Wilgotność sprężonego powietrza (ciśnieniowy punkt rosy)

Pomiary wilgotności sprężonego powietrza / ciśnieniowego punktu rosy

 
| Pomiary zawartości wody w sprężonym powietrzu | Pressure Dew Point |

Obecność wilgoci w sprężonym powietrzu jest w przypadku większości systemów niepożądana, ponieważ skraplająca się w instalacji woda może prowadzić do:

• awarii elementów instalacji sprężonego powietrza,
• uszkodzeń urządzeń technologicznych korzystających ze sprężonego powietrza,
• spadków ciśnienia w instalacji,
• zanieczyszczenia surowców, półproduktów, wyrobu końcowego (wodą, produktami zachodzącego w instalacji procesu utleniania/korozji, drobnoustrojami znajdującymi warunki wzrostu w instalacji z obecną wolną wodą).
• istotnych błędów pomiarowych podczas badania zwartości cząstek w sprężonym powietrzu, drugiego obok zawartości wilgoci ważnego parametru opisującego czystość sprężonego powietrza.

Wilgotność sprężonego powietrza, wyrażana za pomocą parametru ciśnieniowy punkt rosy (ang. Pressure Dew Point) wykorzystywana jest do określania klasy czystości sprężonego powietrza wg normy ISO 8573-1:2010.

Biuro Naukowo-Techniczne SIGMA wykonuje pomiary zawartości wilgoci (ciśnieniowego punktu rosy) w instalacjach sprężonego powietrza. Pomiary wykonujemy za pomocą przenośnej sody ciśnieniowego punktu rosy, dzięki czemu po podłączeniu się do instalacji dystrybucji sprężonego powietrza mamy możliwość weryfikacji zawartości wody w wielu krytycznych punktach użytkowania sprężonego powietrza oraz dokonania klasyfikacji czystości sprężonego powietrza wg standardu ISO 8573-1:2010. W raporcie z badań, oprócz wartości ciśnieniowego punktu rosy, znajdą Państwo również: temperaturę sprężonego powietrza, wilgotność względną sprężonego powietrza, ciśnienie w punkcie poboru próbki. Chociaż najczęściej stosowaną miarą wilgotności sprężonego powietrza jest wartość ciśnieniowego punktu rosy (°C PDP) oraz wilgotności względnej (%RH), na życzenie, możliwe jest również zamieszczenie w sprawdzaniu z badania innych miar zawartości wody w sprężonym powietrzu: wilgotności właściwej sprężonego powietrza (x - stosunek ilości pary wodnej do ilości suchego powietrza [g/kg]) i/lub wilgotności bezwzględnej sprężonego powietrza (a - stosunek masy wilgoci w kg na 1 m³ wilgotnego powietrza).

Badany parametr: Ciśnieniowy punkt rosy
Obiekt badań: Sprężone powietrze
Zakres pomiarowy: –70 … +30°C td
Dokładność: ±2 K
Czas reakcji sondy (t90; od suchego do wilgotnego medium): < 20 sekund
Czas reakcji sondy (t90; od wilgotnego do suchego medium): <340 sekund

Badany parametr: Temperatura
Obiekt badań: Sprężone powietrze
Zakres pomiarowy: –10 … +60 °C
Dokładność: ±0,2 K

Badany parametr: Wilgotność względna
Obiekt badań: Sprężone powietrze
Zakres pomiarowy: 0 … 100% RH
Dokładność (RH <5%): ±(0,025% RH + 17,5% odczytu)
Dokładność (RH >5%): ±(0,8% RH + 2% odczytu)

Badany parametr: Ciśnienie
Obiekt badań: Sprężone powietrze
Zakres pomiarowy: 1 … 20 bar a (ciśnienie absolutne)
Dokładność: ±0,05 bar

Wymagania stawiane środowisku pomiarowemu / instalacji sprężonego powietrza:
Ciśnienie w punkcie poboru próbki: 1 – 20 bar a (ciśnienie absolutne)
Temperatura gazu w punkcie poboru próbki: –10 … +60 °C
Przepływ gazu w punkcie poboru próbki: Bez wpływu na dokładność pomiaru
Rodzaj przyłącza w punkcie poboru próbki: szybkozłączka żeńska DN7.2 LUB gwint wewnętrzny G3/8 lub G1/2 LUB gwint zewnętrzny G3/8 LUB przewód elastyczny o średnicy zewnętrznej 6mm lub 8mm lub 10mm lub 12mm lub 16mm
Temperatura otoczenia: –10 … +40 °C

Klasyfikacja sprężonego powietrza pod względem wilgotności wg ISO 8573-1:2010

Norma ISO 8573-1 określa limity zanieczyszczeń dla poszczególnych klas czystości sprężonego powietrza. Metodyki badawcze dla wykonania pomiarów sprężonego powietrza pod kątem poszczególnych parametrów zamieszczono w oddzielnych częściach normy ISO 8573 np. dla badania wilgotności sprężonego powietrza w “ISO 8573-3:2010 - Compressed air; Test methods for measurement of humidity”, a zawartości cząstek stałych w “ISO 8573-4:2010 - Compressed air; Test methods for solid particle content”.

Tabela 1. Klasy czystości sprężonego powietrza wg ISO 8573-1:2010

Czystość sprężonego powietrza klasyfikuje się za pomocą trzech cyfr oddzielnych dwukropkiem A:B:C. W pozycji A umieszcza się stwierdzoną klasę częstości dla parametru zawartość cząstek. W pozycji B umieszcza się wynik klasyfikacji dla parametru ciśnieniowy punkt rosy (wilgotność). W pozycji C umieszczany jest wynik klasyfikacji dla parametru zawartość oleju. W przypadku gdy dany parametr nie podlegał badaniu w odpowiednim miejscu wpisuje się myślnik, np. ISO 8573-1:2010 1:4:- , gdy sprężone powietrze odpowiadało klasie 1 pod względem ilości cząstek, klasie 4 pod względem zawartości wilgoci, nie był wykonywany pomiar zawartości oleju.

Czynniki mające wpływ na dokładność pomiaru wilgotności sprężonego powietrza (ciśnieniowego punktu rosy)

Wybierając punkt do próbkowania oraz wykonując sam pomiar wilgotności sprężonego powietrza, zwłaszcza w bardzo suchych środowiskach, należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:

• Ilość połączeń w punkcie poboru próbki powinna być zminimalizowana w celu uniknięcia nieszczelności i zwiększenia wilgotności w punkcie pomiarowym na skutek dostania się pary wodnej z otoczenia.
• Unikać pomiarów wilgotności sprężonego powietrza w martwych odcinkach instalacji – należy zapewnić odpowiedni przepływ sprężonego powietrza w punkcie pomiarowym.
• Temperatura rurociągu lub układu poboru próbki nie może być niższa od punktu rosy próbkowanego gazu. Może to doprowadzić do kondensacji wilgoci w instalacji i wprowadzenia istotnego błędu pomiarowego.
• W celu dalszego minimalizowania ryzyka kondensacji w układzie pomiarowym:
  - Zapewnić, że przewód doprowadzający próbkę jest jak najkrótszy oraz o jak najmniejszym przekroju.
  - Optymalnie, jeśli na drodze próbki wykorzystywana jest stal kwasoodporna o niskiej chropowatości powierzchni
  - Stosować materiały nieprzepuszczalne (np. stal kwasoodporna) dla uniknięcia dyfuzji wilgoci z otoczenia do wnętrza układu pomiarowego. Unikać przewodów wykonanych z PCV lub nylonu.
  
  

Punkt rosy a ciśnieniowy punkt rosy

Punkt rosy, a ściślej temperatura punktu rosy, jest graniczną temperaturą, przy której powietrze osiągnie maksymalne nasycenie parą wodną (wilgotność względną równą 100%). Dalsze ochładzanie powietrza o wilgotności względnej 100% będzie prowadziło do skraplania się wody niesionej dotąd w postaci pary, ponieważ w niższej temperaturze, powietrze (gaz) nie jest w stanie utrzymać już tak dużej ilości wody. Przykładowo, przy wilgotności 100% spadek temperatury o 10°C powoduje skroplenie się ok. 50% pary wodnej obecnej w powietrzu. Znajomość punktu rosy oraz aktualnie mierzonej w układzie temperatury, pozwala więc ocenić „jak daleko” znajdujemy się od warunków, w których rozpocznie się wykraplanie obecnej w powietrzu wody.

W przypadku instalacji o ciśnieniu roboczym wyższym od atmosferycznego, zamiast punkt rosy powinno się używać sformułowania ciśnieniowy punkt rosy (PDP). Ciśnieniowy punkt rosy (°C) informuje o zawartości wilgoci w sprężonym powietrzu i jest wyznaczany na podstawie wilgotności względnej, temperatury i ciśnienia roboczego panującego w punkcie poboru próbki sprężonego powietrza.

Istnieje znaczna różnica pomiędzy temperaturą punktu rosy wyznaczoną dla ciśnienia atmosferycznego a ciśnieniowym punktem rosy. Powietrze o temperaturze punktu rosy –35°C przy ciśnieniu atmosferycznym, przy ciśnieniu 7 bar będzie miało temperaturę punktu rosy około
–10°C, natomiast gdy temperatura punktu rosy przy ciśnieniu atmosferycznym będzie wynosiła –23˚C, przy ciśnieniu 7 bar temperatura punktu rosy gazu wyniesie 2°C. Należy pamiętać, że norma ISO 8573-1, jak i inne wytyczne (np. standardu BRC Food), wskazują jako limity klas czystości sprężonego powietrza właśnie wartości ciśnieniowego punktu rosy.

Skąd w sprężonym znajduje się w ogóle wilgoć? Parę wodną będzie zawsze zawierało powietrze atmosferyczne wchodzące do sprężarki. W temperaturze 24°C oraz przy wilgotności względnej wynoszącej 70% sprężarka o mocy 25 KM wytworzy ok. 80 litrów wody dziennie. Chociaż elementem składowym instalacji sprężonego powietrza będzie osuszacz, to jednak każdy układ osuszania będzie miał swoją ograniczoną wydajność. Problemów z uzyskaniem odpowiednio niskich wartości wilgotności sprężonego powietrza można się spodziewać zwłaszcza w miesiącach letnich, gdy nagrzane powietrze niesie w sobie większą ilość wilgoci niż w miesiącach chłodniejszych i gdy wilgoć ta nie zostaje skutecznie zatrzymana w osuszaczu. Chociaż wskutek sprężania następuje podgrzanie powietrza, co powoduje utrzymywanie wody w stanie pary, to jednak sprężone powietrze wchodząc do systemu dystrybucji, schładza się, a para kondensuje (skrapla się). Jak wspomniano wcześniej, obecność skroplonej wody będzie niedopuszczalna w wielu aplikacjach i może zanieczyścić układ sprężonego powietrza oraz wyrób gotowy, jeśli sprężone powietrze ma z nim kontakt (branża spożywcza/kosmetyczna/farmaceutyczna). Parametrem, który wskaże czy istnieje realne ryzyko pojawienia się wolnej wody w układzie dystrybucji sprężonego powietrza będzie właśnie pomiar ciśnieniowego punktu rosy.

Cena wykonania pomiarów zawartości wody w sprężonym powietrzu

Koszt wykonania serii pomiarów zawartości wilgoci w kilku punktach instalacji sprężonego powietrza (w ciągu 1 dnia pomiarowego) wynosi od 1900 do 2800 PLN netto + koszty dojazdu. Jeśli są Państwo zainteresowani równoczesnym wykonaniem pomiaru zawartości cząstek stałych w sprężonym powietrzu lub zawartości aerozolu oleju w sprężonym powietrzu, prosimy o wybór odpowiedniej opcji z listy rozwijanej w górnej części strony.

Oferta cenowa do pobrania

Kliknij zdjęcie poniżej, aby pobrać dokument pdf:

Składanie zamówień

Prosimy o wypełnienie formularza zamówienia w górnej części strony - przycisk ZŁÓŻ ZAMÓWIENIE, lub o kontakt drogą email: info@bnt-sigma.pl.