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冷轧、酸洗线上的压缩空气,露点、含油、含尘到底该定到几级?气动阀老卡、气刀吹不干,GB/T 13277.1 说清
2026年10月03日 18:58   浏览:104   作者:管道

冷轧、酸洗线上的气动设备,毛病往往不在阀上。气缸动作到一半开始爬行、电磁阀隔三差五卡一下、气刀吹过去板面还挂一道水痕、到了冬天末端管路直接从排水口往外吐水,板面上还时不时冒出一小片一小片油斑。现场第一反应通常是换阀、修缸、拆气刀,换完一阵子好了,过些天又回来。碰到这种情况,值得往回退一步,先看看从空压站送过来的那口气到底干净到什么程度。

 

压缩空气里要对付的污染物有三类:固体颗粒、水(包括水蒸气和液态水)、油(液态油、油雾和油蒸气的总和)。另外还有气态污染物和活性微生物,那是另一层的事,一般车间用气不按这两项定级。

 

描述这口气干净到什么程度的现行国家标准是 GB/T 13277.1-2023《压缩空气 第1部分:污染物净化等级》,2023 年 5 月 23 日发布、2023 年 12 月 1 日实施,全部代替 GB/T 13277.1-2008,修改采用 ISO 8573-1:2010。它给出的是一组三位码,按颗粒、水、油的顺序分开定级。比如写成 3:4:3,就是颗粒 3 级、水 4 级、油 3 级。三项互不牵连,颗粒可以不严,露点却要很干,这样的组合是允许的。标准的测量条件也统一了,温度 20 摄氏度、绝对压力 0.1 兆帕、相对水蒸气压力为零,也就是常说的标准状态。

 

先看颗粒。在 0 级到 5 级之间,颗粒等级按每立方米里有多少颗来分,分三个粒径档:0.1 到 0.5 微米、0.5 到 1.0 微米、1.0 到 5.0 微米,三档要同时满足。1 级是每立方米不超过 20000 颗、400 颗、10 颗。2 级是 400000 颗、6000 颗、100 颗。3 级是 0.1 到 0.5 微米这一档不作规定,后两档不超过 90000 颗和 1000 颗。4 级、5 级只考核 1.0 到 5.0 微米这一档,分别不超过 10000 颗和 100000 颗。到了 6 级、7 级和 X 级,尺子就换了,改成按颗粒的质量浓度分:6 级不超过 5 毫克每立方米,7 级 5 到 10 毫克每立方米,X 级大于 10 毫克每立方米。所以有人说颗粒 6 级,它并不是比 5 级更严或更松的一个数,是换了另一套计量方式。标准里还有一句要记住:确认存在大于 5 微米的颗粒时,不应采用 1 级到 5 级的分级。对气动元件来说,几个微米这个量级的硬颗粒最麻烦,它会在阀芯间隙里当研磨剂,也会把细小的喷嘴和节流孔慢慢糊住。

 

再看水。湿度和液态水等级,1 到 6 级按压力露点分:1 级不高于零下 70 摄氏度,2 级不高于零下 40 摄氏度,3 级不高于零下 20 摄氏度,4 级不高于正 3 摄氏度,5 级不高于正 7 摄氏度,6 级不高于正 10 摄氏度。7 级、8 级、9 级和 X 级则改按液态水的质量浓度分,分别是每立方米不超过 0.5 克、0.5 到 5 克、5 到 10 克、大于 10 克。这里最容易踩的坑,是压力露点和常压露点分不清。同一股空气,在 0.7 兆帕的带压状态下测出的露点叫压力露点,把它泄到常压再测叫常压露点,后者永远更低。常见对照是这样的:压力露点正 3 摄氏度,折到常压大约是零下 21 摄氏度;零下 40 摄氏度折过去约零下 57 摄氏度;零下 70 摄氏度约零下 83 摄氏度。仪表上读到的露点数字,如果不注明压力,基本上等于没测。技术协议里只写露点零下 40 摄氏度而不写压力条件,事后也容易扯皮。干燥机选型同样按带压状态下的压力露点走,不是按减压后那个更好看的数字走。

 

第三项是油。总含油量在 0 级到 4 级之间也是按质量浓度分:1 级不超过 0.01 毫克每立方米,2 级不超过 0.1,3 级不超过 1,4 级不超过 5,X 级大于 5。0 级是用户和制造方另外约定的、比 1 级更严的要求。标准里说得很直接:只写 0 级却不写双方约定的具体数值,等于没写。要注意总含油量是液态油、油雾和油蒸气三者的总和,这三态不是同一种东西拦得住的。凝聚式滤芯主要对付液态油和油雾,对油蒸气基本没辙,要脱油蒸气得靠活性炭过滤器。有油螺杆机的出口含油量,行业常见口径在每立方米几个毫克的量级;靠前置除油加精密除油、后面再串一级活性炭,做到 2 级是比较现实的。真要压到 1 级,不光滤芯要精,还得按压差准时换芯、活性炭饱和就换,并且用测悬浮油的 GB/T 13277.2 和测油蒸气的 GB/T 13277.5 分别验证。反过来,无油机也不等于出口就是 0 级。吸进去的大气本身含碳氢化合物,末端该过滤还得过滤。

 

三项合起来看,才能给车间的用气点定级。冷轧、酸洗线常见的几处用气,要求并不一样。驱动气缸、电磁阀这一类普通气动,通常按颗粒 3 到 4 级、水 4 级(压力露点不高于正 3 摄氏度)、油 3 级来配。气刀和吹扫喷嘴对油更敏感,油雾吹到板面上就是油斑,进了涂镀和退火工序还可能烧出印子,油这一项就得往 1 到 2 级收紧。仪表、检测元件怕水怕油,露点要求往往比驱动气高一档,水这一项常按 3 级甚至 2 级(零下 20 到零下 40 摄氏度)来定。有个原则必须说清:净化等级应该按最终用气点的要求来定,而不是按空压机出口。GB/T 13277.1 里有一条注写得很明白,规定的污染物净化等级,与在系统中规定或测量空气的位置无关。也就是说,等级是要求在哪儿达到,并不代表整条管路都一样。空压机出口测着达标,中间经过储气罐、过滤器、几十米管道和末端减压阀,到用气点完全可能是另一回事。

 

要让终端达到定下的等级,靠的不是单台设备,是整条后处理链路的配置和顺序。常规的走法是:空压机出来后先经后冷却器和气水分离,把温度降到室温附近、把大部分水汽凝出来;进储气罐进一步沉降和缓冲,罐底配自动排水;然后前置过滤器拦大颗粒和液态油水,保护后面的干燥机。接下来是干燥机。要压力露点在正 3 到正 10 摄氏度,冷冻式就够用;要零下 20、零下 40 甚至更低,得上吸附式。干燥机之后再走精密过滤和活性炭,最后才到用气点。顺序别颠倒,尤其是吸附式干燥机,吸附剂一旦被油污染,吸附能力会明显下降,所以进干燥机之前必须先把油除到位。储气罐属于压力容器,要按压力容器的规定定期检验。管道建议留不小于千分之三的坡度、坡向排水点,支管从主管顶部接出,最低点和储气罐、过滤器底部装排水阀,室外管段冬天要保温或者伴热。干燥机、过滤器的产品标准可以看 GB/T 10893.1《压缩空气干燥器 第1部分:规范与试验》。还有一点常被忽略:露点不是越低越划算。把整厂的露点从零下 20 摄氏度压到零下 40 摄氏度,多出来的是实打实的电费,按工艺下限定够了就行。空压机的能效限定值和能效等级在 GB 19153-2019 里是强制的,采购和改造时可以拿它做参照。

 

最后说检测和验收。等级是测出来的,不是估出来的。取样点应放在具体用气设备之前,并且要在系统工作压力下取样。把气减压再测,油和水的相平衡被破坏,测出来的数不代表原来的状态。取样管先充分吹扫,多次测量取平均值,一个等级只代表那一个点。方法标准是成套的:颗粒按 GB/T 13277.4,湿度按 GB/T 13277.3,液态水按 GB/T 13277.9,悬浮油按 GB/T 13277.2,油蒸气按 GB/T 13277.5,气态污染物按 GB/T 13277.6,活性微生物按 GB/T 13277.7,颗粒质量浓度按 GB/T 13277.8。写技术协议的时候,把这四样写全就不容易扯皮:标准号和版本(GB/T 13277.1-2023)、三位等级、取样位置和压力条件、检测周期与判定方法。另外提醒一句,车间里常把两件事混着说:退火炉里通保护气体的露点是炉内气氛的事,跟车间压缩空气的气源品质是两码事,别看串了灶。酸洗车间还多一层要考虑。环境气氛本身带酸性,气路材质上尽量用不锈钢或热镀锌管;碳钢管内壁一旦锈起来,锈渣又变成新的颗粒源,越锈越脏、越脏越卡,低点的酸性冷凝水也要勤排。

 

常见问题(FAQ)

 

问:管道上明明装了冷冻式干燥机,压力露点标的是正 3 摄氏度,为什么一到冬天末端还是出水、气动阀还是卡?

答:正 3 摄氏度是压力露点,是在额定工作压力下空气开始凝水的温度。这个值选型时是照着当地最低气温定的。如果管路有一段在室外、冬天壁温低于正 3 摄氏度,水就在管里凝出来了;末端还有减压阀,减压后体积膨胀、温度进一步下降,凝水会更明显。冬季出问题的系统,办法是把干燥机换成更低露点(吸附式,零下 20 摄氏度甚至零下 40 摄氏度),或者给室外管段做保温伴热,并在最低点加自动排水。另外先查一眼自动排水器是不是堵了。不少干燥机没毛病却还是出水的现场,坏的就是排水器。

 

问:空压机是有油的,靠后面加过滤器,能不能把总含油量做到 1 级?

答:可以,但有条件。1 级是总含油量不超过 0.01 毫克每立方米,而总含油量是液态油、油雾和油蒸气的总和,这三态不是一套东西过滤的。凝聚式滤芯主要拦液态油和油雾,对油蒸气基本无效,脱油蒸气要靠活性炭过滤器。有油螺杆机出口按行业常见口径在每立方米几个毫克量级,靠前置除油加精密除油、再串一级活性炭,做到 2 级比较现实。要压到 1 级,滤芯要精、按压差准时换、活性炭饱和就换,还要用 GB/T 13277.2 和 GB/T 13277.5 分别验证悬浮油和油蒸气。等级是在终端用气点测出来的,不是空压机铭牌上印的。

 

问:报表上写的露点,到底是压力露点还是常压露点?这两个差多少?

答:不是一回事,差得还不小。同一股空气在 0.7 兆帕带压状态下测出的露点叫压力露点,泄到常压再测叫常压露点,后者永远更低。常见对照:压力露点正 3 摄氏度折到常压约零下 21 摄氏度;零下 40 摄氏度约零下 57 摄氏度;零下 70 摄氏度约零下 83 摄氏度。日常最容易踩两个坑。一是仪表上的数字不标压力就等于没意义,带压探头读的才是压力露点。二是拿减压后测出来很低这一点安慰自己,实际主管在带压状态下照样凝水。所以协议和报告里的露点,都要把压力条件一起写上。

 

问:有的资料把颗粒等级写成 3 级,有的写成 6 级,这两个是一回事吗?

答:不是。0 级到 5 级按颗粒数量分档,每立方米内 0.1 到 0.5 微米、0.5 到 1.0 微米、1.0 到 5.0 微米三个粒径档各自的颗粒数都要满足:1 级是 20000 颗、400 颗、10 颗,2 级是 400000 颗、6000 颗、100 颗,3 级是后两档 90000 颗和 1000 颗(0.1 到 0.5 微米这一档不作规定),4 级、5 级只考核 1.0 到 5.0 微米这一档,分别 10000 颗和 100000 颗。到 6 级、7 级、X 级就改成按颗粒质量浓度分:6 级不超过 5 毫克每立方米,7 级 5 到 10 毫克每立方米,X 级大于 10 毫克每立方米。所以 6 级不是数量等级里的一个数,它换了一把尺子。另外,确认存在大于 5 微米颗粒时,不应采用 1 级到 5 级的分级。

 

问:压缩空气的检测应该在哪测?只在空压机出口测行不行?

答:以终端用气点为准。GB/T 13277.1 里有一条注写得很清楚,规定的污染物净化等级,与在系统中规定或测量空气的位置无关。也就是说,空压机出口达标,不代表用气点达标。中间经过干燥机、过滤器、几十米管道和末端减压阀,到设备前完全可能变成另一个数。管道内壁锈蚀、冷凝水积存、支管从主管底部接出,都会把干净的气重新弄脏。实操上,取样点放在具体用气设备之前,在系统工作压力下取样,取样管先充分吹扫,多次测量取平均值,一个等级只代表那一个点。想管住全厂,就得挑几个关键用气点分别建检测档案。

 

问:冷轧、酸洗车间在气源上还要额外注意什么?

答:两件事。一是酸洗车间的空气环境本身带酸性,压缩空气管道、气动元件的金属件、储气罐在这样环境里更容易腐蚀。气路材质尽量用不锈钢或热镀锌管,碳钢管内壁一旦锈起来,锈渣又变成新的颗粒污染源,越锈越脏、越脏越卡;室外和低点的排水要勤查,酸性冷凝水积在管里对管件伤害比中性水大。二是用气点杂,要求不能一刀切。气动阀、电磁阀、气缸要干净干燥;气刀、吹扫喷嘴对含油更敏感,油雾吹到板面就是油斑,进了涂镀和退火工序还可能烧出印子;仪表和检测元件怕水怕油,露点要求又比驱动气高。按最挑的那个用气点定总等级,其余用点在设备前加装分路过滤器,既达标又不浪费。

 

 

数据来源:来自公开网络

 

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