Hệ thống khí nén Hitachi cho xưởng sơn công nghiệp: Cấu hình và cách lựa chọn

Trong xưởng sơn công nghiệp, khí nén không chỉ dùng để vận hành thiết bị mà còn trực tiếp tham gia vào quá trình phun và tạo hình lớp sơn. Nếu khí cấp cho súng phun chứa nước, dầu hoặc bụi, bề mặt thành phẩm có thể xuất hiện lỗi như rỗ, mắt cá, đốm bẩn, màng sơn không đồng đều. Khi đó, dù sử dụng sơn tốt và thiết bị phun hiện đại, chất lượng hoàn thiện vẫn có thể bị ảnh hưởng.

Vì vậy, đầu tư hệ thống khí nén Hitachi cho xưởng sơn công nghiệp cần được tính toán đồng bộ từ máy nén, máy sấy, bộ lọc đến bình tích áp và đường ống phân phối. Mục tiêu không đơn thuần là tạo đủ áp suất mà phải duy trì lưu lượng ổn định và chất lượng khí phù hợp tại điểm phun.

1. Vì sao xưởng sơn công nghiệp cần hệ thống khí nén đạt chất lượng?

Trong phương pháp phun sơn dùng khí nén, dòng khí có nhiệm vụ hỗ trợ tán sơn thành các hạt nhỏ và tạo hình tia phun. Lưu lượng hoặc áp suất không ổn định có thể làm thay đổi dạng tia, độ tơi của sơn và độ đồng đều của lớp phủ.

Ba nhóm tạp chất cần đặc biệt kiểm soát gồm:

• Nước và hơi ẩm: nước ngưng có thể đi theo đường ống đến súng phun, gây đốm, ảnh hưởng đến quá trình tạo màng và độ bám dính tùy loại sơn.

• Dầu và hơi dầu: có nguy cơ gây lỗi thấm ướt bề mặt, tạo khuyết tật dạng mắt cá hoặc vùng sơn không liên tục.

• Bụi và hạt rắn: có thể tạo hạt nổi, đốm bẩn trên bề mặt, đồng thời gây tắc nghẽn đầu phun và van.

Tài liệu chuyên môn của American Coatings Association nhấn mạnh khí nén dùng trong phun sơn cần được kiểm tra tại điểm ứng dụng, không nên chỉ đánh giá chất lượng khí ở đầu ra máy nén. Tài liệu của BEKO Technologies cũng lưu ý rằng một số chất gây nhiễm bẩn như silicone và các hợp chất ảnh hưởng đến khả năng thấm ướt có thể gây lỗi màng sơn, kể cả khi các chỉ tiêu khí nén thông thường đã được kiểm soát.

Do đó, hệ thống khí nén cho xưởng sơn cần được thiết kế theo yêu cầu của loại sơn, súng phun và quy trình hoàn thiện. Không nên mặc định một cấu hình lọc hoặc một cấp chất lượng khí phù hợp với mọi nhà máy.

2. Cấu hình hệ thống khí nén Hitachi cho xưởng sơn

Một hệ thống cơ bản có thể được tổ chức theo trình tự:

Máy nén khí Hitachi → Bộ làm mát sau nén và tách nước → Bình tích áp → Máy sấy khí → Bộ lọc đường ống → Mạng phân phối → Bộ lọc điều áp tại điểm dùng → Súng phun sơn.

Tùy sơ đồ thực tế, vị trí bình chứa, máy sấy và các cấp lọc có thể thay đổi. Kỹ sư thiết kế cần xem xét lưu lượng, nhiệt độ, áp suất, tải sử dụng và yêu cầu chất lượng khí tại từng công đoạn.

Máy nén khí Hitachi là thiết bị tạo nguồn khí cho toàn hệ thống. Công suất máy cần được lựa chọn dựa trên tổng nhu cầu lưu lượng của các súng phun và thiết bị khí nén hoạt động đồng thời, có tính đến hệ số sử dụng và dự phòng hợp lý.

Bộ làm mát và tách nước giúp giảm nhiệt độ khí sau nén và tách phần nước ngưng hình thành trong quá trình làm mát. Đây là bước xử lý ban đầu, không thay thế máy sấy khí.

Bình tích áp tạo dung lượng dự trữ, hỗ trợ giảm dao động áp suất khi nhiều súng phun hoặc thiết bị cùng tiêu thụ khí. Bình cũng tạo điều kiện cho một phần nước ngưng tách ra trước khi khí đi vào các thiết bị xử lý tiếp theo.

Máy sấy khí và bộ lọc đảm nhiệm việc kiểm soát hơi ẩm, nước lỏng, hạt bụi và dầu còn lại theo yêu cầu của quy trình. Tại khu vực sơn, nên bố trí thêm bộ lọc điều áp phù hợp gần điểm sử dụng để hỗ trợ kiểm soát chất lượng và áp suất khí cấp cho súng phun.

3. Nên chọn máy nén khí Hitachi có dầu hay không dầu?

Đây là quyết định quan trọng khi thiết kế hệ thống khí nén cho xưởng sơn. Hai phương án đều có thể được xem xét, nhưng cần đánh giá rủi ro nhiễm dầu, chi phí đầu tư và yêu cầu chất lượng bề mặt thành phẩm.

Máy nén khí trục vít có dầu Hitachi

Máy nén trục vít có dầu có thể phù hợp với hệ thống khí nén công nghiệp có nhu cầu lưu lượng lớn và yêu cầu đầu tư được cân đối theo điều kiện vận hành. Tuy nhiên, vì dầu tham gia quá trình bôi trơn và làm kín trong cụm nén, hệ thống phải có phương án xử lý dầu phù hợp trước khi khí đến súng phun.

Cấu hình xử lý có thể bao gồm lọc tách nước, lọc đồng tụ để giảm aerosol dầu và cấp xử lý hơi dầu nếu yêu cầu quy trình đòi hỏi. Hiệu quả thực tế phụ thuộc vào tình trạng máy, bộ tách dầu, chất lượng lõi lọc, chế độ bảo dưỡng và việc kiểm tra khí tại điểm sử dụng.

Máy nén khí trục vít không dầu Hitachi DSP

Với dây chuyền sơn có yêu cầu kiểm soát dầu nghiêm ngặt, dòng Hitachi DSP là phương án đáng cân nhắc. Theo thông tin từ Hitachi, máy nén trục vít không dầu DSP được TÜV kiểm định theo ISO 8573-1:2010 và đạt Class 0 đối với chỉ tiêu dầu trong khí nén đầu ra của máy.

Danh mục Hitachi Việt Nam giới thiệu dòng DSP NEXT2 với các cấu hình một cấp và hai cấp nén, làm mát bằng gió hoặc nước, tùy chọn tốc độ cố định hoặc biến tần ở một số model. Dải công suất được công bố trên trang sản phẩm Hitachi Việt Nam gồm 15–240 kW tùy cấu hình và dòng máy.

Tuy nhiên, cần hiểu đúng phạm vi của Class 0: đây là cấp phân loại liên quan đến hàm lượng dầu theo tiêu chuẩn, không phải cam kết rằng khí tại súng phun đã hoàn toàn không còn hơi nước, bụi hoặc các chất gây ảnh hưởng đến sơn. Máy sấy, bộ lọc, đường ống và kiểm tra chất lượng khí vẫn cần được thiết kế phù hợp.

Khuyến nghị: Nếu sản phẩm có yêu cầu cao về bề mặt, lớp phủ đặc biệt hoặc quy trình nhạy cảm với dầu, nên ưu tiên đánh giá phương án DSP không dầu. Với xưởng có yêu cầu ít nghiêm ngặt hơn, có thể xem xét máy có dầu kết hợp hệ thống xử lý nhiều cấp, nhưng cần thử nghiệm và xác nhận chất lượng khí tại điểm phun trước khi đưa vào sản xuất đại trà.

4. Máy sấy khí và bộ lọc: Hai thành phần không thể bỏ qua

Máy sấy khí giúp giảm hơi nước trong khí nén. Với hệ thống sơn thông thường, máy sấy tác nhân lạnh có thể là phương án cần xem xét nếu điểm sương áp suất đáp ứng điều kiện đường ống và quy trình. Nếu nhà máy yêu cầu khí khô hơn, có đường ống ở khu vực nhiệt độ thấp hoặc lớp phủ đặc biệt nhạy với ẩm, cần đánh giá máy sấy hấp thụ theo điểm sương áp suất mục tiêu.

Bộ lọc khí thường được bố trí theo nhiều cấp chức năng:

• Lọc tách nước và hạt lớn ở giai đoạn đầu.

• Lọc tinh hoặc lọc đồng tụ để giảm hạt rắn và aerosol dầu.

• Lọc than hoạt tính khi cần kiểm soát hơi dầu hoặc mùi theo yêu cầu ứng dụng.

• Bộ lọc điều áp tại điểm dùng để bảo vệ thiết bị và điều chỉnh áp suất cấp cho súng phun.

Lưu ý: lọc cơ học thông thường không thể thay thế máy sấy trong việc xử lý hơi nước. Tương tự, lọc đồng tụ xử lý aerosol dầu không đồng nghĩa loại bỏ hoàn toàn hơi dầu. Cấu hình cần dựa trên dạng tạp chất cần kiểm soát và thông số kỹ thuật của từng thiết bị.

Website Hitachi Việt Nam hiện giới thiệu danh mục máy sấy khí với các dòng máy sấy lạnh và máy sấy hấp thụ. Việc lựa chọn model cụ thể cần căn cứ lưu lượng thực tế, áp suất, nhiệt độ khí đầu vào và điểm sương yêu cầu.

5. Cách lựa chọn công suất máy nén khí cho xưởng sơn

Không nên chọn máy nén chỉ dựa trên diện tích xưởng hoặc công suất động cơ của một máy đang sử dụng. Cần xác định tổng lưu lượng khí tiêu thụ tại áp suất làm việc của toàn bộ thiết bị.

Các dữ liệu cần thu thập gồm:

1. Số lượng súng phun và lưu lượng tiêu thụ của từng súng theo tài liệu nhà sản xuất.

2. Số súng hoạt động đồng thời trong giờ cao điểm.

3. Nhu cầu khí của thiết bị phụ trợ như súng vệ sinh, bơm sơn, xi lanh và cơ cấu tự động.

4. Áp suất yêu cầu tại đầu vào súng phun khi đang bóp cò.

5. Chiều dài, đường kính và sơ đồ đường ống.

6. Thời gian vận hành, mức độ biến động tải và nhu cầu mở rộng.

Lưu lượng máy nén phải được đối chiếu theo lưu lượng khí cấp thực tế tại áp suất làm việc, không lấy công suất kW để suy ra trực tiếp khả năng đáp ứng. Đồng thời cần tính đến tổn thất áp suất qua máy sấy, bộ lọc, đường ống, van và dây dẫn đến súng phun.

Nếu nhiều súng phun hoạt động cùng lúc, bình tích áp và đường ống chính cần được tính toán để hạn chế dao động áp suất. Có thể tham khảo thêm bài viết Pressure Drop hệ thống khí nén Hitachi: Nguyên nhân và cách xử lý để hiểu rõ ảnh hưởng của sụt áp đến điểm sử dụng.

6. Những lưu ý khi lắp đặt và vận hành hệ thống khí nén sơn

Một số lỗi thường gặp có thể làm giảm chất lượng khí dù máy nén vẫn hoạt động bình thường:

• Không xả nước ngưng định kỳ ở bình chứa, bộ tách nước và các thiết bị xử lý.

• Lõi lọc quá hạn hoặc chọn sai cấp lọc.

• Đường ống cũ bị gỉ, bong cặn hoặc sử dụng vật liệu không phù hợp.

• Đặt bộ lọc quá xa khu vực phun sơn mà không có xử lý tại điểm dùng.

• Chỉ kiểm tra áp suất tại phòng máy mà không đo tại súng phun khi đang hoạt động.

• Không kiểm tra nguy cơ nhiễm silicone, dầu hoặc chất bẩn từ ống mềm, đầu nối và thiết bị phụ trợ.

Trước mỗi ca sơn, nên kiểm tra tình trạng xả nước, bộ lọc, áp suất tại súng và độ sạch của khí. Có thể thực hiện phép thử sơ bộ bằng cách xả khí lên bề mặt kiểm tra sạch hoặc vật liệu trắng phù hợp để quan sát dấu hiệu nước, dầu và bụi. Tuy nhiên, phép thử này chỉ mang tính sàng lọc; với quy trình yêu cầu cao, cần sử dụng phương pháp đo hoặc kiểm nghiệm chất lượng khí phù hợp.

7. Tư vấn cấu hình hệ thống khí nén Hitachi cho xưởng sơn

Không có một cấu hình máy nén khí cố định phù hợp với tất cả xưởng sơn. Nhà máy sơn linh kiện chính xác, xưởng kết cấu thép và dây chuyền sơn ô tô có thể khác nhau đáng kể về lưu lượng, áp suất, yêu cầu chất lượng khí và thời gian vận hành.

Để lựa chọn đúng hệ thống, doanh nghiệp nên bắt đầu từ nhu cầu tại điểm phun, sau đó xác định công suất máy nén, công nghệ sấy, cấp lọc, dung tích bình chứa và sơ đồ đường ống. Nếu yêu cầu kiểm soát dầu cao, Hitachi DSP không dầu là dòng sản phẩm nên được đưa vào danh sách đánh giá.

Hitachi Việt Nam cung cấp thông tin về máy nén khí, máy sấy khí và dịch vụ liên quan trên website. Doanh nghiệp có thể liên hệ để trao đổi về cấu hình phù hợp với quy mô xưởng và đặc điểm dây chuyền sơn.

Liên hệ tư vấn hệ thống khí nén Hitachi

• Hotline: 08 3553 6226

• Website: https://hitachi-vietnam.com/