ما هو ضغط الهواء المضغوط في المصنع؟

نطاق ضغط نظام الهواء المضغوط في المصنع والأسس التي تستند إليها عملية الضبط

أولاً: نطاق الضغط النموذجي
يتعين تحديد ضغط نظام الهواء المضغوط في المصنع بحيث يراعي متطلبات تشغيل المعدات وإدارة كفاءة الطاقة، وتشمل نطاقات الضغط الشائعة ما يلي:

• ظروف التشغيل العادية: 0.6-0.8MPa (6-8 كيلوغرامات قوة/سنتيمتر مربع)، مناسب لمعظم الأدوات الهوائية، والمعدات الآلية، وخطوط الإنتاج العامة.
• تقنية خاصة:
  • تطبيقات الضغط العاليمثل قولبة البلاستيك بالنفخ وتشكيل المعادن، يمكن أن يصل الضغط إلى 1. 0-1.3MPa (10-13 كيلوغرام قوة/سنتيمتر مربع).
  • تطبيقات الضغط المنخفضمثل التحكم بالأجهزة والتركيب الدقيق، يمكن أن ينخفض الضغط إلى 0. 3-0.5MPa (3-5 كيلوغرامات قوة/سنتيمتر مربع).

ثانياً: أسس تحديد الضغط

1. متطلبات المعدات
   • الأدوات الهوائية: مثل مسدسات الضغط والبندقيات الرش، عادةً ما تتطلب ضغطًا يتراوح بين 0.6 و0.7 ميجاباسكال لضمان كفاءة العمل.
   • ماكينات التحكم الرقمي بالكمبيوتر: تتطلب أنظمة تبريد المغزل وتغيير الأدوات وغيرها إمدادًا مستقرًا للهواء بضغط يتراوح بين 0.5 و0.6 ميجا باسكال.
   • آلات التعبئة: مثل آلات التعبئة وآلات الختم، تحتاج إلى ضغط يتراوح بين 0.4 و0.5 ميجا باسكال لتجنب تلف العبوة.
2. فقدان الشبكة
   • تنخفض ضغط الهواء المضغوط أثناء نقله بسبب الاحتكاك في الأنابيب ومقاومة الانحناءات وغيرها من العوامل، حيث ينخفض الضغط بمقدار 0. 1-0.2MPa لذلك، يجب أن يكون ضغط مخرج ضاغط الهواء أعلى من متطلبات المعدات الطرفية بمقدار 0. 2-0.3MPa.
3. تحسين كفاءة الطاقة
   • كلما ارتفع الضغط بمقدار 0. 1MPa ، ازداد استهلاك الطاقة لضاغط الهواء بنحو 7%. لذلك، وشريطة تلبية متطلبات العملية، ينبغي قدر الإمكان اعتماد نظام منخفض الضغط (مثل 0. 6MPa) لتقليل تكاليف التشغيل.

ثالثًا: أمثلة على الفروق بين القطاعات

1. صناعة السيارات
   • ورشة الختم: تُستخدم هواء عالي الضغط بضغط يتراوح بين 1.0 و1.3 ميجا باسكال لتشغيل المكابس الكبيرة.
   • ورشة الطلاء: يُستخدم ضغط يتراوح بين 0.6 و0.7 ميجا باسكال لرش الطلاء باستخدام البخاخات.
   • ورشة التجميع النهائي: يُزوَّد المفتاح الهوائي بضغط هواء يتراوح بين 0.5 و0.6 ميجا باسكال.
2. الأغذية والمشروبات
   • عملية نفخ الزجاجات: يتم استخدام هواء عالي الضغط بضغط يتراوح بين 0.8 و1.0 ميجا باسكال لتشكيل كتلة PET بالقولبة بالنفخ.
   • النقل والتغليف: حزام نقل هوائي يعمل بالهواء المضغوط بضغط منخفض يتراوح بين 0.4 و0.5 ميجا باسكال.
3. التصنيع الإلكتروني
   • التركيب بالتقنية السطحية: يضمن ضغط يتراوح بين 0.5 و0.6 ميجا باسكال استقرار الفوهة في التقاط المكونات ووضعها.
   • الغرفة النظيفة: تزويد بالهواء بضغط منخفض يتراوح بين 0.3 و0.4 ميجا باسكال لتقليل اضطراب تدفق الهواء.

رابعاً: تنظيم الضغط ومراقبته

1. نظام توزيع الغاز المتدرج
   • من خلال تقسيم الضغط عبر خزانات التخزين: يُحافظ على الخزان الرئيسي عند 0. 8MPa ، تنخفض خطوط الأنابيب الفرعية إلى 0 عبر صمام تخفيض الضغط. 6MPa ، ومستويات ضغط مختلفة مثل 0.4 ميجا باسكال.
   • شبكة الأنابيب الذكية: تُزوَّد بمستشعرات ضغط ووحدات تحكم بتغيير التردد، مما يتيح تعديل ضغط خروج الضاغط الهوائي ديناميكيًا وفقًا لاحتياجات الطرف النهائي.
2. المواصفات الأمنية
   • يتعين تجهيز أوعية الضغط (مثل خزانات الغاز) بصمامات أمان وفقًا «لائحة الرقابة التقنية على سلامة أوعية الضغط»، على أن لا يتجاوز ضغط التشغيل 1.1 مرة من ضغط التصميم.
   • يجب تركيب مقياس ضغط وجهاز إنذار في نظام الأنابيب، وذلك عندما يتجاوز الضغط النطاق المحدد (مثل ± 0.05MPa) يتوقف الجهاز تلقائيًا أو يصدر إنذارًا عند حدوث ذلك.

خامسًا: توصيات اختيار النموذج

1. تصميم المصنع الجديد
   • يُحدَّد ضغط النظام وفقًا لمتطلبات الضغط لدى أجهزة الاستهلاك القصوى، مع تخصيص هامش احتياطي يتراوح بين 10% و20%.
   • يُفضَّل استخدام ضواغط الهواء ذات التردد المتغير، وذلك لتحقيق التشغيل الموفر للطاقة من خلال التحكم في حلقة الضغط المغلقة.
2. تحسين الأنظمة القائمة
   • إجراء فحوصات دورية لفقدان الضغط في شبكة الأنابيب، وتنظيف الأنبوب من الصدأ والرواسب لتقليل المقاومة.
   • في المناطق التي تختلف فيها متطلبات الضغط بشكل كبير، يُعتمد نظام توزيع الغاز بنظام حلقة مستقلة، وذلك لتجنب هدر الطاقة الناتج عن توصيل الغاز بضغط مرتفع واستخدامه بضغط منخفض.

الاستنتاج
يتعين تحديد ضغط نظام الهواء المضغوط في المصنع بالنظر بشكل متكامل إلى احتياجات المعدات، ومتطلبات العمليات، وأهداف كفاءة الطاقة. ومن خلال التصميم العلمي لشبكة الأنابيب، وتوفير أجهزة تنظيم ذكية، وإنشاء نظام لمراقبة الضغط، يمكن تحقيق التحكم الفعّال في تكاليف الطاقة مع الحفاظ على استقرار الإنتاج. وعند قيام الشركات بوضع خطة النظام أو إجراء عمليات تجديده، يُنصح بإجراء اختبارات لتحليل متطلبات الضغط، وذلك لتفادي الأعطال الميكانيكية أو فقدان الكفاءة الناجم عن تحديد غير مناسب للضغط.