Medição de umidade em Sistemas de ar comprimido

Por ser uma fonte de energia versátil e confiável, o Ar Comprimido tornou-se uma parte indispensável dos processos de produção modernos. Dependendo da respectiva aplicação, diferentes requisitos são impostos a um sistema de ar comprimido. A manutenção de um determinado teor de umidade ou ponto de orvalho / Ponto de orvalho de pressão é o pré-requisito básico para qualquer processo, a fim de garantir a operação do sistema a longo prazo e sem problemas.

A CS INSTRUMENTS GmbH & Co. KG desenvolveu o Ponto de orvalho de pressão DS 400 com muitas novas vantagens, especialmente para a medição de umidade em Ar comprimido / gases.

Como a água entra no Ar comprimido?

O Ar comprimido é geralmente produzido a partir do ar ambiente, que é aspirado, comprimido com pistões ou compressores de parafuso e, em seguida, seco em maior ou menor grau. O objetivo é produzir Ar comprimido seco, livre de óleo e com pouca poeira com o mínimo de esforço possível. Os resíduos de óleo e as partículas de poeira podem ser removidos por meio de sistemas complexos de filtragem. A Umidade, por outro lado, deve ser reduzida com o uso de secadores (Secadores de refrigeração, Secadores de membrana, Secadores de adsorção, etc.), que, idealmente, operam sob controle independente da carga.

Quanto mais alta a Temperatura e maior o volume, mais vapor de água o ar pode reter. Por outro lado, o ar comprimido tem menos capacidade de reter o vapor de água. Um Compressor comprime o ar ambiente atmosférico a uma fração de seu volume original. Em um determinado ponto do processo de compressão, o conteúdo de água do ar excede a capacidade do ar de se ligar ao vapor de água. O ar fica saturado e parte da água se precipita como condensado. Ao reduzir ainda mais a Temperatura, ainda mais água se condensa. Isso significa que a umidade relativa na saída de um Compressor é sempre 100% e também há gotículas de água no ar de saída. A quantidade de líquido que é perdida sob Pressão pode ser considerável. Por exemplo, um Compressor de 30 kW com uma Umidade de 60% e uma temperatura ambiente de 20°C descarrega 20 litros na linha de ar comprimido em oito horas. Com compressores grandes, o valor é muitas vezes maior.

Efeitos do teor de umidade

Dependendo das Aplicações, há diferentes requisitos para o Ar Comprimido. A manutenção de um determinado teor de umidade é um pré-requisito para que todo o sistema funcione sem problemas a longo prazo. A maioria das linhas de ar comprimido é feita de aço ou aço não galvanizado. Como a taxa de corrosão aumenta acentuadamente a partir de uma umidade relativa de 50%, esse valor não deve ser excedido em nenhuma circunstância. No caso de linhas não galvanizadas, a corrosão se formará com o tempo em caso de alta umidade. Com o passar do tempo, a ferrugem se desprende e migra para os pontos de contato. As consequências são, por exemplo, bicos bloqueados, elementos de controle defeituosos e tempo de inatividade da produção. Reparos caros e Intervalos de manutenção curtos são inevitáveis.

Além do problema de corrosão e das consequências descritas acima, a quantidade de umidade tem influência direta sobre a qualidade dos produtos finais. Que problemas podem surgir se o teor de umidade for muito alto? Aqui estão alguns exemplos que ocorrem com frequência na prática:

  • Produtos higroscópicos (especiarias, açúcar, etc.) grudam durante o transporte pelo sistema de transporte pneumático
  • Formação de bolhas durante os processos de pintura e revestimento
  • Os furos de sondagem podem ser bloqueados pela poeira transportada
  • Válvulas de controle congelam no inverno em salas sem aquecimento

Qualidades do ar comprimido recomendadas de acordo com a norma DIN ISO 8573

AplicaçõesPartículasÁgua residual
KLµmKLDTP
Ar respirável10.11-3-70 / -20 °C
Pistolas de pulverização10.12-40 °C
Tecnologia médica10.13-4-20 / +3 °C
Tecnologia de medição e controle10.14+3 °C
Transporte de alimentos e bebidas213-20 °C
Sistemas de jateamento de areia- -4-3+3 / -20 °C
Ar geral de fábrica354+3 °C
Martelo de abertura4155-4+7/3°C

Tipos e tarefas dos secadores

Vários tipos de secadores são usados na prática para lidar com o problema da umidade excessiva. Na tecnologia de ar comprimido, o Ponto de orvalho de pressão é a medida da secura do ar comprimido. O Ponto de orvalho de pressão é a Temperatura na qual a umidade contida no Ar comprimido se condensa em água líquida (também estado de saturação, 100% de umidade relativa). Quanto mais baixa for a temperatura do ponto de orvalho de pressão, menor será a quantidade de vapor de água contida no Ar comprimido

Secador de refrigeração para valores de ponto de orvalho em torno de +2 °Ctd.

Há vários tipos de secadores de ar comprimido. Os secadores de refrigeração ou os secadores de adsorção são usados com mais frequência. Os Secadores de refrigeração resfriam o Ar comprimido até cerca de 2 a 5°C. O ponto de orvalho da pressão também é de 2 a 5°C. O Ponto de orvalho de pressão é, então, também de 2 a 5°C. O excesso de vapor de água se condensa e precipita. O ar é então aquecido de volta à temperatura ambiente.

Na maioria dos casos, os secadores de ar comprimido para refrigeração são monitorados apenas por um visor de temperatura de resfriamento. O monitoramento estacionário da umidade só foi instalado em sistemas grandes ou para Aplicações particularmente importantes. Entretanto, a simples exibição da temperatura de resfriamento não é suficiente. Mesmo que a temperatura de resfriamento pareça estar OK, as seguintes falhas podem levar a um Ponto de orvalho de pressão excessivo:

  • O condensado no Secador de refrigeração não é drenado (dreno de condensado com defeito ou sujo)
  • Ar comprimido desviado no Secador de refrigeração (tubos de troca de calor desgastados, corroídos, etc.); Ar comprimido desviado nas linhas de desvio

Uma falha no Secador de refrigeração inevitavelmente leva a problemas consideráveis com condensado na linha de ar comprimido. Isso é particularmente problemático (além dos problemas já mencionados) se o condensado puder se acumular nas linhas de bolsas e não for drenado por si só. O condensado nas linhas de mangas só pode ser removido com esforço considerável ou seco e lavado usando uma quantidade extremamente grande de Ar comprimido.

Isso muitas vezes leva a um aumento dos valores do ponto de orvalho com um Consumo muito baixo, sem que haja qualquer problema reconhecível com o Secador de refrigeração. A longo prazo, é muito difícil para o gerente de ar comprimido descobrir de onde vêm os valores elevados do ponto de orvalho ou, em casos extremos, o condensado.

Secador de adsorção para pontos de orvalho típicos -30 ... -40° Ctd.

A operação dos Secadores de adsorção é baseada no princípio da atração entre duas massas. O vapor de água é ligado (adsorvido) na superfície de um dessecante. Secadores de adsorção eficazes podem secar o Ar comprimido até um Ponto de orvalho de pressão de -40°C ou menos.

Os Secadores de adsorção regenerativos consistem em dois recipientes cheios de adsorvente. Em diferentes processos, um recipiente é regenerado a frio ou a quente, enquanto o outro seca o ar operacional. Dependendo do processo e das condições operacionais, o adsorvente deve ser substituído em um ciclo de três a cinco anos.

Certas condições operacionais levam a uma redução na vida útil do agente de adsorção:

  • Sobrecarga no lado do ar comprimido devido ao consumo excessivo de ar comprimido
  • Pré-separação insuficiente do condensado
  • Ar oleoso
  • Tempos de regeneração dos tanques individuais muito longos

Garantia da confiabilidade do processo com o conjunto DS 400 Set para Medição do ponto de orvalho

Único no mundo com Exibição gráfica de 3,5" com tela sensível ao toque e função de impressão. Um retardo de alarme pode ser definido para cada relé. Isso significa que somente os valores-limite que foram realmente excedidos por um período mais longo serão exibidos. O alarme também pode ser confirmado. O Conjunto de ponto de orvalho DS 400 consiste no Registrador de gráfico DS 400 e no Sensor de ponto de orvalho FA 510, incluindo uma câmara de medição adequada para medir a pressão do ponto de orvalho de Ar comprimido / gases até 16/50/350 bar. Para pressões acima de 16 bar, use a câmara de medição de alta pressão.

A peça central do sensor de ponto de orvalho é o mundialmente comprovado sensor de umidade da CS INSTRUMENTS GmbH & Co KG. Para obter medições rápidas e precisas, é necessário que o Gases a ser medido flua continuamente através do sensor de umidade. Para isso, um fluxo de volume definido é soprado em uma determinada Pressão por meio de uma divisão capilar. O niple de encaixe padronizado para linhas de ar comprimido significa que a câmara de medição pode ser conectada ao ponto de tomada sem nenhum trabalho de instalação importante.

A principal diferença em relação aos Registradores de Gráfico padrão sem papel se reflete na simplicidade do DS 400 durante o comissionamento e a avaliação dos dados de medição.

A operação intuitiva com a Exibição gráfica em tela sensível ao toque de 3,5" com função de zoom e botão de impressão é única nessa classe de preço. Com a ajuda da Exibição gráfica com função de zoom, o processo de secagem ou a curva do ponto de orvalho são visíveis rapidamente e armazenados no Registrador de dados. Isso permite que o usuário visualize os dados de medição armazenados no local a qualquer momento, mesmo sem um PC. Isso permite uma análise rápida e fácil do comportamento de secagem.

Usando o botão de impressão, a tela atual pode ser salva como um arquivo de imagem no cartão SD interno ou em um pendrive USB e impressa no PC sem Software adicional. Ideal para documentar os valores medidos/curvas de medição no local. As curvas de medição coloridas podem ser enviadas como um arquivo de imagem por e-mail ou integradas em um relatório de serviço.

O Registrador de dados interno permite que os dados de medição sejam armazenados por vários anos. Os dados de medição podem ser analisados em um pen drive USB ou via Ethernet com o conveniente CS Basic.

  • Exibição gráfica de 3,5", operação intuitiva com tela sensível ao toque
  • Função de zoom para análise precisa do valor medido
  • Curvas de valores medidos coloridas com nomes
  • Função de cálculo matemático para calcular a distância do ponto de orvalho (monitor de condensado, interruptor de condensado)
  • Botão de impressão: qualquer exibição de medição pode ser salva como um arquivo de imagem diretamente em um pen drive USB e enviada por e-mail sem Software
  • 2 contatos de alarme para limites excedentes
  • Atraso de alarme livremente ajustável para os dois contatos de alarme com função de confirmação
  • Até 4 entradas de sensor para Ponto de orvalho adicional, Pressão, Temperatura, Sensores de consumo, medidores de energia elétrica ativa, qualquer sensor externo pode ser conectado: Pt 100/ 1000, 0/4...20 mA, 0-1/10 V, Modbus, pulso
  • Registrador de dados integrado de 2 GB
  • USB, Interface Ethernet, RS 485 / Modbus
  • Servidor da Web