Problémy s kondenzáciou stlačeného vzduchu

Kondenzácia vody je prirodzeným javom a vedľajším produktom stláčania vzduchu. Množstvo vody produkovanej vzduchovým kompresorom do značnej miery závisí od vstupných podmienok, kvality okolitého vzduchu a tlaku.

Zjednodušene povedané, teplota vzduchu, vlhkosť, veľkosť kompresora a požadovaný tlak určujú množstvo vody vychádzajúcej z jednotky. Táto vlhkosť ovplyvňuje celý systém vrátane potrubia. Keďže horúci, vlhký vzduch má vyšší obsah vlhkosti ako studený vzduch, v kompresore sa vytvára vodná para.

Túto vodu možno oddeliť pomocou príslušenstva vrátane dochladzovačov, kondenzačných separátorov, sušičov chladiaceho média a adsorpčných sušičov. 

Kompresor pracujúci s pretlakom 7 bar(e) stlačí vzduch na 7/8 jeho objemu. Tým sa tiež zníži schopnosť vzduchu zadržiavať vodnú paru o 7/8.

Tieto faktory určujú, ktorá kombinácia chladičov a sušičov je vhodná.

Aby sme bližšie vysvetlili vlhkosť stlačeného vzduchu, vyhodnoťme okolitú teplotu, prietok (veľkosť kompresora), vstupný tlak, teplotu prívodu a tlakový rosný bod (PDP).

• Prietoková rýchlosť alebo veľkosť kompresora. Aplikácie, ktoré si vyžadujú vyššie prietoky (CFM alebo l/w), budú produkovať vyššie úrovne obsahu vody v systéme.
• Okolitá teplota/obsah vlhkosti. kompresory pracujúce pri vyšších okolitých teplotách a vyšších úrovniach vlhkosti produkujú väčšie množstvá vodnej pary v systéme.
• Teplota prívodu vzduchu. Čím vyššia je teplota prívodu vstupujúca do kompresora, tým viac vody je prítomnej v stlačenom vzduchu.
• Tlak. Na rozdiel od prietoku, teploty alebo vlhkosti, vysoké úrovne tlaku vytvárajú nízke úrovne vlhkosti. Ako príklad možno uviesť, že ak silno stlačíte vodou naplnenú špongiu, voda sa vytlačí von.
• Tlakový rosný bod (PDP). Tlakový rosný bod je bežný spôsob merania obsahu vody v stlačenom vzduchu. PDP označuje teplotu, pri ktorej je vzduch alebo plyn nasýtený vodou a začína sa meniť na kvapalný stav kondenzáciou. PDP je tiež bod, pri ktorom vzduch už nie je schopný zadržiavať vodnú paru.

Na minimalizáciu obsahu vody v stlačenom vzduchu je potrebná nižšia úroveň PDP. Je to dôležité, pretože vyššie hodnoty PDP znamenajú väčšie množstvo vodnej pary v systéme. Typ a veľkosť sušiča určujú úroveň PDP a kondenzácie v stlačenom vzduchu.

Nižší tlak rosného bodu v systémoch sušenia znamená vyššie náklady na energiu, pretože odstránenie vlhkosti si vyžaduje viac úsilia. Na udržanie nízkych nákladov je dôležité vyhnúť sa používaniu príliš výkonného riešenia sušenia, ktoré presahuje vaše skutočné potreby. Namiesto toho si vyberte systém sušenia, ktorý zodpovedá vašim špecifickým požiadavkám, aby ste zachovali účinnosť a kontrolovali výdavky.

Pri vykonávaní testu stlačeného vzduchu je dôležité poznať rôzne typy dostupných snímačov rosného bodu:

• Snímače rosného bodu kapacitného typu: Tieto snímače sú ideálne na nepretržité monitorovanie rosného bodu v systémoch stlačeného vzduchu. Merajú zmeny kapacity v dôsledku úrovne vlhkosti a poskytujú údaje v reálnom čase. To pomáha udržiavať optimálne podmienky sušenia a pri použití s vhodnými riadiacimi prvkami sušičky môže viesť k úsporám energie.

• Chladené zrkadlo: Táto technológia ponúka najpresnejšie meranie rosného bodu ochladzovaním zrkadla, kým sa nevytvorí kondenzát. Teplota, pri ktorej k tomu dôjde, predstavuje rosný bod. Zariadenia s chladeným zrkadlom sú však drahé, vyžadujú časté čistenie, vyškolenú obsluhu a pravidelnú kalibráciu, takže sú menej vhodné na nepretržité monitorovanie.

• Indikátor vlhkosti: Cenovo výhodný nástroj, ktorý mení farbu na indikáciu úrovne vlhkosti. Môže byť nainštalovaný kdekoľvek v systéme za sušičkou vzduchu. Hoci poskytuje rýchlu vizuálnu indikáciu stúpajúcej úrovne vlhkosti, nie je to presný merací nástroj.

Pochopenie týchto nástrojov môže výrazne zvýšiť účinnosť procesu testovania stlačeného vzduchu.

Neupravená kondenzácia stlačeného vzduchu môže poškodiť a spôsobiť problémy pneumatickým systémom, pneumatickým motorom a ventilom. Okrem toho môžu byť ovplyvnené všetky komponenty alebo stroje pripojené k systému, čo môže viesť k potenciálnemu znečisteniu konečného produktu.

Tu je zoznam, ktorý bližšie vysvetľuje nepriaznivé účinky vlhkosti:

• Korózia potrubného systému a zariadení (napr. CNC a iných výrobných strojov).
• Poškodenie pneumatických ovládacích prvkov, ktoré môže mať za následok nákladné vypnutia.
• Hrdzavenie a zvýšené opotrebovanie výrobných zariadení v dôsledku vyplavovania maziva.
• Problémy s kvalitou v dôsledku rizika zmeny farby, zníženej kvality a priľnavosti farby.
• Pri prevádzke v chladnom počasí môže dôjsť k zamrznutiu, ktoré spôsobí poškodenie riadiacich liniek.
• Nadmerná údržba vzduchového kompresora a kratšia životnosť zariadenia.

Okrem toho môže mať vlhkosť stlačeného vzduchu mnohé škodlivé účinky na vzduch v zariadení, vzduch v prístrojoch, ventily a valce, ako aj na vzduchom poháňané nástroje. Aby ste sa vyhli zbytočným, nadmerným nákladom na údržbu a prípadným prestojom, odporúča sa postupovať proaktívne. Dôrazne sa odporúča správne vykonávať potrebné kroky na udržiavanie stlačeného vzduchu v suchom, čistom a vhodnom stave pre vaše aplikácie.

Výber správnej metódy sušenia stlačeného vzduchu do veľkej miery závisí od špecifických požiadaviek potrebných na splnenie noriem kontroly kvality pre vašu aplikáciu.

1. Jedným z prvých krokov na odstránenie vlhkosti stlačeného vzduchu vnútri kompresora. Je to dôležité, pretože separátor vlhkosti alebo dochladzovač je schopný odstrániť 40 – 60 % odparenej vody.
2. Po tom, ako stlačený vzduch opustí dochladzovač, zostáva nasýtený vodou a ak sa neošetrí, môže mať škodlivé účinky na celý systém.
3. Keďže nádrž vzduchového kompresora je oveľa chladnejšia ako prichádzajúci horúci stlačený vzduch, využitie vzdušníka môže pomôcť znížiť obsah vody. Je dôležité mať na pamäti, že mokrá nádrž zhromažďuje prebytočnú vlhkosť a je potrebné ju denne vypúšťať. Je to dôležité, aby sa zabránilo korózii a opotrebovaniu.
4. Ak si vaša aplikácia vyžaduje ďalšie odstraňovanie vlhkosti, je potrebné zaviesť externý alebo interný (integrovaný) sušič. 

• Pri chladenom sušiči vzduchu sa teplota vzduchu zníži na 3 stupne Celzia (37 stupňov Fahrenheita). Tento proces spôsobuje kondenzáciu vodnej pary zo stlačeného vzduchu. Ak rosný bod chladiaceho sušiča nie je dostatočný, mal by sa použiť pohlcovač vlhkosti.
• Pohlcovač vlhkosti znižuje rosný bod na najmenej -40 stupňov Celzia, čo vedie k suchému vzduchu. Takáto úroveň je nevyhnutná pre operácie striekania, tlače a iné aplikácie pneumatických nástrojov.