به گزارش «خبرنامه دانشجویان ایران»؛ تصور صنعت نوین بدون حضور هوا تقریبا غیرممکن است و در اکثریت صنایع رد پایی از هوای فشرده دیده میشود. تشبیه هوای فشردهی صنعتی به وای فای چندان نادرست نیست: هوای فشرده مانند امواج وای فای که تمامی ماشینهای متصل به اینترنت را به کار می اندازد، تمامی ماشین آلات پنوماتیک و بادی را فعال کرده و صنعت را به پیش میراند. از معدن تا کشاورزی صنعتی، از خط تولید خودرو تا اتاق عمل بیمارستان و از کارخانجات بزرگ تا کارگاههای کوچک رد پایی از هوا در عملیات آنها دیده میشود. البته و به طور معمول هوای صنعتی با هوایی که تنفس میکنیم فرق دارد؛ در صنعت هرجا حرف از هوا شنیدید منظور را هوای فشرده برداشت کنید، مگر به شکل صریح گفته شود که منظور همان هوای محیطی است.
هوای فشرده محصول تولیدی ماشینی به نام کمپرسور هواست. این تجهیزات انواع گازها را فشرده میکنند، من جمله هوای محیط که پس از تراکم و فشرده سازی انرژی ذخیره میکند. هوای فشرده به هنگام رهاسازی انرژی مذکور را با فشاری مشخص پس میدهد. فشار هوا ابزارها، ماشین آلات و فرآیندهای متعددی را در صنعت راه انداخته و راه می برد. در صنعت انواعی از حاملهای انرژی به کار میرود که از جملهی آنها میتوان به آب در قالب هیدرولیک، برق در قالب الکتریسته، گاز در قالب حرارتی و هوا در قالب پنوماتیک اشاره کرد. هوای فشرده نسبت به برق و گاز ایمنی و انعطاف بیشتری دارد. مقایسهی هوای فشرده و نیروی هیدرولیک باشد برای زمانی دیگر.
در صنعت و گاراژهای مکانیکی سر و صدای ابزار پنوماتیکی را حتما شنیده اید، اگر هوا به طور مستقیم بر روی محصول اعمال شود که صدای هوای پرفشار فوت خواهد کرد و اگر هوا ابزاری پنوماتیکی را به راه بیندازد، صدای هوایی که داخل پیچ و خم ابزار خفه شده و نیروی چرخش آن را تامین میکند. پیچگوشتی بادی، دریل بادی، چکش بادی، سمباده بادی و … همگی از انرژی ذخیرهشده در هوای فشرده استفاده میکنند. از دلایل محبوبیت هوای فشرده میتوان به وزن کم ابزار بادی، کمتر داغ کردن آنها و نگهداری سادهترشان اشاره کرد. در صنایع هوافضا، خودروسازی، ساخت و ساز، متالورژی و کارگاههای نجاری نیز هوای فشرده به خاطر ضعفهای موتور الکتریکی است که جذاب است، الکتریکی نبودن هوای فشرده یعنی مقاومت بیشتر برای شرایط دشوار و سخت.
از جمله کاربردهای دیگر هوای فشرده میتوان به سیستمهای کنترلی اشاره کرد. در خطوط تولید اتوماتیک سیلندرهای پنوماتیک جابجایی قطعات، باز و بست درها و هل دادن یا بستن قطعات را بر عهده دارد. سیستمهای پنوماتیکی از سیستمهای الکترونیکی ارزانتر هم هستند و سرعت واکنش قابل قبولی دارند. در بستهبندیهای مواد غذایی و دارویی و در صنایع چاپ و نساجی این قابلیت آنها به کار می آید.
حضور و کاربرد هوا در صنایع ظریفی چون داروسازی نباید ما را به اشتباه بیندازد. هوای فشرده در صنایع سنگینی چون معدن، حفاری بادی، کار با مته و چکشهای تخریب نیز کاربرد دارد. در مصارف سنگین ابزار الکتریکی زود داغ میکند یا آسیب میبیند. همچنین تولید جرقه در این کارها خطرات جدی در صورت حضور الکتریسیته ایجاد میکند. در صنعت فولاد و ریختهگری نیز از هوای فشرده برای پاکسازی سطوح فلزی، خنک سازی قالبها و راهاندازی کورهها استفاده میشود. در توربینهای گازی و نیروگاهها هوای فشرده گاه استارت ماشین آلات و گاه کنترل شیرها و تجهیزات حساس را انجام میدهد.
کمپرسورهای معدنی قدرتمند به خط
همانطور که گفته شد هوای فشرده و ماشین تولیدکنندهی آن یعنی کمپرسور هوا در صنایع حساسی چون صنعت مواد غذایی و صنعت دارویی حضور فعالی دارد. این صنایع به هوای فشردهی پاک و عاری از روغن و آلایندهها نیاز دارند. اصطلاحا هوای مصرفی این صنایع را هوای خشک مینامند، چون هوای فشرده تولیدی با دستگاهی به نام خشککن یا درایر هوای فشرده خشک شده است و از فیلترهای بسیاری گذشته است. همانطور هم که میدانیم اغلب ماشین آلات روغن دارند و حضور روغن در میان قطعات متحرک آنهاست که سلامتشان را تضمین میکند، اما کمپرسور هوای فشردهای که هوای بدون روغن تولید میکند اجازهی استفاده از روغن را ندارد، برای همین کمپرسور بدون روغن یا اصطلاحا اویل فری از طراحی پیچیده ای برخوردار است. تنها ذرهای روغن در خط تولید دارو یا چیپس و پفک منجر به بدبختیهای بسیاری میشود. این کمپرسورها در قالبگیری بادی بطری نوشابهها هم استفاده میشود. در داروسازی بستهبندی استریل، جابجایی پودرها و کنترل ماشین آلات از هوای صددرصد پاک استفاده میکند.
در بیمارستانها اتاق عمل، استریل سازی تجهیزات، تجهیزات تنفسی و البته یونیت دندانپزشکی نیازمند هوای فشرده اند. برگردیم به پاراگراف اول که سعی در توصیف صدای ابزار پنوماتیک داشتیم، همهی ما با صدای پنوماتیک خاطره، آن هم خاطرهی تلخ ابزار دندانپزشکی را، داریم. ابزار دندانپزشکی همچون توربینی با هوا میچرخند. تجهیزات تنفسی از هوای کنترلشده بهره میبرند و درهای اتومات بیمارستانی نیز با کمک تجهیزات بادی کار میکند. به خاطر سلامتی انسانها هوای فشردهی این فضا نیز استریل، خشک و عاری از آلاینده هاست.
در صنایع بسته بندی هوای نیرویی نامرئی است که پشت پرده مشغول به کار است. چرا کیسههای چیپس پف دارند؟ اشتباه کردید، آن پف اضافی هوای فشرده نیست، بلکه نیتروژن فشرده است که با کمک کمپرسور نیتروژن تولید میشود. هوای فشرده در مراحل دیگر تولید و شکلدهی بسته ها نقش فعالی دارد. در تولید کاغذ و مقوا نیز از هوا برای خشک کردن، کنترل ضخامت ورق و هدایت دقیق مواد استفاده میشود.
تمیزکاری آخرین کاربرد هوای فشرده است که اسم و رسم باکلاسی ندارد، اما در تمام محیطهای صنعتی لازم است. هر جا دستگاهی مشغول جمع آوری گرد و غبار یا خاک و براده دیدید، تفنگی در آن نزدیکی در حال شلیک هواست تا آشغالها را هدایت کند. در صنایع الکتریونیکی نیز برای پاکی سطوح و قطعات حساس از هوای خشک و فیلترشده استفاده میکنند تا آلودگیهای کوچک نیز از مدار خارج شود.
هوا حتی در کشاورزی صنعتی هم حضور داشته و سیستمهای دوشیدن شیر گاو، تجهیزات جابجایی دانه و ماشین آلات بسته بندی مدیون آن هستند. هوا، برای محیطهای مرطوب کشاورزی، از الکتریسیته امن تر است. همهی اینها بخشی از نقشهای هوای فشرده و هوا در صنایع است. انرژی پنوماتیکی به خاطر مانورپذیری و قابلیت کنترل بالا، هزینهی مناسبتر، امنیت در مقایسه با الکتریسته و گاز و انعطارف زیاد در صنایع مختلفی به مرور جای گرفته است. البته همهی نیکیهای هوای فشرده را گفتیم، ایرادات آن را از یاد نبریم.
ضعفهای انرژی پنوماتیک و هوا در صنایع
نخستین ضعف هوای فشرده مصرف زیاد انرژی است. برای همین همواره توصیه میشود که اگر به الکتریسیته دسترسی دارید به سراغ کمپرسور الکتریکی یا کمپرسور برقی بروید، سپس اگر چنین دسترسی پیوستهای به برق صنعتی و ایمن را نداشتید انتخاب شما میتوان کمپرسوری دیزلی باشد که با موتوری دیزلی کار میکند. به هر حال هزینههای هوای فشرده از جمله سنگینترین هزینههای جانبی کارخانجات است. بازده انرژی هوای فشرده بسیار پایین است و این دومین نقطهی ضعف آن است. البته که این بازدهی در مدلهای جدیدتر کمپرسور همچون کمپرسور اسکرو و کمپرسور سانتریفیوژ بهبود یافته، ولی کمپرسورهای گاراژی یا اصطلاحا پیستونی که در مصارف فشارهای بالا استفاده میشوند همچنان بازده پایینی دارد. همچنین نشتی دشمن درجه یک صنایعی است که از هوای فشرده استفاده میکنند و کوچکترین نشتی آن بازدهی ضعیف را ضعیفتر کرده و پول شما را دورتر میریزد.
سومین مشکل استفاده از هوای فشرده کنترل و مدیریت رطوبت و روغن است. سیستم فیلتراسیونی که درست کار نمیکند همراه هوای فشرده اب و روغن وارد ابزارها و ماشین آلات میکند و این به مرور خرابی، زنگ زدگی و آلودگی محصول نهایی را موجب میشود. خشک کن یا درایر کمپرسور، فیلتر کمپرسور، جداکنندهی رطوبت و سپراتور روغن از جمله تجهیزات پاکسازی هستند که سلامت خط لولهی شما را تضمین میکند. یعنی این ضعف کمپرسور هوا نیاز به تجهیزات جانبی را ملموس ساخته است.
سر و صدای کمپرسور هوا نسبتا زیاد است. اصلا اگر در کارخانه ای و جایی صدایی شنیدید متهم ردیف اول کمپرسور هواست. برخی مدلهای قدیمی کمپرسور اسکرو و کمپرسورهای پیستونی سروصدای زیادی دارند، برای همین اتاقی مجزا با نام کمپرسورخانه در کارخانجات تعبیه میشود تا برای خود مشغول کار و خلق صداهای عجیب و غریب باشند. ابزارهای بادی نیز ممکن است صدای زیادی ایجاد کنند که کارگرها را ناراحت خواهد کرد. این سر و صدا عیبی ناپیدا هم دارد: یکی از بارزترین نشانهی خرابی در هر دستگاهی صدای غیرعادی است، اما شما چطور میخواهید صدای غیرعادی کمپرسور را در میان آن همه سروصدایی که ایجاد میکند بشنوید؟
کمپرسورها نیازمند نگهداری هستند. سیستمهای پنوماتیک و کمپرسورها نسبت به برخی دستگاههای دیگر نازنازیتر بوده و نیازمند روانکاری، تعویض فیلتر، کنترل دمایی و بررسی نشتیها هستند که در قالب سرویسهای دورهای انجام میشود. ایراد نهایی نیز آن جایی نمایان میشود که نیاز به نیروی بسیار زیاد دارید. همانطور که گفته شد بعدا به مقایسه و بررسی پنوماتیک یعنی بادی با هیدرولیک یعنی آبی خواهیم پرداخت. نیروی هیدرولیک نیروی بیشتری تامین میکند و برای مثال دریلهای سنگ نوین که از انرژی هیدولیک استفاده میکند در مقایسه با دریل واگنهای پنوماتیک قدرت بیشتری دارند. یا در جاهایی که دقت میلیمتری ضروری است و سرعت بایستی کنترل شده باشد انرژی الکتریکی برتری چشمگیری به هر دوی موارد بالا دارد.
سازندگان معروف کمپرسور هوا و قیمت آن
شرکت اطلس کوپکو مخترع بسیاری از کمپرسورهای امروزی است.
اطلس کوپکو سوئد معروفترین سازندهی کمپرسور هواست، در کنار آن برندهای مشهور دیگری در سطح جهان داریم که متوان به اینگرسولرند آمریکا، کایزر آلمان، کوبلکوی ژاپن، سول ایر آمریکا، کایشان چین، فوشنگ چین، کمپ ایر که زیر مجموعهی اینگرسولرند است، لیوتک که زیرمجموعهی اطلس کوپکوست و ایرمن ژاپن اشاره کرد. برندهای متفرقهی دیگری نیز در سطح جهان داریم و شرکتهای موفق ایرانی هم با بکارگیری قطعات و تجهیزات وارداتی اقدام به مونتاژ کمپرسور هوا در مدلهای مختلف اسکرو، سانتریفیوژ و پیستونی کرده اند. امید دیرینهی ما و فعالان صنعت است که در ایران این گام مهم برداشته شود و صنعت ما جانی دوباره گرفته، در کنار آن کمپرسور هوای باکیفیت ایرانی را از صفر تولید کنیم.
کمپرسور هوا در مدلهای مختلفی برای نیازهای گوناگونی ساخته میشود، اما این روزها خرید کمپرسور ارزان ریسک دارد. به هر روی نمیتوان قیمت مشخصی برای انواع کمپرسور هوا تبیین نمود، ولی میتوان گفت که کمپرسور کارکرده ارزانتر از کمپرسور صفر است و در صنعت ایران بازار کمپرسور کارکرده بازاری ریشهدار و قابل اعتماد است. در تمامی این موارد نیازمند حضور کارشناس کاربلدی هستید تا کمپرسور را برای شما کارشناسی کند و از توصیهی مهندسان مکانیک و برق و اپراتورهای کمپرسور فعال در کارخانههای آشنا نیز میتوانید استفاده کنید. قیمت کمپرسورهای اروپایی گرانتر است، اما همین برندها در چین هم تولید دارند و ۲۰ تا ۳۰ درصد قیمت کمپرسور ارزانتر تمام میشود. برای خرید کمپرسور معمولا کارفرمایان دقت کافی را دارند تا دقیقا نیاز خود را تامین کنند و هزینهی فراتر از نیاز نکنند، البته استثنا در مواردی پیش می آید که کارفرما قصد توسعهی خط تولید در آینده را داشته باشد که پیشاپیش کمپرسور هوای قویتری خواهد خرید.
