Câu hỏi: Khắc phục sự cố 'Dầu bị cuốn theo' trong các hệ thống khí nén không có dầu: Lựa chọn các bộ tách sương mù hiệu suất cao.

Trong các lĩnh vực B2B yêu cầu độ tinh khiết cao như đóng gói thực phẩm, chế biến dược phẩm, lắp ráp thiết bị y tế, in ấn và sản xuất điện tử cao cấp, việc nhiễm bẩn dầu trong đường ống khí nén là hoàn toàn không thể chấp nhận. Các ngành công nghiệp này phụ thuộc vào hệ thống khí nén không có dầu để đảm bảo rằng không có bất kỳ loại dầu khoáng hay chất bôi trơn tổng hợp nào tiếp xúc với sản phẩm. Ngay cả một lượng dầu vi lượng cũng có thể làm hỏng hàng nghìn đơn vị thực phẩm, gây nhiễm bẩn lô dược phẩm hoặc phá hủy các bản in độ phân giải cao.

Để ngăn chặn hiện tượng này, các nhà máy lắp đặt máy nén khí không dùng dầu. Tuy nhiên, nhiều kỹ sư bảo trì rất ngạc nhiên khi phát hiện dầu lỏng hoặc cặn nhớt tích tụ bên trong các van điều khiển khí nén và ống xả của họ, ngay cả khi đang vận hành máy nén khí không dùng dầu. Hiện tượng này, được gọi là hiện tượng mang theo dầu (oil carryover), là một mối đe dọa lớn đối với quy trình sản xuất vô trùng. Hướng dẫn kỹ thuật này phân tích nguyên nhân gây ra hiện tượng mang theo dầu trong các hệ thống lý thuyết không dùng dầu , cũng như cách khắc phục và loại bỏ triệt để hiện tượng này bằng cách lựa chọn đúng bộ tách sương mù hiệu suất cao và hệ thống lọc phù hợp.

Nghịch lý: Vì sao hiện tượng mang theo dầu vẫn xảy ra trong các hệ thống không dùng dầu

Để chẩn đoán và xử lý hiện tượng mang theo dầu, trước tiên chúng ta cần bác bỏ một quan niệm sai lầm phổ biến trong ngành: việc sử dụng máy nén khí không dùng dầu không đảm bảo rằng không khí tại các điểm cấp khí cho máy móc là hoàn toàn không chứa dầu. Có hai con đường chính khiến dầu xâm nhập vào hệ thống độ tinh khiết cao:

1. Hít phải hydrocarbon từ khí quyển

Máy nén khí là một chiếc máy hút chân không khổng lồ, hút vào một lượng lớn không khí xung quanh. Trong khu công nghiệp, không khí xung quanh này bị nhiễm bẩn nặng bởi các hydrocarbon ở dạng khí, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), khói khí thải xe cộ và dầu bay hơi từ các thiết bị máy móc lân cận.

Khi máy nén không dùng dầu nén không khí xung quanh bị nhiễm bẩn này, các hydrocarbon ở dạng khí trong không khí sẽ được làm đặc lên gấp tám lần hoặc nhiều hơn. Khi không khí nóng đã nén làm mát xuống phía hạ lưu, các hơi hydrocarbon ở dạng khí này ngưng tụ thành các hạt sương dầu dạng lỏng và các giọt lỏng. Do đó, dù sử dụng máy nén không dùng dầu, đường ống dẫn của bạn vẫn bị ngập tràn dầu từ môi trường.

2. Dầu bôi trơn bị cuốn theo từ phía thượng lưu

Tại nhiều cơ sở, máy nén khí bôi trơn bằng dầu tiêu chuẩn được sử dụng cho các hoạt động chính, trong khi một nhánh cụ thể của hệ thống đường ống được dành riêng cho các quy trình không có dầu. Trong nhiều năm vận hành, các hạt sương dầu từ máy nén khí chính có thể di chuyển ngược trở lại qua mạng lưới đường ống hoặc lan truyền dọc theo các đường ống nối chéo, gây nhiễm bẩn nhánh không có dầu. Ngoài ra, nếu các phớt động cơ bên trong máy nén khí chính bị hỏng, một lượng lớn dầu bôi trơn trục khuỷu có thể lọt qua vào đường ống chính.

Giải pháp: Lắp đặt các bộ tách sương hiệu suất cao theo từng giai đoạn

Các bộ lọc hạt thông thường (có chức năng bắt bụi và nước) hoàn toàn vô hiệu trước các hạt sương dầu và hơi dầu có kích thước dưới micromet. Để loại bỏ các chất gây nhiễm này và đảm bảo độ tinh khiết của khí nén, kỹ sư phải áp dụng chiến lược tách đa giai đoạn sử dụng các bộ tách sương chuyên dụng hiệu suất cao.

Các bộ tách này được phân loại dựa trên hiệu suất lọc và kích thước vật lý của các giọt dầu mà chúng có khả năng bắt giữ:

1. Bộ tách sương mù tiêu chuẩn (tách kết tụ thô)

Các bộ tách sương mù tiêu chuẩn, ví dụ như dòng sản phẩm AIRWORK, được thiết kế để bắt các giọt dầu có kích thước nhỏ tới 0,3 micromet với hiệu suất đạt 99 phần trăm trở lên.

• Nguyên lý hoạt động: Các thiết bị này sử dụng một bộ lọc làm bằng sợi siêu mịn có mật độ trung bình để ép các hạt sương mù dầu vi mô kết tụ thành những giọt lớn hơn và nặng hơn. Những giọt này trượt xuống bề mặt bộ lọc và tích tụ trong khoang chứa bộ lọc, nơi chúng được xả tự động ra ngoài.
• Ứng dụng chính: Được lắp đặt làm bộ lọc sơ cấp ngay phía thượng lưu của các bộ lọc kết tụ hiệu suất cực cao nhằm loại bỏ phần lớn tải trọng dầu.

2. Bộ tách vi-sương mù (tách kết tụ hiệu suất cao)

Đối với các ứng dụng yêu cầu loại bỏ gần như tuyệt đối lượng dầu, bộ tách vi-sương mù là yếu tố thiết yếu. Các thiết bị này có khả năng lọc đến kích thước 0,01 micromet, đạt hiệu suất loại bỏ dầu lên tới 99,999 phần trăm, để lại hàm lượng dầu còn sót tối đa chỉ 0,01 miligam trên mỗi mét khối.

• Nguyên lý hoạt động: Chúng sử dụng một ma trận sợi thủy tinh borosilicat có mật độ cao. Các sợi siêu mịn bắt giữ các aerosol nhỏ nhất dưới 1 micromet thông qua khuếch tán Brown và lực hút tĩnh điện.
• Ứng dụng chính: Được lắp đặt trực tiếp tại điểm sử dụng cho buồng phun sơn, máy đóng gói hoặc cửa vào phòng sạch.

3. Bộ lọc mùi than hoạt tính (hấp phụ)

Ngay cả sau khi đi qua bộ tách sương mù vi mô có kích thước 0,01 micromet, hơi dầu ở dạng khí (mang theo mùi và vị) vẫn có thể lọt qua. Trong chế biến thực phẩm và sản xuất dược phẩm, những hơi này phải được loại bỏ.

• Nguyên lý hoạt động: Việc loại bỏ hơi khí không thể thực hiện bằng bộ lọc ngưng tụ. Thay vào đó, người ta sử dụng bộ hấp phụ than hoạt tính. Thành phần than có diện tích bề mặt xốp cực lớn, giúp hấp phụ hóa học các phân tử dầu ở dạng khí, loại bỏ hoàn toàn mùi và các hơi hữu cơ.
• Ứng dụng chính: Được bố trí ở giai đoạn xử lý cuối cùng tuyệt đối, ngay trước điểm ứng dụng.

Quy trình chẩn đoán sự cố động học dành cho đội bảo trì

Nếu bạn phát hiện dầu trong các đường ống khí sạch, hãy tuân theo quy trình chẩn đoán kỹ thuật sau đây:

• Bước 1: Xác định nguồn gốc. Kiểm tra ngay chất lượng không khí tại đầu ra của máy nén. Nếu có dầu dạng lỏng xuất hiện ở vị trí này trên một máy nén không dùng dầu, điều đó cho thấy các phớt kín hoạt động khô bên trong máy nén đã bị hư hỏng và cần được bảo dưỡng.
• Bước 2: Kiểm tra các kết nối chéo ở phía thượng lưu. Đảm bảo rằng không có bất kỳ đường ống bôi trơn bằng dầu tiêu chuẩn nào được nối vào các đường ống độ tinh khiết cao mà không có van kiểm soát dòng ngược.
• Bước 3: Kiểm tra thứ tự lắp đặt bộ lọc. Đảm bảo rằng bộ tách sương mù vi mô 0,01 micron của bạn được bảo vệ bởi một bộ lọc hạt 5 micron và một bộ tách sương mù 0,3 micron đặt ở phía thượng lưu. Nếu bạn dẫn trực tiếp không khí thô vào bộ lọc 0,01 micron, dầu sẽ làm bão hòa lớp vật liệu sợi siêu mịn trong vòng vài giờ, gây ra sụt giảm áp suất nghiêm trọng và hiện tượng dầu lọt qua bộ lọc.
• Bước 4: Giám sát chênh lệch áp suất. Các bộ lọc kết tụ hoạt động như những chiếc bọt biển; khi đã bão hòa hoàn toàn bởi dầu (gọi là bão hòa ướt), chúng không còn khả năng kết tụ và tách các hạt sương mù đi vào. Nếu độ giảm áp suất qua bộ lọc vượt quá 0,5 bar, cần thay thế bộ lọc.
• Bước 5: Thay thế định kỳ các bộ lọc than hoạt tính. Khác với các bộ lọc kết tụ, bộ hấp phụ than hoạt tính không thể hiện sự giảm áp suất khi đạt trạng thái bão hòa. Chúng đơn giản ngừng hấp phụ hơi, khiến mùi và dầu lọt qua. Các bộ lọc này phải được thay thế theo lịch trình dựa trên thời gian vận hành (thường là sau mỗi 1000 giờ vận hành hoặc sau mỗi 6 tháng).

Kết luận: Đảm bảo độ tinh khiết với AIRWORK

Đạt được chất lượng không khí thực sự không chứa dầu đòi hỏi một cách tiếp cận chủ động và đa lớp đối với xử lý không khí. Việc lựa chọn các giải pháp tách sương mù và sương mù vi mô tiên tiến từ JZPNU dưới thương hiệu cao cấp AIRWORK cung cấp cho các cơ sở có độ tinh khiết cao mức độ an toàn kỹ thuật mà họ cần. Được thiết kế với các bộ lọc borosilicat có công suất cao, chỉ thị giảm áp tích hợp và hệ thống xả tự động đáng tin cậy, các bộ tách sương mù AIRWORK đảm bảo dây chuyền sản xuất của bạn hoàn toàn không bị mang theo dầu, từ đó bảo vệ danh tiếng thương hiệu và an toàn sản phẩm.