Um guia para classes ISO para qualidade do ar comprimido

Uma folha de especificações chega à sua mesa. Ele diz que o processo downstream requer ar comprimido de acordo com ISO 8573-1:2010 Classe 1:4:1. Nenhuma explicação adicional. Você sabe que o ar precisa estar limpo, mas o que esse código de três{8}}números realmente significa e o que ele diz sobre o equipamento de tratamento que seu cliente precisa?

ISO 8573-1 é o padrão internacional de pureza do ar comprimido que responde exatamente a essa pergunta. Publicado pela Organização Internacional de Padronização,A ISO 8573-1:2010 continua sendo a edição publicada atualmente, enquanto uma nova edição está em desenvolvimento.Ele oferece aos engenheiros, gerentes de compras e distribuidores uma linguagem numérica compartilhada para especificar a limpeza do ar comprimido.

Este guia explica como funciona o sistema de classes, o que cada número de classe significa em termos concretos, como diferentes indústrias aplicam a norma e quais tecnologias de tratamento são usadas para atender aos requisitos específicos da classe.

Do ponto de vista do fabricante de equipamentos, entretanto, compreender a classe ISO é apenas o primeiro passo.

Em projetos reais de ar comprimido, não selecionamos um compressor, secador ou filtro apenas da classe ISO. Também consideramos o fluxo de ar necessário, a pressão de trabalho, a temperatura de entrada, o ponto de orvalho sob pressão, a aplicação e o ponto em que a qualidade do ar precisa ser alcançada.

Com mais de 22 anos de experiência exportando equipamentos de ar comprimido para clientes em mais de 100 países, nossa equipe já trabalhou com diferentes aplicações industriais e configurações de equipamentos. Na prática, descobrimos que dois clientes que solicitam a mesma classe ISO 8573-1 podem necessitar de sistemas de tratamento diferentes porque as suas condições de funcionamento são diferentes.

Por esse motivo, tratamos a ISO 8573-1 como a meta de-qualidade do ar e, em seguida, trabalhamos retroativamente a partir do processo e das condições operacionais do cliente para determinar a configuração apropriada do compressor e do tratamento de ar.

Os três{0}}códigos numéricos: como funciona a ISO 8573-1

A ISO 8573-1:2010 separa a contaminação do ar comprimido em três categorias independentes e atribui a cada uma delas uma classe de pureza. A designação é escrita como:

ISO 8573-1:2010 [A:B:C]

Onde:

• Uma classe de partículas sólidas =
• B=Classe de água (expressa como ponto de orvalho sob pressão para a maioria das classes)
• C=Classe de óleo (óleo total: líquido + aerossol + vapor)

Um número de classe mais baixo significa limites mais rígidos. A Classe 1 é mais limpa que a Classe 2 em qualquer categoria. As três classes são especificadas independentemente, o que significa que um sistema pode ser Classe 1 para partículas, Classe 4 para água e Classe 1 para óleo ao mesmo tempo - porque o requisito de umidade para uma determinada aplicação pode ser menos exigente do que o requisito de óleo.

Dica profissional:Nunca interprete os três números como uma única classificação combinada. Cada dígito controla um tipo de contaminação diferente e cada um é especificado separadamente com base na sensibilidade do processo posterior.

O que verificamos antes de atribuir uma classe ISO 8573-1

Na prática, não recomendamos a seleção de uma classe ISO simplesmente porque o fornecedor da máquina lista um determinado nível de pureza em uma folha de dados.

Ao analisar uma necessidade de ar comprimido, nossa equipe técnica normalmente verifica primeiro cinco itens:

1. O ponto de uso mais sensível- por exemplo, uma máquina de embalagem pode ter requisitos menos exigentes do que um processo de envase farmacêutico localizado na mesma rede de ar comprimido.
2. Ponto de orvalho de pressão necessário (PDP)- o PDP necessário determina se um secador refrigerado é suficiente ou se um secador dessecante é necessário.
3. Requisito de óleo- isso determina se a filtragem para remoção de óleo é necessária e se um compressor-isento de óleo deve ser considerado.
4. Requisito de partículas- isso determina o nível de filtragem necessário e a localização do filtro final.
5. Ponto de medição e condições operacionais- a pureza especificada precisa ser alcançada no local de medição acordado, e não simplesmente na saída do compressor.

Esta é uma das distinções práticas mais importantes entre uma especificação ISO e uma especificação de equipamento: a classe ISO descreve a qualidade do ar-comprimido necessária, enquanto a configuração do equipamento é o meio usado para alcançá-la.

A tabela completa da aula: partículas, água e óleo

Classes de Partículas Sólidas (Classe A)

A contaminação por partículas é medida em contagens máximas de partículas por metro cúbico, rastreadas em três faixas de tamanho.

Fonte:Guia de pureza do ar comprimido CAGI, reproduzido da ISO 8573-1:2010.

Por que a mesma classe ISO pode exigir equipamentos diferentes

Uma classe ISO 8573-1 não determina, por si só, o tamanho ou a configuração do compressor e do sistema de tratamento de ar.

Por exemplo, dois clientes podem especificar a mesma classe de pureza do ar, mas operar em pressões, vazões, temperaturas de entrada ou condições ambientais diferentes. A capacidade do secador, o tamanho do filtro e a configuração do tratamento podem, portanto, ser diferentes.

Antes de recomendar equipamentos, normalmente revisamos:

• Fluxo de ar necessário e demanda de pico
• Pressão de trabalho
• Temperatura de entrada do compressor
• Temperatura ambiente
• Ponto de orvalho de pressão necessário
• Aplicação e ponto de uso
• Classes necessárias de partículas, água e óleo
• Horas de operação esperadas e perfil de carga

É por isso que recomendamos dimensionar o sistema de tratamento a partir das condições operacionais reais, em vez de selecionar equipamentos apenas da classe ISO.

Na Classe 1, mesmo partículas submicrométricas na faixa de 0,1–0,5 µm são limitadas a 20.000 por metro cúbico. Passando para a Classe 2, esse limite sobe para 400,000 - um relaxamento de 20×. Para a maioria das aplicações gerais de ar em plantas (ferramentas pneumáticas, cilindros, atuadores), a Classe 3 ou 4 é o mínimo prático.

Aulas de Água (Classe B)

A água no ar comprimido é especificada comoponto de orvalho de pressão- a temperatura na qual o vapor de água começa a condensar na pressão operacional do sistema. Este é o número que determina se é necessário um secador refrigerado ou um secador dessecante.

Fonte:ISO 8573-1:2010; limites de classe conforme reproduzidos noGuia de pureza do ar comprimido CAGI.

Classe 4 (+3 grau PDP) é o que um secador de ar refrigerado padrão alcança de forma confiável sob condições de projeto. As classes 1 a 3 requerem secagem dessecante. A diferença entre a Classe 3 (-20 graus) e a Classe 1 (-70 graus) é significativa - ambas requerem tecnologia dessecante, mas a profundidade da secagem e o design do equipamento diferem substancialmente.

Para uma explicação mais profunda de comoponto de orvalho de pressãoé definido e como ele difere do ponto de orvalho atmosférico, o guia do ponto de orvalho de pressão cobre detalhadamente o método de conversão e a abordagem de medição.

Classes de óleo (classe C)

A contaminação por óleo abrange todas as formas: gotículas líquidas, aerossol e vapor. O total é expresso em miligramas por metro cúbico.

Fonte:Guia de Pureza do Ar Comprimido CAGI; Parker HannifinDocumento Técnico ISO 8573-1.

O salto da Classe 1 (0,01 mg/m³) para a Classe 4 (5,0 mg/m³) é uma diferença de 500× no teor de óleo permitido. Para aplicações-isentas de óleo - farmacêuticas, de contato com alimentos, eletrônicas - Classe 1 é o piso padrão. Para ferramentas pneumáticas gerais e cilindros sem contato com o produto, a Classe 3 ou 4 é normalmente aceitável.

Um compressor-isento de óleo não significa automaticamente ISO 8573-1 Classe 1 no ponto de uso

Um erro de especificação que vemos com frequência é tratar "compressor-isento de óleo" e "óleo ISO 8573-1 Classe 1" como termos intercambiáveis.

Um compressor-isento de óleo pode reduzir significativamente a contribuição do compressor para a contaminação do óleo, mas a qualidade final do-ar comprimido também dependehidrocarbonetos ambientais, componentes a jusante, tubulação, condições de instalação e o ponto de medição definido.

Portanto, quando um cliente requer uma classe específica de óleo ISO 8573-1, recomendamos especificar asistema completo-de tratamento de ar e verificação apontar, em vez de confiar apenas na tecnologia do compressor.

Esta distinção é particularmente importante para aplicações onde o ar comprimido entra em contato direto ou indireto com os produtos.

Compreendendo a Classe 0

A classe 0 aparece no topo das tabelas de partículas e óleos, mas não é um limite numérico fixo. De acordo com a ISO 8573-1:2010, Classe 0 significa que o usuário e o fornecedor concordaram por escrito com um limite que émais rigoroso que a Classe 1para essa categoria de contaminante. É uma designação contratual, não uma especificação universal.

Isto é importante na prática: dois sistemas ambos especificados como Classe 0 para petróleo podem ter limites reais muito diferentes, porque cada Classe 0 é definida pelo acordo em vigor. Antes de aceitar uma especificação Classe 0, verifique qual limite de concentração específico foi acordado e confirmado na documentação do equipamento.

Decodificando uma Especificação Real: ISO 8573-1:2010 [1:4:1]

Um código comoISO 8573-1:2010 [1:4:1]se divide como:

• Classe de partículas 1:Menor ou igual a 20.000 partículas/m³ (0,1–0,5 µm); Menor ou igual a 400 partículas/m³ (0,5–1,0 µm); Menor ou igual a 10 partículas/m³ (1,0–5,0 µm). Requer filtragem de partículas de alta{11}}eficiência.
• Classe de Água 4:Ponto de orvalho de pressão Menor ou igual a +3 grau. Um secador refrigerado de tamanho adequado atende a esse requisito sob condições normais de entrada.
• Classe de óleo 1: Óleo total menor ou igual a 0,01 mg/m³. Requer um compressor-sem óleo ou, com um compressor{4}lubrificado com óleo, uma combinação de filtragem de carvão-coalescente e ativado a jusante.

Essa combinação - partículas compactas e óleo, umidade moderada - é comum em montagens eletrônicas, pneumáticas de precisão e embalagens adjacentes a alimentos-. A classe de água é alcançável com um secador refrigerado, mas as classes de partículas e óleo exigem filtragem de alto-grau, independentemente do tipo de compressor.

Alterar qualquer dígito altera o trem de tratamento. Se a classe do óleo diminuir para [1:4:2], o estágio de-carbono ativado poderá ser eliminado. Se a classe de água for reduzida para [1:2:1], um secador refrigerado não será mais suficiente e a secagem por dessecante será necessária.

Requisitos de classe por setor e aplicação

A ISO 8573-1 não prescreve uma classe para um setor – ela fornece uma estrutura para especificar a classe apropriada para cada aplicação e risco de contato. O mapeamento a seguir reflete práticas reconhecidas do CAGI, Festo e órgãos de segurança alimentar, incluindo BCAS BPF102.

Observação:Estas representam práticas amplamente aplicadas; a classe correta para qualquer sistema deve ser confirmada em relação à avaliação de risco do processo e a qualquer orientação aplicável do órgão regulador ou da indústria (por exemplo, HACCP para alimentos, GMP para produtos farmacêuticos).

Para os diretores técnicos e de compras que avaliam uma nova linha de equipamentos, o mapeamento de classes acima se traduz diretamente em uma especificação de equipamento de tratamento. A classe de água determina a tecnologia do secador; a classe do óleo determina o nível de filtração; a classe de partícula determina o grau do filtro.

Quais equipamentos normalmente podem suportar cada classe ISO 8573-1?

Importante: Uma classe ISO 8573-1 não deve ser atribuída a um compressor, secador ou filtro isoladamente. A qualidade do ar alcançável depende do trem de tratamento completo, da qualidade do equipamento, das condições de operação, do ambiente de instalação, das condições de manutenção e do ponto em que a qualidade do ar é medida.

Por esse motivo, a tabela abaixo deve ser usada como um guia de seleção e não como uma garantia geral do equipamento-para{1}}a classe.

Umidade (Classe B)

A secador de ar comprimidoé o principal dispositivo-de controle de umidade no trem de tratamento. A escolha entre tecnologia refrigerada e dessecante é determinada quase inteiramente pela classe de água exigida. Para uma comparação técnica detalhada, ocomparação entre dessecante e secador refrigeradocobre em profundidade o consumo de energia, perdas de purga e estabilidade do ponto de orvalho.

Óleo (Classe C)

A classe do óleo é influenciada tanto pela tecnologia do compressor quanto pela configuração do tratamento a jusante.

Para compressores com-injeção de óleo, alcançar uma especificação de óleo exigente pode exigir uma combinação apropriada de separação de óleo, filtração coalescente e, quando necessário, tratamento com-carbono ativado.

A tecnologia de compressor-isento de óleo pode reduzir o risco de entrada de óleo no fluxo de ar-comprimido proveniente do processo de compressão, mas a filtragem posterior ainda pode ser necessária para controlar partículas e contaminantes introduzidos pelo ar de admissão, pela tubulação ou pelo ambiente circundante.

Por esse motivo, o tipo de compressor e o sistema de{0}tratamento de ar completo devem ser considerados em conjunto quando uma classe de óleo ISO 8573-1 for especificada.

• Compressor-lubrificado a óleo + filtro coalescente: normalmente atinge Classe 2–3 (menor ou igual a 0,1–1,0 mg/m³).
• Compressor-lubrificado a óleo + filtro coalescente + filtro de adsorção-de carvão ativado: pode atingir Classe 1 (menor ou igual a 0,01 mg/m³).
• Compressor-isento de óleo: remove a fonte de contaminação do óleo. Os hidrocarbonetos atmosféricos residuais ainda podem exigir filtração de-carbono ativado para atingir com segurança a Classe 1.

Aviso:Especificar Classe 1 para óleo com compressor{{1}lubrificado a óleo e sem estágio de{2}}carvão ativado é um erro comum de-sobreespecificação. O filtro coalescente sozinho não remove o vapor de óleo - somente o estágio de-carvão ativado o faz.

Partículas (Classe A)

A classe de partículas é controlada pelo grau do filtro:

• Os filtros{0}de serviço geral alcançam as classes 3 a 4.
• Filtros coalescentes de alta-eficiência (classificação de 0,01 µm) com carvão ativado-a jusante alcançam Classe 1 para partículas e óleo juntos.
• Especificamente para partículas de Classe 1, uma sequência de filtração de vários-estágios (pré-filtro grosso → filtro coalescente → filtro-de carbono ativado) é padrão.

Controle de Partículas no Sistema de Ar Completo

A qualidade do filtro é importante, mas o desempenho das partículas também depende da condição de todo o sistema-de ar comprimido.

Durante a seleção do equipamento, recomendamos considerar a entrada do compressor, a tubulação a montante, a disposição do filtro, a pressão diferencial, a manutenção do filtro e a tubulação a jusante-não apenas a classe nominal do filtro.

Isto é particularmente importante para aplicações com requisitos rigorosos de partículas, onde a contaminação pode potencialmente ser introduzida após o compressor ou secador.

O local de medição especificado deve, portanto, ser considerado juntamente com a classe de partícula alvo.

Erros de leitura comuns da ISO 8573-1

"Classe 0 significa contaminação zero."Isso não acontece. Classe 0 significa que o limite acordado é mais rigoroso que a Classe 1 - o número específico depende do contrato. A declaração "Classe 0{5}}isenta de óleo" de um fabricante de compressores descreve um produto que atende a qualquer limite-definido pelo usuário publicado, e não a uma concentração universalmente fixa.

"Eu só preciso especificar um número de classe."A norma exige três designações de classe independentes. Especificar apenas a classe do óleo deixa em aberto os requisitos de partículas e água, o que cria ambiguidade de conformidade e risco de incompatibilidade de equipamentos.

"Um secador refrigerado atende a qualquer classe de umidade."Um secador refrigerado padrão atinge aproximadamente +3 grau PDP -, que é Classe 4. Ele não pode atingir Classe 3, 2 ou 1. Aplicações que exigem secagem em nível de dessecante-devem especificar equipamento dessecante, independentemente das preferências de custo.

"A classe ISO estampada no secador é a classe que todo o sistema atinge."Um secador é testado em sua saída sob condições nominais. O sistema fornece a classe especificada no ponto de uso, que depende de todos os componentes a jusante: tubulações, separadores, filtros, recipientes de armazenamento e condições de distribuição. Um ponto de orvalho medido na saída do secador não garante o mesmo ponto de orvalho no ponto de conexão da máquina.

“Só a classe ISO é suficiente para selecionar o equipamento.”Não necessariamente. A ISO 8573-1 define a pureza necessária do-ar comprimido, mas não fornece o cálculo completo do dimensionamento do equipamento para uma aplicação específica.

A configuração real do compressor e do tratamento também deve considerar a vazão, a pressão de trabalho, a temperatura de entrada, as condições ambientais, o ponto de orvalho da pressão, a tecnologia do compressor, os requisitos de filtragem e o local de medição necessário.

Em nosso processo de seleção de equipamentos, a ISO 8573-1 define a qualidade do ar alvo; as condições operacionais do cliente determinam a solução de engenharia utilizada para alcançá-lo.

Aplicando o Padrão: Uma Sequência Prática

Para distribuidores que configuram pacotes de equipamentos para usuários finais, uma sequência confiável para traduzir um requisito de processo do cliente em uma especificação de classe ISO 8573-1 é:

Com base na nossa experiência no fornecimento de equipamentos de ar comprimido para clientes internacionais, recomendamos tratar isso como um fluxo de trabalho de engenharia, em vez de simplesmente procurar uma classe ISO em uma tabela.

1. Identifique o uso downstream mais sensível- aquele com os requisitos mais rigorosos em qualquer um dos três tipos de contaminação. Todo o sistema deve atender aos requisitos mais exigentes de um-aplicativo único.
2. Determine a classe de água necessária- isso orienta a seleção da tecnologia do secador. Se a aplicação exigir um ponto de orvalho de pressão abaixo da faixa prática de um secador refrigerado, geralmente será necessário um secador dessecante. A seleção final do secador também deve considerar vazão, pressão, temperatura de entrada, condições ambientais e ponto de orvalho exigido pelo cliente.
3. Determine a classe de óleo necessária- isso informa a tecnologia do compressor e a seleção do estágio-de filtragem. Dependendo da qualidade do ar necessária e da aplicação, a solução pode envolver um compressor-injetado a óleo com tratamento a jusante apropriado ou um compressor-isento de óleo com filtragem a jusante adequada.
4. Determine a classe de partícula necessária- especifica as classificações do filtro downstream.
5. Escreva a especificação como [A:B:C]usando a notação ISO 8573-1:2010 - não informalmente como "ar Classe 1" sem especificar qual contaminante.

Para um passo a passo completo da seleção que integra vazão do compressor, pressão operacional, temperatura de entrada e fatores de correção, o guia como escolher o secador de ar certo cobre a metodologia de dimensionamento passo a passo.

Como desenvolvemos nossas recomendações de equipamentos

Este guia não se destina a substituir o padrão ISO ou a verificação laboratorial. Nossas recomendações de equipamentos são desenvolvidas a partir de uma combinação de:

• Requisitos da ISO 8573-1;
• requisitos de aplicação do cliente;
• dados operacionais do compressor;
• dados de seleção de secador e filtro;
• pressão operacional e condições de vazão;
• documentação técnica do fabricante do equipamento;
• e revisão de engenharia-específica do projeto.

Para projetos que exigem pureza de ar comprimido-documentada, a classe exigida deve ser verificada usando o método de medição aplicável e no local de medição especificado na documentação do projeto.

Quando uma declaração de desempenho específica for feita para um produto individual, a ficha técnica do produto correspondente, a documentação de teste ou a certificação devem ser consultadas em vez de confiar neste guia geral.

Trabalhando com ISO 8573-1 como Distribuidor

Para distribuidores de equipamentos de ar comprimido, a ISO 8573-1 tem duas funções práticas. Primeiro, ele fornece uma linguagem de especificação comum para comunicação com fornecedores upstream (certificando qual classe cada componente atinge) e clientes downstream (confirmando o que seu processo exige). Em segundo lugar, é a espinha dorsal da lista de verificação de credenciais de fornecedores que os gerentes de compras sofisticados usam – eles esperam ver a documentação de teste da ISO 8573-1 no nível do modelo, e não apenas uma declaração geral da marca.

A Sollant Treatment fabrica secadores de ar refrigerados esecadores de ar dessecantesque abrangem a faixa de classe de umidade da Classe 6 à Classe 1, apoiados por linhas de produtos de filtros e separadores para controle de óleo e partículas. Se você estiver criando pacotes de equipamentos para clientes cujas especificações de processo fazem referência às classes ISO 8573-1, nossa equipe técnica poderá ajudar com o mapeamento de classe-para equipamento para requisitos específicos de fluxo, pressão e ponto de orvalho.

Referências Técnicas

• As informações técnicas neste guia foram revisadas em relação às seguintes referências do setor:
• ISO 8573-1:2010 - Ar comprimido - Parte 1: Contaminantes e classes de pureza
• Referência ISO oficial: ISO 8573-1:2010
• ISO/AWI 8573-1 - quarta edição em desenvolvimento
• Item de trabalho oficial da ISO: ISO/AWI 8573-1
• Orientações adicionais-do setor de ar comprimido: publicações técnicas da CAGI e da Parker Hannifin, quando aplicável.