Với tầm quan trọng trong cuộc sống ngày nay của con người, ống hơi khí nén được sản xuất với nhiều chất liệu khác nhau, với chức năng và mục đích sử dụng khác nhau. So với các loại ống hơi khí nén khác như ống PE, PA, ống hơi khí nén PU được sử dụng khác phổ biến và thông dụng vì chúng mang đến rất nhiều ưu điểm. Hiện nay, ống hơi khí nén PU đang dần thay thế ống cao su tự nhiên trong lĩnh vực công nghiệp. Vậy tại sao ống hơi khí nén có thể nhận được trọn lòng tin của người tiêu dùng đến vậy. Hãy cùng tìm hiểu ở bài viết này để khám phá những ưu điểm mà ống hơi khí nén PU mang lại nhé.
Tìm hiểu về vật liệu làm ống hơi khí nén PU
Trước khi tìm hiểu về ưu điểm của ống hơi khí nén, hãy cùng tìm hiểu về chất liệu làm nên ống để hiểu rõ về tính chất, đặc điểm làm nên ống nhé, đó là chất liệu PU.
Pu là 1 loại nhựa nhiệt được biết đến với tên khoa học là Polyurethane, có tính đàn hồi và khả năng chịu nhiệt cao nên được ứng dụng trong rất nhiều ngành nghề hiện nay của con người, chứ không chỉ được dùng để sản xuất ống hơi khí nén, điển hình như Pu còn được dùng để làm gioăng phớt xi lanh.
Chất liệu PU được tạo thành lần đầu tiên vào năm 1937 và cho đến hiện tại, chất liệu này đã và đang được sản xuất rộng rãi và ứng dụng nhiều trong đời sống hằng ngày với những ưu điểm vượt trội và nó mang lại. Chất liệu này cũng được sử dụng để thay thế dần cho chất liệu cao su thiên nhiên – chất liệu vốn có khá nhiều hạn chế trong lĩnh vực công nghiệp, do đó, người người xem PU chính là 1 loại cao su nhân tạo.
Cũng giống như các chất liệu khác như Polyethylene (gọi tắt là PE) hay Polyamide (PA), chất liệu Polystyrene (PS), chất liệu Polypropylene (PP), Polyvinyl Clorua (hay PVC) thì PU cũng là chất liệu nhựa (tức chất dẻo), hay trong tiếng anh là Plastic. Trong tiếng Hy Lạp, nhựa Plastic được hiểu là hình dạng các chất liệu được tạo thành bằng cách dùng phương pháp đúc.
Chất liệu nhựa được hình thành như thế nào?
Chất dẻo hay nhựa là hỗn hợp được hình thành bởi các Polyme và các chất phụ gia khác như chất độn, chất gia cường, chất bôi trơn, chất ổn định, chất hóa dẻo, chất tạo màu…Ví dụ cho chất liệu này chính là săm lốp ô tô hoặc xe máy, ngoài chất liệu chính là polyme thì chúng còn chứa chất gia cường, chất độn… để có thể di chuyển với tốc độ cao.
PU có tính đàn hồi và khả năng chịu nhiệt cao nên được ứng dụng trong rất nhiều ngành nghề
Tính chất của vật liệu làm ống hơi khí nén PU
Xét về tính chất vật lý của nhựa PU:
- Nhựa PU có thể tồn tại ở 3 dạng chính: đó là nhựa nhiệt dẻo, dạng chất dẻo nhiệt rắn và cuối cùng là dạng cao su. Tùy vào số nhóm chức bên trong mà nó sẽ có hình dạng khác nhau.
- Nhiệt độ nóng chảy của ống hơi khí nén sẽ phụ thuộc vào số nhóm CH2 có trong cấu trúc phân tử (chúng ta sẽ không nói sâu về phần cấu trúc hóa học của nó nhé). Khi chiều dài mạch tăng lên, nhiệt độ nóng chảy của ống hơi khí nén Pu sẽ giảm đến 128 độ C.
Nếu được làm chất PU dạng tinh thể thì nhiệt độ nóng chảy của ống hơi khí nén PU khá cao, khoảng 164 độ C. Còn nếu ống được làm từ PU dạng sợi thì nhiệt độ nóng chảy của ống sẽ cao hơn 160 độ C.
Độ cứng của ống hơi khí nén PU phụ thuộc nhiều vào phân tử lượng polyester cũng như các cấu trúc của nó. Ống PU càng cứng khi trong phân tử của nó có nhiều mạch nhánh, độ dài các phân tử càng ngắn thì ống càng cứng.
Khi nhiệt độ tăng quá 220 độ C, lúc này ống hơi khí nén PU sẽ bị phân hủy dần thành các đơn phân tử ban đầu.
Ngoài ra ống hơi khí nén PU còn có đặc điểm là ít hút nước, do trong cấu trúc mạch phân tử có chứa nhóm Este và chất béo. Đồng thời, loại ống này cũng rất bền với thời tiết hay các tác động từ ozone, không khí bên ngoài.
Độ cứng của ống hơi khí nén PU phụ thuộc nhiều vào phân tử lượng polyester cũng như các cấu trúc của nó
Vật liệu PU dạng sợi và ứng dụng ngày nay
Đối với Polyurethane có cấu trúc dạng sợi thường được thấy với màu trắng ngà. Ống hơi khí nén được làm từ cấu trúc dạng sợi có sự bền bỉ với axit hữu cơ và vô cơ. Do đó trong những nhà máy có môi trường axit, điện giải thì sử dụng ống hơi khí nén làm từ PU dạng sợi là hợp lý nhất, chúng có thể bền rất lâu, giúp bạn tiết kiệm chi phí.
Bên cạnh đó, nhờ có cấu trúc dạng sợi mà ống hơi khí nén PU rất bền vững với các loại dầu hữu cơ hay dầu khoáng.
Để chế tạo nhựa PU thành dạng sợi cũng là công việc không hề dễ dàng khi nhựa PU nhanh kết tinh, rất khó kéo và khó pha màu cho ống. Nhờ đặc tính ít hút ẩm hay hút nước nên ống hơi khí nén PU dạng sợi thường được sử dụng trong ngành công nghiệp điện. sử dụng làm lưới bọc dây cáp, đồng thời có thể làm việc trong môi trường axit.
Khả năng chịu lực của ống hơi khí nén PU dạng sợi ở khoảng 400 đến 450N/mm2. Độ biến dạng dài tương đối của sợi PU là 12% đến 14%.
Nếu phải hoạt động trong môi trường nước, độ bền của ống hơi khí nén sẽ giảm chỉ còn khoảng 90% so với độ bền thông thường của ống.
Ống hơi khí nén PU nhiệt dẻo hay các chi tiết vật thể khác có thể được gia công ở khoảng nhiệt độ từ 180 độ đến 185 độ C trong ngành công nghiệp điện, điện tử.
Ống hơi khí nén cũng có khả năng hoạt động tốt ngay cả trong môi trường ẩm, nhiệt độ cao lên tới 110 độ C mà tính chất vật lý của ống không bị thay đổi.
Ống hơi khí nén PU nhiệt dẻo hay các chi tiết vật thể khác có thể được gia công ở khoảng nhiệt độ từ 180 độ đến 185 độ C
Ống hơi khí nén PU dạng xốp và ứng dụng của nó
Chất liệu PU dạng xốp được phân thành 2 loại chính, đó chính là vật liệu xốp PU cứng và xốp Pu có tính đàn hồi.
Cả hai loại xốp PU vừa kể trên đều được gia công bằng phương pháp tiện, cưa hoặc dập. Chất liệu này bền bỉ với nước sôi và cả dầu mỡ với nhiệt độ dưới 100 độ C. Thậm chí làm việc với các chất như xăng, dầu hỏa, dấm hoặc cồn đều được.
Xốp PU bền với thời tiết và cả những môi trường có điều kiện khắc nghiệt, không nấm mốc.
Nhờ những đặc tính trên mà xốp Pu được ứng dụng nhiều nhất trong lĩnh vực công nghiệp hàng không , dùng làm chất chèn độn hay dùng trong các vỏ thuyền và cano không chìm. Bên cạnh đó, nhờ khả năng cách nhiệt và cách âm tốt nên PU dạng xốp còn được dùng để chế tạo tấm ốp tường.
Nhờ những đặc tính trên mà xốp Pu được ứng dụng nhiều nhất trong lĩnh vực công nghiệp hàng không
Ống hơi khí nén Pu và ưu điểm
Ống hơi khí nén đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống khí nén. Với nhiệm vụ là nơi chứa đựng không khí được nén dưới áp sấp nhỏ hơn hoặc bằng với 8 bar, không quá lớn khi đây là mức áp suất tiêu chuẩn chung. Đối với những ống hơi khí nén đóng vai trò là trục chính trong các hệ thống hay nhà máy, người ta thường sử dụng ống hơi khí nén có khả năng chịu được áp suất cao bằng chất liệu kim loại hoặc thép không gỉ.
Ngoài việc chịu được áp suất làm việc là 8 bar (đây không phải là áp suất phá hủy) thì ống hơi khí nén Pu còn phải chịu được nhiệt độ cao.
Trong một số môi trường làm việc hằng ngày, nhiệt độ mà ống phải chịu thường là 30 độ C trong nhà, còn nếu ngoài trời thì dưới 50 độ C. Nếu chỉ dùng cho môi trường bình thường thì bạn hoàn toàn có thể yên tâm nếu sử dụng ống hơi khí nén PU.
Tuy nhiên, nếu sử dụng ống hơi khí nén PU cho các dòng xe hơi hay những ứng dụng có môi trường nhiệt độ xung quanh cao điển hình như trong các lò nhiệt, các trạm điện thì cần lựa chọn ống hơi khí nén có khả năng chịu được nhiệt độ cao.
Ngoài yếu tố môi trường thì khi lựa chọn ống hơi khí nén Pu bạn cũng cần lưu ý đến thời tiết để ống có thể bền và sử dụng được lâu. Chú ý ống cần chịu được hơi ẩm, nước hay tác động từ tầng ozone…
Ưu điểm của ống hơi khí nén PU phải kể đến đó chính là rất bền với thời tiết bên ngoài cũng như có tính kháng mòn tốt. Do đó ngay cả do đặc thù công việc mà ống hơi khí nén phải thường xuyên di chuyển thì ống vẫn bền bỉ và hoạt động tốt. Với 1 số loại ống khác, nếu không có tính chống mài mòn thì khi phải di chuyển nhiều, ống vừa phải chịu đựng áp cao, mà các phân tử khí được vận chuyển sẽ ma sát với mặt trong của ống, lâu dài có thể khiến ống hư hỏng.
Ưu điểm của ống hơi khí nén PU phải kể đến đó chính là rất bền với thời tiết bên ngoài cũng như có tính kháng mòn tốt
Ống hơi khí nén Pu có khả năng chịu được tải trọng cao
Đối với tải trọng do áp suất khí hình thành trong lòng ống thì bất cứ loại ống hơi khí nén thông thường nào cũng đều có thể chịu được được. Hầu hết nguyên nhân dẫn đến hư hỏng ống đó chính là các đường ống khí nén khi hoạt động phải thường xuyên nằm dưới đất, nền nên hay phải chịu lực từ người đi đường, các vật nặng đè lên hay xe cộ chạy qua.
Ống hơi khí nén cũng nổi bật với khả năng chịu được áp lực uốn, kéo hay áp lực nén với trên 50N/mm2, tương đương với 500 bar. Do đó có thể thấy ống hơi khí nén hoàn toàn có thể làm việc với toàn bộ các chức năng tượng tự như ống thủy lực thông thường, nhưng giá lại rẻ hơn rất nhiều. Đây là sự lựa chọn lý tưởng cho hầu hết người dùng.
Ống hơi khí nén cũng nổi bật với khả năng chịu được áp lực uốn, kéo hay áp lực nén với trên 50N/mm2
Ống hơi khí nén Pu có khả năng chống hư hỏng tốt
Trong số các tiêu chí cần cân nhắc khi lựa chọn ống hơi khí nén cho hệ thống máy móc thì khả năng chịu mài mòn là 1 trong những tiêu chí quan trọng nhất. Ống có thể bị rách, hư hỏng do mòn trong lòng ống (xảy ra bởi các phân từ khí ma sát với thành ống hoặc ống bị mòn từ bên ngoài do quá trình di chuyển kéo ống trên mặt đất.
Ngoài ra, ống hơi khí nén thường hư hỏng do kéo lê ống vào các vật sắc nhọn gây rách ống. Thông thường, trường hợp này hay xảy ra khi ống hơi khí nén được dùng trong các xưởng cơ khí, công trường với nhiều cát sỏi. Dù ban đầu chỉ là những vết xước nhỏ nhưng về lâu dài, với tác động của xuất bên trong ống cao thì ống hư hỏng là chuyện sớm muộn.
Khả năng chịu mài mòn của ống hơi khí nén là 1 trong những tiêu chí cầm quan tâm hàng đầu
Khả năng chịu nhiệt của ống hơi khí nén PU cao
Ngoài 2 ưu điểm kể trên, ống hơi khí nén Pu còn nổi bật với khả năng chịu nhiệt, có lẽ vì vậy mà ống hơi khí nén còn gọi là ống chịu áp chịu nhiệt. Với nhiệt độ nóng chảy vào khoảng 160 độ nên có thể hoạt động rất tốt trong những môi trường đòi hỏi khả năng chịu nhiệt cao. Nếu chỉ sử dụng ở môi trường bên ngoài bình thường thì các loại ống hơi khí nén khác như PA, PE, PP, Nylon đều có thể sử dụng được. Trong các môi trường đặc biệt mới cần tới ống có khả năng chịu nhiệt cao.
Ống hơi khí nén còn gọi là ống chịu áp chịu nhiệt
Sản xuất ống hơi khí nén PU bằng cách nào
Ống hơi khí nén mang đặc điểm của vật liệu dẻo và thường được sản xuất bằng phương pháp ép đùn. Quy trình sản xuất ống khí nén PU cũng tương tự như quy trình sản xuất ống khí nén PE.
Nguyên liệu chính làm nên ống hơi khí nén PU đó chính là các hạt và bột PU. Nếu chỉ chứa thành phần PU thì ống khí nén PU rất dễ bị hư hỏng do ảnh hưởng của môi trường như oxy, nhiệt độ, ánh sáng, các chất ô nhiễm trong khí quyển, clo hay các tác nhân khác trong quá trình làm việc.
Để cải thiện các tính chất cơ học của đường ống, một số chất ổn định, được gọi là phụ gia, được thêm vào nguyên liệu. Các chất này chiếm từ 0,5% đến 1% giúp cho ống khí nén PU có thể loại bỏ ảnh hưởng của tia cực tím mặt trời và giúp ống hoạt động dưới ánh nắng mặt trời mà không bị hỏng. Nó là chất hydroxybenzotriazole.
Các chất phụ gia khác cũng tham gia vào việc làm chậm quá trình oxy hóa đường ống khí nén dẫn đến lão hóa đường ống là monome và phenol bị polyme hóa cản trở. Trên thực tế, bạn thậm chí không cần biết nó là gì, bởi vì cái tên này rất khó nhớ. Bạn chỉ cần biết rằng có các chất phụ gia để đảm bảo rằng ống khí nén PU có thể hoạt động tốt trong môi trường.
Màu sắc là một yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn ống khí nén PU. Ngoài tính thẩm mỹ, màu sắc của ống còn giúp phân loại các đường ống khí nén phức tạp trong nhà máy theo loại khí, hệ thống, chức năng, mục đích sử dụng. Trên thị trường có rất nhiều loại vòi khí nén, vòi khí nén PU đen, vòi khí nén PU vàng, vòi khí nén PU xanh, vòi khí nén PU đỏ, vòi PU trắng, vòi PU trong suốt, vòi PU trong suốt, vòi khí nén PU cam.
Ống hơi khí nén mang đặc điểm của vật liệu dẻo và thường được sản xuất bằng phương pháp ép đùn
Những đường ống khí nén có màu này sẽ dần biến mất trong một khoảng thời gian ngắn dưới tác động của môi trường. Để làm chậm quá trình này, hoặc một số nhà cung cấp cao cấp hơn để loại bỏ sự đổi màu của ống khí nén PU, họ đã thêm phụ gia vào để ống hơi khí nén giữ màu lâu và luôn tươi mới. Bằng cách sử dụng chất anti mildew – chất chống nấm mốc, giúp ức chế quá trình đổi màu do tác động của môi trường bên ngoài.
Về kích thước của ống khí nén PU, các nhà sản xuất ống nói chung, đặc biệt là nhà sản xuất ống khí nén PU luôn sản xuất các loại ống có kích thước tiêu chuẩn. Một số công ty nổi tiếng trong lĩnh vực khí nén như SMC, Festo, Puma, airtac đã đa dạng hóa sản xuất và cung cấp số lượng lớn các loại ống khí nén ra thị trường thế giới. Ống khí nén PU của họ đã trở thành một thương hiệu cao cấp và có tiếng trên thị trường về chất lượng của mình.
Các loại ống khí nén hiện nay trên thị trường chủ yếu được nhập khẩu từ các nhà sản xuất Châu Á và có đặc tính gần gũi nên thời gian nhập ống khí nén về rất nhanh. Vòi khí nén PU Nhật Bản, vòi khí nén PU Hàn Quốc, vòi khí nén PU Đài Loan, vòi khí nén PU Trung Quốc có chất lượng tốt và trung bình. Trong đó, có hai loại ống dẫn khí PU của Trung Quốc là ống khí nén thương hiệu (tức là của các công ty đặt tại Trung Quốc) và ống dẫn khí nén giá rẻ.
Về thông số kỹ thuật, ống khí nén dạng cuộn, ống nhựa PU có chiều dài 100m, 200m, 500m, 1000m. Về kích thước của vòi PU, nhà sản xuất đưa ra 2 kích thước là hệ Anh và hệ mét. Ống khí nén phi 4, ống khí nén phi 6, ống khí nén phi 8, ống khí nén phi 10, ống khí nén phi 12, ống khí nén phi 14, ống khí nén phi 16, ống khí nén phi 18, ống khí nén phi 20 và nhiều kích thước ống lớn hơn .
Theo hệ thống của Anh, trên thị trường có các loại ống khí nén phi 1/4, ống khí nén phi 3/8, và ống khí nén phi 1/2.
Theo nhu cầu của bạn, bạn có thể chọn kích thước phù hợp.
Về nhiệt độ, nhiệt độ làm việc của ống khí nén PU từ -40 đến 80 độ C, áp suất làm việc của ống khí nén PU nhỏ hơn 30 bar. Bán kính uốn tối thiểu là 10mm. Hãy chú ý đến các thông số này để tránh làm hỏng ống.
Nói chung, trong các ứng dụng không đặc biệt, ống khí nén PU thường được lắp đặt gần đầu ra, tức là nhánh, do đó áp suất nhỏ hơn 10 bar.
Đường ống khí nén trục chính từ trạm máy nén khí hay nơi tích trữ, người ta sẽ sử dụng ống khí nén chịu áp suất cao bằng thép không gỉ. Anh em có thể yên tâm về sử dụng.
Ngoài ống khí nén PU thẳng, trong những ứng dụng cần sự biến đổi lớn về kích thước ống như xịt khí, bơm khí… người ta sử dụng ống khí nén PU lò xo xoắn. Ở trạng thái bình thường thu lại rất gọn.
