Trong hệ thống đường ống công nghiệp, van cầu được sử dụng không chỉ để đóng mở mà còn để điều chỉnh lưu lượng môi chất. Khả năng này đến từ cấu tạo cho phép đĩa van dịch chuyển tương đối với ghế van, tạo ra khoảng thông dòng lớn hoặc nhỏ tùy theo vị trí vận hành.
Tuy nhiên, khi van cầu được sử dụng để điều tiết liên tục, bộ phận tiết lưu phải chịu tác động trực tiếp của dòng chảy. Tốc độ dòng môi chất, chênh lệch áp suất và đặc tính của chất lỏng hoặc khí đều có thể ảnh hưởng đến độ bền của đĩa van, ghế van và các chi tiết liên quan.
Vậy dòng chảy tác động lên bộ phận tiết lưu như thế nào? Vì sao một chiếc van vẫn đóng mở được nhưng khả năng điều tiết lại giảm sau thời gian sử dụng?
1. Bộ phận tiết lưu trong van cầu gồm những chi tiết nào?
Bộ phận tiết lưu của van cầu chủ yếu liên quan đến đĩa van, ghế van và khoảng hở giữa hai chi tiết này. Khi người vận hành xoay tay quay hoặc sử dụng bộ truyền động, trục van dịch chuyển đĩa van lên hoặc xuống, làm thay đổi tiết diện dòng chảy.
Khi van mở rộng, môi chất đi qua với mức cản trở thấp hơn so với trạng thái mở nhỏ. Khi van chỉ mở một phần, dòng chảy phải đi qua một khoảng hẹp hơn, khiến vận tốc cục bộ và sự phân bố áp suất thay đổi.
Cấu tạo đĩa van có thể khác nhau tùy thiết kế, chẳng hạn đĩa dạng nút, dạng parabol hoặc các cấu hình chuyên dụng cho điều tiết. Hình dạng này ảnh hưởng đến đặc tính lưu lượng và khả năng kiểm soát dòng chảy.
Vì vậy, không phải mọi van cầu đều có khả năng điều tiết giống nhau. Van được thiết kế chủ yếu để đóng mở có thể không phù hợp với nhiệm vụ điều tiết liên tục trong điều kiện chênh lệch áp suất lớn.
2. Dòng chảy tác động lên bộ phận tiết lưu theo những cách nào?
Tăng vận tốc cục bộ khi van mở nhỏ
Khi môi chất đi qua khe hẹp giữa đĩa và ghế van, vận tốc tại khu vực này có thể tăng lên đáng kể. Sự thay đổi vận tốc kéo theo thay đổi áp suất và tạo ra trường dòng phức tạp bên trong thân van.
Nếu dòng môi chất chứa hạt rắn, các hạt này có thể va chạm với bề mặt tiết lưu, làm tăng nguy cơ xói mòn. Mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào kích thước hạt, nồng độ, vận tốc và vật liệu của các chi tiết.
Ngay cả khi môi chất tương đối sạch, việc vận hành lâu dài trong điều kiện không phù hợp cũng có thể làm thay đổi hình dạng bề mặt tiếp xúc, ảnh hưởng đến khả năng đóng kín và điều tiết.
Chênh lệch áp suất tạo tải lên đĩa van
Khi áp suất phía trước và phía sau van khác nhau, đĩa van chịu tác động của lực thủy động và lực do chênh lệch áp suất. Các lực này có thể làm tăng mô-men vận hành hoặc tạo tải đáng kể lên trục và bộ truyền động.
Nếu van thường xuyên hoạt động ở độ mở nhỏ với chênh lệch áp suất cao, điều kiện dòng chảy tại vùng tiết lưu có thể trở nên khắc nghiệt. Do đó, cần kiểm tra khả năng điều tiết của đúng model van theo lưu lượng và điều kiện áp suất dự kiến.
Rung động và tiếng ồn xuất hiện khi dòng chảy mất ổn định
Dòng chảy qua khe tiết lưu có thể tạo ra vùng xoáy, dao động áp suất và lực không ổn định lên đĩa van. Trong một số điều kiện, các hiện tượng này gây rung, tiếng ồn hoặc làm tăng tải cơ học lên các chi tiết.
Nếu rung động kéo dài, cần kiểm tra cả van, giá đỡ đường ống, bộ truyền động và điều kiện vận hành. Không nên mặc định mọi tiếng ồn đều xuất phát từ chất lượng van, bởi đường ống, bơm và các thiết bị lân cận cũng có thể là nguyên nhân.
3. Vì sao bộ phận tiết lưu có thể bị hư hỏng dù van vẫn đóng mở bình thường?
Một chiếc van có thể vẫn xoay tay quay hoặc nhận tín hiệu điều khiển bình thường nhưng bề mặt tiết lưu đã bị mài mòn. Khi ghế van và đĩa van không còn giữ được hình dạng ban đầu, lưu lượng qua van ở cùng một độ mở có thể thay đổi.
Nếu bề mặt làm kín bị hư hỏng, van có thể xuất hiện rò rỉ khi đóng. Trong trường hợp mài mòn không đồng đều, đặc tính điều tiết cũng có thể mất ổn định, khiến lưu lượng thay đổi nhiều hơn dự kiến khi điều chỉnh vị trí đĩa.
Với môi chất có khả năng tạo cặn hoặc chứa hạt rắn, cần kiểm tra nguy cơ tích tụ tại các vị trí bên trong van. Với hệ thống chất lỏng có áp suất giảm mạnh qua vùng tiết lưu, cần đánh giá nguy cơ xâm thực. Hiện tượng này xảy ra khi áp suất cục bộ giảm xuống dưới áp suất hơi của chất lỏng, tạo bọt hơi rồi các bọt có thể sụp đổ khi đi đến vùng áp suất cao hơn.
Xâm thực có thể gây tiếng ồn, rung và hư hại bề mặt. Đối với dòng khí hoặc hơi, hiện tượng nghẹt dòng và tiếng ồn khí động cũng cần được xem xét theo điều kiện cụ thể.
4. Chọn van cầu thế nào để bộ phận tiết lưu làm việc bền hơn?
Trước khi lựa chọn van cầu, cần xác định rõ môi chất, nhiệt độ, áp suất đầu vào, áp suất đầu ra và dải lưu lượng yêu cầu. Những thông số này giúp đánh giá van có làm việc ổn định ở độ mở dự kiến hay không.
Đối với ứng dụng điều tiết thường xuyên, nên ưu tiên loại van có đặc tính lưu lượng phù hợp với yêu cầu điều khiển. Nếu chênh lệch áp suất lớn, cần xem xét thiết kế đĩa và ghế van, vật liệu chống mài mòn và khả năng kiểm soát tiếng ồn theo điều kiện thực tế.
Ngoài ra, phải kiểm tra vật liệu thân van, đĩa van, ghế van và bộ phận làm kín theo môi chất. Một chiếc van phù hợp với nước sạch chưa chắc đáp ứng được dòng hơi nóng, chất lỏng có hạt rắn hoặc môi trường có tính ăn mòn.
5. Dấu hiệu cần kiểm tra bộ phận tiết lưu
Một số dấu hiệu đáng chú ý gồm:
- Lưu lượng thay đổi dù vị trí điều khiển không đổi.
- Van đóng nhưng vẫn có dòng rò vượt yêu cầu.
- Xuất hiện tiếng ồn hoặc rung động bất thường.
- Bộ truyền động cần mô-men lớn hơn trước.
- Bề mặt đĩa hoặc ghế van có dấu hiệu xói mòn, rỗ hoặc biến dạng.
Khi xuất hiện những biểu hiện này, cần kiểm tra trong điều kiện an toàn, đối chiếu thông số vận hành và đánh giá tình trạng bên trong van. Việc thay thế chỉ một chi tiết có thể không giải quyết triệt để vấn đề nếu nguyên nhân gốc là chênh lệch áp suất quá lớn hoặc lựa chọn sai loại van.
Mua Van Chính Hãng – Nguyễn Liêu Cung Cấp Van Hàng Đầu Việt Nam
Bộ phận tiết lưu trong van cầu chịu tác động trực tiếp của vận tốc dòng chảy, chênh lệch áp suất và đặc tính môi chất. Khi các điều kiện này vượt quá khả năng thiết kế, đĩa van và ghế van có thể bị mài mòn, rung động hoặc suy giảm khả năng làm kín.
Lựa chọn van cầu phù hợp cần dựa trên chế độ đóng mở, yêu cầu điều tiết và thông số vận hành thực tế, không chỉ dựa vào kích thước DN.
Công ty TNHH Thương mại & Kỹ thuật Nguyễn Liêu hỗ trợ tư vấn lựa chọn van cầu và các dòng van công nghiệp phù hợp với yêu cầu đường ống và ứng dụng sản xuất.
Khi van cầu rung lúc điều tiết, đừng vội kết luận van bị lỗi.
Tiếng rung có thể liên quan đến độ mở van, tốc độ dòng chảy, chênh áp, lưu lượng, đường ống hoặc chính đặc tính vận hành của hệ thống.
Một van điều tiết tốt không chỉ cần đúng kích thước và vật liệu mà còn phải được lựa chọn và vận hành trong điều kiện phù hợp.
Nguyễn Liêu cung cấp các dòng van cầu, van cửa, van bướm và van công nghiệp phục vụ nhiều hệ thống đường ống, đồng thời hỗ trợ lựa chọn van theo thông số kỹ thuật thực tế.
Nói tới Nguyễn Liêu là an tâm sản xuất.
CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI & KỸ THUẬT NGUYỄN LIÊU
Website: https://vancongnghiep.vn
SĐT/Zalo: 0915 140 011 – 0913 635 530
Email: nguyenlieu@vancongnghiep.vn
Nói tới Nguyễn Liêu là an tâm sản xuất.
