Puščanje v sistemu komprimiranega zraka povzroča več problemov kot kot si navadno predstavljamo. Neenakomeren tlak v kompresorskih sistemih je lahko posledica neregulirane porabe, pri čemer je puščanje glavni dejavnik. Zaradi nereguliranih porabnikov je skoraj da nemogoče vzdrževati enakomeren tlak v cevovodu. S staranjem sistema se zato mora tlak proizvodnje zraka in s tem povezani stroški povečevati.

Za boljše razumevanje problema si oglejmo vpliv puščanja na nivoju celotnega sistema. Puščanje je podobno izpustu zraka skozi odprtino v tem, da tlak zraka pred odprtino določa velikost pretoka. Tlak v cevovodu pada v odvisnosti od njegove pretočne zmogljivosti. Na primer, pretok skozi odprtino premera 3.2 mm pri 6,2 bar(g) je 45 l/s, pretok skozi 3m cevi enakega premera (3.2 mm) je pa manj kot 19 l/s- To je posledica padca tlaka v cevi in sicer kar za 3,8 bar. Če želite tlak pri izstopu povečati, morate povečati začetni tlak. S tem povečate tudi hitrost iztekanja zraka in padec tlaka po cevi. Tlak pri izhodu se bo povečal, a za bistveno manj kot ste morali za to zvišati tlak pri vstopu.

Enak vpliv na padec tlaka v cevovodu ima tudi puščanje. Vklop nekega porabnika imenujmo porabniški dogodek. Ta dogodek povzroči padec tlaka v cevovodu do kompresorjev. Velikost padca tlaka je odvisna od velikosti dogodka, časa potovanja dogodka do kompresorjev ter kapacitete razvoda. Ko kompresorji na porabniški dodgodek reagirajo tako, da povečajo proizvodnjo zraka, se tlak od kompresorjev po cevovodu do porabnika poveča. Žal pa se s tem poveča tudi poraba vseh vmesnih nereguliranih porabnikov vključno z puščanjem. Ta efekt imenujemo navidezno ali vsiljeno porabo in onemogoča kompresorjem da bi izenačili tlak po cevovodu.

Tlak pri kompresorjih doseže tlak razbremenitve kompresorja, preden se lahko tlak po cevovodu izenači. Operaterji reagirajo na to znižanje tlaka tako, da povišajo nastavitve regulacijskih ventilov pri najbolj kritičnih porabnikih. Tlak pri teh porabnikih sedaj niha z vsako spremembo tlaka v sistemu. Ko to začne negativno vplivati na kvaliteto izdelka bodo operaterji zahtevali dvig sistemskega (kompresorskega) tlaka da bi preprečili občasne padce tlaka pri porabniku pod kritični tlak. Tlak bo sedaj nihal pri višjih vrednostih in s tem povečal takoimenovano vsiljeno porabo po celotnem sistemu. Ko se odkrito puščanje le odpravi, se tlak na teh mestih poveča. Povečani tlak poveča pretok skozi manjše luknjice, ki še niso odkrite. Hitrost iztekanja narašča s kvadratom dviga tlaka. To dramatično poveča rast teh luknjic in stanje se hitro vrne na prejšnjo raven. Dolgoročna rešitev tega problema je natančna regulacija tlaka v sistemu.

Pri natančni regulaciji sistemskega tlaka se ob odpravi puščanja lokalni tlak ne poveča. Da to dosežemo, moramo tlak regulirati s točnostjo +/- 0,1 bar. Kompresorska regulacija sama, čeprav s pomočjo sodobnih PLC sistemov tega le redko zmore. Naprava, ki to zmore, je pretočni regulator. Pretočni regulatorji imajo vgrajen regulacijski ventil, ki deluje na izredno majhni razliki tlakov in prepušča zrak iz proizvodnje pri višjem tlaku v razvodni sistem pri nižjem tlaku. Glavni sestavni del pretočnega regulatorja je PID krmiljena loputa. Pretočni regulator loči proizvodni del sistema od porabniškega. Bistvena pridobitev sistema s pretočnim regulatorjem je akumulacija zraka oz. povečanje kapacitete cevovoda brez negativnih stranskih učinkov povečanega tlaka. Kapaciteta se lahko nastavi tako, da se občasni presežki v porabi napajajo iz tlačne posode brez potrebe po takojšni vključitvi dodatnega kompresorja. Za zanesljivo delovanje pretočnega regulatorja je pri nastavitvi potrebno upoštevati vpliv številnih parametrov kot so maksimalna in minimalna poraba, velikost in trajanje največjega dogodka pri porabi in kapaciteta cevovoda pred ter za regulatorjem. Ko je sistem reguliran, je širjenje novih izvorov puščanj narašča bistveno počasneje.

Pomembno je določiti raven puščanja, ki je za sistem še sprejemljiva. 5% puščanja je izredno dober uspeh. 10% puščanja se prav tako smatra kot dober, če že ne kar izjemen uspeh. Sprejemljivo raven puščanja izberemo na podlagi ekonomskih faktorjev. Cilj je doseči maksimalen učinek z minimalnim vložkom dela ter denarja. Tip ter število izvorov puščanja določata obseg potrebnega dela. Montažna linija z stotimi ali več odjemnimi mesti bo imela bistveno več puščanja kot procesna linija z več cevovodovi in manj odjemnimi mesti. Nekatera puščanja so povezana z strategijo nabave. Na trgu obstajajo določeni modeli povezovalnih cevk, priključkov in hitrih spojk, ki so bistveno manj nagnjene k puščanju. Nabavna cena teh elementov je navadno nekaj višja, vendar sprejemljiva glede na visoke stroške puščanja ter potrebne kasnejše sanacije puščanja. Uporaba kakovostnega ultrazvočnega detektorja pri odkrivanju puščanja lahko minimizira strošek odkrivanja izvorov puščanja kar je časovno najbolj zahteven del procesa odprave puščanja. Puščanje je potrebno odpraviti do te mere, da lahko potrebe po zraku pokrivamo z manj kompresorji - izklopimo enega ali več kompresorjev. Manj ambiciozni cilji so samo potrata časa.

Puščanje v sistemu komprimiranega zraka je neizogibno. Brez sanacije lahko puščanje vpliva tako na proizvodnjo kot na kakovost izdelkov. Velike možnosti prihranka pri odpravi puščanja so mamljive, vendar nesistematična odprava izvorov puščanja vodi le v še hitrejšo rast novih izvorov. Investicija v tako nesistematično odpravo se ne povrne. Enkratno odkrivanje in odpravljanje puščanja je potrata časa in denarja. Boljše poznavanje potreb končnih porabnikov po zraku ter pravilno izbran in parametriran sistem regulacije tlaka kot je pretočni regulator lahko obrne odpravljanje puščanja v obvladljivo in finančno prospektivno dejavnost.

Pišite avtorju