Волога в стисненому повітрі: причини, проблеми та рішення

Якщо ви тривалий час проводите повітря для рослин, ви, мабуть, це бачили: бризки води під час удару-насадки пістолета, іржаві краплі з туману-змащеного інструменту, вологість, що витікає з муфти у вологий ранок. Ця вологість не є примхою одного поганого дня. Це цілком передбачуваний наслідок стиснення повітря, і якщо його залишити на самоті, він тихо пошкоджує обладнання, псує продукти та спалює гроші через простої.

Хороша новина полягає в тому, що проблема добре зрозуміла і цілком вирішувана. Видалення вологи зводиться до розуміння трьох речей: чому вода з’являється у ваших повітропроводах, що вона робить, перебуваючи там, і яка комбінація обладнання - від додаткового охолоджувача до сушарки та комплекту дренажів - видаляє її на кожному етапі.

Чому вода з'являється в стисненому повітрі?

Повітря, яке затягує ваш компресор, ніколи не буває по-справжньому сухим. Атмосферне повітря завжди містить водяну пару, і її кількість сильно залежить від температури. Тепле повітря утримує набагато більше вологи, ніж холодне.

Ось механізм, який має значення. Ваш компресор забирає великий об’єм цього вологого повітря та стискає його в набагато менший простір. Водяна пара не стискається так, як повітря, тому та сама маса вологи, яка була розподілена по всьому впускному об’єму, тепер упакована в крихітну частину об’єму. Подумайте про віджимання губки: стиснення змушує повітря перейти межу, де воно може продовжувати утримувати всю цю вологу.

Компресор також нагріває повітря, стискаючи його, і гаряче повітря може утримувати більше пари, тому повітря може залишити компресор все ще виглядати «сухим». Проблеми починаються нижче за течією. Коли стиснене повітря охолоджується у вашому ресивері та трубопроводах, його здатність утримувати водяну пару падає, а надлишок конденсується в рідку воду, яка збирається в найнижчих точках системи.

З цієї фізики випливають два практичні факти. По-перше, чим вологіше й тепліше повітря, що надходить, тим більше води вироблятимете. По-друге, стиснення не створює води - воно концентрує вологу, яка вже була в повітрі, а потім змушує її випадати у вигляді рідини. Повітряний компресор виробляє дивовижну кількість цієї рідини.Пояснення конденсату Atlas Copco зазначає, що гвинтова установка потужністю 55 кВт (75 к.с.), яка працює в кімнаті з температурою 24 градуси та відносній вологості 75%, може конденсуватись280 літрів (75 галонів) води на день, а компресор потужністю 100 кВт при 20 градусах і вологості 60% видає близько85 літрів за 8-годинну зміну. Кожна крапля цього має кудись подітися.

Чому це важливо: вологість є найпоширенішим забруднювачем стисненого повітря, і керувати нею не обов’язково. Оскільки він непомітно накопичується в трубопроводах та обладнанні, більшість заводів виявляють проблему лише після того, як пошкодження завдано.

Проблеми, які може спричинити вологість стисненого повітря

Коли ця конденсована вода подорожує вашою розподільчою мережею, вона не залишається на одному місці. Він осідає в інструментах, клапанах, циліндрах, фільтрах і самих продуктах. Уся ця вологість у стисненому повітрі призводить до кількох добре-задокументованих режимів відмови.

Корозія та засмічення

Рідка вода прискорює іржу в трубах, ресиверах і сталевих компонентах, і коли корозія відшаровується, вона рухається вниз за течією. Нещільні частинки забивають клапани, фітинги, фільтри, а також тонкі лінії керування та керування, які забезпечують роботу інструментів. Те, що починається як поверхнева іржа, стає блокованим повітряним потоком і каскадом несправних компонентів. Пошкодження тут посилюються - кожна корозійна труба викидає сміття, яке пошкоджує щось далі вздовж лінії.

Вимита-мастила та передчасний знос

Ваші пневматичні інструменти, циліндри та приводи покладаються на тонку плівку мастила, щоб вільно рухатися. Вода знімає цю плівку, і без неї рухомі частини рухаються металом--по металу. Результатом є нестабільна робота, швидший знос і набагато менший термін служби обладнання. Інструменти, які повинні працювати роками, починають виходити з ладу через кілька місяців, і кожне відновлення або заміна є незапланованими витратами.

Заморожування у відкритих лініях

У холодну погоду або там, де труби проходять на вулиці або через неопалювані приміщення, ця вода замерзає. Лід розширюється та блокує лінії та клапани, а блок у середині виробництва може зупинити машину - або всю лінію -, доки не відтане. TheДовідник із обробки-стисненого повітря CAGIперелічує це серед класичних режимів несправності: замерзання води в лініях, що створює ті самі закупорки, що й корозія, часто заморожуючи машину під час-праці.

Несправність приладів

Волога особливо сильно впливає на системи керування. Вода в приладовому повітрі заважає датчикам, змушує регулюючі клапани працювати нестабільно та створює помилкові показання, яким оператори вчаться не довіряти. Для заводу, що працює під жорстким контролем процесу, ненадійний пневматичний сигнал може тихо підірвати консистенцію та безпеку продукту.

Забруднені продукти

Найдорожча шкода трапляється, коли волога досягає продукту -, і саме тут проблеми з вологістю в стисненому повітрі перестають бути проблемою обладнання, а перетворюються на проблему якості. Покриття, яке утворює пухирі або «риб’ячі очі», фарба з поганою адгезією, електроніка, яка дає коротке замикання або виходить з ладу раніше, партія їжі, яка вирощує мікроби - кожен слідує тому, що вологе стиснене повітря торкається процесу. Для дистриб’ютора, який пояснює це кінцевим клієнтам, сценарій «поганої партії» часто є моментом, коли справжня вартість вологого повітря припадає. Кайшан СШАвода-у-стисненому-повітряному каналіпояснюється, як одна й та сама проблема по-різному проявляється на фарбувальних, харчових, фармацевтичних та електронних підприємствах, і як забруднення в регульованій промисловості також може вивести повітря, що подається, за межі класу якості, якого вимагає сертифікат процесу.

Кожен із цих режимів несправності призводить до одного результату: скорочення терміну служби обладнання, більше обслуговування, несподівані простої та ризик якості - приховані експлуатаційні витрати, через які волога стає набагато дорожчою, ніж обладнання для очищення, яке її видаляє.

Основний показник: точка роси під тиском

Перш ніж говорити про рішення, важливий один термін. Точка роси під тиском (PDP) — це температура, при якій водяна пара у стисненому повітрі при заданому тиску починає конденсуватися в рідину. Чим нижче температура роси, тим сухіше повітря. Коли експерти говорять про те, що осушувач досягає «–40 градусів» або «+3 градусів», вони цитують його точку роси під тиском, а необхідна для вашого підприємства точка роси під тиском — це єдине число, яке має керувати кожним рішенням щодо сушіння, яке ви приймаєте.

Оскільки потреби в-точці роси значно відрізняються залежно від застосування, промисловість використовує класи вологості ISO 8573-1, щоб стандартизувати, наскільки сухим має бути повітря. Таблиця класів, показана в поясненні конденсату Atlas Copco, відображає кожен клас на максимально допустиму точку роси під тиском:

Клас, який вам потрібний, визначається вашим найбільш-вологи чутливим додатком, а не тим, що зручно. Для фарбувальної камери, фармацевтичної лінії або електроніки може знадобитися клас 2 (–40 градусів) або вище; загальне повітря в цеху, як правило, у нормі за класом 4, комфортно досягається за допомогою холодильної сушарки. Попереднє визначення необхідного класу перетворює туманне «ми повинні осушити наше повітря» на конкретну ціль, яку можна перевірити.

Як видалити вологу зі стисненого повітря: курс лікування

Жоден пристрій не видаляє всю вологу. Волога в системі стисненого повітря існує у двох різних формах - рідка вода, яка конденсується, і водяна пара, яка все ще переноситься повітряним потоком -, і з кожною з них потрібно поводитися по-різному. Повною відповіддю є цикл обробки: послідовність етапів, кожна з яких знімає частину водного навантаження, розташованих у навмисному порядку. Ось як цей поїзд працює, етап за етапом.

Додатковий охолоджувач

Повітря виходить із компресора гарячим і насиченим. Додатковий охолоджувач, встановлений відразу після компресора, охолоджує вихідне повітря, тому велика частка вологи конденсується в рідину, яку можна відокремити та злити. Оскільки сепаратор і додатковий охолоджувач разом видаляють значну частину пари як масової рідини - зазвичай 40–60% -, додатковий охолоджувач є першою та найдешевшою лінією захисту, зберігаючи все, що йде далі, від великого навантаження вологи.

Сепаратор вологи та приймальний бак

Нижче за додатковим охолоджувачем вологовідділювач механічно витягує конденсовану рідину з повітряного потоку, щоб вона не переносилася вперед. Приймальний (мокрий) резервуар також відіграє важливу роль: коли повітря охолоджується та сповільнюється в резервуарі, більше конденсату випадає та збирається на дні, де його можна злити. Ці етапи обробляють масу рідкої води; вони не видаляють пару, яка пізніше конденсується.

Відведення конденсату

Оскільки вода постійно накопичується в сепараторах, ресиверах, фільтрах і низьких точках, автоматичний дренаж конденсату є важливим. Дренаж, який вийшов з ладу або був забутий, дозволяє зібраній воді повертатися назад у лінії -, що є основною причиною брудного, вологого повітря в системах, які мають належні компоненти. Надійні електронні дренажі з низькими -втратами видаляють конденсат, майже не витрачаючи стиснене повітря, захищаючи як якість повітря, так і споживання енергії.

Холодильна сушарка

Холодильний осушувач є робочою конячкою для загального промислового повітря. Він охолоджує стиснене повітря приблизно до +3 градуса, тому водяна пара конденсується в рідину, потім сепаратор і дренаж видаляють її, і повітря знову нагрівається перед виходом. Рефрижераторний осушувач надійно досягає 4–6 класів води ISO без втрати продувного-повітря, що робить його економним за замовчуванням для повітря в заводах, цехових інструментів і монтажних робіт, де лінії залишаються вище температури замерзання.

Десикантний (адсорбційний) осушувач

Коли для вашого процесу потрібне дуже сухе повітря - точка роси під негативним тиском -, холодильний осушувач не може вас туди доставити, оскільки його випарник не може опуститися нижче точки замерзання, не обмерзаючи. Адсорбційний осушувач пропускає повітря над адсорбуючим середовищем, таким як активований оксид алюмінію, який видаляє водяну пару на молекулярному рівні, досягаючи точки роси під тиском від –20 градусів до –70 градусів (ISO класи 1–3). Компроміс- полягає в тому, що осушувач необхідно регенерувати, і ця регенерація споживає продувне повітря або енергію, що підвищує експлуатаційні витрати. Адсорбційні осушувачі потрібні для заморожування-відкритого повітря в лініях, фармацевтиці, електроніці та-інструментах.

Коалесцуючий і прецизійний фільтри

Фільтри виконують іншу роль у поїзді. Коалесцуючий (прецизійний) фільтр видаляє масляні аерозолі та дрібні частки з повітря, а також захищає наступне обладнання -, особливо осушувачі, які можуть бути знищені через винесення мастила. Але фільтр не видаляє водяну пару; він вловлює краплі. Щоб зупинити невидиму пару, яка пізніше знову конденсується, вам усе одно потрібна сушарка. Фільтри та осушувачі доповнюють один одного, а не взаємозамінні.

Перевірка результату:-вимірювання точки роси

Лікувальний потяг настільки хороший, наскільки сухий він справді забезпечує. Датчик-точки роси на виході осушувача - та, в ідеалі, у найдальшій точці використання - підтверджує, що повітря відповідає необхідному класу ISO, а не довіряє паспортній табличці обладнання. Завод, який вимірює свою точку роси під тиском, знає, чи справді він забезпечує клас 4 для своєї лінії фарбування чи клас 2 для своїх інструментів, що перетворює контроль вологості з припущень у специфікацію, яку можна перевірити.

Очищення вологи є поетапною проблемою, і добре-спроектована система збирає ці стадії в правильному порядку, щоб спершу видалити масу рідини, а в останню чергу відполірувати залишкову пару. Для кінцевих споживачів це саме та бесіда, яку повинен вести досвідчений постачальник - переглядаючи вимоги до потоку, тиску й- точки роси для найбільш чутливого застосування, а потім відображаючи компоненти, які їм ефективно відповідають. Цей підхід до повної-картини полягає в тому, як такий постачальник, якОбробка солянкамирозробляє повну-схему обробки стисненого повітря, а не продає одну коробку.

Порада професіонала:Якщо ви не впевнені, чи ефективна ваша обробка, перевірте необхідний клас ISO 8573-1, а потім виміряйте фактичну точку роси під тиском у точці використання, а не лише на виході з сушарки. Конденсація все ще може відбуватися далеко за течією, якщо повітря охолоджується нижче цільової точки роси на довгій гілці або гілці на вулиці.

Розробка практичного-плану видалення вологи

Замість того, щоб купувати обладнання поодинці, свідомо працюйте через потяг:

1. Оцініть своє навантаження.Знайте безкоштовну подачу повітря компресором, робочий тиск, температуру на вході та сезонну вологість вашого приміщення. Це говорить вам, скільки води ви виробляєте та наскільки інтенсивним має бути очищення влітку.
2. Визначте необхідний клас.Визначте найхолоднішу точку вашого трубопроводу та найбільш{0}}чутливе до вологи застосування. Це встановлює ваш цільовий клас ISO 8573-1 і точку роси під тиском.
3. Установіть відповідність між кожним етапом і роботою.Видаляйте сипучу рідину за допомогою доохолоджувача, сепаратора, ресивера та надійних стоків; видалити пару до цільової точки роси за допомогою холодильної сушарки (Класи 4–6) або адсорбційної сушарки (Класи 1–3); захищайте потяг за течією за допомогою коалесцуючих і точних фільтрів.
4. Підтвердіть результат.Слідкуйте за точкою роси під тиском на виході та в найвіддаленішій точці, щоб переконатися, що ви відповідаєте специфікаціям - не лише навесні, а й під час піку вологості влітку.

Якщо рослині справді потрібна температура нижче нуля для одного чутливого процесу, але лише 4 класу для решти цеху, немає потреби осушувати все повітря до екстремального рівня. Ефективна конструкція обробляє лише вимогливу галузь або використовує охолоджену стадію для масової дегідратації, за якою слідує менша стадія осушувача для глибокої сушки лише там, де це необхідно.

Для тих, хто готовий перейти від «у наші лінії постійно потрапляє вода» до конкретного вирішення проблеми, наступним кроком є ​​підтвердження концепції сушарки, а потім підбір сушарки до конкретного компресора та-точки роси. Гарне місце для початкурозуміння того, як осушувач стисненого повітря видаляє водяну пару, потім працюючи через структурованийвибір правильного осушувача для потоку, тиску та точки роси вашого компресора.

Підсумок

Волога в стисненому повітрі не є непередбачуваною неприємністю - це термодинамічна впевненість із добре-зрозумілими причинами та добре-перевіреними засобами. Повітря стискається, його волога концентрується, конденсується під час охолодження, а потім ця рідина роз’їдає труби, здирає мастило, замерзає в холодних лініях, вводить в оману інструменти та забруднює продукти. Виправлення полягає не в одному чарівному компоненті, а в навмисній системі очищення: додатковий охолоджувач і сепаратор для відводу масової води, надійні дренажі, рефрижератор або адсорбційний осушувач, розмір якого відповідає вашим вимогам до-точки роси-, і фільтри плюс перевірка-точки роси для захисту та підтвердження результату.

Рослини, які уникають пошкодження вологою, не мають найдорожчої одиночної сушарки. Саме вони кількісно визначають своє водне навантаження, визначають клас ISO, який їм справді потрібен, а потім узгоджують кожну стадію потяга з цією цільовою - повторно перевіряючи точку роси, яку вони фактично забезпечують, а не припускати, що обладнання справляється з нею. Якщо ви бачите воду у своїх повітропроводах, сприймайте це як сигнал, на який варто діяти, і нанесіть на карту повну схему обробки, перш ніж додавати інший компонент.