Problemas com condensação do ar comprimido

A condensação de água é uma ocorrência natural e um subproduto da compressão do ar. A quantidade de água produzida por um compressor de ar depende em grande parte da condição de entrada, da qualidade do ar ambiente e da pressão.

Em termos mais simples, a temperatura do ar, a humidade, o tamanho do compressor e a pressão necessária determinam a quantidade de água proveniente de uma unidade. Esta humidade afeta todo o sistema, incluindo a tubagem. Uma vez que o ar quente e húmido tem um teor de humidade superior ao ar frio, é criado vapor de água no interior do compressor.

Considere um compressor de ar de parafuso rotativo de 55kW (75HP) a operar numa sala com uma temperatura ambiente de 24ºC e 75% de humidade relativa. Estas condições produzirão 280 litros de água por dia. Para contrariar esta situação, o processo de remoção de humidade num sistema de ar comprimido é ilustrado abaixo. 

Esta água pode ser separada utilizando acessórios, incluindo arrefecedores finais, separadores de condensação, secadores de refrigeração e secadores de adsorção. 

Um compressor que trabalha com sobrepressão de 7 bar(e) comprime o ar a 7/8 do seu volume. Isso também reduz a capacidade do ar de reter o vapor de água em 7/8.

A quantidade de água liberada é considerável. O exemplo a seguir ilustra este ponto. Um compressor de 100 kW que puxa ar a 20ºC e 60% de humidade relativa emite cerca de 85 litros de água durante 8 horas. Consequentemente, a quantidade de água que será separada depende da área de aplicação do ar comprimido. Estes fatores determinam que combinação de arrefecedores e secadores são adequadas.

Para explicar ainda mais a humidade do ar comprimido, vamos avaliar a temperatura ambiente, a taxa de caudal (tamanho do compressor), a pressão de entrada, a temperatura de entrada e o ponto de orvalho sob pressão (PDP).

Taxa de caudal ou tamanho do compressor.As aplicações que exigem maiores taxas de caudal (CFM ou l/w) produzirão maiores níveis de água no sistema.

Temperatura ambiente/teor de humidade.Os compressores que funcionam a temperaturas ambiente e níveis de humidade mais elevados produzem quantidades maiores de vapor de água no sistema.

Temperatura de entrada.Quanto maior for a temperatura de entrada para um compressor, maior teor de água estará presente no ar comprimido.

Pressão.Ao contrário do caudal, temperatura ou humidade, os níveis pressão elevada geram níveis de humidade reduzidos. Por exemplo, se apertar uma esponja cheia de água com força, a água é empurrada para fora.

Ponto de orvalho sob pressão (PDP).O ponto de orvalho sob pressãoé uma forma comum de medir o teor de água no ar comprimido. PDP refere-se à temperatura à qual o ar ou gás está saturado com água e começa a transformar-se em um estado líquido através da condensação. PDP é também o ponto em que o ar não é capaz de reter mais vapor de água.

Para minimizar o teor de água no ar comprimido, é necessário um nível de PDP inferior. Isto é importante, uma vez que valores de PDP mais elevados referem-se a maiores quantidades de vapor de água no sistema. O tipo e a dimensão do secador determinam os níveis de PDP e de condensação no ar comprimido.

A condensação de ar comprimido não tratada pode danificar e causar problemas em sistemas pneumáticos, motores de ar e válvulas. Além disso, quaisquer componentes ou equipamentos conectados ao sistema podem ser impactados, resultando numa potencial contaminação do produto final.

Aqui está uma lista que explica mais os efeitos adversos da humidade:

● Corrosão do sistema de tubagem e do equipamento (exemplo, CNC e outros equipamentos de fabrico)

● Danos nos controlos pneumáticos que podem resultar em paragens dispendiosas

Ferrugem e maior desgaste do equipamento de produção devido à lavagem do lubrificante

Problemas de qualidade devido ao risco de descoloração, qualidade reduzida e aderência da tinta

● Em produções de clima frio, o congelamento pode ocorrer, causando danos às linhas de controlo

● Manutenção excessiva do compressor de ar e vida útil mais curta do equipamento

Além disso, a humidade do ar comprimido pode ter muitos efeitos prejudiciais no ar da instalação, nas válvulas e nos cilindros, bem como nas ferramentas alimentadas a ar. Para evitar custos de manutenção desnecessários e excessivos e tempo de paragem potencial, recomenda-se que seja proativo. É altamente recomendável implementar adequadamente os passos necessários para manter o ar comprimido seco, limpo e adequado para a sua aplicação.

A seleção do método de secagem adequado para ar comprimido depende em grande parte dos requisitos específicos necessários para atender às exigências de qualidade da para sua aplicação.

Um dos primeiros passos é remover a humidade do ar comprimido no interior do compressor. Isto é importante, pois um separador de humidade ou arrefecedor final é capaz de remover 40-60% da água vaporizada.

Depois do ar comprimido sair do arrefecedor final, permanece saturado com água e pode ter efeitos prejudiciais no sistema se não for tratado.

Uma vez que o depósito de um compressor de ar é muito mais frio do que o ar comprimido quente de entrada, a utilização de umreservatório de arpode ajudar a reduzir o teor de água. É importante ter em mente que um tanque húmido recolhe o excesso de humidade e precisa de ser drenado diariamente. Isto é importante para evitar corrosão e desgaste.

Se a sua aplicação exigir uma maior remoção de humidade, é necessário introduzirum secador externo ou interno (integrado).Dependendo do ponto de orvalho pretendido, as duas opções de secador sãosecadores de ar refrigerados e dessecantes. 

Com um secador de ar refrigerado, a temperatura do ar é reduzida para 3ºC. Este processo faz com que o vapor de água condense no ar comprimido. Se o ponto de orvalho de um secador por refrigeração não for suficiente, deve ser utilizado um secador de ar dessecante.

Um secador dessecante reduz o ponto de orvalho para, pelo menos, -40ºC, resultando em ar seco. Estes níveis são essenciais para operações de pintura por spray, impressão e outras aplicações de ferramentas pneumáticas.