Mesure de l'humidité dans les systèmes d'air comprimé

L'Air comprimé est une source d'énergie polyvalente et fiable dont on ne peut plus se passer dans les processus de production modernes. Les exigences posées à un système d'air comprimé varient en fonction de l'application. Le respect d'une certaine teneur en humidité ou d'un certain point de rosée sous pression est la condition sine qua non d'un fonctionnement durable et sans faille de l'installation, quel que soit le processus.

CS INSTRUMENTS GmbH & Co. KG a développé l'appareil de mesure du point de rosée sous pression DS 400 spécialement pour la mesure de l'humidité dans l'Air comprimé et les gaz, avec de nombreux nouveaux avantages.

Comment l'eau se retrouve-t-elle dans l'Air comprimé ?

Habituellement, l'Air comprimé est produit à partir de l'air ambiant qui doit être aspiré, comprimé à l'aide de pistons ou de compresseurs à vis, puis séché plus ou moins fortement. L'objectif est de produire de l'Air comprimé sec, sans huile et pauvre en particules de poussière avec le moins d'efforts possible. Les résidus d'huile et les particules de poussière peuvent être éliminés par des systèmes de filtration complexes. L'Humidité doit en revanche être réduite par des sécheurs (Sécheurs par réfrigération, Sécheurs à membrane, Sécheurs à dessiccation, etc.) qui fonctionnent idéalement avec une régulation indépendante de la charge.

Plus la température est élevée et plus le volume est important, plus l'air peut fixer de vapeur d'eau. Dans le cas inverse, si l'air est comprimé, sa capacité à fixer la vapeur d'eau est moindre. Un Compresseur comprime l'air atmosphérique ambiant à une fraction de son volume initial. À un moment donné du processus de compression, la teneur en eau de l'air dépasse la capacité de l'air à fixer l'eau. L'air est saturé et une partie de l'eau s'échappe sous forme de condensat. En abaissant encore la Température, encore plus d'eau se condense. Cela signifie qu'à la sortie d'un Compresseur, l'Humidité relative est toujours de 100% et qu'en plus, des gouttes d'eau se trouvent dans l'air de sortie. La quantité de liquide qui s'échappe sous pression peut être considérable. Par exemple, un compresseur de 30 kW rejette 20 litres dans la conduite d'air comprimé en huit heures, avec une Humidité de 60% et une température ambiante de 20°C. Pour les grands compresseurs, cette valeur est plusieurs fois supérieure.

Effets du taux d'humidité

Les exigences posées à l'Air comprimé varient en fonction de l'Applications. Le respect d'un certain taux d'humidité est la condition sine qua non pour que l'ensemble de l'installation fonctionne durablement sans problème. La plupart des conduites d'air comprimé sont en acier ou en acier non galvanisé. Comme la vitesse de corrosion augmente fortement à partir d'une humidité relative de 50%, cette valeur ne doit en aucun cas être dépassée. Sur les conduites non galvanisées, une forte humidité entraîne la formation de corrosion au fil du temps. Avec le temps, la rouille s'écaille et se déplace vers les points de prélèvement. Les conséquences sont par exemple des buses bouchées, des éléments de commande défectueux et l'arrêt de la production. Des réparations coûteuses et des intervalles de maintenance courts sont inévitables.

Outre le problème de la corrosion et les conséquences décrites, le taux d'humidité a une influence directe sur la qualité des produits finis. Quels problèmes peuvent survenir en cas d'humidité trop élevée ? Voici quelques exemples qui se présentent fréquemment dans la pratique :

  • Les produits hygroscopiques (épices, sucre, etc.) collent lors du transport par le système de transport pneumatique.
  • Des bulles se forment lors des processus de peinture et de revêtement
  • Les trous peuvent être bouchés par la poussière entraînée
  • Les vannes de commande gèlent en hiver dans les halls non chauffés.

Qualités de l'air comprimé recommandées selon la norme DIN ISO 8573-1

ApplicationsParticulesEau résiduelle
KLµmKLDTP
Air respirable10.11-3-70 / -20 °C
Pistolets pulvérisateurs10.12-40 °C
Technique médicale10.13-4-20 / +3 °C
Technique de mesure et de régulation10.14+3 °C
Transport de denrées alimentaires et de boissons213-20 °C
Installations de sablage- -4-3+3 / -20 °C
Air général de l'usine354+3 °C
Marteau piqueur4155-4+7/3°C

Types et fonctions des séchoirs

Pour maîtriser les problèmes d'humidité excessive, différents types de sécheurs sont utilisés dans la pratique. Dans la technique de l'air comprimé, le point de rosée sous pression est la mesure de la siccité de l'air comprimé. Le point de rosée sous pression est la température à laquelle l'humidité contenue dans l'Air comprimé se condense en eau liquide (également état de saturation, 100% d'humidité relative). Plus la température du point de rosée sous pression est basse, plus la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'Air comprimé est faible.

Sécheurs par réfrigération pour des valeurs de point de rosée autour de +2 °Ctd.

Il existe différents types de sécheurs d'air comprimé. Les plus courants sont les Sécheurs par réfrigération ou les Sécheurs à dessiccation. Les Sécheurs par réfrigération refroidissent l'Air comprimé à une température comprise entre 2 et 5°C. Le point de rosée sous pression est alors également compris entre 2 et 5 °C. La vapeur d'eau excédentaire se condense et précipite. L'air est ensuite réchauffé à la température ambiante.

Dans la plupart des cas, les sécheurs d'air comprimé par réfrigération ne sont surveillés que par un affichage de la température de refroidissement. Jusqu'à présent, une surveillance fixe de l'humidité n'est installée que dans les grandes installations ou pour les applications particulièrement importantes. Le simple affichage de la température de refroidissement n'est toutefois pas suffisant. Même si la température de refroidissement semble correcte, les erreurs suivantes peuvent entraîner un point de rosée sous pression trop élevé :

  • Le condensat dans le Sécheur par réfrigération n'est pas évacué (purgeur de condensat défectueux ou encrassé).
  • By-pass d'air comprimé dans le Sécheur par réfrigération (les tubes d'échange de chaleur s'usent, se corrodent, etc.) ; by-pass d'air comprimé dans les conduites de dérivation.

Une panne du Sécheur par réfrigération entraîne inévitablement d'importants problèmes de condensat dans les conduites d'air comprimé. Ce qui est particulièrement problématique (en plus des problèmes déjà mentionnés), c'est lorsque le condensat peut s'accumuler dans des conduites en sac et ne s'évacue pas de lui-même. Le condensat dans les conduites en sac ne peut être éliminé qu'au prix d'efforts considérables ou être séché et évacué par une quantité extrêmement importante d'Air comprimé.

Cela conduit très souvent à des valeurs de point de rosée élevées pour des consommations très faibles, sans qu'il y ait de problèmes identifiables du Sécheurs par réfrigération. Dans ce cas, il est très difficile pour le responsable de l'air comprimé de savoir à long terme d'où proviennent les valeurs élevées du point de rosée ou, dans les cas extrêmes, le condensat.

Sécheurs par dessiccation pour des points de rosée typiques -30 ... -40° Ctd.

Le fonctionnement des Sécheurs par dessiccation est basé sur le principe de l'attraction entre deux masses. La vapeur d'eau est liée (adsorbée) à la surface d'un dessiccateur. Les Sécheurs à dessiccation efficaces peuvent sécher l'Air comprimé jusqu'à un point de rosée sous pression de -40°C ou moins.

Les Sécheurs à dessiccation régénératifs se composent de deux réservoirs remplis d'adsorbant. Selon différents procédés, un réservoir est régénéré à froid ou à chaud, tandis que l'autre sèche l'air de service. L'adsorbant doit être remplacé selon un cycle de trois à cinq ans, en fonction du procédé et des conditions de fonctionnement.

Certaines conditions de fonctionnement entraînent une réduction de la durée de vie de l'adsorbant :

  • Surcharge côté air comprimé due à une trop grande consommation d'air comprimé
  • Manque de préséparation des condensats
  • Air contenant de l'huile
  • Temps de régénération des différents réservoirs trop longs

Assurer la sécurité des processus avec le DS 400 Set pour la mesure de point de rosée

Unique au monde avec un affichage graphique de 3,5" avec écran tactile et fonction d'impression. Il est possible de régler une temporisation d'alarme pour chaque relais. Ainsi, seuls les dépassements de valeurs limites effectivement présents depuis longtemps sont affichés. De plus, l'alarme peut être acquittée. Le Seuil de rosée DS 400 se compose de l'enregistreur graphique DS 400 et du Capteur de point de rosée FA 510, y compris la chambre de mesure correspondante pour la mesure du point de rosée sous pression d'air comprimé et de gaz jusqu'à 16/50/350 bar. Pour des pressions supérieures à 16 bar, veuillez utiliser une chambre de mesure haute pression.

Le cœur du capteur de point de rosée est le Capteur de point de rosée de CS INSTRUMENTS GmbH & Co. KG, qui a fait ses preuves dans le monde entier. Pour obtenir des mesures rapides et précises, il est nécessaire que le capteur d'humidité soit continuellement alimenté par le gaz à mesurer. Pour ce faire, un débit volumétrique défini est soufflé à une pression déterminée via une division capillaire. Grâce à l'embout normalisé pour les conduites d'air comprimé, la chambre de mesure peut être raccordée au point de prélèvement sans grands travaux d'installation.

La grande différence avec les enregistreurs graphiques sans papier disponibles sur le marché se reflète dans la simplicité du DS 400 lors de la mise en service et de l'évaluation des données de mesure.

L'utilisation intuitive avec l'affichage graphique à écran tactile de 3,5" avec fonction de zoom et touche d'impression est unique au monde dans cette catégorie de prix. Grâce à l'affichage graphique avec fonction zoom, le déroulement de la dessiccation ou la courbe du point de rosée est visible en un coup d'œil et enregistré dans l'Enregistreur de données. L'utilisateur peut ainsi consulter les données de mesure enregistrées sur place à tout moment, même sans PC. Cela permet une analyse rapide et simple du comportement de séchage.

La touche d'impression permet d'enregistrer l'écran actuel sous forme de fichier image sur la carte SD interne ou sur une clé USB et de l'imprimer sur un PC sans logiciel supplémentaire. Idéal pour documenter les valeurs mesurées / les courbes de mesure sur place. Les courbes de mesure en couleur peuvent être envoyées par e-mail sous forme de fichier image ou intégrées dans un rapport de service.

L'enregistreur de données interne permet de stocker les données de mesure pendant plusieurs années. Les données de mesure peuvent être analysées sur une clé USB ou via Ethernet avec le logiciel confortable CS Soft Basic.

  • Affichage graphique 3,5", utilisation intuitive avec écran tactile
  • Fonction zoom pour une analyse précise des valeurs mesurées
  • Courbes de mesure en couleur avec noms
  • Fonction de calcul mathématique pour le calcul de l'écart du point de rosée (contrôleur de condensat, interrupteur de condensat)
  • Touche d'impression : les affichages de mesure au choix peuvent être enregistrés directement sur une clé USB sous forme de fichier image et envoyés par courrier électronique sans logiciel.
  • 2 contacts d'alarme pour dépassement de limite
  • Temporisation d'alarme librement réglable pour les deux contacts d'alarme avec fonction d'acquittement
  • Jusqu'à 4 entrées de capteurs pour d'autres capteurs de Point de rosée, de Pression, de Température, de Consommation, des compteurs électriques de puissance active, n'importe quels capteurs tiers peuvent être raccordés : Pt 100/ 1000, 0/4...20 mA, 0-1/10 V, Modbus, impulsion
  • Enregistreurs de données intégrés 2GB
  • USB, Interface Ethernet, RS 485 / Modbus
  • Serveur web