16. Qu'est-ce que le point de rosée sous pression ?
Réponse : après compression de l'air humide, la densité de la vapeur d'eau augmente et la température s'élève. Lorsque l'air comprimé refroidit, l'humidité relative augmente. Quand la température continue de baisser jusqu'à 100 % d'humidité relative, des gouttelettes d'eau se forment dans l'air comprimé. La température correspondante est le « point de rosée sous pression » de l'air comprimé.
17. Quelle est la relation entre le point de rosée sous pression et le point de rosée à pression normale ?
Réponse : la correspondance entre point de rosée sous pression et point de rosée à pression normale dépend du taux de compression. Pour un même point de rosée sous pression, plus le taux de compression est élevé, plus le point de rosée à pression normale correspondant est bas. Par exemple : un point de rosée d'air comprimé de 2°C à 0.7MPa équivaut à -23°C à pression normale. Lorsque la pression monte à 1.0MPa avec le même point de rosée sous pression de 2°C, le point de rosée à pression normale correspondant descend à -28°C.
18. Quel instrument mesure le point de rosée de l'air comprimé ?
Réponse : bien que l'unité du point de rosée sous pression soit le degré Celsius (°C), sa signification réelle est 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 : « point de rosée à miroir » utilisant l'azote, l'éther, etc. comme source froide, « hygromètre électrolytique » à pentoxyde de phosphore, chlorure de lithium, etc. Aujourd'hui, l'industrie utilise largement des mesureurs de point de rosée spéciaux pour gaz, comme le mesureur britannique SHAW, capable de descendre jusqu'à -80°C.
19. À quoi faut-il faire attention lorsqu'on mesure le point de rosée de l'air comprimé avec un mesureur de point de rosée ?
Réponse : l'usage d'un mesureur de point de rosée, en particulier lorsque la teneur en eau de l'air mesuré est extrêmement faible, exige une grande minutie et de la patience. Le matériel de prélèvement et les tuyauteries de liaison doivent être secs (au moins plus secs que le gaz à mesurer), les raccords parfaitement étanches, le débit de gaz conforme aux prescriptions et le temps de conditionnement suffisamment long. À défaut, les erreurs sont importantes. L'expérience montre que l'« analyseur d'humidité » à pentoxyde de phosphore donne des erreurs très importantes pour le point de rosée sous pression de l'air comprimé traité par un sécheur frigorifique : l'air comprimé provoque une électrolyse secondaire pendant la mesure, ce qui relève la valeur affichée au-dessus de la réalité. Ce type d'instrument ne doit donc pas être utilisé pour mesurer le point de rosée de l'air comprimé traité par un sécheur frigorifique.
20. Où mesurer le point de rosée sous pression de l'air comprimé dans le sécheur ?
Réponse : pour mesurer le point de rosée sous pression à l'aide d'un mesureur, le point de prélèvement doit se situer sur la tuyauterie de refoulement du sécheur, et le gaz prélevé ne doit pas contenir de gouttelettes d'eau liquide. Les mesures effectuées à d'autres points de prélèvement comportent des erreurs.
21. La température d'évaporation peut-elle remplacer le point de rosée sous pression ?
Réponse : dans un sécheur frigorifique, la lecture de la température d'évaporation (pression d'évaporation) ne peut pas remplacer le point de rosée sous pression de l'air comprimé. En effet, dans un évaporateur à surface d'échange limitée, il existe une différence de température non négligeable entre l'air comprimé et la température d'évaporation du fluide frigorigène pendant l'échange (jusqu'à 4~6°C) : la température à laquelle l'air comprimé peut être refroidi reste toujours supérieure à la température d'évaporation du fluide. De plus, l'efficacité du séparateur gaz-eau entre l'évaporateur et le prérefroidisseur ne peut pas atteindre 100 % : une partie des fines gouttelettes non retenues rejoint le prérefroidisseur avec le flux d'air et s'y « réévapore », ce qui augmente la teneur en eau de l'air comprimé et relève le point de rosée. Dans ce cas, la température d'évaporation mesurée est donc toujours inférieure au point de rosée sous pression réel de l'air comprimé.
22. Dans quels cas peut-on remplacer le point de rosée sous pression par une mesure de température ?
Réponse : les opérations de prélèvement intermittent et de mesure du point de rosée sous pression avec un mesureur SHAW sur site industriel sont assez lourdes, et les résultats sont souvent faussés par des conditions d'essai incomplètes. Aussi, lorsque les exigences ne sont pas très strictes, utilise-t-on souvent un thermomètre pour estimer le point de rosée sous pression de l'air comprimé.
La base théorique de cette mesure au thermomètre est la suivante : si l'air comprimé qui entre dans le prérefroidisseur après refroidissement forcé dans l'évaporateur et passage par le séparateur gaz-eau a totalement séparé l'eau condensée qu'il contenait, alors la température mesurée est son point de rosée sous pression. En pratique, l'efficacité du séparateur n'atteint pas 100 %, mais lorsque les condensats du prérefroidisseur et de l'évaporateur sont bien évacués, l'eau à retenir par le séparateur ne représente qu'une très faible part du volume total de condensats. L'erreur de cette méthode reste donc modérée.
Lorsqu'on utilise cette méthode, le point de mesure de la température doit être choisi à la sortie de l'évaporateur du sécheur frigorifique ou dans le séparateur gaz-eau, car c'est là que l'air comprimé est le plus froid.
23. Quels sont les procédés de séchage de l'air comprimé ?
Réponse : l'air comprimé peut être débarrassé de sa vapeur d'eau par compression, refroidissement, adsorption et autres procédés, tandis que l'eau liquide peut être éliminée par chauffage, filtration, séparation mécanique, etc.
Le sécheur frigorifique est un appareil qui refroidit l'air comprimé pour éliminer la vapeur d'eau qu'il contient et obtenir un air comprimé relativement sec. Le refroidisseur final du compresseur utilise lui aussi le refroidissement pour éliminer la vapeur d'eau. Les sécheurs à adsorption utilisent le principe de l'adsorption pour retirer la vapeur d'eau de l'air comprimé.
24. Qu'est-ce que l'air comprimé ? Quelles sont ses caractéristiques ?
Réponse : l'air est compressible. L'air qui, après avoir subi un travail mécanique dans le compresseur, voit son volume diminuer et sa pression augmenter, est appelé air comprimé.
L'air comprimé est une source d'énergie importante. Comparé aux autres énergies, il présente des caractéristiques évidentes : limpide et transparent, facile à transporter, sans propriétés nocives particulières, peu ou pas polluant, à basse température, sans risque d'incendie, insensible aux surcharges, capable de travailler dans de nombreux environnements défavorables, facile à obtenir et inépuisable.
25. Quelles impuretés contient l'air comprimé ?
Réponse : l'air comprimé refoulé par le 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 taches ou de vapeurs ; ③ diverses substances solides, comme les boues de rouille, les poudres métalliques, les fines de caoutchouc, les particules de goudron, les matériaux filtrants, les fines de matériaux d'étanchéité, ainsi que diverses substances chimiques odorantes et nocives.
26. Qu'est-ce qu'un système de production d'air comprimé ? De quelles parties se compose-t-il ?
Réponse : l'ensemble des équipements qui produisent, traitent et stockent l'air comprimé constitue un système de production d'air. Un système type comprend généralement : compresseur d'air, refroidisseur final, filtres (préfiltres, séparateurs huile-eau, filtres de conduite, filtres déshuileurs, filtres désodorisants, filtres stérilisants, etc.), réservoirs de stabilisation de pression, sécheurs (frigorifiques ou à adsorption), purgeurs et évacuateurs automatiques, tuyauterie de gaz, robinetterie, instruments, etc. Ces équipements sont combinés en un système complet selon les besoins du procédé.
27. Quels sont les dangers des impuretés de l'air comprimé ?
Réponse : l'air comprimé fourni par le compresseur contient de nombreuses impuretés nocives ; les principales sont les particules solides, l'humidité et l'huile présentes dans l'air.
L'huile de lubrification vaporisée forme des acides organiques qui corrodent les équipements, détériorent le caoutchouc, les plastiques et les matériaux d'étanchéité, obstruent les petits orifices, provoquent des dysfonctionnements de clapets et polluent les produits.
L'humidité saturante de l'air comprimé se condense en eau dans certaines conditions et s'accumule en certains points du système. Cette humidité provoque la rouille des composants et des tuyauteries, le grippage ou l'usure des pièces mobiles, des dysfonctionnements et des fuites des composants pneumatiques ; en région froide, le gel de l'eau peut faire éclater ou boucher les conduites.
Les impuretés telles que les poussières présentes dans l'air comprimé usent les surfaces en mouvement relatif du cylindre, du moteur pneumatique et du distributeur, et réduisent la durée de vie du système.
