Como posso controlar a contaminação por umidade em meu suprimento de ar comprimido?

O ar comprimido é uma parte vital do kit de ferramentas do engenheiro, mas tem seus desafios. É uma verdade inevitável que a presença de umidade no ar comprimido pode limitar seu desempenho. A umidade está inerentemente contida em todo o ar e, quando o ar é comprimido, a pressão parcial do vapor de água aumenta. Isso tem o efeito indireto de aumentar o ponto de orvalho. É importante lembrar que o ar comprimido está sujeito às mesmas propriedades do ar que respiramos: por exemplo, o ar úmido que está carregado de umidade em um dia quente de verão. Para obter mais informações sobre os efeitos da pressão do ar sobre a umidade, Humidity Academy Theory 5 - Effect of Temperature and Pressure é um recurso útil.

Também vale a pena ter em mente que, ao contrário de outros gases armazenados, como o óxido nitroso, o ar comprimido não é altamente regulamentado. Isso significa que a responsabilidade pelo controle de qualidade geralmente recai diretamente sobre o usuário, sem uma linha rastreável de prestação de contas.

Se o processo downstream estiver contaminado com umidade, qual é o impacto?

Dependendo do caso de uso, a umidade pode causar ao engenheiro uma grande variedade de problemas que levarão ao aumento da manutenção e do tempo de inatividade:

Antes de abordarmos como mitigar os problemas que podem surgir da presença de umidade contaminante no ar comprimido, há alguns fatores que devem ser levados em conta.

Qual escala de umidade de engenharia é usada para expressar baixos níveis de umidade?

O "ponto de orvalho" se refere à temperatura que o ar atinge, momento em que o vapor de água assume o estado líquido. Se a temperatura estiver abaixo desse ponto, a água forma gotículas sólidas que se prendem a superfícies sólidas ou saturam o fluxo de gás. Quando a pressão do ar aumenta, a temperatura do ponto de orvalho aumenta. Ao levar esses fatores em consideração, podemos considerar ferramentas que controlam a pressão e a temperatura do ar e medem o ponto de orvalho. Ao usar essas ferramentas, podemos atenuar os efeitos negativos da umidade no ar comprimido.

Quais padrões internacionais definem os níveis de qualidade do ar comprimido?

A ISO 8573-1 é a norma internacional para a qualidade do ar. Essa ISO existe para regular a qualidade do ar para todos os usos industriais. Os níveis de umidade, poluentes, partículas e óleos no ar comprimido estão todos sujeitos à ISO 8573-1. Dependendo do caso de uso, é vital que o nível de umidade em nosso ar comprimido esteja em conformidade com a respectiva classe de qualidade (veja abaixo). Mais uma vez, as ferramentas para medição de umidade podem nos ajudar a permanecer dentro dos parâmetros aceitáveis para os níveis de vapor de água.

Como controlamos os níveis de umidade no ar comprimido?

A umidade no ar comprimido precisa ser removida para garantir seu uso seguro. Uma solução eficaz é usar um secador de ar comprimido.

Um secador de absorção por oscilação de pressão funciona ligando a umidade do ar comprimido a uma substância química. Isso a remove do fluxo de ar, mas é considerada uma opção cara, pois requer quantidades significativas de produtos químicos absorventes.

A secagem por adsorção é a opção mais popular. Esse método envolve a passagem de ar comprimido sobre um material higroscópico chamado dessecante. Esse material ficará saturado de água com o tempo e precisará ser regenerado. Isso pode ser feito aquecendo-se o ar ambiente e usando-o para secar o material higroscópico. Veja abaixo um exemplo de como funciona a secagem por adsorção (também conhecida como secagem com ar dessecante).

Os filtros são outra excelente maneira de remover a umidade saturada se um sistema estiver operando abaixo do ponto de orvalho. Ao passar o ar comprimido por um filtro, as gotículas são coletadas e coalescidas, prontas para serem removidas do sistema. Quando estiverem suficientemente pesadas, essas gotículas cairão em um coletor de umidade. Esses filtros são eficazes em configurações de baixa pressão, especialmente porque também podem remover aerossóis, o que significa que estão alinhados com a norma ISO 8573-1.

Os secadores de ar refrigerados funcionam resfriando o ar comprimido à medida que ele passa pelo secador. Isso faz com que o vapor se condense em umidade que pode ser drenada para fora do sistema. O ar é então reaquecido antes de sair do secador e retornar ao fluxo de ar. Esses secadores são vantajosos devido ao seu baixo custo operacional e de manutenção. As variantes sem ciclo desses secadores circulam continuamente o refrigerante pelo sistema, geralmente usando uma válvula de desvio de gás quente para regular a temperatura. Os secadores de velocidade variável podem controlar a compressão do refrigerante para atender às necessidades do sistema de ar comprimido como um todo.

Os secadores de ar de membrana utilizam a permeação seletiva para separar os constituintes do gás no fluxo de ar. Ao passar o ar comprimido por camadas de fibras ocas, os secadores de membrana podem separar a umidade que não consegue passar pelo material do ar seco que consegue. Essa umidade é então drenada do sistema, enquanto o ar seco continua com uma pequena diminuição na pressão. Embora esses secadores sejam uma solução eficaz e de fácil manutenção, eles têm eficácia limitada quando são necessários pontos de orvalho extremamente baixos.

Como podemos medir os níveis de umidade no ar comprimido de forma econômica e confiável?

A umidade no ar comprimido pode causar problemas em um nível prático e regulatório. Portanto, é imprescindível que consideremos e mitiguemos esses problemas sempre que eles surgirem. A melhor maneira de fazer isso é garantir que o nível de umidade em nosso ar comprimido seja monitorado de perto e com precisão. Podemos então medir essas leituras em relação aos parâmetros da ISO 8573-1.

Já estabelecemos que qualquer aplicação que utilize ar comprimido também requer um método de medição do ponto de orvalho. Mas quais são as opções disponíveis para os engenheiros modernos? Produtos como o transmissor de ponto de orvalho SF82 são ideais para manter os níveis de umidade do ar comprimido monitorados em secadores de ar comprimido. Esse transmissor foi especialmente projetado para resistir à temperatura em condições típicas de uma sala de compressão. As temperaturas podem chegar a +50 °C (+122 °F); o SF82 ainda é capaz de fazer medições precisas do ponto de orvalho até -60 °C (-76 °F).

O Secador PDP Portátil da Easidew foi projetado tendo a portabilidade como princípio principal. Ele foi projetado para a verificação pontual da saída de secadores a gás. A capacidade de verificar os níveis de umidade a partir de uma configuração portátil é uma ferramenta inestimável para engenheiros que trabalham com ar comprimido. Esse dispositivo é equipado com uma bateria que dura até dois dias úteis, o que o torna ideal para verificar várias configurações de compressão em diversos projetos.

O Michel Easidew EA2 é outra ótima opção para sistemas de ar comprimido. Esse sensor foi especialmente projetado para uso em aplicações em áreas de risco para medir o ponto de orvalho e o teor de umidade. Ele tem uma faixa de medição de -110 °Cdp até +20 °Cdp, permitindo a medição da umidade em condições variadas.

A umidade no ar comprimido apresenta desafios significativos, mas lidar com ela não precisa ser complicado. Usando o equipamento certo, você pode gerenciar os níveis de umidade com sucesso, garantindo a conformidade com a ISO e mantendo operações seguras e eficientes.

Com 50 anos de experiência no desenvolvimento de tecnologia de umidade e ponto de orvalho, somos os especialistas em aplicações para todas as medições de traços de umidade em aplicações de ar comprimido e gases especializados. Se quiser discutir seus requisitos, contate nossa equipe hoje mesmo. 

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