Masalah kondensasi udara bertekanan

Kondensasi air adalah kejadian alami dan merupakan keluaran sampingan dari proses mengompresi udara. Jumlah air yang dihasilkan oleh kompresor udara sangat bergantung pada kondisi saluran masuk, kualitas udara sekitar, serta tekanan.

Singkatnya, suhu udara, kelembapan, ukuran kompresor, dan tekanan yang diperlukan akan menentukan jumlah air yang keluar dari unit. Kelembapan ini memengaruhi keseluruhan sistem, termasuk pipa. Udara lembap panas memiliki kandungan kelembapan yang lebih tinggi daripada udara dingin. Akibatnya, uap air terbentuk di dalam kompresor.

Air ini dapat dipisahkan menggunakan sejumlah aksesori, di antaranya aftercooler, separator kondensasi, pengering refrigeran, dan pengering adsorpsi. 

Kompresor yang bekerja pada tekanan berlebih 7 bar(e) mengompresi udara hingga 7/8 volumenya. Ini juga mengurangi kemampuan udara untuk menahan uap air sehingga menjadi sebesar 7/8.

Faktor-faktor ini akan menentukan kombinasi pendingin dan pengering apa yang cocok.

Untuk memahaminya lebih lanjut, mari kita evaluasi suhu sekitar, laju aliran (ukuran kompresor), tekanan saluran masuk, suhu saluran masuk, dan titik embun tekanan (Pressure Dew Point/PDP).

• Laju Aliran atau Ukuran Kompresor. Aplikasi yang memerlukan laju aliran yang lebih tinggi (CFM atau l/s) akan menghasilkan kandungan air yang lebih besar dalam sistem.
• Suhu Sekitar/Kandungan Kelembapan. Kompresor yang beroperasi pada suhu sekitar dan tingkat kelembapan yang lebih tinggi akan menghasilkan lebih banyak uap air dalam sistem.
• Suhu Udara Saluran Masuk. Makin tinggi suhu saluran masuk ke kompresor, makin banyak kandungan air yang ada dalam udara bertekanan.
• Tekanan. Tidak seperti aliran, suhu, atau kelembapan, tingkat tekanan yang tinggi akan menghasilkan tingkat kelembapan yang rendah. Contohnya, spons basah akan mengeluarkan banyak air jika diremas dengan kuat.
• Titik Embun Tekanan (Pressure Dew Point/PDP). Titik embun tekanan adalah cara lazim untuk mengukur kandungan air dalam udara bertekanan. Titik embun tekanan adalah titik suhu ketika udara atau gas menjadi jenuh dengan air melalui kondensasi. Titik embun tekanan juga merupakan titik ketika udara tidak bisa lagi menahan uap air.

Untuk meminimalkan kandungan air dalam udara bertekanan, tingkat titik embun tekanan yang lebih rendah diperlukan karena nilai titik embun tekanan yang lebih tinggi akan memperbanyak kandungan air dalam sistem. Tipe dan ukuran pengering akan menentukan titik embun tekanan dan tingkat kondensasi dalam udara bertekanan.

Titik embun bertekanan lebih rendah dalam sistem pengeringan berarti biaya energi yang lebih tinggi karena membutuhkan lebih banyak upaya untuk menghilangkan kelembapan. Anda harus menghindari penggunaan sistem pengering yang terlalu kuat yang melebihi kebutuhan yang sebenarnya untuk menjaga agar biaya tetap rendah. Sebagai gantinya, pilih sistem pengering yang sesuai dengan kebutuhan spesifik Anda untuk menjaga efisiensi dan mengendalikan biaya.

Apabila melakukan pengujian udara bertekanan, Anda harus memahami berbagai tipe sensor titik embun yang ada:

• Sensor titik embun tipe kapasitif: Sensor ini ideal untuk pemantauan titik embun secara terus menerus dalam sistem udara bertekanan. Sensor ini mengukur perubahan kapasitansi karena tingkat kelembapan, dengan memberikan data real-time. Hal ini membantu menjaga kondisi pengeringan tetap optimal dan dapat menghasilkan penghematan energi bila digunakan dengan kontrol pengering yang tepat.

• Chilled mirror (hygrometer): Teknologi ini menawarkan pengukuran titik embun yang paling akurat dengan mendinginkan cermin sampai terbentuknya kondensasi. Suhu saat ini terjadi adalah titik embun. Namun, perangkat cermin yang didinginkan mahal, memerlukan pembersihan yang sering, operator yang terlatih, dan kalibrasi berkala, sehingga kurang cocok untuk pemantauan berkelanjutan.

• Indikator kelembapan: Alat hemat biaya yang akan berubah warna untuk mengindikasikan tingkat kelembapan. Alat ini dapat dipasang di mana saja dalam sistem hilir dari pengering udara. Meskipun alat ini memberikan indikasi visual yang cepat tentang naiknya tingkat kelembapan, alat ini bukanlah alat pengukuran yang akurat.

Memahami berbagai alat ini dapat sangat meningkatkan efektivitas proses pengujian udara bertekanan.

Kondensasi udara bertekanan yang tidak diproses dapat merusak dan menyebabkan masalah pada sistem pneumatik, motor udara, serta katup. Selain itu, setiap komponen atau mesin yang terhubung ke sistem dapat terpengaruh sehingga mengakibatkan potensi kontaminasi pada produk akhir.

Berikut ini adalah daftar penjelasan lebih lanjut tentang dampak negatif kelembapan:

• Korosi pada sistem pipa dan peralatan (misalnya CNC dan mesin manufaktur lainnya).
• Kerusakan pada kontrol pneumatik yang bisa mengakibatkan penghentian produksi yang mahal.
• Peralatan produksi menjadi berkarat dan bertambah aus karena pelumas ikut terlarut.
• Masalah kualitas karena risiko perubahan warna, penurunan kualitas, dan cat yang mengelupas.
• Dalam pengoperasian di cuaca dingin, sistem dapat membeku sehingga menyebabkan kerusakan pada saluran kontrol.
• Menyebabkan banyak pemeliharaan pada kompresor udara dan menurunkan keawetan peralatan.

Selain itu, kelembapan udara bertekanan memiliki banyak dampak yang membahayakan udara pabrik, udara instrumen, katup dan silinder, serta alat bertenaga udara. Imbasnya, terdapat potensi membengkaknya biaya pemeliharaan yang seharusnya tidak perlu serta kemungkinan produksi terganggu. Oleh karena itu, kedepankan sikap proaktif dan penerapan langkah-langkah yang diperlukan dengan benar untuk menjaga agar udara bertekanan tetap kering, bersih, dan sesuai untuk aplikasi Anda.

Pemilihan metode pengeringan yang benar untuk udara bertekanan sangat bergantung pada persyaratan khusus yang diperlukan untuk memenuhi standar kontrol kualitas dalam aplikasi Anda.

1. Salah satu langkah pertama adalah menghilangkan kelembapan udara bertekanan di dalam kompresor. Upaya ini penting karena pemisah kelembapan atau aftercooler dapat menghilangkan uap air sebesar 40–60%.
2. Setelah udara bertekanan keluar dari aftercooler, udara akan tetap jenuh dengan air dan dapat membahayakan keseluruhan sistem jika tidak ditangani dengan benar.
3. Tangki kompresor udara jauh lebih dingin daripada udara bertekanan panas yang masuk sehingga penggunaan tangki udara juga dapat membantu mengurangi kandungan air. Penting untuk diingat bahwa tangki yang basah akan mengumpulkan kelembapan berlebih, dan harus dikuras setiap hari untuk menghindari korosi dan keausan.
4. Jika aplikasi Anda memerlukan penghilangan kelembapan lebih lanjut, Anda perlu menggunakan pengering eksternal atau internal (terintegrasi). 

• Pada refrigerated air dryer, suhu udara diturunkan hingga 3 derajat Celcius (37 derajat Fahrenheit). Proses ini menyebabkan uap air mengembun keluar dari udara bertekanan. Jika titik embun pengering refrigeran tidak mencukupi, pengering udara desikan harus digunakan.
• Pada desiccant dryer, titik embun diturunkan hingga setidaknya -40 derajat Celsius sehingga menghasilkan udara kering yang sangat penting untuk operasi penyemprotan cat, pencetakan, dan alat pneumatik lainnya.