Вода в сети сжатого воздуха: причины, последствия и решения

Вода в воздухе содержится всегда, и в атмосферном воздухе вокруг нас, и в сжатом воздухе, который производит компрессор. Но при этом важно различать агрегатное состояние, в котором находится вода: пар или жидкая фаза. Полностью осушить воздух так, чтобы он совсем не содержал паров воды, практически невозможно. Но уменьшить концентрацию пара – вполне выполнимая задача, которую и нужно решать, чтобы он не попал в пневмосистему и не перешел в жидкое состояние в виде конденсата.

В этой статье мы рассмотрим, от чего появляется конденсат в сети сжатого воздуха, к чему это может привести и как с этим справиться.

Воздух способен накапливать больше водяного пара, чем выше температура. И наоборот, если воздух сжимается или охлаждается, его способность удерживать водяной пар уменьшается, воздух становится насыщенным (относительная влажность 100%, точка росы = температуре воздуха) и выделяется конденсат.

Например, 1 м3 атмосферного воздуха в Минске при температуре -4 °С и относительной влажности 86% (средние значения для января по результатам метеонаблюдений) содержат 3,2 г водяного пара, а максимально при этой температуре воздух может удержать 3,7 г водяного пара.

При том же атмосферном давлении, но при температуре 19 °С и влажности 71% (средние значения для июля), водяного пара в воздухе будет 11,6 г при максимально возможном 16,3 г.

Другой пример. При сжатии воздуха из первого примера до избыточного давления 9 бар (абсолютное – 10 бар), то есть уменьшения объема в 10 раз до 0,1 м3, без изменения температуры зимой выпадет конденсат 3,2 · 10 – 3,7 = 28,3 г, а летом – 11,6 · 10 – 16,3 = 99,7 г.

В реальных условиях количество конденсата, выходящего под давлением, может быть весьма существенным. Например, компрессор мощностью 75 кВт при температуре воздуха окружающей среды 25 °C и влажности 80 % за 8 часов рабочей смены выбрасывает в линию сжатого воздуха около 90 л воды в жидком состоянии.

В зависимости от области применения к сжатому воздуху предъявляются различные требования. Соблюдение определенного содержания влаги является условием долговременного безотказного функционирования всей системы.

Большинство трубопроводов сжатого воздуха изготовлены из обычной углеродистой стали. Поскольку скорость коррозии резко возрастает при относительной влажности воздуха 50 %, настоятельно не рекомендуется превышать это значение ни в коем случае.

С течением времени повышенная влажность приводит к коррозии трубопроводов. Ржавчина постепенно отслаивается и потоком переносится к потребителю. Это приводит, например, к засорению форсунок, неисправным элементам управления и остановке производства. Как следствие – дорогостоящие ремонты и частые технические обслуживания. Помимо проблем с коррозией и описанных последствий содержание влаги напрямую влияет на качество конечной продукции.

Ниже представлены некоторые из наиболее часто встречающихся ситуаций:

• гигроскопичные продукты (специи, сахар и т.д.) слипаются во время транспортировки пневматической конвейерной системой;

• в процессе окрашивания и нанесения покрытий на поверхности образуются пузырьки;

• смешиваясь с пылью и маслом, могут засоряться отверстия, трубы, теплообменники и т.д.;

• в неотапливаемых помещениях могут обмерзать регулирующие клапаны и образовываться закупорки;

• в воздухе могут развиваться нежелательные микроорганизмы.