Hướng dẫn lựa chọn dây dẫn khí nén, ống hơi phù hợp với nhu cầu thực tế

Lựa chọn dây dẫn khí nén có thể là công việc đơn giản, nếu ứng dụng mà bạn hướng tới chỉ là vận hành dụng cụ khí nén gia đình, hay sửa chữa ô tô xe máy. Tuy nhiên, nếu bạn đang xây dựng một xưởng sản xuất quy mô lớn, hoặc có môi trường làm việc khắc nghiệt như công trường, hầm mỏ, xử lý hóa chất và dầu nhớt, v.v… thì việc lựa chọn ống dẫn đáp ứng chuẩn công việc lại là một việc khá phức tạp.

Về cơ bản, khi lựa chọn dây dẫn áp lực, hãy cân nhắc thật kĩ lưỡng 5 yếu tố chính: Kích thước, Nhiệt độ, Ứng dụng, Chất truyền dẫn, và Áp lực.

Kích thước

Kích thước của dây dẫn bao gồm: đường kính trong và đường kính ngoài. Đường kính của dây thường được liệt kê rất rõ ràng trong thông tin sản phẩm, và gần như luôn được in trên thân ngoài của dây. Nếu không thể tìm được thông tin chính xác, bạn có thể cắt dây và đo đạc trực tiếp. Tính theo đơn vị inch và phi (mm).

Đường kính trong: Đường kính lớp trong cùng của dây, là con số cần quan tâm chủ yếu, và là cơ sở để tính toán mọi chỉ số liên quan như lưu lượng, chiều dài và khớp nối phù hợp.Bảng bên dưới có liệt kê các cỡ đường kính trong thông dụng.

Đường kính trong cần được lựa chọn chính xác cho từng ứng dụng nhằm đạt lưu lượng tối ưu.Lưu lượng thiếu hụt sẽ dẫn đến tụt giảm hiệu suất vận hành của thiết bị đầu cuối, trong khi lưu lượng quá cao sẽ dẫn đến sụt áp, hư hại thiết bị, rò rỉ, và giảm tuổi thọ dây dẫn.Bảng bên dưới có thể dùng thể tham khảo sơ bộ cho việc xác định đường kính trong trong phù hợp với yêu cầu lưu lượng của ứng dụng.

Đường kính ngoài: Đường kính tính ở lớp vỏ ngoài cùng của dây, là chỉ số không quan trọng, thường chỉ có ảnh hưởng khi bạn cần đi dây ở nơi chật hẹp như bên trong tường hoặc bên trong ống gen. Ở Việt Nam, sự thiếu hiểu biết của một số kỹ thuật viên, nhân viên vật tư, và cả người bán hàng đã khiến cho tầm quan trọng của đường kính ngoài dây dẫn thường được đẩy lên cao một cách không cần thiết.

Nhiệt độ

Khi hình thành thông số dây hơi phù hợp, bạn cần tính toán 2 chỉ số nhiệt độ: nhiệt độ bên ngoài và nhiệt độ chất truyền dẫn.

Nhiệt độ bên ngoài: Là nhiệt độ môi trường tại vị trí dây dẫn được sử dụng. Nhiệt độ bên ngoài quá nóng hoặc quá lạnh có thể gây ảnh hưởng xấu đến lớp vỏ và lớp gia cường của dây, dẫn đến sụt giảm tuổi thọ.

Nhiệt độ chất truyền dẫn: Có ảnh hưởng cực kỳ lớn tới tuổi thọ dây, vì vậy là yếu tố cần được tính toán rất chính xác khi lên thông số dây dẫn. Ví dụ, chất truyền dẫn có nhiệt độ cao sẽ làm mất tính co giãn của dây chất liệu cao su, nếu vận hành kéo dài.

Chất truyền dẫn khác nhau lại có ảnh hưởng khác nhau đến khả năng chịu nhiệt của dây.Chính vì vậy, một nhà sản xuất ống dẫn và dây hơi như dây dẫn hơi tự rút, ống dẫn khí lò xo chuyên nghiệp sẽ liệt kê nhiệt độ làm việc cho từng nhóm chất truyền dẫn. Ví dụ: Một mẫu dây hơi có thể được công bố là chịu nhiệt độ tới 125 độ C cho xăng dầu, nhưng chỉ 85 độ C cho nước và dung dịch, và thậm chí là chỉ 70 độ C cho khí nén.

Các hỗn hợp và công thức sản xuất cụ thể sẽ cho ra loại dây dẫn có khả năng chịu nhiệt khác nhau. Về mặt bằng chung, khi xét ở 3 loại vật liệu chính thường được sử dụng trong dây dẫn là cao su, PVC và PU thì:

• Cao su có khả năng chịu nhiệt kém nhất, thường mất khả năng co giãn và giảm tuổi thọ khi tiếp xúc với nhiệt độ cao.
• PVC có khả năng chịu nhiệt tốt hơn, thông thường lên đến 50 độ C.
• PU có khả năng chịu nhiệt tốt nhất, lên đến 70 độ C.

Ứng dụng

Trước khi chọn dây dẫn, thì việc nghiên cứu môi trường làm việc của dây là một công đoạn quan trọng.Hãy trả lời các câu hỏi sau và bạn sẽ nhận ra nhiều vấn đề cần giải quyết:

• Thiết bị đầu cuối là gì? Nó có yêu cầu ra sao? Có một hay nhiều thiết bị đầu cuối?
• Môi trường làm việc có gì đặc biệt không? Có quá nóng, lạnh, ẩm thấp, dưới nước? Hoặc dây có phải chịu các yếu tố mài mòn không?
• Liệu dây có thường xuyên bị vật nặng đè lên, hoặc bị va quệt với vật cứng không?
• Dây có phải đi theo cung đường cố định không? Nếu có, thì có đoạn gấp khúc không?

Đôi khi, một ứng dụng cụ thể sẽ bắt buộc bạn phải sử dụng một dòng ống dẫn chuyên dụng. Ví dụ, với ứng dụng yêu cầu ống hơi phải tiếp xúc với môi trường có chất bào mòn, bạn cần dùng tới dòng dây dẫn được trang bị lớp phủ chống ăn mòn. Dây PVC và PU được coi là có khả năng chống ăn mòn tự nhiên rất tốt.

Với không gian chật hẹp, khả năng chịu bẻ gập của dây cũng là yếu tố cần được cân nhắc. Sẽ có những dòng dây bình thường có độ bền rất cao, nhưng lại có khả năng đàn hồi, bẻ gập kém.

Nếu điều kiện cho phép, hãy luôn lựa chọn phương án đi dây theo cung đường cố định nhằm đảm bảo dây không bao giờ bị kéo giãn, xoắn vặn, hoặc bị tì đè, nhằm tối ưu tuổi thọ của dây cũng như hiệu suất của hệ thống.

Chất truyền dẫn

Dây sẽ được dùng để dẫn chất gì?Một số ứng dụng yêu cầu việc truyền dẫn những hóa chất hoặc dầu nhớt đặc chủng.Theo đó, ống dẫn mà bạn lựa chọn cần phải phù hợp với chất cụ thể được truyền dẫn. Tính phù hợp không chỉ áp dụng đối với dây, mà còn áp dụng với mọi thành phần liên quan trên đường truyền dẫn như vỏ bảo vệ, khớp nối nhanh, phớt làm kín, v.v…

Nhìn chung, nếu chất truyền dẫn phổ biến nhất là khí nén lại có yêu cầu rất đơn giản, gần như chất liệu nào cũng có thể đáp ứng được. Tuy nhiên, khi chất truyền dẫn là dạng dung dịch như hóa chất, thực phẩm, xăng dầu, v.v… thì việc phân tích yêu cầu và đưa ra lựa chọn chất liệu dây phù hợp lại là vô cùng quan trọng.

Chất liệu PVC có khả năng chống chịu ăn mòn khá toàn diện, và được coi là không mùi, không vị (theo đó, không làm thay đổi mùi hoặc vị của chất truyền dẫn). Vì vậy PVC có thể được ứng dụng cho truyền dẫn hóa chất, nước, chất thải, chất nhầy, thực phẩm khô và ướt, đồ uống, bơ sữa, vật liệu dạng hạt, khí nén và khí gas, nhiên liệu trong động cơ nhỏ. Tuy nhiên PVC không làm việc tốt với các hóa chất đặc tính ăn mòn cao như axít đậm đặc, chất kềm. PVC tiêu chuẩn cũng không phải là lựa chọn tối ưu cho truyền dẫn xăng dầu, mà thay vào đó sẽ cần đến các hỗn hợp PVC đặc biệt hơn.

Chất liệu PU cũng có khả năng chống chịu ăn mòn rất tốt trên mặt bằng chung, và đặc biệt làm việc tốt với các loại xăng, dầu nhớt, dầu hỏa, và phần lớn các hóa chất gốc dầu khác, vì vậy là lựa chọn tối ưu trong các hệ thống trung chuyển xăng dầu. Tuy nhiên, PU có 2 loại với 2 thành tố cơ bản khác nhau: ester và ether, và có sự khác biệt quan trọng.

• PU gốc ester không có khả năng chống chịu nước và hơi ẩm. Bù lại, PU gốc ester có khả chống chịu mài mòn từ xăng dầu tốt hơn.
• PU gốc ether có thể chịu nước, theo đó làm việc rất tốt trong môi trường ẩm ướt. PU gốc ether cũng có khả năng chống nấm mốc tốt hơn.

Áp lực

Khi lựa chọn thông số áp lực của dây dẫn, trước hết bạn cần nắm rõ áp lực làm việc của hệ thống, bao gồm mọi khả năng trồi sụt hoặc đột biến áp lực.

• Áp lực làm việc tối đa của ống dẫn cần tương đương, hoặc tối ưu là cao hơn áp lực tối đa của hệ thống.
• Áp lực làm việc tối đa của ống dẫn cũng cần cao hơn các chỉ số áp lực trồi sụt hoặc đột biến có thể định lượng trước.

Nhiều nhà sản xuất có liệt áp lực đột biến trong thông số dây dẫn của họ, thông thường cao hơn 3-4 lần so với áp lực làm việc công bố của chính mẫu dây đó.Chỉ số áp lực đột biến này chỉ dành cho mục đích kiểm thử nội bộ của nhà sản xuất, và không nên được coi là dấu hiệu báo rằng dây có thể được dùng ở áp lực cao hơn áp lực làm việc công bố.

Đối với các hệ thống chuyên nghiệp, hoặc có áp lực làm việc rất cao, bạn cần quan tâm đến “thành phần yếu nhất” trong hệ thống truyền dẫn.Khả năng chịu áp lực của cả hệ thống truyền dẫn sẽ bị giới hạn bởi thành phần có thông số áp lực làm việc thấp nhất.Ví dụ, mẫu dây có áp lực làm việc tới 500 bar khi đi kèm với loại khớp nối nhanh chỉ chịu được áp lực tới 300 bar thì sẽ chỉ có thể làm việc tốt ở hệ thống có áp lực làm việc từ 300 bar trở xuống.