Проблеми, пов’язані з конденсатом у стисненому повітрі

Конденсація води є природним явищем і побічним продуктом стиснення повітря. Кількість води, яку виробляє повітряний компресор, значною мірою залежить від стану на вході, якості навколишнього повітря й тиску.

Простіше кажучи, температура повітря, вологість, розмір компресора й необхідний тиск визначають кількість води, що витікає з пристрою. Ця волога впливає на всю систему, включно з трубами. Оскільки гаряче вологе повітря має більший вміст вологи, ніж холодне, у компресорі утворюється водяна пара.

Цю воду можна відділити за допомогою різних пристосувань, зокрема доохолоджувачів, сепараторів конденсату, осушувач холодоагенту та адсорбційних осушувачів. 

Компресор, що працює з надлишковим тиском 7 барів (еф.), стискає повітря до 7/8 його об’єму. Це також зменшує здатність повітря утримувати водяну пару на 7/8.

Ці чинники визначають, яке поєднання охолоджувачів та осушувачів підходить.

Щоб докладніше пояснити наявність вологи в стисненому повітрі, оцінімо температуру навколишнього середовища, витрату (розмір компресора), тиск на вході, температуру на вході й точку роси під тиском (PDP).

• Витрата або розмір компресора. У системах, що потребують більшої витрати (л/хв), утворюється більше води.
• Температура навколишнього середовища / вміст вологи. Компресори, що працюють за вищих температур навколишнього середовища й рівня вологості, виробляють більше водяної пари в системі.
• Температура повітря на вході. Що вища температура на вході компресора, то більше води міститься в стисненому повітрі.
• Тиск. На відміну від витрати, температури або вологості, високий тиск призводить до падіння рівня вологи. Наприклад, якщо дуже стиснути наповнену водою губку, вода виштовхується.
• Точка роси під тиском (PDP). Точка роси під тиском — це поширений показник для вимірювання вмісту води в стисненому повітрі. Це температура, за якої повітря або газ насичуються водою, яка переходить у рідкий стан шляхом конденсації. Точка роси під тиском — це також точка, в якій повітря більше не може утримувати водяну пару.

Щоб мінімізувати вміст води в стисненому повітрі, потрібна нижча точка роси під тиском. Це важливо, оскільки за вищого значення зростає кількість водяної пари в системі. Точку роси під тиском і рівень конденсату в стисненому повітрі визначають тип і розмір осушувача.

Нижча точка роси під тиском у системах осушування означає більші витрати на енергію, оскільки для видалення вологи потрібно докласти більше зусиль. Щоб зберегти витрати на низькому рівні, важливо уникати надто потужного осушування, яке перевищує реальні потреби. Щоб підтримувати ефективність і контролювати витрати, потрібно вибрати систему осушування, яка відповідає вашим конкретним вимогам.

Виконуючи випробування стисненим повітрям, важливо розбиратися в різних типах датчиків точки роси:

• Датчики точки роси ємнісного типу: ідеальні для безперервного контролю точки роси в системах стисненого повітря. Вони вимірюють зміни ємності, яка залежить від рівня вологості, надаючи дані в реальному часі. Це допомагає підтримувати оптимальні умови осушування й може сприяти економії енергії у разі використання відповідних елементів керування осушувачем.

• Охолоджуване дзеркало: ця технологія забезпечує найточніше вимірювання точки роси шляхом охолодження дзеркала до утворення конденсату. Температура, за якої це відбувається, є точкою роси. Однак пристрої з охолоджуваними дзеркалами дорогі, потребують частого очищення, кваліфікованого оператора й періодичного калібрування, що робить їх менш придатними для безперервного контролю.

• Індикатор вологості: економний засіб, який змінює колір, показуючи рівень вологості. Його можна встановити будь-де в системі після осушувача повітря. Проте він, хоч і забезпечує швидку візуальну індикацію підвищення рівня вологості, не є точним вимірювальним засобом.

Розуміння принципів роботи цих засобів може значно підвищити ефективність процесу випробування стисненим повітрям.

Конденсат у стисненому повітрі може пошкодити пневматичні системи, пневматичні двигуни та клапани, спричинивши проблеми. Крім того, можуть постраждати компоненти чи пристрої, під’єднані до системи, що може призвести до забруднення кінцевого продукту.

Ось перелік випадків несприятливого впливу вологи з роз’ясненнями:

• Корозія системи трубопроводів та обладнання (тобто ЧПК та інші виробничі машини).
• Пошкодження елементів керування пневмосистеми, що може призвести до дорогих простоювань.
• Іржавіння та підвищене зношування виробничого обладнання через вимивання мастила.
• Проблеми з якістю через ризик втрати кольору, зниження якості та прилипання фарби.
• Під час експлуатації в холодну погоду може статися замерзання, спричинивши пошкодження ліній керування.
• Надмірне обслуговування повітряного компресора та скорочення терміну служби обладнання.

Крім того, волога в стисненому повітрі може погано впливати на повітря установки та приладів, клапани, циліндри, а також на пневматичний інструмент. Щоб уникнути зайвих, надмірних витрат на обслуговування та можливих простоювань, рекомендується вживати профілактичних заходів. Наполегливо рекомендується як слід виконувати потрібні дії, щоб стиснене повітря було сухим, чистим і придатним для вашого способу застосування.

Вибір належного методу осушування стисненого повітря значною мірою залежить від конкретних вимог, потрібних для дотримання стандартів контролю якості під час застосування.

1. Один із перших кроків для видалення вологи зі стисненого повітря всередині компресора. Це важливо, оскільки відділювач вологи або доохолоджувач здатен видалити 40–60% водяної пари.
2. Після виходу стисненого повітря з доохолоджувача воно залишається насиченим водою і може завдати шкоди системі загалом, якщо його не обробити.
3. Оскільки резервуар повітряного компресора набагато холодніший, ніж гаряче стиснене повітря, що надходить, використання повітрозабірника може сприяти зменшенню вмісту води. Важливо пам’ятати, що вологий резервуар збирає зайву вологу, тому його треба осушувати щодня. Це важливо для запобігання корозії та зношуванню.
4. Якщо ваш спосіб застосування потребує додаткового видалення вологи, необхідно встановити зовнішній або внутрішній (вбудований) осушувач. 

• За допомогою холодильного осушувача температура повітря знижується до 3 градусів Цельсія (37 градусів Фаренгейта). Цей процес призводить до конденсації водяної пари зі стисненого повітря. Якщо точка роси холодильного осушувача недостатня, треба використовувати осушувач повітря з вологопоглиначем.
• Осушувач із вологопоглиначем знижує точку роси щонайменше до -40 градусів Цельсія, що забезпечує сухість повітря. Такий рівень важливий для фарбування розпиленням, друку й інших способів застосування пневматичного інструменту.