El aire comprimido como fuente de energía versátil y fiable se ha convertido en indispensable en los procesos de producción modernos. Dependiendo de la aplicación particular, se imponen diferentes requisitos a un sistema de aire comprimido. Para cada proceso, mantener un cierto contenido de humedad o punto de rocío / punto de rocío a presión es el requisito básico para el funcionamiento permanente del sistema sin problemas.
Especialmente para la medición de la humedad en aire y gases comprimidos CS Instruments GmbH & Co. KG ha desarrollado el instrumento de medición del punto de rocío a presión DS 400 con muchas nuevas ventajas.
¿Cómo llega el agua al aire comprimido?
Por lo general, el aire comprimido se produce a partir del aire ambiente, que debe ser aspirado, comprimido con pistones o compresores de tornillo y luego secado en mayor o menor medida. El objetivo es producir aire comprimido seco, libre de aceite y de partículas de bajo polvo con el menor esfuerzo posible. Los residuos de petróleo y las partículas de polvo pueden ser eliminados por complejos sistemas de filtrado. Por otra parte, la humedad debe reducirse mediante secadores (secadores frigoríficos, secadores de membrana, secadores de adsorción, etc.), que idealmente funcionan bajo un control independiente de la carga.
Cuanto mayor sea la temperatura y el volumen, más vapor de agua puede acumularse en el aire. Por el contrario, la capacidad de ligar el vapor de agua es menor en el aire comprimido. Un compresor comprime el aire ambiental atmosférico a una fracción de su volumen original. En cierto punto del proceso de compresión, el contenido de agua del aire excede la capacidad del aire para retener agua. El aire está saturado y parte del agua se precipita en forma de condensado. Al bajar adicionalmente la temperatura, se condensa aún más agua. Esto significa que a la salida de un compresor la humedad relativa es siempre del 100% y además hay gotas de agua en el aire de salida. La cantidad de líquido que se precipita bajo presión puede ser considerable. Por ejemplo, un compresor de 30 kW descargará 20 litros en la línea de aire comprimido en ocho horas a una humedad del 60% y una temperatura ambiente de 20°C. Para los compresores grandes, el valor es muchas veces mayor.
Efectos del contenido de humedad
Dependiendo de la aplicación, se ponen diferentes requisitos en el aire comprimido. El mantenimiento de un cierto contenido de humedad es un requisito previo para el funcionamiento sin problemas a largo plazo de todo el sistema. La mayoría de las líneas de aire comprimido son de acero o acero no galvanizado. Sin embargo, como la tasa de corrosión aumenta bruscamente a una humedad relativa del 50%, este valor no debe ser superado bajo ninguna circunstancia. Con las líneas no galvanizadas, la corrosión se producirá con el tiempo con una alta humedad. El óxido se desprende con el tiempo y migra a los puntos de golpeo. Las consecuencias son, por ejemplo, boquillas obstruidas, elementos de control defectuosos y paro de la producción. Las reparaciones costosas y los cortos intervalos de mantenimiento son inevitables.
Además del problema de la corrosión y las consecuencias descritas, el contenido de humedad tiene una influencia directa en la calidad de los productos finales. ¿Qué problemas pueden surgir si el contenido de humedad es demasiado alto? He aquí algunos ejemplos que se dan con frecuencia en la práctica:
- Los productos higroscópicos (especias, azúcar, etc.) se pegan durante el transporte a través del transportador neumático
- Durante los procesos de pintura y recubrimiento se forman burbujas
- Los agujeros pueden ser obstruidos por el polvo que se arrastra
- Las válvulas de control se congelan en invierno en salas sin calefacción
Calidades de aire comprimido recomendadas según la norma DIN ISO 8573-1
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Tipos y tareas de los secadores
Para controlar los problemas de la humedad demasiado alta, se utilizan en la práctica diferentes tipos de secadores. En la tecnología del aire comprimido, el punto de rocío a presión es la medida de la sequedad del aire comprimido. El punto de rocío a presión es la temperatura a la que la humedad contenida en el aire comprimido se condensa en agua líquida (también en estado de saturación, 100% de humedad relativa). Cuanto más baja sea la temperatura del punto de rocío de presión, menor será la cantidad de vapor de agua contenido en el aire comprimido.
Secador frigorífico para valores de punto de rocío alrededor de +2 °Ctd
Hay diferentes tipos de secadores de aire comprimido. Los más comunes son los secadores de refrigeración o los secadores de adsorción. Los secadores frigoríficos enfrían el aire comprimido hasta unos 2 a 5 °C. El punto de rocío de presión es entonces también de 2 a 5°C. El exceso de vapor se condensa y precipita. El aire se recalienta a temperatura ambiente.
En la mayoría de los casos, los secadores de aire comprimido refrigerado sólo se supervisan mediante la visualización de la temperatura de refrigeración. Hasta ahora sólo se ha instalado un sistema estacionario de vigilancia de la humedad en grandes plantas o para aplicaciones especialmente importantes. Sin embargo, la mera visualización de la temperatura de enfriamiento no es suficiente. Incluso si la temperatura de enfriamiento parece estar bien, los siguientes errores pueden llevar a un punto de rocío de presión excesiva:
- El condensado en el secador frigorífico no se drena (drenaje de condensado defectuoso o sucio)
- Bypass de aire comprimido en el secador frigorífico (los tubos de intercambio de calor se cierran, se corroen, etc.); bypass de aire comprimido en las líneas de bypass
Un fallo del secador refrigerante conduce inevitablemente a problemas considerables con el condensado en la línea de aire comprimido. Particularmente problemático (además de los problemas ya mencionados) es si el condensado puede acumularse en líneas de bolsas y no se drena de nuevo por sí mismo. El condensado en las líneas de bolsas sólo puede ser eliminado con un esfuerzo considerable o secado y enjuagado con una cantidad extremadamente grande de aire comprimido.
Esto conduce muy a menudo a un aumento de los valores del punto de rocío a consumos muy bajos sin ningún problema notable del secador refrigerante. En este caso es muy difícil para el responsable del aire comprimido averiguar a largo plazo de dónde proceden los valores incrementados del punto de rocío o, en casos extremos, el condensado.
Secador de adsorción para puntos de rocío típicos -30 ... -40° Ctd.
El funcionamiento de los secadores de adsorción se basa en el principio de la atracción entre dos masas. El vapor de agua se fija (adsorbe) en la superficie de un desecante. Los secadores de adsorción eficaces pueden secar el aire comprimido hasta un punto de rocío de presión de -40°C y menor.
Los secadores de adsorción regenerativa consisten en dos vasos llenos de adsorbente. En diferentes procesos, un vaso se regenera frío o caliente, mientras que el otro seca el aire de funcionamiento. El adsorbente debe ser reemplazado en un ciclo de tres a cinco años, dependiendo del proceso y las condiciones de operación.
Ciertas condiciones de funcionamiento acortan la vida del agente de adsorción:
- Sobrecarga en el lado del aire comprimido debido al excesivo consumo de aire comprimido
- La falta de pre-separación del condensado
- El aire que contiene el aceite
- Los tiempos de regeneración de los contenedores individuales son demasiado largos
Asegurando la fiabilidad del proceso con el juego DS 400 para la medición del punto de rocío
Único en el mundo con una pantalla gráfica de 3.5″ con pantalla táctil y función de impresión. Se puede establecer un retraso de la alarma para cada relé. Así pues, sólo se muestran las violaciones del valor límite que se han producido realmente durante un período de tiempo más largo. Además, la alarma puede ser reconocida. El set de punto de rocío DS 400 está compuesto por el registrador gráfico DS 400 y el sensor de punto de rocío FA 510 incl. la cámara de medición adecuada para la medición del punto de rocío de presión de aire y gas comprimido hasta 16/50/350 bares. Para presiones superiores a 16 bar, por favor, utilice la cámara de medición de alta presión.
El corazón del sensor de punto de rocío es el sensor de humedad probado mundialmente de CS Instruments GmbH & Co. KG. Para lograr mediciones rápidas y precisas, es necesario que el sensor de humedad esté continuamente expuesto al gas que se va a medir. Para ello, un flujo de volumen definido a una cierta presión es soplado a través de una división capilar. La boquilla de enchufe estándar para las líneas de aire comprimido permite conectar la cámara de medición al punto de extracción sin grandes trabajos de instalación.
La gran diferencia con los registradores sin papel convencionales del mercado se refleja en la simplicidad del DS 400 durante la puesta en marcha y la evaluación de los datos de medición.
El manejo intuitivo con la pantalla gráfica de 3,5″ con función de zoom y tecla de impresión es único en esta categoría de precios. Con la ayuda de la pantalla gráfica con función de zoom, el proceso de secado o la curva del punto de rocío es visible de un vistazo y se almacena en el registrador de datos. Esto permite al usuario ver los datos de medición almacenados en cualquier momento en el sitio sin un PC. Esto permite un análisis rápido y fácil del comportamiento de secado.
Con la ayuda de la tecla de impresión, la pantalla actual puede guardarse como un archivo de imagen en la tarjeta SD interna o en un lápiz USB e imprimirse en el PC sin necesidad de software adicional. Ideal para la documentación in situ de los valores medidos / curvas de medición. Las curvas de medición coloreadas pueden enviarse como un archivo de imagen por correo electrónico o integrarse en un informe de servicio.
El registrador de datos interno permite el almacenamiento de los datos medidos durante varios años. Los datos de la medición pueden ser evaluados en un lápiz USB o vía Ethernet con el confortable CS Soft Basic.
Ventajas especiales:
- Pantalla gráfica de 3,5″, operación intuitiva con pantalla táctil
- Función de zoom para un análisis preciso de los valores medidos
- Curvas de valores medidos coloreadas con nombres
- Función de cálculo matemático para calcular la distancia del punto de rocío (monitor de condensado, interruptor de condensado)
- Tecla de impresión: Cualquier pantalla de medición puede ser guardada como un archivo de imagen directamente en una memoria USB y enviada como un e-mail sin software
- 2 contactos de alarma por exceder el límite
- Retraso de alarma libremente ajustable para los dos contactos de alarma con función de reconocimiento
- Hasta 4 entradas de sensores para; punto de rocío adicional, presión, temperatura, sensores de consumo, medidores de potencia eléctrica activa, se puede conectar cualquier sensor externo: Pt 100/ 1000, 0/4…20 mA, 0-1/10 V, Modbus, pulso
- Registradores de datos integrados 2GB
- USB, interfaz Ethernet, RS 485 / Modbus
- Servidor web