Chất lượng khí nén theo ISO 8573-1 nhờ giám sát điểm sương

Làm thế nào nước xâm nhập vào khí nén?

Khí nén thường được tạo ra từ không khí xung quanh, được hút vào, nén lại bằng máy nén piston hoặc máy nén trục vít, sau đó được làm khô ở các mức độ khác nhau.

Mục tiêu là tạo ra khí nén khô, không chứa dầu và ít bụi với chi phí tối thiểu. Dầu và bụi có thể được loại bỏ bằng hệ thống lọc phức tạp. Tuy nhiên, độ ẩm phải được giảm bằng các thiết bị sấy (sấy lạnh, sấy màng, sấy hấp thụ…), lý tưởng là hoạt động theo cơ chế điều khiển không phụ thuộc tải.

Nhiệt độ càng cao và thể tích càng lớn thì không khí càng có khả năng giữ hơi nước. Ngược lại, khí nén lại có khả năng giữ hơi nước thấp hơn. Trong quá trình nén, không khí bị nén đến một phần nhỏ thể tích ban đầu.

Tại một thời điểm nhất định, hàm lượng hơi nước vượt quá khả năng giữ của không khí, dẫn đến ngưng tụ thành nước. Giảm nhiệt độ hơn nữa sẽ khiến nước ngưng tụ nhiều hơn.

Do đó, độ ẩm tương đối tại đầu ra máy nén luôn đạt 100% và có cả giọt nước trong khí thải. Lượng nước ngưng tụ có thể rất đáng kể.

Ví dụ, một máy nén 30 kW, với độ ẩm 60% và nhiệt độ môi trường 20°C, có thể thải ra 20 lít nước vào đường ống khí nén trong 8 giờ. Với máy nén lớn hơn, lượng nước còn nhiều hơn nữa.

Hệ quả của việc không giám sát điểm sương đúng cách

Tùy theo ứng dụng, khí nén sẽ có những yêu cầu khác nhau. Việc duy trì độ ẩm phù hợp là điều kiện cần để toàn bộ hệ thống vận hành ổn định lâu dài.

Hầu hết đường ống khí nén được làm từ thép hoặc thép không mạ kẽm. Khi độ ẩm tương đối vượt quá 50%, tốc độ ăn mòn tăng mạnh, do đó giá trị này không nên bị vượt quá. Đối với đường ống không mạ kẽm, độ ẩm cao sẽ dẫn đến ăn mòn theo thời gian.

Rỉ sét bong ra và theo dòng khí đến các điểm sử dụng, gây tắc vòi phun, hỏng thiết bị điều khiển, ngừng sản xuất, tăng chi phí sửa chữa và rút ngắn thời gian bảo trì.

Ngoài ăn mòn, độ ẩm còn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm đầu ra. Một số sự cố thường gặp nếu độ ẩm quá cao:

Sản phẩm hút ẩm (gia vị, đường…) bị vón cục khi vận chuyển bằng khí nén.
Bề mặt bị nổi bong bóng trong quy trình sơn, phủ.
Lỗ khoan bị tắc do bụi ẩm bám lại.
Van điều khiển bị đóng băng trong mùa đông tại nhà xưởng không có hệ thống sưởi.

Tiêu chuẩn chất lượng khí nén theo DIN ISO 8573-1

Ứng dụng	Hạt bụi (µm)	Nước dư	Điểm sương áp suất
Khí thở	1	0.1	-70 / -20 °C
Súng phun sơn	1	0.1	-40 °C
Thiết bị y tế	1	0.1	-20 / +3 °C
Đo lường và điều khiển	1	0.1	+3 °C
Vận chuyển thực phẩm & đồ uống	2	1	-20 °C
Máy phun cát	–	–	+3 / -20 °C
Khí nhà máy thông thường	3	5	+3 °C
Búa phá bê tông	4	15	+7 / +3 °C

Các công nghệ máy sấy khí hiện nay và tầm quan trọng của thiết bị đo điểm sương

Điểm sương áp suất là chỉ số thể hiện độ khô của khí nén – là nhiệt độ tại đó hơi nước trong khí nén bắt đầu ngưng tụ thành nước. Nhiệt độ điểm sương càng thấp thì khí nén càng khô.

Máy sấy lạnh (dew point khoảng +2 °Ctd)

Loại phổ biến nhất hiện nay là máy sấy lạnh hoặc sấy hấp thụ. Máy sấy lạnh làm mát khí nén xuống khoảng 2–5 °C, sau đó nước ngưng tụ được loại bỏ. Khí nén sau đó được gia nhiệt trở lại nhiệt độ phòng.

Thông thường, máy sấy lạnh chỉ hiển thị nhiệt độ làm mát, không giám sát độ ẩm liên tục. Việc chỉ dựa vào nhiệt độ làm mát là không đủ, vì có thể xảy ra các lỗi như:

Nước ngưng không được xả ra do van xả hỏng hoặc bẩn.
Khí nén đi vòng qua bộ trao đổi nhiệt do ăn mòn hoặc rò rỉ.
Đường ống dạng túi tích tụ nước ngưng rất khó xử lý, dẫn đến tăng điểm sương ngay cả khi lượng tiêu thụ khí rất nhỏ.

Máy sấy hấp thụ (dew point -30 đến -40 °Ctd)

Máy sấy hấp thụ hoạt động dựa trên nguyên lý hấp phụ. Hơi nước được hấp phụ trên bề mặt vật liệu khử ẩm. Các thiết bị hiệu quả có thể đạt điểm sương tới -40°C hoặc thấp hơn.

Hệ thống gồm hai buồng chứa chất hấp phụ. Một buồng hoạt động, buồng còn lại tái sinh (tái sinh lạnh hoặc nóng). Tuổi thọ vật liệu từ 3–5 năm, phụ thuộc vào:

Quá tải khí nén (tiêu thụ cao)
Tách nước sơ bộ không hiệu quả
Không khí có dầu
Thời gian tái sinh không phù hợp

Thiết bị đo điểm sương DS 400 – Giải pháp toàn diện từ CS INSTRUMENTS

DS 400 là thiết bị duy nhất trên thế giới có màn hình cảm ứng 3.5” đồ họa và chức năng in. Có thể cài đặt độ trễ cảnh báo cho mỗi rơ le và xác nhận cảnh báo.

Hệ thống bao gồm bộ ghi DS 400 không giấy và cảm biến điểm sương FA 510, với buồng đo chuyên dụng cho khí nén và khí lên đến 16/50/350 bar. Với áp suất trên 16 bar, cần sử dụng buồng đo áp suất cao.

Cảm biến độ ẩm trung tâm được CS INSTRUMENTS phát triển với độ chính xác cao. Một lưu lượng khí được dẫn qua cảm biến tại áp suất xác định để đo lường hiệu quả. Kết nối nhanh giúp lắp đặt dễ dàng mà không cần can thiệp hệ thống.

Tính năng nổi bật:

Màn hình 3.5” cảm ứng, dễ sử dụng, có chức năng zoom.
Lưu và in hình ảnh màn hình (tệp hình) trực tiếp ra USB hoặc SD.
Biểu đồ màu với tên, cho phép phân tích và báo cáo dễ dàng.
Chức năng tính toán điểm sương để giám sát và cảnh báo ngưng tụ.
2 tiếp điểm cảnh báo có thể cấu hình và xác nhận.
Hỗ trợ kết nối tới 4 cảm biến (điểm sương, áp suất, nhiệt độ, công suất…).
Bộ nhớ dữ liệu 2GB tích hợp.
Kết nối: USB, Ethernet, RS485/Modbus, Web server.

Các sản phẩm đề xuất:

Cảm biến điểm sương FA 510/515 – dùng cho máy sấy lạnh
Dải đo: -20 đến +50 °Ctd, giao diện Modbus RTU.

FA 510/515 – dùng cho máy sấy hấp thụ
Dải đo: -80 đến +20 °Ctd, giao diện Modbus RTU.

FA 500 – Cảm biến điểm sương có màn hình và rơ le cảnh báo
Lý tưởng cho tất cả loại máy sấy.

FA 550 – đo điểm sương trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt
Vỏ nhôm đúc, độ bền cao, phù hợp môi trường ngoài trời.

Tối ưu chi phí và chất lượng khí nén cùng Fil Việt Nam

Fil Việt Nam hiện là đối tác cung cấp các thiết bị đo điểm sương và giải pháp kiểm soát chất lượng khí nén chính hãng từ CS INSTRUMENTS. Với đội ngũ kỹ thuật có chuyên môn và kinh nghiệm thực tế, chúng tôi hỗ trợ: