Težave s kondenzacijo stisnjenega zraka
Ali ste kdaj opazili ali slišali koga, ki bi se pritoževal zaradi kondenzacije stisnjenega zraka ali vodne pare? Takšna vlaga je povsem običajna, vendar je ne smete prezreti in pustiti brez nadzora, saj lahko poškoduje vašo opremo in ogrozi kakovost končnega izdelka.
Oglejmo si, zakaj je v stisnjenem zraku vlaga in kako jo morate pravilno obdelati, da preprečite morebitna tveganja.
Zakaj iz mojega kompresorskega sistema prihaja voda?
Kondenzacija vode je naravni pojav in stranski produkt stiskanja zraka. Količina vode, ki jo proizvede zračni kompresor, je v veliki meri odvisna od vhodnih pogojev, kakovosti okoliškega zraka in tlaka.
Poenostavljeno povedano, temperatura zraka, vlažnost, velikost kompresorja in zahtevani tlak določajo količino vode, ki prihaja iz enote. Ta vlaga vpliva na celoten sistem, vključno s cevovodi. Ker je vsebnost vlage v vročem in vlažnem zraku večja kot v hladnem, se v kompresorju ustvarja vodna para.
Pomislite na vijačni zračni kompresor z močjo 55 kW (75 HP), ki deluje v prostoru s temperaturo okolja 24 °C (75 °F) in 75-odstotno relativno vlažnostjo. V teh pogojih je proizvedenih 280 litrov (75 galon) vode na dan. Da bi to preprečili, je spodaj prikazan postopek odstranjevanja vlage v sistemu za stisnjen zrak.
To vodo je mogoče ločiti s pomočjo dodatne opreme, kot so končni hladilniki, kondenzacijski izločevalniki, sušilniki s hladilnim sredstvom in adsorpcijski sušilniki.
Kompresor, ki deluje z nadtlakom 7 barov(e), stisne zrak na 7/8 njegove prostornine. S tem se za 7/8 zmanjša tudi sposobnost zraka, da zadržuje vodno paro.
Količina izpuščene vode je precejšnja. To je razvidno iz naslednjega primera. Kompresor z močjo 100 kW, ki vpihuje zrak pri 20 °C in 60-odstotni relativni vlažnosti, v 8 urah odda približno 85 litrov vode. Zato je količina vode, ki jo je treba izločiti, odvisna od področja uporabe stisnjenega zraka.
Ti dejavniki določajo, katera kombinacija hladilnikov in sušilnikov je primerna.
Za podrobnejšo razlago vlažnosti stisnjenega zraka bomo ocenili temperaturo okolja, hitrost pretoka (velikost kompresorja), vhodni tlak, vhodno temperaturo in tlačno rosišče.
Parametri izbire
- Hitrost pretoka ali velikost kompresorja. Pri vrstah uporabe, ki zahtevajo višje hitrosti pretoka (CFM ali l/w), bo vsebnost vode v sistemu večja.
- Temperatura okolja/vsebnost vlage. Kompresorji, ki delujejo pri višjih temperaturah okolja in vlažnosti, v sistemu proizvajajo večje količine vodne pare.
- Vhodna temperatura zraka. Višja kot je vhodna temperatura zraka, ki vstopa v kompresor, več vode je v stisnjenem zraku.
- Tlak. V nasprotju s pretokom, temperaturo ali vlažnostjo se pri visokem tlaku ustvarja nizka raven vlažnosti. Če na primer močno stisnete gobo, napolnjeno z vodo, se voda iztisne ven.
- Tlačno rosišče. Tlačno rosišče je običajen način merjenja vsebnosti vode v stisnjenem zraku. Nanaša se na temperaturo, pri kateri je zrak ali plin nasičen z vodo in se s kondenzacijo začne spreminjati v tekoče stanje. Tlačno rosišče je tudi točka, pri kateri zrak ne more več zadržati vodne pare.
Za zmanjšanje vsebnosti vode v stisnjenem zraku je potrebna nižja raven tlačnega rosišča. To je pomembno, saj višje vrednosti tlačnega rosišča pomenijo večjo količino vodne pare v sistemu. Vrsta in velikost sušilnika določata raven tlačnega rosišča in kondenzacije v stisnjenem zraku.
Parametri izbire v različnih fazah stiskanja zraka.
Tlačna rosišča, potrebna za razrede stisnjenega zraka po standardu ISO 8573-1
Nižje tlačno rosišče v sušilnih sistemih povzroča višje stroške energije, saj je za odstranjevanje vlage potrebnega več napora. Da bi ohranili nizke stroške, se morate izogibati uporabi premočnih rešitev sušenja, ki presegajo vaše dejanske potrebe. Namesto tega izberite sušilni sistem, ki ustreza vašim specifičnim zahtevam, da ohranite učinkovitost in nizke stroške.
Sušilne sisteme si lahko predstavljate kot avtomobilski motor. Če ga ves čas uporabljate na polno, porabite več goriva in povečate stroške. Podobno tudi prizadevanje za izjemno nizko tlačno rosišče pri sušenju povzroča višje stroške energije. Če želite ohraniti ekonomičnost sistema, se izogibajte pretiravanju. Izberite rešitev sušenja, ki popolnoma ustreza vašim potrebam, tako kot če bi izbrali ustrezno prestavo med vožnjo avtomobila. Na tak način boste učinkoviti in prihranili boste denar.
| RAZRED | VODA | ||||
|---|---|---|---|---|---|
Tlačno rosišče pare | |||||
| °C | °F | ||||
| 0 | – | – | |||
| 1 | ≤ –70 | ≤ –94 | |||
| 2 | ≤ –40 | ≤ –40 | |||
| 3 | ≤ –20 | ≤ –4 | |||
| 4 | ≤ +3 | ≤ +37 | |||
| 5 | ≤ +7 | ≤ +45 | |||
| 6 | ≤ +10 | ≤ +50 | |||
| Tabela z različnimi razredi stisnjenega zraka in njihovimi tlačnimi rosišči. | |||||
Kako izmeriti rosišče in vlago
Pri preizkušanju stisnjenega zraka je pomembno, da poznate različne vrste senzorjev rosišča, ki so na voljo:
- Kapacitivni senzorji rosišča: ti senzorji so idealni za neprekinjeno spremljanje rosišča v sistemih za stisnjen zrak, saj merijo spremembe kapacitivnosti zaradi ravni vlažnosti in zagotavljajo podatke v realnem času. To pomaga pri vzdrževanju optimalnih pogojev sušenja in lahko privede do prihrankov energije, če se uporablja z ustreznim krmiljenjem sušilnika.
Hlajenje zrcala: ta tehnologija omogoča najnatančnejše merjenje rosišča, saj ohlaja zrcalo, dokler ne nastane kondenzacija. Temperatura, pri kateri se to zgodi, je rosišče. Vendar so naprave s hlajenjem zrcala drage, zahtevajo pogosto čiščenje, usposobljenega upravljavca in redno umerjanje, zato so manj primerne za neprekinjeno spremljanje.
- Indikator vlage: cenovno ugodno orodje, ki spreminja barvo za označevanje ravni vlažnosti. Namestite ga lahko kjer koli v sistemu za sušilnikom zraka. Čeprav omogoča hiter vizualni prikaz naraščajoče ravni vlažnosti, ni natančno merilno orodje.
Z razumevanjem teh orodij lahko znatno povečate učinkovitost postopka preizkušanja stisnjenega zraka.
Kako lahko kondenzacija stisnjenega zraka škoduje mojemu sistemu?
Neobdelana kondenzacija stisnjenega zraka lahko poškoduje pnevmatske sisteme, zračne motorje in ventile ter povzroči težave. Poleg tega lahko vpliva na vse komponente ali stroje, ki so priklopljeni na sistem, kar lahko povzroči kontaminacijo končnega izdelka.
Tukaj je seznam, ki dodatno pojasnjuje škodljive učinke vlage:
- Korozija cevovodov in opreme (npr. CNC in drugih proizvodnih strojev).
- Poškodbe pnevmatskih krmilnikov, ki lahko povzročijo drage zaustavitve.
- Rjavenje in povečana obraba proizvodne opreme zaradi izpiranja maziva.
- Težave s kakovostjo zaradi nevarnosti razbarvanja, slabše kakovosti in oprijemanja barve.
- V hladnem vremenu lahko pride do zmrzovanja, ki povzroči poškodbe na krmilnih vodih.
- Prekomerno vzdrževanje zračnega kompresorja in krajša življenjska doba opreme.
Poleg tega ima lahko vlaga v stisnjenem zraku številne škodljive učinke na zrak v obratu, instrumentalni zrak, ventile in jeklenke ter orodja na zračni pogon. V izogib nepotrebnim, previsokim stroškom vzdrževanja in morebitnim prekinitvam delovanja je priporočljivo biti proaktiven. Pravilno izvajanje potrebnih ukrepov za ohranjanje suhega, čistega in za lastno uporabo primernega stisnjenega zraka je zelo priporočljivo.
Kako posušiti stisnjen zrak?
Izbira ustreznega načina sušenja stisnjenega zraka je v veliki meri odvisna od specifičnih zahtev, ki so potrebne za izpolnjevanje standardov nadzora kakovosti za vašo uporabo.
- Eden od prvih korakov za odstranitev vlage stisnjenega zraka v kompresorju. To je pomembno, saj lahko izločevalnik vlage ali končni hladilnik odstrani 40–60 % uparjene vode.
- Ko stisnjen zrak zapusti končni hladilnik, ostane nasičen z vodo in lahko škodljivo vpliva na celoten sistem, če ni obdelan.
- Ker je rezervoar zračnega kompresorja veliko hladnejši od vhodnega vročega stisnjenega zraka, lahko uporaba rezervoarja za zrak pomaga zmanjšati vsebnost vode. Pomembno je upoštevati, da se v rezervoarju za moker zrak zbira odvečna vlaga, zato ga je treba vsak dan izprazniti. To je pomembno za preprečevanje korozije in obrabe.
- Če je pri vaši vrsti uporabe potrebno dodatno odstranjevanje vlage, morate vgraditi zunanji ali notranji (vgrajeni) sušilnik.
Glede na želeno rosišče sta na voljo dve možnosti, in sicer sušilnik zraka s hladilnim sredstvom in sušilnik zraka s sušilnim sredstvom.
- Pri sušilniku zraka s hladilnim sredstvom se temperatura zraka zniža na 3 stopinje Celzija (37 stopinj Fahrenheita). Ta postopek povzroči kondenzacijo vodne pare iz stisnjenega zraka. Če rosišče sušilnika zraka s hladilnim sredstvom ni zadostno, je treba uporabiti sušilnik zraka s sušilnim sredstvom.
- Sušilnik zraka s sušilnim sredstvom zniža rosišče na vsaj –40 stopinj Celzija, kar pomeni, da je zrak popolnoma suh. Takšna raven je bistvena za barvanje z razprševanjem, tiskanje in druge vrste uporabe, ki vključujejo pnevmatska orodja.
