空壓機系統含油(氣)對精密儀器與實驗室環境有何影響?

許多使用有油式空壓機的客戶會分享他們使用三道過濾來確保潤滑油氣跑到現場，筆者想要利用一些國際頂尖過濾器品牌的規格表以及實際現場的照片來說明，也同時來報告為何許多使用精密儀器的公司研發實驗室或工廠，通常不太會使用有油式空壓機的原因。

先來看一下精密儀器的壓縮空氣需求規格

下表是一款實驗室應用的雷射粒徑分析儀，事實上大多數的精密儀器除了風量與操作壓力的需求不太一樣之外，對於壓縮空氣的品質通常都是無水, 無油且符合一定數量固態顆粒的條件, 甚至要求必須無微生物檢出 (Oil Free, Germ Free and Low Dew Point–>Free of dry containments, moisture and oil)。精密儀器既然有用到壓縮空氣, 那肯定會有入口+流道+電磁閥件+關鍵部品+出口, 任何一處遭受汙染難免影響精度!

再來看看世界第一品牌過濾器的產品說明

Parker是世界最大的工業過濾濾材與過濾器品牌，也是業界認可最專業的過濾與乾燥專家；國際與台灣許多大型半導體, 光電廠與生技製藥廠…等公司指定採用；主要原因是其多數產品均經過國際第三機構認證證書取得，Parker在業界具有權威領導地位的可信度。

強調過濾器產品提供12個月的濾效保證，但是各位可以看看ACS (過濾潤滑油或空氣含油分的活性碳過濾器並沒有提供12個月的濾效保證) 告訴大家的是何時更換過濾器：當發現有油氣被偵測觀察到的時候。並不是該品牌騙人，因為固態顆粒確實是可以確保被攔阻下來，但是油氣是任何一家品牌過濾器都不敢保證一定時間內是可以完全被擄獲攔阻下來的。

過濾濾材的效果隨著使用的時間越長，濾材飽和程度會越來越高，濾效會逐漸降低。當然，過濾器品牌的技術還是最重要的因素；否則很難相信標示相同規格的過濾器，Parker可能數萬至數十萬元，中國產品或濾材來台組裝只要幾千元到幾萬元的原因在此。（筆者幾年前曾經解剖一組管路前置過濾器，所謂濾材是用類似紙巾材質取代了玻纖材質；當然玻纖等級, 孔目Mesh大小密度, 幾層與折疊方法也有差異而造成效果與成本各異）。

油氣跑到精密儀器會有何可能情況?

以下是潤滑油或大氣中的油氣跑到現場可能的情況，我們以簡單的說明圖片的狀況：

1. 第一張圖：左側為有油式空壓機系統的管路內壁有油膜或油垢積累; 我們經常在許多研發實驗室看到精密加工機械 CAD/CAM 主軸利用壓縮空氣形成主軸內正壓高於外部大氣壓力來作氣封，避免其他物質進入內造成壽命縮短或損害。或者是精密儀器中有許多電磁閥, 噴嘴, 位移部品元件由於壓縮空氣中含有油氣會如同左側的空壓管內壁形成油膜或油垢，造成精準度偏離或者壽命簡短。
2. 第二張圖：油氣跑出管路由令的接縫處，我們可以類推在精密儀器的許多系統部品利用壓縮空氣完成動作或任務後, 壓縮空氣藉由設計的空氣流道排出外部的；壓縮空氣含有油氣對於科學家, 研究員或工程師都不是好的情況，通常密閉空調空間內的揚程也需要20~30分鐘才能夠沉澱下來。
3. 第三張圖：壓縮空氣中含有油氣而且乾燥程度控制的不是很好，如果潤滑油氣與冷凝水結合而造成油乳化；有一些謬誤的說法，一些維護設備的工程師會告訴筆者壓縮空氣中有油氣剛好可以來潤滑氣動閥或氣壓缸。通常油氣經過管路到設備後，品質已經劣化甚至油乳化，不但無法達到潤滑的效果，反而造成氣動閥與氣壓缸的損傷。況且研發實驗室避免油氣汙染影響研究成果, 就算設備有使用潤滑油, 材質也必須有特殊要求，另外也不一定適合氣動閥或氣壓缸，有些高端的閥類甚至設計的是自潤材質…。

過濾器濾材飽和失效過程

三道過濾每年花費的費用加上更換工資至少萬元以上，有安裝固然也是好事，可是筆者往往發現許多實驗室機構或壓縮空氣要求高潔淨度的工廠的空壓機系統並沒有依據ISO 8573-1設定一定的壓縮空氣品質規範，這也是我們想要建議工廠或者研發實驗室需要考慮的…。

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