Măsurarea umidității în sistemele de aer comprimat

Fiind o sursă de energie versatilă și fiabilă, aerul comprimat a devenit o parte indispensabilă a proceselor de producție moderne. În funcție de aplicația respectivă, un sistem de aer comprimat are cerințe diferite. Menținerea unui anumit conținut de umiditate sau a unui anumit punct de rouă/punct de rouă sub presiune este condiția de bază pentru orice proces, pentru a asigura funcționarea sistemului pe termen lung și fără probleme.

CS INSTRUMENTS GmbH & Co. KG a dezvoltat dispozitivul de măsurare a punctului de rouă sub presiune DS 400 cu multe avantaje noi, în special pentru măsurarea umidității în aerul și gazele comprimate.

Cum ajunge apa în aerul comprimat?

Aerul comprimat este produs de obicei din aerul ambiant, care este aspirat, comprimat cu ajutorul unor pistoane sau compresoare cu șurub și apoi uscat într-o măsură mai mare sau mai mică. Scopul este de a produce aer comprimat uscat, fără ulei și cu un nivel scăzut de praf, cu cât mai puțin efort posibil. Reziduurile de ulei și particulele de praf pot fi îndepărtate cu ajutorul unor sisteme complexe de filtrare. Pe de altă parte, umiditatea trebuie redusă cu ajutorul unor uscătoare (uscătoare prin refrigerare, uscătoare cu membrană, uscătoare prin adsorbție etc.), care, în mod ideal, funcționează sub control independent de sarcină.

Cu cât temperatura este mai ridicată și volumul este mai mare, cu atât mai mulți vapori de apă pot fi legați de aer. În schimb, aerul comprimat are o capacitate mai mică de a lega vaporii de apă. Un compresor comprimă aerul atmosferic ambiant la o fracțiune din volumul său inițial. La un anumit moment în procesul de comprimare, conținutul de apă din aer depășește capacitatea aerului de a lega vaporii de apă. Aerul este saturat, iar o parte din apă precipită sub formă de condensat. Prin scăderea în continuare a temperaturii, se condensează și mai multă apă. Acest lucru înseamnă că umiditatea relativă la ieșirea unui compresor este întotdeauna de 100% și că există, de asemenea, picături de apă în aerul de ieșire. Cantitatea de lichid care se pierde sub presiune poate fi considerabilă. De exemplu, un compresor de 30 kW cu o umiditate de 60% și o temperatură ambiantă de 20°C descarcă 20 de litri în conducta de aer comprimat în opt ore. În cazul compresoarelor mari, valoarea este de multe ori mai mare.

Efectele conținutului de umiditate

În funcție de aplicație, aerul comprimat trebuie să îndeplinească cerințe diferite. Menținerea unui anumit conținut de umiditate este o condiție prealabilă pentru ca întregul sistem să funcționeze fără probleme pe termen lung. Majoritatea conductelor de aer comprimat sunt fabricate din oțel sau din oțel negalvanizat. Deoarece rata de coroziune crește brusc de la o umiditate relativă de 50%, această valoare nu trebuie depășită în niciun caz. În cazul conductelor negalvanizate, în cazul unei umidități ridicate se va forma coroziune în timp. Rugina se desprinde în timp și migrează spre punctele de racordare. Consecințele sunt, de exemplu, duze blocate, elemente de control defecte și întreruperi ale producției. Reparațiile costisitoare și intervalele scurte de întreținere sunt inevitabile.

Pe lângă problema coroziunii și consecințele descrise mai sus, cantitatea de umiditate are o influență directă asupra calității produselor finale. Ce probleme pot apărea în cazul în care conținutul de umiditate este prea mare? Iată câteva exemple care apar frecvent în practică:

  • Produsele higroscopice (condimente, zahăr etc.) se lipesc între ele în timpul transportului prin sistemul de transport pneumatic.
  • Se formează bule în timpul proceselor de vopsire și de acoperire
  • Găurile de găurire se pot bloca din cauza prafului transportat
  • Supapele de control îngheață iarna în halele neîncălzite

Calități recomandate pentru aerul comprimat în conformitate cu DIN ISO 8573-1

AplicațieParticuleApă reziduală
KLµmKLDTP
Aer respirabil10.11-3-70 / -20 °C
Pistoale de pulverizare10.12-40 °C
Tehnologie medicală10.13-4-20 / +3 °C
Tehnică de măsurare și control10.14+3 °C
Transportarea alimentelor și băuturilor213-20 °C
Sisteme de sablare- -4-3+3 / -20 °C
Aer general de fabrică354+3 °C
Ciocan de deschidere4155-4+7/3°C

Tipuri și sarcini ale uscătoarelor

În practică se folosesc diferite tipuri de uscătoare pentru a rezolva problema umidității excesive. În tehnologia aerului comprimat, punctul de rouă sub presiune este măsura uscăciunii aerului comprimat. Punctul de rouă sub presiune este temperatura la care umiditatea conținută în aerul comprimat se condensează în apă lichidă (de asemenea, starea de saturație, 100% umiditate relativă). Cu cât temperatura punctului de rouă sub presiune este mai mică, cu atât mai mică este cantitatea de vapori de apă conținută în aerul comprimat

Uscător cu refrigerare pentru valori ale punctului de rouă în jur de +2 °Ctd.

Există diferite tipuri de uscătoare de aer comprimat. Uscătoarele prin refrigerare sau uscătoarele prin adsorbție sunt utilizate cel mai frecvent. Uscătoarele prin refrigerare răcesc aerul comprimat până la o temperatură de aproximativ 2 până la 5°C. Punctul de rouă al presiunii este, de asemenea, de 2 până la 5°C. Punctul de rouă al presiunii este atunci tot între 2 și 5°C. Excesul de vapori de apă se condensează și precipită. Aerul este apoi încălzit din nou la temperatura camerei.

În cele mai multe cazuri, uscătoarele de aer comprimat cu refrigerare sunt monitorizate doar prin intermediul unui afișaj al temperaturii de răcire. Monitorizarea staționară a umidității a fost instalată doar în sistemele mari sau pentru aplicații deosebit de importante. Cu toate acestea, simpla afișare a temperaturii de răcire nu este suficientă. Chiar dacă temperatura de răcire pare a fi OK, următoarele defecțiuni pot duce la un punct de rouă sub presiune excesiv:

  • Condensul din uscătorul de refrigerare nu este drenat (scurgerea condensului este defectă sau murdară)
  • Bypass de aer comprimat în uscătorul frigorific (conducte de schimb de căldură uzate, corodate etc.); bypass de aer comprimat în conductele de bypass

O defecțiune a uscătorului de refrigerare duce inevitabil la probleme considerabile cu condensul din conducta de aer comprimat. Este deosebit de problematic (în plus față de problemele deja menționate) dacă condensul se poate aduna în liniile de sac și nu se scurge de la sine. Condensul din liniile de saci poate fi îndepărtat doar cu un efort considerabil sau poate fi uscat și spălat folosind o cantitate extrem de mare de aer comprimat.

Acest lucru duce foarte des la creșterea valorilor punctului de rouă cu un consum foarte redus, fără a exista probleme recognoscibile cu uscătorul frigorific. Pe termen lung, este foarte dificil pentru administratorul de aer comprimat să afle de unde provin valorile crescute ale punctului de rouă sau, în cazuri extreme, condensul.

Uscător cu adsorbție pentru puncte de rouă tipice -30 ... -40° Ctd.

Funcționarea uscătoarelor prin adsorbție se bazează pe principiul atracției dintre două mase. Vaporii de apă sunt legați (adsorbiți) pe suprafața unui desicant. Uscătoarele prin adsorbție eficiente pot usca aerul comprimat până la un punct de rouă la presiune de -40°C și mai puțin.

Uscătoarele cu adsorbție regenerativă constau din două recipiente umplute cu adsorbant. În diferite procese, un recipient este regenerat la rece sau la cald, în timp ce celălalt usucă aerul de funcționare. În funcție de proces și de condițiile de funcționare, adsorbantul trebuie înlocuit într-un ciclu de trei până la cinci ani.

Anumite condiții de funcționare conduc la o reducere a duratei de viață a agentului de adsorbție:

  • Supraîncărcare pe partea de aer comprimat din cauza consumului excesiv de aer comprimat
  • Pre-separarea insuficientă a condensatului
  • Aer gras
  • Timpi de regenerare a rezervoarelor individuale prea lungi

Asigurarea fiabilității procesului cu setul DS 400 pentru măsurarea punctului de rouă

Unic în lume cu afișaj grafic de 3,5" cu ecran tactil și funcție de imprimare. Pentru fiecare releu poate fi setată o întârziere de alarmă. Acest lucru înseamnă că sunt afișate doar valorile limită care au fost efectiv depășite pentru o perioadă mai lungă de timp. Alarma poate fi, de asemenea, confirmată. Setul de punct de rouă DS 400 este alcătuit din înregistratorul fără hârtie DS 400 și senzorul de punct de rouă FA 510, inclusiv o cameră de măsurare adecvată pentru măsurarea punctului de rouă sub presiune al aerului și gazelor comprimate până la 16/50/350 bar. Pentru presiuni mai mari de 16 bar, vă rugăm să utilizați camera de măsurare de înaltă presiune.

Piesa centrală a senzorului de punct de rouă este senzorul de umiditate dovedit la nivel mondial de la CS INSTRUMENTS GmbH & Co KG. Pentru a obține măsurători rapide și precise, este necesar ca gazul care urmează să fie măsurat să circule continuu prin senzorul de umiditate. În acest scop, un flux de volum definit este suflat la o anumită presiune prin intermediul unei diviziuni capilare. Datorită racordului de conectare standardizat pentru conductele de aer comprimat, camera de măsurare poate fi conectată la punctul de racordare fără lucrări de instalare majore.

Diferența majoră față de înregistratoarele standard fără hârtie se reflectă în simplitatea DS 400 în timpul punerii în funcțiune și al evaluării datelor de măsurare.

Operarea intuitivă cu ajutorul ecranului grafic tactil de 3,5" cu funcție de zoom și buton de imprimare este unică în această clasă de preț. Cu ajutorul afișajului grafic cu funcție de zoom, procesul de uscare sau curba punctului de rouă este vizibilă dintr-o privire și stocată în înregistratorul de date. Astfel, utilizatorul poate vizualiza în orice moment datele de măsurare stocate la fața locului, chiar și fără un PC. Acest lucru permite o analiză rapidă și ușoară a comportamentului de uscare.

Cu ajutorul butonului de imprimare, ecranul curent poate fi salvat ca fișier imagine pe cardul SD intern sau pe un stick USB și poate fi imprimat pe PC fără software suplimentar. Ideal pentru documentarea valorilor măsurate / curbelor de măsurare la fața locului. Curbele de măsurare colorate pot fi trimise ca fișier imagine prin e-mail sau integrate într-un raport de service.

Înregistratorul de date intern permite stocarea datelor de măsurare timp de mai mulți ani. Datele de măsurare pot fi analizate pe un stick USB sau prin Ethernet cu ajutorul comodului CS Soft Basic.

  • Afișaj grafic de 3,5", operare intuitivă cu ecran tactil
  • Funcție de zoom pentru o analiză precisă a valorilor măsurate
  • Curbe colorate ale valorilor măsurate cu denumiri
  • Funcție de calcul matematic pentru calcularea distanței punctului de rouă (monitor de condens, comutator de condens)
  • Buton de imprimare: orice afișare a măsurătorilor poate fi salvată ca fișier imagine direct pe un stick USB și trimisă prin e-mail fără software
  • 2 contacte de alarmă pentru depășirea limitelor
  • Întârziere de alarmă reglabilă în mod liber pentru cele două contacte de alarmă cu funcție de confirmare
  • Până la 4 intrări de senzori pentru punct de rouă suplimentar, presiune, temperatură, senzori de consum, contoare de energie electrică activă, pot fi conectați orice senzori externi: Pt 100/ 1000, 0/4...20 mA, 0-1/10 V, Modbus, impulsuri
  • Înregistrator de date integrat de 2 GB
  • USB, interfață Ethernet, RS 485 / Modbus
  • Server web