Problemen met condensatie van perslucht

Watercondensatie is een natuurlijk fenomeen en een bijproduct van het samenpersen van de lucht. De hoeveelheid water die door een luchtcompressor wordt geproduceerd is grotendeels afhankelijk van de inlaatconditie, de kwaliteit van de lucht in een bepaalde omgeving en de druk. In eenvoudige termen: luchttemperatuur, vochtigheid, compressorgrootte en vereiste druk bepalen de hoeveelheid water die uit de compressor komt en potentieel in het persluchtleidingnet belandt. Warme, vochtige lucht heeft natuurlijk een hoger vochtgehalte dan koude lucht, en dit resulteert in meer water uit de compressor.

Om een voorbeeld te geven, een 55 kW (75 pk) schroefcompressor die opereert in een omgevingstemperatuur van 24 °C met 75% relatieve luchtvochtigheid produceert 280 liter water per dag. In onderstaande video wordt toegelicht waarom compressoren water lekken.

Het water kan worden afgescheiden met behulp van accessoires: nakoelers, condensaatafscheiders, koeldrogers en en absorptiedrogeres. Een compressor die werkt bij 7 bar(e) overdruk comprimeert lucht tot 7/8 van het volume. Dit vermindert ook het vermogen om waterdamp te bevatten met 7/8. De hoeveelheid water die vrijkomt is aanzienlijk. Een 100 kW compressor die lucht van 20 °C met 60% relatieve luchtvochtigheid opneemt, geeft bijvoorbeeld ongeveer 85 liter water af gedurende 8 uur werking. Bijgevolg is de hoeveelheid water die wordt afgescheiden afhankelijk van het toepassingsgebied van de perslucht. Dit bepaalt op zijn beurt welke combinatie van koelers en drogers geschikt is.

Om dit verder toe te lichten, bekijken we hoe parameters zoals de omgevingstemperatuur, het debiet (de grootte van de compressor), de inlaatdruk, inlaattemperatuur en het gewenste drukdauwpunt (PDP) het droogproces en het potentiële watergehalte in het persluchtsysteem beïnvloeden. Hieronder wordt het proces van vochtverwijdering binnen een persluchtsysteem geïllustreerd.

Dit water kan worden gescheiden met accessoires, waaronder nakoelers, condensatieafscheiders, koeldrogers en adsorptiedrogers. 

Een compressor die werkt met een overdruk van 7 bar(e) comprimeert lucht tot 7/8 van zijn volume. Dit vermindert ook het vermogen van de lucht om waterdamp vast te houden met 7/8.

De hoeveelheid water die vrijkomt is aanzienlijk. In het volgende voorbeeld wordt dit punt verder geïllustreerd. Een 100kW-compressor die lucht aanzuigt bij 20 °C en een relatieve vochtigheid van 60%, produceert ongeveer 85 liter water in 8 uur. De hoeveelheid water die wordt afgescheiden is dus afhankelijk van het toepassingsgebied van de perslucht. Deze factoren bepalen welke combinatie van koelers en drogers geschikt is.

Om het vochtgehalte van de perslucht verder uit te leggen, gaan we de omgevingstemperatuur, het debiet (compressorgrootte), de inlaatdruk, de inlaattemperatuur en het drukdauwpunt (PDP) evalueren.

Debiet of compressorgrootte

Toepassingen die een hoger debiet (CFM of l/s) vereisten, resulteren in een groter watergehalte in het persluchtsysteem.

Omgevingstemperatuur/vochtgehalte

Compressoren die in een hogere omgevingstemperatuur en vochtige omgeving werken, produceren grotere hoeveelheden water in het persluchtsysteem.

Inlaattemperatuur

Als de inlaattemperatuur naar de droger hoger is, is er meer water aanwezig in de perslucht, dus is er een grotere droger nodig om de lucht te behandelen en het water af te scheiden.

Druk

In vergelijking met debiet, temperatuur of luchtvochtigheid werkt de druk andersom: hoe hoger de druk, hoe minder water de perslucht bevat en hoe gemakkelijker het drogen is. Als je denkt aan een met water gevulde spons: hoe harder je in de spons knijpt, hoe minder water deze bevat.

Drukdauwpunt (PDP)

Drukdauwpunt is een gebruikelijke manier om het watergehalte in de perslucht te meten. PDP verwijst naar het temperatuurpunt waarbij lucht of gas verzadigd is met water en het proces van condensatie - of overgang naar een vloeibare vorm - begint. Dit kan ook worden uitgelegd als het punt waarop de lucht niet meer in staat is om meer waterdamp vast te houden. Om het watergehalte in de perslucht te minimaliseren, is een lager drukdauwpunt vereist, terwijl hogere PDP-waarden verwijzen naar grotere hoeveelheden waterdamp in het systeem. De grootte van de droger zal de PDP en condensatieniveaus in de perslucht bepalen.

Onbehandelde condensatie van perslucht kan schade en problemen veroorzaken aan pneumatische systemen, luchtmotoren en kleppen. Bovendien kunnen alle op het systeem aangesloten componenten of machines worden beïnvloed, wat kan leiden tot mogelijke verontreiniging van het eindproduct.

Hier is een lijst met verdere uitleg van de nadelige effecten van vocht:

●     Corrosie van leidingen en apparatuur (zoals CNC-machines en andere installaties voor de fabricage)

●     Beschadiging van de pneumatische bediening die kan resulteren in kostbare uitval

●     Roest en verhoogde slijtage van productieapparatuur door wegspoelen van smeermiddel

●     Kwaliteitsproblemen zoals verkleuring, lagere kwaliteit en verminderde hechting van lak

●     In koude omstandigheden kan er bevriezing optreden, waardoor schade aan stuurleidingen ontstaat

●     Overmatig onderhoud aan de luchtcompressor en kortere levensduur van apparatuur

Bovendien kan het vocht van perslucht veel schadelijke effecten hebben op de fabriekslucht, instrumentlucht, kleppen en cilinders, evenals op pneumatisch aangedreven gereedschappen. Om onnodige, buitensporige onderhoudskosten en mogelijke uitvaltijd te voorkomen, wordt geadviseerd proactief te zijn. Het wordt ten zeerste aanbevolen de noodzakelijke stappen uit te voeren om perslucht droog, schoon en geschikt te houden voor uw toepassing.

Het selecteren van de juiste droogmethode voor perslucht is grotendeels afhankelijk van de specifieke vereisten waaraan moet worden voldaan om negatieve effecten op het proces en eindproduct te voorkomen. Een van de eerste stappen van het verwijderen van vocht uit de perslucht vindt plaats binnen in de compressor, want de vochtafscheider of nakoeler kan 40-60% van het verdampte water verwijderen.

Vochtafscheider of nakoeler

Als de perslucht uit de nakoeler komt, is deze nog steeds verzadigd met water en kan deze schadelijke effecten hebben op het hele systeem als deze onbehandeld blijft. Gebruik van een luchtketel kan ook helpen bij het verminderen van het watergehalte in perslucht, want de omgevingstemperatuur van de tank is veel lager dan de hete perslucht die uit de luchtcompressor komt. Bedenk wel dat een natte tank overtollig vocht verzamelt en dus dagelijks zal moeten worden afgetapt om corrosie en overmatige slijtage te voorkomen.

Koeldrogers of absorptiedrogers

Als de toepassing vraagt om verdere vochtverwijdering, is de toevoeging van een externe of interne (geïntegreerde) persluchtdroger noodzakelijk. Afhankelijk van het gewenste dauwpunt zijn de twee droger opties koeldrogers en adsorptiedrogers. In een koeldroger wordt de luchttemperatuur verlaagd tot 3 °C, waardoor de waterdamp uit de perslucht condenseert. Als het dauwpunt van de koeldroger niet voldoet, moet een adsorptiedroger worden gebruikt om het gewenste resultaat te bereiken. In een adsorptiedroger wordt het dauwpunt verlaagd tot -40 °C, wat resulteert in de kurkdroge perslucht die essentieel is voor verfspuiten en andere toepassingen met pneumatische gereedschap, drukken en meer kritische productieprocessen.