Contaminazione da umidità nella fornitura di aria compressa

L'aria compressa è una parte vitale del kit di strumenti dell'ingegnere, ma ha le sue sfide. È una verità inevitabile che la presenza di umidità nell'aria compressa può limitarne le prestazioni. L'umidità è intrinsecamente contenuta in tutta l'aria e, quando questa viene compressa, la pressione parziale del vapore acqueo aumenta. Questo ha l'effetto di aumentare il dew-point. È importante ricordare che l'aria compressa è soggetta alle stesse proprietà dell'aria che respiriamo: ad esempio, l'aria umida che è pesante di umidità in una calda giornata estiva. Per ulteriori informazioni sugli effetti della pressione dell'aria sull'umidità, Teoria dell'Accademia dell'Umidità 5 - Effetto della temperatura e della pressione è una risorsa utile.

È inoltre opportuno ricordare che, a differenza di altri gas stoccati come il protossido di azoto, l'aria compressa non è altamente regolamentata. Ciò significa che la responsabilità del controllo della qualità ricade spesso sull'utente, senza una linea di responsabilità tracciabile.

Se il processo a valle è contaminato dall'umidità, qual è l'impatto?

A seconda del caso d'uso, l'umidità può causare all'ingegnere un'ampia varietà di problemi che comportano un aumento della manutenzione e dei tempi di inattività:

Corrosione interna dei componenti metallici e delle tubature

Congelamento ed espansione dell'umidità a basse temperature

Gli strumenti sensibili possono essere danneggiati dalla presenza di umidità.

I batteri potenzialmente dannosi possono formarsi e riprodursi in presenza di umidità

Prima di affrontare i problemi che possono derivare dalla presenza di umidità contaminante nell'aria compressa, è necessario tenere conto di alcuni fattori.

Quale scala ingegneristica di umidità viene utilizzata per esprimere bassi livelli di umidità?

Il "dew-point" si riferisce alla temperatura che l'aria raggiunge, quando il vapore acqueo assume lo stato liquido. Se la temperatura è inferiore a questo punto, l'acqua forma goccioline solide che si attaccano alle superfici solide o saturano il flusso di gas. Quando la pressione dell'aria aumenta, la temperatura del dew-point aumenta. Tenendo conto di questi fattori, possiamo considerare strumenti che controllano la pressione e la temperatura dell'aria e misurano il dew-point. Utilizzando questi strumenti, possiamo mitigare gli effetti negativi dell'umidità nell'aria compressa.

Quali sono gli standard internazionali che definiscono i livelli di qualità dell'aria compressa?

ISO 8573-1 è lo standard internazionale per la qualità dell'aria. Questa ISO esiste per regolamentare la qualità dell'aria per tutti gli usi industriali. I livelli di umidità, inquinanti, particolato e olio nell'aria compressa sono tutti soggetti alla norma ISO 8573-1. A seconda del caso d'uso, è fondamentale che il livello di umidità nell'aria compressa sia conforme alla rispettiva classe di qualità (vedi sotto). Ancora una volta, gli strumenti per la misurazione dell'umidità possono aiutarci a rimanere entro i parametri accettabili per i livelli di vapore acqueo.

Come possiamo controllare i livelli di umidità nell'aria compressa?

L'umidità presente nell'aria compressa deve essere rimossa per garantirne un utilizzo sicuro. Una soluzione efficace è l'utilizzo di un essiccatore di aria compressa.

Un essiccatore ad assorbimento ad oscillazione di pressione funziona legando l'umidità presente nell'aria compressa a una sostanza chimica. Questo rimuove l'umidità dal flusso d'aria, ma è considerato un'opzione costosa in quanto richiede quantità significative di sostanze chimiche assorbenti.

L'essiccazione ad adsorbimento è la scelta più popolare. Questo metodo prevede il passaggio dell'aria compressa su un materiale igroscopico chiamato essiccante. Con il tempo, questo materiale si satura di acqua e richiede una rigenerazione. Ciò può essere ottenuto riscaldando l'aria ambiente e utilizzandola per asciugare il materiale igroscopico. Di seguito è riportato un esempio di come funziona l'essiccazione per adsorbimento (nota anche come essiccazione ad aria).

I filtri sono un altro ottimo modo per rimuovere l'umidità satura se il sistema funziona al di sotto del punto di rugiada. Facendo passare l'aria compressa attraverso un filtro, le goccioline vengono raccolte e coalizzate per essere rimosse dal sistema. Una volta sufficientemente pesanti, queste goccioline cadranno in una trappola per l'umidità. Questi filtri sono efficaci nelle configurezioni a bassa pressione, in particolare perché sono in grado di rimuovere anche gli aerosol, il che significa che sono in linea con la norma ISO 8573-1.

Gli essiccatori d'aria refrigerati funzionano raffreddando l'aria compressa mentre passa attraverso l'essiccatore. Questo fa sì che il vapore si condensi in umidità che può essere scaricata dal sistema. L'aria viene quindi riscaldata nuovamente prima di lasciare l'essiccatore e tornare nel flusso d'aria. Questi essiccatori sono vantaggiosi per i loro bassi costi di funzionamento e manutenzione. Le varianti non cicliche di questi essiccatori fanno circolare continuamente il refrigerante nel sistema, spesso utilizzando una valvola di bypass del gas caldo per regolare la temperatura. Gli essiccatori a velocità variabile possono controllare la compressione del refrigerante in base alle esigenze dell'intero sistema di aria compressa.

Gli essiccatori a membrana utilizzano la permeazione selettiva per separare i costituenti del gas all'interno del flusso d'aria. Facendo passare l'aria compressa attraverso strati di fibre cave, gli essiccatori a membrana sono in grado di separare l'umidità che non riesce a passare attraverso il materiale dall'aria secca che invece riesce a passare. L'umidità viene quindi drenata dal sistema, mentre l'aria essiccata prosegue con una piccola diminuzione di pressione. Pur essendo una soluzione efficace e di facile manutenzione, questi essiccatori hanno un'efficacia limitata quando sono richiesti dew-point estremamente bassi.

Come possiamo misurare i livelli di umidità nell'aria compressa in modo economico e affidabile?

L'umidità nell'aria compressa può causare problemi a livello pratico e normativo. È quindi indispensabile tenere conto di questi problemi e mitigarli ogni volta che si presentano. Il modo migliore per farlo è assicurarsi che il livello di umidità nell'aria compressa sia monitorato attentamente e con precisione. Possiamo quindi misurare queste letture in base ai parametri della norma ISO 8573-1.

Abbiamo stabilito che qualsiasi applicazione che utilizzi l'aria compressa richiede anche un metodo di misurazione del dew-point. Ma quali sono le opzioni disponibili per gli ingegneri moderni? Prodotti come il trasmettitore dew-point SF82 sono ideali per tenere sotto controllo i livelli di umidità dell'aria compressa negli essiccatori di aria compressa. Questo trasmettitore è stato appositamente progettato per resistere alla temperatura nelle condizioni tipiche di una sala di compressione. Le temperature possono raggiungere i +50 °C (+122 °F); l'SF82 è ancora in grado di effettuare misure accurate del dew-point fino a -60 °C (-76 °F).

L'Easidew PDP Dryer Portable è stato progettato con la portabilità come principio primario. È stato progettato per il controllo a campione dell'uscita degli essiccatori a gas. La capacità di controllare i livelli di umidità da un dispositivo portatile è uno strumento prezioso per i tecnici che lavorano con l'aria compressa. Questo dispositivo è dotato di una batteria che dura fino a due giorni lavorativi e che lo rende ideale per il controllo di più configurezioni di compressione in vari progetti.

Il Michel Easidew EA2 è un'altra grande opzione per i sistemi ad aria compressa. Questo sensore è stato progettato appositamente per l'uso in applicazioni in aree pericolose per misurare sia il punto di rugiada che il contenuto di umidità. Ha un range di misura che va da -110 °Cdp a +20 °Cdp, consentendo di misurare l'umidità in condizioni diverse.

L'umidità nell'aria compressa rappresenta una sfida significativa, ma affrontarla non deve essere complicato. Utilizzando le apparecchiature giuste, è possibile gestire con successo i livelli di umidità, garantendo la conformità ISO e mantenendo un funzionamento sicuro ed efficiente.

Con 50 anni di esperienza nello sviluppo della tecnologia dell'umidità e del dew-point, siamo gli esperti di applicazioni per la misurazione dell'umidità in tracce nell'aria compressa e nelle applicazioni di gas speciali. Se desiderate discutere le vostre esigenze, vi invitiamo a contattare il nostro team oggi stesso. 