Medição de umidade em Sistemas de ar comprimido

Como fonte de energia versátil e fiável, o Ar Comprimido tornou-se uma parte indispensável dos processos de produção modernos. Dependendo da respectiva aplicação, são colocadas diferentes exigências a um sistema de ar comprimido. A manutenção de um determinado teor de humidade ou ponto de orvalho / Ponto de orvalho de pressão é o pré-requisito básico para qualquer processo, para garantir um funcionamento a longo prazo e sem problemas do sistema.

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 é que a água entra no Ar comprimido?

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

Quanto maior for a Temperatura e o volume, mais vapor de água o ar pode absorver. Inversamente, o ar comprimido tem menos capacidade de reter o vapor de água. Um Compressor comprime o ar ambiente atmosférico para uma fração do seu volume original. Num determinado ponto do processo de compressão, o teor de água do ar excede a capacidade do ar de se ligar ao vapor de água. O ar fica saturado e parte da água precipita-se sob a forma de condensado. Ao baixar ainda mais a Temperatura, condensa-se ainda mais água. Isto significa que a humidade relativa à saída de um Compressor é sempre de 100% e que também existem gotículas de água no ar de saída. A quantidade de líquido que se perde sob Pressão pode ser considerável. Por exemplo, um Compressor de 30 kW com uma humidade de 60% e uma temperatura ambiente de 20°C descarrega 20 litros na linha de ar comprimido em oito horas. Com grandes compressores, o valor é muitas vezes superior.

Efeitos do teor de humidade

Dependendo das Aplicações, o Ar Comprimido tem diferentes requisitos. A manutenção de um determinado teor de humidade é um pré-requisito para que todo o sistema funcione sem problemas a longo prazo. A maior parte das condutas de ar comprimido são feitas de aço ou de aço não galvanizado. Como a taxa de corrosão aumenta acentuadamente a partir de uma humidade relativa de 50%, este valor não deve ser excedido em circunstância alguma. No caso das condutas não galvanizadas, a corrosão forma-se com o tempo em caso de humidade elevada. Com o tempo, a ferrugem descasca-se e migra para os pontos de tomada. As consequências são, por exemplo, bocais bloqueados, elementos de controlo defeituosos e paragens de produção. As reparações dispendiosas e os Intervalos de Manutenção curtos são inevitáveis.

Para além do problema da corrosão e das consequências acima descritas, a quantidade de humidade tem uma influência direta na qualidade dos produtos finais. Que problemas podem surgir se o teor de humidade for demasiado elevado? Eis alguns exemplos que ocorrem frequentemente na prática:

  • Os produtos higroscópicos (especiarias, açúcar, etc.) colam-se uns aos outros durante o transporte através do sistema de transporte pneumático
  • Formação de bolhas durante os processos de pintura e revestimento
  • Os furos podem ficar bloqueados pelo pó transportado
  • As válvulas de controlo congelam no inverno em pavilhões não aquecidos

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 pintura10.12-40 °C
Tecnologia médica10.13-4-20 / +3 °C
Tecnologia de medição e controlo10.14+3 °C
Transporte de alimentos e bebidas213-20 °C
Sistemas de jato de areia- -4-3+3 / -20 °C
Ar de fábrica geral354+3 °C
Martelo de abertura4155-4+7/3°C

Tipos e funções dos secadores

Na prática, são utilizados vários tipos de secadores para resolver o problema da humidade excessiva. Na tecnologia do 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 à qual a humidade contida no Ar comprimido se condensa em água líquida (também estado de saturação, 100% de humidade relativa). Quanto mais baixa for a temperatura do ponto de orvalho de pressão, mais baixa é a quantidade de vapor de água contida no Ar comprimido

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

Existem diferentes tipos de secadores de ar comprimido. Os mais utilizados são os Secadores de refrigeração ou os Secadores de adsorção. Os Secadores de refrigeração arrefecem o Ar comprimido até cerca de 2 a 5°C. O ponto de orvalho de pressão é então também 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 condensa-se e precipita-se. O ar é então aquecido de volta à temperatura ambiente.

Na maioria dos casos, os secadores de ar comprimido por refrigeração são monitorizados apenas por um indicador de temperatura de arrefecimento. A monitorização estacionária da humidade só tem sido instalada em grandes sistemas ou para Aplicações particularmente importantes. No entanto, a simples indicação da temperatura de refrigeração não é suficiente. Mesmo que a temperatura de refrigeração pareça estar OK, as seguintes falhas podem levar a um Ponto de orvalho de pressão excessivo:

  • A condensação no Secador de refrigeração não é drenada (dreno de condensação com defeito ou sujo)
  • Ar comprimido em bypass no Secador de refrigeração (tubos de permuta de calor gastos, corroídos, etc.); Ar comprimido em bypass nas linhas de bypass

Uma falha do Secador de refrigeração conduz inevitavelmente a problemas consideráveis com condensados na linha de ar comprimido. É particularmente problemático (para além dos problemas já mencionados) se o condensado se puder acumular nas linhas de sacos e não drenar por si próprio. O condensado nas linhas de sacos só pode ser removido com um esforço considerável ou seco e lavado com uma quantidade extremamente grande de Ar comprimido.

Isto leva muitas vezes a valores de ponto de orvalho mais elevados com um Consumo muito baixo, sem que haja quaisquer problemas reconhecíveis com o Secador de refrigeração. A longo prazo, é muito difícil para o gestor de ar comprimido descobrir a origem do aumento dos valores do ponto de orvalho ou, em casos extremos, da condensação.

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

O funcionamento dos Secadores de adsorção baseia-se no princípio da atração entre duas massas. O vapor de água é ligado (adsorvido) à superfície de um dessecante. Os Secadores de adsorção eficazes podem secar Ar comprimido até um Ponto de orvalho de pressão de -40°C ou inferior.

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 de funcionamento. Dependendo do processo e das condições de funcionamento, o adsorvente tem de ser substituído num ciclo de três a cinco anos.

Certas condições de funcionamento conduzem a uma redução da vida útil do agente de adsorção:

  • Sobrecarga no lado do ar comprimido devido a um consumo excessivo de ar comprimido
  • Pré-separação insuficiente do condensado
  • Ar oleoso
  • Tempos de regeneração dos depósitos individuais demasiado longos

Garantir a fiabilidade do processo com o DS 400 Set para Medição do ponto de orvalho

Única no mundo com Exibição gráfica de 3,5" com ecrã tátil e função de impressão. Pode ser definido um atraso de alarme para cada relé. Isto significa que apenas são apresentados os valores-limite que foram efetivamente excedidos durante um período de tempo mais longo. 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 superiores a 16 bar, utilizar a câmara de medição de alta pressão.

A peça central do sensor de ponto de orvalho é o mundialmente comprovado sensor de humidade 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 humidade. Para este efeito, um fluxo de volume definido é soprado para fora a uma certa Pressão através 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 grandes trabalhos de instalação.

A grande diferença em relação aos Registradores de Gráfico padrão sem papel reflecte-se na simplicidade do DS 400 durante a colocação em funcionamento e a avaliação dos dados de medição.

A operação intuitiva com a Exibição gráfica no ecrã tátil de 3,5" com função de zoom e botão de impressão é única nesta 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 num relance e armazenados no Registrador de dados. Isto permite ao utilizador visualizar os dados de medição armazenados no local em qualquer altura, mesmo sem um PC. Isto permite uma análise rápida e fácil do comportamento de secagem.

Através do botão de impressão, o ecrã atual pode ser guardado como um ficheiro de imagem no cartão SD interno ou numa pen USB e impresso 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 ficheiro de imagem por e-mail ou integradas num relatório de serviço.

O Registrador de dados interno permite que os dados de medição sejam armazenados durante vários anos. Os dados de medição podem ser analisados numa pen USB ou via Ethernet com o prático CS Basic.

  • Exibição gráfica de 3,5", operação intuitiva com ecrã tátil
  • Função de zoom para uma análise precisa dos valores de medição
  • Curvas de valores de medição coloridas com nomes
  • Função de cálculo matemático para calcular a distância do ponto de orvalho (monitor de condensação, interrutor de condensação)
  • Botão de impressão: qualquer indicação de medição pode ser guardada como ficheiro de imagem diretamente numa pen USB e enviada por e-mail sem Software
  • 2 contactos de alarme para exceder os limites
  • Atraso de alarme livremente ajustável para os dois contactos de alarme com função de confirmação
  • Até 4 entradas de sensor para Ponto de orvalho adicional, Pressão, Temperatura, Sensores de consumo, medidores de energia eléctrica ativa, quaisquer sensores externos podem ser ligados: Pt 100/ 1000, 0/4...20 mA, 0-1/10 V, Modbus, pulso
  • Registrador de dados integrado 2GB
  • Interface USB, Ethernet, RS 485 / Modbus
  • Servidor Web