Fuktmätning i tryckluftssystem

Som en mångsidig och tillförlitlig energikälla har tryckluft blivit en oumbärlig del av moderna produktionsprocesser. Beroende på användningsområde ställs olika krav på ett tryckluftssystem. Att upprätthålla en viss fukthalt eller daggpunkt / tryckdaggpunkt är den grundläggande förutsättningen för alla processer för att säkerställa långsiktig, problemfri systemdrift.

CS INSTRUMENTS GmbH & Co KG har utvecklat tryckdaggpunktsmätaren DS 400 med många nya fördelar, särskilt för fuktmätning i tryckluft och gaser.

Hur kommer vatten in i tryckluft?

Tryckluft framställs vanligen av omgivningsluft som sugs in, komprimeras med kolvar eller skruvkompressorer och sedan torkas mer eller mindre. Målet är att producera torr, oljefri och dammfri tryckluft med så liten ansträngning som möjligt. Oljerester och dammpartiklar kan avlägsnas med hjälp av komplexa filtersystem. Fukt måste däremot reduceras med hjälp av torkar (kyltorkar, membrantorkar, adsorptionstorkar etc.), som i idealfallet arbetar med lastoberoende styrning.

Ju högre temperatur och ju större volym, desto mer vattenånga kan bindas i luften. Omvänt har tryckluft mindre förmåga att binda vattenånga. En kompressor komprimerar atmosfärisk omgivningsluft till en bråkdel av dess ursprungliga volym. Vid en viss punkt i kompressionsprocessen överstiger luftens vatteninnehåll luftens förmåga att binda vattenånga. Luften blir mättad och en del av vattnet fälls ut som kondensat. Genom att sänka temperaturen ytterligare kondenseras ännu mer vatten. Detta innebär att den relativa fuktigheten vid utloppet från en kompressor alltid är 100% och att det även finns vattendroppar i utloppsluften. Mängden vätska som förloras under tryck kan vara avsevärd. En 30 kW kompressor med en luftfuktighet på 60% och en omgivningstemperatur på 20°C släpper t.ex. ut 20 liter i tryckluftsledningen på åtta timmar. Med stora kompressorer är värdet mångdubbelt större.

Inverkan av fukthalten

Beroende på applikation ställs olika krav på tryckluften. Att hålla en viss fukthalt är en förutsättning för att hela systemet ska fungera smidigt på lång sikt. De flesta tryckluftsledningar är tillverkade av stål eller icke-galvaniserat stål. Eftersom korrosionshastigheten ökar kraftigt från en relativ fuktighet på 50%, bör detta värde inte överskridas under några omständigheter. På icke förzinkade ledningar bildas med tiden korrosion vid hög luftfuktighet. Rosten flagnar av med tiden och vandrar till tappställena. Konsekvenserna är t.ex. blockerade munstycken, defekta styrelement och produktionsstopp. Dyra reparationer och korta underhållsintervall är oundvikliga.

Förutom korrosionsproblemet och de konsekvenser som beskrivs ovan har mängden fukt ett direkt inflytande på slutprodukternas kvalitet. Vilka problem kan uppstå om fukthalten är för hög? Här är några exempel som ofta förekommer i praktiken:

  • Hygroskopiska produkter (kryddor, socker etc.) klibbar ihop under transporten genom det pneumatiska transportsystemet
  • Bubblor bildas under målnings- och beläggningsprocesser
  • Borrhål kan blockeras av damm som transporteras med
  • Styrventiler fryser till is på vintern i ouppvärmda hallar

Rekommenderade tryckluftskvaliteter enligt DIN ISO 8573-1

TillämpningPartiklarÅterstående vatten
KLµmKLDTP
Andningsluft10.11-3-70 / -20 °C
Sprutpistoler10.12-40 °C
Medicinsk teknik10.13-4-20 / +3 °C
Mät- och reglerteknik10.14+3 °C
Transport av livsmedel och drycker213-20 °C
System för sandblästring- -4-3+3 / -20 °C
Allmän fabriksluft354+3 °C
Bryt upp hammare4155-4+7/3°C

Typer och uppgifter för torktumlare

I praktiken används olika typer av torkar för att hantera problemet med för hög luftfuktighet. Inom tryckluftstekniken är tryckdaggpunkten ett mått på hur torr tryckluften är. Tryckdaggpunkten är den temperatur vid vilken fukten i tryckluften kondenserar till flytande vatten (även mättnadstillstånd, 100% relativ luftfuktighet). Ju lägre tryckdaggpunktstemperaturen är, desto lägre är mängden vattenånga i tryckluften.

Kyltork för daggpunktsvärden runt +2 °Ctd.

Det finns olika typer av tryckluftstorkar. Oftast används kyltorkar eller adsorptionstorkar. Kyltorkar kyler ner tryckluften till ca 2 till 5°C. Tryckdaggpunkten är då också 2 till 5°C. Tryckdaggpunkten är då också 2 till 5°C. Den överflödiga vattenångan kondenserar och fälls ut. Luften värms sedan upp till rumstemperatur igen.

I de flesta fall övervakas kyltryckluftstorkar endast med en kyltemperaturdisplay. Stationär fuktövervakning har endast installerats i stora system eller för särskilt viktiga tillämpningar. Att bara visa kyltemperaturen är dock inte tillräckligt. Även om kyltemperaturen verkar vara OK kan följande fel leda till en för hög tryckdaggpunkt:

  • Kondensatet i kyltorken avleds inte (kondensatavloppet defekt eller smutsigt)
  • Tryckluftsbypass i kyltorken (värmeväxlarrör slitna, korroderade etc.); tryckluftsbypass i bypass-ledningar

Ett fel på kyltorken leder oundvikligen till stora problem med kondensat i tryckluftsledningen. Det är särskilt problematiskt (utöver de problem som redan nämnts) om kondensatet kan samlas i påsledningar och inte dräneras av sig självt. Kondensatet i påsledningarna kan endast avlägsnas med stor ansträngning eller torkas och spolas ut med hjälp av en extremt stor mängd tryckluft.

Detta leder mycket ofta till ökade daggpunktsvärden med mycket låg förbrukning, utan att det uppstår några märkbara problem med kyltorken. På lång sikt är det mycket svårt för tryckluftschefen att ta reda på var de ökade daggpunktsvärdena eller, i extrema fall, kondensatet kommer ifrån.

Adsorptionstork för typiska daggpunkter -30 ... -40° Ctd.

Funktionen hos adsorptionstorkar bygger på principen om attraktion mellan två massor. Vattenånga binds (adsorberas) på ytan av ett torkmedel. Effektiva adsorptionstorkar kan torka tryckluft till en tryckdaggpunkt på -40°C eller lägre.

Regenerativa adsorptionstorkar består av två behållare fyllda med adsorbent. I olika processer regenereras den ena behållaren kallt eller varmt, medan den andra torkar driftluften. Beroende på process och driftsförhållanden måste adsorbenten bytas ut i en cykel på tre till fem år.

Vissa driftsförhållanden leder till att adsorptionsmedlets livslängd förkortas:

  • Överbelastning på tryckluftssidan på grund av för hög tryckluftsförbrukning
  • Otillräcklig föravskiljning av kondensat
  • Oljig luft
  • För långa regenereringstider för de enskilda behållarna

Säkerställa processäkerheten med DS 400-setet för daggpunktsmätning

Världsunik med 3,5" grafisk display med pekskärm och utskriftsfunktion. En larmfördröjning kan ställas in för varje relä. Detta innebär att endast gränsvärden som faktiskt har överskridits under en längre tidsperiod visas. Larmet kan också kvitteras. Daggpunktsset DS 400 består av den papperslösa DS 400-skrivare och daggpunktssensorn FA 510 inklusive en lämplig mätkammare för mätning av tryckdaggpunkten för tryckluft och gas upp till 16/50/350 bar. För tryck över 16 bar används högtrycksmätkammaren.

I centrum för daggpunktssensorn står den globalt beprövade fuktsensorn från CS INSTRUMENTS GmbH & Co KG. För att uppnå snabba och exakta mätningar är det nödvändigt att den gas som ska mätas kontinuerligt strömmar genom fuktsensorn. För detta ändamål blåses ett definierat volymflöde ut vid ett visst tryck via en kapillärdelning. Den standardiserade plug-in-nippeln för tryckluftsledningar innebär att mätkammaren kan anslutas till uttagspunkten utan några större installationsarbeten.

Den stora skillnaden mot papperslösa standardskrivare återspeglas i DS 400:s enkelhet vid driftsättning och utvärdering av mätdata.

Det intuitiva handhavandet med den grafiska 3,5" pekskärmen med zoomfunktion och utskriftsknapp är unikt i denna prisklass. Med hjälp av den grafiska displayen med zoomfunktion kan torkningsprocessen eller daggpunktskurvan visas på ett ögonblick och lagras i dataloggern. På så sätt kan användaren när som helst visa de lagrade mätdata på plats, även utan PC. Detta möjliggör en snabb och enkel analys av torkningsförloppet.

Med hjälp av utskriftsknappen kan den aktuella bildskärmen sparas som en bildfil på det interna SD-kortet eller på ett USB-minne och skrivas ut på datorn utan ytterligare programvara. Perfekt för dokumentation av mätvärden/mätkurvor på plats. Färgade mätkurvor kan skickas som bildfil via e-post eller integreras i en servicerapport.

Den interna dataloggern gör det möjligt att lagra mätdata i flera år. Mätdata kan analyseras på ett USB-minne eller via Ethernet med den praktiska CS Soft Basic.

  • 3,5" grafisk display, intuitiv användning med pekskärm
  • Zoomfunktion för exakt analys av mätvärden
  • Färgade mätvärdeskurvor med namn
  • Matematisk beräkningsfunktion för beräkning av daggpunktsavståndet (kondensatvakt, kondensatbrytare)
  • Utskriftsknapp: Alla mätvärden kan sparas som en bildfil direkt på ett USB-minne och skickas via e-post utan programvara
  • 2 larmkontakter för överskridande av gränsvärden
  • Fritt inställbar larmfördröjning för de två larmkontakterna med kvitteringsfunktion
  • Upp till 4 givaringångar för ytterligare daggpunkt, tryck, temperatur, förbrukningssensorer, elektriska aktiva effektmätare, alla externa givare kan anslutas: Pt 100/1000, 0/4...20 mA, 0-1/10 V, Modbus, puls
  • Integrerad datalogger 2GB
  • USB, Ethernet-gränssnitt, RS 485 / Modbus
  • Webbserver