Ultrazvočni detektor puščanj komprimiranega zraka

Katera puščanja komprimiranega zraka lahko slišimo

Puščanje plina iz posode pod tlakom se sliši kot sikajoč hrup. Odkrivanje puščanj s sluhom, ki se uporablja v primerih, ko naj ne bi potrebovali visoke stopnje tesnosti sistemov, je najpogostejše pri odkrivanju puščanj komprimiranega zraka. Kako pomembna pa je odprava puščanj komprimiranega zraka nam pove podatek, da pomeni zmanjšanje puščanj v višini 10 odstotkov celotne porabe komprimiranega zraka, kar je realen potencial v slovenski industriji, zmanjšanje porabe električne energije v industriji okvirno za 1 odstotek ali 47 GWh letno. Takšno zmanjšanje porabe električne energije bi zmanjšalo tudi emisije ogljikovega dioksida in sicer za 23.500 ton letno.

Z namenom ugotoviti katera puščanja še lahko zaznamo s sluhom, smo na Inštitutu Zoran Rant v okviru projekta "Ultrazvočni detektor puščanj komprimiranega zraka UZM" izvedli meritve hrupa puščanj komprimiranega zraka.

Raven hrupa puščanja komprimiranega plina je odvisna od večih dejavnikov kot so razlika tlakov med plinom in okolico, velikost in oblika odprtine in drugi. Človeško zaznavanje določa na primer tudi oddaljenost od mesta puščanja, položaj glede na usmerjenost puščanja ali raven hrupa okolice.

Da lahko določen vir hrupa slišimo, mora biti hrup okolice ustrezno nižji od hrupa, ki ga povzroča vir. Predpisi na primer določajo, da mora biti hrup okolice vsaj 10 dB nižji od merjenega vira hrupa, kar omogoča ustrezno kakovost meritev. Za slušno zaznavanje vira hrupa je pomembno tudi frekvenčno območje hrupa okolice in vira hrupa ter dinamika spreminjanja ravni hrupa okolice.

Prikaz hrupa puščanja komprimiranega zraka v odvisnosti od velikosti luknjice

Hrup puščanja je merjen v dBA (decibeli A), ki odgovarjajo frekvenčnemu zaznavanju človeškega ušesa. Človek zaznava zvok v območju med 20 in 20.000 Hz. Lestvica hrupa v decibelih je logaritemska, kar na primer pomeni, da je jakost hrupa pri 60 dB desetkrat večja od jakosti hrupa pri 50 dB.

Nekaj karakterističnih ravni hrupa:

spodnja slišna meja 0 dB
šelestenje listja 10 dB
šepetanje 20 dB
zadržano govorjenje 40 dB
glasno govorjenje 60 dB
srednji promet v mestu 70 dB
kričanje 80 dB
motorno kolo 85 dB
letalo na razdalji 25 m 130 dB

Raven hrupa v proizvodnih prostorih se običajno giblje med 50 in 90 dB. Na sliki 1 je prikazana odvisnost med velikostjo odprtine skozi katero s tlaka šestih barov v okolico ekspandira komprimirani zrak ter hrupom puščanja. Meritve hrupa so bile izvedene en meter pred odprtino. V odvisnosti od ravni hrupa v vaših proizvodnih prostorih lahko iz diagrama določite katera puščanja lahko na oddaljenosti 1 meter, neposredno pred odprtino, slišite s prostim ušesom.

Meritve hrupa usmerjenega točkovnega izvora v odvisnosti od kota (puščanje komprimiranega zraka 6 barov skozi luknjico 0,4 mm merjeno na oddaljenosti 1m od vira)

Na slušno zaznavanje puščanja vpliva tudi kot, v katerem se nahajamo, glede na usmerjenost puščanja. Na sliki 2 je prikazan vpliv spremembe jakosti hrupa v odvisnosti od kota, ki ga zavzemamo glede na usmerjeni vir. Vidimo lahko, da se hrup pri kotih večjih od 450 glede na usmerjeni vir zmanjša za več kot 15 % oziroma 8 dB.

Točkovna meritev hrupa puščanja v odvisnosti od oddaljenosti od vira

Iz slik je razvidno, da pri hrupu okolice 50 dB težko zaznamo puščanje komprimiranega zraka iz luknjice premera 0,5 mm, če se nahajamo na oddaljenosti treh metrov in več kot 45° od smeri vira puščanja.

Po podatkih iz strokovne literature znaša puščanje komprimiranega zraka na tlaku 6 bar v atmosfero skozi luknjico premera 0,5 mm 0,26 l/s, kar predstavlja pri 8000 letnih obratovalnih urah strošek več kot 15.000 SIT. Število takšnih luknjic v vašem podjetju boste lahko določili z ultrazvočnim detektorjem puščanj.

V realnosti oblike razpok, skozi katere uhaja komprimirani zrak seveda odstopajo od okrogle izvrtine. Do podobnih oblik pride le v primeru iztaknitve ali preloma gumijaste ali plastične cevi. Običajno pa pride do puščanja na vijačenih in drugih spojih razvoda komprimiranega zraka, ki imajo drugačno obliko, kar pa vpliva tudi na frekvenčno področje emitiranega hrupa in ga lahko še bolj približa hrupu okolice.

Glede na strošek puščanja komprimiranega zraka lahko zaključimo, da je za optimalno nižanje stroška komprimiranega zraka smiselno odpraviti vsako puščanje, ne le tisto, ki ga zaznamo s sluhom, ampak tudi vsa tista, ki jih zaznamo z ultrazvočnim detektorjem.

Povezave: