Jak niewielkie nieszczelności instalacji sprężonego powietrza wpływają na koszty pracy zakładu?

Nieszczelność o średnicy 1 mm wygląda jak drobna usterka, którą można dopisać do listy prac „na później”. Przy ciśnieniu około 7 bar taki otwór potrafi jednak wypuszczać około 1,2 l sprężonego powietrza na sekundę, czyli ponad 4,3 m³/h. Jeżeli instalacja pozostaje pod ciśnieniem przez 8 tys. godzin w roku, przez jeden tak mały punkt ucieka około 34,5 tys. m³ powietrza rocznie.

Problem w zakładzie rzadko kończy się na jednym punkcie. Nieszczelne szybkozłącza, przewody spiralne, zawory, siłowniki pneumatyczne i źle wykonane połączenia gwintowane występują zwykle seriami. Każde z osobna może wyglądać niegroźnie. Razem powodują, że sprężarka pracuje dłużej, częściej przechodzi pod obciążenie, utrzymuje niepotrzebnie wysokie ciśnienie i zużywa energię również wtedy, gdy linia produkcyjna niczego nie wytwarza.

Milimetr otworu oznacza tysiące metrów sześciennych straty

Koszt wycieku trzeba liczyć nie na podstawie samej wielkości otworu, lecz przede wszystkim według ciśnienia roboczego, czasu utrzymywania instalacji pod ciśnieniem oraz rzeczywistej energochłonności sprężarkowni.

Dla przykładu można przyjąć instalację pracującą przy 7 bar i przeciek około 1,2 l/s:

• 1,2 l/s = 72 l/min,

• 72 l/min = 4,32 m³/h,

• przy 4 tys. godzin pracy daje to około 17 280 m³ straconego powietrza rocznie,

• przy 8 tys. godzin jest to już około 34 560 m³ rocznie.

Do przeliczenia tej wartości na pieniądze najlepiej użyć parametru kWh/m³, wyznaczonego dla konkretnej sprężarkowni. Jeżeli zakład produkuje sprężone powietrze ze zużyciem przykładowo 0,10 kWh/m³, nieszczelność 1 mm pracująca przez 8 tys. godzin oznacza około 3456 kWh dodatkowego zużycia energii rocznie.

Przy roboczym założeniu pełnego kosztu energii na poziomie 0,70 zł/kWh daje to około 2420 zł rocznie za jeden punkt. Przy 0,90 zł/kWh strata wzrośnie do około 3110 zł. To przykład kalkulacyjny, a nie uniwersalna stawka dla każdego przedsiębiorstwa. Rachunek należy wykonywać według ceny wynikającej z faktury zakładu, razem z tymi składnikami kosztowymi, które rzeczywiście zależą od poboru energii.

Sama cena energii czynnej nie pokazuje całego problemu. W pierwszym kwartale 2026 r. średnia cena sprzedaży energii elektrycznej na polskim rynku konkurencyjnym wynosiła 486,14 zł/MWh, czyli około 0,486 zł/kWh, ale przedsiębiorstwo na fakturze ponosi również inne koszty. Dlatego do audytu finansowego nieszczelności lepiej brać rzeczywisty koszt zmienny jednej kWh z dokumentów konkretnego zakładu, a nie przypadkową stawkę znalezioną w internecie.

Jeszcze większa nieszczelność zmienia skalę kosztów bardzo szybko. Przekrój otworu rośnie z kwadratem jego średnicy. Otwór 3 mm nie jest więc po prostu „trzy razy gorszy” od otworu 1 mm. W praktycznych zestawieniach dla instalacji około 6 bar strata dla otworu 3 mm sięga mniej więcej 3 kW mocy sprężarki, a przy pracy całorocznej jej koszt może wynosić już kilkanaście tysięcy złotych.

I właśnie dlatego odkładanie usunięcia kilkunastu drobnych przecieków do następnego dużego postoju technicznego często jest słabą decyzją. Wymiana uszczelnienia, szybkozłącza albo krótkiego odcinka przewodu kosztuje nieporównywalnie mniej niż kilka miesięcy niepotrzebnej pracy sprężarki.

Dlaczego rachunek za wyciek jest większy niż koszt samego prądu

Najbardziej widoczna strata to energia elektryczna, ale nieszczelność wpływa również na sposób pracy całej sprężarkowni.

Pierwszy skutek to wydłużenie czasu pracy sprężarek pod obciążeniem. Maszyna musi uzupełniać powietrze, które nie zostało wykorzystane przez produkcję, lecz uciekło przez instalację. Jeżeli sprężarka stałoobrotowa często przechodzi między stanem obciążenia i biegu jałowego, sam brak produkcji powietrza nie oznacza zerowego poboru energii. Sprężarka może nadal pobierać znaczną moc.

Drugi problem pojawia się wtedy, gdy obsługa reaguje na spadki ciśnienia najprostszym sposobem: podnosi nastawę sprężarki. To częsty błąd. Jeżeli na końcu hali brakuje 0,5 bar, przyczyną może być nieszczelność, zbyt mała średnica przewodu, zapchany filtr albo nadmierny spadek ciśnienia na uzdatnianiu. Podniesienie ciśnienia na sprężarce maskuje problem, lecz go nie usuwa.

Orientacyjnie obniżenie ciśnienia w sieci o 1 bar pozwala ograniczyć zużycie energii sprężarki o około 6–7%. Działa to również w drugą stronę. Zakład utrzymujący 7,5 bar tylko dlatego, że najbardziej oddalona maszyna potrzebuje 6 bar, powinien najpierw sprawdzić, gdzie znika pozostałe 1,5 bar.

Wyższe ciśnienie dodatkowo zwiększa przepływ przez istniejące nieszczelności. Powstaje więc niekorzystna pętla: instalacja przecieka, ciśnienie na odbiorniku spada, operator podnosi nastawę sprężarki, energia jest zużywana szybciej, a przez te same otwory uchodzi jeszcze więcej powietrza.

Dochodzi do tego przyspieszone zużycie elementów eksploatacyjnych:

• częstsza praca sprężarki oznacza więcej godzin do kolejnego serwisu,

• szybciej zużywają się filtry i separator oleju,

• rośnie obciążenie układu chłodzenia,

• osuszacz musi przetworzyć również powietrze, które za chwilę zostanie bezproduktywnie wypuszczone do hali,

• w instalacjach z kilkoma sprężarkami dodatkowy pobór może uruchamiać kolejną maszynę, mimo że realne zapotrzebowanie produkcji tego nie wymaga.

Szczególnie kosztowna jest sytuacja, w której druga sprężarka uruchamia się wyłącznie podczas krótkich szczytów spowodowanych połączeniem rzeczywistego poboru z dużą bazą nieszczelności. Usunięcie przecieków może wtedy dać większy efekt niż zakup nowej, sprawniejszej sprężarki.

Nie należy jednak obiecywać, że naprawa każdego wykrytego wycieku przełoży się jeden do jednego na spadek rachunku. Jeżeli sprężarkownia jest przewymiarowana, źle sterowana lub sprężarki przez długi czas pracują na biegu jałowym, oszczędność energetyczna zależy także od sposobu regulacji. Dlatego po naprawach trzeba sprawdzić moc, przepływ i czas pracy pod obciążeniem, a nie poprzestawać na informacji, że „dziury zostały załatane”.

Jak znaleźć nieszczelności i zdecydować, które naprawiać najpierw

Najprostszy test można wykonać jeszcze przed użyciem specjalistycznego sprzętu. Po zakończeniu produkcji należy pozostawić instalację w normalnym stanie roboczym, ale wyłączyć wszystkie planowane odbiory powietrza. Jeżeli sprężarka nadal regularnie się uruchamia albo przepływomierz pokazuje stały przepływ, zakład ma zużycie bazowe poza produkcją. Część może wynikać z urządzeń technologicznych wymagających ciągłego zasilania, dlatego nie można automatycznie uznać całej wartości za wycieki.

Przy sprężarce pracującej w trybie obciążenie–odciążenie orientacyjny udział strat można oszacować, obserwując jej cykl po zatrzymaniu produkcji. Jeżeli przykładowo przez 10 minut maszyna pozostaje przez 3 minuty pod obciążeniem, oznacza to istotny stały pobór, który wymaga lokalizacji. Dokładniejsze wyniki daje przepływomierz zamontowany na głównej magistrali.

Do lokalizowania pojedynczych wycieków najpraktyczniejszy jest detektor ultradźwiękowy. W hali pracującej produkcyjnie ma dużą przewagę nad nasłuchem: potrafi wykrywać składowe ultradźwiękowe powstające podczas turbulentnego wypływu gazu mimo hałasu maszyn. Bardziej zaawansowane kamery akustyczne pozwalają jednocześnie wyszukiwać wiele źródeł, ale ich zakup ma sens głównie w dużych zakładach lub dla zespołu prowadzącego regularne audyty.

Roztwór do wykrywania nieszczelności nadal ma swoje miejsce. Jest tani i dobrze sprawdza się przy potwierdzaniu problemu na gwintach, złączkach, zaworach i krótkich fragmentach instalacji. Nie nadaje się jednak do szybkiego przeglądu setek metrów magistrali. Szukanie dużej liczby przecieków wyłącznie pianą jest po prostu zbyt wolne.

Najczęściej problemów warto szukać przy:

• szybkozłączach i końcówkach przewodów elastycznych,

• zespołach przygotowania powietrza FRL,

• zaworach elektromagnetycznych,

• tłoczyskach i uszczelnieniach siłowników,

• połączeniach gwintowanych,

• spuszczaczach kondensatu,

• starych przewodach poliuretanowych,

• nieużywanych odgałęzieniach pozostawionych pod ciśnieniem.

Najgorsza praktyka podczas audytu wygląda tak: technik znajduje 40 punktów, zaznacza je w raporcie, raport trafia do segregatora i nic więcej się nie dzieje. Wykrycie nieszczelności nie daje oszczędności. Dopiero naprawa i ponowny pomiar zamykają temat.

Dlatego każdy punkt powinien otrzymać przynajmniej numer, lokalizację, ocenę wielkości straty, zdjęcie lub oznaczenie na instalacji oraz status naprawy. W pierwszej kolejności usuwa się nie te przecieki, które najłatwiej dosięgnąć, lecz te o największym przepływie i najdłuższym czasie występowania.

Przy planowaniu serwisu rozsądna kolejność wygląda następująco: najpierw duże, stale aktywne wycieki na magistrali i urządzeniach pracujących przez wszystkie zmiany; następnie średnie przecieki przy odbiornikach; na końcu drobne punkty na urządzeniach używanych sporadycznie. Jeżeli naprawa wymaga zatrzymania krytycznej linii, koszt postoju trzeba zestawić z wartością traconego powietrza i wykonać pracę podczas najbliższego zaplanowanego okna serwisowego.

Nie powinno się natomiast obniżać ciśnienia w całym zakładzie „na próbę” bez sprawdzenia minimalnego ciśnienia wymagającego przez maszyny. Zbyt niskie ciśnienie może wydłużyć ruch siłowników, obniżyć siłę docisku, powodować błędy chwytaków pneumatycznych albo zatrzymania linii. Najpierw mierzy się ciśnienie przy odbiorniku podczas maksymalnego chwilowego poboru, dopiero później zmienia nastawę sprężarkowni.

Po naprawieniu większych przecieków warto ponownie zmierzyć spadki ciśnienia. Często dopiero wtedy okazuje się, że sprężarkę można ustawić niżej o 0,3–0,5 bar. Ta druga oszczędność jest łatwa do przeoczenia, a działa na cały wolumen produkowanego powietrza, nie tylko na usunięte nieszczelności.

Więcej informacji na: https://www.marcom-serwis.pl

FAQ – najczęstsze pytania o straty sprężonego powietrza

Czy małą nieszczelność 1 mm naprawdę opłaca się naprawiać?
Tak. Przy około 7 bar taki punkt może tracić około 1,2 l/s, czyli ponad 34 tys. m³ powietrza podczas 8 tys. godzin pracy instalacji. Przy wielu podobnych punktach koszt szybko przestaje być drobną pozycją.

Jaki poziom nieszczelności jest jeszcze akceptowalny?
W dobrze utrzymywanej instalacji praktycznym celem jest zejście poniżej 10% produkowanego powietrza. Zaniedbane instalacje mogą tracić 20–30% wydajności sprężarkowni. Wynik procentowy trzeba jednak odnosić do okresu bez produkcji i odjąć odbiory, które z założenia działają stale.

Czy nieszczelność można znaleźć po samym syczeniu?
Dużą – często tak. Małe wycieki w pracującej hali giną jednak w hałasie wentylatorów, napędów i maszyn. Do regularnego przeglądu znacznie skuteczniejszy jest detektor ultradźwiękowy.

Jak często kontrolować instalację?
W zakładzie pracującym wielozmianowo rozsądny jest przegląd co 3–6 miesięcy oraz dodatkowa kontrola po większych zmianach instalacji. Coroczny audyt to minimum, ale w instalacji z dużą liczbą przewodów elastycznych i szybkozłączy rok bywa zbyt długim odstępem.

Czy po usunięciu nieszczelności trzeba zmieniać nastawy sprężarek?
Trzeba je przynajmniej sprawdzić. Mniejsze zapotrzebowanie może pozwolić obniżyć ciśnienie, zmienić sekwencję pracy kilku sprężarek albo całkowicie wyłączyć jedną z nich w okresach małego poboru.

Od czego zacząć bez wykonywania pełnego audytu?
Od pomiaru instalacji po zakończeniu produkcji. Wyłącz planowane odbiorniki, zostaw sieć pod normalnym ciśnieniem i sprawdź przepływ albo cykle obciążenia sprężarki. Jeżeli mimo zatrzymanej produkcji sprężarkownia nadal dostarcza znaczną ilość powietrza, nie podnoś ciśnienia i nie planuj zakupu większego kompresora. Najpierw znajdź oraz usuń największe stałe nieszczelności, a dopiero po ponownym pomiarze oceniaj wydajność całego systemu.