Hướng dẫn tính toán, thiết kế hệ thống đường ống dẫn khí nén

Hệ thống đường ống dẫn khí nén là bộ phận kết nối và dẫn khí nén giữa các thiết bị trong hệ thống khí. Chính vì vậy thiết kế đường ống đúng đắn sẽ đem lại hiệu quả cao, tiết kiệm chi phí và độ an toàn. Dưới đây là một số hướng dẫn tính toán, thiết kế hệ thống đường ống dẫn khí.

Xem thêm:

• Hướng dẫn lắp đặt hệ thống khí nén đúng tiêu chuẩn
• Thiết kế sơ đồ hệ thống máy nén khí tối ưu chi phí

7 nguyên tắc trong thiết kế hệ thống đường ống dẫn khí nén

Dưới đây là 7 nguyên tắc đã được đúc kết ra trong thiết kế hệ thống đường ống dẫn khí mà bạn nên biết: 

• 1, Trước khi bắt đầu thiết kế, bạn cần xác định chính xác lưu lượng khí và áp suất khí nén sử dụng.
• 2, Xác định địa điểm sử dụng khí nén và đánh giá môi trường tại đó.
• 3, Độ tụt áp trên đường ống khí nén không quá 0.1 bar, nếu tăng 1 bar thì điện năng tiêu thụ sẽ tăng 6%.
• 4, Ống dẫn khí nén trong hệ thống đường ống dẫn khí nén quá nhỏ làm tăng tốc độ dòng khí nén lưu chuyển trong ống và có thể dẫn đến tăng độ ma sát và tạo dòng khí không ổn định.
• 5, Đường ống khí nén quá lớn có tác dụng làm giảm tần suất chuyển động trạng thái của máy nén khí trục vít  và có thể tạo tiền đề để mở rộng sản xuất.
• 6, Đường ống trong hệ thống đường ống dẫn khí nén càng dài thì đường kính ống càng lớn để giảm thiểu độ tụt áp.
• 7, Đường ống chính nên được thiết kế có độ nghiêng 1:1000 để đảm bảo nước đọng trong đường ống có thể chạy đến điểm thấp nhất hoặc sử dụng cốc xả tự động.

Vật liệu thi công hệ thống đường ống dẫn khí nén

Chất liệu đường ống dẫn khí nén có vai trò quan trọng quyết định độ bền, tuổi thọ, tính ổn định và chất lượng của khí nén. Hiện nay trên thị trường có 4 loại đường ống được sử dụng phổ biến: ống nhựa, ống thép, ống nhôm, ống inox.

Sử dụng ống nhựa cho hệ thống đường ống dẫn khí nén

Cùng tìm hiểu ưu và nhược điểm nếu sử dụng ống nhựa trong hệ thống khí nén:

• Ưu điểm: dễ dàng lắp đặt, kết nối các đoạn ống với nhau, thay thế dễ dàng, tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu. Với vật liệu bằng nhựa thì hiện nay có 2 loại được dùng khá thông dụng đó là PE, HDPE vì chúng chịu nhiệt tương đối và đáp ứng yêu cầu áp lực khí nén ở mức 8-10 bar.
• Nhược điểm: Tuổi thọ hệ thống đường ống dẫn khí nén không cao do chất liệu bằng nhựa sẽ bị mài mòn theo thời gian dưới tác động của môi trường, nhiệt độ và áp lực của khí nén.

Lựa chọn ống thép

Nếu bạn chọn ống thép cho hệ thống đường ống dẫn khí nén thì dưới đây là một số ưu nhược điểm:

• Ưu điểm: được sử dụng phổ biến trong thi công đường ống dẫn khí nén và trong phòng cháy chữa cháy vì độ bền khá ổn, chịu được áp suất và nhiệt độ cao. Chi phí đầu tư ở mức tương đối.
• Nhược điểm: chất lượng khí đầu ra một phần nào chịu ảnh hưởng do ống bị ăn mòn và rỉ sét trong quá trình vận hành. Việc lắp đặt gặp khó khăn và mất nhiều thời gian bởi trọng lượng tương đối nặng, cần nhiều máy móc để thi công.

Ống inox trong hệ thống đường ống dẫn khí nén

Sử dụng ống inox trong hệ thống đường ống khí nén có một số ưu và nhược điểm sau:

• Ưu điểm: khả năng chịu áp suất và nhiệt độ rất tốt vì inox là loại vật liệu có độ cứng và ổn định cao. Khả năng chịu ăn mòn tốt, gần như không bị oxi hóa nên đem lại chất lượng khí nén đầu ra đảm bảo cho quá trình sản xuất.
• Nhược điểm: tiêu tốn chi phí rất lớn vì giá vật liệu quá cao, chi phí nhân công cao và việc thi công, lắp đặt cũng gặp nhiều khó khăn. Do đó, hệ thống đường ống dẫn khí nén với chất liệu inox thường được sử dụng với một số ngành bao gồm y tế, dược phẩm, thực phẩm …

Lựa chọn ống nhôm cho hệ thống đường ống dẫn khí nén

Chọn ống nhôm trong lắp đặt hệ thống khí nén cần quan tâm đến ưu và nhược điểm sau:

• Ưu điểm: gần đây, ống nhôm được nhiều người sử dụng và được bán rộng rãi với một số ưu điểm: không han gỉ trong quá trình sử dụng, độ bền lâu, chịu áp lực tốt, trọng lượng tương đối nhẹ nên việc lắp đặt và tháo dỡ không gặp nhiều khó khăn …
• Nhược điểm: chi phí đầu tư ban đầu khá cao nên thường được sử dụng nhiều trong các nhà máy có kinh phí đầu tư ban đầu và yêu cầu chất lượng khí nén cao.

Hướng dẫn tính toán, thiết kế hệ thống đường ống dẫn khí nén

Để khắc phục độ tụt áp của hệ thống chúng ta cần quan tâm đến một số yếu tố khi tính toán hệ thống đường ống dẫn khí nén: đường kính ống; chiều dài của ống; số co, tê, khớp nối … và lưu lượng khí nén thông qua đường ống.

Công thức tính lưu lượng khí nén trong hệ thống đường ống dẫn khí nén

Trước khi tính toán đường ống dẫn khí nén bạn cần biết được lưu lượng khí nén qua hệ thống. Cách dễ dàng nhất là dựa vào thông số kỹ thuật của máy nén khí được tính bằng đơn vị m3/phút hay lít/phút

Bảng kích thước tiêu chuẩn của đường ống trong hệ thống đường ống dẫn khí nén

Dưới đây là bảng kích thước của đường ống dẫn khí nén mà bạn có thể tham khảo, bảng tính phù hợp cho mức áp suất tương đối là 7 bar, độ tụt áp tối thiểu chỉ 0.3 bar và dành cho đường ống thẳng.

Công thức tính toán đường ống trong hệ thống đường ống dẫn khí nén

Dưới đây là công thức được nhiều kỹ thuật viên, chủ xưởng sử dụng để tính toán đường ống khí nén trong hệ thống khí nén:

Để sử dụng công thức này, bạn cần quan tâm đến các thông số như áp suất làm việc tối đa, tổng lưu lượng khí nén để chọn được kích thước ống phù hợp. Bạn nên dựa trên thông số của máy nén khí trục vít.

Bài viết trên đây là thông tin về hướng dẫn tính toán, hệ thống đường ống dẫn khí nén phục vụ cho quá trình thi công hệ thống khí nén đảm bảo hiệu quả cao và tiết kiệm chi phí, thời gian.