装置用圧縮空気の含水量に関する要求事項

圧縮空気の含水量が設備に与える影響

圧縮空気は工業分野における核心的な動力源であり、その品質は設備の運転効率および耐用年数に直接影響を及ぼします。なかでも、含水量は圧縮空気の品質を評価するうえで重要な指標の一つです。圧縮空気中の水分含有量が過剰になると、配管内において液状の水が凝縮し、空気圧機器の錆びやシール部品の劣化を招くほか、制御システムの故障につながるおそれもあります。さらに、特定の製造業では、水分が製品を直接汚染し、重大な品質問題を引き起こすこともあります。

圧縮空気の含水量をどのように測定するか

工業規格において、圧縮空気の含水量は通常、次のように表されます。圧力露点圧力露点とは、システムの運転圧力下において、空気中の水蒸気が液状の水に凝縮し始める温度を指します。圧力露点が低いほど、圧縮空気はより乾燥しており、含水量は少ないことを示します。国際的な共通基準に基づき、圧縮空気の品質等級は通常、圧力露点を複数の区間に区分しており、企業は自社設備の敏感度に応じて適切な等級を選定することができます。

各種機器ごとの含水量の具体的な要求条件

異なる種類の産業用設備では、圧縮空気の乾燥度に対する要求が著しく異なります。

• 一般的な空気圧工具と基礎設備一般的な作業場用の空気圧工具、シリンダおよび空気圧バルブについては、通常、露点温度をプラス数℃程度に設定することで、明らかな液状水の析出を防ぎ、内部部品の錆発生を回避します。
• 精密機器および制御システム精密な空気圧式比例バルブやサーボ制御システムなどは、水分に対して極めて敏感です。微小な水滴や高湿度の環境下では、スプールの固着や信号伝送の歪みが生じるおそれがあります。このような機器には通常、露点がマイナス数百度乃至さらに低い乾燥空気が必要とされます。
• 塗装および表面処理設備塗装やコーティング作業において、圧縮空気に水分が含まれると、塗膜に気泡の発生、白化、密着不良などの欠陥が生じるおそれがあります。そのため、塗装設備には通常、適切なドライヤーを備え、空気を極めて乾燥させることを確保しています。
• 食品および医薬品包装機器：製品と直接接触する工程では、極めて低い含水量が求められるだけでなく、無油かつ無菌という基準も満たす必要があります。このような用途では、通常、露点温度を環境温度よりはるかに低く設定し、凝縮水の発生を完全に防止することが求められます。

圧縮空気の含水量をどのように制御・低減するか

設備が求める圧縮空気の含水量を満たすため、企業は後処理設備を適切に配置する必要があります。一般的な乾燥方法には以下のようなものがあります。

• 冷凍式乾燥機冷凍技術により圧縮空気を冷却し、水蒸気を凝結させて排出します。露点の要求が厳しくない一般的な産業用途に適しており、運転コストが低く抑えられます。
• 吸着式乾燥機乾燥剤を用いて空気中の水分を吸着することで、極めて低い露点圧力を実現でき、精密機器や過酷な環境に適していますが、エネルギー消費量および保守コストは比較的高くなります。

さらに、ガス貯蔵タンクや配管末端からの凝縮水を定期的に排出し、死角を減らすよう配管網の設計を最適化することも、圧縮空気中の水分量を抑制するための重要な日常的な保守管理措置です。