da sensibilidade da aplicação e/ou do processo, o contato com partículas pode ser danosos ao produto final, causando atrasos na produção e problemas de controle de qualidade, sem mencionar clientes possivelmente insatisfeitos.

Aerossóis: os aerossóis consistem em pequenas gotículas de líquido que podem ser encontradas no interior do sistema de ar comprimido, especialmente naqueles que usam compressores com injeção de óleo. Os aerossóis surgem a partir do lubrificante, neste caso, o óleo usado no compressor, e podem ser prejudiciais aos produtos e às pessoas se não tratadas adequadamente.

Vapores: no sistema de ar comprimido, os vapores consistem em lubrificantes, bem como qualquer outro líquido que tenha sido convertido em gás. Esses vapores exigem um filtro especial ativado de carbono para serem removidos do sistema.

Agora que temos uma melhor compreensão dos contaminantes acima, vamos dar uma olhada nos tipos de métodos de filtragem usados na eliminação de cada tipo de contaminante.

Remoção de partículas secas

Existem três mecanismos principais que são utilizados em filtros de partículas secas para remover do ar comprimido partículas sólidas de todos os tamanhos.

Impactação inercial: a impactação inercial é um processo no qual partículas muito pesadas que seguem o fluxo de ar comprimido ficam presas no material da fibra. Quanto maiores as partículas, mais fácil será separá-las.

Interceptação: partículas menores podem seguir o fluxo de ar, mas se a partícula tiver um diâmetro maior que a abertura do material filtrante, ela ficará presa no material filtrante, facilitando a eliminação de partículas maiores do que partículas menores.

Difusão: a difusão acontece quando pequenas partículas se movem de modo irregular pela superfície, em vez de seguir o fluxo de ar comprimido. Esse caminho de movimento irregular é causado pelas partículas que se colidem com outras partículas de gás, uma ocorrência chamada Movimento Browniano. Como as partículas têm uma faixa de movimento livre e podem se mover livremente, é muito mais fácil e mais provável que sejam interceptadas pelo material filtrante e removidas do fluxo de ar comprimido. Através da difusão, a separação das partículas menores é mais fácil do que separar as maiores.

Essas três forças contribuem para a eficiência geral do filtro.

Remoção de aerossóis e vapores

Existem dois tipos de filtros usados para remover aerossóis e vapor. Os filtros coalescentes são utilizados para remover líquidos, bem como algumas partículas, enquanto os filtros de vapor utilizam a adsorção para remover os vapores do ar comprimido.

Coalescentes: os filtros coalescentes são usados para remover aerossóis e partículas, mas não são eficazes na remoção de vapores. O processo de coalescência consiste em unir pequenas gotículas de líquido com o objetivo de formar grandes gotículas. À medida que as gotículas aumentam de tamanho, elas caem do filtro em um separador de água, resultando em um fluxo de ar comprimido mais limpo e mais seco.

Adsorção: a adsorção é um processo químico usado para remover lubrificantes ou vapores gasosos. O processo consiste em vapores que se prendem à superfície do material (adsorvente), que comumente utiliza carvão ativado nos filtros devido à sua área de superfície alta e atração para o vapor de óleo. Como o vapor de óleo cobre a superfície do carvão ativado, é essencial trocá-lo antes que fique totalmente saturado. Caso contrário, ocorrerá uma penetração do óleo no sistema de ar. Além disso, é necessário usar um filtro de poeira após o filtro de carvão ativado, pois pequenas partículas de carvão podem se soltar e entrar no fluxo de ar.

Meu processo pode ser danificado por lubrificantes como óleo?

Para avaliar o dano potencial que o óleo pode causar no interior do sistema de ar comprimido, é preciso entender os requisitos básicos para o seu tipo de indústria ou equipamento que utiliza o ar comprimido. Se o seu tipo de indústria possui códigos de saúde rigorosos e o seu equipamento for sensível à exposição de óleo ou vapor, é fundamental usar a filtragem adequada. Vamos dar uma olhada mais detalhada em lubrificantes e entender os efeitos que eles podem ter no produto final.

Semelhante aos particulados, os lubrificantes podem entrar no sistema de ar comprimido a partir do ar ambiente, bem com a partir do próprio compressor. O funcionamento de equipamentos da instalação, como o escape de um motor, libera hidrocarbonetos como aerossóis de óleo no ar ambiente, o que pode comprometer a qualidade do ar e causar falhas no equipamento. Os compressores de ar com injeção de óleo também liberam lubrificantes no sistema de ar comprimido, resultando em maiores custos operacionais e de manutenção. Setores como o de eletrônica e semicondutores estão especialmente expostos à contaminação por lubrificantes, o que pode resultar em perda de produtos, prazos perdidos e clientes insatisfeitos.

A má filtragem, muitas vezes, leva à corrosão do tubo, a maiores quedas de pressão e pode causar danos ao equipamento, resultando em tempos de inatividade onerosos e custos inesperados de reparo. A corrosão também pode causar excesso de detritos na tubulação, o que, por sua vez, faz com que o compressor trabalhe com mais força, levando a um maior consumo de energia e desgaste excessivo das peças do compressor. A filtragem adequada é fundamental para alcançar os resultados pretendidos quando códigos rigorosos ou classes de pureza são impostos.

A única maneira de proteger totalmente o seu produto de óleos indesejados no sistema de ar comprimido é a utilização de compressores isentos de óleo, pois esse tipo de tecnologia elimina o risco de contaminação, resultando em um ar comprimido limpo e de alta qualidade.

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