Ứng Dụng Đồng Hồ Đo Áp Suất WIKA Trong Hệ Thống Khí Nén Công Nghiệp

Khí nén là nguồn năng lượng gần như có mặt ở mọi nhà máy, từ dây chuyền đóng gói, máy CNC đến xi lanh và van khí. Áp suất khí nén dao động liên tục khi máy nén nạp và ngắt, khi bình chứa xả, hoặc khi bộ lọc bị bẩn. Đồng hồ đo áp suất là thiết bị cho bạn thấy trạng thái này ngay tại chỗ. Bài viết này trình bày các điểm đo quan trọng trong hệ thống khí nén, các dòng đồng hồ đo áp suất WIKA phù hợp với từng điểm, và cách chọn dải đo, vật liệu, cỡ mặt đồng hồ để hệ thống vận hành ổn định.

1. Vai trò của đồng hồ áp suất trong hệ thống khí nén

Một hệ thống khí nén điển hình gồm máy nén, bình chứa, bộ xử lý khí (lọc, tách ẩm, điều áp) và đường ống phân phối đến thiết bị dùng khí. Ở mỗi giai đoạn, áp suất đo được cho biết một điều khác nhau:

• Đầu máy nén và bình chứa: cho biết máy có nạp đủ áp suất cài đặt và có ngắt đúng ngưỡng hay không.
• Sau bộ điều áp: xác nhận áp suất làm việc đã được ổn định ở mức thiết bị yêu cầu.
• Hai đầu bộ lọc: chênh áp tăng dần khi lõi lọc bị bẩn, là dấu hiệu cần thay hoặc vệ sinh lọc.
• Đầu đường ống phân phối: giúp phát hiện rò rỉ hoặc sụt áp do đường ống quá dài, quá nhỏ.

Với khí nén, đồng hồ áp suất còn có ý nghĩa an toàn: bình chứa và đường ống chịu áp lực cao, nên đồng hồ đúng dải đo, đúng cấp chính xác là một phần của hệ thống bảo vệ quá áp.

2. Các dòng đồng hồ WIKA thường dùng trong khí nén

Dựa trên thông tin công bố của WIKA, có ba nhóm sản phẩm phù hợp cho các điểm đo khí nén:

Lưu ý về vật liệu: dòng 111.10/111.12 phù hợp với môi chất không đặc, không kết tinh và không ăn mòn đồng thau. Với khí nén sạch và khô thông thường thì đây là lựa chọn hợp lý. Nếu khí nén có hơi axit, amoniac hoặc hóa chất khác, cần kiểm tra lại tương thích vật liệu trước khi lắp.

3. Chọn dải đo cho đồng hồ khí nén

Quy tắc chọn dải đo trong datasheet WIKA áp dụng cho khí nén như sau: áp suất làm việc ổn định không vượt quá 3/4 giá trị cuối thang với NS 63, còn với NS 100 và 160 cho phép đến giá trị cuối thang. Áp suất dao động và áp suất đỉnh ngắn hạn cũng có giới hạn riêng. Dựa trên đó, bạn có thể làm theo các bước sau:

• Xác định áp suất cài đặt của máy nén (ví dụ 7 bar) và áp suất làm việc của thiết bị.
• Chọn dải đo sao cho áp suất làm việc nằm trong vùng giữa thang, thường khoảng 1,5 đến 2 lần áp suất làm việc.
• Kiểm tra giới hạn áp suất dao động và ngắn hạn của cỡ đồng hồ đã chọn so với áp suất đỉnh của máy nén.
• Với đường ống có xung áp suất lớn, ưu tiên cỡ NS 100 trở lên, hoặc chọn bản có chứa dầu, hoặc thêm restrictor.

Ví dụ: máy nén cài đặt ngắt ở 8 bar, áp suất làm việc của dây chuyền là 6 bar. Dải 0 … 10 bar cho phép 6 bar nằm ở khoảng 60 % thang, còn đỉnh 8 bar ở 80 % thang, phù hợp cho NS 100. Nếu dùng NS 63 với cùng dải này thì đỉnh 8 bar gần giới hạn 3/4 thang, nên cân nhắc dải 0 … 16 bar hoặc chuyển sang NS 100.

4. Điểm đo chênh áp trên bộ lọc khí nén

Đây là ứng dụng thường bị bỏ qua. Bộ lọc khí nén (lọc hạt, lọc dầu, lọc khử ẩm) càng bẩn thì tổn thất áp suất qua lõi càng lớn. Việc theo dõi chênh áp giúp bạn thay lọc đúng lúc, tránh vừa lãng phí vật tư vừa để bụi và dầu lọt xuống thiết bị.

WIKA có đồng hồ chênh áp dạng analog cho ứng dụng này. Theo các bản công bố sản phẩm của hãng và nhà phân phối, dòng đồng hồ chênh áp G 1/4 cỡ 80 mm có các dải đo từ 0,4 đến 4 bar và kết nối dạng cạnh bên (side entry), thích hợp cho hệ thống cấp khí và xử lý khí nén. Ngoài ra, dòng DELTA-line (ví dụ DPGS40) có kim chỉ thị áp suất làm việc và chênh áp cùng lúc, không cần nguồn điện, và dùng để giám sát bộ lọc, máy nén và bơm. Các bộ DELTA-switch có thể đóng ngắt mạch khi chênh áp vượt ngưỡng cài đặt.

Khi nào nên dùng đồng hồ chênh áp hay công tắc chênh áp?

• Dùng đồng hồ chênh áp khi cần người vận hành đọc trực tiếp và theo dõi xu hướng bộ lọc.
• Dùng công tắc chênh áp khi cần cảnh báo tự động hoặc báo động về phòng điều khiển khi lọc đến ngưỡng thay thế.

5. Xử lý xung áp suất và rung động

Máy nén piston và máy nén trục vít tạo xung áp suất theo chu kỳ. Nếu kim đồng hồ dao động mạnh, người đọc khó lấy được giá trị chính xác và cơ cấu bên trong chịu tải lặp lại. Có hai cách xử lý thường dùng:

• Chọn bản chứa dầu: dầu glycerine làm giảm dao động kim và giảm tải lên cơ cấu. Đây là lý do WIKA khuyến nghị model 233.50 và 213.53 cho môi trường có rung động.
• Lắp restrictor: một số cấu hình của 213.53 có sẵn cụm giảm dao động bằng đồng thau. Restrictor làm chậm xung áp đi vào cơ cấu đo mà không làm sai lệch giá trị trung bình.

Với mọi cấu hình, cần đặt đồng hồ trên một đoạn ống nhánh ngắn, có van cách ly để thay đồng hồ mà không phải xả toàn bộ hệ thống.

6. Bảng chọn nhanh theo điểm đo khí nén

7. Lắp đặt đúng cách

• Lắp đồng hồ qua van cách ly và, nếu có xung, qua restrictor hoặc đoạn ống giảm dao động.
• Đầu nối ren phải đúng chuẩn (G, NPT, R). Dùng gioăng hoặc băng tan phù hợp với ren, không siết lên thân vỏ đồng hồ.
• Đặt đồng hồ ở vị trí đọc được từ vị trí vận hành. Tránh đặt ngay sát nguồn nóng hoặc chỗ dễ va đập.
• Với đồng hồ có van xả an toàn (blow-out) ở mặt sau như dòng 232.50/233.50, không che khuất lỗ này khi lắp bảng điện hoặc tủ kín.

8. Bảo trì đồng hồ trong hệ thống khí nén

• Kiểm tra kim về đúng vạch 0 khi xả áp. Nếu không về, kim có thể đã bị lệch hoặc cơ cấu bị hư.
• Quan sát kính và vỏ để phát hiện hơi ẩm ngưng đọng, dầu rò hoặc nứt vỡ. Với bản chứa dầu, kiểm tra mức dầu và độ trong của dầu.
• Hiệu chuẩn định kỳ theo quy trình chất lượng của nhà máy, ưu tiên các điểm đo liên quan đến an toàn bình chứa.
• Thay đồng hồ khi có dấu hiệu sai số lớn, kim kẹt hoặc đã từng chịu quá áp lớn.
• Lưu ý: không thay thế đồng hồ bằng một dải đo thấp hơn áp suất đỉnh của hệ thống, vì điều này làm giảm tuổi thọ cơ cấu và có thể gây nguy hiểm.

9. Checklist chọn đồng hồ WIKA cho hệ thống khí nén

• Áp suất cài đặt của máy nén và áp suất đỉnh là bao nhiêu?
• Điểm đo có xung hoặc rung động không? Có cần bản chứa dầu hoặc restrictor?
• Khí nén có dầu, hơi ẩm, hóa chất không? Vật liệu đồng thau hay inox?
• Cần đọc tại chỗ hay cần tín hiệu cảnh báo tự động?
• Không gian lắp và khoảng cách đọc từ vị trí vận hành?
• Kiểu ren và vị trí kết nối (đứng, chân sau, cạnh bên)?

10. Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Nên dùng đồng hồ đồng thau hay inox cho khí nén?

Với khí nén sạch, khô và không có hóa chất, đồng thau như dòng 111.12 là lựa chọn kinh tế. Với đường khí nén chính trong nhà máy, môi trường ẩm, có dầu hoặc hóa chất nhẹ, nên chọn inox như dòng 232.50 hoặc 233.50.

Đồng hồ chứa dầu có cần thiết cho khí nén không?

Cần khi điểm đo có rung động hoặc xung áp suất mạnh, như sau máy nén piston. WIKA khuyến nghị bản chứa dầu như 233.50 cho tải áp suất động cao và rung động. Với đường khí nén ổn định, bản không chứa dầu là đủ.

Bao lâu nên thay lõi lọc khí nén khi theo dõi bằng đồng hồ chênh áp?

Không có con số chung cho mọi hệ thống. Bạn nên ghi lại chênh áp khi lọc còn mới làm mốc, rồi thay lọc khi chênh áp tăng đến ngưỡng nhà sản xuất lọc khuyến nghị. Hãy tham khảo tài liệu của hãng lọc để có ngưỡng chính xác.

Có thể dùng đồng hồ 63 mm cho máy nén không?

Có thể với máy nhỏ và điểm đo đọc gần. Với máy nén công nghiệp, đầu đẩy và bình chứa, nên ưu tiên NS 100 để đọc rõ và có cấp chính xác 1.0 theo datasheet PM 02.02.

Tư vấn đồng hồ đo áp suất WIKA cho hệ thống khí nén tại giakhue.com

Mỗi hệ thống khí nén có áp suất, xung áp và môi trường khác nhau. Việc chọn đúng dòng WIKA, dải đo và cỡ mặt đồng hồ giúp bạn đọc chính xác, bảo vệ thiết bị và giảm thời gian dừng máy. Đội ngũ kỹ thuật tại giakhue.com sẵn sàng tư vấn cấu hình phù hợp cho từng điểm đo. Hãy gửi cho chúng tôi thông tin về áp suất cài đặt, môi chất và vị trí lắp để được đề xuất model cụ thể.