Trong vận hành công nghiệp, đặc biệt là với hệ thống khí nén và thiết bị chịu nhiệt, người kỹ thuật thường đối mặt với một mâu thuẫn: Máy móc cần bôi trơn để hoạt động trơn tru, nhưng môi trường khắc nghiệt (Oxy, nhiệt độ cao) lại biến chất bôi trơn thông thường thành tác nhân gây cháy nổ hoặc hỏng hóc.

Trong môi trường khí Oxy nén (Oxygen-rich environments), các loại mỡ bôi trơn gốc Hydrocarbon truyền thống (gốc dầu khoáng, PAO, Lithium) tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn nghiêm trọng do khả năng tự kích cháy dưới tác động của hiện tượng nén đoạn nhiệt.

TẠI SAO THIẾT BỊ CƠ KHÍ KHÔNG NÊN "CHẠY KHÔ"?

Trước khi nói về rủi ro cháy nổ, cần làm rõ vấn đề cơ bản: Tại sao các vị trí như van khí hay băng tải lò sấy bắt buộc phải có lớp mỡ bôi trơn, thay vì để "chạy khô".

Về mặt cơ khí, bề mặt kim loại dù được gia công kỹ đến đâu vẫn tồn tại các vết lồi lõm vi mô. Khi hai bề mặt tiếp xúc trực tiếp mà không có lớp đệm bôi trơn, hai vấn đề sau sẽ xảy ra:

  • Rò rỉ khí (Tại van và khớp nối): Phân tử khí (như Oxy, Nitơ) rất nhỏ, dễ dàng lọt qua các khe hở giữa bề mặt kim loại. Mỡ bôi trơn đóng vai trò như chất điền đầy, tạo thành một lớp "gioăng lỏng" giúp làm kín hệ thống.

  • Hiện tượng hàn dính: Đặc biệt phổ biến với vật liệu Thép không gỉ (Inox). Dưới áp lực siết, ma sát khiến bề mặt ren bị nóng lên và dính chặt vào nhau (hàn nguội). Mỡ bôi trơn có tác dụng ngăn cách tiếp xúc kim loại - kim loại, giúp việc vặn mở van dễ dàng và bảo vệ bề mặt ren.

Tuy nhiên, dùng mỡ thông thường trong môi trường Oxy là cực kỳ nguy hiểm. Đó là lý do các bài kiểm tra của BAM ra đời.

GIẢI THÍCH ĐIỀU KIỆN THỬ NGHIỆM CỦA BAM

Chứng nhận của BAM xác nhận giới hạn an toàn của vật liệu dựa trên các thử nghiệm va đập thực tế. Dưới đây là ý nghĩa của hai thông số quan trọng nhất mà MOLYKOTE HP-300 đã vượt qua.

Điều kiện: 50 bar tại 60°C (Vấn đề về Áp suất và Nén khí)

Thoạt nhìn 60°C có vẻ "mát" (chỉ như nước nóng ấm), nhưng con số 50 bar trong môi trường Oxy là vấn đề sinh tử.

Con số 50 bar (Áp suất lốp xe hơi chỉ khoảng 2 - 2.5 bar. 50 bar tức là gấp 20-25 lần áp suất lốp xe) đại diện cho áp suất làm việc trong các hệ thống khí nén công nghiệp. Rủi ro lớn nhất ở đây là hiện tượng Nén đoạn nhiệt (Adiabatic Compression).

Chu trình Carnot thuận trên biểu đồ PV đề biểu thị phần công tạo ra (phần diện tích bên trong). 1-2: giãn nở đẳng nhiệt, 2-3: giãn nở đoạn nhiệt, 3-4: nén đẳng nhiệt, 4-1: nén đoạn nhiệt. 

  • Cơ chế: Khi mở nhanh một van khí Oxy, dòng khí đang ở áp suất thấp bị nén đột ngột tại các điểm chặn (như van điều áp, co ống). Theo nguyên lý nhiệt động lực học, áp suất tăng nhanh dẫn đến nhiệt độ tăng vọt tức thời.

  • Rủi ro: Ở áp suất này, Oxy lỏng/khí trở nên cực kỳ hoạt hóa. Hầu hết các loại mỡ bôi trơn gốc dầu mỏ (Hydrocarbon) sẽ tự phát nổ ngay lập tức khi gặp áp lực này mà không cần mồi lửa. Việc loại mỡ này chịu được 50 bar nghĩa là nó trơ lỳ hoàn toàn trước sự kích thích của Oxy áp suất cao.

  • Ý nghĩa kết quả: MOLYKOTE HP-300 chịu được va đập ở 50 bar mà không phản ứng. Điều này chứng minh cấu trúc hóa học của mỡ (gốc PFPE) trơ lỳ, không bắt cháy ngay cả khi bị kích thích bởi nhiệt lượng sinh ra từ áp suất cao.

Điều kiện: 10 bar tại 300°C (Vấn đề về Độ bền nhiệt) 

Áp suất 10 bar vẫn là cao - khoảng 145 psi. 300°C là ngưỡng nhiệt độ rất cao, vượt qua giới hạn chịu đựng của hầu hết các hợp chất hữu cơ.

Để so sánh, Nước sôi ở 100°C, dầu ăn bắt đầu bốc khói và cháy ở khoảng 180°C - 230°C. mỡ bôi trơn thông thường (gốc Lithium) sẽ tan chảy thành nước ở ~180°C và cháy đen ở 200°C.

  • Cơ chế: liên kết hóa học của hầu hết vật chất hữu cơ sẽ bị bẻ gãy (phân hủy nhiệt). Khi cộng thêm 10 bar Oxy (chất duy trì sự cháy), bất cứ thứ gì dễ cháy sẽ bùng lên dữ dội.  

  • Ý nghĩa kết quả: Việc HP-300 gốc PTFE ổn định được 300°C trong môi trường Oxy nén, loại mỡ này phải có cấu trúc hóa học siêu bền (Mỡ gốc PFPE có cấu trúc phân tử bao gồm các liên kết C-F và C-O cực kỳ bền vững) giống như "lớp áo giáp" không thể bị phá hủy bởi nhiệt. 

Bài test của BAM không chỉ là nằm im 

BAM không chỉ để mỡ nằm im trong điều kiện đó. Họ thực hiện bài test Va đập.

  • Họ thả một quả tạ nặng rơi xuống mẫu mỡ đang nằm trong môi trường 50 bar/60°C hoặc 10 bar/300°C.

  • Độ khó: Vừa bị nung/nén, vừa bị búa tạ đập mạnh (sinh thêm động năng và nhiệt năng). Nếu mẫu mỡ có bất kỳ phản ứng nào (bốc khói, lóe sáng, nổ nhẹ), nó sẽ trượt ngay lập tức.

ỨNG DỤNG THỰC TẾ TRONG CÔNG NGHIỆP 

Dựa trên các đặc tính đã được BAM kiểm chứng, loại mỡ này giải quyết các bài toán kỹ thuật cụ thể sau:

1. Hệ thống khí Oxy y tế và công nghiệp

Các van bình khí, bộ điều áp (regulator) cần độ kín tuyệt đối và thao tác vặn nhẹ nhàng. HP-300 được sử dụng để bôi trơn gioăng cao su (O-ring) và ren van, đảm bảo an toàn cháy nổ và ngăn chặn rò rỉ khí.  

Các vị trí khuyến nghị sử dụng:

Van bình khí Oxy: Tại các khớp nối van, ty van của bình oxy y tế, bình lặn, bình hàn cắt gió đá.

Máy nén khí & Bơm: Bôi trơn vòng bi và phớt trong các máy nén khí oxy, nitơ lỏng hoặc khí trơ.

Đường ống bệnh viện: Các khớp nối, van điều áp trong hệ thống cung cấp khí oxy trung tâm của bệnh viện.

2. Công nghiệp Bán dẫn và Quang học 

Bên cạnh khả năng chịu áp suất Oxy (BAM), MOLYKOTE HP-300 còn giải quyết một thách thức then chốt trong công nghiệp sản xuất vi mạch và quang học: Kiểm soát nhiễm bẩn chéo. 

Theo chứng nhận đánh giá độ sạch (dựa trên tiêu chuẩn ISO 14644-1), HP-300 đạt cấp độ Class 1. Đây là tiêu chuẩn khắt khe nhất, yêu cầu vật liệu không được phát tán các hạt vi mô (particle emission) hay bay hơi hóa học (outgassing) vào không khí. HP-300 Không phát sinh bụi làm bẩn wafer, Không bay hơi làm mờ thấu kính quang học trong môi trường chân không cao. 

Các vị trí khuyến nghị sử dụng 

Robot trong phòng sạch: Các khớp nối robot sản xuất chip bán dẫn (nơi cần độ sạch tuyệt đối).

Bơm chân không: Bôi trơn các chi tiết trong buồng chân không.

Hàng không vũ trụ: Các chi tiết trên vệ tinh hoặc máy bay hoạt động ở tầng khí quyển cao.

3. Lò sơn tĩnh điện và sấy công nghiệp

Nếu dùng mỡ thường, mỡ sẽ chảy lỏng và nhỏ giọt xuống làm hỏng bề mặt sản phẩm sơn. HP-300 nhờ khả năng chịu nhiệt (như bài test 300°C đã chứng minh) sẽ không bị chảy lỏng, giữ cho khu vực sản xuất sạch sẽ.

Vị trí khuyến nghị sử dụng:

Băng tải xích trong lò sấy hoạt động ở nhiệt độ 200°C - 250°C. 

4. Khuôn đúc nhựa

HP-300 giúp giảm mài mòn chốt, đồng thời không bị bay hơi hay rỉ dầu làm bẩn sản phẩm nhựa. Đặc biệt với khả năng tương thích nhựa giúp Không làm nứt các loại nhựa nhạy cảm (như PC, ABS) do không chứa dung môi hydrocarbon.

Vị trí khuyến nghị sử dụng:

Các chốt đẩy (ejector pin) trong khuôn nhựa làm việc liên tục với ma sát lớn.

TỔNG KẾT

Việc lựa chọn mỡ bôi trơn trong môi trường khắc nghiệt không chỉ đơn thuần là vấn đề bảo trì, mà là yếu tố cốt lõi của an toàn kỹ thuật.

Chứng nhận BAM với các thông số 50 bar và 300°C cung cấp một cơ sở dữ liệu tin cậy, xác nhận rằng MOLYKOTE HP-300 cho phép thiết bị vận hành ổn định cho các ứng dụng "tử thần" khi đáp ứng được các yêu cầu khắt khe về an toàn cháy nổ và độ bền vật liệu.

Việc sử dụng mỡ bôi trơn gốc PFPE đạt chuẩn BAM và ISO Class 1 như MOLYKOTE HP-300 không chỉ là giải pháp bảo trì, mà là một biện pháp kiểm soát rủi ro kỹ thuật.