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O ar comprimido está cada dia mais presente em todos os processos industriais, além de outros usos. Com enorme variedade de produtos e ferramentas pneumáticas; com tecnologia cada vez mais avançada é impossível imaginar uma indústria que não a utilize. É uma energia limpa, facilmente transportável, os equipamentos são leves e compactos, não há risco de choque elétrico, não gera resíduos, etc.
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AR COMPRIMIDO
• Fundada em Jaboatão dos Guararapes a Maqbelting Equipamentos Industriais, é hoje uma referência no mercado de automação industrial, graças a sua melhoria processual diária e a constante preocupação em oferecer produtos e serviços de qualidade a clientes de todo o Brasil.
• A filosofia de trabalho da Maqbelting busca sempre um alto padrão de qualidade nos produtos fabricados desde o projeto até a montagem.
APRESENTAÇÃO
REDES PARA
AR
COMPRIMIDO
REDES PARA
AR
COMPRIMIDO
• O ar comprimido está cada dia mais presente em todos os processos industriais, além de outros usos.
• Com enorme variedade de produtos e ferramentas pneumáticas; com tecnologia cada vez mais avançada é impossível imaginar uma indústria que não a utilize.
• É uma energia limpa, facilmente transportável, os equipamentos são leves e compactos, não há risco de choque elétrico, não gera resíduos etc.
• Porém é também muito comum a pouca atenção que se presta a este tipo de energia.
O AR É GRÁTIS, MAS...
...O AR COMPRIMIDO
É CARO!
• A idéia de que o ar é grátis, está ainda em
muitas mentes empresariais.
• O ar é grátis, mais o ar comprimido é caro.
Manutenção
12%
Equipamento
12%
Energia Elétrica
76%
CUSTO DE UM SISTEMA DE AR
COMPRIMIDO EM UM PERÍODO DE 10 ANOS
• Em especial, o que torna caro o ar comprimido é o consumo de energia elétrica necessário para produzi-lo.
• O custo de um sistema de ar comprimido é afetado diretamente pelo consumo de energia elétrica e representa ao longo de um período de 10 anos em 76% do custo global.
• Com a perspectiva de aumento crescente de energia elétrica e os notórios problemas do aquecimento global devido às emissões de gases, do efeito estufa, torna-se indispensável uma consciência ecológica de aumentar a eficiência energética de todos os sistemas empregados.
• Além do mais os projetos de usinas hidroelétricas são demorados e caros, e com agressão ao meio ambiente, o mesmo ocorrendo com usinas nucleares.
• Em dezembro de 2006, foi feito um teste de desempenho em usina termoelétrica, para verificar a possibilidade de uso de gás natural, com resultados nada alentadores.
• Para iniciar o tema específico de ar comprimido, vamos rever alguns conceitos básicos, do mais importante das dimensões do sistema, pressão.
• Porque para dimensionar tanto os equipamentos, quanto as redes, pressão e vazão , são os parâmetros que devem estar muito bem definidos.
Elemento % Volume % Massa
Nitrogênio 78,0 75,5
Oxigênio 21,0 24,0
Outros 1,0 0,5
COMPOSIÇÃO DO AR ATMOSFÉRICO
• O ar que nos rodeia, o qual respiramos, é
que compõe a atmosfera é assim chamado
de ar atmosférico e têm sua composição
formada pelos elementos apresentados em
forma de vapor de água, monóxido de
carbono, hidrogênio, etc.
PRESSÃO SUAS PRINCIPAIS UNIDADES
P= FA
1 bar = 100 k Pa
1 kgf /cm² = 14,22 psi = 0,98 bar
100 psi = = 7 kgf/cm² = 6,9 bar
Nm²
100
14,22
• Pressão é a razão de uma força em uma área. Assim a pressão atmosférica, é a pressão da camada de ar atmosférico. Esta pressão ao nível do mar é de 1.033 bar.
• Esta unidade de medida é muito próxima a 1Kgf/cm2. Esta medida é usada no sistema métrico.
• O sistema inglês usa como medida a força de uma libra (pound), em uma área de 1 polegada quadrada (square inch). Onde uma libra equivale a 0,4536 kg e uma polegada quadrada é uma área de 6,4516 cm2
• A abreviatura psi representa a pound square inch.
• A pressão de 6 bar é considerada a pressão econômica e em geral os equipamentos pneumáticos, são projetados para trabalhar com esta pressão.
M
3.000
2.400
2.000
1.800
1.400
1.000
800
600
400
300
200
100
BAR
0,683
0,756
0,795
0,815
0,856
0,899
0,921
0,943
0,955
0,966
0,978
0,989
1,010
1,033Nível do mar
VARIAÇÃO DA PRESSÃO COM A ALTITUDE
• Como dizemos que a pressão atmosférica é a
pressão exercida pela camada de ar
atmosférico é natural que esta pressão
diminua na medida em que vamos nos
afastando do nível do mar. Quanto maior a
altitude, menor será a pressão atmosférica
QUALQUER PRESSÃO ACIMA
DA ATMOSFÉRICA
Pre
ssão
Ab
solu
ta
Pressão manométrica
Pressão Atmosférica 1 bar (1,0 kgf/cm²)
Vácuo
• Desta forma temos uma pressão
atmosférica, uma pressão manométrica (a
que medimos no manômetro) e uma pressão
absoluta que é o resultado da soma da
pressão atmosférica com a manométrica.
O ar comprimido é aquele
que está a uma pressão acima
da pressão atmosférica.
Quanto maior a pressão,
mais energia é necessária
para comprimi-lo.
Geração de Ar Comprimido
Tratamento do mesmo
Sistema de Distribuição
• Os dois primeiros parágrafos são de grande extensão, com abundante literatura e que merecem estudos profundos, pelo que trataremos deles em forma mais breve.
• Como mencionado, a eleição de um compressor ou de vários compressores, de acordo com a necessidade é algo que exige um estudo detalhado, para começar pelo tipo de compressor e suas característica
TIPOS DE COMPRESSOR
Compressor
Compressor de Deslocamento Turbo Compressor
Circulatórios Rotativos
Com eixo Sem eixo De um Mais de
Vilabrequim vilabrequim eixo um eixo
Compressor
De pistão
• É bastante usual que se escolha o equipamento mais barato sem levar em conta que em um período curto de tempo, se verifica que o barato sai caro.
• A vazão necessária e a pressão de trabalho são os primeiros parâmetros a ter em conta, sem esquecer de uma reserva para ampliações de médio prazo.
• Isto também é válido para o dimensionamento das tubulações. Um acréscimo de 10% no diâmetro calculado, diminui 32% a perda de carga dessa tubulação.
• O local onde o compressor será instalado, também é de suma importância.
• A temperatura ambiente e a limpeza do ar aspirado são fatores fundamentais na vida útil do equipamento, minimizando as manutenções e de economia.Vale lembrar que uma redução de 3°C na temperatura do ar aspirado, representa uma economia de 1% no consumo da energia elétrica.
RELAÇÃO, ECONOMÍA DE ENERGIA
VERSUS TEMPERATURA DO AR ASPIRADO
Temperatura do
ar de aspiração
(°C)
-1,0
4,0
10,0
16,0
21,0
27,0
32,0
38,0
43,0
49,0
Potência economizada ou
incrementada
Temperatura de referência 21 °C
7,5% (economizado)
5,7% (economizado)
3,8% (economizado)
1,9% (economizado)
0,0
1,9% (incrementado)
3,8% (incrementado)
5,7% (incrementado)
7,6% (incrementado)
9,5% (incrementado)
DIAGRAMA COM SÍMBOLOS
NORMA ISSO 1219
LEGENDA:
Compressor Resfriador
Filtro Secador
Purgador ReservatórioAutomático pressurizado
TABELA DE CLASSES DE QUALIDADE
DO AR , SEGUNDO ISO 8573-1
Sólidos Água Óleo
Dimensão Ponto de Concentração
máxima em um orvalho °C residual mg/m³
1
2
3
4
5
6
7
0,1
1
5
15
40
-x-
-x-
-70
-40
-20
+3
+7
+10
Não especificado
0,01
0,1
1
5
25
-x-
-x-
Classe de
qualidade
DEMANDA TÍPICA QUE OCORRE EM
UM SISTEMA DE AR COMPRIMIDO
Vazamentos
Aumento de demanda devido à excesso de pressão
Uso inadequados
Produção normal
57%
30%
8%
5%
LEGENDA:
• Rede de distribuição: Aqui reside uma das maiores ou a maior de todas a causas de desperdiço do sistema de ar comprimido. Estamos falando de vazamentos e eles encontram-se em especial onde tubos e conexões se unem para formar a rede.
• As normas internacionais aceitam vazamentos de até 5% da capacidade instalada, por entender que procurar diminuir este valor torna-se anti econômico, pois estes 5% vão aumentando,porque as construções assim como as tubulações não são estáticas e em pouco tempo estes valores vão para 10, 15 e até 30%
• Não dar a devida atenção aos vazamentos (mal silencioso que somente é notado nas paradas de fábrica), se paga caro na fatura de energia elétrica, além de ocasionar outros problemas.
VAZAMENTO X PERDA DE POTÊNCIA
Ø do furo Área em m³/min a
em mm mm2 6 bar
1
2
3
5
8
9
10
12
0,7854
3,1416
7,0686
19,635
50,2656
63,6174
78,54
113.0976
0,0630
0,2520
0,5670
1,5750
4,0320
5,1030
6,3000
9,0720
2,224824
8,899297
20,02342
55,62061
142,3887
180,2108
222,4824
320,3747
0,556206
2,224824
5,005854
13,90515
35,59719
45,05269
55,62061
80,09367
0,414763
1,659051
3,732866
10,36907
26,54482
33,59579
41,47629
59,72585
pcm HP Kw
• Variações de pressão, que deixam os equipamentos pneumáticos menos eficientes e podem afetar a qualidade.
• Exigir mais trabalho do compressor, resultando em custos mais altos.
• Reduzir a vida útil do compressor com o aumento de partidas e paradas.
• O volume dos vazamentos está relacionado com a pressão de alimentação,e,é um círculo vicioso, aumentando cada vez que seja necessária um aumento da pressão para compensá-lo.
• É bem comum, que com a queda de pressão, devido a vazamentos, a primeira medida a adotar seja um ajuste na descarga do compressor, para uma pressão mais alta. O aumento de 1 bar na pressão de descarga, representa de 6 a 10% o aumento da potencia de motor do compressor, considerando a pressão de 6 a 7 bares.
• Com isto, aumentamos os vazamentos, as despesas com energia elétrica e os custos.
• Além dos problemas de vazamentos, as instalações com tubos galvanizados, com o tempo vão criando ferrugem, em especial nas regiões de roscas e no seu interior devido a umidade que sempre vem junto com o ar comprimido. Esta ferrugem aumenta a rugosidade aumentado também a perda de carga.
• O desprendimento de partículas de ferrugem que entram na corrente do ar comprimido, podem obstruir válvulas e outros elementos pneumáticos com as conseqüentes paradas de máquinas e interrupção de processos
REDE PARA AR COMPRIMIDO
• É aqui que as redes instaladas com tubos e conexões PPR, fazem a diferença. A união dos componentes por termofusão,ou seja, fusão molecular, transforma-os em uma peça única.
COMO FAZER
UMA
TERMOFUSÃO
• Esta operação é simples, rápida e garante a
completa eliminação dos vazamentos.
• Com peso 70% mais leve, exige menor
esforço nas operações de montagem.
• Sua cor azul, exigida por norma, elimina a
necessidade de pintá-los por toda a vida.
• Sua rugosidade interna de 7μ, oferece
menor perda de carga.
TERMOFUSÃO
01
TERMOFUSÃO
02
TERMOFUSÃO
03
TERMOFUSÃO
04
TERMOFUSÃO
05
TERMOFUSÃO
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TERMOFUSÃO
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COMO
INSTALAR UMA
DERIVAÇÃO
DE REDE
DERIVAÇÃO
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DERIVAÇÃO
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DERIVAÇÃO
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TESTE DE PRESSÃO HIDROSTÁTICA
• Falamos inicialmente dos parâmetros pressão e vazão, como fundamentais para definir os equipamentos, quantos as redes, para estas últimas também devemos levar em conta a velocidade com que o ar irá se deslocar e as quedas de pressão ou perdas de pressão que esse fluxo sofrerá pelo atrito contra as paredes das tubulações, pelas mudanças de direção e pela limitação dos diâmetros destas tubulações.
• As velocidades recomendadas, a serem levadas em conta na hora do projeto são:
• 6 a 8 metros por segundo para tubulações principais, 8 a 10 para as secundarias e de15 a 30 metros para mangueiras.
• As perdas de carga recomendadas são:
• 0,3 bar no ponto mais afastado da tubulação
• 0,02 bar a cada 100 metros, na tubulação principal, nas secundarias 0,08 bar a cada 100 metros.
• Com a preocupação constante de melhorias e procurando sempre uma maior eficiência energética no uso do sistema de ar comprimido, temos desenvolvido elementos que venham ao encontro destas necessidades.
• Como se recomenda que os pontos de consumo tenham sua tomada de ar na parte superior das tubulações, produzimos curvas de 180°, para evitar a desmontagem de uma rede para agregar um novo ponto de consumo,e temos derivações de rede, que permitem adicionar este novo ponto, de uma maneira simples.
• Para diminuir a perda de carga nas mudanças de direção, desenvolvemos curvas de 90°de 20 a 90mm que somado à baixa rugosidade da parede interna dos tubos e conexões e eliminando vazamento, contribui para aumentar a eficiência energética do sistema.
• A MAQBELTING com este sistema inovador,tem conseguido quebrar paradigmas,e continuamente somos procurados por industrias de todo Brasil.
• Temos muito a fazer, mas nos orgulhamos das parcerias já formadas que nos ajudam a desenvolver novos produtos e maneiras de trabalho que facilitem as instalações.
