Copyright 2007 by SDT International n.v. s.a. Eerste uitgave, Nederlandse versie. Onder voorbehoud van alle rechten. De reproductie in om het even

Transcriptie

1 Handleiding voor ultrasone lekdetectie op industriële persluchtinstallaties

2 Copyright 2007 by SDT International n.v. s.a. Eerste uitgave, Nederlandse versie. Onder voorbehoud van alle rechten. De reproductie in om het even welke vorm van het gehele document of van een deel ervan is verboden zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van SDT International n.v. s.a. SDT International n.v. s.a. Humaniteitslaan 415 B 1190 Brussel (BELGIË) Tel: Fax: info@sdt.be Website: 2

3 Inhoudstafel 1. Persluchtlekdetectie: een dubbele uitdaging Betaal de gebruikte lucht, niet de lekken! Lekdetectie door te luisteren naar het ultrasoon geluid dat lekken produceren Een lekdetectiecampagne voeren en er zo veel mogelijk voordeel uithalen Een doeltreffende strategie uitbouwen De procedure opstellen Kies de juiste detectieapparatuur De SDT 170 detector goed gebruiken Lekken... maar waar? Lekdetectieprocedure De gegevens optekenen Een persluchtlek kwantificeren Een aantal praktische tips

4 SDT International is in zijn sector de onbetwiste marktleider als ontwerper en als producent van een ruim gamma meetinstrumenten voor ultrasone detectie en voor evaluatie van diverse andere fysische parameters. De knowhow van de onderneming bestrijkt een hele reeks toepassingen: dichtheidstesten van grote en kleine volumes en van ondergrondse opslagtanken, lekdetectie op elk leidingnet onder druk, kwaliteitscontroles tijdens het productieproces en detectie van slijtage en afwijkingen tijdens het predictief onderhoud van mechanische installaties. Het succes van onze onderneming berust op onze filosofie en onze bereidheid om steeds de meest efficiënte en kostenbesparende oplossing aan te bieden voor de problemen van onze klanten. 4

5 1. Persluchtlekdetectie: een dubbele uitdaging. Lekdetectie op industriële persluchtinstallaties stelt ons voor een dubbele uitdaging: een ecologische, voor ieder van ons, en een economische, voor elk bedrijf. Is het omdat er sprake is van het milieu dat maar weinig bedrijfsleiders zich door het onderwerp aangesproken voelen? Laten we het dan eens vanuit een ander standpunt bekijken: door deze enorme verspilling weg te werken, kunnen er heel wat kosten bespaard worden. Een proactief ultrasoon lekdetectiecampagne, met kwantificering van het persluchtverlies, laat toe die besparing eenvoudig te berekenen. De cijfers zullen overtuigend genoeg zijn om u aan te zetten tot een beter beheer van uw energieverbruik. Wanneer we het hebben over energiebesparingen, is de link met milieubescherming echter nooit veraf. Lekdetectie op uw industriële persluchtinstallaties komt aan die dubbele bekommernis tegemoet. Ecologische én economische uitdaging. Energie is, en wordt, steeds meer een belangrijke en prioritaire kwestie; onder andere door haar prijs, door de uitputting van de bronnen, door de onherroepelijke strijd tegen klimaatveranderingen, enz. En waarom zou u binnen dergelijke context geen paal en perk stellen aan het totaal nutteloze energieverbruik door lekken op persluchtinstallaties? Wordt het niet hoog tijd de schade te beperken? Het in februari 2005 geratificeerde Kyoto-protocol legt ons op de toxische uitstoot in de atmosfeer terug te dringen door het energierendement beter te beheren. Vijfendertig industrielanden hebben zich ertoe verbonden om tegen 2012 hun uitstoot van broeikasgassen met 5 % terug te schroeven ten opzichte van het niveau van Zij nemen 35 % van de mondiale uitstoot voor hun rekening. Op zich is die doelstelling verre van voldoende. Temeer omdat er geen enkel engagement is aangegaan voor na Volgens Stéphane Dion, aftredend voorzitter van de VNconferentie over klimaatverandering, zijn wel 10 Koyto-protocollen 5

6 nodig willen we de aan de gang zijnde evolutie counteren. Om de opwarming van de aarde te stabiliseren, moet volgens wetenschappers de uitstoot van broeikasgassen binnen dit en 50 jaar met 60 % verminderd worden. Als er niets gebeurt, zal die uitstoot zelf met 60 % stijgen. En welk aandeel zal de industrie daarin hebben? Terwijl u het bedrag op uw energiefactuur ziet toenemen, gaat er geen dag voorbij zonder dat er nieuwe engagementen worden aangegaan om de uitstootquota van CO2 te verminderen. Heel de industrie staat dus voor een dubbele uitdaging. Dat is des te meer het geval omdat de Europese Unie zich er begin 2007 toe verbonden heeft om tegen 2020 dergelijk type uitstoot met ten minste 20 % te verminderen. Persluchtlekken leiden tot dure overconsumptie van energie. Wat kennis, een paar vaardigheden die iedereen zich eigen kan maken en, vooral, een aantal goede reflexen volstaan om de energiebekommernissen in het beheer van uw productieapparaat te integreren. In tegenstelling tot wat vaak gedacht wordt, kan een beter energiebeheer en/of een investering in energie-efficiëntie heel rendabel zijn. En daar waar andere maatregelen pas op lange termijn hun vruchten afwerpen, sorteert het wegwerken van lekken onmiddellijk effect, en voor het milieu en voor uw financiën. Over het algemeen wordt er van uitgegaan dat milieubeschermingsmaatregelen kosten met zich meebrengen. In het geval van persluchtdetectie daarentegen zijn de kosten-baten perfect in evenwicht. En wat motiveert nu meer dan weten dat u de toekomst van de volgende generaties veiligstelt! Lekdetectie op industriële persluchtinstallaties ligt binnen het bereik van elke onderneming en is een belangrijk onderdeel van een actief energiebeleid. Lekdetectie op industriële persluchtinstallaties Ecologische uitdaging. Voor ieder van ons en voor de toekomstige generaties. Economische uitdaging. Voor elk bedrijf. 6

7 2. Betaal de gebruikte lucht, niet de lekken! Perslucht is het meest gebruikte, maar tevens duurste gas in de industrie. Op basis van een verbruik voor een periode van 5 jaar en met jaarlijkse productie-uren, wordt er over het algemeen van uitgegaan dat de kosten van persluchtproductie als volgt kunnen worden opgesplitst: 75 % energie, 13% investering en 12 % onderhoud. Perslucht is duur voor een globaal thermodynamisch rendement (gebruiksrendement) van nauwelijks 10 %, zelfs in de meest optimale omstandigheden. Persluchtproductie staat op de 2 de of 3 e plaats van de energieuitgaven van een onderneming. Het is dan ook normaal na te gaan in welke mate verbeteringen kunnen worden doorgevoerd. Deze berusten voornamelijk op de ideale verhouding tussen de reële behoeften van de productie en de drukniveaus, op de reductie van de energieverliezen, op het onderhoud van de onderdelen, op de kwaliteitscontrole van de lucht en op het wegwerken van lekken op de netwerk. In plaats van die verbeteringen in overweging te nemen, compenseren sommige bedrijven de verliezen met een bijkomende compressor. Die situatie is niet uitzonderlijk Lekken kunnen 30 tot 40 % van het totaalverbruik opslorpen. U moet weten dat lekken overal op uw persluchtnetwerk kunnen voorkomen: aftakkingen, afscheiders, filters, drukregelaars, ventielen, snelkoppelingen, rubberen slangen enz. En er zijn nog heel wat andere mogelijkheden, zowel op de meest verborgen als op de meest onberijkbaarste plaatsen. Om het verlies tot een redelijk volume te beperken, is het dan ook onontbeerlijk proactief op zoek te gaan naar dergelijke soort verspilling: 7

8 Reductie persluchtverlies tot 5 % van het totaalverbruik. Dat geldt des te meer omdat de lekken verhinderen dat de minimale gebruiksdruk bereikt wordt, waardoor men vaak de neiging heeft de druk te verhogen. Wat het verlies dan weer doen toenemen. Gezien het groot aantal bestanddelen van elk persluchtsysteem kan men zich makkelijk het potentieel aan lekken indenken, net als het financieel rendement van een lekdetectiecampagne. Door een eenvoudige vermenigvuldiging op basis van de kosten die het kleinste lek met zich meebrengt, is de berekening van het verlies snel gemaakt: Een enkel lek van 1 mm bij 6 bar kost u reeds 144 per jaar. Bij 12 bar kost dat u 480 per jaar. Jaarlijkse energiekosten die veroorzaakt worden door een nietgedetecteerd lek*. Gat Ø [mm] Luchtverlies bij 6 bar [l/s] Luchtverlies bij 12 bar [l/s] Energieverlies in kwu bij 6 bar Energieverlies in kwu bij 12 bar Kosten - bij 6 bar [EUR] Kosten bij 12 bar [EUR] 1 1,2 1,8 0, ,6 3,7 0,7 2, ,8 7,4 1,2 4, ,5 12,8 1,9 7, ,1 20,8 3,1 12, Kosten te vermenigvuldigen met het aantal lekken *kwu x 0,06 EUR x werkingsuren per jaar. 8

9 3. Lekdetectie door te luisteren naar het ultrasoon geluid dat lekken produceren Lekken brengen ultrasoon geluid voort. Voor een goed begrip van de lekdetectiemethode is het onontbeerlijk te weten wat ultrasoon geluid is en op welke manier het verband houdt met lekken. Geluid en ultrasoon geluid zijn mechanische trillingen van de materie. Ultrasoon geluid is net als geluid een trilling, maar met een frequentie hoger dan 20 khz. Het kan dus niet worden waargenomen door het menselijk oor, dat een hoorbaarheidsgrens heeft tussen 15 Hz en 20 khz. In tegenstelling tot de diffuse emissie van geluid, verspreidt ultrasoon geluid zich geconcentreerd en in eenzelfde richting. Het kan vergeleken worden met een lichtbundel waarvan de intensiteit afneemt naarmate de afstand toeneemt. Ultrasoon geluid ontstaat op natuurlijke wijze door turbulentie wegens pneumatische of hydraulische problemen (lekken) of door wrijvingsverschijnselen die aan de basis van mechanische problemen liggen. Ook elektrische problemen zoals bogen, corona-ontladingen enz. creëren ultrasoon geluid. In geval van lek op een persluchtsysteem genereert de wrijving van de ontsnappende lucht ultrasoon geluid op de wanden van de perforatie. En dat ongeacht het volume van het lek, zijn debiet en de afmeting van de perforatie, hoe klein ook. Ultrasoon geluid kan met behulp van een zender eveneens kunstmatig worden opgewekt, bijvoorbeeld bij dichtheidstesten. Omdat de gehoorscherpte van het menselijk oor beperkt is, kan ultrasoon geluid, de oorsprong ervan en bijgevolg de exacte locatie van het lek dan ook alleen maar worden waargenomen met behulp van een detectie-instrument. 9

10 Het werkingsprincipe van de ultrasone detector SDT 170. De SDT 170 detecteert ultrasone signalen, zet ze om in hoorbare frequenties en versterkt ze. Bedoeling is het ontvangen signaal via heterodyne technologie om te zetten in een hoorbaar en dus interpreteerbaar signaal. Deze oplossing breidt de hoorcapaciteit van de mens uit naar geluiden op de ultrasone frequenties. Figuur 1 - De belangrijkste functie van de SDT 170 is hogefrequentiesignalen om te zetten in hoorbare signalen. De centrale frequentieband van de detector kan worden ingesteld op een specifieke frequentie tussen 15.1 en khz; de standaardfrequentie is 38.4 khz. Figuur 2 - De frequentiebanden worden gebruikt in functie van het type geluid dat gedetecteerd moet worden. Met het oog op een correcte detectie is de SDT 170 enkel gevoelig voor ultrasone trillingen. Het toestel geeft de turbulentie-effecten weer, dus het reëel geluid van het lek, en kwantificeert dit lek in dbµv. 10

11 4. Een lekdetectiecampagne voeren en er zo veel mogelijk voordeel uithalen. Een proactief lekdetectiecampagne impliceert in eerste instantie dat een planning wordt opgesteld van de regelmatig herhaalde handelingen. Dat is iets heel anders dan de gerichte en onvoorziene reacties naar aanleiding van lekken die als vanzelfsprekend worden beschouwd. Dergelijke proactief campagne vereist het gebruik van het instrument en het toebehoren dat het best geschikt is voor iedere locatie, en vergt een gepaste methodologie, gegevensbeheer over elk lek, gedocumenteerde en gevalideerde interventies en herstellingen en, tot slot - in de mate van het mogelijke - de kwantificering van de lekken en de berekening van de besparingen. 4.1 Een doeltreffende strategie uitbouwen Het goed beheer van en een succesvol onderhoudsprogramma voor uw persluchtnetwerk berust voornamelijk op de kwaliteit van uw strategisch plan. DE DOELSTELLINGEN BEPALEN - Bepalen wat de doelstellingen zijn, naast de belangrijkste doelstelling die erin bestaat uw energieuitgaven drastisch terug te schroeven, en erkennen dat een kleine investering in een detector van groot belang is. Elke doeltreffende onderhoudsstrategie berust noodzakelijkerwijze op een welbepaalde doelstelling. Zo is de eerste vraag die u zich daarbij logischerwijze moet stellen: Welke doelstellingen wil ik met het onderhoudsplan voor mijn persluchtnetwerk bereiken? Hieronder volgen een aantal voorbeelden: - Uw energiekosten drastisch terugdringen met een minimum aan investeringen. - Het detecteren, kwantificeren en herstellen van alle persluchtlekken in het bestaande persluchtnetwerk. - Het totale persluchtverlies beperken tot 5 % van het totaalverbruik. - Uw compressoren minder belasten en hun levensduur verlengen. 11

12 - Alle werknemers van uw bedrijf bewust maken van de hoge kostprijs van perslucht. - Alle betrokken gebruikers op de hoogte brengen van de beste praktijken qua onderhoud van persluchtleidingen. - Enz. ALLE PERSONEELSLEDEN BEWUST MAKEN - Met het oog op een maximale doeltreffendheid is het belangrijk dat u al uw personeelsleden bewust maakt van de problematiek door uw doelstellingen voortdurend onder de aandacht te brengen. Die doelstellingen moeten kenbaar worden gemaakt in heel het bedrijf, zodat elke medewerker er voortdurend aan wordt herinnerd. UW NETWERK IN ZIJN TOTALITEIT HERDENKEN EN KRITISCH BEKIJKEN - Een onderhoudsprogramma voor uw persluchtnetwerk omvat meer dan enkel lekken opsporen en herstellen. U moet uw netwerk ook in zijn totaliteit herdenken en kritisch kijken, en de noodzakelijke verbeteringen aanbrengen om het rendement te verhogen. 4.2 De procedure opstellen Bij het opstellen van uw procedure moet u een drieledig resultaat voor ogen houden: de veiligheid, de betrouwbaarheid en de doeltreffendheid van uw lekdetectieprogramma. Voor een optimaal beheer van uw persluchtnetwerk dient u in het bijzonder aandacht te schenken aan volgende elementen van de procedure: DE VEILIGHEID Die vereist dat er een procedurehandboek wordt samengesteld. Dat document moet met de meeste zorg worden opgesteld. Het specificeert immers de inspectiefrequentie voor elk controlepunt, evenals de sensor en het toebehoren dat het best voor elk van die punten geschikt is. De vijf fasen van de controleprocedure worden gedetailleerd beschreven: opsporen, lokaliseren, kwantificeren, herstellen en de herstelling controleren. Bovendien zal iedere interveniënt er de gegevens van het lek in optekenen, en melden dat de procedure van elke fase werd nageleefd. DE FREQUENTIE Een doeltreffend jaarlijks onderhoudsplan vereist dat het totale persluchtnetwerk 3 à 4 keer per jaar geïnspecteerd wordt. Bewegende delen of persluchtcomponenten in een destructieve omgeving dienen maandelijks geïnspecteerd. Daardoor 12

13 bent u er zeker van dat u alle nieuwe lekken zo vroeg mogelijk na hun ontstaan opspoort en dat de herstellingen uit de vorige inspecties optimaal zijn uitgevoerd. KEN UW PERSLUCHTNETWERK Zowel voor uzelf als voor de betrokken personen is kennis van het persluchtnetwerk, van de compressoren en van de nodige drukken en drukverschillen onontbeerlijk bij het opstellen en het nauwkeurig opvolgen van een onderhoudsplan. DE ACTUALISERING VAN DE CONTROLEPLANNEN - Door de installatieschema's bij het houden, kunt u het plan van alle controlepunten daar voortdurend op afstemmen. Alle lekken worden daar geleidelijk in opgetekend, met hun exacte locatie, hun frequentie, hun volume, het type van de uitgevoerde herstelling en de controle van die herstelling. DE KEUZE VAN DE UITRUSTING - Het is belangrijk dat u nauwkeurig bepaalt welke sensoren en toebehoren het best geschikt zijn voor elk detectiepunt. TRAINING EN OPLEIDING Vergewis u ervan dat alle gebruikers van de ultrasone lekdetectieapparatuur de nodige praktische en theoretische training of opleiding hebben gekregen van een daartoe gecertificeerd trainer. VOLG DE 4 STADIA VAN DE PROCEDURE - De vier stadia van het lekdetectieprogramma moeten gevolgd worden: opsporen, lokaliseren, herstellen en opnieuw controleren. DE CONTROLE VAN DE HERSTELLINGEN - Te integreren in de procedure: de ultrasone controle van elk hersteld lek. Enerzijds is de persoon die controleert niet altijd degene die herstelt en anderzijds dient nagegaan of er bij het herstellen van het lek niet ongewild andere lekken op andere plaatsen ontstaan zijn. HET GEGEVENSBEHEER- Het kwantificeren van het lekvolume is geen eenvoudige aangelegenheid. Door de feedback die het van zijn grote gebruikers krijgt en door zijn gespecialiseerde knowhow benadert SDT de kwantificering op een volstrekt unieke wijze. Door de cijfers samen met de historiek van elk lek op te tekenen, kunt u een jaarlijkse tabel opstellen van de besparingen die u dankzij het onderhoud van uw netwerk gerealiseerd hebt. Bovendien draagt dit ertoe bij dat binnen uw bedrijf kennis en ervaring worden overgedragen. 13

14 4.3 Kies de juiste detectieapparatuur Zoals al gesteld in het hoofdstuk over de procedure, vereist elk controlepunt het gebruik van de best geschikte sensor of het best geschikte toebehoren. We moeten steeds in ons achterhoofd houden dat de frequentie van ultrasoon geluid een laag energieniveau heeft en dat die zich geconcentreerd en in één enkele richting verspreidt. Voor elke controlesituatie en voor elke plaats dient dan ook de meest doeltreffende ultrasone sensor gekozen: De interne sensor van de detector De flexibele sensor De EDS-adapter (Extended Distance Sensor) De paraboolsensor. Makkelijk bereikbaar. Alle SDT 170 ultrasone detectoren zijn voorzien van een interne, open sensor voor het opsporen van perslucht-, gas- en vacuümlekken. Deze interne sensor is ideaal voor het dagelijks gebruik en voor een snelle controle van plaatsen die makkelijk bereikbaar zijn en zich vlak tegenover de operator bevinden. Bij gebruik in combinatie met verschillende precisie-toebehoren (fig. 3 nr. 2 tot 5) kan hij gemakkelijk de exacte plaats van het lek aanduiden. Figuur 3 Interne sensor van de SDT 170 met precisie-toebehoren. 14

15 Moeilijk bereikbaar. Deze flexibele buis met geïntegreerde sensor is speciaal ontwikkeld om lekken op te sporen op zo goed als onbereikbare plaatsen of om rond de te controleren elementen te buigen. Ze kan immers gedraaid, gebogen en "in allerlei bochten gewrongen worden". De flexibele sensor bestaat in twee verschillende lengtes: 550 tot 820 mm. Figuur 4 - Flexibele sensor. Gemiddelde afstand (tot 10 m). Over het algemeen bevindt een groot deel van het persluchtnetwerk zich net onder het plafond. Dat is zonder ladder of hoogtewerker onbereikbaar voor inspectie. Maar het kan makkelijker... Met de EDS (Extended Distance Sensor) kan dat perfect gecontroleerd worden vanop de begane grond. Deze adapter heeft een unieke hoornvorm. Wanneer die op de interne sensor van de SDT 170 wordt geplaatst, centreert die de ultrasone frequenties, garandeert die een betere detectie op gemiddelde afstand en verbetert die de benaderingsprecisie. Figuur 5 - De EDS-adapter (Extended Distance Sensor). 15

16 Lange afstand (tot m). Indien de te controleren plaats of het op te sporen lek ondanks het gebruik van de EDS (fig. 5) buiten het bereik van de detector blijft, kunt u de paraboolsensor gebruiken. Die focust zwakke ultrasone signalen met grote precisie naar de sensor, waardoor de detectieafstand aanzienlijk wordt vergroot Deze doorschijnende parabool in plexiglas is uitgerust met een uiterst gevoelige sensor. Met het oog op een extreem nauwkeurige detectie beschikt het apparaat over twee vizieren: een "geweervizier" en een krachtig laservizier. Figuur 6 - Paraboolsensor met laservizier. 4.4 De SDT 170 detector goed gebruiken* 1. Indien u geen gebruik maakt van de interne sensor van de SDT 170, sluit u de gekozen sensor aan op de externe sensorconnector. Verbind vervolgens de hoofdtelefoon met de audiouitgang van het toestel. Het gebruik van de hoofdtelefoon is onontbeerlijk om lekken te detecteren, te lokaliseren en te kwantificeren. Tegelijkertijd vormt de hoofdtelefoon een afdoende bescherming tegen storende omgevingsgeluiden. 2. Zet de SDT 170 aan (fig. 8 pagina 18). 16

17 3. Vergewis u ervan dat de SDT 170 automatisch de juiste sensor herkent. De identificatie van de sensor wordt aangegeven in de linkerbovenhoek van het display (fig. 7, Type sensor). Figuur 7 - LCD-display 4. Controleer de batterijlading op het pictogram in de rechterbovenhoek van het display (fig. 7). 5. Als u er zeker van bent dat alle werkingsprocedures in acht zijn genomen, kunt u de lekdetectie volgens de in hoofdstuk 5 beschreven procedure starten. * U vindt meer details terug in de gebruikshandleiding van de SDT 170. Het belang van de numerieke weergave. Uw SDT-detector kan worden uitgerust met een display voor staafdiagramweergave of met een display dat de lekmeetgegevens digitaal weergeeft. Die numerieke weergave is met name onontbeerlijk om de lekken te kwantificeren met het oog op een latere economische evaluatie van uw lekdetectiestrategie. Naast de traceerbaarheid van de meetwaarden en de gebruiksvriendelijkheid biedt de opslag van gegevens en hun overdracht naar een pc nog talrijke andere voordelen. Deze feature is beschikbaar voor sommige versies. 17

18 Figuur 8 Basisfuncties van de SDT

19 4.5 Lekken... maar waar? Lekken kunnen overal in uw persluchtsysteem voorkomen! De top twaalf van de meest voorkomende persluchtlekken is: 1. Aftakkingmateriaal 2. Snelkoppelingen 3. Filters 4. Pneumatische cilinders 5. Drogers 6. Drukregelaars 7. Rubberen slangen 8. Olieregelaars 9. Isolatieventielen 10. Controleventielen 11. Automatische afscheiders 12. Allerlei behuizingen Onderstaande tabel geeft de opsplitsing qua persluchtverbruik weer bij totaal gebrek aan proactief of predictief onderhoudsplan. Opsplitsing van het persluchtverbruik in de industrie (internationaal gemiddelde) Eindgebruikers 43 % Lekken naar de atmosfeer 34 % Onjuist of onzorgvuldig gebruik 16 % Gepurgeerde lucht 5 % Falende aftappers 2 % Deze cijfers zijn gemiddelden en werden opgesteld door Plan Support & Evaluations Inc. Audit Division 19

20 20

21 5. Lekdetectieprocedure. De eigenlijke lekdetectie dient te gebeuren volgens een aantal basisprincipes die voornamelijk de doeltreffendheid en het werkcomfort beogen. Met het oog op het herhaaldelijk uitvoeren en het vergelijken van de metingen, moet steeds dezelfde sensor en/of het hetzelfde toebehoren voor eenzelfde te controleren plaats gebruikt worden. De versterkingsfactor van het toestel wordt geselecteerd in functie van de werkomgeving. Voor de exacte plaatsbepaling beweegt u het toestel in alle richtingen en zoekt u het sterkste ultrasoon signaal. Op dat moment zal de hoogste waarde op het display verschijnen. Het gaat dus om een eenvoudig en intuïtief proces, omdat wat u hoort het reële lawaai is dat het lek maakt. Indien het lek niet onmiddellijk hersteld wordt, dient de plaats nauwkeurig gemarkeerd. Na elke herstelling dringt zich een nieuwe controle op en moet tevens de onmiddellijke omgeving gecontroleerd worden. Procedure: 1. Start de detectie op een zo hoog mogelijke amplitude en beweeg het toestel of de sensor die u op het toestel hebt aangesloten van boven naar onderen en van links naar rechts om op die manier het lek zo nauwkeurig mogelijk te lokaliseren. Zoek naar het typisch ultrasoon, hoog sissend geluid dat eigen is aan perslucht- of vacuümlekken. Als het geluid te hoog is, moet de versterkingsfactor aangepast worden tot een comfortabel niveau. 2. Zodra u dat sissend geluid waarneemt, brengt u de sensor dichter naar de bron van het geluid om zo het lek te lokaliseren. Druk op de pijl naar beneden om de sterkte van het signaal te verminderen, want hoe dichter u bij de exacte plaats van het lek komt, hoe sterker het geluidsniveau wordt. 3. Het lek bevindt zich op de plaats waar het signaal het sterkst is en waar het display de hoogste waarde aanduidt. 21

22 4. Selecteer de juiste versterkingsfactor in functie van uw werkomgeving, zodat het display van de SDT 170 beide indicatiepijlen niet langer weergeeft. Die kunnen even wel zichtbaar blijven indien de versterkingsfactor op zijn hoogste (A=80) dan wel zijn laagste (A=10) waarde staat. 5. Noteer de op het scherm weergegeven meetwaarde van het lek (dbµv), of sla die op. 6. Signaleer de precieze plaats van het lek voor onmiddellijke herstelling of markeer het voor latere herstelling. 7. Documenteer het gedetecteerde lek zoveel mogelijk: plaats, type van het lek, grootte van het verlies, naam van de controleur en van de hersteller... Perslucht is duur. Persluchtverlies = verspilling! 1. De controle van deze energievector is een absolute noodzaak. Perslucht is duur. 2. Perslucht kost 0,6 tot 3 eurocent per Nm³, al naargelang van de optimalisering van de installatie. 3. Het globaal thermodynamisch rendement (gebruiksrendement) van een installatie is heel laag: gemiddeld maar ± 10 % als rekening wordt gehouden met energiedispersie, met verliezen door motoren, bij overbrenging en door compressoren en met lekken. Er is dus een groot potentieel voor verbetering! 22

23 6. De gegevens optekenen. Het optekenen van lekgegevens vormt een uiterst belangrijke stap binnen uw lekdetectiecampagne. Die stap dient in uw onderhoudsplan opgenomen, en moet de mogelijkheid laten daar elementen aan toe te voegen die specifiek zijn voor uw strategie en die tegemoetkomen aan de door het beleid vooropgestelde doelstellingen. Voorbeeld van een (interne) lekdetectie controlepagina. BEDRIJFSLOGO AFDELING:... MACHINE (of lokaal):... CONTROLEUR:.. SENSOR: AFSTAND VAN DE METING:. Beschrijving persluchtlek Datum en controleur Afdeling Lek - nummer Beschrijving en plaats Lekgrootte in dbµv Luchtverlies in L/u Luchtverlies in /j Verantwoordelijke en datum herstelling Verantwoordelijke en datum nieuwe controle 23

24 Legende bij de lekdetectie controlepagina: Datum & controleur Datum en naam van de verantwoordelijke voor de lekcontrole. Afdeling Afdeling van het bedrijf waar de lekdetectie plaatsvindt (bv. productieatelier, verpakkingsafdeling, enz.). Leknummer Nummer dat op de lekmarkering (tag) werd aangebracht. Beschrijving/Plaats Beschrijving en plaats van het lek (bijvoorbeeld op de linkerkant van het T-stuk aan de uitgang van boiler nr. XXX, of aan de ingang van pomp nr. YYYY zie schema Z). Lekgrootte in dbµv Gemeten en op het display van de detector weergegeven waarde. Lekverlies in L/u Zie tabellen vanaf pagina 28 "Een persluchtlek kwantificeren". Lekverlies in /j Indien u de kostprijs van perslucht binnen uw bedrijf kent, kunt u makkelijk berekenen hoeveel dit lek u op jaarbasis kost. Verantwoordelijke en datum herstelling Datum waarop de herstelling effectief is beëindigd en naam van de hersteller. Verantwoordelijke en datum nieuwe controle Datum waarop de ultrasone controle van de herstelwerkzaamheden heeft plaatsgevonden en naam van de controleur. 24

25 7. Een persluchtlek kwantificeren. De kwantificering van een lek door dbµv om te rekenen naar L/u of SCCM/SCFM moet met de grootste omzichtigheid gebeuren, en blijft het werk van bekwame personen die een aangepaste opleiding genoten hebben. Omdat de gemeten dbµv-waarde door heel wat factoren kan worden beïnvloed, is het enorm belangrijk dat de gebruiker van de meetapparatuur voorafgaandelijk al die factoren begrijpt en daar rekening mee houdt wanneer hij zijn eindconclusies over de kwantificering van een gedetecteerd lek opstelt. Volgende factoren kunnen de meetresultaten tijdens een industriële lekdetectie beïnvloeden: Grootte, vorm en samenstelling van het lek. Omringende storende (parasitaire) ultrasone signalen. Afstand van de sensor tot het lek. Positie en draaihoek van de ultrasone sensor ten opzichte van de luchtstroom. Eigenschappen en gebruiksvoorwaarden van de ultrasone sensor. Temperatuur en vochtigheidsgraad van de uit het lek ontsnappende lucht. en vele andere. 25

26 Persluchtverlies kwantificeren laat tevens toe de besparing te berekenen. De grote vraag die het meest gesteld wordt is: Lekken detecteren, dat is goed. Maar wat brengt mij dat op? Loont dat wel echt de moeite? Onder bepaalde voorwaarden laat de methode toe elk lek te kwantificeren en te berekenen hoeveel zijn herstelling opbrengt. En wat is er nu dankbaarder dan elk kwartaal of elk jaar een tabel te kunnen opstellen van de besparingen waartoe uw onderhoudsprestaties van het netwerk geleid hebben, met daarenboven de zekerheid dat uw energierendement beter onder controle wordt gehouden en dat u een snelle return on investment hebt. In de volgende tabellen vindt u het aantal dbµv, gemeten voor een bepaald persluchtlek, op gelijk welke druk tot en met 10 bar. De dbµv s in de twee eerste tabellen zijn gemeten met de interne of flexibele sensor en een SDT 170S+, M, M+ of MD omdat de 170 S niet over een numeriek display beschikt. De dbµv s uit de derde en vierde tabellen zijn gemeten met de paraboolsensor, waarbij gebruik werd gemaakt van de in de voorgaande paragraaf opgesomde toestellen. Alle gebruikte SDT-detectoren werkten op hun standaardultrasoonfrequentie van 38.4 khz. De dbµv-waarden zijn geregistreerd op het luidste punt van het lek, het gaat dus om maximale waarden. Bij industrieel gebruik van de SDT-lekdetector zal het luidste punt zelden loodrecht op het lek staan, maar zich meestal in een hoek van 30 ten opzichte van het lek bevinden. Een toename van de druk leidt automatisch tot een toename van het debiet. En tegelijkertijd stijgen ook de door de SDT 170 gemeten ultrasone dbµv's. Het grote voordeel daarvan is dat de kwantificering van lekken met de SDT 170 totaal onafhankelijk van de gebruikte (en niet altijd bekende) werkdruk gebeurt. 26

27 Details gebruikt lek: Lekopening: van 0,2 tot 1 mm Oppervlakte: van 0,033 tot 0,822 mm² Belangrijke opmerking: De waarden in deze tabel zijn indicatief en mogen enkel als algemene leidraad gebruikt worden. 27

28 Een persluchtlek kwantificeren. Metingen met de interne sensor van de SDT 170 of met de flexibele sensor. bij 1 tot en met 6 bar 0,4 m dbµv L/u 0 L/h

29 dbµv L/u SCCM SCFM , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,777 29

30 Een persluchtlek kwantificeren. Metingen met de interne sensor van de SDT 170 of met de flexibele sensor. bij 1 tot en met 10 bar 2 m dbµv L/u L/h

31 dbµv L/u SCCM SCFM , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,309 31

32 Een persluchtlek kwantificeren. Metingen met de SDT 170 en de paraboolsensor. bij 5 tot en met 10 bar 2 m dbµv L/u L/h 32

33 dbµv L/u SCCM SCFM , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,678 33

34 Een persluchtlek kwantificeren. Metingen met de SDT 170 en de paraboolsensor. bij 5 tot en met 10 bar 5 m dbµv L/u L/h 34

35 dbµv L/u SCCM SCFM , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,811 35

36 Tabel met correlatie tussen lekdiameter, luchtverlies en energieverlies. Lekdiameter Luchtverlies bij 6,2 bar Nodige energie mm inch L/u SCCM SCFM kw 1,6 1/ , ,2 1/ , ,4 1/ , ,5 3/ ,5 33 Informatiebron van deze tabel: Atlas Copco Compressed Air Jaarlijkse elektriciteitskosten voor een compressor. Pk kwu Kostprijs (EUR) Kostprijs (USD) 5 3, , , , , , , , , , , Basis 24u/24u=8 760 u/jaar Prijs: 0,037 /kwu 36

37 8. Een aantal praktische tips. 1. Gebruik eenvoudige afschermtechnieken om eventuele storende geluiden uit te schakelen. Ultrasonen zijn directioneel of anders gezegd, planten zich voort in één enkele richting. Men kan het vergelijken met de lichtbundel die uitgestraald wordt door een lichtspot. Plaats je iets in de loop van die lichtspot dan wordt hij daardoor onderbroken. Hetzelfde fenomeen kunnen we vaststellen bij ultrasone signalen. Plaatst men iets tussen de bron van het ultrasoongeluid en de detector, dan worden de ultrasone signalen daardoor onderbroken. Van deze eigenschap is handig gebruik te maken wanneer u hinder van storende ultrasone bronnen ondervindt. Gebruik uw lichaam of een stuk karton als afscherming tussen het storende ultrasoon geluid (van bijvoorbeeld purgerende ventielen) en de plaats waar u gaat lekzoeken. Gebruik een vod of uw hand om rond de sensor te leggen teneinde perfect de juiste plaats van het lek aan te duiden. 2. Pas op van reflectieverschijnselen. Soms is het alsof men lekken detecteert op een muur. Men heeft dan te maken met de reflecterende eigenschappen van het ultrasoongeluid. Ultrasoongeluid is een signaal met een lage energiewaarde dat gedeeltelijk wordt geabsorbeerd door een object en gedeeltelijk wordt weerkaatst door dat object. Het gereflecteerde gedeelte van de ultrasone signalen weerkaatst op een oppervlak onder een hoek die gelijk is aan de invalshoek van het geluid. Met deze kennis als achtergrond is in deze gevallen de te volgen procedure vrij simpel (denk hierbij aan een biljartbal die botst tegen de stootbanden van het biljart en die weerkaatst onder een hoek die gelijk is aan de invalshoek). Van zodra men zich in de juiste richting van het lek bevindt, wordt het geluid in de hoofdtelefoon veel harder omdat het gedeelte geabsorbeerd geluid is geëlimineerd. Volg (volgens de normale procedure van het lekzoeken) het geluid om de juiste plaats van het werkelijke lek te kunnen aanduiden. 37

38 3. De absorptie van het ultrasone geluid. Zoals in een voorgaande tip beschreven, wordt een gedeelte van het ultrasoonsignaal geabsorbeerd door het object waarop de ultrasonen worden uitgestraald. Die absorptiefactor is compleet afhankelijk van het materiaal van het object waarop de ultrasone signalen weerkaatsen. Een met stof bekleed oppervlak absorbeert veel meer of weerkaatst veel minder het geluid dan een hard opperblak in beton of metaal. Bij het dichtheidstesten van wagens, vrachtwagens, bussen, speelt dit een grote rol. De kracht van de zender moet aangepast worden aan de soort binnenbekleding van de te testen wagen, vrachtwagen of bus. 4. Plaatsbepaling van een lek. Het is meestal niet voldoende om de detectie van een lek te stoppen op enkele centimeters voor een verondersteld lek. Het is steeds noodzakelijk om de plaats achter het lek te controleren omdat het echte lek zich in dezelfde richting kan bevinden van deze welke u aan het scannnen was, maar veel verderop, of als het een persluchtleiding is aan de achterkant van de buis of de flens. Daarom is het raadzaam van een vlugge scanning te doen van de plaats die zich achter het lek bevindt om zeker te zijn dat men wel degelijk het juiste lek kwantificeert. 5. Kwantificeren van lekken. Om een zo juist mogelijke kwantificering van de lekken mogelijk te maken, moet men steeds uitgaan van de maximum waarde in dbµv. Dit correspondeert met het hoogst waargenomen lekgeluid. Het is alleen de hoogste waarde die mag gebruikt worden om te worden opgeslagen in het intern geheugen en later te worden getransfereerd naar de PC. Door deze waarden in te brengen in de gepaste excel lijsten is het eenvoudige zaak om het totaal aan luchtverlies (verlies in ) te berekenen. 38

39 39

40 Lekdetectie op industriële persluchtinstallaties stelt ons voor een dubbele uitdaging: een ecologische, voor ieder van ons, en een economische, voor elk bedrijf. Is het omdat er sprake is van het milieu dat maar weinig bedrijfsleiders zich door het onderwerp aangesproken voelen? Laten we het dan eens vanuit een ander standpunt bekijken: door deze enorme verspilling weg te werken, kunnen er heel wat kosten bespaard worden. Een proactief ultrasoon lekdetectiecampagne, met kwantificering van het persluchtverlies, laat toe die besparing eenvoudig te berekenen. De cijfers zullen overtuigend genoeg zijn om u aan te zetten tot een beter beheer van uw energieverbruik. Het wegwerken van lekken sorteert onmiddellijk effect, en voor het milieu en voor uw financiën. Over het algemeen wordt ervan uitgegaan dat milieubeschermingsmaatregelen kosten met zich meebrengen. In het geval van persluchtdetectie daarentegen zijn de kosten-baten perfect in evenwicht. En wat motiveert nu meer dan weten dat u de toekomst van de volgende generaties veiligstelt! Lekdetectie op industriële persluchtinstallaties ligt binnen het bereik van elke onderneming en is een belangrijke factor van een actief energiebeleid. De oplossing bestaat, en kan makkelijk en eenvoudig worden toegepast. Ze leidt tot substantiële besparingen en gaat zelfs veel verder dan het louter indijken van een gigantisch energieverlies. Nochtans wordt perslucht nog heel vaak vergeten wanneer er besparingsplannen worden uitgewerkt om de productiekosten te drukken. André DEGRAEVE, Manager SDT International SDT International n.v. Humaniteitslaan 415 B 1190 Brussel (BELGIË) Tel: Fax: info@sdt.be Website: