압축 공기의 수분: 원인, 문제 및 해결 방법

식물 공기를 오랫동안 가동한다면 아마도 분사 노즐에서 물이 튀는 것을 본 적이 있을 것입니다.-총 노즐, 미스트-윤활 도구에서 녹슨 물방울, 습한 아침에 커플러에서 습기가 줄줄 흘러나오는 것입니다. 그 젖음은 단 하루의 나쁜 날의 특징이 아닙니다. 이는 공기 압축의 완전히 예측 가능한 결과이며, 방치하면 장비가 조용히 손상되고 제품이 손상되며 가동 중지 시간으로 인해 비용이 소모됩니다.

좋은 소식은 문제가 잘 이해되었고 완전히 해결 가능하다는 것입니다. 수분 제거는 세 가지를 순서대로 이해하는 것으로 귀결됩니다. 공기 라인에 물이 나타나는 이유, 물이 있는 동안 물이 하는 일, 애프터쿨러에서 건조기, 배수구 세트에 이르기까지 어떤 장비 조합-이 각 단계에서 물을 제거하는지-입니다.

압축 공기에 물이 나타나는 이유는 무엇입니까?

압축기가 끌어들이는 공기는 결코 완전히 건조하지 않습니다. 대기 공기는 항상 수증기를 운반하며, 보유할 수 있는 양은 온도에 따라 크게 달라집니다. 따뜻한 공기는 차가운 공기보다 훨씬 더 많은 수분을 보유하고 있습니다.

중요한 메커니즘은 다음과 같습니다. 압축기는 많은 양의 습한 공기를 흡입하여 훨씬 더 작은 공간으로 압축합니다. 수증기는 공기처럼 압축되지 않습니다. 따라서 전체 흡입량에 분산된 동일한 질량의 수분이 이제 부피의 아주 작은 부분에 채워집니다. 스펀지를 짜내는 것을 생각해 보십시오. 압축으로 인해 공기가 모든 수분을 유지할 수 있는 지점을 지나게 됩니다.

압축기는 또한 공기를 압축하면서 공기를 가열하며, 뜨거운 공기는 더 많은 증기를 보유할 수 있으므로 공기가 압축기를 여전히 "건조한" 상태로 보이게 할 수 있습니다. 문제는 하류에서 시작됩니다. 압축 공기가 리시버와 배관에서 냉각됨에 따라 수증기를 보유하는 능력이 떨어지고 잉여분은 시스템의 가장 낮은 지점에 모이는 액체 물로 응축됩니다.

이 물리학으로부터 두 가지 실제적인 사실이 도출됩니다. 첫째, 흡입 공기가 더 습하고 따뜻할수록 더 많은 물이 생성됩니다. 둘째, 압축은 물을 생성하지 않습니다. - 이미 공기 중에 있던 수분을 농축한 다음 액체로 떨어뜨리게 됩니다. 공기 압축기는 놀라운 양의 액체를 생산합니다.아트라스콥코의 응축수 설명 75% 상대습도의 24도 실내에서 작동하는 55kW(75HP) 회전식{2}}나사 장치는 약 20% 정도 응축될 수 있습니다.하루에 물 280리터(75갤런), 20도 및 60% 습도에서 100kW 압축기는 약8시간 교대 시 85리터. 그 모든 방울은 어딘가로 가야합니다.

이것이 중요한 이유: 수분은 압축 공기에서 가장 흔한 단일 오염원이며 관리가 선택 사항이 아닙니다. 이는 배관과 장비에 눈에 보이지 않게 축적되기 때문에 대부분의 공장에서는 손상이 발생한 후에야 문제를 발견합니다.

압축 공기의 수분으로 인해 발생할 수 있는 문제

응축된 물이 유통망을 통해 이동할 때 한 곳에 정중하게 머물지 않습니다. 이는 도구, 밸브, 실린더, 필터 및 제품 자체에 정착됩니다. 압축 공기에 있는 모든 수분이 추가되어 잘 문서화된 몇 가지-실패 모드가 됩니다.

부식 및 막힘

액체 물은 파이프, 리시버, 강철 부품의 녹을 가속화하고, 부식 조각이 떨어져 나가면서 하류로 이동합니다. 느슨한 입자는 밸브, 피팅, 필터, 장비 작동을 유지하는 얇은 제어 및 파일럿 라인을 막습니다. 표면 녹으로 시작되는 것은 공기 흐름을 막고 부품 고장이 연속적으로 발생하는 것입니다. 여기의 손상은 - 모든 부식된 파이프가 라인을 따라 더 많은 것을 손상시키는 잔해물을 흘리게 합니다.

세척-윤활유 소진 및 조기 마모

공압 도구, 실린더 및 액추에이터는 얇은 윤활막을 사용하여 자유롭게 움직입니다. 물이 벗겨져 필름이 벗겨지며, 물이 없으면 움직이는 부품이 금속-위에서-금속을 움직입니다. 그 결과 불규칙한 작동, 더 빠른 마모, 훨씬 더 짧은 장비 수명이 발생합니다. 몇 년 동안 실행해야 하는 도구는 몇 달 만에 실패하기 시작하며 모든 재구축이나 교체에는 계획되지 않은 비용이 발생합니다.

노출된 라인의 동결

추운 날씨나 배관이 외부나 가열되지 않은 공간을 통과하는 곳에서는 포획된 물이 얼게 됩니다. 얼음이 팽창하여 라인과 밸브를 막고, 생산 중간에 블록이 생기면 기계 - 또는 전체 라인 -이 녹을 때까지 정지될 수 있습니다. 그만큼CAGI 압축-공기 처리 핸드북이를 고전적인 고장 모드 중 하나로 나열합니다. 즉, 라인의 물 동결로 인해 부식과 동일한 막힘이 발생하고 종종 작동 중에 기계가 동결됩니다-.

잘못된 계측

습기는 제어 시스템에서 특히 어렵습니다. 계기 공기 중의 수분은 센서를 방해하고 제어 밸브가 비정상적으로 작동하게 하며 작업자가 불신하게 되는 잘못된 판독값을 생성합니다. 엄격한 프로세스 제어로 운영되는 공장의 경우 신뢰할 수 없는 공압 신호는 제품 일관성과 안전성을 조용히 훼손할 수 있습니다.

오염된 제품

가장 비용이 많이 드는 손상은 습기가 제품 -에 도달할 때 발생하며, 이때 압축 공기의 습기 문제가 장비 문제가 아니라 품질 문제가 됩니다. 물집이 생기거나 눈이 번지는 코팅, 접착 불량이 있는 페인트 작업, 단락되거나 조기에 고장이 나는 전자 장치, 미생물이 자라는 식품 묶음 - 각각은 공정에 닿는 젖은 압축 공기로 거슬러 올라갑니다. 최종 고객에게 이를 설명하는 유통업체의 경우 "불량 배치" 시나리오는 종종 습한 공기에 대한 실제 비용이 발생하는 순간입니다. 카이샨 USA의물-내-압축-공기 가이드동일한 문제가 페인팅, 식품, 제약 및 전자 공장에서 어떻게 다르게 나타나는지, 그리고 규제 대상 산업의 오염으로 인해 전달된 공기가 공정 인증서에서 요구하는 품질 등급을 벗어나게 될 수 있는 방법에 대해 자세히 설명합니다.

이러한 모든 실패 모드는 장비 수명 단축, 유지 관리 증가, 예상치 못한 가동 중지 시간 및 품질 위험 - 수분을 제거하는 처리 장비보다 훨씬 더 비싼 숨겨진 운영 비용 등 동일한 결론을 가져옵니다.

핵심 지표: 압력 이슬점

솔루션에 대해 이야기하기 전에 한 가지 용어가 필수적입니다. 압력 이슬점(PDP)은 주어진 압력에서 압축 공기의 수증기가 액체로 응축되기 시작하는 온도입니다. 압력 이슬점이 낮을수록 공기는 더 건조해집니다. 전문가들이 "−40도" 또는 "+3도"에 도달하는 건조기에 대해 이야기할 때 그들은 압력 이슬점을 인용하고 있으며 시설에서 요구하는 압력 이슬점은 귀하가 내리는 모든 건조 결정을 좌우하는 단일 숫자입니다.

이슬점- 요구 사항은 응용 분야에 따라 크게 다르기 때문에 업계에서는 ISO 8573-1 수분 등급을 사용하여 공기가 얼마나 건조해야 하는지 표준화합니다. Atlas Copco의 응축수 설명에 표시된 등급 표는 각 등급을 최대 허용 압력 이슬점으로 매핑합니다.

필요한 클래스는 편리한 것이 아니라 습기에 가장 민감한-애플리케이션에 따라 설정됩니다. 페인트 부스, 제약 라인 또는 전자 공정에서는 클래스 2(-40도) 이상을 요구할 수 있습니다. 일반 작업장의 공기는 일반적으로 클래스 4로 괜찮으며, 냉장 건조기를 통해 편안하게 도달할 수 있습니다. 필요한 클래스를 미리 정의하면 모호한 "공기를 건조시켜야 합니다"가 구체적이고 검증 가능한 목표로 변합니다.

압축 공기에서 수분을 제거하는 방법: 처리 트레인

단일 장치로 모든 습기를 제거할 수는 없습니다. 압축 공기 시스템의 수분은 두 가지 다른 형태로 존재합니다. - 응축되는 액체 물과 여전히 공기 흐름에 운반되는 수증기 - 각각 다르게 처리되어야 합니다. 완전한 대답은 처리 트레인입니다. 각 단계는 의도적인 순서로 배열되어 물 부하의 일부를 제거하는 일련의 단계입니다. 열차가 단계별로 작동하는 방식은 다음과 같습니다.

애프터쿨러

공기는 압축기를 뜨겁고 포화 상태로 만듭니다. 압축기 바로 뒤에 장착된 애프터쿨러는 배출되는 공기를 냉각시켜 많은 양의 수분이 분리 및 배출 가능한 액체로 응축됩니다. 분리기와 애프터쿨러는 함께 증기의 상당 부분을 벌크 액체로 제거하므로 - 일반적으로 40~60% - 애프터쿨러는 하류의 모든 것을 무거운 습기 부하로부터 보호하는 최초이자 가장 저렴한 방어선입니다.

수분 분리기 및 리시버 탱크

애프터쿨러의 하류에 있는 수분 분리기는 응축된 액체를 기류에서 기계적으로 끌어당겨 앞으로 나가지 않도록 합니다. 리시버(습식) 탱크도 역할을 합니다. 탱크 내 공기가 냉각되고 속도가 느려지면 더 많은 응축수가 떨어져서 바닥에 모여 배수될 수 있습니다. 이 단계는 대량의 액체 물을 처리합니다. 나중에 응축될 증기를 제거하지 않습니다.

응축수 배출

분리기, 수용기, 필터, 저점에 물이 계속 모이기 때문에 자동 응축수 배출 장치가 필수적입니다. 실패하거나 잊어버린 배수구는 수집된 물을 라인으로 다시 밀어넣어 - 올바른 구성 요소가 있는 시스템에서 더럽고 습한 공기의 주요 원인이 됩니다. 신뢰할 수 있고 손실이 낮은-전자 배수 장치는 압축 공기를 거의 낭비하지 않으면서도 응축수를 제거하여 공기 품질과 에너지 사용을 모두 보호합니다.

냉동건조기

냉동식 건조기는 일반 산업용 공기의 주력 제품입니다. 압축 공기를 약 +3도까지 냉각시켜 수증기가 액체로 응축된 다음 분리기와 배수 장치를 통해 이를 제거하고 공기는 배출되기 전에 재가열됩니다. 냉동식 건조기는 퍼지-공기 손실 없이 ISO 수질 클래스 4~6에 안정적으로 도달하므로 라인이 어는점 이상으로 유지되는 공장 공기, 작업 도구 및 조립 작업에 대한 경제적인 기본값이 됩니다.

건조제(흡착)건조기

공정에서 매우 건조한 공기 - 부압 이슬점 -이 필요한 경우, 증발기가 결빙되지 않고 영하로 내려갈 수 없기 때문에 냉장 건조기를 사용할 수 없습니다. 건조제 건조기는 분자 수준에서 수증기를 제거하는 활성 알루미나와 같은 흡착제 위로 공기를 통과시켜 압력 이슬점 -20도 ~ -70도(ISO 클래스 1-3)에 도달합니다. 단점은-건조제가 재생되어야 하고 재생 시 퍼지 공기 또는 에너지가 소비되어 운영 비용이 증가한다는 점입니다. 노출된 라인, 제약, 전자 제품 및 기기{11}}품질의 공기를 동결하려면 건조제 건조기가 필요합니다.

병합 및 정밀 필터

필터는 열차에서 다른 역할을 수행합니다. 유착(정밀) 필터는 공기에서 오일 에어로졸과 미세 입자를 제거하고, 다운스트림 장비-, 특히 오일 캐리오버로 인해 파괴될 수 있는 건조제 매체를 보호합니다. 그러나 필터는 수증기를 제거하지 않습니다. 그것은 물방울을 잡는다. 나중에 재응축되는 보이지 않는 증기를 막으려면{4}}상류에 건조기가 필요합니다. 필터와 건조기는 상호 보완적이며 서로 바꿔 사용할 수 없습니다.

결과 확인: 이슬점-측정

트리트먼트 트레인은 실제로 전달되는 건조함만큼만 우수합니다. 건조기 배출구 - 및 가장 먼 사용 지점 -에 있는 이슬점 센서는 장비의 명판을 신뢰하는 대신 공기가 필수 ISO 클래스를 충족하는지 확인합니다. 압력 이슬점을 측정하는 공장은 실제로 페인트 라인에 클래스 4를 제공하는지 아니면 장비에 클래스 2를 제공하는지 여부를 알고 있으며, 이는 수분 제어를 추측에서 검증 가능한 사양으로 전환합니다.

수분 처리는 단계별 문제이며, 잘 설계된{0}}트레인은 대량의 액체를 먼저 제거하고 잔여 증기를 마지막으로 연마하기 위해 올바른 순서로 이러한 단계를 쌓습니다. 최종 고객의 경우 이는 지식이 풍부한 공급업체가 가장 민감한 애플리케이션의 흐름, 압력 및 이슬점 요구 사항을 - 검토한 다음 이를 효율적으로 충족하는 구성 요소를 매핑해야 하는 대화입니다. 전체적인-접근 방식은 다음과 같은 공급업체가솔런트 처리단일 상자를 판매하는 대신 완전한 압축{0}}공기 처리 방식을 설계합니다.

전문가 팁:처리가 효과가 있는지 확실하지 않은 경우 필수 ISO 8573-1 등급을 확인한 다음 건조기 배출구뿐만 아니라 사용 지점에서 실제 압력 이슬점을 측정하세요. 공기가 길거나 실외 지점에서 목표 이슬점 아래로 냉각되면 응축이 여전히 하류에서 발생할 수 있습니다.

실용적인 수분-제거 계획 세우기

장비를 따로 구입하기보다는 의도적으로 열차 전체를 운행하십시오.

1. 부하를 정량화하십시오.압축기의 자유 공기 공급, 작동 압력, 입구 온도 및 실내의 계절별 습도를 파악하십시오. 이는 생산되는 물의 양과 여름에 처리가 얼마나 힘든지 알려줍니다.
2. 필요한 클래스를 정의하십시오.배관의 가장 차가운 지점과 습기에 가장 민감한-애플리케이션을 식별하세요. 이는 목표 ISO 8573-1 클래스와 압력 이슬점을 설정합니다.
3. 각 단계를 직업에 연결하세요.애프터쿨러, 분리기, 수용기 및 신뢰할 수 있는 배수 장치를 사용하여 대량의 액체를 제거합니다. 냉동 건조기(클래스 4~6) 또는 건조제 건조기(클래스 1~3)를 사용하여 목표 이슬점까지 증기를 제거합니다. 응집 및 정밀 필터로 열차 하류를 보호하세요.
4. 결과를 확인하세요.배출구의 압력 이슬점과 가장 먼 지점을 모니터링하여 봄뿐만 아니라 여름의 습한 피크에도 사양 -을(를) 충족하는지 확인하세요.

공장이 하나의 민감한 프로세스에 대해 -영하의 이슬점이 필요하고 나머지 작업장에 대해서는 클래스 4만 ​​필요한 경우 모든 공기를 극단적인 수준까지 건조할 필요가 없습니다. 효율적인 설계는 까다로운 가지만 처리하거나 대량 탈수를 위한 냉장 단계를 사용하고 필요한 경우에만 심층 건조를 위한 더 작은 건조제 단계를 사용합니다.

"라인에 계속 물이 차요"에서 구체적인 수리로 전환할 준비가 된 사람이라면 다음 단계는 건조기 개념을 확인한 다음 건조기를 특정 압축기 및 이슬점 요구 사항에 맞추는 것입니다.- 시작하기 좋은 곳은압축 공기 건조기가 수증기를 제거하는 방법 이해그런 다음 구조화된 작업을 통해 작업합니다.압축기의 흐름, 압력 및 이슬점에 적합한 건조기 선택.

결론

압축 공기의 수분은 예측할 수 없는 문제가 아닙니다. -원인이 잘 이해되고 -검증된 해결 방법이 있는 열역학적 확실성입니다. 공기는 압축되고, 수분이 농축되고, 냉각되면서 응축되고, 그 액체는 배관을 부식시키고, 윤활유를 벗겨내고, 콜드 라인에서 얼고, 장비를 오도하고, 제품을 오염시킵니다. 해결책은 하나의 마법 구성 요소가 아니라 의도적인 처리 트레인입니다. 다량의 물을 떨어뜨리는 애프터쿨러와 분리기, 신뢰할 수 있는 배수구, 압력-이슬점-요건에 맞는 크기의 냉장 또는 건조제 건조기, 필터와 이슬점 확인을 통해 결과를 보호하고 입증합니다.

습기로 인한 손상을 피하는 식물은 가장 비싼 단일 건조기를 사용하는 식물이 아닙니다. 그들은 물 부하를 정량화하고 실제로 필요한 ISO 등급을 정의한 다음 열차의 각 단계를 해당 목표에 일치시키고 - 장비가 처리한다고 가정하는 대신 실제로 전달하는 이슬점을 다시 확인합니다. 항공 노선에 물이 있는 경우 이를 조치할 가치가 있는 신호로 간주하고 다른 구성 요소를 추가하기 전에 전체 처리 트레인을 매핑하세요.