Perslucht is een medium wat steeds meer en vaker wordt gebruikt. Voor relatief simpele toepassingen zoals het oppompen van banden tot kritische industriële toepassingen zoals het spuiten van auto’s , bij de productie van voedingsmiddelen, medische toepassing in ziekenhuizen of ademlucht voor duikers of hulpverleners. Eén van de grootste risico’s bij kritische toepassingen waar perslucht wordt gebruikt wordt gevormd door water. Hierdoor is de bepaling van het drukdauwpunt of het restvocht van zeer groot belang.
Risico’s van water in perslucht
Bij het comprimeren van lucht komen er enorme hoeveelheden water vrij. Waterdamp uit de atmosfeer wordt mee aangezogen door de 
compressor en bij de compressie samengedrukt. Onder deze druk condenseert het water en wordt het vloeibaar. Als het water niet of onvoldoende wordt verwijderd kan dat problemen veroorzaken zoals het bevriezen van pneumatische onderdelen, corrosie van leidingsystemen, oneffenheden in spuitwerk maar het kan ook drager of voedingsbodem zijn van microbiologische besmettingen in voedingsmiddelen.
Afhankelijk van hoe en waar de perslucht wordt ingezet worden er dus terecht strikte kwaliteitseisen aan de perslucht gesteld. Een persluchtsysteem bestaat naast de compressor uit koelers, filters, drogers en een leidingsysteem inclusief alle appendages. Daarnaast kan men voor kritische toepassingen niet zonder een continue persluchtkwaliteit bewakingssysteem.
Door monitoring van de persluchtkwaliteit kan men vroegtijdig reageren en adequaat ingrijpen. Door continue te meten kan men op ieder moment aantonen of alle onderdelen van de persluchtinstallatie naar behoren functioneren of bepalen wanneer er door een storing of externe oorzaak een verhoogd risico is op schade of nog erger; persoonlijk letsel.
Dauwpunt of drukdauwpunt
Het punt waarop lucht verzadigt raakt met waterdamp dat gaat condenseren als gevolg van bijvoorbeeld een verandering in temperatuur en/of druk noemen we het waterdauwpunt. Omdat we bij perslucht altijd een overdruk hebben ten opzicht van de atmosferische druk en de procesdruk altijd van invloed is op het waterdauwpunt, praten we bij perslucht altijd over een drukdauwpunt. Hoe hoger de druk, hoe hoger het drukdauwpunt (hoe vochtiger de lucht) . Bij het vermelden van het drukdauwpunt dient voor de volledigheid dus ook altijd een druk vermeld te worden.
Conditionering en droging
Water kan in perslucht dus voorkomen in verschillende fase; vloeibaar water (vrij water en druppels) en waterdamp. De verschijningsvorm is afhankelijk van de temperatuur, luchtvochtigheid en druk. Bij een juiste conditionering van de perslucht mag vloeibaar water niet meer voorkomen in de perslucht. Voor het conditioneren van perslucht zijn er verschillende filters en drogers beschikbaar, waarbij gedurende het compressieproces één of meerdere stappen worden doorlopen. Afhankelijk van het type droger kan men een inschatting doen van het te verwachten drukdauwpunt. De meest voorkomende type persluchtdrogers zijn:
Koeldroger:
Dit drogingsproces gaat uit van het principe dat koude lucht minder waterdamp kan vasthouden dan warme lucht. Door de warme lucht uit de compressor af te koelen met een koeldroger condenseert het waterdamp. Het vloeibare water kan worden opgevangen en afgevoerd. Een koeldroger is inzetbaar in een vorstvrije omgeving en toepasbaar voor relatief lage kwaliteitseisen. Het typische drukdauwpunt van een koeldroger ligt tussen de +3 en +6°C.
Adsorptiedrogers:
De lucht wordt door een kolom geleid met een droogmiddel dat het aanwezige water adsorbeert. Na verloop van tijd zal dit adsorptiemateriaal verzadigd zijn, net als bij een spons, waardoor het droogmiddel geen water meer kan opnemen. Hiervoor zijn de drogers uitgerust met meerdere kolommen. Terwijl de ene kolom de perslucht droogt, wordt het verzadigde droogmiddel in de andere kolom gedroogd (geregenereerd). Er wordt steeds tussen de kolommen gewisseld waardoor er een continue aanbod is van gedroogde perslucht. De adsorptiedroger wordt ingezet voor de meest kritische toepassingen. Het typische dauwpunt van adsorptiedrogers ligt rond de -40°C tot soms wel -70°C. Adsorptiedrogers kunnen ook al voorzien zijn van een dauwpuntsensor. Deze is niet direct bedoeld om de persluchtkwaliteit te bewaken, maar om op een energiezuinige manier het wisselen van de kolommen aan te sturen.
Membraandrogers:
De perslucht wordt door een membraanfilter geleid waarbij de vezels het vocht tegenhouden. De membraandroger verbruikt geen stroom waardoor deze gemakkelijk en mobiel kan worden ingezet, mits de plaats van gebruik wel vorstvrij is omdat ander het membraan beschadigd kan raken. Het typische drukdauwpunt van een membraandroger is -20 tot +5°C
Restvochtmeting (drukdauwpunt sensoren)
Ondanks filtering en droging kunnen er altijd omstandigheden zijn waardoor water (opnieuw) in het systeem kan binnendringen of kan condenseren. Denk aan een kapotte droger, filterdoorslag, lekkages, poreuze koppelingen of leidingen, dode leidingen, koude of warmte bruggen in het leidingnetwerk. Het is dus aan te bevelen om het restvochtgehalte van de perslucht continue te blijven bewaken. De eerste plaats van monitoring is altijd zo kort mogelijk na de conditionering (droging en filtering) en voor de eerste aftakking of gebruiker. Daarnaast moet overwogen worden om op kritische plaatsen in het proces of deellijnen apart te monitoren. Een goede risico analyse kan hier uitkomst bieden.
De meest gangbare en relatief voordelige restvocht sensoren zijn de elektrische drukdauwpuntsensoren waarbij capacitieve polymere sensoren en impedance (aluminium oxide) sensoren het meeste voorkomen. Beide type sensoren hebben als basis hygroscopisch materiaal dat water absorbeert wat zorgt voor een verandering van de capacitieve belasting of weerstand. Capacitieve polymere sensoren, zoals de door ons geleverde FA5XX serie van CS Instruments, berekenen het drukdauwpunt uit temperatuur en relatieve vochtigheid. Deze sensoren zijn over het algemeen het minst gevoelig voor vervuilde perslucht, zijn redelijk eenvoudig te reinigen en hebben een relatief snelle reactietijd. Het meetbereik van de sensoren kan per leverancier en model verschillen maar gaan bij de sensoren van CS Instruments gaat het meetbereik tot -80° drukdauwpunt. Let op dat u altijd een voldoende ruim meetbereik selecteert ten opzichte van het te verwachten dauwpunt.
Aandachtspunten bij drukdauwpunt meting
Drukdauwpuntmeting is een kwaliteitsmeting. Het verkrijgen van een betrouwbare meting en meetsignaal is dus belangrijk zo niet kritisch. Bij het installeren en onderhouden van een betrouwbare restvochtmeting dient men rekening te houden met de volgende aandachtspunten. Zorg ervoor dat de sensor niet in een dood stuk leiding of in een zwaar vervuilde of natte leiding wordt geplaatst. Gebruik bij voorkeur een monsternamesysteem waarbij er via een aftakking uit de leiding een continue deelstroom van de lucht over de sensor gaat. Indien mogelijk adviseren wij u het gebruik van een samplesysteem of een meetkamer.
In de praktijk zien we nog vaak situaties waarbij er drukdauwpunten worden gemeten die niet betrouwbaar te noemen zijn. Onthoud dat “te mooi om waar te zijn” niet bestaat bij drukdauwpuntmeting. Zo duidt een gemeten drukdauwpunt van -25°C na een koeldroger met een typisch drukdauwpunt van +5°C overduidelijk op een meetfout! Ook sensoren die continue dezelfde vaste waarde aangeven, op het diepst mogelijke meetpunt blijven “hangen” of een zeer grillig en wisselende meetcurve moet hoge pieken en diepe dalen laten zien duiden op meetfouten. In al deze gevallen adviseren wij u om actie te ondernemen. Kijk nog eens kritisch naar de installatievoorschriften en instructies van de producent/leverancier van de sensor. Het kan ook betekenen dat de sensor moet worden gerepareerd of moet worden vervangen.
Kalibratie
De door Adsensys geleverde dauwpuntsensoren zijn standaard voorzien van een fabriekskalibratiecertificaat waarbij de sensor op een aantal willekeurige referentiepunten gekalibreerd is in lucht. Daarnaast bieden wij de mogelijkheid om tegen een meerprijs de sensor op een voor u kritische drukdauwpunt of in een gas naar keuze te laten kalibreren. Een periodieke re-kalibratie is niet verplicht maar wel aan te bevelen. Ons advies is om jaarlijks een kalibratie van de drukdauwpuntsensor uit te laten voeren. De sensor wordt nagekeken bij CS Instruments en de meetwaarden worden getoetst aan een betrouwbare en traceerbare referentie. Eventueel kan de sensor bij mankementen of gebreken direct worden gerepareerd en/of gejusteerd. Externe derde aanbieders van kalibraties hebben deze mogelijkheden niet. Zij vergelijken en documenteren slechts de gemeten afwijking van een sensor ten opzichte van een referentie. De gemiddelde doorlooptijd van een kalibratie is ca. 1,5 tot 2 weken. Indien u niet zonder de drukdauwpuntsensor kan denken wij graag met u mee over een ruilprogramma, een tijdelijke huursensor of een andere oplossing.