Rò rỉ có thể là khí nén sản xuất ra. Một nhà máy không được bảo trì tốt sẽ có tỉ lệ rò rỉ tới 20% tổng lưu lượng khí nén sản xuất ra. Mặt khác, chủ động phát hiện và sửa chữa rò rỉ có thể giảm rò rỉ xuống dưới 5 đến 10% lưu lượng khí nén sản xuất ra. Ngoài việc là một nguồn năng lượng bị lãng phí, rò rỉ cũng có thể góp phần vào các tổn thất vận hành khác. Rò rỉ gây giảm áp suất hệ thống, có thể làm cho các công cụ sử dụng khí nén hoạt động kém hiệu quả, ảnh hưởng xấu đến sản xuất. Ngoài ra, bằng cách buộc thiết bị hoạt động lâu hơn, rò rỉ cũng rút ngắn tuổi thọ của hầu hết tất cả các thiết bị trong hệ thống (bao gồm cả máy nén). Thời gian hoạt động tăng lên cũng có thể dẫn đến các yêu cầu bảo trì bổ sung và tăng thời gian dừng máy ngoài dự kiến. Cuối cùng, rò rỉ có thể dẫn đến việc tăng công suất máy nén không cần thiết. Mặc dù rò rỉ có thể xảy ra ở bất kỳ phần nào của hệ thống, các vị trí phổ biến nhất là:
• Khớp nối, ống mềm, ống và phụ kiện
• Bộ điều chỉnh áp suất
• Bẫy hơi và van
• Mối nối ống, ngắt kết nối và ren làm kín
Những chi phí được tính toán dựa trên giá điện 0.1đô la/kWh, giả sử máy nén hoạt động ở hiệu suất thiết kế trong 8760 giờ, lỗ hở tiêu chuẩn ở 100 psi (≈ 6.9 bar)
Ước tính lượng rò rỉ
Đối với những máy nén có điều khiển khởi động / dừng hoặc tải / không tải, có một cách dễ dàng để ước tính lượng rò rỉ trong hệ thống. Phương pháp này liên quan đến việc khởi động máy nén khi không có tải trên hệ thống (khi tất cả các thiết bị sử dụng cuối, sử dụng khí nén đều bị tắt). Một số phép đo được thực hiện để xác định thời gian trung bình cần để lên tải và dỡ tải. Tổng rò rỉ (tính theo đơn vị phần trăm) có thể được tính như sau:
Rò rỉ (%) = [(T x 100) / (T + t)]
trong đó: T là thời gian có tải (phút) t là thời gian không tải (phút)
Rò rỉ sẽ được thể hiện bằng tỷ lệ phần trăm công suất máy nén bị tổn thất. Với một hệ thống được bảo trì tốt, tỷ lệ rò rỉ nên từ 5 đến 10%. Các hệ thống được bảo trì kém có thể có tổn thất cao tới 20 đến 30% công suất và lưu lượng khí nén. Lưu ý rằng ước tính này có thể không bao gồm thiết bị sử dụng cuối, nơi khí nén bị khóa. Rò rỉ có thể được ước tính trong các hệ thống với các chiến lược kiểm soát khác nếu có đồng hồ đo áp suất được lắp đặt trước hoặc sau bình tích khí nén. Phương pháp này đòi hỏi phải ước tính tổng thể tích khí nén trong hệ thống, bao gồm bất kỳ bình tích thứ cấp phía sau, đường khí chính và đường ống (V, tính bằng feet khối). Hệ thống được khởi động và đưa đến áp suất hoạt động bình thường (P1). Các phép đo sau đó nên được thực hiện sau thời gian (T) để hệ thống giảm xuống áp suất thấp hơn (P2), áp suất này nên bằng khoảng một nửa áp suất vận hành. Tổng lượng rò rỉ khí nén có thể được tính như sau:
Rò rỉ (cfm) = (V x (P1-P2) / T x 14.7) x 1.25
Trong đó: V tính theo feet khối P1 và P2 tính theo psig T có đơn vị là phút
Hệ số 1,25 là hệ số bù rò rỉ về áp suất bình thường của hệ thống, lượng rò rỉ bị giảm cùng với áp suất hệ thống. Một lần nữa, lượng rò rỉ lớn hơn 10% cho thấy hệ thống có thể cải thiện. Các kiểm tra này nên được thực hiện một cách thường xuyên như là một phần của chương trình phát hiện và sửa chữa rò rỉ.
Phát hiện rò rỉ
Vì rò rỉ khí nén gần như không thể nhìn thấy, các phương pháp khác phải được sử dụng để định vị chúng. Cách tốt nhất để phát hiện rò rỉ là sử dụng thiết bị dò siêu âm, nó có thể nhận ra âm thanh xì ở tần số cao liên quan đến rò rỉ khí nén. Các thiết bị di động này bao gồm micrô định hướng, bộ khuếch đại và bộ lọc âm thanh và thường có màn hình hiển thị hoặc tai nghe để phát hiện rò rỉ. Một phương pháp đơn giản hơn là sử dụng nước xà phòng với miếng cọ sơn tại các khu vực nghi ngờ. Mặc dù đáng tin cậy, phương pháp này có thể tốn nhiều thời gian.
Phát hiện rò rỉ bằng siêu âm
Phát hiện rò rỉ bằng siêu âm có lẽ là hình thức phát hiện rò rỉ linh hoạt nhất. Do khả năng của nó, nó dễ dàng phù hợp với nhiều tình huống rò rỉ. Nguyên tắc đằng sau việc phát hiện rò rỉ siêu âm rất đơn giản. Trong rò rỉ khí nén hoặc chân không, rò rỉ chảy từ dòng chảy tầng áp suất cao sang dòng chảy rối áp suất thấp. Sự nhiễu loạn tạo ra tiếng ồn, tiếng ồn này có một phổ âm thanh rộng trải từ tần số âm nghe được đến tần số không nghe được. Một cảm biến siêu âm tập trung vào các âm thanh siêu âm trong tiếng ồn. Do siêu âm là tín hiệu sóng ngắn nên mức âm thanh sẽ lớn nhất tại vị trí rò rỉ. Thiết bị siêu âm thường không bị ảnh hưởng bởi tiếng nhiễu nền trong dải âm thanh vì các tín hiệu này sẽ được lọc ra. Máy dò siêu âm có thể tìm thấy rò rỉ từ cỡ trung bình đến lớn. Ưu điểm của phát hiện rò rỉ bằng siêu âm bao gồm tính linh hoạt, tốc độ, dễ sử dụng, có thể thực hiện kiểm tra trong khi thiết bị đang hoạt động và có khả năng tìm thấy nhiều dạng rò rỉ. Người sử dụng thiết bị phải được đào tạo tối thiểu về thiết bị, và thường có thể sử dụng sau 15 phút đào tạo. Bởi bản chất của siêu âm là lan truyền có tính định hướng do vậy, tín hiệu lớn nhất là tại nguồn phát. Bằng cách quét xung quanh khu vực kiểm tra, thiết bị siêu âm có thể nhanh chóng xác định vị trí rò rỉ. Vì lý do này, kiểm tra rò rỉ bằng thiết bị siêu âm không chỉ phát hiện nhanh, mà còn rất chính xác.
Nguồn: Improving Compressed Air System Performance, A Sourcebook for Industry Third Edition, U.S. Department of Energy Energy Efficiency and Renewable Energy.