Dépannage : dépassement du point de rosée dans les sécheurs d'air comprimé

1. Description du problème et champ d'application

Ce manuel fournit des procédures systématiques pour diagnostiquer et dépanner les problèmes associés au dépassement du point de rosée dans les systèmes de préparation d'air comprimé. Un point de rosée élevé est un indicateur critique de la qualité de l'air qui peut entraîner de la condensation d'humidité dans les systèmes pneumatiques, les pipelines et les équipements de traitement. Cela entraîne à son tour de la corrosion, des dommages aux outils, une contamination des produits et des dysfonctionnements de l'automatisation.

Symptômes à considérer :

• Valeurs de point de rosée élevées dépassant les normes établies (par exemple +3°C pour les séchoirs frigorifiques).
• La présence d'humidité visible ou de condensation dans les canalisations, les filtres, les récepteurs ou les dispositifs finaux de consommation d'air comprimé.
• Défaillance prématurée des équipements pneumatiques, des vannes ou des cylindres due à la corrosion ou au lessivage du lubrifiant.
• Problèmes de qualité des produits dans les processus sensibles à l'humidité (par exemple teinture, emballage, produits pharmaceutiques).

Types d'équipements :

Le manuel se concentre sur les sécheurs d'air comprimé réfrigérés, qui sont les plus courants dans l'industrie pour atteindre un point de rosée de +2°C à +10°C. Les méthodes de diagnostic sont applicables aux modèles de déshumidificateurs cycliques et non cycliques.

Classification de gravité :

• Critique : risque immédiat de dommage à l'équipement, d'arrêt de production ou d'impact significatif sur la qualité du produit. Nécessite une intervention immédiate.
• Important : Diminution des performances du système, augmentation des coûts de maintenance, pannes potentielles pouvant entraîner des temps d'arrêt. Il faut l'éliminer le plus rapidement possible.
• Mineur : déviations intermittentes ou mineures qui n'affectent pas les processus critiques, mais indiquent une détérioration de l'équipement et peuvent se transformer en problèmes importants. Une détection et une élimination planifiées sont recommandées.

2. Précautions

ATTENTION : Avant de commencer tout travail de diagnostic ou de réparation sur le sécheur d'air comprimé, il est nécessaire de respecter scrupuleusement les règles de sécurité. Le non-respect de ces instructions pourrait entraîner des blessures graves, voire la mort.

Isolement des sources d'alimentation (LOTO) : Avant d'ouvrir des panneaux ou d'accéder aux composants internes, DOIT débrancher l'alimentation électrique du déshumidificateur et procéder au verrouillage/étiquetage conformément à la norme DSTU EN 10325 et aux procédures internes de l'usine.

Libérer l'énergie stockée : Dépressurisez complètement le système d'air comprimé avant de travailler sur les conduites d'air. Utilisez des soupapes de sécurité et des bouchons de vidange. Vérifier l'absence de pression à l'aide de manomètres.

Travailler avec des réfrigérants : Les réfrigérants sont sous haute pression et peuvent provoquer des engelures au contact de la peau et des yeux. Utiliser un équipement de protection individuelle : lunettes de sécurité (EN 166), gants résistant aux produits chimiques (EN 374) et vêtements de protection. Évitez d'inhaler les vapeurs du réfrigérant. Les travaux avec le réfrigérant doivent être effectués uniquement par du personnel certifié conformément aux exigences CE et UkrSEPRO.

Hautes températures : Les composants de la partie compresseur et la ligne chaude du sécheur peuvent avoir des températures élevées. Laissez toujours l’équipement refroidir avant de l’entretenir.

Sécurité électrique : Tout travail avec des composants électriques doit être effectué par un électricien qualifié. Vérifiez l'absence de tension avec un multimètre.

3. Outils de diagnostic nécessaires

L'ensemble d'outils suivant est requis pour un diagnostic précis des dysfonctionnements du sécheur d'air comprimé :

4. Liste de contrôle pour l'évaluation initiale

Avant de procéder à un diagnostic détaillé, il est nécessaire de procéder à un premier examen et de collecter des informations. Cela aidera à affiner les causes potentielles du dysfonctionnement.

5. Algorithme de diagnostic systématique

Cet algorithme aidera à déterminer systématiquement la cause première du dépassement du point de rosée.

1. Dépassement du point de rosée en sortie du sécheur (> +3°C) :
   1. Contrôle de l'alimentation électrique et du fonctionnement du compresseur frigorifique :
      • Si le compresseur ne démarre pas :
      • Vérifiez la tension d'alimentation et les fusibles avec un multimètre. (ATTENTION : les travaux sous tension doivent être effectués uniquement par un électricien qualifié !) Résultat attendu : 380 V ±10 %.
      • Vérifiez le pressostat (haut/bas) - s'il a fonctionné. Mesurez la résistance de contact. Résultat attendu : fermé (pour un fonctionnement normal).
      • Vérifiez le condensateur de démarrage et les enroulements du compresseur. Résultat attendu : Résistance du bobinage conforme aux spécifications, capacité du condensateur dans les limites de tolérance.
      • Si le compresseur démarre mais fonctionne par intermittence ou fait du bruit :
      • Vérifiez le courant de fonctionnement du compresseur avec une pince. Résultat attendu : dans les limites du courant nominal. Un excès indique des problèmes mécaniques ou un stress excessif.
      • Soyez attentif aux bruits inhabituels (cognements, grincements). Cela peut indiquer une usure mécanique.
   2. Évaluation des paramètres du réfrigérant :
      • Connectez les manomètres aux ports de service du compresseur.
      • Si la pression d'aspiration (basse) est nettement inférieure à la normale (par exemple < 2 bar pour du R-134a à +3°C d'évaporation) :
        1. Cause probable : Quantité insuffisante de réfrigérant (fuite) ou blocage partiel de la TRV (vanne de thermorégulation).
        2. Diagnostics :
           • Utilisez un détecteur électronique de fuite de réfrigérant pour rechercher des fuites dans tous les raccordements, échangeurs de chaleur, joints de compresseur.
           • Vérifiez la température des canalisations avant et après le TRV. Une différence de température importante peut indiquer un colmatage.
      • Si la pression de refoulement (élevée) est nettement supérieure à la normale (par exemple > 18 bars pour le R-134a) :
        1. Cause probable : Excès de réfrigérant, colmatage du condenseur, dysfonctionnement du ventilateur du condenseur ou température ambiante élevée.
        2. Diagnostic :
           • Vérifier la propreté des ailettes du condenseur (visuellement).
           • Vérifier le fonctionnement du ventilateur du condenseur (révolutions, alimentation).
           • Mesurer la température à l'entrée et à la sortie du condenseur.
   3. Contrôle des échangeurs thermiques :
      • Mesurer la température de l'air comprimé à l'entrée du circuit de refroidissement du sécheur.
      • Mesurer la température de l'air comprimé à la sortie du circuit de refroidissement du sécheur (devant le séparateur de condensats). Résultat attendu : La température doit être d'environ +3°C. S'il est nettement plus élevé, l'échangeur de chaleur ne fonctionne pas efficacement.
      • Vérifiez la température de surface de l'échangeur de chaleur réfrigérant (évaporateur) avec un pyromètre infrarouge. Résultat attendu : Température uniformément basse, sans zones de givrage (le givrage indique un échange thermique insuffisant ou des problèmes avec le réfrigérant).
      • Évaluer visuellement la propreté extérieure des ailettes de l'échangeur thermique (évaporateur et condenseur).
      • Mesurez la chute de pression de l'air comprimé à travers les échangeurs de chaleur. Résultat attendu : baisse de pas plus de 0,2 bar. Une différence plus importante indique un colmatage interne (huile, particules).
   4. Diagnostic de la vanne de vidange :
      • Observez visuellement le fonctionnement de la vanne.
      • Si le robinet de vidange est constamment ouvert (fuite d'air continue) :
        1. Cause probable : Blocage mécanique, joints usés, électrovanne ou panne du contrôleur.
        2. Diagnostic : Couper l'arrivée d'air, démonter la vanne, vérifier la présence de particules étrangères, l'usure des joints. Vérifiez le signal électrique sur la bobine solénoïde.
      • Si la vanne de vidange ne s'ouvre pas (le condensat ne s'écoule pas) :
        1. Cause probable : Obstruction de l'orifice de décharge, défaillance de l'électrovanne, défaillance du contrôleur ou absence de signal.
        2. Diagnostic : Vérifier le signal électrique sur la bobine. Essayez d'ouvrir manuellement (si fourni). Vérifier la présence de condensats dans le séparateur.
   5. Évaluation du respect de la charge :
      • Comparer les paramètres réels de l'air entrant (pression, température, débit) avec les caractéristiques nominales du déshumidificateur.
      • Si la température de l'air d'entrée dépasse +45°C ou si la pression est inférieure à 6 bars :
        1. Cause probable : Surcharge du déshumidificateur due à une incohérence dans les paramètres de la station de compression ou à un changement dans le processus technologique.
        2. Diagnostic : Vérifiez les données du passeport du déshumidificateur et comparez-les avec les conditions de fonctionnement réelles. Évaluer la présence d'un volume suffisant du récepteur pour stabiliser la charge.
      • Si le débit d'air dépasse la capacité nominale du déshumidificateur :
        1. Cause probable : Surcharge du système.
        2. Diagnostic : Mesurez le débit d'air réel à l'entrée du déshumidificateur.
      • Pour les déshumidificateurs à cycle : Si le déshumidificateur s'allume/s'éteint fréquemment ou fonctionne en continu :
      1. Cause probable : Incompatibilité de charge. Des cycles trop fréquents indiquent des performances trop élevées du déshumidificateur, un fonctionnement continu - insuffisant.
      2. Diagnostics : Analysez les cycles de fonctionnement du déshumidificateur selon les journaux du contrôleur.

6. Matrice des dysfonctionnements et des causes

Ce tableau présente les causes probables de dysfonctionnements, classées par probabilité, tests de diagnostic et résultats attendus.

7. Analyse des causes profondes de chaque dysfonctionnement

7.1. Problèmes avec la quantité de réfrigérant

Quantité insuffisante de réfrigérant (sous-remplissage/fuite)

• Pourquoi cela se produit : Au fil du temps, même les plus petites fuites peuvent entraîner une perte de réfrigérant. Les fuites se produisent souvent au niveau des joints, des joints d’arbre des compresseurs ou de microfissures dans les canalisations et les échangeurs de chaleur. Un niveau insuffisant de réfrigérant entraîne une diminution de la capacité d'absorption de chaleur du système.
• Comment confirmer : Faible pression d'aspiration du réfrigérant (<2 bars pour le R-134a) et surchauffe d'aspiration accrue (+8-12°C au-dessus de la température de saturation). Un givrage partiel de l'évaporateur ou du TRV est souvent observé. L'utilisation d'un détecteur électronique de fuite de réfrigérant est essentielle pour localiser avec précision la fuite.
• Quels dommages cela provoque-t-il : Efficacité de déshumidification réduite, surchauffe du compresseur due à un refroidissement insuffisant de son moteur par le flux de réfrigérant, usure accrue des pièces mobiles du compresseur et panne potentielle du compresseur.

Excès de réfrigérant (remplissage)

• Pourquoi cela se produit : Cela est généralement le résultat d'un chargement incorrect du système lorsqu'une trop grande quantité de réfrigérant est ajoutée.
• Comment confirmer : Pression d'injection de réfrigérant élevée (>18 bars pour le R-134a) et surfusion du liquide faible ou négative à la sortie du condenseur. Le compresseur fonctionne avec une charge accrue.
• Quels dommages cela provoque-t-il : Une augmentation de la pression du système peut déclencher des relais de sécurité haute pression, des dysfonctionnements du compresseur et une surcharge des composants électriques.

7.2. Contamination de l'échangeur de chaleur

Contamination interne (côté air)

• Pourquoi cela se produit : Le circuit d'air du sécheur peut être contaminé par de l'huile, de la poussière et d'autres particules provenant de l'air comprimé s'il n'y a pas de système de préfiltration ou s'il est inefficace. Cela crée une couche isolante sur les surfaces internes de l'échangeur de chaleur, empêchant un transfert de chaleur efficace.
• Comment confirmer : Augmentation de la chute de pression de l'air comprimé à travers l'échangeur thermique (dépasse 0,3 bar). La température de l'air à la sortie de l'évaporateur est augmentée, malgré les paramètres normaux du réfrigérant.
• Quels dommages cela provoque-t-il : Diminution de l'efficacité de l'échange thermique, augmentation du point de rosée, augmentation de la charge sur le compresseur frigorifique, ainsi qu'un colmatage potentiel des canaux de l'échangeur thermique, nécessitant son remplacement.

Contamination externe (côté air du condenseur)

• Pourquoi cela se produit : La poussière, la saleté, les fibres et autres contaminants environnementaux peuvent se déposer sur les ailettes du condenseur, réduisant ainsi sa capacité à dissiper la chaleur dans l'atmosphère.
• Comment confirmer : Pression d'injection de réfrigérant élevée. Une inspection visuelle montre un colmatage des ailettes du condenseur. La température de l’air sortant du condenseur est bien supérieure à la température ambiante.
• Quels sont les dommages causés par : une surcharge du compresseur frigorifique, des déclenchements fréquents de la protection haute pression, une réduction de l'efficacité du déshumidificateur et un raccourcissement de la durée de vie du compresseur.

7.3. Dysfonctionnement du robinet de vidange

La vanne est toujours ouverte

• Pourquoi cela se produit : Usure mécanique des joints, particules étrangères pénétrant sous le siège de soupape ou dysfonctionnement de l'entraînement électromagnétique.
• Comment confirmer : Fuite constante d'air comprimé du drain, accompagnée d'un bruit caractéristique. Augmentation de la consommation d'énergie du compresseur en raison de la perte d'air.
• Quels dommages cela provoque-t-il : Perte constante d'air comprimé, ce qui entraîne des pertes d'énergie importantes et une charge accrue sur le compresseur d'air. Cela peut également conduire à une pression instable dans le système.

La vanne est fermée en permanence

• Pourquoi cela se produit : Colmatage du canal d'échappement, dysfonctionnement de l'entraînement électromagnétique (ouverture du bobinage, blocage de la tige) ou panne du contrôleur qui contrôle son fonctionnement.
• Comment confirmer : Pas d'évacuation de condensats pendant le cycle. La présence d'humidité visible dans les tuyaux d'évacuation du sèche-linge. Vérification du signal électrique sur la bobine de la vanne avec un multimètre.
• Quels sont les dommages causés par : L'accumulation de condensats dans le sécheur, son entrée ultérieure dans le système d'air comprimé, ce qui conduit directement à un point de rosée élevé, à la corrosion et à des dommages aux équipements pneumatiques.

7.4. Incompatibilité de charge

Surcharge du déshumidificateur

• Pourquoi cela se produit : Si le débit réel d'air comprimé, sa température ou sa pression d'entrée dépasse les valeurs nominales pour lesquelles le sécheur a été conçu. Cela peut être dû à une augmentation de la capacité de production sans moderniser le système de climatisation, ou à des températures ambiantes extrêmement élevées.
• Comment confirmer : Comparaison des paramètres réels (consommation, température, pression) avec les données du passeport du déshumidificateur. La température de l'air à la sortie du déshumidificateur est constamment supérieure au point de rosée cible, malgré le bon fonctionnement du réfrigérant.
• Quels dommages cela provoque-t-il : Point de rosée constamment élevé, ce qui entraîne toutes les conséquences de la présence d'humidité dans le système. Cela entraîne également une charge accrue sur tous les composants du déshumidificateur, réduisant ainsi leur durée de vie.

8. Procédures de dépannage étape par étape

8.1. Restaurer la quantité normale de réfrigérant

La procédure de ravitaillement doit être effectuée uniquement par un spécialiste certifié.

1. ATTENTION : Avant de commencer à travailler avec le réfrigérant, fournissez du LOTO et mettez un équipement de protection individuelle (lunettes de sécurité, gants résistant aux produits chimiques).
2. Détecter et réparer la fuite : A l'aide d'un détecteur électronique, localiser et réparer la fuite (remplacer les joints, souder, resserrer les raccords).
3. Mise sous vide du système : connectez la pompe à vide aux ports de service. Pompez l'air et l'humidité jusqu'à une pression résiduelle ne dépassant pas 0,3 mbar (250 microns de mercure) en 30 à 60 minutes. Maintenez le vide pendant 15 minutes sans augmenter la pression.
4. Chargement de réfrigérant : connectez une bouteille contenant un réfrigérant approprié (par exemple R-134a) au port de service. Remplissez selon la plaque signalétique du déshumidificateur (par exemple, 1,5 kg ± 50 g). Faire le plein en phase liquide par la conduite haute pression ou en phase gazeuse par la conduite d'aspiration (avec une alimentation lente pour éviter les chocs hydrauliques du compresseur).
5. Vérification des paramètres de fonctionnement : Démarrer le déshumidificateur. Contrôlez la pression d'aspiration et de refoulement du réfrigérant, la température de l'air de sortie et le point de rosée. Amener la pression d'aspiration à 3,5-4,5 bar pour le R-134a à une température d'évaporation de +3°C. La surchauffe à l'aspiration doit être de 4 à 7°C.

8.2. Nettoyage des échangeurs de chaleur

Nettoyage externe du condenseur

1. ATTENTION : Débranchez l'alimentation du déshumidificateur (LOTO).
2. Enlever les grosses saletés : Utilisez une brosse douce ou un aspirateur pour enlever la poussière et les toiles d'araignées des ailettes du condenseur.
3. Lavage : Laver soigneusement les ailettes du condenseur avec de l'air comprimé (pression jusqu'à 4 bars) ou de l'eau sous basse pression (en utilisant des détergents spéciaux pour climatiseurs, si la contamination est forte). Rincer dans le sens inverse du flux d'air.
4. Séchage : Assurez-vous que le condenseur est complètement sec avant de démarrer le sèche-linge.

Nettoyage interne de l'échangeur thermique air-air (en cas de contamination par l'huile)

1. ATTENTION : Débranchez l'alimentation du déshumidificateur (LOTO) et relâchez la pression de l'air.
2. Démontage : Débranchez et, si nécessaire, démontez l'échangeur thermique du sèche-linge.
3. Rinçage : Rincez l'échangeur thermique avec des solvants spéciaux pour l'huile de nettoyage, en suivant strictement les instructions du fabricant du solvant. Assurer l’élimination complète des résidus de solvants et d’huile.
4. Séchage : Séchez soigneusement l'échangeur de chaleur avec de l'azote comprimé ou de l'air sec.
5. Installation : Installer l'échangeur thermique en place, vérifier le serrage des connexions.
6. Vérification : Après le démarrage, vérifiez la chute de pression de l'air à travers l'échangeur thermique (doit être <0,2 bar) et le point de rosée.

8.3. Remplacement ou réparation du robinet de vidange

1. ATTENTION : Débranchez l'alimentation du déshumidificateur (LOTO) et relâchez la pression de l'air.
2. Démontage : Débranchez les fils électriques et démontez le robinet de vidange défaillant.
3. Inspection : Inspectez soigneusement le siège de soupape et le joint pour déceler toute usure ou obstruction. Pour les vannes avec flotteur, vérifiez sa mobilité.
4. Nettoyage/Remplacement : Si la valve est bouchée, nettoyez-la. En cas d'usure ou de dysfonctionnement de la bobine électrique, remplacer la vanne ou ses composants par des pièces de rechange d'origine.
5. Installation : Installez une vanne neuve/réparée, connectez les connexions électriques. Assurez-vous que la vanne est installée dans la bonne position.
6. Réglage et vérification : Après le démarrage du sécheur, vérifiez le cycle des vannes. Pour les vannes électroniques, vérifiez les réglages des temps d'ouverture et de fermeture (par exemple, ouverture de 3 à 5 secondes toutes les 3 à 5 minutes). Assurez-vous que les condensats sont complètement évacués sans perte d'air excessive.

8.4. Correction de l'inadéquation de charge

1. Audit du système : effectuez un audit complet du système d'air comprimé, y compris des mesures du débit d'air réel, de la température et de la pression d'entrée du sécheur.
2. Considération des options :
   • Si la surcharge est temporaire, envisager d'installer un récepteur supplémentaire pour stabiliser la charge.
   • Si la surcharge est constante en raison d'une consommation accrue, pensez à faire évoluer le système de climatisation : installer un déshumidificateur plus performant ou un déshumidificateur supplémentaire en parallèle.
   • L'installation d'un pré-refroidisseur d'air peut abaisser la température de l'air entrant dans le déshumidificateur, réduisant ainsi sa charge.
3. Paramètres du déshumidificateur (pour les modèles à cycle) : Vérifiez les paramètres d'hystérésis et la durée du cycle de service pour garantir un refroidissement optimal sans cycles marche/arrêt excessifs.
4. Vérification : Après réglage, effectuez une surveillance à long terme du point de rosée et des paramètres de fonctionnement du déshumidificateur.

9. Mesures préventives

Un entretien régulier est essentiel pour éviter que le point de rosée ne dépasse.

10. Pièces de rechange et composants

Il est recommandé de disposer des pièces de rechange suivantes pour une élimination rapide des dysfonctionnements typiques. Tous les composants peuvent être trouvés dans le catalogue électronique UNITEC-D au lien : https://www.unitecd.com/e-catalog/

Pour commander ou consulter des pièces détachées, veuillez vous référer au catalogue électronique UNITEC-D : www.unitecd.com/e-catalog/

11. Liens

• DSTU ISO 8573-1:2018 (ISO 8573-1:2010, IDT) : Air comprimé. Partie 1 : Cours de pureté. Cette norme spécifie les exigences relatives à la qualité de l'air comprimé, y compris le point de rosée.
• DSTU EN 378 (série) : Systèmes de réfrigération et pompes à chaleur. Exigences de sécurité et environnementales. Réglemente les exigences relatives à la conception, à la production, à l'installation, à la maintenance et à l'élimination des systèmes de réfrigération.
• Instructions d'utilisation et d'entretien du fabricant du déshumidificateur : Référez-vous toujours à la documentation d'origine pour les paramètres spécifiques du modèle.
• Manuels pour la maintenance des équipements de réfrigération : Recommandations générales pour travailler avec des réfrigérants et des circuits frigorifiques.
• Manuels de maintenance UNITEC-D accompagnés : Autres manuels liés aux stations de compression et aux systèmes de filtration.