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SMC压缩空气质量分级及管理——含水量篇

发表时间:2020-10-18

发布人:葵宇科技

浏览次数:75

压缩空气是有质量标准的:

因为网站不可以上传文档,避免版权问题。所以这里列出对应压缩空气质量标准名称,以及检测方法标准。

如果需要的话,可以关注,并私信我。

最近遇到一个典型问题:

1.现场反馈有卡阀现象。

2.返回的阀,拆开查看,4个阀里,有3个阀的润滑脂全部冲没了。(可能性为有稀油,或者水冲刷)

3.现场直接在原来的AF颗粒过滤器上加了个油雾分离器,但是不管用,依然出现卡阀。

因为压缩空气影响因素主要就3个:杂质,水,稀油。

已经排除掉杂质和稀油了,那么我就怀疑是水。

那么为什么含水会影响气动元件的使用呢?

我们来打个比方,如果拿一块橡皮在桌子上擦,会怎样?会磨出磨削。

如果我们在橡皮上抹上油呢?就很滑,就不会磨出磨削。

如果我们要冲掉油,怎么冲呢?用水冲。

所以气动系统的缸和阀为了能够顺利动作,都加了润滑脂。而如果压缩空气中含水,会将润滑脂冲掉。虽然目前的润滑脂都是干油,像黄油一样糊在动作元件上,但是依然怕水进入。(关于稀油润滑,干油润滑,固体润滑,油雾润滑。以及干油润滑的锂基,皂基,食品级,重载等。我另外有时间再写另一篇文章讨论了。)

气动元件的空气质量如下,可以看到建议含水量露点应在2:4:3-2:6:3的水平:水分含量应保证露点在3-10℃,也就是带压力的压缩空气在3-10℃应不会结出液态水。(当然,如果当地车间条件比较差,应灵活调整)

关于压缩空气含水量计算有两个方法:

1.SMC提供软件计算,可以参考我的另一篇文章。

SMC 压缩空气含水量及析出水量计算软件

2.可通过样本中的曲线图查找。

要除掉现场的水,最优先的是在空压机-冷干机-气罐。将冷却后的空气接一个气罐,定时将气罐底部放水阀排水。是除去85-90%液态水最有效和经济的方法。

下边我来解释一下水分产生的过程:

增压增加含水率,减压降温冷凝是最主要的原因。

1.因为空气绝热加压(就是很短时间内将空气进行了压缩,热量来不及散到周围。),把一栋屋子的空气压到手掌那么大,那么平时我们看不见,感觉不到的水蒸气,就变得非常集中,总量不变,体积变小,就非常容易凝结了。而压缩过程中,我们直观的感觉是压缩空气会变热。实际热能就是分子动能增加,互相碰撞摩擦就会热。而热空气中,水会以水蒸气的气态存在。

(P.s.还有一种是等温加压,就是非常缓慢的加压。比如加压导致压缩空气升温1℃,等1小时。让容器内的热压缩空气,经过容器壁,和周围室温进行充分热交换,温度降下来。)

2.为了让空气中的水分凝结成小水滴,我们加冷干机。把高温的空气降到低温。温度降低,水蒸气运动速度变慢,就会从气态变为液态。这时就出现了液态水。液态水会结冰,冰会导致密封磨损,元件损坏的故障。

3.然后我们再加气罐或者旋风除水器,可将液态水除掉。气罐是气出口在气罐顶上,靠液体沉降,使液体在底部汇集,然后通过排水阀排水。

(思考题,如果先加气罐,后加冷干机。气罐中是高温水蒸气,而气态水在气罐中沉降作用是较小的,除水的效果会不好。所以我们应该先加冷干机,再加气罐。)

*4.如果比较在意,也可以在前边说的压缩机-冷干机-气罐后边,再加半透膜式过滤器IDG或IDK。气罐后的空气已经没多少液态水了,只有在此温度下的气态水。通过膜式过滤器或者干燥剂式过滤器,可以很好除掉剩余的气态水。(这里推荐使用半透膜式,因为如果液态水混进干燥剂会变成泥浆状,污染下游设备)

至此,一套比较完善的除水系统就建成了。

(课后题:在排气口,高压空气绝热降压,这时是不是就不会有水了呢?答案是否定的。排气口虽然压缩空气体积膨胀了,但是温度‘会降低的特别快。如果看过液压系统的活塞蓄能器放油过程,就知道,从300bar压力释放到80bar,铁壳上会形成一层冰壳。降压过程中,气态水也会凝结,甚至会瞬间凝华,从水蒸气变成冰晶。所以潮湿条件,没有很好处理水分的系统,排气口的水分凝结情况会更严重。)

但是也有气动回路布管不合理,建议参考下边出自SMC培训教材——机械工业出版社出版的《现代实用气动技术(第3版)》(一般要求尽量使用环形布管让空气在内部循环,不存在空气输送末端。管路向下倾斜3/100,以便水分向下流动。主管路最低点,不接阀,而是单独设置一路,并加气罐和自动排水阀AD-402。如果存在大量排气的位置,可以考虑在排气管路上设置伴热系统。分支管路从主管路分出来的位置,接头向上挑一下再向下接。)

有些同学可能会忽视掉的一点:一个很粗很长的软管,配合一个很小的缸。软管就等于是有很大容积的气罐了,每次动作都会充满气,频繁被加压,放气操作,同样非常容易有水析出。所以一定要用SMC的缸阀匹配软件计算,写上软管的粗细和长度,以及温度,这样可以计算是否有结露风险。

使用方法可以参考我的另一篇文章:

SMC 缸阀匹配气动系统选型程序

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