Instalacje sprężonego powietrza – rodzaje wykorzystywanych materiałów

Z jakiego materiału wybrać instalację sprężonego powietrza? Do wyboru mamy metal lub tworzywo sztuczne. I za użyciem każdego z nich przemawia wiele argumentów za i przeciw. Poniżej przedstawiamy krótką charakterystykę każdego z materiałów.

Właściwy wybór materiału i przekroju średnic instalacji sprężonego powietrza są kluczowymi elementami w czasie projektowania instalacji sprężonego powietrza.


Podczas wyboru należy brać pod uwagę kilka aspektów:

  • Przepływ sprężonego powietrza – należy przeanalizować sprężarki, które będą zasilać instalację w sprężone powietrze i zweryfikować ich maksymalny osiągalny przepływ.
  • Odległość pomiędzy sprężarką, a najbardziej oddalonym odbiornikiem sprężonego powietrza.
  • Specjalne wymogi, takie jak: odporność na temperaturę otoczenia, maksymalne ciśnienie, odporność na możliwy do pojawienia się w instalacji kondensat (woda, olej, inne ciecze).

Tworzywo sztuczne w instalacjach sprężonego powietrza

Wykorzystyjąc tworzywo sztuczne w systemach sprężonego powietrza mamy pewność, że:

  • Instalacje nie korodują, poprzez co rdza nie przedostaje się w głąb systemu wraz ze sprężonym powietrzem. Dzięki temu zapewniamy lepszą trwałość odbiorników sprężonego powietrza, i zapobiegamy tworzeniu się zatorów z ognisk rdzy.
  • Wewnętrzna powierzchnia jest gładka i nie ulega pogorszeniu w miarę upływu czasu, co ułatwia przempływ laminarnego sprężonego powietrza.
  • Rury są lekkie, łatwe do transportu i dopasowania podczas budowy instalacji.
  • Cięcie rur z jest szybkie, proste i wymaga jedynie podstawowych narzędzi.
  • Rury mogą być klejone/zgrzewane ze sobą, co jest tańszym sposobem łączenia niż spawanie lub łączenie dedykowanymi łącznikami rur wykonanych z metalu.

Należy wiedzieć, że nie każda rura z tworzywa sztucznego jest odpowiednia do dystrybucji sprężonego powietrza. Większość rur z tworzyw sztucznych jest wykonana z polichlorku winylu (PVC, PCW) lub chlorowanego polichlorku winylu (CPVC). Takie rury  są stosowane w instalacjach kanalizacyjnych lub wody użytkowej, i poprzez swą ograniczoną odporność na wysokie ciśnienia i temperatury eksploatacji nie są odpowiednie do instalacji sprężonego powietrza.

Właściwym materiałem na instalację sprężonego powietrza jest kopolimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy (ABS), polietylen (PE) lub polietylen o dużej gęstości (HDPE).

Wiele stopni sprężających wymaga smarowania olejem, który może przedostać się do instalacji. Olej ten jest czynnikiem korozyjnym dla rur wykonanych z PVC i CPVC, co w długim okresie eksploatacji może spowodować ich degradację i osłabienie.  To może doprowadzić do pęknięć i rozszczelnienia instalacji, a w najgorszym wypadku do uszkodzeń ciała pracowników znajdujących się w pobliżu miejsca eksplozji. Instalacje wykonane z ABS, PE i DHPE są odporne na olej i nie degradują w sytuacji gdy, gdy olej ze sprężarki dostanie się do instalacji sprężonego powietrza.

 Instalacje sprężonego powietrza z metalu

Instalacje metalowe ze względu na swoje właściwości mają wielu zwolenników. Niezależnie od tego, jak bardzo zaawansowany jest rozwój produkcji rur z tworzywa sztucznego przekonanie, że metalowe instalacje sprężonego powietrza są wytrzymalsze i bezpieczniejsze będzie dla niektórych wiodące przy podejmowaniu decyzji o wyborze materiału do instalacji.

Ponadto, metalowe instalacje sprężonego powietrza posiadają również inne korzyści:

  • Zastosowanie tradycyjnego materiału w instalacji sprężonego powietrza sprawia, że istnieje większe prawdopodobieństwo znalezienia technika, który potrafiłby w trybie awaryjnym naprawić instalację lub zająć się jej przebudową.
  • Są stosowane od początków wykorzystywania sprężonego powietrza.
  • Sztywność rur gwarantuje odporność na odkształcenia, złamania i pęknięcia pod warunkiem prawidłowego wykonania instalacji.
  • Olej sprężarkowy nie degraduje metalowych instalacji sprężonego powietrza.

Metalowe instalacje sprężonego powietrza mogą być wykonane z materiału należącego do jednej z pięciu kategorii:

  • Czarna stal – tradycyjny materiał na instalacje pneumatyczne. Jest wytrzymały i odporny na uszkodzenia zewnętrzne, ale podatny na korozję. Montaż instalacji nie wymaga wysokich kwalifikacji. Podwieszane instalacje sprężonego powietrza wymagają solidnego zakotwienia z powodu dużej masy. Instalacje łączone poprzez spawanie wymagają umiejętności dokładnego cięcia i precyzyjnego spawania. W przypadku połączeń gwintowanych należy zadbać o dobre uszczelnienie.
  • Galwanizowane rury stalowe – drugi popularny materiał stosowany w instalacjach sprężonego powietrza. Charakteryzuje się większą odpornością na korozję, jednak w miarę upływu czasu wewnętrzna warstwa ochronna może się kruszyć, a drobiny skorodowanego metalu mogą podążać wraz ze sprężonym powietrzem w kierunku odbiorników i doprowadzać do awarii. Występują takie same problemy montażowe, jak przy instalacji z czarnej stali.
  • Stal kwasoodporna – ten rodzaj metalu może być łączony poprzez spawanie lub połączenia gwintowane. Tym samym szczelność instalacji zależy od jakości połączenia. Nie występuje też ryzyko korozji i degradacji instalacji w miarę upływu czasu. W sytuacji, gdy połączenia wysoko naprężone i wysokie temperatury występują jednocześnie, istnieje jednak ryzyko powstania produktów reakcji chemicznej, które uniemożliwiają późniejsze odkręcenie połączenia. Do instalacji i połączeń  tego typu należy stosować pastę z dwusiarczkiem molibdenu, a do łączeń rur rowkowanych o przekroju cienkościennym – systemu Victaulic. Ze względu na właściwości, którymi charakteryzują się instalacje ze stali kwasoodpornej są one stosowane zazwyczaj w przemyśle farmaceutycznym i spożywczym. Niestety ich  koszt inwestycyjny jest dosyć wysoki.
  • Aluminium – coraz bardziej popularny materiał stosowany w instalacjach sprężonego powietrza. Posiada podobne właściwości antykorozyjne co stal kwasoodporna. Wewnętrzna powierzchnia rur jest gładka, dzięki czemu spadki ciśnień z powodu tarcia są minimalne. Niska masa jednostkowa sprawia, że zakotwienie instalacji podwieszanej jest prostsze, a złączki do połączeń ułatwiają montaż i zapewniają jednocześnie jej wysoką szczelność. Takie rozwiązanie pozwala na możliwość rozłączania instalacji i zmiany jej przebiegu np. w przypadku rozbudowy i reorganizacji powierzchni produkcyjnej. Koszt takiej instalacji jest znacznie wyższy od instalacji z czarnej lub galwanizowanej stali, ale uniwersalność jej prowadzenia i możliwość ponownego zastosowania złączek sprawia, że robi się coraz bardziej popularna. Do jej montażu potrzebujemy takich samych kwalifikacji, jak przy instalacji stalowej.    
  • Miedź – charakteryzuje się lekkością, odpornością na korozję i łatwością cięcia. A ze względu na popularność stosowania w hydraulice, mamy dostęp do szerokiego zakresu złączek. Wykonanie instalacji podwieszanej z miedzi jest dość łatwe, jednak spawanie może być czasochłonne i wymaga kwalifikacji.

Niewielka ilość wilgoci w instalacjach sprężonego powietrza jest nieunikniona. Zmienność temperatury otoczenia wpływa na temperaturę sprężonego powietrza w instalacji, powodując tym samym wytrącanie się wody. Z tego względu, pomimo wyższych kosztów, coraz większą popularnością cieszą się materiały odporne na korozję (tj. stal kwasoodporna, aluminium i miedź). Wybierając materiał z jakiego będzie wykonana nasza instalacja, warto zwrócić również uwagę na możliwość rekonfiguracji instalacji, łatwości jej mocowania w hali produkcyjnej  oraz ponowne wykorzystanie złączek.