Mengapa pompa piston Anda tidak mencapai kinerja pemompaan yang diterbitkan 1 Februari 2021
8 MIN READ
Jika Anda menggunakan pompa piston putar di fasilitas Anda, Anda mungkin menyadari bahwa pompa ini hanya memompa secepat spesifikasi yang diterbitkan saat pompa baru dan oli bersih. Ini berlaku baik untuk tungku metalurgi, sistem deposisi uap, ruang simulasi ruang, atau aplikasi pengeringan. Setelah beberapa kali penggunaan, kinerja mulai tergelincir. Seiring waktu, hal ini semakin memburuk. Tapi mengapa ini terjadi dan apa yang bisa Anda lakukan untuk memperbaikinya?
Dampak air pada pompa piston Anda
Pernahkah Anda tertanya-tanya mengapa kinerja pompa menjadi lebih buruk di hari-hari lembap? Semua karena air yang mengembun di dalam pompa. Saat sangat teragitasi, minyak akan mengemulsifikasi dengan air, sehingga terkadang ada begitu banyak air sehingga minyak menjadi susu. Pada hari-hari yang lembap, Anda mungkin tidak bisa mencapai di bawah 100 mikron bahkan dengan blower.
Air yang bersangkutan dipompa keluar dari ruang vakum dan pipa saat mengisap vakum di dalam ruang, mengembun di dalam pompa saat tekanan uap air naik ke tekanan atmosfer di dekat pembuangan pompa vakum.
Satu mililiter air cair akan menguap untuk membentuk sekitar 1,24 liter uap pada suhu dan tekanan standar (STP). Ditentukan oleh hukum gas ideal, saat tekanan turun, volume yang ditempati oleh uap naik. Jika tekanan turun dari satu juta mikron (tekanan atmosfer) menjadi satu mikron, maka 1,2 liter uap air berubah menjadi 1,24 juta liter uap air. (Untuk referensi, 1 mL air adalah sekitar volume ujung jari Anda di bawah kuku.) Tanyakan pada diri sendiri berapa ml air terkondensasi yang ada di dalam pompa piston Anda setiap saat, terletak di dasar reservoir oli atau terlempar di dalam pompa saat beroperasi.
Setiap kali pompa Anda menjalani siklus kompresi, terdapat vakum yang terbentuk di belakang piston. Ketika tekanan menjadi lebih rendah dari tekanan flash, beberapa cairan akan berubah menjadi uap di dalam pompa Anda. Uap ini dapat mengkonsumsi hingga setengah dari kecepatan pemompaan Anda, dan pada akhirnya itulah yang menghentikan Anda mencapai kinerja pemompaan yang diterbitkan.
Mengapa Anda tidak dapat kembali ke kinerja awal pompa Anda
Meskipun oli diganti, kinerja pompa tidak dapat dicapai lagi, karena tidak mungkin untuk mengeluarkan semua air. Sering kali, jika tekanan yang diinginkan rendah - misalnya, di bawah 20 mikron - Anda tidak akan pernah mencapainya tanpa blower Roots di atasnya. Anda bahkan tidak mungkin mencapai tekanan dengan blower Roots. Kita sering melihat kasus di mana kombinasi pompa/blower akan berbasis pada 50 mikron atau lebih tinggi, terutama saat cuaca lembap. Itulah sebabnya Anda tidak akan pernah mengembalikan kinerja pompa piston saat baru, bahkan jika Anda mengganti oli.
Anda tidak dapat mengeluarkan semua air kecuali jika Anda menjalankan pompa panas dengan ballast gas aktif untuk mengeluarkan kelembapan. Gas balast bekerja tepat waktu, tetapi waktu adalah hal yang tidak dimiliki lini produksi. Waktu yang Anda tunggu hingga pompa Anda siap adalah waktu yang hilang, atau disebut downtime - kesalahan paling mahal.
Terkait: Katup ballast gas menawarkan beberapa potensi manfaat bagi pengguna pompa vakum tetapi sering diabaikan. Pelajari lebih lanjut bagaimana aksesori pompa vakum yang sederhana dan efektif ini dapat menambah efisiensi dan mengurangi risiko kontaminasi.
Air tidak akan hilang
Ini adalah masalah besar. Uap air membutuhkan volume yang sangat besar pada tekanan rendah, sama seperti gas lainnya. Bagian yang sulit tentang air adalah mudah mengembun pada permukaan, terutama permukaan logam, yang lebih dingin dari 1000C (2120F) saat terbuka ke atmosfer. Produk ini diserap oleh bahan higroskopis seperti debu dan klorida logam. Kemudian ditarik keluar dari sistem oleh pompa vakum, di mana mungkin terkondensasi secara internal.
Jika Anda memiliki pompa vakum kering yang beroperasi cukup hangat secara internal untuk menjaga air dalam keadaan uap, seperti kebanyakan pompa vakum, maka air kondensasi tidak pernah menjadi masalah. Dengan sebagian besar pompa kering, Anda mendapatkan kinerja pemompaan yang sama pada hari 1.000 seperti pada hari pertama.
Menyerap dalam sistem vakum Anda
Ada satu lagi dampak serius uap air pada kinerja vakum. Air adalah molekul kutub, artinya memiliki polaritas listrik seukuran molekul. Hal ini membuatnya jauh lebih cenderung menempel pada permukaan meskipun tidak terkondensasi, dan lebih tahan terhadap penyerapan dari permukaan daripada gas seperti nitrogen, oksigen, atau argon. Semakin dalam Anda berada dalam vakum, molekul air menjadi lebih cenderung mendeserpsi. Ini dianggap sebagai outgassing. Jadi, mengapa ini masalah serius?
Saat tekanan turun di bawah 100 mikron, masih ada banyak uap air di permukaan sistem vakum Anda. Kembali ke hubungan tekanan-volume, tekanan 10 kali lebih rendah memerlukan kecepatan pemompaan 10 kali lebih tinggi untuk mencapainya.
Tekanan versus waktu
Secara umum, pengukur yang beroperasi dalam vakum kasar hingga sedang memiliki akurasi yang lebih tinggi daripada pengukur yang beroperasi dalam vakum sedang hingga ultra-tinggi. Pengukur langsung juga lebih akurat daripada pengukur tidak langsung. Pengukur langsung biasanya memiliki akurasi antara 0,2 hingga 2%, dengan akurasinya menurun seiring penurunan tekanan. Pengukur tidak langsung umumnya bervariasi antara 10% dan 30% tergantung pada jenis produk, tetapi memiliki akurasi yang konsisten di seluruh kisarannya.
Oleh karena itu, tergantung pada tujuan penggunaan pengukur, Anda perlu memilih keseimbangan yang tepat antara akurasi yang diinginkan dan tekanan pengoperasian.
Terkait: Jelajahi jajaran pengukur vakum dan pengontrol presisi Leybold di halaman produk kami.
Alat ini dimulai dengan penurunan tekanan yang tajam dan kemudian meratakan di mana laju outgassing hampir sama dengan kecepatan pemompaan (Jika garis biru, outgassing adalah internal ke pompa).
Perbedaan antara kurva hijau dan kuning adalah apa yang dapat Anda harapkan jika Anda menggunakan blower untuk meningkatkan kinerja sistem pompa. Anda berdua mempersingkat waktu dan mencapai vakum yang lebih dalam. Perbedaan antara kurva kuning dan biru adalah celah serupa, yang menunjukkan bahwa blower dapat mengurangi hilangnya kinerja pada pompa piston. Ini juga berarti bahwa Anda sebagian besar kehilangan manfaat blower karena kondensasi air di pompa Anda, dan itu bisa menjadi penalti yang sangat mahal. Melihat grafik waktu di atas, Anda melihat bahwa kombinasi pompa/blower yang diwakili oleh garis hijau muda mencapai 10 mikron dalam waktu sekitar 5 menit, sedangkan kurva kuning yang mewakili pompa/blower dengan oli yang terkontaminasi air membutuhkan waktu 35 menit untuk mencapai 10 mikron. Jika Anda memiliki siklus produksi yang memakan waktu 2 jam, maka 30 menit dari waktu itu terbuang menunggu untuk mencapai vakum untuk memulai proses. Selama 8.000 jam produksi per tahun, Anda membuang 120.000 menit waktu produksi, yang merupakan penurunan produktivitas sebesar 25%. Menyesuaikan kebutuhan vakum Anda hingga 20 mikron adalah langkah besar jika kompatibel dengan proses Anda, maka perbedaannya adalah 9 menit vs. 3 menit. Namun, selama 8000 jam setahun, Anda membuang-buang 72.000 menit, atau 1.200 jam.
Menggunakan pompa vakum kering untuk memaksimalkan hasil
Jadi, apa yang dapat Anda lakukan untuk meminimalkan masalah yang terkait dengan uap air dalam sistem vakum Anda? Yah, Anda dapat menghilangkan pompa piston putar atau pompa kasar apa pun dengan oli di dalamnya. Pompa vakum kering seperti Leybold DRYVAC berjalan sangat hangat di dalam (hingga 1800C, atau 3560F), sehingga tidak akan mengembunkan air di dalam pompa.
Ini menghilangkan masalah air di pompa vakum Anda. Anda dapat mengeluarkan air dari permukaan ruang vakum dengan memanaskannya. Dengan demikian, set pompa selalu memompa seperti baru dan dengan demikian dapat mengurangi waktu pemompaan seperti terlihat pada ilustrasi di atas.
Menggunakan pompa uap oli untuk mempercepat proses
Pilihan kedua adalah mempertimbangkan pompa uap oli seperti Leybold OB 6000. Pompa uap oli akan memiliki kecepatan pemompaan beberapa kali lipat dari sistem blower mekanis pada tekanan di bawah 15 mikron. Faktanya, OB 6000 memiliki kecepatan pemompaan lebih dari empat kali lipat dari pompa kurva biru yang diatur pada tekanan di bawah 15 mikron. Ingin tahu lebih banyak? Cobalah OB 12000 atau OB 18000.
Cara mendapatkan hasil pemompaan terbaik
Taruhan terbaik Anda adalah menghubungi manajer akun Leybold setempat untuk meminta mereka menilai sistem Anda dan memberi saran tentang cara mencapai kinerja yang lebih baik.
Seberapa penting waktu henti pompa? Seluruh proses Anda dijeda hingga persyaratan tekanan terpenuhi. Waktu henti pompa berarti hilangnya uang, yang berarti waktu hilang dan lebih sedikit produk yang diproduksi. Produk ini menambah waktu siklus secara langsung, sehingga Anda mendapatkan lebih sedikit siklus per minggu dan per tahun. Ini bisa sangat merugikan produksi Anda.
Jika Anda sudah terbiasa dengan waktu henti pompa yang lama, Anda dapat melihat dorongan besar pada produksi Anda dengan melakukan perubahan yang tepat. ROI umum saat melakukan upgrade ke peralatan vakum dengan kinerja yang lebih baik kurang dari enam bulan.
