Cách lựa chọn van cửa phù hợp cho hệ thống đường ống?

Trong các hệ thống đường ống công nghiệp và dân dụng, van cửa đóng vai trò then chốt trong việc kiểm soát dòng chảy của chất lỏng và khí. Lựa chọn loại van cửa phù hợp không chỉ đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu mà còn kéo dài tuổi thọ và độ bền của hệ thống. Tuy nhiên, với nhiều loại van cửa trên thị trường, việc đưa ra quyết định đúng đắn có thể trở nên khó khăn. Bài viết Sắt Thép Biên Hòa chúng tôi này sẽ hướng dẫn bạn cách lựa chọn van cửa phù hợp nhất cho hệ thống đường ống của mình, giúp tối ưu hóa hiệu quả hoạt động và đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống.

Khái niệm van cửa là gì?

Van cửa hay còn gọi là van cổng là một thiết bị cơ khí dùng để điều khiển dòng chảy của chất lỏng hoặc khí trong hệ thống đường ống. Van cửa được thiết kế với một cánh cửa hoặc một cổng phẳng di chuyển lên xuống để mở hoặc đóng dòng chảy. Khi van mở hoàn toàn, cánh cửa được nâng lên khỏi đường dẫn dòng chảy, cho phép chất lỏng hoặc khí đi qua mà không bị cản trở. Khi van đóng, cánh cửa được hạ xuống chặn kín đường dẫn, ngăn chặn hoàn toàn dòng chảy.

Nguyên lý hoạt động của van cửa

Van cửa hoạt động theo nguyên lý đóng mở dựa trên chuyển động lên xuống của cánh cửa van. Khi quay tay quay hoặc kích hoạt cơ cấu điều khiển, trục van sẽ di chuyển cánh cửa theo chiều thẳng đứng. Nguyên lý hoạt động của van cửa được mô tả như sau:

• Khi van mở: Cánh cửa được nâng lên, tách khỏi bề mặt ghế van (seat) cho phép dòng chảy lưu thông qua đường ống một cách tự do. Khi van được mở hoàn toàn, nó không gây ra sự cản trở nào, do đó tổn thất áp suất rất nhỏ.
• Khi van đóng: Cánh cửa di chuyển xuống và áp sát vào bề mặt ghế van, ngăn chặn hoàn toàn dòng chảy. Van cổng thường không được thiết kế để điều chỉnh lưu lượng, vì khi mở một phần, cánh cửa nằm trong đường dẫn dòng chảy, có thể gây ra sự mài mòn và tổn thất áp suất.

Van cổng thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu van mở hoặc đóng hoàn toàn, chẳng hạn như trong hệ thống cấp nước, thoát nước, hóa chất, dầu khí, và hơi nước. Nó ít được sử dụng để điều tiết dòng chảy do khả năng kiểm soát lưu lượng kém khi van chỉ mở một phần.

Các loại van cửa phổ biến

Van cửa có nhiều loại khác nhau, tùy thuộc vào vật liệu chế tạo và ứng dụng cụ thể. Dưới đây là một số loại van cửa, van cổng phổ biến:

1. Van cửa đồng

Van cửa đồng được chế tạo từ vật liệu đồng, nổi bật với khả năng chống ăn mòn tốt, trọng lượng nhẹ và dễ gia công. Loại van này thường được ứng dụng trong các hệ thống cung cấp nước sạch, nước nóng và nước lạnh trong cả môi trường dân dụng lẫn công nghiệp nhẹ.

Nhờ vào đặc tính chống ăn mòn vượt trội của đồng, van cổng đồng là lựa chọn lý tưởng cho các hệ thống ống dẫn nước sinh hoạt và những ứng dụng yêu cầu độ bền cao trong môi trường nước không ăn mòn.

2. Van cửa gang

Van cửa gang được làm từ gang, một vật liệu có độ bền cao và khả năng chịu áp suất lớn, đồng thời có chi phí thấp hơn so với các loại van bằng kim loại khác. Van cổng gang rất phù hợp cho các hệ thống cấp thoát nước, xử lý nước thải, và những ứng dụng không yêu cầu độ kín cao.

Mặc dù van có khả năng chịu đựng các môi trường khắc nghiệt với tải trọng cơ học lớn, nó không phải là sự lựa chọn tốt cho các môi trường có tính ăn mòn cao.

3. Van cửa inox

Van cửa inox, chế tạo từ thép không gỉ (inox), nổi bật với khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt tốt. Loại van này thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, hóa chất, và những môi trường yêu cầu vệ sinh cao hoặc có tính ăn mòn mạnh.

Van cổng inox đặc biệt hữu ích trong các hệ thống dẫn nước sạch, nước biển, hóa chất và những ứng dụng yêu cầu độ sạch cao.

4. Van cửa thép

Van cửa thép được chế tạo từ thép carbon hoặc thép hợp kim, nổi bật với độ bền cao và khả năng chịu áp suất tốt. Loại van này thường nặng hơn và chắc chắn hơn so với các loại van cửa bằng đồng và gang. Van cổng thép được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống dầu khí, hơi nước, và các môi trường có áp suất và nhiệt độ cao.

Đây là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu độ bền và khả năng chịu đựng khắc nghiệt, chẳng hạn như trong các hệ thống dẫn dầu, khí, và hơi nước trong ngành công nghiệp nặng.

Cách lựa chọn van cửa phù hợp cho hệ thống đường ống

1. Chất liệu của van cửa

• Thép: Van cửa thép, chế tạo từ thép carbon hoặc thép hợp kim, nổi bật với độ bền cao và khả năng chịu áp suất tốt. Chúng thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ bền và chịu đựng khắc nghiệt như hệ thống dẫn dầu, khí, hơi nước. Tuy nhiên, thép có thể bị ăn mòn trong môi trường có tính ăn mòn cao nếu không được bảo vệ hoặc sơn phủ.
• Inox (Thép không gỉ): Van cửa inox được làm từ thép không gỉ, nổi bật với khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt tốt. Đây là sự lựa chọn lý tưởng cho các môi trường có tính ăn mòn mạnh hoặc yêu cầu vệ sinh cao, chẳng hạn như trong ngành công nghiệp thực phẩm và hóa chất. Tuy nhiên, van inox có chi phí cao hơn và có thể không phải là lựa chọn tốt cho các ứng dụng yêu cầu chịu áp suất cực cao.
• Đồng: Van cửa đồng có khả năng chống ăn mòn tốt và dễ gia công. Thường được sử dụng trong các hệ thống nước sạch, nước nóng và nước lạnh trong dân dụng và công nghiệp nhẹ. Đồng không thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu chịu áp suất và nhiệt độ cao, và có thể bị ăn mòn trong môi trường hóa chất nhất định.
• Gang: Van cửa gang nổi bật với độ bền cao và khả năng chịu áp suất lớn. Chúng thường được sử dụng trong các hệ thống cấp thoát nước và xử lý nước thải. Tuy nhiên, gang không chống ăn mòn tốt như đồng hoặc inox và có thể bị gỉ sét khi tiếp xúc với môi trường ẩm ướt hoặc hóa chất.

2. Kích thước của van cửa

Lựa chọn kích thước van cần phù hợp với kích thước của đường ống để đảm bảo dòng chảy thông suốt và hiệu quả. Kích thước của van cửa thường được xác định dựa trên đường kính ống mà nó kết nối với, bao gồm các thông số quan trọng như chiều dài tổng thể, chiều cao, chiều rộng, kích thước tay quay hoặc cơ cấu điều khiển, và khối lượng của van.

Bảng kích thước van cửa kết nối ren

Bảng kích thước van cửa kết nối ren
Đường kính danh nghĩa (DN)	Chiều dài tổng thể (L)	Chiều cao (H)	Chiều rộng (W)	Tay quay / điều khiển (mm)	Khối lượng (kg)
DN 15 (1/2")	85	80	60	100	0.8
DN 20 (3/4")	100	90	70	120	1.2
DN 25 (1")	120	110	80	140	1.8
DN 50 (2")	150	130	100	180	5
DN 80 (3")	200	160	120	220	10
DN 100 (4")	250	180	150	260	20

Bảng kích thước van cửa kết nối mặt bích

Bảng kích thước van cửa kết nối mặt bích
Đường kính danh nghĩa (DN)	Chiều dài tổng thể (L)	Chiều cao (H)	Chiều rộng (W)	Tay quay / điều khiển (mm)	Khối lượng (kg)
DN 50 (2")	160	140	110	190	6
DN 80 (3")	210	170	130	230	12
DN 100 (4")	260	190	160	270	24
DN 150 (6")	320	250	200	320	45
DN 200 (8")	380	280	220	370	75
DN 219 (8.5")	400	300	240	400	100

3. Áp suất làm việc của van 

Van cổng gate valve cần được chọn sao cho phù hợp với áp suất và nhiệt độ làm việc của hệ thống. Đảm bảo rằng van có thể chịu được áp suất tối đa và nhiệt độ của hệ thống mà không bị hỏng hóc. Các thông số này thường được nhà sản xuất cung cấp trong bảng thông số kỹ thuật của van.

Bảng tra áp suất phổ biến của van cửa
Tiêu chuẩn PN	Áp suất làm việc tối đa (bar)	Kích thước (mm)	Thông tin áp suất
PN 10	10	50 - 400	Chịu được áp suất làm việc tối đa là 10 bar.
			Thích hợp cho các hệ thống có áp suất thấp.
PN 16	16	15 - 219	Chịu được áp suất làm việc tối đa là 16 bar.
			Được sử dụng cho các ứng dụng có áp suất vừa phải.
PN 25	25	50 - 200	Chịu được áp suất làm việc tối đa là 25 bar.
			Được sử dụng cho các hệ thống cần chịu áp suất cao hơn.
PN 40	40	50 - 219	Chịu được áp suất làm việc tối đa là 40 bar.
			Thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ bền cao và chịu áp suất cao.

4. Loại kết nối của van cửa gate valve 

• Kết nối ren: Loại kết nối này thường dễ lắp đặt và tháo gỡ, phù hợp với các ứng dụng cần thay thế hoặc bảo trì thường xuyên. Tuy nhiên, kết nối ren có thể không phù hợp cho các ứng dụng chịu áp suất cao hoặc môi trường khắc nghiệt.
• Kết nối mặt bích: Kết nối mặt bích cung cấp độ kín cao và khả năng chịu áp suất lớn, thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp nặng. Đặc biệt phù hợp cho các hệ thống có yêu cầu lắp đặt cố định và không cần tháo lắp thường xuyên.
• Kết nối hàn: Kết nối hàn tạo ra một mối nối chắc chắn và kín tuyệt đối, phù hợp cho các hệ thống yêu cầu độ bền cao và khả năng chống rò rỉ. Tuy nhiên, việc lắp đặt và tháo gỡ loại kết nối này có thể phức tạp hơn và yêu cầu kỹ thuật hàn chuyên nghiệp.

5. Chức năng và yêu cầu kỹ thuật của hệ thống

• Tần suất sử dụng và yêu cầu đóng mở: Xác định tần suất sử dụng của van cửa trong hệ thống. Nếu van cần được mở hoặc đóng thường xuyên, cần chọn loại van có thiết kế bền bỉ và dễ vận hành. Đối với van ít sử dụng, yêu cầu về độ bền có thể thấp hơn.
• Mức độ chịu mài mòn và yêu cầu về độ kín: Van cổng phải đáp ứng các yêu cầu về mức độ chịu mài mòn của chất lỏng hoặc khí trong hệ thống và đảm bảo độ kín khi đóng. Các ứng dụng yêu cầu độ kín cao cần van với thiết kế và vật liệu phù hợp để ngăn chặn rò rỉ hiệu quả.

6. Chất lượng và thương hiệu của sản phẩm

Chọn van cửa từ các nhà sản xuất có uy tín để đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm. Các nhà sản xuất uy tín thường cung cấp sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng cao và có bảo hành đáng tin cậy. Kiểm tra các chứng chỉ chất lượng và tiêu chuẩn mà van đáp ứng, chẳng hạn như ISO, ANSI, API, JIS, để đảm bảo sản phẩm đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và an toàn của hệ thống. Những chứng chỉ này chứng minh rằng gate valve đã được kiểm tra và chứng nhận về chất lượng và hiệu suất.

Những bước lắp đặt van cửa cơ bản

Bước 1: Chuẩn bị công cụ và vật liệu

• Công cụ cần thiết: Cờ lê, kìm, búa cao su, thiết bị đo, băng dán hoặc keo dán ren, vòng đệm, gioăng.
• Vật liệu: Van cửa, phụ kiện kết nối (nếu có), gioăng kín, bu lông, đai ốc, vòng đệm.

Bước 2: Chuẩn bị đường ống

• Kiểm tra đường ống: Đảm bảo đường ống không có rỉ sét, bụi bẩn, hoặc cặn bã. Sử dụng bàn chải và dung dịch tẩy rửa nếu cần thiết.
• Kích thước và kiểu kết nối: Đo đường kính và kiểu kết nối của đường ống để chọn van cổng phù hợp.

Bước 3: Lắp đặt van

Đối với van cửa kết nối mặt bích:

• Đặt van vào vị trí trên mặt bích của đường ống.
• Đảm bảo rằng các lỗ mặt bích của van và đường ống khớp với nhau.
• Đặt vòng đệm vào giữa van và mặt bích để đảm bảo kín.
• Gắn bu lông và đai ốc vào các lỗ mặt bích và siết chặt theo hình chóp, bắt đầu từ trung tâm và di chuyển ra ngoài để phân bố lực đều.

Đối với van cửa kết nối ren:

• Xoáy van vào các kết nối ren của đường ống.
• Sử dụng băng dán hoặc keo dán ren để đảm bảo kín và tránh rò rỉ.
• Vặn van chặt bằng tay hoặc công cụ, nhưng tránh quá siết để không làm hỏng ren.

Bước 4: Kiểm tra van

• Mở và đóng van từ từ để kiểm tra hoạt động của cơ cấu điều khiển và phát hiện rò rỉ.
• Kiểm tra các khu vực kết nối để đảm bảo không có chất lỏng rò rỉ ra ngoài.

Bước 5: Thực hiện vận hành thử

• Mở van một cách từ từ để kiểm tra khả năng hoạt động và lưu lượng của van.
• Quan sát van trong quá trình vận hành để đảm bảo không có dấu hiệu của sự rò rỉ, kẹt hay hoạt động bất thường.

Những lưu ý khi sữ dụng van cửa (gate valve) đúng cách

1. Sử dụng đúng cách:

• Tránh mở/đóng nhanh: Khi sử dụng van, tránh việc mở hoặc đóng quá nhanh, vì điều này có thể gây ra sốc áp suất, làm hư hỏng van và hệ thống. Hãy thực hiện thao tác mở hoặc đóng từ từ để giảm áp lực lên van.
• Tuân thủ phạm vi áp suất: Đảm bảo không vượt quá áp suất làm việc tối đa của van. Nếu cần thiết, sử dụng thiết bị điều chỉnh áp suất để duy trì áp suất trong phạm vi an toàn của van.

2. Kiểm soát áp suất:

• Giám sát áp suất hệ thống: Sử dụng đồng hồ đo áp suất để theo dõi áp suất trong hệ thống, đảm bảo rằng nó luôn nằm trong phạm vi an toàn quy định cho van.
• Sử dụng thiết bị bảo vệ: Cài đặt các thiết bị bảo vệ như van giảm áp hoặc van an toàn nếu hệ thống có thể trải qua các biến động áp suất đột ngột.

3. Bảo vệ van khỏi môi trường ăn mòn:

• Chống ăn mòn: Nếu van lắp đặt trong môi trường có tính ăn mòn cao, đảm bảo rằng van được trang bị lớp bảo vệ hoặc chất chống ăn mòn phù hợp để kéo dài tuổi thọ của van.
• Bảo trì định kỳ: Thực hiện bảo trì thường xuyên để phát hiện và xử lý các dấu hiệu của ăn mòn. Kiểm tra van thường xuyên để đảm bảo nó không bị ảnh hưởng bởi môi trường ăn mòn.

4. Làm sạch định kỳ:

• Vệ sinh bề mặt: Lau chùi và loại bỏ bụi bẩn, cặn bã bám trên bề mặt van bằng khăn mềm và dung dịch tẩy rửa nhẹ. Điều này giúp duy trì sự sạch sẽ và hiệu suất của van.
• Đảm bảo không có tắc nghẽn: Đảm bảo van không bị tắc nghẽn bởi cặn bẩn hoặc các chất lạ. Kiểm tra bên trong van nếu cần thiết để đảm bảo dòng chảy không bị cản trở.

5. Kiểm tra rò rỉ:

• Kiểm tra định kỳ: Thực hiện kiểm tra thường xuyên để phát hiện bất kỳ dấu hiệu nào của sự rò rỉ ở các kết nối và gioăng của van.
• Sửa chữa ngay lập tức: Nếu phát hiện có rò rỉ, tạm ngừng hệ thống và thực hiện sửa chữa hoặc thay thế các bộ phận bị lỗi để ngăn ngừa tổn thất và đảm bảo hoạt động an toàn.

6. Bảo dưỡng cơ cấu điều khiển:

• Kiểm tra tay quay và động cơ: Đảm bảo tay quay hoặc cơ cấu điều khiển hoạt động một cách trơn tru và không bị kẹt. Đảm bảo các bộ phận chuyển động hoạt động đúng cách để không gây ra vấn đề trong việc điều khiển van.
• Bôi trơn: Bôi trơn các bộ phận chuyển động của van theo khuyến nghị của nhà sản xuất. Điều này giúp giảm ma sát, mài mòn và giữ cho van hoạt động hiệu quả.

7. Kiểm tra và thay thế gioăng:

• Kiểm tra định kỳ: Định kỳ kiểm tra các gioăng và vòng đệm của van để phát hiện dấu hiệu mài mòn hoặc hư hỏng.
• Thay thế kịp thời: Thay thế gioăng và vòng đệm khi chúng trở nên mòn hoặc bị hỏng để duy trì tính kín và hiệu suất của van.

8. Vệ sinh định kỳ:

• Vệ sinh bên ngoài: Lau chùi bề mặt van và khu vực xung quanh để loại bỏ bụi bẩn và chất lỏng tích tụ. Việc vệ sinh thường xuyên giúp ngăn ngừa sự tích tụ có thể gây ảnh hưởng đến hoạt động của van.
• Kiểm tra bên trong: Định kỳ kiểm tra bên trong van để đảm bảo không có cặn bẩn hoặc các vật thể lạ có thể làm cản trở hoạt động của van.

9. Kiểm tra định kỳ:

• Kiểm tra toàn diện: Thực hiện kiểm tra toàn diện định kỳ để đánh giá tình trạng của van và hệ thống. Ghi lại các thông số và sự cố để theo dõi hiệu suất và tình trạng của van.
• Bảo trì dự phòng: Lên kế hoạch bảo trì dự phòng để xử lý các vấn đề trước khi chúng trở thành sự cố nghiêm trọng. Điều này giúp đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và giảm thiểu rủi ro hỏng hóc.

Kết Bài