16. Qu'est-ce que le point de rosée sous pression ?
Rép. : après compression, la densité de vapeur d'eau de l'air humide augmente et sa température s'élève. Lorsque l'air comprimé refroidit, son humidité relative augmente. Quand la température continue de baisser jusqu'à 100 % d'humidité relative, des gouttelettes se forment dans l'air comprimé : cette température est le « point de rosée sous pression » de l'air comprimé.
17. Quel rapport y a-t-il entre le point de rosée sous pression et le point de rosée à pression atmosphérique ?
Rép. : la correspondance entre les deux dépend du taux de compression. À point de rosée sous pression identique, plus le taux de compression est élevé, plus le point de rosée à pression atmosphérique correspondant est bas. Par exemple, un point de rosée sous pression de 2 °C à 0,7 MPa correspond à -23 °C à pression atmosphérique. Si la pression monte à 1,0 MPa avec le même point de rosée sous pression de 2 °C, le point de rosée atmosphérique descend à -28 °C.
18. Quel instrument utilise-t-on pour mesurer le point de rosée de l'air comprimé ?
Rép. : si le point de rosée sous pression s'exprime en degrés Celsius, il traduit en fait la teneur en eau de l'air comprimé. Mesurer le point de rosée revient donc à mesurer l'humidité de l'air. Les instruments sont nombreux : « hygromètre à miroir » utilisant l'azote ou l'éther comme source froide, « humidimètre électrolytique » à pentoxyde de phosphore ou à chlorure de lithium, etc. Aujourd'hui, le secteur utilise largement des analyseurs de point de rosée dédiés, comme l'appareil SHAW (Royaume-Uni), qui descend jusqu'à -80 °C.
19. Quelles précautions prendre pour mesurer le point de rosée avec un analyseur ?
Rép. : la mesure du point de rosée, surtout lorsque l'air analysé est très pauvre en eau, exige beaucoup de soin et de patience. Le matériel de prélèvement et les canalisations de liaison doivent être secs (au moins plus secs que le gaz analysé), les raccords parfaitement étanches, le débit conforme à la procédure et le temps de conditionnement suffisamment long. La moindre négligence provoque une erreur importante. L'expérience montre que les « analyseurs d'humidité » à électrolyte au pentoxyde de phosphore donnent des écarts importants sur l'air comprimé traité par sécheur frigorifique : une seconde électrolyse pendant la mesure gonfle la valeur lue. Ces instruments ne doivent donc pas être utilisés pour mesurer le point de rosée d'un air comprimé sortant d'un sécheur frigorifique.
20. À quel endroit du sécheur faut-il mesurer le point de rosée sous pression ?
Rép. : le point de prélèvement doit se situer sur la conduite de refoulement du sécheur, et l'échantillon ne doit contenir aucune gouttelette d'eau liquide. Les mesures effectuées ailleurs présentent des écarts.
21. Peut-on remplacer le point de rosée sous pression par la température d'évaporation ?
Rép. : dans un sécheur frigorifique, la température (ou pression) d'évaporation ne peut pas remplacer le point de rosée sous pression de l'air comprimé. D'une part, dans un évaporateur à surface d'échange limitée, il existe un écart de température non négligeable entre l'air comprimé et la température d'évaporation du fluide frigorigène (parfois 4 à 6 °C) : l'air ne peut jamais être refroidi en dessous de cette température d'évaporation. D'autre part, le « séparateur air/eau » entre évaporateur et prérefroidisseur n'a pas un rendement de 100 % : une partie des fines gouttelettes passe avec le flux dans le prérefroidisseur et s'y « réévapore », ce qui augmente la teneur en eau de l'air et fait monter le point de rosée. La température d'évaporation mesurée est donc toujours inférieure au point de rosée réel de l'air comprimé.
22. Dans quels cas peut-on remplacer la mesure du point de rosée par une mesure de température ?
Rép. : sur site industriel, mesurer le point de rosée par prélèvements intermittents à l'analyseur SHAW est assez fastidieux, et le résultat dépend souvent de conditions de mesure incomplètes. Aussi, lorsque les exigences ne sont pas très strictes, on utilise couramment un thermomètre pour estimer le point de rosée sous pression de l'air comprimé.
La justification théorique de cette méthode est la suivante : si l'air comprimé qui, après refroidissement forcé dans l'évaporateur, traverse le séparateur air/eau et gagne le prérefroidisseur, a vu toute son eau condensée séparée dans ce séparateur, alors la température mesurée est bien son point de rosée sous pression. En pratique, le rendement du séparateur n'atteint jamais 100 %, mais si l'évacuation des condensats du prérefroidisseur et de l'évaporateur est correcte, la fraction d'eau à éliminer par le séparateur ne représente qu'une très petite part du total. L'erreur de cette méthode reste donc limitée.
Avec cette méthode, le point de mesure doit se situer à la sortie de l'évaporateur du sécheur frigorifique ou à l'intérieur du séparateur air/eau, là où l'air comprimé est le plus froid.
23. Quels sont les modes de séchage de l'air comprimé ?
Rép. : on peut éliminer la vapeur d'eau de l'air comprimé par compression, refroidissement ou adsorption ; l'eau liquide s'élimine par chauffage, filtration ou séparation mécanique.
Le sécheur frigorifique élimine la vapeur d'eau de l'air comprimé par refroidissement et fournit un air relativement sec ; le refroidisseur final du compresseur utilise lui aussi le refroidissement. Le sécheur à adsorption, quant à lui, élimine la vapeur d'eau par adsorption.
24. Qu'est-ce que l'air comprimé ? Quelles sont ses caractéristiques ?
Rép. : l'air est compressible. L'air dont le volume a été réduit et la pression augmentée par le travail d'un compresseur est appelé air comprimé.
L'air comprimé est une source d'énergie importante. Comparé aux autres énergies, il présente des caractéristiques marquantes : limpide et transparent, facile à transporter, sans propriétés nocives particulières, sans pollution ou très peu, à basse température, sans risque d'incendie, insensible aux surcharges, capable de fonctionner dans de nombreux environnements difficiles, facile à produire et inépuisable.
25. Quelles impuretés contient l'air comprimé ?
Rép. : l'air comprimé refoulé par un compresseur contient de nombreuses impuretés : ① de l'eau, sous forme de brouillard, de vapeur ou de condensats ; ② de l'huile, sous forme de résidus ou de vapeurs ; ③ diverses matières solides : boues de rouille, poudres métalliques, fines de caoutchouc, particules de goudron, matériaux filtrants, débris de joints, ainsi que diverses substances chimiques odorantes nocives.
26. Qu'est-ce qu'un système d'alimentation en air ? De quoi se compose-t-il ?
Rép. : l'ensemble des équipements qui produisent, traitent et stockent l'air comprimé constitue le système d'alimentation en air. Un système type comprend : compresseur, refroidisseur final, filtres (préfiltre, séparateur huile/eau, filtre de ligne, filtre déshuileur, filtre anti-odeurs, filtre stérilisant, etc.), réservoir d'air de stabilisation, sécheur (frigorifique ou à adsorption), purges automatiques, canalisations, robinetterie, instruments, etc. Ces équipements se combinent selon les besoins du procédé pour former un système complet.
27. Quels sont les effets nocifs des impuretés de l'air comprimé ?
Rép. : l'air comprimé refoulé par le compresseur contient de nombreuses impuretés nocives, principalement des particules solides, de l'eau et de l'huile.
L'huile vaporisée forme des acides organiques qui corrodent les équipements, dégradent le caoutchouc, les plastiques et les matériaux d'étanchéité, obstruent les petits orifices, perturbent le fonctionnement des vannes et contaminent les produits.
L'eau à saturation contenue dans l'air comprimé se condense dans certaines parties du réseau. Cette eau corrode les composants et les canalisations, grippe ou use les pièces mobiles, provoque des défaillances et des fuites des composants pneumatiques ; en région froide, le gel peut obturer ou fissurer les canalisations.
Les poussières et autres impuretés usent les surfaces en mouvement relatif des vérins, moteurs pneumatiques et distributeurs, ce qui réduit la durée de vie du système.
