Ba ngành này đều mua khí nén sạch, nhưng "sạch" của mỗi ngành là một con số khác nhau. Chọn cao hơn nhu cầu thì tiền điện và tiền lọc tăng mà chất lượng không tăng. Chọn thấp hơn thì lỗi sản phẩm chỉ hiện ra sau vài tuần, khi đã quá muộn để truy nguyên.
Trả lời nhanh: Đọc cấp sạch theo dạng hạt:nước:dầu, ví dụ 2:2:2. Thực phẩm tiếp xúc trực tiếp cần 2:2:1; sơn cần 2:2:1 sát súng phun; điện tử cần 1:2:1 trở lên. Mỗi bậc xuống thêm là thêm một tầng lọc hoặc một loại máy sấy, kéo theo tổn thất áp và điện năng.
Ba con số, không phải một
ISO 8573-1:2010 mô tả độ sạch khí nén bằng ba nhóm chỉ tiêu độc lập: hạt rắn, nước, dầu. Cách viết chuẩn là hạt:nước:dầu. Ví dụ 1:2:1 là hạt cấp 1, nước cấp 2, dầu cấp 1.
Điểm dễ sai nhất là tưởng một con số nói lên tất cả. Catalogue ghi "cấp 2" thường chỉ nói về hạt, còn dầu có thể đang ở cấp 4. Ba nhóm này do ba thiết bị khác nhau xử lý, nên không thể nâng cấp cả hệ thống bằng cách thay một cái lọc.
Bốn hạng cấp và ngưỡng số
Bảng dưới trích các ngưỡng chính, giữ đúng cách phân hạng theo dải kích thước hạt của từng cấp.
| Cấp | Hạt rắn (số hạt/m³) | Điểm sương áp lực | Dầu (mg/m³) |
|---|---|---|---|
| Class 1 | ≤ 20.000 hạt (0,1–0,5 µm) | ≤ −70 °C | ≤ 0,01 |
| Class 2 | ≤ 400.000 hạt (0,1–0,5 µm) | ≤ −40 °C | ≤ 0,1 |
| Class 3 | ≤ 90.000 hạt (0,5–1 µm) | ≤ −20 °C | ≤ 1 |
| Class 4 | theo thoả thuận | ≤ +3 °C | ≤ 5 |
Cấp 3 không "kém" cấp 2 một cách đơn giản, vì dải đo đã khác: cấp 3 đếm hạt 0,5–1 µm nên bỏ qua toàn bộ hạt nhỏ hơn 0,5 µm. Cột dầu thì chênh theo cấp số nhân 0,01 → 0,1 → 1 → 5, nên chọn sai cấp dầu gây hậu quả nhanh hơn nhiều.
Điểm sương áp lực khác điểm sương khí quyển
Chỉ tiêu nước trong ISO tính theo áp suất khí — điểm sương áp lực (PDP). Máy đo cầm tay lại thường hiển thị điểm sương khí quyển (ADP). Cùng một lượng hơi nước, khi xả ra khí quyển thì điểm sương tụt rất sâu, nên hai bên có thể nói hai số khác nhau về cùng một máy sấy mà cả hai đều đúng.
Công thức quy đổi: p_hơi = p_sat(PDP) × 1,013 / P_tuyệt_đối, rồi tra ngược nhiệt độ ứng với p_hơi.
| PDP | Ở 7 bar (8,01 bar tuyệt đối) | Ở 10 bar (11,01 bar tuyệt đối) |
|---|---|---|
| −70 °C | ≈ −83 °C | ≈ −85 °C |
| −40 °C | ≈ −58 °C | ≈ −61 °C |
| −20 °C | ≈ −42 °C | ≈ −45 °C |
| +3 °C | ≈ −23 °C | ≈ −27 °C |
Giá trị tính theo công thức Magnus 0,61094 × exp(17,625T/(T+243,04)) kPa, kiểm lại được bằng bảng hơi nước bất kỳ.
Thực phẩm: tách theo ba mức tiếp xúc
Không có một cấp sạch duy nhất cho "ngành thực phẩm". Phải tách theo mức tiếp xúc của khí với sản phẩm.
| Mức tiếp xúc | Ví dụ | Rủi ro chính | Cấp tham khảo |
|---|---|---|---|
| Trực tiếp | Thổi khuôn, thổi khô bề mặt | Dầu, vi sinh trong nước ngưng | 2:2:1 |
| Gián tiếp | Xi lanh, thiết bị đóng gói | Dầu rò qua phớt | 2:3:2 |
| Không tiếp xúc | Thổi bụi, xy lanh kín | Chỉ cần khô, không đọng nước | 3:4:3 |
Cột cuối là giá trị tham khảo để đàm phán với khách hàng và đơn vị chứng nhận, không phải quy định bắt buộc — Việt Nam chưa có QCVN riêng cho khí nén thực phẩm, nên doanh nghiệp thường neo vào ISO 8573-1 và yêu cầu của nhà nhập khẩu.
Với khí tiếp xúc trực tiếp, cách chắc chắn nhất để đạt cấp dầu 1 (≤0,01 mg/m³) là dùng máy nén không dầu ngay từ đầu. Nước trong khí thực phẩm cũng không chỉ là chuyện ẩm: nước ngưng trong bình tích là môi trường cho vi sinh, và giọt nước bị cuốn theo khí vào sản phẩm.
Sơn: dầu là kẻ thù số một
Trong phun sơn, khí nén tiếp xúc trực tiếp với vật liệu phủ. Ba lỗi bề mặt thường bị quy về khí nén:
- Mắt cá: điểm lõm nhỏ do dầu silicon hoặc dầu khoáng làm giảm sức căng bề mặt, chỉ vài phần triệu là đủ.
- Hạt li ti: bụi rắn lọt qua lọc bị đẩy vào màng sơn ướt rồi bị phủ kín.
- Mờ, loang màu: hơi ẩm ngưng trên bề mặt hoặc trong đường ống súng phun.
Cấp dầu 1 là mức nên nhắm tới, và lọc phải đặt sát điểm dùng, không chỉ ở phòng máy — đường ống dài mang theo dầu còn sót trong bình tích cũ hoặc trong đoạn ống chưa xử lý.
| Vị trí đặt lọc | Loại lọc | Hệ quả nếu bỏ |
|---|---|---|
| Sau máy nén | Tách dầu + lọc thô 3 µm | Dầu theo khí đi toàn hệ thống |
| Sau máy sấy | Lọc tinh 1 µm | Bụi oxide vào súng phun |
| Đầu nhánh | Coalescing 0,01 µm | Mắt cá trên bề mặt sơn |
| Sát súng phun | 0,01 µm + than hoạt tính | Lỗi bề mặt khó truy nguyên |
Cấp nước cho sơn thường cần 2 hoặc 3, phụ thuộc khí hậu: mùa nồm ở miền Bắc, độ ẩm lên 90%, lượng nước vào máy nén tăng mạnh và máy sấy dễ quá tải. Xem bài khí nén ra có nước trước khi tính chuyện nâng cấp.
Điện tử: hạt nhỏ quyết định
Trong lắp ráp điện tử, khí nén dùng để thổi bụi bảng mạch, vận hành máy đặt linh kiện và thổi sạch trước khi phủ keo. Khác ngành sơn ở chỗ không dầu là điều kiện bắt buộc, nhưng hạt nhỏ mới là chỉ tiêu khó đạt: một hạt 0,5 µm đủ gây lỗi trên pad mật độ cao.
| Công đoạn | Chỉ tiêu then chốt | Cấp tham khảo |
|---|---|---|
| Thổi bụi bảng mạch | Hạt (cầu nối, rò) | 1:2:1 |
| Máy đặt linh kiện | Dầu làm bẩn đầu hút chân không | 2:2:1 |
| Phòng sạch | Hạt + nước ngưng | 1:1:1 |
| Thổi sạch trước phủ keo | Dầu làm keo không bám | 2:2:1 |
Cấp 1:1:1 (PDP ≤ −70 °C) chỉ đạt bằng máy sấy hấp thụ có purge hoặc máy sấy màng kết hợp, và đây là mức đắt. Phần lớn nhà máy không cần −70 °C ngoài khu phòng sạch.
Cái giá của mỗi bậc nâng cấp
Tổn thất áp qua lọc. Mỗi tầng lọc thêm 0,1–0,3 bar khi sạch và cao hơn nhiều khi bẩn. Ở 7 bar, tổn thất tương đương nâng áp đặt thêm đúng chừng đó: P_tăng = P_định_mức × Δp / p_tuyệt_đối → 55 × 0,3 / 8,013 ≈ 2,1 kW. Chạy 6.000 giờ/năm với giá sản xuất hạ áp 1.966 đ/kWh (biểu giá Bộ Công Thương từ 01/11/2026) tốn 2,1 × 6.000 × 1.966 ≈ 24,8 triệu đồng mỗi năm cho một cái lọc bẩn.
Khí purge. Máy sấy hấp thụ lấy một phần khí khô thổi ngược qua lớp hạt để tái sinh. Tỷ lệ purge tuỳ thiết kế, phải đọc datasheet từng máy. Giả định 15% để so sánh phương án, với suất tiêu hao 6,5 kW mỗi m³/phút (giữa dải trục vít cố định 16–20 kW/100 CFM theo CAGI, ở 100 psi theo ISO 1217):
| Lưu lượng máy | Purge 15% | Công suất quy đổi | Điện/năm | Tiền điện/năm |
|---|---|---|---|---|
| 5 m³/phút | 0,75 m³/phút | ≈ 4,9 kW | 29.250 kWh | ≈ 57,5 triệu đ |
| 10 m³/phút | 1,50 m³/phút | ≈ 9,8 kW | 58.500 kWh | ≈ 115 triệu đ |
| 20 m³/phút | 3,00 m³/phút | ≈ 19,5 kW | 117.000 kWh | ≈ 230 triệu đ |
Kết luận thực dụng: chỉ nâng cấp 1 ở nước khi thật sự cần. Với phần lớn nhà máy, cấp 2 ở nước và cấp 1 ở dầu là điểm cân bằng tốt nhất.
Bảng chọn nhanh khi họp với nhà cung cấp
Dùng bảng này làm điểm khởi đầu để thương lượng; mỗi dòng vẫn cần xác nhận bằng yêu cầu cụ thể của sản phẩm và của khách hàng nhập khẩu.
| Ngành | Điểm dùng | Cấp nên hỏi | Thiết bị tối thiểu |
|---|---|---|---|
| Thực phẩm | Thổi trực tiếp lên sản phẩm | 2:2:1 | Sấy lạnh + lọc 0,01 µm |
| Thực phẩm | Xi lanh, đóng gói | 2:3:2 | Sấy lạnh + coalescing |
| Sơn | Súng phun | 2:2:1 | Sấy lạnh + 0,01 µm + than |
| Sơn | Thổi bụi trước sơn | 3:3:2 | Sấy lạnh + lọc 1 µm |
| Điện tử | Phòng sạch | 1:1:1 | Sấy hấp thụ + lọc cấp khí |
| Điện tử | Thổi bụi thường | 1:2:1 | Sấy lạnh + 0,01 µm |
Nếu nhà máy có nhiều điểm dùng yêu cầu khác nhau, đừng nâng cả hệ thống lên mức cao nhất. Cách rẻ hơn là giữ hệ thống ở mức chung rồi xử lý cục bộ tại điểm dùng bằng lọc tinh và bẫy ẩm — xem bài thiết kế hệ thống phân phối khí nén.
Nghiệm thu: đo ở đâu và bao lâu một lần
Hợp đồng nên ghi rõ phương pháp đo, nếu không sẽ tranh cãi khi hai bên lệch kết quả. Ba điểm phải thống nhất trước khi ký:
- Đo tại điểm dùng, không đo tại máy nén. Khí sạch ở cửa máy nén có thể thành khí bẩn sau 40 m ống và ba cút.
- Đo khi hệ thống đang tải thực tế. Đo lúc chạy không tải cho kết quả đẹp hơn thực tế.
- Ghi rõ quy chiếu áp suất của điểm sương (PDP hay ADP) và lưu lượng lấy mẫu.
| Chỉ tiêu | Thiết bị | Tần suất | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| Chênh áp lọc | Đồng hồ chênh áp | Hàng tuần | Chỉ tiêu báo sớm nhất |
| Điểm sương | Ẩm kế áp lực | Hàng tháng | Ghi cả PDP và áp suất |
| Dầu | Ống dẫn + detector huỳnh quang | 6 tháng | Lấy mẫu sát điểm dùng |
| Hạt | Máy đếm hạt khí nén | 12 tháng | Đo khi lưu lượng ổn định |
Chênh áp lọc đo được bằng đồng hồ cơ rẻ tiền mà lại là chỉ tiêu phát hiện sớm nhất: lọc bám bẩn thì chênh áp tăng trước, vài tuần sau mới thấy hậu quả trên sản phẩm. Cảm biến ẩm cầm tay thường trôi sau 1–2 năm, nên hiệu chuẩn định kỳ trước khi dùng kết quả để nghiệm thu.
Câu hỏi thường gặp
ISO 8573-1 ghi 2:2:2 nghĩa là gì?
Đó là ba cấp riêng cho hạt:nước:dầu. 2:2:2 là hạt cấp 2 (≤400.000 hạt/m³ dải 0,1–0,5 µm), điểm sương áp lực ≤ −40 °C, dầu ≤ 0,1 mg/m³.
Ngành sơn có nhất thiết phải dùng máy nén không dầu?
Không bắt buộc, nhưng rẻ hơn về dài hạn nếu cần cấp dầu 1 sát súng phun. Máy có dầu kèm tổ hợp lọc vẫn đạt cấp 1, nhưng phụ thuộc hoàn toàn vào việc thay lọc đúng hạn.
Máy sấy công bố −40 °C nhưng đo được −20 °C, có hỏng không?
Chưa kết luận. Nếu −40 °C là điểm sương áp lực ở 7 bar còn máy đo hiển thị điểm sương khí quyển thì −20 °C khí quyển tương đương khoảng −42 °C áp lực. Phải quy đổi cùng quy chiếu trước khi so.
Có nên nâng cả hệ thống lên cấp 1 cho an toàn?
Thường không. Cấp 1 ở nước đòi máy sấy hấp thụ có purge, mất khoảng 15% lưu lượng (giả định, phải đọc datasheet). Với 10 m³/phút, phần purge tương đương gần 10 kW, khoảng 115 triệu đồng điện mỗi năm.
Bao lâu kiểm tra độ sạch khí nén một lần?
Chênh áp lọc xem hàng tuần. Điểm sương hàng tháng. Dầu và hạt 6–12 tháng tuỳ mức quan trọng của sản phẩm. Sau mỗi lần thay lọc hoặc sửa đường ống nên đo lại ngay.