Måling av fuktighet i trykkluftsystemer

Som en allsidig og pålitelig energikilde har trykkluft blitt en uunnværlig del av moderne produksjonsprosesser. Avhengig av bruksområde stilles det ulike krav til et trykkluftsystem. Opprettholdelse av et visst fuktighetsinnhold eller duggpunkt / trykkduggpunkt er den grunnleggende forutsetningen for enhver prosess for å sikre langsiktig, problemfri systemdrift.

CS INSTRUMENTS GmbH & Co KG har utviklet trykkduggpunktmåleren DS 400 med mange nye fordeler, spesielt for måling av fuktighet i trykkluft og gasser.

Hvordan kommer vann inn i trykkluft?

Trykkluft produseres vanligvis av luft fra omgivelsene, som suges inn, komprimeres med stempler eller skruekompressorer og deretter tørkes i større eller mindre grad. Målet er å produsere tørr, oljefri og støvfattig trykkluft med så liten innsats som mulig. Oljerester og støvpartikler kan fjernes ved hjelp av komplekse filtersystemer. Fuktigheten må derimot reduseres ved hjelp av tørkere (kjøletørkere, membrantørkere, adsorpsjonstørkere osv.), som ideelt sett opererer med lastuavhengig styring.

Jo høyere temperatur og jo større volum, desto mer vanndamp kan luften binde. Omvendt har komprimert luft mindre evne til å binde vanndamp. En kompressor komprimerer atmosfærisk luft til en brøkdel av det opprinnelige volumet. På et visst punkt i kompresjonsprosessen overstiger vanninnholdet i luften luftens evne til å binde vanndamp. Luften er mettet, og noe av vannet faller ut som kondensat. Ved å senke temperaturen ytterligere kondenserer enda mer vann. Dette betyr at den relative luftfuktigheten ved utløpet av en kompressor alltid er 100 %, og at det også er vanndråper i utløpsluften. Væskemengden som går tapt under trykk, kan være betydelig. En kompressor på 30 kW med en luftfuktighet på 60 % og en omgivelsestemperatur på 20 °C slipper for eksempel ut 20 liter i trykkluftledningen i løpet av åtte timer. Med store kompressorer er verdien mange ganger større.

Effekter av fuktighetsinnholdet

Det stilles ulike krav til trykkluften avhengig av bruksområde. En forutsetning for at hele systemet skal fungere problemfritt på lang sikt, er at det opprettholder et visst fuktighetsinnhold. De fleste trykkluftledninger er laget av stål eller ikke-galvanisert stål. Ettersom korrosjonshastigheten øker kraftig fra en relativ luftfuktighet på 50 %, bør denne verdien ikke under noen omstendigheter overskrides. Når det gjelder ikke-galvaniserte ledninger, vil det dannes korrosjon over tid ved høy luftfuktighet. Rusten flasser av over tid og vandrer til tappestedene. Konsekvensene er for eksempel blokkerte dyser, defekte kontrollelementer og produksjonsstans. Dyre reparasjoner og korte vedlikeholdsintervaller er uunngåelig.

I tillegg til korrosjonsproblemet og konsekvensene som er beskrevet ovenfor, har fuktighetsmengden direkte innvirkning på kvaliteten på sluttproduktene. Hvilke problemer kan oppstå hvis fuktinnholdet er for høyt? Her er noen eksempler som ofte oppstår i praksis:

  • Hygroskopiske produkter (krydder, sukker osv.) klistrer seg sammen under transport gjennom det pneumatiske transportsystemet
  • Det dannes bobler under malings- og lakkeringsprosesser
  • Borehull kan bli tilstoppet av støv som transporteres med
  • Reguleringsventiler fryser til is om vinteren i uoppvarmede haller

Anbefalte trykkluftkvaliteter i henhold til DIN ISO 8573-1

BruksområdePartiklerRestvann
KLµmKLDTP
Innåndingsluft10.11-3-70 / -20 °C
Sprøytepistoler10.12-40 °C
Medisinsk teknologi10.13-4-20 / +3 °C
Måle- og kontrollteknologi10.14+3 °C
Transport av mat og drikkevarer213-20 °C
Sandblåsingssystemer- -4-3+3 / -20 °C
Generell fabrikkluft354+3 °C
Bryt opp hammer4155-4+7/3°C

Typer og oppgaver av tørketromler

I praksis brukes ulike typer tørketromler for å løse problemet med for høy luftfuktighet. I trykkluftteknologien er trykkduggpunktet et mål på trykkluftens tørrhet. Trykkduggpunktet er den temperaturen der fuktigheten i trykkluften kondenserer til flytende vann (også metningstilstand, 100 % relativ luftfuktighet). Jo lavere trykkduggpunktstemperaturen er, desto lavere er mengden vanndamp i trykkluften.

Kjøletørker for duggpunktsverdier rundt +2 °Ctd.

Det finnes ulike typer trykklufttørkere. Kjøletørkere eller adsorpsjonstørkere er de mest brukte. Kjøletørkere kjøler ned trykkluften til rundt 2 til 5 °C. Trykkduggpunktet er da også 2 til 5 °C. Trykkduggpunktet er da også 2 til 5 °C. Overskuddet av vanndamp kondenserer og felles ut. Luften varmes deretter opp til romtemperatur igjen.

I de fleste tilfeller overvåkes kjøletrykklufttørkere kun ved hjelp av et display for kjøletemperatur. Stasjonær fuktighetsovervåking har bare blitt installert i store systemer eller for spesielt viktige bruksområder. Det er imidlertid ikke tilstrekkelig å bare vise kjøletemperaturen. Selv om kjøletemperaturen ser ut til å være OK, kan følgende feil føre til et for høyt trykkduggpunkt:

  • Kondensatet i kjøletørkeren tømmes ikke ut (kondensatavløpet er defekt eller skittent)
  • Bypass av trykkluft i kjøletørkeren (varmevekslerrør slitt, korrodert osv.); bypass av trykkluft i bypass-ledninger

En svikt i kjøletørkeren fører uunngåelig til betydelige problemer med kondensat i trykkluftledningen. Det er spesielt problematisk (i tillegg til de problemene som allerede er nevnt) hvis kondensatet kan samle seg i poseledninger og ikke dreneres av seg selv. Kondensat i poseledninger kan bare fjernes med store anstrengelser eller tørkes og spyles ut ved hjelp av ekstremt mye trykkluft.

Dette fører svært ofte til økte duggpunktsverdier med svært lavt forbruk, uten at det er noen synlige problemer med kjøletørkeren. På lang sikt er det svært vanskelig for den trykkluftansvarlige å finne ut hvor de forhøyede duggpunktsverdiene, eller i ekstreme tilfeller kondensatet, kommer fra.

Adsorpsjonstørker for typiske duggpunkter -30 ... -40° Ctd.

Adsorpsjonstørkere fungerer etter prinsippet om tiltrekning mellom to masser. Vanndamp bindes (adsorberes) på overflaten av et tørkemiddel. Effektive adsorpsjonstørkere kan tørke trykkluft til et trykkduggpunkt på -40 °C og lavere.

Regenerative adsorpsjonstørkere består av to beholdere fylt med adsorbent. I ulike prosesser regenereres den ene beholderen kaldt eller varmt, mens den andre tørker driftsluften. Avhengig av prosess og driftsforhold må adsorbenten skiftes ut i løpet av en syklus på tre til fem år.

Visse driftsforhold fører til redusert levetid for adsorpsjonsmiddelet:

  • Overbelastning på trykkluftsiden på grunn av for høyt trykkluftforbruk
  • Utilstrekkelig forseparering av kondensat
  • Oljete luft
  • For lange regenereringstider for de enkelte tankene

Sikrer prosesssikkerhet med DS 400-settet for duggpunktsmåling

Unik i verden med 3,5" grafisk display med berøringsskjerm og utskriftsfunksjon. En alarmforsinkelse kan stilles inn for hvert relé. Det betyr at bare grenseverdier som faktisk har vært overskredet i en lengre tidsperiode, vises. Alarmen kan også kvitteres. DS 400 duggpunktsett består av den papirløse DS 400-registratoren og duggpunktsensoren FA 510, inkludert et egnet målekammer for måling av trykkduggpunktet for trykkluft og gass opp til 16/50/350 bar. For trykk over 16 bar må du bruke høytrykksmålekammeret.

Det sentrale elementet i duggpunktsensoren er den globalt velprøvde fuktighetssensoren fra CS INSTRUMENTS GmbH & Co KG. For å oppnå raske og nøyaktige målinger er det nødvendig at gassen som skal måles, strømmer kontinuerlig gjennom fuktighetssensoren. For dette formålet blåses en definert volumstrøm ut ved et visst trykk via en kapillærdeling. Den standardiserte plug-in-nippelen for trykkluftledninger gjør at målekammeret kan kobles til tappepunktet uten større installasjonsarbeid.

Den store forskjellen fra papirløse standardopptakere gjenspeiles i DS 400s enkelhet under igangkjøring og evaluering av måledata.

Den intuitive betjeningen med den grafiske berøringsskjermen på 3,5" med zoomfunksjon og utskriftsknapp er unik i denne prisklassen. Ved hjelp av det grafiske displayet med zoomfunksjon kan tørkeprosessen eller duggpunktskurven vises på et øyeblikk og lagres i dataloggeren. Dermed kan brukeren når som helst se de lagrede måledataene på stedet, selv uten PC. Dette muliggjør en rask og enkel analyse av tørkeatferden.

Ved hjelp av utskriftsknappen kan det aktuelle skjermbildet lagres som en bildefil på det interne SD-kortet eller på en USB-pinne og skrives ut på PC-en uten ekstra programvare. Ideelt for dokumentasjon av måleverdier/målekurver på stedet. Fargede målekurver kan sendes som bildefil via e-post eller integreres i en servicerapport.

Den interne dataloggeren gjør det mulig å lagre måledata i flere år. Måledataene kan analyseres på en USB-pinne eller via Ethernet med det praktiske CS Soft Basic.

  • 3,5" grafisk display, intuitiv betjening med berøringsskjerm
  • Zoomfunksjon for presis analyse av måleverdier
  • Fargede måleverdikurver med navn
  • Matematisk beregningsfunksjon for beregning av duggpunktsavstanden (kondensatmonitor, kondensatbryter)
  • Utskriftsknapp: Alle måledisplayer kan lagres som bildefil direkte på en USB-pinne og sendes via e-post uten programvare
  • 2 alarmkontakter for overskridelse av grenseverdier
  • Fritt justerbar alarmforsinkelse for de to alarmkontaktene med kvitteringsfunksjon
  • Opptil 4 sensorinnganger for ekstra duggpunkt, trykk, temperatur, forbrukssensorer, elektriske aktive effektmålere, alle eksterne sensorer kan kobles til: Pt 100/1000, 0/4...20 mA, 0-1/10 V, Modbus, puls
  • Integrert datalogger 2 GB
  • USB, Ethernet-grensesnitt, RS 485 / Modbus
  • Webserver