murr Schunk

Přístroje Testo pro měření kvality stlačeného vzduchu

Při výrobě stlačeného vzduchu je třeba sledovat kvalitu stlačeného vzduchu a dodávané množství. Pro posouzení kvality je nutno znát zdroje nečistot a jednotlivé typy nečistot nacházející se ve stlačeném vzduchu, včetně problémů, které mohou způsobovat. Měřicí přístroje, představeny v tomto článku, jsou určené právě na sledování kvality stlačeného vzduchu.

 

Nečistoty v systémech stlačeného vzduchu lze rozdělit obecně:
- Kvalita vzduchu, který vstupuje do kompresoru. Kompresory nasávají velké objemy vzduchu z okolí, který obsahuje množství nečistot nesených vzduchem.
- Typ a provoz kompresoru. Kompresor je sám zdrojem dalšího znečištění sestávajícího z částic opotřebení chladiv a maziv.
- Vzdušníky kompresoru a distribuční systém. Vzdušníky a potrubí rozvodu jsou navrhovány pro uskladnění a distribuci stlačeného vzduchu. Logicky se v nich zachytí velké množství znečišťujících látek nasátých do systému. Navíc se v rozvodu a vzdušnících stlačený vzduch ochlazuje a dochází ke kondenzaci zbytkové vlhkosti, která může způsobit poškození systému a jeho korozi.

Typy nečistot v systémech stlačeného vzduchu

Atmosférické nečistoty
Atmosférický vzduch v průmyslovém prostředí obsahuje průměrně 140 miliónů částic nečistot v m3 vzduchu. 80 % těchto částic je menší než 2 μm a jsou velmi malé, aby je zachytil vstupní filtr kompresoru, proto přecházejí přímo do systému stlačeného vzduchu.
Vodní pára, kondenzovaná voda a vodní aerosoly
Atmosférický vzduch obsahuje vodní páru (voda v plynném skupenství). Schopnost stlačeného vzduchu udržet vodní páru závisí na její teplotě. Při vyšší teplotě se ve vzduchu nachází větší množství vodní páry. Po kompresi podstatně vzroste teplota vzduchu, čímž se v něm udrží vstupující vlhkost. Po kompresním stupni se vzduch zchladí na provozní teplotu. To sníží schopnost vzduchu udržet vodní páru v plynném skupenství a část vodní páry kondenzuje na vodu, která se musí odstranit v následné sušičce. Vzduch vystupující ze sušičky má 100% relativní vlhkost (nasycená vodní pára) a každé další ochlazení vzduchu způsobí, že se část vodní páry přemění na vodu. Kondenzace probíhá v různých částech systému, tedy všude tam, kde se stlačený vzduch ochladí, např. ve vzdušníku, potrubích, během expanze na vzduchových ventilech, ve válcích, v nářadí a strojích. Kondenzující voda a vodní aerosol způsobují korozi ve vzdušníku a rozvodném systému, poškození výrobního nářadí i koncového výrobku. Stejně tak podstatně snižuje účinnost výroby a zvyšuje náklady na údržbu. Proto se voda v jakékoliv formě musí ze systému odstranit, aby systém pracoval správně a účinně.

Rez a otěr potrubí
Rez a otěr potrubí lze nalézt ve vzdušníku a v potrubích "mokrého systému" (systém bez odpovídajícího čisticího zařízení), nebo v systému, který byl v "mokrém" provozu před instalací čisticího zařízení. Po čase tyto nečistoty zničí, nebo zablokují výrobní zařízení. Mohou dokonce kontaminovat výsledný výrobek a procesy.
Mikroorganismy
Do systému stlačeného vzduchu jsou nasávány také bakterie a viry. Po přechodu kompresorem se ohřejí a dostanou do vlhkého prostředí, které je ideální pro jejich množení. Ve vzduchu se nachází kolem 3850 mikroorganizmů na m3. Pokud se jen několik mikroorganismů dostane do čistého sterilního procesu nebo systému, může to způsobit mimořádně zhoršení kvality produktu, ale i následné stažení výrobku z distribuce.

Tekutý olej a olejové aerosoly
Většina kompresorů používá olej v kompresním stupni na utěsnění, mazání a chlazení. Během provozu se mazivo často dostává do stlačeného vzduchu jako kapalný olej, nebo aerosol. Takto smíchaný olej s vodní parou ve vzduchu je často velmi kyselý, způsobuje poškození vzdušníku a rozvodného systému, výrobních zařízení i finálního výrobku.

Olejové páry
Kromě nečistoty a vodní páry se v atmosférickém vzduchu nachází i olej ve formě nespálených uhlovodíků. Tyto jsou nasávány do kompresního systému a spolu s plynným olejem mazání kompresoru se dostávají do systému stlačeného vzduchu, kde se ochlazují, kondenzují a způsobují stejné poškození jako kapalný olej. Typická koncentrace je mezi 0,05 až 0,5 mg na m3 okolního vzduchu.

Rozdělení aplikací podle použití stlačeného vzduchu
- kritické aplikace stlačeného vzduchu: farmaceutická výroba, polovodičový průmysl, výroba TFT/LCD obrazovek, výroba pamětí do PC, výroba elektroniky (CD, CD/RW, DVD, DVD/RW), výroba HD, potravinářský průmysl, mlékárenství, pivovary, CDA systémy pro elektroniku...
- použití velmi kvalitního vzduchu: výroba plastů, např. P.E.T. lahví, zpracování filmů, kritické přístroje, kosmetický průmysl, dekompresní komory, medicínsky vzduch, dentální vzduch, lasery a optika, roboty, stříkací spreje a pod.
- všeobecné použití stlačeného vzduchu: předfiltrace před absorpčními sušičkami, automatizace ve výrobě, pneumatické nářadí, lisovny, slévárny, potrubní pošta, vzduchové motory, dílny, garáže, foukací pistole, míchání surovin, foukání/pískování...
Podle normy ISO 8573-1 se na vyjádření kvality vysušení stlačeného vzduchu může používat pouze označení teplota tlakového rosného bodu °Ctpd. Teplota atmosférického rosného bodu °Ctd je zavádějící a nesmí se používat.

Měřicí přístroje testo pro hodnocení kvality stlačeného vzduchu
Podle použití sušiček se dá rozdělit stlačený vzduch do dvou základních kategorií, podle kterých je možné si vybrat měřicí přístroj pro kontrolu a řízení výroby vzduchu. Do jedné kategorie patří převodníky na určení kvality vysoušení vzduchu a do druhé patří převodníky pro měření spotřeby vzduchu. V rámci výroby stlačeného vzduchu nachází přístroje své uplatnění následovně:

Testo 6721 - jednoduché monitorování teploty rosného bodu stlačeného vzduchu do -30 °Ctpd.
Levné monitorování se dvěma spínacími výstupy. Optimální použití pro sušičky tlakového vzduchu -30... +30 °Ctpd (-22...+86 °Ctpd).
Přístroj testo 6721 se používá pro kontrolu tlakového rosného bodu. Měří zbytkovou vlhkost v těchto případech:
- kontrola zbytkové vlhkosti vzduchu vstupujícího do pneumatických strojů,
- kontrola vymrazovacích sušiček (tlakového) vzduchu,
- kontrola membránových sušiček (tlakového) vzduchu.
Chrání spolehlivost systému výroby stlačeného vzduchu, tj. ochrana proti zničení korozí. Měřicí rozsah +80...+30 °Ctpd s přesností ± ¼ °Ctpd, provozní tlak max. 20 bar, provozní teplota 0...+60 °C, výstup 2 bezpotenciálové spínače 30 V/0,5 A, napájení 20 ...30 VDC.
Konfigurační, kalibrační a analyzační program P2A nabízí přehledně a graficky všechny potřebné informace a možnosti:
- konfigurace jednotek (°Ctpd/°Ftpd),
- nastavení dvou mezních jednotek a hystereze,
- kalibraci (jednobodové): je potřebný přesný referenční přístroj,
- reset do továrního nastavení,
- test spínacích výstupů,
- paměť minima a maxima,
- historie konfigurace i kalibrace (všechny operace, provedené programem P2A jsou registrovány v PC, neukládají se v přístroji),
- možnost zobrazení sériového čísla a čísla firmwaru.

Testo 6740 - standardní převodník měření vlhkosti stlačeného vzduchu (plynu) a určení teploty tlakového rosného bodu.
Měřicí rozsah testo 6740 je od +30 do -45 °Ctpd s přesností ± ¼ °Ctpd. Kompaktní převodník vlhkosti má proudový výstupní signál 4...20 mA, který odpovídá měřené teplotě tlakového rosného bodu. Proudový výstup lze nastavit podle některé z veličin, např. pro měřenou teplotu (°C), relativní vlhkost (% rv), nebo teplotu rosného bodu (°Ctd), teplotu tlakového rosného bodu (°Ctpd), objem vodní páry (ppmv) či absolutní vlhkost (mg/m3). Napájení převodníku je dvouvodičové pomocí zdroje 24 VDC (10 ... 30 VDC, 3 VA). Proudový výstup je také dvouvodičový, elektrický izolovaný. Krytí převodníku je IP 65.
Převodník s rozměry 199,5 x 37 x 37 se do tlakového systému instaluje pomocí montážního závitu G ½ ". Místo montáže by mělo být obtékáno tlakovým vzduchem, aby se zkrátila časová konstanta senzoru vlhkosti. Provozní rozsah převodníku je od -1 do +50 bar.
Druhou možností montáže je nepřímo prostřednictvím redukčního adaptéru s měřicí komůrkou. Převodník se našroubuje do adaptéru a ten se připojuje do rozvodu přes standardní propojení rychlospojkou. Převodník je možné pomocí chladicí spirály připojovat i na vysokoteplotní odběrová místa (do +200 °C). Teplota na konci chladicí spirály je +50 °C. V případě znečištěného tlakového vzduchu olejem a prachovými částicemi se doporučuje na senzor instalovat předfiltr. Stlačený vzduch uniká přes kapiláru z měřicí komory s průtokem asi 1 l/min při tlaku cca 7 bar. Maximální provozní tlak pro měřicí adaptér je 15 bar.

Na 3místném LED displeji převodníku testo 6740 se zobrazují měřené hodnoty a dva releové výstupy alarmu. Releový kontakt je dimenzován na napětí 230 V AC, 1 A. Nastavení alarmu lze programovat pomocí klávesnice. Velkou výhodou uvedeného řešení v průmyslu je, že systém kontinuálně monitoruje vlhkost a signalizuje její překročení alarmem. Díky možnosti natočení převodníku o 350 ° je možno pohodlně odečítat údaje na displeji.
Aplikace:
- monitorování teploty a vlhkosti ve stlačeném vzduchu pro všechny oblasti průmyslu nebo pro medicínské aplikace,
- kontinuální monitorování vlhkosti tlakového vzduchu v brzdových systémech železničních a nákladních vozidel,
- kontrola účinnosti sušení v chladicích a adsorpčních sušičkách tlakového vzduchu až do -45 °Ctpd, např. při sušení elektronických součástek, při výrobě vláken...,
- kontrola vlhkosti v procesu při řízení a výrobě stlačeného vzduchu,
- kontrola kondenzátu v sušičkách až do 2 °Ctpd, např. v cukrovarech.

Testo 6681/6651 - monitorování nízké vlhkosti s teplotou rosného bodu do -60 °Ctpd s autokorekcí.
Dvojice průmyslových převodníků testo 6651 a testo 6681, které využívají vlastnosti jedinečného vlhkostního senzoru testo je možné využít i pro měření stopové vlhkosti v rozvodech stlačeného vzduchu. Vlhkostní senzor disponuje dlouhodobou stabilitou, přesností a nasazením i ve speciálních řešeních (vysoká vlhkost, vlhkost v atmosféře H2O2, stopová vlhkost, atd.). Oba přístroje se vyznačují novými přednostmi a model testo 6681 i světovou inovací - jde o první převodník vlhkosti na světě se sběrnicí Profibus DP. Tato nově vyvinutá generace přístrojů nabízí řešení pro spolehlivé a bezúdržbové použití a vyznačuje se vysokou stabilitou a provozní jistotou v průmyslu.
V nabídce převodníků jsou vyměnitelné sondy, hlášení včasného varování a široké možnosti nastavování. Využívají již existující technologii Testo externího rozhraní pro komunikaci s nastavovacím a parametrizačním programem P2A.

Převodník testo 6681 disponuje dalšími přednostmi:
- přesnost do ± 1 % r.v.,
- preventivní údržba s funkcí včasného varování pomocí sondy testo 6617,
- více veličin vlhkosti, jako absolutní vlhkost a entalpie, atd.,
- absolutně odolný kovový kryt,
- možnost měřit stopovou vlhkost sondou testo 6615 s auto-nastavením a mimořádnou přesností až do -60 °Ctpd,
- připojení na průmyslovou sběrnici Profibus-DP, což je světovou inovací pro převodníky vlhkosti.

Právě pro tyto výhody jsou převodníky testo 6681 ideální pro procesy sušení,  dodržování vlhkosti v čistých prostorách (farmaceutický průmysl, polovodičový průmysl, v sušárnách, či při výrobě a rozvodu stlačeného vzduchu a klimatizací).
www.testo.cz
 

 
Publikováno: 2. 4. 2013 | Počet zobrazení: 2481 článek mě zaujal 417
Zaujal Vás tento článek?
Ano