มาตรฐานค่าความชื้นในอากาศอัดและไนโตรเจน

บทนำ: ความสำคัญของปริมาณน้ำในก๊าซ

ในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม อากาศอัดและไนโตรเจนเป็นแหล่งพลังงานและก๊าซป้องกันที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ปริมาณความชื้นในก๊าซมีผลกระทบโดยตรงต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์และคุณภาพของผลิตภัณฑ์ หากมีความชื้นมากเกินไปอาจทำให้ท่อเกิดการกัดกร่อน อุปกรณ์นิวเมติกเสียหาย และผลิตภัณฑ์เกิดการออกซิเดชัน ดังนั้น การกำหนดมาตรฐานปริมาณความชื้นในก๊าซให้ชัดเจนและปฏิบัติตามอย่างเคร่งครัดจึงมีความสำคัญยิ่ง

มาตรฐานปริมาณน้ำในอากาศอัด: ISO 8573-1

มาตรฐานสากลหลักสำหรับคุณภาพอากาศที่ถูกบีบอัดคือISO 8573-1มาตรฐานดังกล่าวได้แบ่งมลสารในอากาศอัดออกเป็นระดับคุณภาพที่แตกต่างกัน สำหรับปริมาณความชื้นในอากาศ มาตรฐานส่วนใหญ่จะกำหนดโดยอาศัยจุดน้ำค้างของความดันมาจำกัดความ

ISO 8573-1 แบ่งความชื้นออกเป็นหลายระดับ (โดยทั่วไปคือ Class 1 ถึง Class 7 และที่กำหนดโดยผู้ผลิต Class 0):

• Class 1: จุดน้ำค้างภายใต้ความดัน ≤ -70℃ เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ความแม่นยำสูง ยา และอาหาร ซึ่งมีความไวต่อความชื้นอย่างยิ่ง
• Class 2: จุดน้ำค้างภายใต้ความดัน ≤ -40℃ มักใช้ในระบบควบคุมนิวเมติกทั่วไปและกระบวนการพ่นสี
• Class 3: จุดน้ำค้างภายใต้ความดัน ≤ -20℃ เหมาะสำหรับเครื่องมือลมอุตสาหกรรมทั่วไปและในสถานการณ์ที่ไม่ต้องการความชื้นสูงมาก
• Class 4 ถึง Class 7: จุดน้ำค้างภายใต้แรงดันสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมแบบหยาบ ๆ ที่ไม่มีข้อกำหนดพิเศษด้านความชื้น

มาตรฐานปริมาณความชื้นและระดับความบริสุทธิ์ของไนโตรเจน

มาตรฐานปริมาณความชื้นของไนโตรเจนมักจะสัมพันธ์กับระดับความบริสุทธิ์เชื่อมโยงโดยตรง ตามมาตรฐานระดับชาติและสากลที่เกี่ยวข้องกับไนโตรเจนอุตสาหกรรมและไนโตรเจนความบริสุทธิ์สูง โดยทั่วไปจะแสดงปริมาณความชื้นเป็นเศษส่วนของปริมาตรหรือค่าอุณหภูมิจุดน้ำค้าง

• ไนโตรเจนบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรม: ความบริสุทธิ์มักอยู่ในช่วง 99.5% ถึง 99.9% ในระหว่างนั้น ความต้องการด้านความชื้นค่อนข้างยืดหยุ่น โดยทั่วไปกำหนดอุณหภูมิจุดน้ำค้างไว้ที่ -40℃ ถึง -50℃ ประมาณนี้ ปริมาณความชื้นอยู่ในระดับหลายร้อย ppm
• ไนโตรเจนความบริสุทธิ์สูง: ความบริสุทธิ์ถึง 99.999% และสูงกว่านั้น ไนโตรเจนประเภทนี้มีข้อกำหนดด้านการควบคุมความชื้นที่เข้มงวดมาก โดยปกติจะกำหนดให้อุณหภูมิจุดน้ำค้างต่ำกว่า -60℃, หรือแม้แต่ถึง -80℃ ต่อไป ปริมาณความชื้นจำเป็นต้องควบคุมให้อยู่ในระดับต่ำมาก เพื่อตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมขั้นสูง เช่น อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และการผลิตเส้นใยแก้วนำแสง เป็นต้น
• ไนโตรเจนเหลว: ภายหลังกระบวนการเปลี่ยนสถานะเป็นก๊าซแล้ว ปริมาณความชื้นของก๊าซดังกล่าวจำเป็นต้องสอดคล้องกับข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับก๊าซบริสุทธิ์สูงเช่นกัน โดยในระหว่างกระบวนการเปลี่ยนสถานะเป็นก๊าซ ต้องมีการออกแบบระบบทำความร้อนซ้ำและการวางท่ออย่างเหมาะสม เพื่อป้องกันไม่ให้ความชื้นจากสภาพแวดล้อมเข้ามาปนเปื้อนอีกครั้ง

การวัดและการควบคุมปริมาณน้ำ

เพื่อให้มั่นใจว่าปริมาณความชื้นในก๊าซเป็นไปตามมาตรฐาน จำเป็นต้องใช้วิธีการวัดที่แม่นยำและมาตรการควบคุมที่มีประสิทธิภาพ

• เครื่องมือวัดโดยทั่วไปมักใช้เครื่องวัดจุดน้ำค้างเพื่อวัดจุดน้ำค้างของความดันในก๊าซ ในสภาวะที่มีจุดน้ำค้างต่ำ จำเป็นต้องเลือกใช้เครื่องวัดจุดน้ำค้างแบบละเอียดที่อาศัยหลักการกระจกเย็นหรือวิธีการวัดความจุไฟฟ้าด้วยฟิล์มโพลิเมอร์
• อุปกรณ์อบแห้ง: อากาศอัดมักผ่านเครื่องทำให้แห้งแบบแช่เย็นหรือเครื่องทำให้แห้งแบบดูดซับเพื่อกำจัดความชื้น ส่วนการผลิตไนโตรเจนอาศัยกระบวนการดูดซับด้วยแรงดันโดยใช้ตะแกรงโมเลกุล หรือกระบวนการแยกอากาศด้วยวิธีทำความเย็นอย่างรุนแรง พร้อมทั้งใช้เครื่องฟอกบริสุทธิ์ต่อเนื่องเพื่อกำจัดปริมาณน้ำในระดับตำนานให้หมดไปอีกขั้นหนึ่ง

บทสรุป

มาตรฐานปริมาณความชื้นในอากาศอัดและไนโตรเจนถือเป็นรากฐานสำคัญในการรับประกันความปลอดภัยและคุณภาพของการผลิตทางอุตสาหกรรม ขณะที่องค์กรพิจารณาเลือกอุปกรณ์ทำให้แห้งแก๊สและกำหนดข้อกำหนดการใช้แก๊ส ควรยึดตามมาตรฐานทั่วไปที่เกี่ยวข้องรวมถึงข้อกำหนดด้านความบริสุทธิ์ของแก๊สเฉพาะอุตสาหกรรมอย่างเคร่งครัด โดยคำนึงถึงความต้องการทางกระบวนการจริง เพื่อกำหนดค่ามาตรฐานปริมาณความชื้นอย่างเหมาะสม ทั้งนี้เพื่อหลีกเลี่ยงการทำให้แห้งเกินไปซึ่งสิ้นเปลืองพลังงาน หรือการทำให้แห้งไม่เพียงพอจนอาจก่อให้เกิดอุบัติเหตุในการผลิต