In tegenstelling tot wat menigeen denkt is perslucht verre van schoon. Naast stof- en vuildeeltjes vormt vooral vocht een serieuze bedreiging. Dit niet alleen voor de juiste werking en levensduur van de persluchtinstallatie zelf, maar ook voor de processen en componenten die met de perslucht worden aangestuurd. Een juiste beheersing van het vochtgehalte en dit bewaken met dauwpuntmonitoring is belangrijker dan menigeen denkt.
Vocht kan in persluchtsystemen bevriezen en roestvorming en putcorrosie in leidingen en componenten veroorzaken. Het kan het gedispergeerde smeermiddel wegspoelen met als gevolg versnelde gereedschapsslijtage en schade aan kleppen en cilinders. Maar zeker zo belangrijk is dat vochtige lucht een dankbare voedingsbodem is voor bacteriën, wat met name in de food en farma kan leiden tot productafkeur en kostbare productiestilstand. Dat veel bedrijven van hun persluchtinstallatie alleen basisgrootheden meten zoals druk, flow en (opgenomen) vermogen is dan ook vreemd. Want juist dauwpuntmetingen kunnen heel veel problemen en (onnodige) kosten voorkomen.
DEZE ARTIKELEN vind je vast ook interessant om te LEZEN:
- Risico’s bij het gebruik van perslucht in de voedingsindustrie
- Meer efficiëntie door gecentraliseerde persluchtregeling
Vochtgehalte en dauwpunt
Het dauwpunt van lucht (of een gas) wordt uitgedrukt in graden Celsius en is een maatstaf voor de hoeveelheid waterdamp in dat medium. Bij perslucht spreken we over drukdauwpunt omdat we de dauwpunttemperatuur meten bij een druk die hoger is dan de atmosferische druk. Veelal is dat een factor zes tot acht hoger. Dit meten is belangrijk omdat door het veranderen van de druk van een gas ook de dauwpunttemperatuur verandert. Des te lager de druk, des te lager het dauwpunt. Als bijvoorbeeld atmosferische lucht met een relatieve luchtvochtigheid van 30 tot 50 procent wordt gecomprimeerd naar een druk van 7 bar, dan raakt die lucht 100 procent verzadigd. De actuele persluchttemperatuur (die hoger is dan de omgevingstemperatuur) is op dat moment het drukdauwpunt. Bij afkoeling zal het vocht in de gecomprimeerde lucht onmiddellijk condenseren en dat levert al snel vele liters condenswater per week op.
Oorzaken van vochtproblemen
Vochtproblemen kunnen verschillende oorzaken hebben. Bijvoorbeeld door het achter de compressor vollopen van een waterafscheider of een gecombineerde olie/waterafscheider. Dit kan het gevolg zijn van mechanisch falen zoals een vastgelopen vlotter. Als dat niet tijdig wordt ontdekt, stroomt water onbelemmerd het persluchtsysteem in en kan dit zich verzamelen in een buffervat. Investeren in een vlotterafvoer, een timerafvoer of een elektronisch condens-afvoersysteem is dan ook geen overbodige luxe. Ook door dichtgeslibde koelelementen van nakoelers en oliekoelers kan er door temperatuurverhoging meer vocht in het persluchtsysteem terechtkomen.
Een andere oorzaak is onwetendheid rond de werking van koeldrogers in relatie tot de omgevingstemperatuur. Als een koeldroger na de (natte) buffertank de lucht koelt naar bijvoorbeeld een drukdauwpunt van (in werkelijkheid) 10 °C en in de winter en op koele avonden daalt de omgevingstemperatuur van het leidingnet naar 4,5 °C, dan wordt daar vaak geen aandacht aan besteed. Maar door die op het oog relatief geringe temperatuurdaling met 5,5 °C ontstaat in een 40-urige werkweek al bijna 6 liter aan condenswater in het leidingsysteem. Is sprake van 24/7 productie dan loopt dat zelfs op tot zo’n 23 liter per week! Met dauwpuntmeting achter de koeler kan men dit snel ontdekken en adequate maatregelen treffen. Bij de drogerkeuze en het drukdauwpunt dat hiermee bereikt wordt, zal men behalve met de eisen die het proces aan de perslucht stelt, dus ook rekening moeten houden met de gemiddelde omgevingstemperatuur.
Vocht door leidingproblemen
Ook via lekken in persluchtleidingen kan vocht in het systeem terechtkomen. Stroomt perslucht door een lek naar buiten, dan wordt door de snelle expansie warmte uit de omgeving onttrokken. Hierdoor wordt de leiding ter plaatse gekoeld waardoor condenswater op de leiding ontstaat dat via het lek haar weg zoekt naar de drogere lucht in de leiding. Het is dus om meerdere redenen belangrijk, ook in het kader van energieverspilling, om het persluchtsysteem periodiek te controleren op lekkages en deze snel te verhelpen.
Een andere belangrijke factor betreft de leidingdiameter. Hoe kleiner deze is, hoe hoger de snelheid waarmee perslucht door de leiding stroomt. Daardoor kan vocht door filters en langs afscheiders geblazen worden en tot diep in het systeem worden verspreid. Toepassing van grotere leidingdiameters brengt niet alleen meer rust in het systeem, maar zorgt ook voor een grotere effectiviteit van waterafscheiders en filters. Ook kunnen fluctuaties in het dauwpunt door seizoensinvloeden worden voorkomen door bijvoorbeeld leidingen goed te isoleren en/of langs stoom- of verwarmingsbuizen te laten lopen, wat condensvorming in koelere perioden voorkomt.
Dauwpuntmeters plaatsen
Spiegel-, capacitieve metaaloxide- en polymeersensoren zijn drie bekende instrumenten om het dauwpunt te meten. Capacitieve polymeersensoren zijn het beste gewapend tegen stof en vuil, ongevoelig voor condensatie, hebben een goede lange termijn stabiliteit en een aantrekkelijke prijs/prestatieverhouding. Bij deze sensoren wordt een capaciteitsverandering vertaald naar de dauwpunttemperatuur, weergegeven in graden Celsius of Fahrenheit. De capacitieve VP Dew Point Sensoren beschikken daarbij als unicum over een intern verwarmingssysteem. Hierdoor kunnen ze zeer snel herstellen nadat ze zijn blootgesteld aan heel veel vocht, als bijvoorbeeld een droger niet goed werkt, waterafscheiders niet goed hun werk doen en/of drains defect zijn.
Bij het bepalen van de locatie van dauwpuntmeters is een eenvoudige (start)oplossing om een dauwpuntsensor te plaatsen vlak achter de droger en vóór het buffervat. Op die manier wordt immers ook de droger bewaakt op juiste werking. Zijn er meerdere drogers, plaats dan achter elke droger een dauwpuntsensor, zodat bij problemen de oorzaak sneller achterhaald kan worden. Pas bij kritische processen in de toevoerleiding een extra dauwpuntsensor toe, zodat bij afwijkingen tijdig kan worden ingegrepen en productie uitval kan worden voorkomen.
Systeemoptimalisatie
De basis voor een gezonde en optimaal rendabele persluchtinstallatie is permanente monitoring, waarbij dauwpuntmetingen worden gecombineerd met flow-, druk-, temperatuur- en vermogensmetingen. Door alles overzichtelijk weer te geven in een specifiek hiervoor ontwikkeld monitoringsysteem zoals VPVision, kan 365 dagen per jaar 24/7 het systeemgedrag gevolgd en geanalyseerd worden. Fluctuaties in de vraag, in dauwpunt, een te hoge compressortemperatuur, alles wordt tijdig in beeld gebracht en er wordt tijdig gealarmeerd als zaken uit de pas gaan lopen. Ook levert dit uiterst waardevolle informatie op voor onderhoudsoptimalisatie, om de juiste investeringsbeslissingen te nemen voor toekomstige uitbreiding en voor optimalisatie van het totale persluchtsysteem. Permanente monitoring verlengt de levensduur van apparatuur, verlaagt de onderhouds- en energiekosten en voorkomt productverlies en productiestilstand.
