Medición de humedad en sistemas de aire comprimido

Como fuente de energía versátil y fiable, el aire comprimido se ha convertido en una parte indispensable de los procesos de producción modernos. Dependiendo de cada aplicación, se imponen distintos requisitos a un sistema de aire comprimido. Mantener un cierto contenido de humedad o punto de rocío a presión es el prerrequisito básico para cualquier proceso para asegurar un funcionamiento del sistema a largo plazo y sin problemas.

CS INSTRUMENTS GmbH & Co. KG ha desarrollado el Punto de rocío a presión DS 400 con muchas nuevas ventajas especialmente para la Medición de humedad en Aire comprimido / Gases.

¿Cómo llega el agua al Aire comprimido?

El Aire comprimido suele producirse a partir del aire ambiente, que se aspira, se comprime con pistones o compresores de tornillo y luego se seca en mayor o menor medida. El objetivo es producir Aire comprimido seco, sin aceite y con poco polvo con el menor esfuerzo posible. Los residuos de aceite y las partículas de polvo pueden eliminarse mediante complejos sistemas de filtrado. La Humedad, por el contrario, debe reducirse mediante secadores (Secadores por refrigeración, Secadores de membrana, Secadores de adsorción, etc.), que idealmente funcionan bajo control independiente de la carga.

Cuanto mayor sea la Temperatura y mayor sea el volumen, más vapor de agua podrá retener el aire. Por el contrario, el aire comprimido tiene menos capacidad para ligar vapor de agua. Un Compresor comprime el aire ambiente atmosférico a una fracción de su volumen original. En un momento determinado del proceso de compresión, el contenido de agua del aire supera la capacidad del aire para retener el vapor de agua. El aire se satura y parte del agua precipita en forma de condensado. Al bajar aún más la Temperatura, se condensa aún más agua. Esto significa que la Humedad relativa a la salida de un Compresor es siempre del 100% y que también hay gotas de agua en el aire de salida. La cantidad de líquido que se pierde bajo Presión puede ser considerable. Por ejemplo, un Compresor de 30 kW con una Humedad del 60% y una temperatura ambiente de 20°C descarga 20 litros en la línea de aire comprimido en ocho horas. Con compresores grandes, el valor es muchas veces mayor.

Efectos del contenido de humedad

Dependiendo de las Aplicaciones, el Aire comprimido debe cumplir diferentes requisitos. Mantener un cierto contenido de humedad es un requisito previo para que todo el sistema funcione sin problemas a largo plazo. La mayoría de los conductos de aire comprimido son de acero o de acero no galvanizado. Dado que la tasa de corrosión aumenta bruscamente a partir de una humedad relativa del 50%, este valor no debe superarse en ningún caso. En el caso de los conductos no galvanizados, la corrosión se forma con el tiempo en caso de Humedad elevada. El óxido se desprende con el tiempo y migra hacia los puntos de toma. Las consecuencias son, por ejemplo, boquillas bloqueadas, elementos de control defectuosos y paradas de producción. Las reparaciones costosas y los Intervalos de mantenimiento cortos son inevitables.

Además del problema de la corrosión y las consecuencias descritas anteriormente, la cantidad de Humedad influye directamente en la calidad de los productos finales. ¿Qué problemas pueden surgir si el contenido de Humedad es demasiado alto? He aquí algunos ejemplos que se dan con frecuencia en la práctica:

  • Los productos higroscópicos (especias, azúcar, etc.) se pegan durante el transporte a través del sistema de transporte neumático.
  • Se forman burbujas durante los procesos de pintura y revestimiento
  • Las perforaciones pueden obstruirse por el polvo arrastrado.
  • Las válvulas de control se hielan en invierno en naves sin calefacción.

Calidad del aire comprimido recomendada según DIN ISO 8573

AplicacionesPartículasAgua residual
KLµmKLDTP
Aire respirable10.11-3-70 / -20 °C
Pistolas pulverizadoras10.12-40 °C
Tecnología médica10.13-4-20 / +3 °C
Tecnología de medición y control10.14+3 °C
Transporte de alimentos y bebidas213-20 °C
Sistemas de chorro de arena- -4-3+3 / -20 °C
Aire general de fábrica354+3 °C
Martillo rompedor4155-4+7/3°C

Tipos y tareas de las secadoras

En la práctica se utilizan diversos tipos de secadores para hacer frente al problema de la humedad excesiva. En la tecnología del aire comprimido, el punto de rocío a presión es la medida de la sequedad del aire comprimido. El Punto de rocío a presión es la Temperatura a la que la Humedad contenida en el Aire comprimido se condensa en agua líquida (también estado de saturación, humedad relativa del 100%). Cuanto menor sea la temperatura del punto de rocío a presión, menor será la cantidad de vapor de agua contenida en el Aire comprimido.

Secador por refrigeración para valores de punto de rocío en torno a +2 °Ctd.

Existen varios tipos de secadores de aire comprimido. Los más utilizados son los Secadores por refrigeración o los Secadores de adsorción. Los secadores por refrigeración enfrían el Aire comprimido hasta unos 2 a 5°C. El punto de rocío a presión es entonces también de 2 a 5°C. El Punto de rocío a presión es entonces también de 2 a 5°C. El vapor de agua sobrante se condensa y precipita. A continuación, el aire se vuelve a calentar hasta alcanzar la temperatura ambiente.

En la mayoría de los casos, los secadores frigoríficos de aire comprimido sólo se controlan mediante un indicador de temperatura de refrigeración. La monitorización estacionaria de la humedad sólo se ha instalado en grandes sistemas o para aplicaciones especialmente importantes. Sin embargo, la simple visualización de la temperatura de refrigeración no es suficiente. Aunque la temperatura de refrigeración parezca correcta, los siguientes fallos pueden provocar un Punto de rocío a presión excesivo:

  • El condensado en el Secador por refrigeración no se drena (drenaje de condensado defectuoso o sucio)
  • Aire comprimido desviado en el Secador por refrigeración (tuberías de intercambio de calor desgastadas, corroídas, etc.); Aire comprimido desviado en las tuberías de bypass

Un fallo del Secador por refrigeración conlleva inevitablemente problemas considerables de condensado en la línea de aire comprimido. Es especialmente problemático (además de los problemas ya mencionados) si el condensado puede acumularse en líneas de bolsas y no se drena por sí mismo. El condensado en los conductos de bolsas sólo puede eliminarse con un esfuerzo considerable o secarse y purgarse utilizando una cantidad extremadamente grande de Aire comprimido.

De este modo, a menudo se consiguen valores de punto de rocío más elevados con un Consumo muy reducido, sin que se produzcan problemas reconocibles en el Secador por refrigeración. A largo plazo, es muy difícil para el gestor del aire comprimido averiguar de dónde procede el aumento de los valores del punto de rocío o, en casos extremos, el condensado.

Secador de adsorción para puntos de rocío típicos -30 ... -40° Ctd.

El funcionamiento de los Secadores de adsorción se basa en el principio de atracción entre dos masas. El vapor de agua se liga (adsorbe) a la superficie de un desecante. Los secadores de adsorción eficaces pueden secar Aire comprimido hasta un Punto de rocío a presión de -40°C e inferior.

Los Secadores de adsorción regenerativos constan de dos contenedores llenos de adsorbente. En distintos procesos, un recipiente se regenera en frío o en caliente, mientras que el otro seca el aire de funcionamiento. Dependiendo del proceso y de las condiciones de funcionamiento, el adsorbente debe sustituirse en un ciclo de tres a cinco años.

Determinadas condiciones de funcionamiento provocan una reducción de la vida útil del adsorbente:

  • Sobrecarga en el lado del aire comprimido debido a un consumo excesivo de aire comprimido.
  • Insuficiente separación previa del condensado
  • Aire aceitoso
  • Tiempos de regeneración de los depósitos individuales demasiado largos

Garantizar la seguridad del proceso con el DS 400 Set para la Medición del punto de rocío

Único en el mundo con Visualización gráfica de 3,5" con pantalla táctil y función de impresión. Se puede ajustar un retardo de alarma para cada relé. Esto significa que sólo se muestran los valores límite que se han superado realmente durante un periodo de tiempo más largo. Alarma con acuse de recibo. El Set de punto de rocío DS 400 se compone del Registrador de datos sin papel DS 400 y del Sensor de punto de rocío FA 510, que incluye una cámara de medición adecuada para medir el punto de rocío a presión de aire comprimido y gases hasta 16/50/350 bar. Para presiones superiores a 16 bar, utilice la cámara de medición de alta presión.

La pieza central del Sensor de punto de rocío es el sensor de humedad mundialmente probado de CS INSTRUMENTS GmbH & Co KG. Para conseguir Mediciones rápidas y de Precisión, es necesario que los Gases a medir fluyan continuamente a través del sensor de humedad. Para este propósito, un flujo de volumen definido es soplado a una determinada Presión a través de una división capilar. Gracias a la boquilla enchufable normalizada para conductos de aire comprimido, la cámara de medición puede conectarse al punto de toma sin necesidad de grandes trabajos de instalación.

La gran diferencia con los Registradores de datos estándar sin papel se refleja en la sencillez del DS 400 durante la puesta en servicio y la evaluación de los datos de medición.

El manejo intuitivo con la Visualización gráfica de pantalla táctil de 3,5" con función de zoom y botón de impresión es único en esta clase de precio. Con ayuda de la Visualización gráfica con función de zoom, el proceso de secado o la curva del punto de rocío son visibles de un vistazo y se almacenan en el Registrador de datos. Esto permite al usuario ver los datos de medición almacenados in situ en cualquier momento, incluso sin un PC. Esto permite un análisis rápido y sencillo del comportamiento de secado.

Mediante el botón de impresión, la pantalla actual puede guardarse como archivo de imagen en la tarjeta SD interna o en una memoria USB e imprimirse en el PC sin necesidad de Software adicional. Ideal para documentar los Valores medidos / curvas de medición in situ. Las curvas de medición coloreadas pueden enviarse como archivo de imagen por correo electrónico o integrarse en un informe de servicio.

El Registrador de datos interno permite almacenar los datos de medición durante varios años. Los datos de medición pueden analizarse en una memoria USB o a través de Ethernet con el práctico CS Soft Básico.

  • Visualización gráfica de 3,5", manejo intuitivo con pantalla táctil
  • Función de zoom para un análisis preciso de los valores medidos
  • Curvas de valores medidos coloreadas con nombres
  • Función de Cálculo matemático para calcular la distancia del punto de rocío (monitor de condensado, interruptor de condensado)
  • Botón de impresión: todas las visualizaciones de medición pueden guardarse como archivo de imagen directamente en una memoria USB y enviarse por correo electrónico sin necesidad de Software
  • 2 contactos de alarma por superación de límites
  • Retardo de alarma libremente ajustable para los dos contactos de alarma con función de acuse de recibo
  • Hasta 4 entradas de sensor para Punto de rocío adicional, Presión, Temperatura, Sensores de consumo, Medidores de potencia eléctrica activa, se puede conectar cualquier sensor externo: Pt 100/ 1000, 0/4...20 mA, 0-1/10 V, Modbus, pulso
  • Registrador de datos integrado 2GB
  • USB, Interfaz Ethernet, RS 485 / Modbus
  • Servidor web