為何我的空壓管路內會噴出水霧(氣)?

壓縮空氣汙染物來源主要來自於四個地方：大氣、空壓機、儲氣桶以及管路；這四個會產生污染物的來源通常會有十種以上汙染物的存在，尤其是採用有油式空壓機及非不銹鋼空氣桶或鍍鋅鐵管的管路更是容易產生汙染物 (請參考下圖壓縮空氣汙染物來源)。其中冷凝水霧 (氣) 與油霧 (氣)是最常見的汙染物。

冷凝水的產生主要是因為大氣經過壓縮之後，因為氣體可被壓縮，但是液體無法被壓縮；所以當空壓機吸入大氣之後會將氣體容積壓縮，使得壓縮空氣中的相對濕度大於Rh 100%的部分變成顯形水而成為冷凝水 (氣)。冷凝水 (氣) 會造成很多製程的困擾；例如：石膏粉結塊或噴砂機的不同砂質會造成不同程度的結塊、贋牙噴到水氣在進去燒結造成不良、機器設備的電磁閥可能短路故障、閥體或膜片可能因為水氣生鏽而卡死、機器轉動部品潤滑部分遇水乳化造成故障…。

壓縮空氣冷凝水產生的原理

從上面的圖示可以看出會造成壓縮空氣冷凝水多寡的要素有：

大氣中的相對濕度：例如最近陰雨綿綿或偶有雷陣雨，空氣中的相對濕度極高，因此冷凝水量會相對產生較多。
壓縮空氣壓力高低：上圖1的A–1大氣壓時是相對濕度50%的32克水蒸氣、B–2.1公斤壓力時是相對濕度100%的32克水蒸氣、C–則是8.0公斤壓力時產生24克的冷凝水與8克相對濕度100%的水蒸氣。

上圖沒有顯示出來的包括：

環境溫度高低變化：事實上環境溫度越低，尤其是氣候由濕熱轉變為大陸冷氣團來襲時，管路內可能也會產生一定程度的冷凝水 (氣)；因為通常我們使用的多是壓力露點>攝氏10度C的冷凍式乾燥機，所謂壓力露點指的是在特定壓力的壓縮空氣下，環境溫度到攝氏多少度時，該容積的壓縮空氣會出現冷凝水的溫度。例如：壓力露點攝氏10度C表示環境溫度造成管路內溫度10度C以上時，不會產生冷凝水；攝氏10度C以下時則會產生一定程度的冷凝水(氣)。所以冬天寒流的時候，反而管路中有時候會出現冷凝水 (氣)。
管路洩漏且管內外相對濕度差異較大：除非壓縮空氣沒有經過排水裝置與乾燥機的處理, 否則一般而言管內壓縮空氣會較管外的大氣乾燥；當空壓機系統沒有在運作，管路內氣體形成一種靜態暫壓時 (例如晚上下班後)，經過一段時間, 管路接頭洩漏的部分會開始產生水分子濃度不同的擴散作用 (與水分子濃度有關, 與空氣壓力大小無關)，所以早上上班就會發現噴槍會噴出水霧 (氣) ，過一會兒由於前端流動的乾燥空氣來了，稀釋中和水氣之後噴出水霧 (氣) 的現象就不見了。

造成非不銹鋼金屬鏽蝕

哪些可能性會造成空壓機系統冷凝水(氣)出現?

設計面問題

我們可以依據各種可能的原因，提供相對應的對策來改善；首先我們先來探討空壓機系統設計導致的問題—

缺乏集水與除水裝置：日本岩田無油渦卷式空壓機1~5馬力內置不銹鋼空氣桶的主要理由是讓機體出來的壓縮空氣降溫、集水以及透過排水閥排水；這個部分約可以消弭60% ~70%的冷凝水。如果沒有內置空氣桶則應該設計外置空氣桶或出口設計旋風式水氣分離器以及排水閥 (或自動排水器)。
沒有設計乾燥機或乾燥機選型問題：沒有設計乾燥機大約會有20%~ 30%的冷凝水 (氣) 無法被抓下來，但是乾燥機選型處理容量經過補正係數計算後不足，仍舊會造成冷凝水 (氣) 問題。同樣的，乾燥機應該要有排水裝置，將冷凍冷凝下來或吸附下來的水氣排出。改善對策就是加裝乾燥機或依據需求的空氣乾燥程度重新計算選型合適的乾燥機。
環境通風不佳造成濕熱或乾燥機沒有清潔保養造成能效降低：環境溫度越高空氣隱含濕氣越重，乾燥機的負荷會增加, 造成能效不佳；因此改善對策就是改善通風條件, 讓環境溫度盡量維持在攝氏35度C (30度C更理想) 以下。至於冷凍式乾燥機如果沒有定期清潔前置濾網以及清潔鰭片式熱交換器，摸一下乾燥機上方或側面鈑金就會感覺到發燙，乾燥能效會降低，故障時冷凝水會像暴雨一樣衝到現場造成困擾; 建議定期使用毛刷清除棉絮粉塵，並且再利用吸塵器吸走異物，讓熱交換器維持其效果 (請見下圖) ！

盡量維持鰭片式熱交換器清潔無異物

管路接頭品質問題

另外一種狀況是空壓機系統供應側 Supply Side (空壓機房) 部分沒有問題，但是需求側 Demand Side 的末端卻還是有冷凝水 (氣)：

管路接頭或與設備裝置接續處有洩漏：這種狀況通常會是單一使用用氣點有水霧 (氣) 的產生，其餘區域則沒有這種狀況。誠如上述，管路接頭洩漏時由於管內外的空氣乾燥程度 (水分子濃度) 不同，會產生水分子濃度擴散作用，外部水氣會進入管內，造成局部積水。改善措施通常我們會建議快插頭選用金屬材質且公快插頭與母快插頭是同一家出廠的 (公差匹配問題)。或者是使用迫緊式接頭….(請見下圖)。
有設計乾燥機但是放置位置錯誤 (請見下下圖)：乾燥機的冷空氣吸氣口剛好面對另一台的熱風排氣口或者是空壓機或者是其他設備的熱風排氣口，這樣會造成熱交換器無法有效將銅管內的熱空氣透過銅管與外面的冷空氣進行熱交換，造成乾燥機能效失效；改善措施是將乾燥機的吸入口轉方向至能夠吸到冷空氣的方向。
乾燥機的入出口安裝錯誤：這樣也會使乾燥效果大打折扣。

SMC較可靠不易洩漏的接頭

乾燥機吸入側對著另一台乾燥機排熱風側

除了設計的時候必須注意各種蒐集水氣、乾燥壓縮空氣以及排除冷凝水的裝置外，定期執行下列定期檢查與動作也是十分重要的：

空氣桶定期排水。
乾燥機定期清潔保養。
乾燥機與過濾氣定期檢查是否作動正常。
定期檢查末端管路是否有洩漏處並加以處理。

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