Προβλήματα συμπύκνωσης πεπιεσμένου αέρα

Η συμπύκνωση του νερού είναι ένα φυσικό φαινόμενο και παραπροϊόν της συμπίεσης αέρα. Η ποσότητα του νερού που παράγεται από έναν αεροσυμπιεστή εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις συνθήκες εισόδου, την ποιότητα του αέρα του περιβάλλοντος και την πίεση.

Πιο απλά, η θερμοκρασία του αέρα, η υγρασία, το μέγεθος του αεροσυμπιεστή και η απαιτούμενη πίεση καθορίζουν την ποσότητα νερού που εξέρχεται από μια μονάδα. Αυτή η υγρασία επηρεάζει ολόκληρο το σύστημα, συμπεριλαμβανομένων των σωληνώσεων. Από τη στιγμή που ο θερμός, υγρός αέρας έχει υψηλότερη περιεκτικότητα σε υγρασία από ό,τι ο ψυχρός αέρας, δημιουργούνται υδρατμοί μέσα στον αεροσυμπιεστή.

Το νερό αυτό μπορεί να διαχωριστεί με τη χρήση παρελκομένων, όπως μεταψύκτες, διαχωριστές υγροποιημένων υδρατμών, ξηραντές ψυκτικού μέσου και ξηραντές προσρόφησης. 

Ένας αεροσυμπιεστής που λειτουργεί με υπερπίεση 7 bar(e) συμπιέζει τον αέρα στα 7/8 του όγκου του. Αυτό μειώνει επίσης κατά 7/8 την ικανότητα του αέρα να συγκρατεί τους υδρατμούς.

Αυτοί οι παράγοντες καθορίζουν ποιος συνδυασμός ψυγείων και ξηραντών είναι κατάλληλος.

Για περαιτέρω επεξήγηση της υγρασίας του πεπιεσμένου αέρα, ας αξιολογήσουμε τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, την παροχή (μέγεθος αεροσυμπιεστή), την πίεση εισόδου, τη θερμοκρασία εισόδου και το σημείο δρόσου υπό πίεση (PDP).

• Παροχή ή μέγεθος αεροσυμπιεστή. Οι εφαρμογές που απαιτούν υψηλότερες ταχύτητες παροχής (CFM ή l/w) θα παράγουν μεγαλύτερα επίπεδα νερού στο σύστημα.
• Θερμοκρασία περιβάλλοντος / υγρασία. Οι αεροσυμπιεστές που λειτουργούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες περιβάλλοντος και υψηλότερα επίπεδα υγρασίας παράγουν μεγαλύτερες ποσότητες υδρατμών στο εσωτερικό του συστήματος.
• Θερμοκρασία αέρα εισόδου. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία εισόδου σε έναν αεροσυμπιεστή, τόσο μεγαλύτερη είναι η περιεκτικότητα του πεπιεσμένου αέρα σε νερό.
• Πίεση. Σε αντίθεση με τη ροή, τη θερμοκρασία ή την υγρασία, τα υψηλά επίπεδα πίεσης δημιουργούν χαμηλά επίπεδα υγρασίας. Για παράδειγμα, εάν πιέσετε δυνατά ένα σφουγγάρι γεμάτο νερό, το νερό βγαίνει.
• Σημείο δρόσου υπό πίεση (PDP). Το σημείο δρόσου υπό πίεση είναι ένας συνηθισμένος τρόπος μέτρησης της περιεκτικότητας του πεπιεσμένου αέρα σε νερό. Το σημείο δρόσου υπό πίεση αναφέρεται στη θερμοκρασία στην οποία ο αέρας ή το αέριο είναι κορεσμένα με νερό και αρχίζει να μετατρέπεται σε υγρή κατάσταση μέσω συμπύκνωσης. Το σημείο δρόσου υπό πίεση είναι επίσης το σημείο στο οποίο ο αέρας δεν μπορεί να συγκρατήσει άλλους υδρατμούς.

Για την ελαχιστοποίηση της περιεκτικότητας του πεπιεσμένου αέρα σε νερό, απαιτείται χαμηλότερο σημείο δρόσου υπό πίεση. Αυτό είναι σημαντικό, καθώς οι υψηλότερες τιμές σημείου δρόσου υπό πίεση αφορούν μεγαλύτερες ποσότητες υδρατμών στο σύστημα. Ο τύπος και το μέγεθος του ξηραντή καθορίζουν τα επίπεδα σημείου δρόσου υπό πίεση και συμπύκνωσης στον πεπιεσμένο αέρα.

Χαμηλότερο σημείο δρόσου υπό πίεση στα συστήματα ξήρανσης συνεπάγεται υψηλότερο ενεργειακό κόστος, καθώς απαιτείται μεγαλύτερη προσπάθεια για την αφαίρεση της υγρασίας. Για να διατηρήσετε το κόστος χαμηλό, είναι σημαντικό να αποφύγετε τη χρήση μιας υπερβολικά ισχυρής λύσης ξήρανσης που ξεπερνά τις πραγματικές σας ανάγκες. Αντί για αυτό, επιλέξτε ένα σύστημα ξήρανσης που ταιριάζει με τις συγκεκριμένες απαιτήσεις σας για να διατηρήσετε την απόδοση και να ελέγχετε τα έξοδα.

Κατά τη διεξαγωγή μιας δοκιμής πεπιεσμένου αέρα, είναι σημαντικό να κατανοήσετε τους διάφορους τύπους αισθητήρων σημείου δρόσου που είναι διαθέσιμοι:

• Αισθητήρες σημείου δρόσου τύπου χωρητικού τύπου: Είναι ιδανικοί για τη συνεχή παρακολούθηση του σημείου δρόσου σε συστήματα πεπιεσμένου αέρα. Μετρούν τις μεταβολές στη χωρητικότητα λόγω των επιπέδων υγρασίας, παρέχοντας δεδομένα σε πραγματικό χρόνο. Αυτό συμβάλλει στη διατήρηση των βέλτιστων συνθηκών ξήρανσης και μπορεί να οδηγήσει σε εξοικονόμηση ενέργειας, όταν χρησιμοποιείται με τους κατάλληλους ελέγχους ξηραντή.

• Κάτοπτρο με ψύξη: Αυτή η τεχνολογία προσφέρει την πλέον ακριβή μέτρηση του σημείου δρόσου ψύχοντας ένα κάτοπτρο μέχρι να σχηματιστεί υγροποίηση υδρατμών. Η θερμοκρασία στην οποία συμβαίνει αυτό είναι το σημείο δρόσου. Ωστόσο, οι συσκευές κατόπτρων με ψύξη είναι ακριβές, απαιτούν συχνό καθαρισμό, εκπαιδευμένο χειριστή και περιοδική βαθμονόμηση, καθιστώντας τες λιγότερο κατάλληλες για συνεχή παρακολούθηση.

• Δείκτης υγρασίας: Ένα οικονομικό εργαλείο που αλλάζει χρώμα για να υποδείξει τα επίπεδα υγρασίας. Μπορεί να εγκατασταθεί οπουδήποτε στο σύστημα κατάντη από έναν ξηραντή αέρα. Παρόλο που παρέχει μια γρήγορη οπτική ένδειξη των αυξανόμενων επιπέδων υγρασίας, δεν αποτελεί ακριβές εργαλείο μέτρησης.

Η κατανόηση αυτών των εργαλείων μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας δοκιμής πεπιεσμένου αέρα που χρησιμοποιείτε.

Η μη επεξεργασμένη συμπύκνωση του πεπιεσμένου αέρα μπορεί να προκαλέσει ζημιά και προβλήματα στα συστήματα πεπιεσμένου αέρα, στους αεροκινητήρες και στις βαλβίδες. Επιπλέον, τυχόν εξαρτήματα ή μηχανήματα που είναι συνδεδεμένα στο σύστημα μπορεί να επηρεαστούν, με αποτέλεσμα την πιθανή μόλυνση του τελικού προϊόντος.

Ακολουθεί μια λίστα που εξηγεί περαιτέρω τις δυσμενείς επιπτώσεις της υγρασίας:

• Διάβρωση του συστήματος σωληνώσεων και του εξοπλισμού (π.χ. CNC και άλλα μηχανήματα παραγωγής).
• Ζημιά στα χειριστήρια πεπιεσμένου αέρα, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε δαπανηρές διακοπές λειτουργίας.
• Σκουριά και αυξημένη φθορά του εξοπλισμού παραγωγής λόγω απώλειας λιπαντικού.
• Προβλήματα ποιότητας εξαιτίας του κινδύνου αποχρωματισμού, υποβάθμιση της ποιότητας και προσκόλληση βαφής.
• Σε ψυχρές καιρικές συνθήκες, μπορεί να υπάρξει πάγωμα, με αποτέλεσμα να προκληθεί ζημιά στις γραμμές ελέγχου.
• Υπερβολική συντήρηση του αεροσυμπιεστή και μικρότερη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού.

Επιπλέον, η υγρασία του πεπιεσμένου αέρα μπορεί να έχει πολλές επιβλαβείς επιπτώσεις στον αέρα της μονάδας, στον αέρα του οργάνου, στις βαλβίδες και στους κυλίνδρους, καθώς και στα εργαλεία που τροφοδοτούνται με αέρα. Για να αποφύγετε περιττές, υπερβολικές δαπάνες συντήρησης και πιθανό χρόνο εκτός λειτουργίας, συνιστάται να είστε προορατικοί. Συνιστάται ιδιαίτερα η σωστή εφαρμογή των απαραίτητων βημάτων ώστε να διατηρείται ο πεπιεσμένος αέρας ξηρός, καθαρός και κατάλληλος για την εφαρμογή σας.

Η επιλογή της κατάλληλης μεθόδου ξήρανσης για τον πεπιεσμένο αέρα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις ειδικές απαιτήσεις που είναι απαραίτητες για την τήρηση των προτύπων ποιοτικού ελέγχου της εφαρμογής σας.

1. Ένα από τα πρώτα βήματα για την αφαίρεση της υγρασίας του πεπιεσμένου αέρα από το εσωτερικό του αεροσυμπιεστή. Αυτό είναι σημαντικό, καθώς ο διαχωριστής υγρασίας ή ο μεταψύκτης μπορούν να αφαιρέσουν το 40-60% του εξατμισμένου νερού.
2. Αφού εξέλθει ο πεπιεσμένος αέρας από τον μεταψύκτη, παραμένει κορεσμένος με νερό και μπορεί να προκαλέσει ζημιά στο σύνολο του συστήματος, εάν δεν αντιμετωπιστεί.
3. Δεδομένου ότι η δεξαμενή ενός αεροσυμπιεστή είναι πολύ πιο ψυχρή από τον εισερχόμενο θερμό πεπιεσμένο αέρα, η χρήση ενός αεροφυλακίου μπορεί να βοηθήσει στη μείωση της περιεκτικότητας σε νερό. Είναι σημαντικό να έχετε υπόψη ότι η δεξαμενή υγρών συλλέγει την υπερβολική υγρασία και πρέπει να αποστραγγίζεται καθημερινά. Αυτό είναι σημαντικό για την αποφυγή διάβρωσης και φθοράς.
4. Εάν η εφαρμογή σας απαιτεί περαιτέρω απομάκρυνση της υγρασίας, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε έναν εξωτερικό ή εσωτερικό (ενσωματωμένο) ξηραντή. 

• Με έναν ξηραντή αέρα με ψυκτικό μέσο, η θερμοκρασία του αέρα μειώνεται στους 3 βαθμούς Κελσίου (37 βαθμούς Φαρενάιτ). Αυτή η διαδικασία προκαλεί την απομάκρυνση των υδρατμών από τον πεπιεσμένο αέρα. Εάν το σημείο δρόσου ενός ξηραντή με ψυκτικό μέσο δεν επαρκεί, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί ξηραντής αέρα με υλικό αφύγρανσης.
• Ένας ξηραντής με υλικό αφύγρανσης μειώνει το σημείο δρόσου τουλάχιστον στους -40 βαθμούς Κελσίου, με αποτέλεσμα τον πολύ ξηρό αέρα. Αυτά τα επίπεδα είναι απαραίτητα για εργασίες βαφής με ψεκασμό, εκτύπωση και άλλες εφαρμογές εργαλείων πεπιεσμένου αέρα.