Cząstki stałe, woda, olej — tabele klas, wymagania branż i gotowe zestawy dla sprężarki 30 kW
Skąd biorą się zanieczyszczenia w sprężonym powietrzu
Sprężarka zasysa powietrze atmosferyczne razem ze wszystkim, co w nim jest, a sprężanie te zanieczyszczenia zagęszcza: metr sześcienny powietrza sprężonego do 7 bar zawiera około ośmiokrotnie więcej zanieczyszczeń na jednostkę objętości niż powietrze w hali. Do tego sprężarka i instalacja dokładają własne: olej z układu smarowania, kondensat, rdzę i zgorzelinę z rurociągów.
1. Cząstki stałe
Powietrze w hali przemysłowej niesie od kilku do kilkudziesięciu milionów cząstek w każdym metrze sześciennym: pyły, sadze, cząstki metaliczne, mikroorganizmy. Filtr ssawny sprężarki zatrzymuje tylko większe frakcje — cząstki poniżej 2–3 µm przechodzą dalej. Drugim źródłem jest sama instalacja: produkty korozji rur stalowych i zużycia uszczelnień.
Skutki: przyspieszone zużycie zaworów, siłowników i narzędzi pneumatycznych, zapychanie dysz, wady lakiernicze, zanieczyszczenie produktu przy kontakcie bezpośrednim.
2. Woda
Największe objętościowo zanieczyszczenie. Sprężarka 30 kW pracująca w polskich warunkach letnich potrafi wytworzyć kilkadziesiąt litrów kondensatu na dobę. Kluczowy parametr to ciśnieniowy punkt rosy (PDP) — temperatura, do której można schłodzić sprężone powietrze, zanim para wodna zacznie się wykraplać. Im niższy punkt rosy, tym suchsze powietrze.
Skutki: korozja instalacji (a rdza to nowe cząstki stałe), wypłukiwanie smaru z narzędzi, zamarzanie zaworów i przewodów prowadzonych na zewnątrz, rozwój mikroorganizmów, wady powłok lakierniczych.
3. Olej
W sprężarkach śrubowych z wtryskiem oleju — najpopularniejszych w przemyśle — olej chłodzi, smaruje i uszczelnia stopień sprężający. Separacja zatrzymuje go niemal w całości, ale typowe resztkowe przenoszenie to 2–3 mg/m³ w postaci aerozolu i par. Drugie źródło bywa zaskoczeniem: powietrze atmosferyczne w zakładzie samo zawiera węglowodory (0,05–0,5 mg/m³), które zasysa każda sprężarka — również bezolejowa.
Skutki: degradacja uszczelnień i membran, wady adhezji przy lakierowaniu i klejeniu, zanieczyszczenie produktu — krytyczne w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i kosmetycznym.
Klasy czystości wg ISO 8573-1:2010 — tabele
Norma zapisuje jakość powietrza trzema cyframi: [A.B.C], gdzie A = cząstki stałe, B = woda, C = olej. Przykład: klasa 2.4.2 to cząstki w klasie 2, punkt rosy +3 °C (klasa 4) i olej maks. 0,1 mg/m³ (klasa 2).
Cząstki stałe — maksymalna liczba cząstek w 1 m³
| Klasa | 0,1–0,5 µm | 0,5–1,0 µm | 1,0–5,0 µm |
|---|---|---|---|
| 1 | ≤ 20 000 | ≤ 400 | ≤ 10 |
| 2 | ≤ 400 000 | ≤ 6 000 | ≤ 100 |
| 3 | — | ≤ 90 000 | ≤ 1 000 |
| 4 | — | — | ≤ 10 000 |
| 5 | — | — | ≤ 100 000 |
| 6 | stężenie masowe ≤ 5 mg/m³ | ||
Woda — ciśnieniowy punkt rosy (PDP)
| Klasa | Punkt rosy | Typowa technologia |
|---|---|---|
| 1 | ≤ −70 °C | osuszacz adsorpcyjny (wersja −70 °C) |
| 2 | ≤ −40 °C | osuszacz adsorpcyjny |
| 3 | ≤ −20 °C | osuszacz adsorpcyjny / membranowy |
| 4 | ≤ +3 °C | osuszacz ziębniczy |
| 5 | ≤ +7 °C | osuszacz ziębniczy |
| 6 | ≤ +10 °C | osuszacz ziębniczy |
Klasy 7–9 dopuszczają wodę w postaci ciekłej — w praktyce przemysłowej się ich nie projektuje.
Olej — aerozol, pary i olej ciekły łącznie
| Klasa | Stężenie całkowite |
|---|---|
| 1 | ≤ 0,01 mg/m³ |
| 2 | ≤ 0,1 mg/m³ |
| 3 | ≤ 1,0 mg/m³ |
| 4 | ≤ 5,0 mg/m³ |
| X | > 5,0 mg/m³ |
Klasa 0 — co naprawdę oznacza
Klasa 0 nie znaczy „zero zanieczyszczeń". To klasa ostrzejsza niż klasa 1, o limitach uzgodnionych indywidualnie między dostawcą a użytkownikiem. W praktyce „klasa 0 dla oleju" oznacza powietrze ze sprężarki bezolejowej z certyfikatem — standard w farmacji, elektronice i przy bezpośrednim kontakcie z żywnością. Uwaga: sprężarka bezolejowa załatwia olej, ale wodę i cząstki trzeba uzdatnić osobno.
Jaka klasa dla jakiego zastosowania
Nie każdy zakład potrzebuje powietrza 1.2.1 — przewymiarowane uzdatnianie to niepotrzebny koszt zakupu, spadki ciśnienia i wyższy rachunek za energię. Wymaganą klasę wyznacza najbardziej wrażliwy odbiornik w instalacji, a często także wymagania audytowe (np. standardy bezpieczeństwa żywności).
| Zastosowanie | Typowa klasa [A.B.C] |
|---|---|
| Warsztat, narzędzia pneumatyczne, przedmuchy techniczne | 4.4.4 – 4.4.5 |
| Ogólna pneumatyka przemysłowa (siłowniki, zawory) | 2.4.2 – 3.4.3 |
| Malowanie proszkowe, transport pneumatyczny proszków | 2.4.2 – 2.3.2 |
| Lakiernictwo natryskowe | 1.4.1 – 2.3.1 |
| Instalacje na zewnątrz / hale nieogrzewane | woda: klasa 3 lub 2 |
| Przemysł spożywczy — kontakt pośredni | 2.4.2 – 2.2.1 |
| Przemysł spożywczy — kontakt bezpośredni, farmaceutyczny, elektronika | 1.2.1 / olej klasa 0 |
| Aparatura pomiarowa, AKPiA | 2.2.1 – 1.2.1 |
Gotowe układy dla sprężarki 30 kW — cztery klasy, cztery zestawy
Zasada jest zawsze ta sama: sprężarka wytwarza powietrze, a klasę czystości robi łańcuch uzdatniania za nią. Poniżej cztery typowe konfiguracje na urządzeniach Atlas Copco z naszej oferty, oparte na sprężarce śrubowej GA 30 VSDs — z falownikiem, który dopasowuje wydajność do rzeczywistego poboru (maks. ok. 5,5 m³/min, ≈ 90 l/s) i obniża koszt energii przy zmiennym obciążeniu. Urządzenia uzdatniające dobieramy o stopień wyżej (rozmiar 110 l/s), żeby uniknąć nadmiernych spadków ciśnienia.
Dwa elementy powtarzają się w każdym zestawie nie bez powodu: wariant FF (Full Feature) ma osuszacz ziębniczy zintegrowany w obudowie sprężarki — jedno urządzenie zamiast dwóch, a separator kondensatu OSC jest wymagany przepisami ochrony środowiska: kondensat ze sprężarki olejowej to ściek przemysłowy i nie może trafić do kanalizacji bez separacji. Separacji kondensatu poświęcimy osobny poradnik w tym cyklu.
Zestaw 1 — warsztat i przedmuchy techniczne klasa 4.4.4
- Sprężarka śrubowa Atlas Copco GA30VSDs FF — zintegrowany osuszacz ziębniczy zapewnia punkt rosy +3 °C (woda: klasa 4)
- Zbiornik ciśnieniowy 1000 l, 11 bar
- Separator kondensatu olejowego 170 Clay — wymóg przepisów ochrony środowiska
Najprostszy i najtańszy w eksploatacji układ — wystarczający tam, gdzie powietrze napędza narzędzia i nie dotyka produktu.
Zestaw 2 — standard produkcji przemysłowej klasa 2.4.2
- Sprężarka śrubowa GA30VSDs FF ze zintegrowanym osuszaczem ziębniczym (woda: klasa 4)
- Zbiornik ciśnieniowy 1000 l, 11 bar
- Filtr dwustopniowy UD 110+ — cząstki i aerozol oleju do 0,01 mg/m³ w jednej obudowie, alternatywnie klasyczna para: DD 110+ + PD 110+
- Separator kondensatu olejowego 170 Clay — wymóg przepisów ochrony środowiska
Najczęściej zamawiana konfiguracja: pneumatyka przemysłowa, malowanie proszkowe, pakowanie. Filtr UD+ zamiast pary DD+/PD+ to mniejszy spadek ciśnienia — czyli niższy rachunek za prąd.
Zestaw 3 — lakiernie, elektronika, instalacje zewnętrzne klasa 1.2.1
- Sprężarka śrubowa GA30VSDs (bez osuszacza zintegrowanego — osuszanie robi tu adsorpcja)
- Zbiornik „mokry" 1000 l przed osuszaczem — wychwytuje gros kondensatu, chłodzi powietrze i wyrównuje przepływ, dzięki czemu osuszacz i filtry pracują stabilnie
- Osuszacz adsorpcyjny BD 100+ Zero Purge — punkt rosy −40 °C (woda: klasa 2); droższy w zakupie od osuszacza bezdmuchawowego, ale regeneruje złoże dmuchawą z podgrzewem i nie zużywa ani litra wytworzonego sprężonego powietrza (osuszacz bezdmuchawowy traci na regenerację 15–20% wydajności sprężarki) — przy pracy ciągłej różnica w koszcie energii zwraca dopłatę. W zestawie filtry sieciowe: UD 110+ na wlocie (chroni złoże przed olejem i wodą, zatrzymuje aerozol do 0,01 mg/m³) i DDp 110+ na wylocie (wyłapuje pył ze złoża) — nie dokupujesz ich osobno
- Filtr z węglem aktywnym QD 110+ — usuwa pary oleju; bez niego klasy 1 dla oleju nie da się osiągnąć, bo filtry koalescencyjne zatrzymują aerozol, ale nie pary
- Zbiornik „suchy" 1000 l za układem uzdatniania — magazynuje powietrze o gotowej klasie; przy szczytowym poborze sieć czerpie ze zbiornika suchego, a nie „na skróty" przez przeciążony osuszacz
- Instalacja przesyłowa AIRnet — przy tej klasie stal czarna i ocynkowana psują klasę cząstek (szczegóły i zdjęcie niżej)
- Separator kondensatu olejowego 170 Clay — wymóg przepisów ochrony środowiska
Konfiguracja dla powietrza suchego i praktycznie beztłuszczowego: lakiernictwo natryskowe, elektronika, rurociągi prowadzone po estakadach i w halach nieogrzewanych.
Zestaw 4 — kontakt bezpośredni z żywnością, farmacja olej: klasa 0
- Sprężarka bezolejowa Atlas Copco AQ30 VSD FF — sprężanie z wtryskiem wody, certyfikowana klasa 0 dla oleju, wariant FF ze zintegrowanym osuszaczem
- Zbiornik ciśnieniowy 1000 l — a przy rozbudowie o osuszacz adsorpcyjny: dwa zbiorniki, „mokry" i „suchy", jak w zestawie 3
- Osuszacz adsorpcyjny BD 100+ Zero Purge, gdy wymagany punkt rosy −40 °C (woda: klasa 2) — filtry sieciowe UD 110+ i DDp 110+ w zestawie z osuszaczem
- Bez osuszacza adsorpcyjnego: filtr pyłowy PDp 110+ pod wymaganą klasę cząstek
- Instalacja przesyłowa AIRnet — aluminiowa, nie koroduje, utrzymuje klasę 0 w całej sieci
- Separator kondensatu olejowego 170 Clay — jeśli w sprężarkowni pracują również maszyny olejowe; kondensat z samej sprężarki bezolejowej nie zawiera oleju
Tam, gdzie ślad oleju w produkcie dyskwalifikuje partię, jedyną pewną drogą jest sprężarka bezolejowa — żaden układ filtracji za sprężarką olejową nie daje gwarancji klasy 0 przy zmiennych warunkach pracy.
Wydajności i dobory w zestawach są orientacyjne — ostateczny dobór zależy od rzeczywistego profilu poboru powietrza, ciśnienia roboczego i warunków w sprężarkowni. Przed inwestycją warto zmierzyć rzeczywiste zużycie, a nie dobierać „z tabliczki".
Instalacja przesyłowa musi utrzymać klasę — nie tylko jej nie psuć
Częsty błąd projektowy: zakład inwestuje w osuszacz adsorpcyjny i pełną filtrację, a potem tłoczy powietrze klasy 1.2.1 rurociągiem ze stali czarnej lub ocynkowanej. Efekt: rdza, zgorzelina i odrywająca się powłoka cynkowa na bieżąco psują klasę cząstek za ostatnim filtrem — cały łańcuch uzdatniania pracuje na darmo. Klasę czystości mierzy się w punkcie odbioru, nie na wyjściu z filtra.
Stal ocynkowana uchodzi za „bezpieczny standard", ale ochrona cynkowa nie jest wieczna: wilgoć i drgania powodują, że po latach powłoka łuszczy się i odrywa płatami, a na połączeniach gwintowanych — pozbawionych powłoki — rozwija się korozja. Tak wygląda wnętrze rury ocynkowanej po kilkunastu latach pracy w instalacji sprężonego powietrza:
| Materiał instalacji | Ocena | Uwagi |
|---|---|---|
| Stal czarna | nie polecamy | koroduje w kontakcie z wilgocią; rdza i zgorzelina zanieczyszczają sieć na bieżąco |
| Stal ocynkowana | nie polecamy | powłoka cynkowa z czasem łuszczy się i odrywa (zdjęcie wyżej); korozja na gwintach; przy klasach 2.-.- i wyższych dyskwalifikująca |
| Aluminium (AIRnet) | rekomendujemy — do klasy 0 włącznie | nie koroduje przez cały okres eksploatacji, gładka powierzchnia = trwale niskie spadki ciśnienia, montaż bez spawania i szybka rozbudowa |
| Stal nierdzewna | zastosowania specjalne | farmacja i najwyższe wymagania higieniczne; najdroższa w montażu |
Niezależnie od klasy czystości nowe instalacje projektujemy i wykonujemy w systemie AIRnet — aluminiowej instalacji Atlas Copco, która nie wprowadza wtórnych zanieczyszczeń, trzyma niskie spadki ciśnienia przez cały okres eksploatacji i skraca montaż o ok. połowę względem instalacji spawanej. Przy klasie 1.2.1 i klasie 0 to nie kwestia komfortu, tylko warunek utrzymania klasy w punkcie odbioru.
Od czego zacząć — dwie rzeczy przed zakupem
- Ustal wymaganą klasę — od najbardziej wrażliwego odbiornika, nie „na zapas". Każdy stopień filtracji to spadek ciśnienia, a każde dodatkowe 0,1 bar to realne złotówki na rachunku za energię.
- Zmierz stan obecny — punkt rosy i zawartość oleju można zmierzyć w istniejącej instalacji. Wynik pokazuje czarno na białym, czy problem leży w doborze urządzeń, czy w ich stanie serwisowym.
Potrzebujesz konkretnej klasy czystości w swojej instalacji?
Wykonujemy pomiary jakości sprężonego powietrza (punkt rosy, olej, przepływ) i dobieramy układy uzdatniania pod zmierzoną potrzebę — nie pod katalog. Działamy na Śląsku i w Małopolsce, serwisujemy ponad 350 sprężarek pod stałą opieką.