Våra lösningar
Kompressorteknik
Lösningar
Industriverktyg och monteringssystem
Lösningar
Produkter
Industriverktyg och monteringssystem
Energiteknik
Lösningar
Produkter
Energiteknik
Energilagringssystem
Produkter och lösningar
Lösningar
Oljefria luft- och kväveboosters
Energilagringssystem
Produkter och lösningar

Vatten i tryckluft är en förorening

Kapitel 3

Luftens förmåga att bära fukt minskar när temperaturen sjunker och trycket stiger. I en tryckluftsanläggning är det därför oundvikligt att vatten fälls ut i systemets olika delar. I det här kapitlet tittar vi närmare på vattnets förmåga att bära fukt vid olika tryck och de negativa konsekvenser som kondensat för med sig för driften i en kompressoranläggning. 

Atmosfärsluftens förmåga att bära fukt - daggpunkt

Atmosfärisk luft består av olika gaser, bland annat kväve (78 %) och syre (21 %) som tillsammans utgör 99 % av luftens gaser. I den sista procenten finns ett flertal olika gaser, däribland vattenånga. Mängden vattenånga i luften mäts antingen i gram per kubikmeter (absolut luftfuktighet) eller i % (relativ luftfuktighet). Den relativa luftfuktigheten är ett mått på hur mycket fukt luften innehåller i relation till hur mycket fukt som luften kan bära maximalt, utan att kondensera. 

Luftens förmåga att bära vatten varierar med temperaturen (och trycket). Ju högre temperatur, desto större är luftens förmåga att bära fukt. Som vi kan se i tabellen nedan så kan varje kubikmeter luft bära nästan dubbelt så mycket vatten vid +30°C (= 30 g/m³) som vid +20°C (= 17 g/m³):

Sweden-Engineering-Daggpunkt-Diagram

Sambandet mellan luftens temperatur och maximal halt av vattenånga

När den relativa luftfuktigheten är 100% så är luften mättad med fukt. Den temperatur där detta inträffar kallas för daggpunkten. Om ytterligare vattenånga tillförs vid denna punkt så kommer det att bildas kondens, det vill säga vattenångan bildar vattendroppar på olika typer av ytor.  

Tryckluftens förmåga att bära fukt - tryckdaggpunkt

Luftens förmåga att bära fukt varierar inte bara med temperaturen, utan också med trycket. Trycket i en gasblandning som atmosfärsluft regleras av Daltons lag som säger att ”det totala trycket i en gasblandning är lika med summan av de enskilda gasernas partialtryck, där varje gas uppför sig som om den ensam fyller hela behållarens volym”. När luft, som innehåller vattenånga, komprimeras kommer vattenångans partialtryck (ångtryck) alltså att öka.  

Vattenångans maximala partiella tryck (även kallat mättat ångtryck) är unikt sammankopplat med temperaturen på så vis att när trycket ökar så ökar även temperaturen (och vise versa). Detta innebär att daggpunkten hos vattenångan ökar när trycket ökar, det vill säga när luften komprimeras (ångtrycket ökar) så minskar dess förmåga att binda vatten (vatten fälls ut).

När man talar om gaser under tryck så hänvisas ofta till den så kallade tryckdaggpunkten, det vill säga den temperatur där vattenångan i den trycksatta gasen övergår till vätska. Denna punkt ska inte jämföras med den atmosfäriska daggpunkten. Tryckdaggpunkten +2°C vid 7 bar(e) motsvarar exempelvis -23°C vid atmosfärstryck, det vill säga atmosfärsluften i exemplet kan redan vid -23°C bära lika mycket vatten som tryckluften kan bära vid +2°C. Det är alltså tydligt att luftens förmåga att binda vatten minskar då den komprimeras, allt annat lika. 

Vattenånga och kondensat i ett tryckluftssystem

Hur mycket fukt den luft som sugs in i kompressorn innehåller beror på den lokala omgivningstemperaturen och den relativa luftfuktigheten vid varje givet tillfälle under året. På sommaren binder luften mer vatten än under vintern och under en varm och fuktig dag i juli kommer vattenmängden i insugningsluften att vara mycket högre än under en kall dag i december då luften är torr och krispig. Viktigt att förstå är också att luftens förmåga att bära vatten varierar med trycket, det vill säga ju högre arbetstrycket är desto mer vatten kommer att fällas ut vid kompressionen.  

Mängden kondensat som samlas i ett tryckluftssystem beror givetvis också på flödet, belastningsgraden och tiden. Som exempel kan nämnas att en kompressor som drar in ca 300 liter luft i sekunden vid +20° C och 60 % relativ luftfuktighet genererar cirka 80 liter vatten under ett 8 timmars arbetspass vid ett arbetstryck om 7 bar(e) och en belastningsgrad om 90 %. Vid högre temperaturer blir vattenutfällningen ännu större. Motsvarande beräkning med andra parametrar kan göras med hjälp av en kondensaträknare.

Vatten som förorening

Water resources

Även rent vatten räknas som en förorening när det kommer till tryckluft

För en kompressor är den vattenånga som finns i insugningsluften en förorening eftersom vatten i vätskeform kan påverka rörsystemet, produktionsmaskinerna och slutprodukten på ett negativt sätt genom:

  • Korrosion och rostutfällningar
  • Skador på reglerventiler och cylindrar
  • Mikrobiologisk tillväxt
  • Reducerad effektivitet och driftstopp i produktionen
  • Kvalitetsreduceringar

    Den här typen av problem leder till högre underhålls- och reparationskostnader samt kortare livslängd på maskiner och annan utrustning. Lönsamheten minskar även till följd av produktionsbortfall och kassationer. Även varumärkets värde kan givetvis på verkas mycket negativt.

    För att undvika problem med fukt finns det i de allra flesta applikationer krav på hur mycket (eller hur lite) vatten som kan tolereras i tryckluften. Kraven uttrycks oftast i enlighet med ISO 8573-1:2010, där varje renhetsklass specificerar den maximalt tillåtna tryckdaggpunkten. Vilken tryckdaggpunkt – och renhetsklass – som måste uppnås varierar från applikation till applikation. De striktaste kraven med de lägsta tryckdaggpunkterna finns i industrier där tryckluften kommer i kontakt med den tillverkade produkten, vilket kan vara fallet inom exempelvis livsmedelsindustrin och läkemedelsindustrin.

    Kondensat hanteras i tryckluftssystemets luftbehållare, efterkylare och tork. Renhetsklassen enligt ISO 8573-1:2010 är framförallt avgörande för valet av torklösning.

    Läs också om vatten och kondensat i Tryckluftsguiden.

  • Lär dig mer om planering och dimensionering av trycklyftsystem

    Att planera och dimenisonera en tryckluftsanläggning kräver kunskap inte bara om kompressporer och blåsmaskiner utan också om annan tryckluftsutrustning. Klicka på länkarna nedan och lär dig mer om hur du designar ett driftsäkert och energieffektivt trycklyftssystem som uppfyller kundens specifika krav vad gäller produktivitet, kostnadseffektivitet och miljö.  

    Kompressorteknik