Hệ Màng Ngăn (Diaphragm Seal) WIKA: Cấu Tạo – Cách Chọn – Fill Fluid & Capillary

Diaphragm seal là giải pháp tách đồng hồ khỏi môi chất “khó” (ăn mòn, nhớt, chứa hạt, kết tinh, nhiệt cao) nhưng vẫn truyền áp suất chính xác thông qua màng ngăn và chất lỏng truyền (fill fluid). Với đồng hồ đo áp suất WIKA, việc chọn đúng kiểu seal, vật liệu, fill fluid và cấu hình capillary giúp tăng độ bền, ổn định chỉ thị và an toàn vận hành.

1) Khi nào cần dùng diaphragm seal?

• Môi chất ăn mòn/oxy hóa mạnh hoặc nước mặn/khí chứa H₂S/Cl₂ → cần vật liệu màng phù hợp (316L/Hastelloy/Monel/Tantalum hoặc bề mặt phủ PTFE…).
• Môi chất nhớt/đặc/bám cặn (bùn, keo, siro, bột giấy…) → chọn flush seal bề mặt phẳng để tránh bít tắc.
• Nhiệt độ cao (ví dụ hơi/quy trình nhiệt) → dùng seal + cooling element hoặc capillary để tách nguồn nhiệt.
• Yêu cầu vệ sinh (thực phẩm/dược) → chọn seal vệ sinh (Clamp/Varivent®) và fill fluid đáp ứng quy định phù hợp.

2) Phân loại diaphragm seal phổ biến

3) Vật liệu màng & bề mặt tiếp xúc

• 316L: lựa chọn tổng quát cho ăn mòn vừa, dễ mua, chi phí hợp lý.
• Hastelloy®/Monel®/Tantalum: cho môi chất ăn mòn đặc thù; chọn theo bảng tương thích vật liệu–môi chất.
• Lớp phủ/PTFE/ECTFE: khi cần bề mặt trơ hoặc chống dính.
• Lưu ý: luôn tham chiếu dữ liệu tương thích vật liệu của môi chất cụ thể trước khi chốt lựa chọn.

4) Fill Fluid: tiêu chí chọn & lưu ý kỹ thuật

• Dải nhiệt vận hành tại vị trí seal/capillary: chọn fluid có độ nhớt và áp suất hơi phù hợp để không outgas ở chân không/ở nóng và không quá đặc ở lạnh.
• Độ nhớt & hệ số giãn nở nhiệt: độ nhớt cao → đáp ứng chậm; giãn nở lớn → trôi điểm 0 theo nhiệt. Chọn theo điều kiện thực tế và yêu cầu đáp ứng.
• Tương thích/quy định: ứng dụng vệ sinh chọn fluid đạt yêu cầu phù hợp; môi trường oxy hóa mạnh cân nhắc fluid trơ.
• Chân không: ưu tiên fluid áp suất hơi rất thấp để tránh tạo bọt; thể tích capillary càng nhỏ càng tốt.

5) Capillary & remote mounting: ảnh hưởng nhiệt & cột áp

Capillary giúp tách điểm đo khỏi rung/nhiệt hoặc đưa mặt đồng hồ ra vị trí dễ đọc. Tuy nhiên, nó ảnh hưởng tới đáp ứng và điểm 0:

• Ảnh hưởng nhiệt: biến thiên nhiệt dọc capillary gây giãn nở fill fluid → trôi điểm 0. Hạn chế bằng cách rải capillary tránh nguồn nhiệt, đi ống gọn, che chắn nắng/bức xạ.
• Ảnh hưởng cột áp (ρgh): nếu có chênh cao độ giữa seal và đồng hồ, áp chỉ thị chịu thêm P_head = ρ_fill × g × h.
  Ví dụ minh hoạ: với ρ_fill ≈ 950 kg/m³, chênh cao 1 m → P_head ≈ 0.093 bar. (Giá trị thực phụ thuộc loại fill fluid cụ thể.)
• Đáp ứng: capillary càng dài/đường kính nhỏ → đáp ứng càng chậm. Chỉ dùng dài khi thật cần thiết.

6) Zero elevation & zero suppression (bù vị trí cao–thấp)

• Zero elevation: đồng hồ đặt cao hơn seal → cột áp âm, chỉ thị có xu hướng thấp hơn → cần bù cộng.
• Zero suppression: đồng hồ đặt thấp hơn seal → cột áp dương, chỉ thị tăng thêm → cần bù trừ.
• Khuyến nghị: cố gắng đặt đồng hồ gần cùng cao độ với seal hoặc tính bù ρgh trong quá trình kiểm định/hiệu chuẩn.

7) Lắp đặt đúng chuẩn (10 bước)

1. Khảo sát môi chất (ăn mòn/nhớt/hạt), nhiệt quy trình, vị trí lắp, yêu cầu vệ sinh/an toàn.
2. Chọn kiểu seal (flush/inline/threaded/flanged/sanitary) & vật liệu màng phù hợp.
3. Chọn fill fluid theo dải nhiệt, chân không (nếu có), yêu cầu đáp ứng & quy định ứng dụng.
4. Quyết định có dùng capillary không; nếu có, chọn chiều dài tối thiểu cần thiết, định tuyến tránh nguồn nhiệt.
5. Chuẩn kết nối: ren NPT/BSP, Clamp/Varivent®, bích DIN/ANSI; chọn gioăng/đệm đúng vật liệu.
6. Lắp đặt theo nguyên tắc hai mỏ lết; không xoay thân đồng hồ để “canh mặt số”.
7. Xả khí kỹ đường truyền trước khi đưa vào làm việc (đặc biệt với chất lỏng trong capillary).
8. Tăng áp từ từ, kiểm tra rò rỉ; quan sát đáp ứng và độ ổn định kim.
9. Kiểm tra/bù ρgh nếu đồng hồ và seal khác cao độ đáng kể.
10. Lập hồ sơ model/serial, loại seal, fill fluid, chiều dài capillary, ngày lắp và vị trí.

8) Bảng so sánh: Đồng hồ thường vs Diaphragm seal vs Remote (capillary)

9) Sai lầm thường gặp & cách tránh

10) Checklist đặt hàng & lắp đặt (in & dán tại tủ)

• ✔ Môi chất: ăn mòn/nhớt/hạt? nhiệt/áp? yêu cầu vệ sinh?
• ✔ Kiểu seal: flush/inline/threaded/flanged/sanitary; kích cỡ & tiêu chuẩn kết nối.
• ✔ Vật liệu màng/bề mặt: 316L, Hastelloy, Monel, Tantalum, phủ PTFE…
• ✔ Fill fluid: dải nhiệt, độ nhớt, áp hơi, quy định ứng dụng.
• ✔ Capillary: có cần không? chiều dài tối thiểu, định tuyến tránh nhiệt, bù ρgh.
• ✔ Dải đo: FS ≥ 1.5–2× áp làm việc; nếu rung/xung → snubber + liquid-filled.
• ✔ Lắp đặt: hai mỏ lết, bịt kín đúng chuẩn (PTFE/keo/gioăng), xả khí kỹ, thử kín.
• ✔ Hồ sơ: model/serial, loại seal, fluid, chiều dài capillary, ngày lắp & vị trí.

FAQ

1) Diaphragm seal có làm giảm độ chính xác không?

Nếu chọn đúng kiểu, fill fluid và thực hiện đổ đầy/khử khí chuẩn, độ chính xác tổng thể vẫn đáp ứng theo công bố. Tuy nhiên, capillary dài và biến thiên nhiệt có thể làm tăng trễ/trôi – cần kiểm soát khi thiết kế.

2) Tôi dùng hơi nóng, có cần seal không hay chỉ siphon?

Siphon là bắt buộc để hạ nhiệt. Seal cần khi môi chất gây bẩn/ăn mòn hoặc yêu cầu vệ sinh/bề mặt phẳng. Nhiều ứng dụng hơi chỉ cần siphon đúng chuẩn.

3) Fill fluid có an toàn với thực phẩm/dược không?

Hãy chọn loại phù hợp quy định áp dụng cho quy trình. Luôn kiểm tra tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất với ứng dụng cụ thể.

4) Bù ρgh thực hiện thế nào?

Tính P_head = ρ_fill × g × h và quy đổi sang đơn vị thang đo; có thể bù trong khâu hiệu chuẩn hoặc ghi chú để vận hành tính nhẩm. Ưu tiên đặt đồng hồ cùng cao độ với seal để giảm sai lệch.

5) Khi nào cần inline seal thay vì flush?

Khi muốn đo trực tiếp trên dòng chảy, giảm vùng chết và tháo vệ sinh nhanh; đặc biệt tốt cho dòng nhớt/đặc hoặc có hạt mịn.

Kết luận

Để đồng hồ đo áp suất WIKA làm việc ổn định trong môi trường “khó”, hãy thiết kế đúng hệ diaphragm seal: chọn kiểu phù hợp (flush/inline/…); vật liệu màng theo môi chất; fill fluid đúng dải nhiệt & yêu cầu quy trình; capillary tối giản và có bù ρgh; lắp đặt – xả khí – kiểm định đúng chuẩn. Làm tốt những điểm này sẽ tối ưu độ bền, độ chính xác và an toàn toàn hệ thống.

Nếu bạn đang tìm kiếm đồng hồ đo áp suất WIKA chính hãng, hãy liên hệ ngay với C&T – Đối tác phân phối chính thức của WIKA tại Việt Nam để nhận báo giá và tư vấn kỹ thuật nhanh nhất.