Tầm quan trọng của vòng nối đất (Grounding Ring) trên đường ống phi kim là gì?

Vòng nối đất (Grounding Ring) là phụ kiện bắt buộc để triệt tiêu dòng điện tạp tán (stray currents), giúp giải quyết triệt để sự cố nhiễu tín hiệu trên đồng hồ lưu lượng điện từ (Magnetic Flowmeter).

Đặc thù các loại đường ống phi kim (FRP, uPVC, lót PTFE) không có khả năng dẫn điện, do đó vòng nối đất là giải pháp duy nhất để triệt tiêu dòng điện rò rỉ, giúp thiết bị định lượng lưu lượng ổn định mốc điện thế zero (0V).Sự thiếu sót chi tiết này là nguyên nhân cốt lõi gây ra hiện tượng nhảy số lưu lượng trong các nhà máy công nghiệp. Do đó, việc tích hợp đồng bộ các phụ kiện mặt bích chuyên dụng ngay từ khâu thiết kế là điều kiện tiên quyết để đảm bảo tín hiệu đo lường ổn định.

Tại sao bắt buộc lắp vòng nối đất cho đồng hồ lưu lượng điện từ trên ống phi kim?

Việc lắp đặt vòng nối đất cung cấp một điện thế tham chiếu 0V ổn định, triệt tiêu hoàn toàn dòng điện tạp tán sinh ra do ma sát dòng chảy, đảm bảo đồng hồ lưu lượng điện từ hoạt động chính xác với sai số dưới 0.5%.

Định luật cảm ứng từ Faraday là nguyên lý hoạt động cốt lõi của đồng hồ điện từ. Theo đó, điện áp cảm ứng sinh ra tỷ lệ thuận với vận tốc lưu chất qua từ trường.

Để áp dụng triệt để nguyên lý này trong môi trường nhiễu công nghiệp, các dòng đồng hồ lưu lượng điện từ cao cấp luôn yêu cầu thiết lập mốc tiếp địa chuẩn xác.

Để thiết bị đo được điện áp vi phân này (tính bằng microvolt), hệ thống bắt buộc phải có điểm mốc điện thế chuẩn (Ground Reference).

Các loại đường ống phi kim hoặc có lớp lót cách điện (Liner) hoàn toàn mất đi khả năng nối đất tự nhiên. Nếu không có vòng tiếp địa, nhiễu điện từ trường (EMI) sẽ khuếch đại, làm hỏng tín hiệu đo lường.

Cấu tạo và vật liệu chế tạo vòng tiếp địa chuẩn công nghiệp gồm những gì?

Cấu tạo tiêu chuẩn của một vòng tiếp địa bao gồm thân vòng kim loại (Metal ring body) dạng đĩa phẳng và phần lỗ đấu dây tiếp địa (Grounding lug) nhô ra ngoài mặt bích.

Độ dày vòng thường dao động từ 2mm đến 5mm tùy thuộc vào kích thước định mức DN15 – DN1000.

Lựa chọn vật liệu chế tạo là yếu tố sống còn để ngăn chặn ăn mòn điện hóa (Galvanic corrosion). Nếu chủ quan chọn sai mác thép trong môi trường hóa chất (ví dụ dùng Inox 304 cho acid), hiện tượng ăn mòn điện hóa sẽ nhanh chóng phá hủy tiết diện vòng kim loại, gây rò rỉ áp suất nghiêm trọng.

Dưới đây là các mác vật liệu phổ biến:

• Inox 316L: Chống ăn mòn cơ bản, dùng cho nước cấp, nước thải thông thường ở áp suất PN16.
• Hastelloy C276: Vật liệu chuyên dụng chịu được lưu chất axit ăn mòn cao (H2SO4, HCl).
• Titanium / Tantalum: Ứng dụng trong môi trường hóa chất cực mạnh, nhiệt độ làm việc lên đến 200°C.

Cách lắp đặt vòng nối đất trên mặt bích tiêu chuẩn DIN/ANSI như thế nào?

Để tối ưu hóa tín hiệu, vòng tiếp địa phải được kẹp chặt giữa mặt bích đồng hồ và bích đường ống (tuân thủ tiêu chuẩn mặt bích DIN EN 1092-1 hoặc ASME B16.5), sau đó kết nối bằng cáp đồng có tiết diện ≥ 4mm².

Việc canh tâm và áp dụng lực siết bulong chéo góc phải bám sát tiêu chuẩn mặt bích DIN EN 1092-1 nhằm ngăn chặn rủi ro nứt vỡ lớp lót PTFE bên trong đường ống.

Quy trình thi công cơ nhiệt chuẩn bao gồm các bước định lượng sau:

• Bước 1: Định tâm vòng nối đất trùng khớp với đường kính trong của đồng hồ, đảm bảo không cản trở dòng chảy sinh áp suất ngược.
• Bước 2: Sử dụng ron làm kín (Gasket) PTFE hoặc EPDM ép sát hai mặt vòng kim loại, siết bulong chéo góc đạt lực xoắn (Torque) tiêu chuẩn.
• Bước 3: Dùng dây cáp tiếp địa nối trực tiếp từ lỗ đấu dây vòng nối đất vào chân tiếp địa (GND) trên thân đồng hồ điện từ.
• Bước 4: Dùng đồng hồ VOM kiểm tra, hệ thống đo lường chỉ an toàn khi điện trở tiếp xúc < 10 Ohm đảm bảo độ chính xác của tín hiệu đo.

Bảng giải pháp khắc phục, xử lý sự cố đồng hồ lưu lượng điện từ

⚠️ Khuyến cáo kỹ thuật: Các thông số kỹ thuật định mức (DN, PN, độ dày 2-5mm, điện trở tiếp xúc < 10 Ω) và mác vật liệu (Hastelloy C, Titanium) trong bài viết được tham chiếu theo tiêu chuẩn thiết kế DIN/ASME. Tuy nhiên, ăn mòn điện hóa và nhiễu từ phụ thuộc trực tiếp vào nồng độ lưu chất và cấu hình nối đất thực tế. Kim Thiên Phú thực hiện đo nhiễu và tính toán vật liệu vòng nối đất theo điều kiện vận hành để đảm bảo an toàn và tối ưu chi phí vòng đời hệ thống.

Các câu hỏi thường gặp về vòng nối đất 

Dưới đây là các giải đáp chuyên sâu về quá trình vận hành vòng tiếp địa nhằm hạn chế rủi ro cho nhà máy:

Kết luận: Tối ưu tín hiệu hệ thống đo lường cùng Kim Thiên Phú

Khắc phục sự cố nhiễu tín hiệu cho hệ thống đo lường trên đường ống phi kim đòi hỏi sự chính xác tuyệt đối về vật liệu và tiêu chuẩn thi công cơ điện.

Lựa chọn sai cấu hình không chỉ gây sai số dữ liệu mẻ sản xuất mà còn đối mặt với rủi ro rò rỉ hóa chất nguy hiểm.

Kim Thiên Phú tự hào là đơn vị cung cấp giải pháp xử lý nhiễu tín hiệu đo lường và hệ thống van công nghiệp chuẩn Châu Âu hàng đầu. Với hệ sinh thái thiết bị đo lường tiêu chuẩn Châu Âu đa dạng, chúng tôi cam kết mang lại độ chính xác cao nhất và tối ưu hóa chi phí vòng đời (LCC) cho nhà máy của bạn.

Quý kỹ sư nhà máy có nhu cầu tính toán thiết kế và báo giá vật tư, vui lòng liên hệ trực tiếp với chúng tôi để được hỗ trợ chuyên sâu nhất.

Nguồn Tham Khảo & Trích Dẫn:

• Định luật cảm ứng từ Faraday – Wikipedia.
• Tiêu chuẩn mặt bích DIN EN 1092-1 – Viện Tiêu chuẩn Đức (Deutsches Institut für Normung – DIN).
• Tiêu chuẩn ASME B16.5 Pipe Flanges and Flanged Fittings – Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ (ASME).