Trong nhiều nhà máy, vấn đề không nằm ở bản thân sản phẩm mà ở không khí xung quanh nó. Oxy và hơi ẩm trong bồn chứa, đường ống hay thiết bị có thể làm sản phẩm biến chất, bề mặt kim loại bị oxy hóa, hoặc tạo rủi ro cho quy trình. Một cách phổ biến để kiểm soát việc này là thay một phần không khí bằng N2 — tức dùng khí Nitơ tạo môi trường trơ.
Nếu bạn cần nắm tính chất cơ bản của N2 trước, hãy đọc bài khí Nitơ N2 là gì và ứng dụng trong công nghiệp. Bài này đi sâu vào một nhóm ứng dụng: phân biệt purging, blanketing và inerting, khi nào nên cân nhắc, cách chọn cấp tinh khiết, dạng cung cấp và những điều cần chuẩn bị trước khi trao đổi với nhà cung cấp.
Môi trường trơ bằng khí Nitơ là gì?
Định nghĩa: Môi trường trơ bằng khí Nitơ là không gian (bồn chứa, đường ống, thiết bị, buồng gia công) mà phần lớn không khí đã được thay bằng N2 để giảm sự hiện diện của oxy hoặc hơi ẩm. Cách làm này dựa trên đặc tính của N2: khí trơ, không duy trì sự cháy và ít phản ứng trong nhiều điều kiện thông thường.
Khí Nitơ là khí không màu, không mùi, không vị, chiếm khoảng 78% khí quyển Trái Đất và là một khí trơ không duy trì sự cháy. Vì vậy N2 thường là lựa chọn đầu tiên được cân nhắc khi một quy trình cần "bầu khí ít oxy".
Mức oxy còn lại bao nhiêu là chấp nhận được, cần bao nhiêu khí và trong bao lâu là thông số thiết kế riêng của từng hệ thống. Những thông số này do đơn vị kỹ thuật của nhà máy hoặc nhà cung cấp thiết bị xác định, không có một con số chung cho mọi trường hợp.
Purging, blanketing và inerting khác nhau thế nào?
Ba thuật ngữ này thường đi cùng nhau nhưng mô tả ba mục đích khác nhau. Purging là thổi sạch khí cũ trong một lần, blanketing là giữ một lớp khí bảo vệ trong suốt thời gian lưu trữ, còn inerting là khái niệm rộng chỉ việc đưa cả một không gian về trạng thái ít oxy.
| Cách dùng | Mục đích chính | Thời điểm thường áp dụng | Ví dụ chung trong ngành |
|---|---|---|---|
| Purging (thổi sạch) | Đẩy không khí, hơi ẩm hoặc khí còn lại ra khỏi hệ thống | Trước khi nạp sản phẩm mới, trước hoặc sau bảo trì, khi khởi động hệ thống | Đường ống, bồn phản ứng, thiết bị trước khi đưa vào vận hành |
| Blanketing (phủ khí) | Duy trì một lớp N2 phía trên bề mặt chất lỏng trong bồn | Liên tục trong suốt quá trình lưu trữ | Bồn chứa dung môi hoặc nguyên liệu nhạy cảm với oxy, độ ẩm |
| Inerting (trơ hóa) | Đưa toàn bộ một không gian về trạng thái ít oxy | Khi quy trình hoặc lưu trữ cần môi trường ít phản ứng | Buồng xử lý nhiệt, kho hoặc không gian chứa vật liệu nhạy cảm |
Trên thực tế, một nhà máy có thể dùng cả ba: purging đường ống khi khởi động, blanketing bồn chứa trong lúc lưu trữ và inerting một công đoạn gia công. Mỗi cách cần thiết kế, thiết bị điều khiển và quy trình vận hành riêng.
Khi nào nhà máy nên dùng khí Nitơ tạo môi trường trơ?
Nên cân nhắc khi oxy hoặc hơi ẩm là nguyên nhân gây hư hỏng sản phẩm, oxy hóa bề mặt hoặc rủi ro quy trình, và việc thay không khí bằng một khí ít phản ứng giúp kiểm soát nguyên nhân đó. Quyết định cuối cùng cần dựa trên đánh giá kỹ thuật của từng hệ thống.
Theo thông tin chung của ngành, môi trường trơ bằng N2 thường gặp ở:
- Hóa chất: phủ khí bồn chứa để hạn chế oxy hóa và độ ẩm; purging và inerting đường ống, bồn phản ứng; tạo môi trường trơ cho phản ứng nhạy cảm.
- Dầu khí và năng lượng: inerting bồn chứa và đường ống trước khi bảo trì, sửa chữa.
- Điện tử: tạo môi trường khí trơ trong một số công đoạn sản xuất bo mạch và hàn linh kiện.
- Gia công kim loại: môi trường trơ khi ủ nhiệt, xử lý bề mặt; khí bảo vệ trong hàn và cắt laser.
- Phòng thí nghiệm: môi trường trơ cho thí nghiệm cần hạn chế oxy hoặc hơi ẩm.
Những ứng dụng trên chỉ phù hợp khi hệ thống và quy trình được thiết kế phù hợp. N2 là một trong nhiều khí công nghiệp dùng cho mục đích bảo vệ; việc chọn khí nào cho công đoạn nào nên được đơn vị kỹ thuật đánh giá.
Chọn cấp tinh khiết và dạng cung cấp Nitơ
Hai câu hỏi đầu tiên khi đặt N2 cho môi trường trơ là cần cấp tinh khiết nào và nhận khí ở dạng nào. Cả hai phụ thuộc vào mức nhạy cảm của sản phẩm với tạp chất và lượng khí nhà máy dùng thường xuyên.
Cấp tinh khiết. Linh Ngân cung cấp khí Nitơ với các cấp độ tinh khiết 99,9%, 99,99%, 99,999% và 99,9999% tùy yêu cầu. Cấp phù hợp do yêu cầu của quy trình quyết định; khi chưa rõ, hãy trao đổi yêu cầu sản phẩm và công đoạn để được tư vấn trước khi đặt hàng.
Dạng cung cấp. Theo trang khí Nitơ (N2) của Linh Ngân, N2 được cung cấp ở hai dạng:
| Dạng | Quy cách | Thường phù hợp khi |
|---|---|---|
| Khí nén trong bình | Bình 40 / 47 / 50 L | Nhu cầu nhỏ hoặc không liên tục, nhiều điểm dùng rải rác |
| Nitơ lỏng (lỏng lạnh sâu) | Bồn Nitơ lỏng | Nhà máy dùng khối lượng lớn, thường xuyên, muốn giảm số lần thay bình |
Với nhà máy dùng khí khối lượng lớn, bạn có thể tham khảo thêm dịch vụ lắp đặt bồn chứa khí và hóa chất công nghiệp của Linh Ngân.
Lưu ý an toàn khi dùng Nitơ làm khí trơ
N2 là khí không màu, không mùi nên rò rỉ rất khó nhận biết bằng giác quan. Chính đặc tính "đẩy không khí ra" giúp N2 tạo môi trường trơ cũng là nguồn rủi ro: khí tích tụ trong không gian kín có nguy cơ gây ngạt. Theo trang sản phẩm, khí Nitơ có số UN1066 (khí nén) và UN1977 (lỏng lạnh sâu), nhóm nguy hiểm 2.2, cảnh báo GHS04 (H280 với khí nén, H281 với dạng lỏng).
- Không gian đã được trơ hóa bằng N2 (bồn, buồng, hố, phòng kín) là khu vực có nguy cơ ngạt. Việc ra vào phải theo quy trình an toàn nội bộ của doanh nghiệp.
- Bình khí đặt nơi thông gió tốt, tránh nhiệt và được cố định.
- Nitơ lỏng gây bỏng lạnh khi tiếp xúc. Dùng thiết bị chuyên dụng, không bịt đường thoát khí hoặc xả áp.
- Tham khảo SDS của nhà cung cấp và quy định an toàn của cơ sở trước khi thiết kế hoặc vận hành hệ thống.
Mức độ an toàn khi dùng N2 làm khí trơ phụ thuộc vào thiết kế hệ thống, thiết bị giám sát và việc tuân thủ quy trình của từng cơ sở.
Cần chuẩn bị thông tin gì khi trao đổi với nhà cung cấp?
Chuẩn bị trước vài thông tin cơ bản giúp nhà cung cấp tư vấn đúng cấp khí và dạng cung cấp, đồng thời rút ngắn thời gian báo giá. Bạn không cần có đủ mọi thông số; phần còn thiếu có thể trao đổi thêm. Quy trình làm việc chung được trình bày trong bài cách chuẩn bị yêu cầu báo giá khí và hóa chất công nghiệp.
- Mục đích: purging, blanketing hay inerting; cho thiết bị, bồn chứa hay công đoạn nào.
- Sản phẩm cần bảo vệ: nhạy cảm với oxy, hơi ẩm hay tạp chất nào.
- Yêu cầu chất lượng khí: cấp tinh khiết quy trình đang dùng hoặc dự kiến dùng.
- Mức tiêu thụ: dùng thường xuyên hay theo đợt; ước lượng khối lượng nếu có.
- Hạ tầng hiện có: đang dùng bình, đã có bồn chứa hay cần tư vấn phương án bồn.
- Địa điểm giao hàng và tần suất giao mong muốn.
- Tài liệu cần kèm theo theo yêu cầu giao dịch của doanh nghiệp.
Linh Ngân cung cấp khí Nitơ B2B chất lượng cao phục vụ các doanh nghiệp sản xuất tại miền Bắc Việt Nam. Khi đã có các thông tin trên, bạn có thể liên hệ Linh Ngân để trao đổi nhu cầu sử dụng khí Nitơ cho hệ thống của mình.
