Masalah kondensasi udara terkompresi

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

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

Misalnya, kompresor screw 55 kW (75 HP) yang beroperasi di ruangan pada suhu sekitar 24°C (75°F) dengan kelembapan relatif 75% akan menghasilkan 280 liter (75 galon) air per hari. Untuk mengatasinya, berikut adalah ilustrasi proses menghilangkan kelembapan dalam sistem udara terkompresi. 

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.

Jumlah air yang dikeluarkan pun cukup banyak. Misalnya, kompresor 100 kW yang menarik masuk udara pada suhu 20°C dan kelembapan relatif 60% akan menghasilkan 85 liter air dalam rentang waktu 8 jam. Secara garis besar, jumlah air yang dipisahkan bergantung pada area aplikasi udara terkompresi. Inilah yang menentukan kombinasi yang sesuai antara pendingin dan pengering.

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 Saluran Masuk. Makin tinggi suhu saluran masuk ke kompresor, makin banyak kandungan air yang ada dalam udara terkompresi.

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 (PDP). Titik embun tekanan adalah cara lazim untuk mengukur kandungan air dalam udara terkompresi. 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 terkompresi, 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 terkompresi.

Kondensasi udara terkompresi 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 sehingga menimbulkan pembengkakan biaya

●     Peralatan produksi menjadi berkarat dan aus karena pelumas ikut terlarut

●     Masalah kualitas karena risiko perubahan warna, penurunan kualitas, dan cat yang mengelupas

●     Dalam pengoperasian di tengah cuaca dingin, sistem dapat membeku sehingga menyebabkan kerusakan pada saluran kontrol

●     Menyebabkan banyak pemeliharaan pada kompresor udara dan menurunkan keawetan peralatan

Lebih jauh lagi, kelembapan udara terkompresi 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 terkompresi tetap kering, bersih, dan sesuai untuk aplikasi Anda.

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

Salah satu langkah pertama adalah menghilangkan kelembapan udara terkompresi di dalam kompresor. Upaya ini penting karena pemisah kelembapan atau aftercooler dapat menghilangkan uap air sebesar 40-60%.

Setelah udara terkompresi keluar dari aftercooler, udara akan tetap jenuh dengan air dan dapat membahayakan keseluruhan sistem jika tidak ditangani dengan benar.

Tangki kompresor udara jauh lebih dingin daripada udara terkompresi 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.

Jika aplikasi Anda memerlukan upaya lebih lanjut untuk menghilangkan kelembapan, gunakan pengering eksternal atau internal (terintegrasi). Tergantung pada titik embun yang diinginkan, dua opsi pengering yang tersedia adalah pengering udara refrigeran dan desikan. 

Pada pengering udara refrigeran, suhu udara diturunkan hingga tiga derajat Celsius (37 derajat Fahrenheit) sehingga uap air terkondensasi keluar dari udara terkompresi. Jika titik embun pengering refrigeran tidak memadai, beralihlah ke pengering udara desikan.

Pada pengering udara desikan, titik embun diturunkan hingga setidaknya -40 derajat Celsius sehingga menghasilkan udara kering yang sangat penting untuk operasi cat semprot, pencetakan, dan alat pneumatik lainnya.