Prawidłowa metodologia pobierania próbek sprężonego powietrza

Prawidłowa metodologia pobierania próbek jest równie ważna dla dokładnego pomiaru zanieczyszczeń sprężonego powietrza, co użycie właściwego sprzętu testowego. Normy z serii ISO 8573 (od części 2 do 9) precyzyjnie określają procedury badawcze, wskazując, że niezastosowanie odpowiednich metod próbkowania prowadzi do uzyskania zafałszowanych wyników i uniemożliwia rzetelną walidację systemu. W inżynierii i audytach rygorystycznych klas czystości sprężonego powietrza wyróżnia się dwie główne, znormalizowane metody pobierania próbek, które stanowią rygorystyczną alternatywę dla niewiarygodnych pomiarów wskaźnikowych.

Pobór pełnoprzepływowy (Full Flow Sampling)

Metoda ta jest stosowana w sytuacjach, gdy przepływ sprężonego powietrza w punkcie pomiarowym jest mniejszy lub równy maksymalnej przepustowości wykorzystywanego urządzenia testowego. Wymaga ona również, aby aparatura pomiarowa była przystosowana do pracy przy pełnym ciśnieniu roboczym układu, a sama specyfikacja danej części normy ISO dopuszczała takie rozwiązanie. W praktyce przemysłowej urządzenia analityczne mają zazwyczaj znacznie niższe limity przepływu lub ciśnienia niż badana instalacja kompresorowa, co sprawia, że zastosowanie metody pełnoprzepływowej staje się fizycznie niemożliwe i doprowadziłoby do drastycznych błędów pomiarowych.

Pobór częściowy izokinetyczny (Partial Flow Iso-kinetic Sampling)

Zastosowanie izokinetycznej metody poboru częściowego strumienia jest absolutnie niezbędne, gdy natężenie przepływu w rurociągu przekracza możliwości pomiarowe aparatury lub gdy wprost wymaga tego specyfika danego zanieczyszczenia. Metodologia ta ma fundamentalne znaczenie przy certyfikowaniu najwyższych klas czystości ISO 8573-1 pod kątem zawartości aerozoli oleju, cząstek stałych oraz jakichkolwiek zanieczyszczeń mikrobiologicznych. Izokinetyczne pobieranie próbek gwarantuje, że prędkość powietrza, a w konsekwencji stężenie i fizyczny rozkład zanieczyszczeń trafiających do urządzenia testowego, są w 100% identyczne z parametrami głównego strumienia sprężonego powietrza w rurociągu. Procedura ta bywa skomplikowana inżynieryjnie, ponieważ zazwyczaj wymaga wcześniejszej modyfikacji rurociągów dystrybucyjnych. Próbka musi być pobierana na kolanie o kącie 90 stopni przy użyciu odpowiednio wyselekcjonowanej sondy izokinetycznej, precyzyjnie dopasowanej do wymiarów rury.

Metodologie poboru dla specyficznych grup zanieczyszczeń:

• Cząstki stałe i mikroorganizmy (ISO 8573-4 i ISO 8573-7): Ponieważ natężenia przepływu w optycznych licznikach cząstek (OPC/OAS) oraz w mikrobiologicznych próbnikach szczelinowych są skrajnie niskie, walidacja wymaga zastosowania wyłącznie izokinetycznego poboru częściowego strumienia.
• Aerozole oleju (ISO 8573-2): Norma definiuje pobór pełnoprzepływowy (Metoda B1) oraz częściowy izokinetyczny (Metoda B2), w których do wychwytywania oleju używa się aparatury z wielowarstwowymi membranami poddawanymi później laboratoryjnej ekstrakcji rozpuszczalnikowej.
• Pary oleju (ISO 8573-5): Wymagany jest stały przepływ przez rurkę ekstrakcyjną, która kieruje próbkę ze strefy głównej do komory pomiarowej pod stałym ciśnieniem systemu.
• Wilgotność i punkt rosy (ISO 8573-3): Jest to wyjątek metrologiczny, dla którego można uzyskać miarodajne wyniki w czasie rzeczywistym bez skomplikowanych rygorów izokinetycznych. Norma dopuszcza pomiar pełnoprzepływowy w strumieniu (z zachowaniem ochrony przed wodą w stanie ciekłym) lub instalację czujnika w niewielkiej rurce obejściowej (bocznikującej), w której kontrolowana jest prędkość przepływu narzucona na sondę. Co ważne, do testów punktu rosy nie są konieczne kosztowne przeróbki rurociągu.

Powszechne błędy a Testy Wskaźnikowe (Indicative Testing)

W rutynowym utrzymaniu ruchu w zakładach produkcyjnych niezwykle powszechne jest pobieranie próbek ze standardowych trójników hydraulicznych wpiętych w rurociąg lub wykorzystywanie przyłączy manometrów na zbiornikach ciśnieniowych. Taka metodologia poboru obarczona jest krytycznymi błędami: prędkość powietrza na sprzęcie badawczym zazwyczaj znacznie przewyższa przepływ główny, a próbkowane powietrze charakteryzuje się nieadekwatnym, zawyżonym stężeniem zanieczyszczeń uwięzionych w zaworach i kształtkach. Pomiary wykonywane przez trójniki bez uwzględnienia izokinetyki nie są zgodne z procedurami zdefiniowanymi w standardach ISO 8573 od części 2 do 9 i w związku z tym ich wyniki nie mogą być stosowane do walidowania lub deklarowania klas ISO 8573-1 dla badanej instalacji. Wygenerowane w ten sposób dane klasyfikowane są wyłącznie jako testy wskaźnikowe, nadające się do analizy ogólnych trendów odchyleń sprzętowych w obszarze monitoringu i utrzymania ruchu. Inżynierowie oceniający kompetencje zewnętrznych firm audytorskich powinni zawsze weryfikować, czy dostawca usług wykorzystuje odpowiednią, znormalizowaną metodę poboru, upewniając się, że wykonana kontrola dostarczy rzetelnej certyfikacji zgodnej z normą ISO 8573-1, a nie tylko wskazań poglądowych.