Solução de problemas: Exceder o ponto de orvalho em secadores de ar comprimido

1. Descrição do problema e âmbito de aplicação

Este manual fornece procedimentos sistemáticos para diagnosticar e solucionar problemas associados à ultrapassagem do ponto de orvalho em sistemas de preparação de ar comprimido. Um ponto de orvalho alto é um indicador crítico da qualidade do ar que pode levar à condensação de umidade em sistemas pneumáticos, tubulações e equipamentos de processo. Isso, por sua vez, causa corrosão, danos às ferramentas, contaminação do produto e mau funcionamento da automação.

Sintomas a considerar:

• Valores elevados de ponto de orvalho que excedem as normas estabelecidas (por exemplo, +3°C para secadores frigoríficos).
• Presença de umidade ou condensação visível em tubulações, filtros, receptores ou dispositivos finais de consumo de ar comprimido.
• Falha prematura de equipamentos pneumáticos, válvulas ou cilindros devido à corrosão ou lixiviação de lubrificante.
• Problemas de qualidade do produto em processos sensíveis à umidade (por exemplo, tingimento, embalagem, produtos farmacêuticos).

Tipos de equipamentos:

O manual se concentra nos secadores de ar comprimido refrigerados, que são os mais comuns na indústria para atingir um ponto de orvalho de +2°C a +10°C. Os métodos de diagnóstico são aplicáveis ​​a modelos cíclicos e não cíclicos de desumidificadores.

Classificação de gravidade:

• Crítico: Risco imediato de danos ao equipamento, interrupção da produção ou impacto significativo na qualidade do produto. Requer intervenção imediata.
• Significativo: redução do desempenho do sistema, aumento dos custos de manutenção, possíveis falhas que podem levar ao tempo de inatividade. Ele precisa ser eliminado o mais rápido possível.
• Menor: Desvios intermitentes ou menores que não afetam processos críticos, mas indicam deterioração do equipamento e podem evoluir para problemas significativos. A detecção e eliminação planejadas são recomendadas.

2. Precauções

CUIDADO: Antes de iniciar qualquer trabalho de diagnóstico ou reparo no secador de ar comprimido, é necessário seguir rigorosamente as normas de segurança. O não cumprimento destas instruções pode resultar em ferimentos graves ou morte.

Isolamento de fontes de energia (LOTO): Antes de abrir qualquer painel ou acessar componentes internos, DEVE desconectar a energia elétrica do desumidificador e bloquear/sinalizar de acordo com DSTU EN 10325 e procedimentos internos da planta.

Liberação de energia armazenada: Despressurize completamente o sistema de ar comprimido antes de trabalhar nas linhas de ar. Use válvulas de segurança e bujões de drenagem. Verifique a ausência de pressão usando manômetros.

Trabalhar com refrigerantes: Os refrigerantes estão sob alta pressão e podem causar queimaduras pelo frio em contato com a pele e os olhos. Utilize equipamento de proteção individual: óculos de segurança (EN 166), luvas resistentes a produtos químicos (EN 374) e vestuário de proteção. Evite inalar vapores refrigerantes. O trabalho com o refrigerante deve ser realizado apenas por pessoal certificado de acordo com os requisitos CE e UkrSEPRO.

Altas temperaturas: Os componentes da parte do compressor e da linha quente do secador podem apresentar altas temperaturas. Sempre deixe o equipamento esfriar antes de fazer a manutenção.

Segurança elétrica: Qualquer trabalho com componentes elétricos deve ser realizado por um eletricista qualificado. Verifique a ausência de tensão com um multímetro.

3. Ferramentas de diagnóstico necessárias

O seguinte conjunto de ferramentas é necessário para um diagnóstico preciso de mau funcionamento do secador de ar comprimido:

4. Lista de verificação de avaliação inicial

Antes de iniciar um diagnóstico detalhado, é necessário realizar um exame inicial e coletar informações. Isso ajudará a identificar as possíveis causas do mau funcionamento.

5. Algoritmo de diagnóstico sistemático

Este algoritmo ajudará a determinar de forma consistente a causa raiz da ultrapassagem do ponto de orvalho.

1. Exceder o ponto de orvalho na saída do secador (> +3°C):
   1. Verificar a alimentação elétrica e o funcionamento do compressor refrigerante:
      • Se o compressor não arrancar:
      • Verifique a tensão de alimentação e os fusíveis com um multímetro. (ATENÇÃO: Trabalhos sob tensão só devem ser realizados por um eletricista qualificado!) Resultado esperado: 380V ±10%.
      • Verifique o pressóstato (alta/baixa) - se funcionaram. Meça a resistência de contato. Resultado esperado: fechado (para operação normal).
      • Verifique o capacitor de partida e os enrolamentos do compressor. Resultado esperado: Resistência do enrolamento conforme especificação, capacidade do capacitor dentro da tolerância.
      • Se o compressor arranca mas funciona intermitentemente ou faz barulho:
      • Verifique a corrente de funcionamento do compressor com um alicate. Resultado esperado: dentro da corrente nominal. Um excesso indica problemas mecânicos ou estresse excessivo.
      • Ouça ruídos incomuns (batendo, rangendo). Isso pode indicar desgaste mecânico.
   2. Avaliação dos parâmetros do refrigerante:
      • Conecte manômetros às portas de serviço do compressor.
      • Se a pressão de sucção (baixa) for significativamente inferior ao normal (por exemplo, < 2 bar para R-134a com evaporação de +3°C):
        1. Causa provável: Quantidade insuficiente de refrigerante (vazamento) ou bloqueio parcial da TRV (válvula termorreguladora).
        2. Diagnóstico:
           • Use um detector eletrônico de vazamento de refrigerante para procurar vazamentos em todas as conexões, trocadores de calor e vedações do compressor.
           • Verifique a temperatura das tubulações antes e depois do TRV. Uma diferença significativa de temperatura pode indicar entupimento.
      • Se a pressão de descarga (alta) for significativamente maior que o normal (por exemplo, > 18 bar para R-134a):
        1. Causa provável: Excesso de refrigerante, entupimento do condensador, mau funcionamento do ventilador do condensador ou alta temperatura ambiente.
        2. Diagnóstico:
           • Verifique a limpeza das aletas do condensador (visualmente).
           • Verifique o funcionamento do ventilador do condensador (rotações, alimentação).
           • Meça a temperatura na entrada e na saída do condensador.
   3. Verificação dos trocadores de calor:
      • Meça a temperatura do ar comprimido na entrada do circuito de refrigeração do secador.
      • Meça a temperatura do ar comprimido na saída do circuito de refrigeração do secador (em frente ao separador de condensado). Resultado esperado: A temperatura deverá rondar os +3°C. Se for significativamente mais elevado, o permutador de calor não está a funcionar de forma eficiente.
      • Verifique a temperatura da superfície do trocador de calor do refrigerante (evaporador) com um pirômetro infravermelho. Resultado esperado: Temperatura uniformemente baixa, sem zonas de formação de gelo (a formação de gelo indica troca de calor insuficiente ou problemas com o refrigerante).
      • Avalie visualmente a limpeza externa das aletas do trocador de calor (evaporador e condensador).
      • Meça a queda de pressão do ar comprimido através dos trocadores de calor. Resultado esperado: queda não superior a 0,2 bar. Uma diferença maior indica entupimento interno (óleo, partículas).
   4. Diagnóstico da válvula de drenagem:
      • Observe visualmente o funcionamento da válvula.
      • Se a válvula de drenagem estiver constantemente aberta (vazamento contínuo de ar):
        1. Causa provável: Bloqueio mecânico, vedações desgastadas, válvula solenóide ou falha do controlador.
        2. Diagnóstico: Desligue o fornecimento de ar, desmonte a válvula, verifique a presença de partículas estranhas, desgaste das vedações. Verifique o sinal elétrico na bobina solenóide.
      • Se a válvula de drenagem não abrir (o condensado não drena):
        1. Causa provável: obstrução da porta de descarga, falha da válvula solenóide, falha do controlador ou ausência de sinal.
        2. Diagnóstico: Verifique o sinal elétrico na bobina. Tente abrir manualmente (se fornecido). Verifique a presença de condensado no separador.
   5. Avaliação da conformidade com a carga:
      • Compare os parâmetros reais do ar de entrada (pressão, temperatura, vazão) com as características nominais do desumidificador.
      • Se a temperatura do ar de entrada exceder +45°C ou a pressão for inferior a 6 bar:
        1. Causa provável: Sobrecarga do desumidificador devido a inconsistência nos parâmetros da estação de compressão ou alteração no processo tecnológico.
        2. Diagnóstico: Verifique os dados do passaporte do desumidificador e compare com as condições reais de operação. Avalie a presença de volume suficiente do receptor para estabilizar a carga.
      • Se o fluxo de ar exceder a capacidade nominal do desumidificador:
        1. Causa provável: Sobrecarga do sistema.
        2. Diagnóstico: Meça o fluxo de ar real na entrada do desumidificador.
      • Para desumidificadores de ciclo: Se o desumidificador liga/desliga com frequência ou funciona continuamente:
      1. Causa provável: incompatibilidade de carga. Ciclos muito frequentes indicam desempenho excessivo do desumidificador, operação contínua - insuficiente.
      2. Diagnóstico: Analise os ciclos de operação do desumidificador de acordo com os registros do controlador.

6. Matriz de avarias e causas

Esta tabela apresenta as causas prováveis de mau funcionamento, classificadas por probabilidade, testes de diagnóstico e resultados esperados.

7. Análise da causa raiz para cada mau funcionamento

7.1. Problemas com a quantidade de refrigerante

Quantidade insuficiente de refrigerante (enchimento insuficiente/vazamento)

• Por que isso acontece: com o tempo, mesmo os menores vazamentos podem levar à perda de refrigerante. Os vazamentos geralmente ocorrem nas juntas, nas vedações do eixo do compressor ou através de microfissuras em tubulações e trocadores de calor. Um nível insuficiente de refrigerante leva a uma diminuição na capacidade de absorção de calor do sistema.
• Como confirmar: Baixa pressão de sucção do refrigerante (<2 bar para R-134a) e aumento do superaquecimento de sucção (+8-12°C acima da temperatura de saturação). É frequentemente observado congelamento parcial do evaporador ou TRV. O uso de um detector eletrônico de vazamento de refrigerante é fundamental para localizar o vazamento com precisão.
• Que danos causa: Redução da eficiência de desumidificação, sobreaquecimento do compressor devido ao arrefecimento insuficiente do seu motor pelo fluxo de refrigerante, aumento do desgaste das partes móveis do compressor e potencial falha do compressor.

Excesso de refrigerante (reabastecimento)

• Por que isso acontece: Geralmente é o resultado de uma carga inadequada do sistema quando é adicionado muito refrigerante.
• Como confirmar: Alta pressão de injeção de refrigerante (>18 bar para R-134a) e super-resfriamento de líquido baixo ou negativo na saída do condensador. O compressor funciona com carga aumentada.
• Que danos isso causa: Um aumento na pressão do sistema pode acionar relés de segurança de alta pressão, mau funcionamento do compressor e sobrecarga de componentes elétricos.

7.2. Contaminação do trocador de calor

Contaminação interna (lado do ar)

• Por que isso acontece: O circuito de ar do secador pode ficar contaminado com óleo, poeira e outras partículas que acompanham o ar comprimido se não houver um sistema de pré-filtragem ineficaz. Isto cria uma camada isolante nas superfícies internas do trocador de calor, impedindo a transferência eficiente de calor.
• Como confirmar: Aumento da queda de pressão do ar comprimido através do trocador de calor (excede 0,3 bar). A temperatura do ar na saída do evaporador aumenta, apesar dos parâmetros normais do refrigerante.
• Que danos causa: Diminuição da eficiência da troca de calor, aumento do ponto de orvalho, aumento da carga no compressor refrigerante, bem como potencial entupimento dos canais do trocador de calor, exigindo sua substituição.

Contaminação externa (lado do ar do condensador)

• Por que isso acontece: Poeira, sujeira, fibras e outros contaminantes ambientais podem acumular-se nas aletas do condensador, reduzindo sua capacidade de dissipar calor para a atmosfera.
• Como confirmar: Alta pressão de injeção de refrigerante. Uma inspeção visual mostra entupimento das aletas do condensador. A temperatura do ar que sai do condensador é muito superior à temperatura ambiente.
• Quais danos são causados ​​por: Sobrecarga do compressor de refrigerante, disparos frequentes da proteção de alta pressão, redução da eficiência do desumidificador e redução da vida útil do compressor.

7.3. Mau funcionamento da válvula de drenagem

A válvula está sempre aberta

• Por que isso acontece: Desgaste mecânico das vedações, entrada de partículas estranhas sob a sede da válvula ou mau funcionamento do acionamento eletromagnético.
• Como confirmar: Vazamento constante de ar comprimido pelo dreno, acompanhado de ruído característico. Aumento do consumo de energia do compressor devido à perda de ar.
• Que danos causa: Perda constante de ar comprimido, o que leva a perdas significativas de energia e aumento de carga no compressor de ar. Também pode levar a pressão instável no sistema.

A válvula está permanentemente fechada

• Por que isso acontece: Entupimento do canal de exaustão, mau funcionamento do acionamento eletromagnético (abertura do enrolamento, travamento da haste) ou falha no controlador que controla seu funcionamento.
• Como confirmar: Não há descarga de condensado durante o ciclo. A presença de umidade visível nos tubos de drenagem do secador. Verificando o sinal elétrico na bobina da válvula com um multímetro.
• Quais danos são causados ​​por: Acúmulo de condensado no secador, sua posterior entrada no sistema de ar comprimido, o que leva diretamente a alto ponto de orvalho, corrosão e danos aos equipamentos pneumáticos.

7.4. Incompatibilidade de carga

Sobrecarga do desumidificador

• Por que isso acontece: Se o fluxo real de ar comprimido, sua temperatura ou pressão de entrada excederem os valores nominais para os quais o secador foi projetado. Isto pode ser o resultado do aumento da capacidade de produção sem atualizar o sistema de ar condicionado ou de temperaturas ambientes extremamente altas.
• Como confirmar: Comparação dos parâmetros reais (consumo, temperatura, pressão) com os dados do passaporte do desumidificador. A temperatura do ar à saída do desumidificador é constantemente superior ao ponto de orvalho alvo, apesar do correto funcionamento do refrigerante.
• Que danos causa: Ponto de orvalho constantemente alto, o que leva a todas as consequências da presença de umidade no sistema. Também provoca um aumento de carga em todos os componentes do desumidificador, encurtando a sua vida útil.

8. Procedimentos passo a passo para solução de problemas

8.1. Restaurando a quantidade normal de refrigerante

O procedimento de reabastecimento deve ser realizado apenas por um especialista certificado.

1. CUIDADO: Antes de iniciar o trabalho com o refrigerante, forneça LOTO e coloque equipamento de proteção individual (óculos de segurança, luvas resistentes a produtos químicos).
2. Detecte e repare o vazamento: Usando um detector eletrônico, localize e repare o vazamento (substitua as vedações, solde, aperte as conexões).
3. Aspirando o sistema: Conecte a bomba de vácuo às portas de serviço. Bombeie o ar e a umidade até uma pressão residual não superior a 0,3 mbar (250 mícrons de mercúrio) em 30-60 minutos. Mantenha o vácuo por 15 minutos sem aumentar a pressão.
4. Carregamento de refrigerante: Conecte um cilindro com refrigerante adequado (por exemplo, R-134a) à porta de serviço. Encha de acordo com a placa de identificação do desumidificador (por exemplo, 1,5 kg ± 50 g). Abasteça na fase líquida pela linha de alta pressão ou na fase gasosa pela linha de sucção (com alimentação lenta para evitar choque hidráulico do compressor).
5. Verificação dos parâmetros operacionais: Iniciar o desumidificador. Controle a pressão de sucção e descarga do refrigerante, a temperatura do ar de saída e o ponto de orvalho. Eleve a pressão de sucção para 3,5-4,5 bar para R-134a a uma temperatura de evaporação de +3°C. O superaquecimento na sucção deve ser de 4-7°C.

8.2. Limpeza de trocadores de calor

Limpeza externa do condensador

1. CUIDADO: Desconecte a alimentação do desumidificador (LOTO).
2. Remova sujeira grande: Use uma escova macia ou aspirador de pó para remover poeira e teias de aranha das aletas do condensador.
3. Lavagem: Lave cuidadosamente as aletas do condensador com ar comprimido (pressão até 4 bar) ou água sob baixa pressão (utilizando detergentes especiais para aparelhos de ar condicionado, se a contaminação for forte). Enxágue contra a direção do fluxo de ar.
4. Secagem: Certifique-se de que o condensador esteja completamente seco antes de ligar a secadora.

Limpeza interna do trocador de calor ar-ar (para contaminação de óleo)

1. CUIDADO: Desconecte a alimentação do desumidificador (LOTO) e libere a pressão do ar.
2. Desmontagem: Desligue e, se necessário, desmonte o permutador de calor da secadora.
3. Lavagem: Lave o trocador de calor com solventes especiais para limpeza de óleo, seguindo rigorosamente as instruções do fabricante do solvente. Garanta a remoção completa de resíduos de solvente e óleo.
4. Secagem: Seque completamente o trocador de calor com nitrogênio comprimido ou ar seco.
5. Instalação: Instale o trocador de calor no lugar, verifique o aperto das conexões.
6. Verificação: Após a partida, verifique a queda de pressão do ar no trocador de calor (deve ser <0,2 bar) e o ponto de orvalho.

8.3. Substituição ou reparo da válvula de drenagem

1. CUIDADO: Desconecte a alimentação do desumidificador (LOTO) e libere a pressão do ar.
2. Desmontagem: Desconecte os fios elétricos e desmonte a válvula de drenagem defeituosa.
3. Inspeção: Inspecione cuidadosamente a sede da válvula e a vedação quanto a desgaste ou obstrução. Para válvulas com flutuador - verifique sua mobilidade.
4. Limpeza/Substituição: Se a válvula estiver entupida, limpe-a. Se houver desgaste ou mau funcionamento da bobina elétrica, substitua a válvula ou seus componentes por peças de reposição originais.
5. Instalação: Instale a válvula nova/reparada, conecte as conexões elétricas. Certifique-se de que a válvula esteja instalada na posição correta.
6. Ajuste e verificação: Após ligar o secador, verifique o ciclo da válvula. Para válvulas eletrônicas, verifique as configurações de tempo de abertura e fechamento (por exemplo, abertura de 3-5 segundos a cada 3-5 minutos). Certifique-se de que o condensado seja completamente descarregado sem perda excessiva de ar.

8.4. Correção de incompatibilidade de carga

1. Auditoria do Sistema: Realize uma auditoria completa do sistema de ar comprimido, incluindo medições do fluxo de ar real, temperatura e pressão de entrada do secador.
2. Consideração de opções:
   • Se a sobrecarga for temporária, considere instalar um receptor adicional para estabilizar a carga.
   • Se a sobrecarga for constante devido ao aumento do consumo, considere atualizar o sistema de ar condicionado: instalar um desumidificador de maior desempenho ou um desumidificador adicional em paralelo.
   • A instalação de um pré-resfriador de ar pode diminuir a temperatura do ar que entra no desumidificador, reduzindo sua carga.
3. Configurações do desumidificador (para modelos de ciclo): Verifique as configurações de histerese e o tempo do ciclo de trabalho para garantir o resfriamento ideal sem ciclos liga/desliga excessivos.
4. Verificação: Após o ajuste, realize o monitoramento de longo prazo do ponto de orvalho e dos parâmetros operacionais do desumidificador.

9. Medidas preventivas

A manutenção regular é fundamental para evitar que o ponto de orvalho seja excedido.

10. Peças sobressalentes e componentes

Recomenda-se ter disponíveis as seguintes peças sobressalentes para a rápida eliminação de avarias típicas. Todos os componentes podem ser encontrados no catálogo eletrônico UNITEC-D no link: https://www.unitecd.com/e-catalog/

Para solicitar ou consultar peças de reposição, consulte o catálogo eletrônico UNITEC-D: www.unitecd.com/e-catalog/

11. Links

• DSTU ISO 8573-1:2018 (ISO 8573-1:2010, IDT): Ar comprimido. Parte 1: Classes de pureza. Esta norma especifica requisitos para a qualidade do ar comprimido, incluindo ponto de orvalho.
• DSTU EN 378 (série): Sistemas de refrigeração e bombas de calor. Requisitos de segurança e ambientais. Regula os requisitos para o projeto, produção, instalação, manutenção e descarte de sistemas de refrigeração.
• Instruções de operação e manutenção do fabricante do desumidificador: Consulte sempre a documentação original para parâmetros específicos do modelo.
• Manuais de manutenção de equipamentos de refrigeração: Recomendações gerais para trabalhar com refrigerantes e circuitos de refrigeração.
• Manuais de manutenção UNITEC-D acompanhados: Outros manuais relacionados a estações de compressão e sistemas de filtração.