Van cầu là gì

Van cầu là gì? Bạn đang tìm hiểu để chọn mua van cầu. Và chúng ta tự đặt câu hỏi van này có hình dạng như thế nào? Cấu tạo ra sao? Chức năng như thết nào? Loại van này được làm từ những vật liệu nào? Đặc biệt là có phù hợp với mục đích sử dụng không. Dù bạn là 1 kỹ thuật viên, người mua hàng cho các dự án công nghiệp, hay là  kỹ sư thiết kế đường ống hoặc kỹ sư cấp thoát nước…Bạn đã có những kiến thức cơ bản về loại van này. Nhưng để có cái nhìn toàn diện về van cầu, hãy giành thời gian để đọc bài viết khá đầy đủ này do các chuyên gia của VIMI TECH JSC cung cấp.

1 Van cầu là gì ?

Tên tiếng anh của van cầu là gì? “Globel Valve “. Nhìn hình ảnh chúng ta có thể hình dung được tại sao nó có tên gọi là van cầu. Ngoài ra do cấu tạo, dựa vào hình dạng và đặc tính sử dụng, chúng còn được gọi với các tên khác như van cầu hơi, van cầu loại yên ngựa, loại hình chữ S. Van cầu là loại van dùng để đóng mở và điều tiết dòng chảy, bằng cách điều chỉnh khoảng cách giữa đĩa van (Dist ) và vòng đệm ( Seat ).Dòng chảy qua van có hình dạng chữ Z.

Van cầu là gì 01

2 Cấu tạo van cầu

Van cầu có thể điều khiển bằng nhiều phương pháp khác nhau, cũng như có nhiều phương pháp kết nối. Bài viết đưa ra cấu tạo của van cầu phổ biến nhất, loại van tay vặn thông thường. Dưới đây là hình ảnh cắt 1/4 van, để chúng ta dễ hình dung về các bộ phận chính của van, người sử dụng có thể hiểu sâu sắc hơn về cấu tạo của loại van này, thông qua các nội dung về chi tiết của cấu tạo van cầu.

Cấu tạo van cầu

Để hình dung rõ hơn từng bộ phận hãy xem qua cấu tạo chi tiết dưới đây.

Cấu tạo chi tiết van cầu

Van cầu được làm từ các loại vật liệu cơ bản như bảng dưới đây

Tiếp theo chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về cấu tạo các bộ phận cơ bản

Thân van

Thân van và đệm kín ( Seat ) van cầu

Thân van là bộ phận chính chịu áp lực dòng lưu chất, là bộ phận kết nối với ống (chủ yếu kết nối bằng mặt bích).

Trong thân van có vòng đệm kín ( Seat ) hay còn gọi là ghế đỡ, là 1 trong 2 bộ phận có chức năng ngăn dòng lưu chất.

 Nắp và gối đỡ

Nắp và gối đỡ van cầu

Khi nắp thân van, được lắp ghép với thân van.

Tạo nên khối thân van hoàn chỉnh không rò rỉ. Đảm bảo kín lưu chất.

Đĩa van cầu là gì

Đĩa van cầu

Đĩa van, có tác dụng ngăn dòng chảy hoàn toàn, khi được siết chặt bằng lực nén (đè) lên vòng đệm ( Seat ).

Tốc độ đầu ra dòng lưu chất, được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh khoảng cách giữa đĩa van và vòng đệm.

Đĩa van cầu có 3 loại cơ bản là: Đĩa bi – bóng ( Ball Disc ), đĩa hợp phần ( Composition Disc ) và đĩa chốt  (Plug Disc)

Các loại đĩa van cầu

Đĩa bi – bóng ( Ball Disc )

Đĩa này phù hợp với dòng lưu chất có nhiệt độ và áp suất ở mức thấp. Thích hợp với loại van khai thác dạng đóng mở ( không điều tiết ), thường sử dụng cho các dòng chảy phổ thông.

Đĩa Composite ( Composition Disc )

Loại đĩa này được tổng hợp bởi một vài thành phần, hầu hết các đĩa van được chế tạo từ kim loại. Phần tiếp xúc với đệm kín ( Seat ) được chế tạo từ vật liệu không có tính kim loại. Vật liệu không có tính kim loại, sẽ giúp cho đĩa van không bị ăn mòn hóa chất cũng như không bị xâm thực và đảm bảo được mục đích kín lưu chất. Việc lựa chọn loại đĩa composite sẽ đảm bảo kín lưu chất hơn so với các loại đĩa khác. Rất phù hợp cho hệ thống hơi nóng

Đĩa chốt ( Plug Disc )

Đĩa có dạng thon, dài, hình nón. Hình dạng đĩa này phù hợp hơn cho van có mục đích điều tiết dòng chảy, so với 2 loại đĩa trên.

 Trục và bạc trục

Trục và bạc trục

Trục van là bộ phận kết nối đĩa van và tay vặn hoặc bộ phận truyền động. Trên trục có ren, khi chúng ta thực hiện quay tay van, sẽ làm trục van xoay thông qua bộ ren giữa trục van và tay vặn. Bạc trục là bộ phận đỡ trục và có ren bên trong, phía dưới bạc trục có gioăng cao su đảm bảo kín lưu chất

 Tay quay 

Tay quay van cầu

Đối với các van có kích thước giới hạn đến DN250-DN300, van thường được điều khiển bằng tay. Điều khiển bằng tay quay có ưu điểm là, không cần lực tác động lớn lên vô lăng, nhưng vẫn tạo được mô men quay lớn tác động lên trục van. Tuy nhiên với van có kích thước lớn từ DN400, hoặc áp suất dòng lớn, khi đó chúng ta sẽ dùng phương pháp vận hành bằng điện hoặc điều khiển bằng khí nén.

Gioăng làm kín van cầu là gì

6.1 Gioăng làm kín thân và nắp

Gioăng làm kín thân và nắp

Giữa thân van và nắp van được làm kết nối với nhau bằng bu lông, đai ốc.

Một số van kích thước nhỏ thì có thể kết nối bằng ren.

Giữa thân và nắp van được đảm bảo kín lưu chất, bằng gioăng kín.

6.2 Gioăng làm kín mối nối giữa mặt bích van với mặt bích của ống

Gioăng làm kín mối nối giữa mặt bích van với mặt bích của ốn

Phụ thuộc vào đặc tính lý hóa của dòng lưu chất trong van mà gioăng được làm từ số vật liệu chủ yếu như bảng sau.

Gioăng bạc trục nằm ngay dưới bạc trục, có tác dụng làm gối mềm đỡ bạc trục và không cho phép lưu chất theo trục van rò rỉ ra bên ngoài.

6.3 Gioăng bạc trục

Bạc trục & Gioăng

Gioăng bạc trục nằm ngay dưới bạc trục, có tác dụng làm gối mềm đỡ bạc trục.

Và không cho phép lưu chất theo trục van rò rỉ ra bên ngoài.

 Những bộ phận khác

Ngoài những bộ phận chính như trên, van cầu còn có các bộ phận khác như:

Bu lông và đai ốc

Bộ phận kết nối thân van với nắp van, bệ đỡ trục van với nắp thân van. Bu lông và đai ốc cũng được dùng để kết nối mặt bích của van với mặt bích của ống – với van kết nối mặt bích.

Bộ phận truyền động.

Bộ truyền động khí nen – đối với van điều khiển khí nén, bộ truyền động điện – van điều khiển điện hoặc bộ truyền động điện từ – van điều khiển điện từ.

Các loại đồng hồ đo.

Một số trường hợp cần gắn đồng hồ đo áp suất, đồng hồ đo nhiệt độ lưu chất… để kiểm tra nhiệt độ và áp suất bên trong của dòng lưu chất.

3 Nguyên lý hoạt động của van cầu là gì

Khi chúng ta điều khiển – quay tay vặn hoặc sử dụng bộ phận truyền động ( van điều khiển ), trục van sẽ chuyển động xoay, bằng các rãnh ren trên trục xoay và bạc trục. Chuyển động xoay được chuyển thành chuyển động tịnh tiến thẳng đứng, từ đó làm đĩa van chuyển động theo phương thẳng vuông góc với vòng đệm. Van được đóng hoàn toàn khi bề mặt đĩa van và bề mặt vòng đệm được tiếp xúc nhau, dòng lưu chất được ngăn hoàn toàn khi độ siết đạt đến độ kín khiết. Van ở trạng thái mở, khi bề mặt đĩa van không tiếp xúc với bề mặt vòng đệm, tốc độ dòng chảy được điều chỉnh bằng cách tăng giảm khoảng cách của 2 bề mặt.

Nguyên lý hoạt động của van cầu

Để hình dung dễ dàng hơn về 2 trạng thái đóng và mở của van cầu. Chi tiết các trạng thái của van cầu

 Fully Open – Trạng thái mở hoàn toàn, dòng chảy đạt tốc độ lớn nhất.

Khi trục và đĩa van được đưa lên cao nhất, van ở trạng thái mở hoàn toàn, dòng chảy đạt tốc độ lớn nhất, lưu lượng đạt giá trị lớn nhất. Tuy nhiên do cấu tạo của van, dòng lưu chất chảy qua van sẽ tổn thất một phần lưu lượng

Throtting – Trạng thái mở 1 phần, điều tiết tốc độ dòng chảy.

Người ta điều chỉnh lưu lượng của lưu chất qua van, bằng cách điều chỉnh khoảng cách giữa đĩa van và ghế van. Muốn có dòng chảy nhỏ thì quay vô lăng theo chiều kim đồng hồ, khe hở giữa đĩa van và ghế van hẹp dần, ngược lại thì khe hở rộng ra và lưu lượng lớn hơn.

 Fully Closed – Trạng thái đóng hoàn toàn.

Quay vô lăng theo chiều kim đồng hồ. Siết chặt vô lăng sẽ khiến đĩa van, ép chặt lên ghế van. Thường thì đĩa và ghế van được làm bằng inox hoặc bằng hợp kim đồng, tạo nên mặt kín giữa đĩa van và ghế van, khiến dòng lưu chất được ngăn lại hoàn toàn.

Các trạng thái của van cầu

4 Hướng chảy chính của lưu chất van cầu là gì

Hướng chảy của lưu chất bên trong van, thường không nhìn thấy được, chúng ta chỉ nhìn thấy ở các mô hình hoặc ở van có vật liệu trong suốt. Chính vì vậy để mọi người có thể biết và hình dung về dòng chảy trong van, các nhà sản xuất sẽ ký hiệu dòng chảy ở bên ngoài van. Đặc biệt hướng dòng chảy rất quan trọng tới việc đảm bảo cho van hoạt động bình thường, vì vậy khi lắp đặt cần lưu ý tới hướng dòng chảy trong van.

Hướng chảy chính của lưu chất

Do cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van cầu, van có đặc tính dòng chảy 2 chiều. Dòng chảy chính của dòng lưu chất sẽ đi theo chiều từ dưới lên trên tác động vào mặt dưới của đĩa van, trước khi di chuyển sang phía bên kia của nữa thân van còn lại. Khi chảy theo chiều ngược lại, dòng lưu chất gây ra áp suất tác dụng lên mặt trên của đĩa van, gây ra ứng suất mỏi tác động lên mối nối giữa trục và đĩa van. Một số trường hợp, trục và đĩa van không phải là mối nối cố định, khi đó tiếng ồn do dòng lưu chất tác động lên đĩa van sẽ lớn.

Hướng dòng chảy van cầu

Ký hiệu hướng dòng chảy của van cầu là gì

Tại sao lại phải ký hiệu dòng chảy? Ký hiệu này giúp người thi công lắp van đúng với chiều dòng chảy của hệ thống, bởi việc thường xuyên chảy theo chiều ngược lại sẽ gây tổn hại đến sức bền của van, giảm tuổi thọ sử dụng van. Đây cũng chính là 1 đặc điểm đáng lưu ý nhất trong thi công lắp đặt đối với van cầu

Ký hiệu hướng dòng chảy 

 Các kiểu dòng chảy

Tùy theo cấu tạo của van mà chúng có các kiểu dòng chảy khác nhau. Các kiểu dòng chảy này cũng là nhân tố tạo nên tên của các loại van cầu khác nhau, chúng được sinh ra để áp dụng vào những trường hợp k

Dòng chảy thẳng ( Straight Flow ) – van cầu thẳng là loại van thông dụng nhất. Được áp dụng để đóng mở và điều tiết dòng tại những vị trí mà đường ống thẳng.

Dòng chảy góc ( Angle Flow )  – van cầu góc hay còn gọi là van góc, có dòng chảy theo hương vuông góc. Van được áp dụng cho các vị trí ở mà đường ống phải bẻ góc, van được lắp đặt thay cho cút ( Elbow).

Dòng chảy giao nhau – vuông góc 3 ngã ( Cross Flow ) là loại van hình dạng chữ T. Van được áp dụng để đóng mở hoặc điều tiết dòng chảy, ngay tại vị trí giao nhau giữa các dòng chảy, thay vì lắp đặt Tê ( Tee ).

Dòng chảy dạng chữ Y ( Y Flow )  là loại van hình dạng chữ Y. Van có chức năng đóng mở như van Y Xiên.

Các kiểu dòng chảy trong van cầu

5 Phân loại van cầu

Thực tế sử dụng cho chúng ta biết rằng có rất nhiều loại van cầu, chúng được phân chia theo cấu tạo dòng chảy, vật liệu, kiểu kết nối hay phương pháp vận hành. Đôi khi người dùng thường tìm kiếm hoặc đặt tên cho chúng theo cả thương hiệu hoặc xuất xứ của van.

Phân loại theo hình dạng và dòng chảy

Theo hình dạng bên ngoài của van hoặc theo hướng dòng chảy, van cầu được chia làm các loại

Van chữ Z – Dòng chảy theo hướng chữ Z ( Z shaped body – Straight Flow )

Loại van dùng phổ biến cho những dòng chảy thông thường.

Van góc ( van chữ R ) – Dòng chảy theo hướng vuông góc ( R shaped body – Angle Flow )

Do dòng chảy đổi hướng nên áp lực ( tốc độ ) dòng chảy bị giảm nhiều hơn so với van chữ Z

Van 3 ngã ( van chữ T ) – Dòng chảy theo hướng chữ T ( T shaped body – Cross Flow )

Dùng để điều chỉnh dòng lưu chất và có tác dụng trong việc trộn dòng, đặc biệt cần thiết đối với những công ty hóa chất.

Van chữ Y – Dòng chảy xiên theo hướng chữ Y ( Y shaped body – Y Flow )

Áp lực dòng giảm nhiều hơn so với van chữ Z. Phù hợp với những dòng áp lực cao

Phân loại van cầu theo hình dạng và dòng chảy

Phân loại theo hình dạng và dòng chảy van cầu là gì?

Theo vật liệu thân van người ta chia van cầu làm các loại:

Van cầu gang

Loại van cầu được dùng phổ biến, bởi vật liệu gang rẻ hơn các vật liệu kim loại khác, van có tính chịu mài mòn tốt và hấp thụ tiếng ồn. Van cầu yên ngựa gang được dùng cho các hệ thống nước thải, dẫn dầu và khí.

Van cầu inox

Vật liệu inox có giá thành tương đối cao, thường chỉ ứng dụng cho các hệ thống có yêu cầu cao về khả năng chống bám dính, và áp lực cao, có độ bền, đặc biệt là độ bền va đập lớn, để khắc phục tính giòn của gang. Thường dùng với các van có kích thước nhỏ.

Van cầu đồng

Cũng giống van inox, van đồng thường được dùng cho các van có kích thước nhỏ. Bởi tính dễ đúc của đồng và độ bền va đập, đặc biệt là đối với các van có kết nối bằng ren thì van gang khó đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

Van cầu thép 

Chủ yếu dùng cho các hệ thống chịu áp lực lớn, bởi đặc tính cứng bền của thép. Tuy nhiên tính đúc của thép, không dễ như đồng và gang, vì vậy không có nhiều nhà sản xuất có sản phẩm van thép.

Phân loại van cầu theo vật liệu

Tùy theo từng loại vật liệu mà chúng có, phạm vi áp suất và nhiệt độ làm việc khác nhau. Đây là yếu tố cơ bản để lựa chọn loại van phù hợp với nhiệt độ môi trường làm việc, cũng như nhiệt độ và áp suất của dòng lưu chất chảy trong van.

Phạm vi nhiệt độ và áp suất của vật liệu thân van cầu

Mỗi loại vật liêu có đặc tính riêng của nó, vì vậy trong giai đoạn thiết kế hệ thống các chuyên gia sẽ dựa trên các đặc tính vật liệu, để lựa chọn loại van sao cho phù hợp với hệ thống. Không chỉ dựa vào áp lực hệ thống, người ta còn phải dựa vào lưu lượng, cũng như đặc tính của lưu chất để lựa chọn.

Đặc tính vật liệu thân van cầu

Phân loại theo kiểu kết nối

Van cầu chủ yếu được kết nối với ống hoặc thiết bị – máy móc theo các kiểu kết nối cơ bản:

Van cầu kết nối ren trong ( Female thread globe valve )

Kiểu kết nối này thì van ren trong sẽ lắp với ống sẽ là ren ngoài ( male thread ), kiểu lắp ghép ren thường chỉ dùng với ống có đường kính dưới 150mm. Ren được sử dụng thường là ren ống song song hoặc là ren thang. Kiểu kết nối thường dùng với các van inox hoặc van đồng, chủ yếu dùng cho van có kích thước nhỏ đến DN100.

Van cầu kết nối mặt bích ( Flanged globe valve )

Kiểu kết nối mặt bích, dễ dàng lắp đặt và tháo van ra khỏi hệ thống khi sửa chữa, bão dưỡng. Để đảm bảo độ kín người ta dùng gioăng cao su giữa 2 mặt bích, gioăng có thể là phi kim loại, kim loại hoặc là kết hợp cả 2 thành phần. Việc lựa chọn vật liệu gioăng phụ thuộc vào áp lực, nhiệt độ của dòng lưu chất và điều kiện làm việc của van. Với van vật liệu đồng hoặc gang thì mặt bích thường là mặt trơn ( phẳng ), còn với van thép đúc thì mặt bích thường có rảnh – để ép vòng gasket kín hóa chất, một số khác thì tạo một vòng mặt lồi ( male facings ) để tạo mặt tiếp xúc kín lưu chất. Kết nối mặt bích được dùng cho các van có kích thước DN40 trở lên.

Van cầu kết nối hàn socket ( Socket weld globe valve )

Với loại này, đầu ống trơn sẽ được luồn vào đầu socket của van, sau đó được hàn bằng đường hàn mặt ngoài của ống. Kết nối này chỉ được sử dụng cho các van thép, dùng cho các ống có đường kính DN50 trở xuống. Áp dụng chủ yếu cho hệ thống nhiệt độ và áp suất cao, đặc biệt van được dùng cho hệ thống rất ít khi tháo rời hoặc thay thế van.

Van cầu kết nối hàn ( Butt weld globe valve )

Trường hợp này, điểm kết nối của van được vát nghiêng, tương tự như vậy đầu ống kết nối cũng được vát bằng máy, để tạo nên mối hàn hoàn chỉnh khi hàn ống với van.

Thường chỉ dùng cho van thép, ứng dụng trong hệ thống áp suất và nhiệt độ cao, van được yêu cầu sử dụng lâu dài.

Phân loại van cầu theo kiểu kết nối

Phân loại theo hãng sản xuất

Hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất van trên thế giới, đã đưa sản phẩm của họ vào thị trường Việt Nam. Để phục vụ các dự án đầu tư của quốc gia họ tại Việt Nam chúng ta, ngoài ra các nhà sản xuất còn cung cấp cho thị trường đang phát triển này, các sản phẩm mà họ có kinh nghiệm sản xuất. Chúng tôi tự hào là một trong những đơn vị am hiểu sâu sắc về các chủng loại, với các mức giá thành khác nhau, từ đó có thể hỗ trợ khách hàng tìm được sản phẩm phù hợp với nhu cầu, theo đó chúng tôi giới thiệu tới người sử dụng các thương hiệu

Van cầu TOYO Van cầu WONIL
Van cầu KITZ Van cầu ARITA
Van cầu TOMOE Van cầu ARV
Van cầu HITACHI

Phân loại theo xuất xứ

Trong nghành công nghiệp Việt Nam, đặc biệt là các dự án lớn, Nhật Bản với kỹ thuật và chất lượng đã được khẳng định lâu đời. Van Nhật Bản mang lại niềm tin cho người tiêu dùng, mặc dù giá thành tương đối cao. Ngoài Nhật Bản, ViMi cũng cung cấp các loại van có xuất xứ từ các quốc gia có nghành công nghiệp phát triển như Hàn Quốc, Trung Quốc…

Van cầu Nhật Bản Van cầu Trung Quốc
Van cầu Hàn Quốc Van cầu Malaysia

Phân loại theo phương pháp vận hành

Van cầu điều khiển bằng tay ( Operation manual globe valves )

Là dạng điều khiển thông thường, đơn giản nhất trong các loại vận hành van cầu. Đĩa van sẽ được nâng lên hạ xuống, điều chỉnh khoảng cách với ghế van ( Seat ), hoặc siết chặt để đóng hoàn toàn bằng thao tác tay. Với loại này, nơi lắp đặt van phải có không gian cho người vận hành thao tác, cũng như cần thiết kế lối đi cho người vận hành tới vị trí của van. Khi van được lắp đặt ở các vị trí như trong két dầu, két nước, ở xa phòng điều khiển hoặc không gian lối đi tới vị trí van chật hẹp. Đặc biệt khi van cần được thao tác nhanh thì điều khiển bằng tay sẽ gặp nhiều khó khăn và hạn chế, khi đó chúng ta sẽ dùng điều khiển điện hoặc khí nén.

Van cầu điều khiển điện ( Electric control globe valves )

Còn được gọi tắt là van cầu điện, là sự kết hợp giữa van cầu với bộ điều khiển điện. Bộ điều khiển điện sẽ thực hiện truyền động xoay của trục van, từ đó đĩa van sẽ chuyển động tịnh tiến như khi thao tác bằng tay. Loại van này dùng cho trường hợp cần đóng mở nhanh, nơi người vận hành khó thao tác, lối đi tới van hạn chế, hoặc môi trường nơi van lắp đặt không tốt cho sức khỏe của con người. Do điều khiển điện nên cần có hệ thống cấp điện cho van, cũng như phương pháp đảm bảo an toàn điện, chính vì lý do này mà bộ điều khiển điện rất ít khi được dùng cho van lắp đặt ở các nơi có dầu hoặc hơi dầu, két nước, hơi nóng…

Van cầu điều khiển khí nén ( Pneumatic control globe valve )

Van cầu khí nén ( tên gọi tắt ) là sự kết hợp giữa van cầu với bộ điều khiển khí nén, thay cho tay vặn. Van được dùng phổ biến cho những vị trí lắp đặt, mà người vận hành không thể tới hoặc môi trường nơi vận hành độc hại. Loại  này có tác dụng điều khiển từ xa ( Ví dụ: Từ phòng điều khiển ), chủ yếu dùng cho van được lắp đặt trong các két dầu, két nước, khu vực ngoài trời…Để sử dụng bộ điều khiển khí nén, chúng ta cần hệ thống cấp khí nén, hoặc máy cấp khí nén độc lập.

Phân loại van cầu theo phương pháp vận hành

Phân loại theo tiêu chuẩn chế tạo van 

Van tiêu chuẩn ISO International Standards Organization – Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế
Van tiêu chuẩn AWWA American Water and Wastewater works Association – Hiệp hội về nước và nước thải công trình Hoa Kỳ
Van tiêu chuẩn ANSI American National Standard Institute – Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ
Van  tiêu chuẩn API American Petroleum Institute – Viện dầu mỏ Hoa Kỳ
Van tiêu chuẩn ASTM American Society for Testing and Materials – Hiệp hội Hoa Kỳ về kiểm định và Vật liệu
Van tiêu chuẩn ASME American Society Mechanical Engineers – Hiệp hội Kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ
Van tiêu chuẩn BSI British Standards Institute – Viện Tiêu chuẩn Anh,
Van tiêu chuẩn DIN Germany Standards – Đức Tiêu chuẩn
Van tiêu chuẩn EN European National Standards – Tiêu chuẩn quốc gia châu Âu
Van tiêu chuẩn MSS Manufacturers Standardization Society of the valve and fittings industry – Hiệp hội tiêu chuẩn các nhà sản xuất của van và phụ kiện ngành công nghiệp
Van tiêu chuẩn FCI Fluid Control Institute, Inc – Viện kiểm soát chất lỏng, Inc
Van tiêu chuẩn ISA Instrument Society of America – Viện dụng cụ Hoa Kỳ
Van tiêu chuẩn KS Korean Standards – Tiêu chuẩn Hàn Quốc,
Van tiêu chuẩn JIS Japan Industrial Standards – Tiêu chuẩn Công nghiệp Nhật Bản
Van tiêu chuẩn GB China National Standards  – Tiêu chuẩn quốc tế Trung Quốc
Van tiêu chuẩn TISI Thai Industrial Standards Institute  – Tiêu chuẩn Công nghiệp Thái Lan

Với mỗi tiêu chuẩn áp dụng để chế tạo, sẽ cho chất lượng và độ bền van khác nhau. Qui cách kết nối, qui định về các chi tiết cấu thành van cũng phụ thuộc vào tiêu chuẩn áp dụng

Phân loại theo áp suất  

Trên thế giới và tại Việt Nam, áp suất được chia theo các tiêu chuẩn tính khác nhau, được qui định theo các tổ chức công nghiệp khác nhau. Ý nghĩa và cách qui đổi áp suất có thể được minh họa theo bảng dưới đây. Theo đó có các tên gọi như van cầu PN10, PN16, PN20…

Áp suất áp dụng cho van cầu

Ngoài ra tùy theo từng tổ chức tiêu chuẩn công nghiệp, áp suất được định danh khác nhau. Theo đó sẽ có van cầu tiêu chuẩn JIS 5K, 10K, 16K…, van cầu tiêu chuẩn ASME Class 150, #300, #400…, van cầu tiêu chuẩn DIN PN10, PN16, PN25….

Áp suất van cầu theo tiêu chuẩn6. Ưu và nhược điểm của van cầu là gì

Ưu điểm van cầu là gì

✔ Lắp đặt dễ dàng, vận hành đơn giản

Với kiểu kết nối thông dụng ( mặt bích ), việc kết nối đơn giản. Mặt ngoài thân van ghi rõ hướng dòng chảy, nên lắp đặt đúng hướng 1 cách dễ dàng. Việc vận hành bằng tay quay với vô lăng quen thuộc, trên vô lăng ghi rõ hướng ” Mở – Open ” và hướng ” Đóng – Close “, nên dễ hiểu và vận hành bằng tay. Với trường hợp điều khiển tự động thì tương tự như các loại van khác.

✔ Khả năng đóng ngắt tốt, hành trình ngắn, ít rò rỉ tại điểm tiếp xúc của đĩa và ghế

So với van cổng và van bướm thì diện tích bề mặt tiếp xúc của đĩa van và ghế van ( Seat ) nhỏ. Nên giảm thiểu khả năng rò rỉ, thêm vào đó là van chuyển động tịnh tiến thẳng vào Seat nên đóng ngắt nhanh và hành trình ngắn.

✔ Tính điều tiết dòng chảy tốt

Dòng chảy tác dụng trực tiếp vào mặt dưới của đĩa van, tạo nên tính điều tiết dòng tốt

✔ Nhiều chủng loại phù hợp cho nhiều thiết kế đặc biệt là van cầu góc

Van có các dạng chữ Z, chữ Y, van góc và cả van dạng chữ T nên được ứng dụng cho nhiều vị trí với nhiều chức năng khác nhau.

✔ Dễ dàng lắp đặt với các bộ điều khiển, dễ dàng làm lại bề mặt ghế đệm ( Seat )

Thân van cầu được lắp thêm các bộ điều khiển điện, khí nén hoặc dầu áp lực tạo nên bộ van điều khiển tự động hoàn chỉnh.

Ghế đệm có diện tích tiếp xúc với đĩa van nhỏ, nên tiện lợi trong việc bảo dưỡng hoặc làm lại mặt Seat.

✔ Với loại van có đĩa van không gắn với trục, thì van có chức năng như van 1 chiều.

Loại đĩa van không cố định với trục, khi không có dòng chảy hoặc có dòng ngược lại thì đĩa van tự động rơi xuống theo trọng lực, tự động khóa dòng chảy.

Nhược điểm của van cầu là gì

✘ Giá thành cao hơn so với van bướm và van cổng

Để tạo nên những tính năng ưu việt thì van không thể tránh được giá thành cao.

✘ Trọng lượng lớn so với van bướm có cùng kích thước

Với đặc điểm cấu tạo phức tạp hơn so với van bướm, loại van này có trọng lượng lớn hơn nhiều so với van bướm cùng kích thước.

✘ Sụt giảm áp suất hơn so với van bướm và van cổng

Khi dòng lưu chất chảy trong van, sẽ tác động trực tiếp vào đĩa van, do đó gây tổn thất tốc độ dòng chảy cũng như giảm áp lực đầu ra của van.

✘ Cần lực tay quay lớn hoặc bộ truyền động để thay thế với van có kích thước lớn

Những van kích thước lớn, việc vận hành tay vặn bằng sức người là không khả thi.

Khi đó cần có lắp thêm bộ điều khiển khí nén hoặc điều khiển điện, một số trường hợp áp suất dòng lưu chất cao, người ta dùng hệ thống điều khiển dầu áp lực.

✘ Mặt trên của ghế van và mặt dưới đĩa van bị tác động trực tiếp của dòng chảy

Dòng chảy trong van bị tạo bọt khí, gây ra hiện tượng ăn mòn xâm thực ( Cavitation ) ở ghế van ( Seat ), khi chảy ngược chiều thì gây xâm thực góc đĩa van với trục van.

✘ Với đĩa van không gắn cố định với trục, ở trạng thái có dòng chảy tiếng ồn lớn

Loại này đĩa van không cố định nên có chức năng như van 1 chiều, tuy nhiên khi ở trạng thái mở dòng chảy thì tiếng ồn phát ra do va chạm giữa đĩa van và trục van.

7. Ứng dụng của van cầu là gì

Van cầu được ứng dụng trong cả đời sống sinh hoạt hàng ngày, nhưng được sử dụng phổ biến hơn trong công nghiệp với những ứng dụng điển hình

Trong hệ thống làm mát bằng nước, nơi dòng chảy cần được điều tiết

Trong 1 số hệ thống máy điều hòa hoặc máy bơm dầu áp lực, máy được làm mát bằng hệ thống nước tuần hoàn. Khi đó hệ thống nước làm mát được bơm để vào máy cần điều tiết dòng bằng van cầu. Đặc biệt trong một số hệ thống của tàu biển như: Hệ thống nước dằn tàu, hệ thống làm mát trục chân vịt..

Hệ thống dầu nhiên liệu, nơi van được vận hành thường xuyên đóng mở, rò rỉ là vấn đề nghiêm trọng

Với hệ thống này, dầu nhiên liệu được cấp vào liên tục sau khi máy đã tiêu thụ hết. Quá trình vận hành thường xuyên xảy ra. Việc rò rỉ dầu rõ ràng là rất nghiêm trọng, vì nó gây ô nhiễm môi trường, có nguy cơ cao xảy ra cháy nổ.

Nơi có cao độ của hệ thống thông hơi, hoặc vị trí thấp của hệ thống thải

Với hệ thống thông hơi, nơi có cao độ lớn áp suất hơi được dồn nén nhiều. Ngược lại ở vị trí thấp với hệ thống thải ( nước thải hoặc dầu thải ), áp suất chất thải lỏng cũng tương tự. Van đóng mở cần được kiểm soát an toàn, khả năng chống rò rỉ tốt.

Hệ thống nước cấp, hệ thống hóa chất, tách khí ngưng hay nước đọng

Với những hệ thống này, việc rò rỉ nước cấp ( nước sạch ) gây tổn thất lớn về mặt kinh tế, rò rỉ hóa chất gây nguy hiểm cho con người, công trình và môi trường. Riêng đối với những van ở vị trí tách khí ngưng hay nước đọng, việc rò rỉ sẽ ảnh hưởng tới toàn hệ thống.

Lỗ thông hơi và ống thoát nước thải của nồi hơi, thoát nước cho đường ống hơi nóng chính.

Trên các thiết bị nồi hơi, hơi nóng luôn có lẫn nước, chúng được tách ra để đảm bảo hơi nóng không lẫn nước, tăng độ bền cho các thiết bị vận hành hơi nóng. Nước cần được tách ra khỏi hệ đường ống hơi nóng chính. Tại những vị trí tách nước được lắp đặt van và van cầu là lựa chọn tối ưu để đảm bảo không rò rỉ.

Hệ thống dầu bôi trơn cho tuabin

Với hệ thống dầu bôi trơn, dầu được bơm định kỳ hoặc được điều tiết dòng để bơm liên tục. Vì vậy van sử dụng cho hệ thống này ưu tiên dùng van cầu

8. Hướng dẫn lựa chọn van cầu

Dựa trên những ứng dụng cơ bản của van cầu, cũng như các ưu nhược điểm phân tích ở trên. Chúng ta lựa chọn van cầu phù hợp, ngay từ giai đoạn thiết kế cơ bản. Hoặc ở giai đoạn tạo Spec, đối với các dự án công nghiệp hoặc các công trình kỹ thuật. Sau khi đã chọn lựa van cầu, để mua được đúng chủng loại chúng ta cần nắm bắt cụ thể.

Vị trí lắp đặt

Vị trí lắp đặt sẽ cho chúng ta biết nên lựa chọn vật hành bằng tay hay điều khiển tự động. Vị trí khai thác van là ngoài trời, hay bên trong công trình. Môi trường làm việc có ảnh hưởng tới việc vận hành.

Phương pháp vận hành

Điều khiển bằng tay, điều khiển tự động khí nén,  điều khiển điện từ, hoặc điều khiển điện tuyến tính.

Tiêu chuẩn áp dụng trên hệ thống

Nếu van và hệ thống đường ống không cùng tiêu chuẩn áp dụng, thì phần lớn sẽ không lắp được với nhau. Chính vì lý do đó, các nhà sản xuất cũng sẽ sản xuất cùng 1 thân van, nhưng có bộ phận kết nối áp dụng theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau.

Áp suất và nhiệt độ của dòng lưu chất.

Để đảm bảo van không bị nổ, nứt vỡ hoặc biến dạng, cần xác định áp suất tối đa, nhiệt độ tối thiểu, tối đa.

Kích thước đường ống kết nối và phương pháp kết nối.

Kích thước và phương pháp kết nối là thông số cuối cùng cần biết để chọn mua van. Những thông số này phụ thuộc hoàn toàn vào kích thước đường ống, cũng như kiểu kết nối với ống.

9. Hướng dẫn cách lắp đặt và bảo trì van cầu

Hướng dẫn lắp đặt

Xác định rõ hướng dòng chảy là việc rất quan trọng. Với loại đĩa van không cố định với trục, thì tuyệt đối hướng tay van phải đặt lên trên.

Lưu ý: Hướng tay van, sao cho thuận tiện khi khai thác đặc biệt là tư thế của người khai thác. Không gian tháo lắp khi thay thế, bảo dưỡng sau khi hệ thống đã đưa vào khai thác.

Đối với van kết nối ren:

Phải đảm bảo chủng loại và bước ren phải giống nhau

Đối với van kết nối hàn:

Chuẩn bị dụng cụ, vật liệu và máy hàn

Quá trình lắp đặt tại công trường:

Bước 1.

✔ Loại bỏ các mảnh vụn hoặc các chất rắn ra khỏi van.

✔ Lau sạch bề mặt tiêp xúc với ống, cũng như làm sạch mối nối ống, trước khi lắp đặt.

✔ Đảm bảo trong van không có hơi ẩm hoặc nước.

Bước 2.

✔ Siết nhẹ lần lượt các bu lông kết nối giữa mặt bích đường ống và van, với van kết nối mặt bích.

✔ Sau đó tăng dần độ siết để đảm bảo độ chắc chắn và không rò rỉ ở mặt kết nối.

✔ Thực hiện nối ren – kết nối ren hoặc hàn – kết nối hàn socket hoặc hàn đối đầu.

Bước 3.

✔ Kiểm tra khả năng chống rò rỉ, bằng cách tăng dần áp suất tới mức tối đa và tăng giảm nhiệt độ dòng lưu chất nếu cần thiết.

✔ Quy trình kiểm tra có thể phụ thuộc vào từng nhà thầu, từng chủ đầu tư hoặc nhà máy.

Hướng dẫn bảo trì, bảo dưỡng van cầu

✽ Lịch trình kiểm tra định kỳ

Để đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất của van, chúng ta cần xây dựng lịch trình kiểm tra bảo dưỡng cho van và hệ thống.

Kiểm tra thường xuyên theo lịch kiểm tra định kỳ, đặc biệt là tại những bộ phận có chuyển động.

✽ Khi kiểm tra

Khi kiểm tra định kỳ cần lưu ý những vị trí có khả năng rò rỉ.

Kiểm tra và bổ sung dầu mỡ bôi trơn tại các vị trí cổ van, nơi có thường xuyên có chuyển động xoay hoặc chuyển động tịnh tiến.

✽ Khi bảo dưỡng, thay thế

Khi cần tháo lắp để thay thế hoặc bảo dưỡng, cần lưu ý không gian đặt van đang sử dụng.

Chuẩn bị xích, tời nếu cần thiết – đối với những van lớn có trọng lượng và kích thước lớn. Cần đặc biệt lưu ý với đĩa van và seat

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.