Оптимизация системы распыления упрощает техническое обслуживание

Оптимизация системы распыления упрощает техническое обслуживание

Автор:Джон Барбер
Системы распыления Компания

Если бы вы могли сократить время обслуживания критически важной системы на вашем предприятии на 50 процентов или более, были бы вы заинтересованы?

И если бы вы могли задокументировать финансовую экономию от этого сокращения, было бы это полезно для вашего отдела?

Благодаря последним разработкам в технологии распылительных форсунок вы можете сделать и то, и другое.

Форсунки являются жизненно важными компонентами многих производственных предприятий. Их точность и долговечность абсолютно необходимы для максимального времени безотказной работы.

Система опрыскивания, которая не работает оптимально, может истощить ошеломляющие суммы денег из ваших операций. Стоимость одной только потраченной впустую воды может приближаться к 100 000 долларов в год даже в системе с относительно небольшими проблемами производительности.

С учетом всех сопутствующих расходов - стоимости излишков химикатов, потерь энергии, лишнего лома из-за проблем с качеством, внеплановых простоев производства и дополнительных трудозатрат - итоговая сумма может быстро возрасти до сотен тысяч долларов в год. Это серьезные деньги. К счастью, сейчас на сайте www.spray.com/save доступен быстрый и удобный калькулятор, который поможет вам рассчитать фактические затраты на работу распылительных форсунок ниже номинальной в вашем собственном приложении.

Как только вы оцените масштаб проблемы, вы будете готовы приступить к процессу оптимизации вашей системы опрыскивания. Начните с знакомства с типичными источниками проблем с распылением.

Причины неисправностей распылительных форсунок

Они могут выглядеть достаточно простыми, но распылительные форсунки представляют собой высокотехнологичные прецизионные компоненты, которые со временем изнашиваются или могут быть повреждены при нормальной работе или даже при очистке. Это наиболее распространенные проблемы, вызывающие некачественные характеристики распыления:

Эрозия / износ: Постепенное удаление металла приводит к увеличению и / или деформации отверстия распылительного сопла и внутренних проточных каналов. В результате поток обычно увеличивается, давление может уменьшаться, форма распыления становится неравномерной, а капли жидкости становятся больше.

Коррозия: Материал распылительного сопла может разрушиться из-за химических свойств распыляемого материала или окружающей среды. Эффект аналогичен эффекту, вызванному эрозией и износом, с возможным дополнительным повреждением внешних поверхностей распылительного сопла.

Высокая температура: Определенные жидкости необходимо распылять при повышенных температурах или в высокотемпературной среде. Форсунка может размягчиться и сломаться, если не использовать специальные термостойкие материалы.

Спекание / образование бороды: Накопление материала внутри, на внешних краях или около отверстия вызвано испарением жидкости. Слой высушенных твердых частиц остается и закупоривает отверстие или внутренние проходы для потока.

Засорение: Нежелательные твердые частицы могут заблокировать внутреннюю часть отверстия. Поток ограничен, и однородность факела распыла нарушена.

Неправильная повторная сборка: Некоторые распылительные форсунки требуют тщательной повторной сборки после очистки, чтобы убедиться, что внутренние компоненты, такие как прокладки, уплотнительные кольца и клапаны, выровнены должным образом. Неправильная повторная сборка вызывает утечку и неэффективное распыление.

Случайное повреждение: Повреждение отверстия форсунки может произойти, если форсунку уронят или поцарапают во время установки, эксплуатации или очистки.

Обнаружение изношенных форсунок

Эта задача сложнее, чем кажется.

Человеческий глаз - замечательный инструмент, но он просто не может рассказать правду, когда дело доходит до фактического износа форсунок.

Хороший распылитель

Изношенный распылительный наконечник

График наглядно иллюстрирует эту проблему. Слева новый распылительный наконечник, распыляющий правильно. Правый распылительный наконечник изношен и распыляет на 30 процентов больше емкости. Разница совершенно незаметна невооруженным глазом, но есть и другие признаки того, что что-то не так.

Следите за этими подсказками:

• Проблемы с контролем качества и увеличение количества брака. Изношенные, забитые или поврежденные форсунки не будут работать в соответствии со спецификацией и могут привести к неравномерному нанесению покрытия, охлаждению, очистке, увлажнению и сушке.

• Увеличенное время обслуживания. Незапланированный простой системы распыления или увеличение частоты очистки является индикатором износа распылительных форсунок.

• Изменение расхода. Скорость потока распылительного сопла будет увеличиваться по мере того, как поверхности отверстия и / или внутреннего сердечника начинают разрушаться. При использовании поршневых насосов прямого действия давление распыления будет уменьшаться по мере увеличения отверстия распылительной форсунки. Даже небольшие изменения скорости потока могут отрицательно сказаться на качестве, поэтому регулярный мониторинг может выявить потенциальные проблемы. Но в некоторых случаях картина распыления будет выглядеть хорошо, поэтому необходимо будет фактически собрать и измерить расход распыляемой жидкости, чтобы выявить износ.

• Ухудшение качества факела распыла. Когда в форсунках с полым конусом изнашивается отверстие, однородность факела распыла нарушается. В круглом кольце жидкости появляются полосы, и узор становится тяжелым или легким. В полноконусных распылительных форсунках распределение рисунка обычно ухудшается по мере того, как больше жидкости течет в центр рисунка. При распылении с плоским веером в центре рисунка будут видны полосы и более сильные потоки, а эффективный угол покрытия уменьшится.

• Увеличение размера капли спрея. По мере износа форсунок поток жидкости увеличится или давление распыления снизится. Результат? Капли большего размера и меньшая общая площадь поверхности жидкости. Это сложно обнаружить визуально, поэтому, если вы подозреваете проблему, проведите тестирование размера капли.

• Снижение воздействия брызг. Изношенные распылительные форсунки работают при более низком давлении, что обычно приводит к меньшему воздействию распыляемой жидкости. (По иронии судьбы, в приложениях с центробежными насосами, удар может фактически увеличиться из-за увеличения потока через распылительное сопло.) Могут потребоваться специальные испытания.

Предотвращение и решение проблем с форсунками

Комплексная программа обслуживания распылительных форсунок поможет уменьшить количество головной боли на вашем предприятии. Установив регулярный график, вы сможете решить ключевые проблемы до того, как они нанесут вред вашей производственной линии.

Приведенный ниже контрольный список должен стать основой вашей программы технического обслуживания. Последовательная оценка этих факторов позволит вам обнаружить износ на ранней стадии и принять соответствующие меры. Ваше собственное конкретное приложение определит, как часто следует проверять каждый фактор. Правильная частота может варьироваться от «конца каждой смены» до «каждые несколько месяцев».

Реализуя программу обслуживания форсунок и документируя свои процедуры, вы можете определить лучшую стратегию обслуживания и замены форсунок для достижения оптимальной производительности.

Обязательно внимательно проверьте следующие факторы:

Скорость потока
Для центробежных насосов:отслеживайте показания расходомера, чтобы обнаружить увеличение. Или соберите и измерьте поток из распылительной насадки в течение заданного периода времени при определенном давлении. Сравните эти показания со значениями расхода, указанными в каталоге производителя, или сравните их с показаниями расхода новых, неиспользуемых форсунок.

Для поршневых насосов прямого действия:Следите за понижением давления в жидкостной линии; скорость потока останется постоянной.

Давление распыления (в коллекторе форсунок)
Для центробежных насосов:Следите за увеличением объема распыляемой жидкости. Давление распыления, вероятно, останется прежним.

Для поршневых насосов прямого действия:Следите за манометром на предмет снижения давления и уменьшения воздействия на обработанные поверхности. Объем распыляемой жидкости, вероятно, останется прежним. Также следите за повышением давления из-за засорения форсунок.

Распыление
Визуально проверьте факел распыления на предмет изменений. Проверьте угол распыления с помощью транспортира. Измерьте ширину пятна распыления на распыляемой поверхности. Если отверстие распылительной форсунки изнашивается постепенно, вы можете не заметить изменений, пока не произойдет значительное увеличение расхода. Если для вашего применения критически важно равномерное покрытие распылителем, запросите специальное тестирование у производителя распылительной форсунки.

Patternator измеряет распределение брызг.
Данные используются для определения оптимального распыления.
высота сопла и перекрытие в приложении.

Размер капли
Увеличение размера капли не может быть визуально обнаружено в большинстве приложений. Увеличение скорости потока или уменьшение давления распыления повлияет на размер капли.

Выравнивание сопла
Проверьте равномерность покрытия плоских форсунок на коллекторе. Рисунки распыления должны быть параллельны друг другу. Наконечники распылителей следует повернуть на 5–10 градусов от средней линии коллектора.

Качество продукции / результаты применения
Убедитесь в отсутствии неровностей покрытия, охлаждения, сушки, очистки, а также изменений температуры, содержания пыли и влажности.

Четыре способа продлить срок службы форсунки

Есть несколько методов, которые можно использовать для продления срока службы форсунок. Учтите следующее:

1. Улучшить процедуры очистки. Помните, что насадки - это точные инструменты. Чистку следует проводить регулярно, но очень осторожно, с материалами, которые намного мягче, чем поверхность отверстия сопла. Используйте щетки с пластмассовой щетиной, деревянные щупы или пластмассовые щупы. Ни в коем случае не используйте проволочные щетки, карманные ножи или рашпили для чистки наконечников сварщика. Очень легко повредить критическую форму (или размер) отверстия, что приведет к искажению формы распыла или избыточному потоку. Если вы столкнулись с устойчивой проблемой засорения, попробуйте пропитать отверстие некоррозионным чистящим химическим средством, чтобы размягчить или растворить засоряющее вещество.

2. Добавьте линейные фильтры или замените распылительные форсунки со встроенными фильтрами. Порча и засорение отверстия обычно вызывается твердыми частицами грязи в распыляемой жидкости и особенно часто встречается в системах, использующих непрерывную рециркуляцию распыляемой воды. Рекомендуются сетчатые фильтры или распылительные форсунки со встроенными сетчатыми фильтрами - с размером ячеек сита, выбранным для улавливания более крупных частиц и предотвращения попадания мусора в отверстие распылительной форсунки или лопасть.

3. Уменьшите давление распыления. Хотя это не всегда возможно реализовать, снижение давления, которое замедлит скорость жидкости через отверстие, может помочь снизить скорость износа и коррозии.

4. Уменьшите количество абразивных частиц или концентрацию агрессивных химикатов. В некоторых применениях можно уменьшить количество абразивных частиц в подаваемой жидкости и / или изменить размер и форму частиц, чтобы уменьшить эффекты износа. Кроме того, коррозионная активность раствора иногда может быть снижена за счет использования различных концентраций или температур, в зависимости от конкретных химических веществ.

Плюсы и минусы более частой замены форсунок

Если после внедрения программы технического обслуживания распылительных форсунок вы обнаружите, что ваши текущие форсунки не работают так, как должны, вам нужно будет оценить, стоит ли продолжать использовать проблемные форсунки или заменить их. Учитывайте следующие факторы:

• Стоимость и продолжительность простоев производства из-за проблем с форсунками и технического обслуживания

• Стоимость труда на дополнительное обслуживание

• Стоимость распыления излишков воды и химикатов

• Стоимость увеличения потребления энергии

• Цена проблем с качеством - увеличение количества брака и / или технологических проблем

В некоторых случаях можно временно компенсировать изношенное отверстие, уменьшив давление распылительного сопла для обеспечения первоначальной требуемой скорости потока. Однако использование более низкого давления может ухудшить покрытие и равномерность распыления. Это может привести к каплям большего размера и меньшему удару. В конце концов, использование более низкого давления может быть ложной экономией, поскольку вы можете столкнуться с проблемами качества.

Если интервалы между заменами кажутся слишком короткими, возможно, вам лучше заменить насадку на другую. Дополнительные краткосрочные затраты обычно быстро окупаются за счет увеличения срока службы и повышения производительности.

Проблемы с прочностью и устойчивостью

Также важно помнить, что замена старых форсунок на форсунки из того же материала (например, замена алюминиевой форсунки на алюминиевую) может быть не лучшим решением. Очевидно, что новая форсунка лучше изношенной, но в вашей ситуации может потребоваться замена существующих форсунок на форсунки, которые гораздо лучше подходят для работы с типами жидкостей и химикатов, которые вы обычно используете.

Форсунки, изготовленные из более твердых материалов, обычно обеспечивают более длительный срок службы. Как и следовало ожидать, нержавеющая сталь имеет более высокий коэффициент стойкости к истиранию, чем алюминий, в то время как карбиды обеспечивают гораздо большую стойкость к истиранию, чем нержавеющая сталь. Чтобы определить, следует ли выбрать другой материал для форсунок, распылительных наконечников или вставок сопел, обратитесь к таблице ниже.

График коэффициента сопротивления истиранию

Помимо устойчивости к истиранию, вам может потребоваться учитывать коррозионную стойкость материала форсунки. Скорость химической коррозии распылительного сопла зависит от нескольких факторов, включая коррозионные свойства распыляемой жидкости, ее концентрацию в растворе, ее температуру и свойства материала сопла. Ведущий производитель распылительных форсунок может проанализировать эти факторы и предложить соответствующие рекомендации.

Надежный производитель распылительных форсунок должен быть в состоянии предложить вам высококачественные форсунки из различных материалов - и разработать индивидуальные форсунки для вас, когда ситуация требует уникальных или специализированных применений.

Типы форсунок для быстрого обслуживания

К счастью, многие форсунки можно установить и заменить без использования каких-либо инструментов. Это делает весь процесс быстрее, проще и надежнее, чем когда-либо.

Новые типы распылительных форсунок имеют чрезвычайно удобные нескользящие удлинители, которые легко захватывать и поворачивать даже во влажных или липких условиях, включая смазочные материалы, масла или другие вязкие материалы - и даже если обслуживающий персонал носит перчатки. Также ищите одинарные и двойные трубные хомуты, которые позволят вам при необходимости быстро заменить все крепления форсунки.

Ищите насадки с функциями, сокращающими время установки и обслуживания.

Получите помощь специалиста

Авторитетный производитель форсунок не просто продает вам оборудование. Ведущая компания должна сотрудничать с вами, предлагая семинары по техническому обслуживанию форсунок, включая проверки на месте и профессиональное обучение для вашего персонала.

Кроме того, ваш производитель должен иметь возможность тестировать и оценивать распылительные форсунки с помощью современного оборудования, чтобы помочь установить базовые показатели производительности, которые будут определять ваши графики очистки, технического обслуживания и ремонта. Это может значительно сократить время простоя и помочь избежать проблем с контролем качества за счет своевременной замены распылительных форсунок.

Дело в том, что значительной экономии времени и денег можно добиться с помощью агрессивной программы оптимизации системы распыления. Впечатляющие результаты могут быть подтверждены - и они продемонстрируют жизненную важность вашего отдела для общей эффективности компании.

Об авторе:
Джон Барбер - директор компании Spraying Systems в Уитоне, штат Иллинойс. С ним можно связаться по электронной почте [email protected]. Чтобы получить бесплатную копию Руководства по оптимизации системы распыления, позвоните по телефону 1-800-95-SPRAY.