راهکارهایی برای جلوگیری از ورود مایعات به هوای فشرده

هوای فشرده یکی از مهمترین منابع انرژی بسیاری از دستگاه‌ ها و ابزارهای پنوماتیک، خصوصا در کاربردهای صنعتی است. به عنوان یک نیروی محرک در اتوماسیون و بهره‌وری، تولید هوای فشرده شده عاری از رطوبت و سایر ناخالصی‌ها برای هر کمپرسور هوا، به ویژه در ابزارها و دستگاه‌ های پنوماتیک حساس، از اهمیت زیادی برخوردار است. اما متاسفانه همه‌ی کمپرسور ها قادر به تولید‌ هوای با کیفیت و بدون رطوبت و ناخالصی نیستند.

این مسئله که می‌تواند به دلیل عوامل داخلی و خارجی مختلفی باشد، مشکلات بسیاری را هم برای کمپرسور و هم برای دستگاه‌ های پنوماتیک که به آن متصل هستند به وجود می‌آورد. علاوه بر این، عملکرد نادرست کمپرسور هوا سبب آسیب به تمام قطعات داخلی آن شده و هزینه‌ های بسیاری را برای اپراتور به همراه خواهد داشت. خوشبختانه با حذف بخار، رطوبت و مایعات از سیستم هوای فشرده در کمپرسور ها، می‌توان به راحتی بسیاری از این مشکلات را حل و یا کنترل کرد. به منظور آگاهی اپراتورها جهت جلوگیری از ورود مایعات به داخل کمپرسور باد، در این مطلب درباره‌ی علت نفوذ رطوبت به داخل این دستگاه‌ ها و چگونگی کاهش آن در سیستم هوای فشرده نکات مهمی را ارائه خواهیم کرد.

علت وجود رطوبت در مخزن کمپرسور باد

دلایل مختلفی برای تراکم رطوبت در مخزن کمپرسور باد در طول کار وجود دارد. برای کاهش رطوبت کمپرسور هوا، باید بدانید که چگونه ریشه‌ی اصلی مشکل را به درستی شناسایی کنید. اگر این مشکل به دلیل نقص عملکرد دستگاه است که به طور معمول آب را از هوا می‌گیرد، باید آن قطعات‌ را تمیز یا جایگزین کنید. اگر محیط کاری بیش از حد مرطوب است و باعث ایجاد مشکل میشود، باید هوا را از مخزن تخلیه کرده و عناصر خشک کننده را به سیستم خود اضافه کنید(مانند انواع فیلتر ها) تا رطوبت کمپرسور هوا را از بین ببرند.

یکی از موثرترین راه‌ های جلوگیری از وجود رطوبت در کمپرسور های باد استفاده از خشک کن‌ های هواست که برای جذب رطوبت بیشتر در خروجی هوای کمپرسور نصب میشوند. اگر از کمپرسور هوا در یک محیط مرطوب استفاده می‌کنید، در صورت امکان آن را در جای خشک و خنک قرار دهید. هرچه رطوبت کمتری از دریچه‌ی ورودی، وارد کمپرسور باد شود، رطوبت کمتری نیز در طی فرایند فشرده سازی فیلتر می‌شود.

اگر چه خرید خشک کن کمپرسور باد می‌تواند به طور جدی به کاهش ورود مایعات و رطوبت و به دنبال آن بروز مشکلات در دستگاه کمک کند، اما خرید کمپرسور مناسب نیز در جلوگیری از این امر نقش مهمی دارد. در مرحله اول، شما باید یک کمپرسور هوا با ظرفیت کافی برای برنامه‌ های مورد نظر خود داشته باشید. همچنین این کمپرسور باید به طور منظم و مناسب نگهداری شود و در منطقه‌ ای با حداقل رطوبت قرار گیرد. به طور کلی برخی از کمپرسور ها بیشتر در معرض رطوبت هستند. برای جلوگیری از تجمع رطوبت در کمپرسور های هوا موارد زیر را در نظر بگیرید:

1–  ابعاد كمپرسور

یکی از مهمترین عواملی که باعث تراکم رطوبت در کمپرسور باد می‌شود، اندازه‌ی‌ کمپرسور با توجه به کاربردها و محیط موجود  است. اگر یک کمپرسور بیش از حد ظرفیت خود تحت فشار قرار گیرد، اجزای داخلی گرمایی تولید می‌کنند که می‌تواند از آستانه‌ی تحمل دستگاه فراتر رود.

اثرات گرما به ویژه در کمپرسور های پیستونی که در طول دوره‌ های طولانی استفاده داغ می‌شوند، متداولتر است. اگر یک ابزار یا دستگاه پنوماتیک بیش از حد از کمپرسور کار بکشد، هوای تحت فشار به طور حتم حاوی مقدار زیادی رطوبت خواهد بود. موثرترین راه برای مقابله با تجمع رطوبت، افزودن یک سیستم جداسازی یا رطوبتگیر به کمپرسور هواست که می تواند آب را از هوای تحت فشار جدا کند. برای بهبود عملکرد سیستم خشک کن باید به طور منظم بر وضعیت آن نظارت داشته باشید.

2– کمپرسور باد خراب

با فرسوده شدن کمپرسور باد و استهلاک قطعات داخلی، عملکرد آن به آرامی کاهش یافته و به دنبال آن هوای تحت فشار با رطوبت بیشتری همراه خواهد بود. اگر واحد به صورت دوره‌ ای تعمیر و نگهداری نشود، این مشکل به وضوح آشکار خواهد شد. به طور کلی، یک کمپرسور خراب قدرت و کارایی لازم برای استخراج رطوبت از هوای ورودی را ندارد. در طول یک چرخه‌ ی استفاده، قطعات داخلی کمپرسور قدیمی با سرعت بیشتری گرم می‌شوند و هوای فشرده‌ی بی‌کیفیتی تولید می‌کنند.

در این شرایط اگر به صدا و مدت زمان کار کمپرسور توجه کنید، علائم هشدار دهنده آشکار خواهند بود. یک کمپرسور خراب معمولاً مدت زمان طولانی‌ تری کار می‌کند تا هوا را داخل مخزن فشرده کند. دستگاه همچنین صداهای بلندی تولید می‌کند، خصوصاً اگر کمپرسور از نوع پیستونی باشد. هوای تولید شده از این دستگاه‌ های خراب دارای مقدار قابل توجهی رطوبت بوده و به ویژه برای کاربردهایی که نیاز به هوای کاملا خشک دارند، مانند تجهیزات دندانپزشکی، رنگ آمیزی و سنباده زدن، مشکلات زیادی به همراه خواهد داشت.

۳- استفاده از کمپرسور در محیط‌ های مرطوب

علاوه بر طول عمر کمپرسور باد یا مدل آن، اگر دستگاه در محیطی بیش از حد مرطوب کار کند می‌تواند به راحتی میعانات را جذب کرده و هوایی با رطوبت بالا تولید کند. در مناطق گرم‌ و مرطوب، پایین آمدن سطح رطوبت در سیستم هوای فشرده دشوارتر است. بنابراین، بهتر است از کمپرسور باد در یک فروشگاه، گاراژ یا ساختمان صنعتی با تنظیمات دمای داخلی کنترل شده استفاده کنید.

برای محافظت بیشتر از اثرات رطوبت در آب و هوای گرم‌تر، برخی از اپراتورها خشک کن‌های هوای سرد(درایر تبریدی) را به کمپرسور های هوا اضافه می‌کنند. این امر به جداسازی آب از هوای تحت فشار کمک می‌کند. در محیط‌ های کاری که بخار آب می‌تواند مشکلات زیادی را برای کمپرسور به وجود آورد، برای جذب بیشتر رطوبت از خشک کن‌های هوا یا انواع میکرو فیلتر های چندین لایه استفاده می‌شود.

روش‌های مختلف جلوگیری از ورود رطوبت به داخل کمپرسور باد

اثرات آب در قطعات سیستم کمپرسور هوا می‌تواند مخرب و هزینه‌بر باشد. اگر مایعات درون مخزن جمع شود و همراه هوای فشرده وارد سیستم شوند، به تدریج در سطوح فلزی قطعات مختلف قرار گرفته و خشک شده و باعث زنگ‌زدگی می‌گردد. این مسئله سبب بروز مشکلات بسیار از جمله گرم شدن بیش از حد سیستم می‌شود.

هوای محیط دارای مقادیر زیادی رطوبت است. هدف کمپرسور باد، گرفتن هوای محیط و تبدیل آن به نیروی تحت فشار است که می‌توان با استفاده از آن به جای نیروی الکتریکی، عملکردهای مختلفی را انجام داد. رطوبت هوای طبیعی باید قبل خارج شدن از کمپرسور هوا، کاملا گرفته شود. هوای فشرده شده را می‌توان با قطعات زیر به طور موثر خشک کرد:

1–  رطوبت‌گیر و فیلتر آب

تله‌ی آب یا رطوبت‌گیر اساسی‌ترین گیرنده‌ی رطوبت برای کمپرسور باد است. وقتی هوا از دریچه‌ی ورودی وارد کمپرسور هوا می‌شود، از اطراف کاسه‌ای عبور می‌کند که رطوبت آن را استخراج کرده و به سمت تخلیه هدایت می‌شود. هوای رطوبت‌گیری شده سپس به فیلتر منتقل شده و ناخالصی‌ های بیشتری از آن خارج می‌شود. رطوبت‌گیر ها در سیستم‌ های هوای فشرده که دارای یک تله‌ی آب هستند، در ترکیب با سایر قسمت‌ های فیلتر، که به ترتیب برای تصفیه‌ی هوا کار می‌کنند، استفاده می‌شوند. این نوع ترکیب بیشتر در سیستم‌ هایی که برای فرآیندهای پنوماتیک خود به هوای خشک متکی هستند بسیار ضروری است.

2. خشک کن خنک کننده (درایر تبریدی)

روش دیگر برای جلوگیری از تراکم در واحدهای کمپرسور باد استفاده از خشک کن هوای کمپرسور باد ( درایر تبریدی ) است که مانند تهویه‌ی هوا کار می‌کند. این خشک کن هوا به کمپرسور متصل می‌شود و هوا را به دمای مطلوب می‌رساند. در بیشتر موارد، کاربران دما را در محدوده‌ی 35˚F تا 50˚F (1.5˚C تا 10˚C) تنظیم می‌کنند، که نقطه‌ی شبنم یا درجه‌ی انقباض (PDP) را به دامنه‌ی 33˚F تا 39˚F کاهش می‌دهد (0/5 درجه سانتیگراد تا حدود ۴ درجه سانتیگراد). (نقطه‌ی شبنم با ارتباط بین درجه‌ی حرارت هوا و خشکی تعیین می‌شود.

در طی فرایند خشک شدن هوا، رطوبت از آن خارج شده و به قسمت تخلیه منتقل می‌شود. هوا هنگام عبور از سیستم گرم‌تر شده و برای استفاده‌ی نهایی در کاربردهای پنوماتیک آماده می‌شود. اگر یک ابزار خاص به نقطه‌ی شبنم کمی نیاز دارد، سیستم همچنین باید به خشک کن هوا مجهز شود تا از یخ زدگی رطوبت در داخل کمپرسور هوا جلوگیری کند.

خشک کن‌‌های خنک کننده در دو نوع تولید می‌شوند: غیر چرخشی و چرخشی. خشک کن‌ های غیر چرخشی طوری طراحی شده‌اند که تا زمانی که کمپرسور هوا فعال باشد، بدون توجه به تقاضای سیستم در هر لحظه، به طور مداوم کار می‌کنند. در مقابل، خشک کن‌های چرخشی سرما را برای استفاده در صورت لزوم ذخیره می‌کنند. هنگامی که درجه‌ی حرارت در سیستم هوای فشرده به سطح مشخصی می‌رسد، خشک کن چرخشی فعال می‌شود و هنگامی که دما به سطح مطلوب رسید، خشک کن خاموش می‌گردد. به طور کلی، خشک کن‌های خنک کننده روشی را برای از بین بردن رطوبت ارائه می‌دهند که فوق العاده کارآمد است.

۳– خشک کن بسیار قوی

روش دیگر برای جلوگیری از ورود رطوبت در کمپرسور باد، خشک کن‌های هوا با عملکرد بسیار موثر و قوی هستند. این خشک کن‌ها از دانه‌های ریزی تشکیل شده‌اند که آب و رطوبت را به خوبی از هوای ورودی جذب می‌کنند. خشک کن‌های بسیار قوی با طراحی و عملکردی مشابه فیلتر آبگیر، رطوبت سیستم هوای فشرده را پس از عبور هوا از مخزنی که در آن آب از طریق حرکت دایره‌ای جدا می‌شود، می‌گیرند.

هوای تازه فشرده شده از درون ظرفی از دانه‌های خشک کننده عبور داده می‌شود تا باقی مانده‌ی رطوبت را از هوا خارج کند. پس از رسیدن به نقطه‌ی شبنم مشخص شده، هوا به مقصد نهایی خود هدایت می‌شود. در طی چرخه‌ی بازسازی پنج دقیقه‌ای، خشک کن از رطوبت پاک می‌گردد.

4- خشک کن‌ های جذب‌ کننده‌ی رطوبت

یکی از روش‌ های غیر متداول برای خشک کردن رطوبت هوای کمپرسور باد استفاده از خشک کن‌های دارای دانه‌های حل شونده است. این مخازن که دارای دانه‌ های خشک کننده هستند که پس از عبور هوای تحت فشار از آن‌ها رطوبت هوا را جذب و خارج می‌کنند. در نتیجه آب از سیستم تخلیه می‌شود. این خشک کن‌ها نقطه‌ی شبنم پایینی دارند و بنابراین در کارخانه‌هایی که پساب می‌تواند از سیستم عبور کرده و سیستم‌ های مختلف پنوماتیک را تخریب کند، معمولاً مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.

۵– سیستم لوله کشی برای خشک کردن هوا

روش دیگر برای کاهش رطوبت در کمپرسور باد استفاده از سیستم لوله کشی است. برای کمپرسورهای هوا، یک سیستم لوله کشی معمولاً شامل لوله کشی فلزی طویلی است که در یک مجموعه‌ی بالا و پایین طراحی می‌شود. ابتدا تنظیمات آن باعث جذب گرما و کاهش دمای هوا شده، سپس آب به پایین لوله‌ها می‌رسد و در آنجا به طور موقت قرار می‌گیرد. با ادامه‌ی مسیر هوا از طریق لوله‌ها، رطوبت ذره ذره از آن خارج می‌گردد.

سیستم‌ های لوله کشی یکی از کم هزینه‌ ترین روش‌ های جلوگیری از رطوبت در واحدهای کمپرسور هوا هستند. به همین دلیل، اغلب از آن‌ها در سیستم‌ های هوای فشرده در ساختمان‌ های اداری و توسط صنعتگران استفاده می‌شود.

هنگام خرید خشک کن کمپرسور هوا چه نکاتی را باید در نظر گرفت؟

هنگام خرید خشک کن کمپرسور باد، اطمینان حاصل کنید که خشک کن میتواند خواسته‌ های برنامه‌ های شما را برطرف کند. آیا در محیطی مرطوب کار خواهید کرد و کمپرسور در فضای باز قرار دارد؟ آیا شما از ابزارهایی استفاده خواهید کرد که به هوای کاملا خشک نیاز دارند؟ به عنوان مثال، اگر قصد دارید از كمپرسور خود در یک محیط مرطوب و برای ابزارهای پنوماتیک نقاشی و رنگ پاشی استفاده كنید، به سطح بالاتری از حفاظت در برابر رطوبت سیستم نیاز خواهید داشت.

شرایط کمپرسور هوا را نیز در نظر بگیرید. اگر در حال حاضر در شرایط نامناسبی باشد، خشک کن هوا نمی‌تواند برای رفع مشکل کار زیادی انجام دهد. برای داشتن حداکثر کارایی و افزایش کیفیت هوا، علاوه بر خشک کن مناسب، باید یک کمپرسور هوای کاملاً سالم داشته باشید. اگر کمپرسور شما خراب است، زمان آن فرا رسیده که قبل از استفاده از نوع خاصی از خشک کن هوا، دستگاه را تعویض کنید.

بهترین روش برای خشک کردن هوای فشرده

نقطه‌ی شبنم یک فاکتور مهم در سیستم هوای فشرده است، زیرا نشان‌ دهنده‌ی مقدار دمایی است که در آن بخار آب به مایع تبدیل و متراکم می‌شود. عوامل مختلفی میزان میعانات گازی را در داخل کمپرسور هوا تعیین می‌کنند. اگر در محیط مرطوب کار می‌کنید، هوای ورودی می‌تواند مقدار بیشتری رطوبت را وارد سیستم کند. سطح فشار نیز بر روی وضعیت رطوبت موجود در سیستم هوای فشرده شما تأثیر می‌گذارد. با در نظر داشتن این فاکتورها، راهکارهای زیر را برای جلوگیری از خارج شدن آب همره با هوای فشرده از کمپرسور باد امتحان کنید:

۱– استفاده از ابزارهای رطوبت‌گیر

برای جلوگیری از تجمع مایعات در کمپرسور باد و خارج شدن حجم رطوبت اضافی در هوای فشرده شده، باید اقدامات اولیه را انجام دهید. با استفاده از یک درایر تبریدی می‌توانید سطح بخار را از هوای خروجی به طور چشمگیری کاهش داده و از پاکسازی و خشک شدن هوا به داخل ابزارهای پنوماتیک خود اطمینان حاصل کنید. برای محافظت بیشتر در برابر میعانات و بخار، خشک کن هوا نصب کنید. با انجام اقدامات پیشگیرانه، می‌توانید میزان رطوبت موجود در سیستم خود را کاهش دهید. اگر تمام تجهیزات و اجزای فیلتراسیون شما به درستی نصب شده اند اما هنوز در هوای فشرده شده رطوبت وجود دارد، احتمالاً شیر تخلیه‌ی مخزن کمپرسور خراب است.

۲– عیب یابی شیر تخلیه

بدون تعمیر و نگهداری مناسب شیر تخلیه، مایعات جمع شده و به تدریج باعث خوردگی در سیستم می‌شود. علاوه بر این، مایعات می‌توانند باعث اضافه شدن بار خشک کن‌های هوا شده و همچنین اثر خورنده‌ ای روی گیرنده‌ی هوا داشته باشند. فرایند تخلیه در اکثر کمپرسور های هوا مشابه است (صرف نظر از اینکه از تخلیه‌ی تایمری یا شناور استفاده می‌کنید). در هر صورت، تشخیص مشکلات هنگام بروز آنها بسیار مهم است، بنابراین می‌توانید وضعیت را قبل از سرایت آسیب به قسمت‌ های دیگر سیستم اصلاح کنید.

مطمئن شوید که رطوبت سیستم مطابق با مقررات محلی محیط زیست دفع می‌شود. برای عیب یابی شیر تخلیه، ابتدا باید آن را روی کمپرسور باد قرار دهید. شیر تخلیه معمولاً در پایین‌ ترین قسمت مخزن کمپرسور قرار دارد. اگر شیر تخلیه دستی باشد، هنگام چرخاندن دسته باید باز شود. اگر ماه‌ ها از آخرین تخلیه‌ی شیر گذشته است، باید اجازه دهید تا حجم قابل توجهی از آب را خالی کند، پس از آن باید صدای انبساط هوای فشرده شده را از دستگاه بشنوید. قبل از اینکه روی شیر تخلیه کار کنید، مطمئن شوید که کل هوای فشرده داخل مخزن تخلیه شده باشد. لوله‌ ها و محل تخلیه مایعات داخل مخزن را از نظر آلودگی یا خوردگی بررسی کرده و قبل از اتصال مجدد شیر تخلیه، این قطعات سیستم را تمیز کنید.