Fugtmåling i trykluftsystemer

Som en alsidig og pålidelig energikilde er komprimeret luft blevet en uundværlig del af moderne produktionsprocesser. Afhængigt af den respektive anvendelse stilles der forskellige krav til et trykluftsystem. Opretholdelse af et bestemt fugtindhold eller trykdugpunkt er det grundlæggende krav til enhver proces for at sikre, at systemet fortsætter med at køre problemfrit.

CS INSTRUMENTER GmbH & Co KG har udviklet trykdugpunktet DS 400 med mange nye fordele, især til fugtmåling i komprimeret luft/gasser.

Hvordan kommer der vand i komprimeret luft?

Komprimeret luft produceres normalt af omgivelsesluft, som suges ind, komprimeres med stempler eller skruekompressorer og derefter tørres i større eller mindre grad. Målet er at producere tør, oliefri og støvfattig komprimeret luft med så lille en indsats som muligt. Olierester og støvpartikler kan fjernes ved hjælp af komplekse filtersystemer. Fugtighed skal derimod reduceres ved hjælp af tørretumblere (køletørretumblere, membrantørrere, tørretumblere osv.), som ideelt set fungerer under belastningsuafhængig kontrol.

Jo højere temperatur og jo større volumen, jo mere vanddamp kan luften binde. Omvendt har trykluft mindre evne til at binde vanddamp. En kompressor komprimerer atmosfærisk luft til en brøkdel af dens oprindelige volumen. På et bestemt tidspunkt i kompressionsprocessen overstiger luftens vandindhold luftens evne til at binde vanddamp. Luften er mættet, og noget af vandet udfældes som kondensat. Ved at sænke temperaturen yderligere kondenserer endnu mere vand. Det betyder, at den relative fugtighed ved udløbet af en kompressor altid er 100 %, og at der også er vanddråber i udløbsluften. Mængden af væske, der går tabt under tryk, kan være betydelig. En kompressor på 30 kW med en fugtighed på 60 % og en omgivelsestemperatur på 20 °C udleder f.eks. 20 liter i trykluftledningen på otte timer. Med store kompressorer er værdien mange gange større.

Effekter af fugtindholdet

Der stilles forskellige krav til den komprimerede luft afhængigt af anvendelserne. Opretholdelse af et vist fugtindhold er en forudsætning for, at hele systemet kan fungere problemfrit på lang sigt. De fleste trykluftledninger er lavet af stål eller ikke-galvaniseret stål. Da korrosionshastigheden stiger kraftigt fra en relativ fugtighed på 50%, bør denne værdi under ingen omstændigheder overskrides. For ikke-galvaniserede ledninger vil der med tiden dannes korrosion i tilfælde af høj fugtighed. Rusten skaller af med tiden og vandrer til tappestederne. Konsekvenserne er f.eks. blokerede dyser, defekte kontrolelementer og produktionsstop. Dyre reparationer og korte vedligeholdelsesintervaller er uundgåelige.

Ud over problemet med korrosion og de konsekvenser, der er beskrevet ovenfor, har mængden af fugtighed direkte indflydelse på slutprodukternes kvalitet. Hvilke problemer kan der opstå, hvis fugtigheden er for høj? Her er nogle eksempler, som ofte forekommer i praksis:

  • Hygroskopiske produkter (krydderier, sukker osv.) klæber sammen under transport gennem det pneumatiske transportsystem.
  • Der dannes bobler under male- og belægningsprocesser
  • Borehuller kan blive blokeret af medbragt støv
  • Reguleringsventiler fryser til om vinteren i uopvarmede haller

Anbefalede komprimerede luftkvaliteter i henhold til DIN ISO 8573

AnvendelserPartiklerResterende vand
KLµmKLDTP
Indåndingsluft10.11-3-70 / -20 °C
Sprøjtepistoler10.12-40 °C
Medicinsk teknologi10.13-4-20 / +3 °C
Måle- og kontrolteknologi10.14+3 °C
Transport af fødevarer og drikkevarer213-20 °C
Sandblæsningssystemer- -4-3+3 / -20 °C
Generel fabriksluft354+3 °C
Bryd åben hammer4155-4+7/3°C

Typer og opgaver for tørretumblere

Forskellige typer af tørretumblere bruges i praksis til at tackle problemet med for høj fugtighed. Inden for komprimeret luft er trykdugpunktet et mål for tørheden af den komprimerede luft. Trykdugpunktet er den temperatur, hvor fugtigheden i den komprimerede luft kondenserer til flydende vand (også mætningstilstand, 100 % relativ luftfugtighed). Jo lavere trykdugpunktstemperaturen er, jo lavere er mængden af vanddamp i den komprimerede luft.

Køletørretumbler til dugpunktsværdier omkring +2 °Ctd.

Der findes forskellige typer tryklufttørrere. Køletørretumblere eller tørretumblere bruges hyppigst. Køletørretumblere køler den komprimerede luft ned til omkring 2 til 5 °C. Trykdugpunktet er så også 2 til 5 °C. Trykdugpunktet er så også 2 til 5 °C. Den overskydende vanddamp kondenserer og udfældes. Luften varmes derefter op til stuetemperatur igen.

I de fleste tilfælde overvåges køletryklufttørrere kun ved hjælp af et display for køletemperatur. Stationær fugtighedsovervågning er kun blevet installeret i store systemer eller til særligt vigtige anvendelser. Det er dog ikke tilstrækkeligt blot at vise køletemperaturen. Selv om køletemperaturen ser ud til at være i orden, kan følgende fejl føre til et for højt trykdugpunkt:

  • Kondensat i køletørrumbleren drænes ikke (kondensatafløb defekt eller snavset)
  • Komprimeret luft i køletørrumbleren (varmevekslerrør slidt, korroderet osv.); komprimeret luft i bypass-ledninger

En fejl i køletørrumbleren fører uundgåeligt til betydelige problemer med kondensat i trykluftledningen. Det er især problematisk (ud over de allerede nævnte problemer), hvis kondensatet kan samle sig i poseledninger og ikke løber ud af sig selv. Kondensat i poseledninger kan kun fjernes med en betydelig indsats eller tørres og skylles ud ved hjælp af en ekstremt stor mængde komprimeret luft.

Dette fører meget ofte til øgede dugpunktsværdier med meget lavt forbrug, uden at der er nogen genkendelige problemer med køletørrumbleren. På længere sigt er det meget vanskeligt for den trykluftansvarlige at finde ud af, hvor de forhøjede dugpunktsværdier eller i ekstreme tilfælde kondensatet kommer fra.

Tørretumbler til typiske dugpunkter -30 ... -40° Ctd.

Driften af tørretumblere er baseret på princippet om tiltrækning mellem to masser. Vanddamp bindes (adsorberes) på overfladen af et tørremiddel. Effektive tørretumblere kan tørre komprimeret luft til et trykdugpunkt på -40 °C og derunder.

Regenerative tørretumblere består af to beholdere fyldt med adsorbent. I forskellige processer regenereres den ene beholder koldt eller varmt, mens den anden tørrer driftsluften. Afhængigt af processen og driftsbetingelserne skal adsorbenten udskiftes i en cyklus på tre til fem år.

Visse driftsforhold fører til en reduktion af adsorptionsmidlets levetid:

  • Overbelastning på trykluftsiden på grund af for stort trykluftforbrug
  • Utilstrækkelig forudgående separering af kondensat
  • Fedtet luft
  • For lange regenereringstider for de enkelte tanke

Sikring af processikkerhed med DS 400 Set til dugpunktsmåling

Unik i verden med 3,5" grafisk skærm med touchscreen og printfunktion. Der kan indstilles en alarmforsinkelse for hvert relæ. Det betyder, at kun grænseværdier, der faktisk er overskredet i en længere periode, vises. Alarmen kan også kvitteres. DS 400 dugpunkt-sættet består af dataoptageren DS 400 og dugpunktssensoren FA 510 inklusive et passende målekammer til måling af trykdugpunktet for komprimeret luft og gas op til 16/50/350 bar. Til tryk over 16 bar skal du bruge højtryksmålekammeret.

Midtpunktet i dugpunktssensoren er den globalt gennemprøvede fugtighedssensor fra CS INSTRUMENTER GmbH & Co KG. For at opnå hurtige og nøjagtige målinger er det nødvendigt, at den gasser, der skal måles, strømmer kontinuerligt gennem fugtighedssensoren. Til dette formål blæses en defineret volumenstrøm ud ved et bestemt tryk via en kapillærdeling. Den standardiserede indstiksnippel til trykluftledninger betyder, at målekammeret kan tilsluttes udtagningsstedet uden større installationsarbejde.

Den store forskel i forhold til standard dataoptagere afspejles i DS 400's enkelhed under idriftsættelse og evaluering af måledata.

Den intuitive betjening med den grafiske skærm på 3,5" touchscreen med zoomfunktion og printknap er unik i denne prisklasse. Ved hjælp af den grafiske skærm med zoomfunktion er tørringsprocessen eller dugpunktskurven synlig på et øjeblik og gemt i dataloggeren. Det gør det muligt for brugeren at se de lagrede måledata på stedet til enhver tid, selv uden en pc. Det giver mulighed for hurtig og nem analyse af tørringsadfærden.

Med printknappen kan den aktuelle skærm gemmes som en billedfil på det interne SD-kort eller på en USB-nøgle og udskrives på pc'en uden yderligere software. Ideel til at dokumentere de målte værdier/målekurver på stedet. Farvede målekurver kan sendes som en billedfil via e-mail eller integreres i en servicerapport.

Den interne datalogger gør det muligt at gemme måledata i flere år. Måledataene kan analyseres på en USB-nøgle eller via Ethernet med den praktiske CS Basic.

  • 3,5" grafisk skærm, intuitiv betjening med touchscreen
  • Zoomfunktion til nøjagtig analyse af måleværdier
  • Farvede måleværdikurver med navne
  • Matematisk beregningsfunktion til beregning af dugpunktsafstanden (kondensatmonitor, kondensatafbryder)
  • Printknap: Alle måledisplay kan gemmes som en billedfil direkte på et USB-stik og sendes via e-mail uden software
  • 2 alarmkontakter til overskridelse af grænser
  • Frit justerbar alarmforsinkelse for de to alarmkontakter med kvitteringsfunktion
  • Op til 4 sensorindgange til ekstra dugpunkt, tryk, temperatur, forbrugssensorer, elektriske aktive effektmålere, alle eksterne sensorer kan tilsluttes: Pt 100/ 1000, 0/4...20 mA, 0-1/10 V, Modbus, puls
  • Integreret datalogger 2GB
  • USB, Ethernet-grænseflade, RS485 / Modbus
  • Webserver