Van bi: 7 loại, vật liệu và hướng dẫn lựa chọn
Van bi hoạt động như thế nào?
Van này có một quả cầu với một lỗ khoan xuyên qua tâm. Khi lỗ khoan này nằm thẳng hàng với đường ống, chất lỏng sẽ chảy qua. Việc xoay trục van 90 độ sẽ di chuyển phần rắn của quả cầu ngang qua đường dẫn dòng chảy và đóng van lại.
Các van có đệm ghế mềm có thể đảm bảo khả năng đóng kín hoàn toàn trong các ứng dụng phù hợp. Các thiết kế có đệm ghế kim loại được xem xét trong trường hợp nhiệt độ, độ mài mòn hoặc điều kiện vận hành vượt quá giới hạn của đệm ghế polymer. Van bi chủ yếu được sử dụng để cách ly theo chế độ đóng-mở. Việc điều tiết lưu lượng đòi hỏi phải sử dụng các thiết kế như van bi cổng chữ V hoặc van bi phân đoạn, được thiết kế chuyên dụng cho nhiệm vụ điều khiển.
7 loại van bi phổ biến
Van bi nổi so với van bi trục xoay
Van bi nổi sử dụng áp suất đường ống để đẩy quả bi về phía ghế van ở phía hạ lưu. Cấu tạo này có thiết kế gọn nhẹ và được sử dụng rộng rãi ở các kích thước nhỏ. Khi kích thước và chênh lệch áp suất tăng lên, tải trọng lên ghế van và mô-men xoắn cần thiết cũng có thể tăng theo.
Van bi gắn trên trục trunnion có cơ cấu đỡ bi về mặt cơ học và thường sử dụng các đệm van có lò xo hoặc được hỗ trợ bởi áp suất. Cấu trúc này thường được lựa chọn cho các kích thước lớn hơn và các hệ thống đường ống hoạt động ở áp suất cao. Quyết định cuối cùng cần xem xét các yếu tố như kích thước, cấp áp suất, hướng áp suất, yêu cầu ngắt dòng, xả áp trong khoang van và mô-men xoắn của bộ truyền động.
Van bi toàn cống so với van bi cống thu hẹp
Cần đối chiếu thuật ngữ “cổng đầy đủ” với tiêu chuẩn quy định và bản vẽ của nhà sản xuất. Chỉ dựa vào nhãn ghi kích thước danh nghĩa thôi thì không đủ để khẳng định rằng dụng cụ làm sạch hoặc dụng cụ kiểm tra có thể đi qua van hay không.
Nên lựa chọn vật liệu cho van bi như thế nào?
Việc lựa chọn vật liệu bắt đầu từ thành phần chất lỏng, nồng độ, tạp chất, nhiệt độ và áp suất. Thép cacbon thường được sử dụng trong các ứng dụng liên quan đến hydrocacbon và công nghiệp nói chung. Thép không gỉ có thể được sử dụng cho nước, hóa chất và môi trường ăn mòn. Thép không gỉ duplex và super duplex được xem xét cho các môi trường giàu clorua, trong khi hợp kim niken, Monel và titan chỉ được sử dụng sau khi đã đánh giá tính tương thích và các yêu cầu của dự án.
Mọi bộ phận tiếp xúc với chất lỏng đều rất quan trọng. Thân van có thể tương thích, nhưng bi van, trục van, đế van, gioăng, vật liệu làm kín hoặc các chi tiết buộc chặt lại có thể không tương thích. Khi vận hành trong môi trường khí chua, việc kiểm soát độ cứng của vật liệu và tuân thủ các tài liệu tiêu chuẩn NACE hoặc ISO quy định về vận hành trong môi trường khí chua cũng là yêu cầu bắt buộc.
Van bi có đệm mềm hay van bi có đệm kim loại?
Các loại đế van làm từ PTFE, PTFE gia cường, PEEK và các loại polymer khác có thể đảm bảo mô-men xoắn thấp và khả năng đóng kín hoàn toàn trong phạm vi áp suất, nhiệt độ và hóa chất được phê duyệt. Giới hạn cụ thể phụ thuộc vào thành phần hợp chất, chất độn và cấu tạo van.
Van bi có đệm kim loại thường được lựa chọn cho các điều kiện nhiệt độ cao, có hạt mài mòn, dòng chảy gây xói mòn hoặc các ứng dụng mà đệm mềm có thể bị hư hỏng. Các thông số như lớp phủ cứng, độ dày lớp phủ, bề mặt hoàn thiện của bi, diện tích tiếp xúc của đệm và mức độ rò rỉ cho phép phải được nêu rõ trong bảng thông số kỹ thuật. Thuật ngữ “đệm kim loại” không tự động đồng nghĩa với việc không có rò rỉ.
7 bước kiểm tra khi lựa chọn van bi
- Xác định môi trường. Hãy nêu thành phần hóa học, trạng thái, chất rắn, hàm lượng nước, các thành phần gây ăn mòn và chất tẩy rửa.
- Cung cấp các điều kiện thiết kế. Cần bao gồm các thông số về áp suất thiết kế và áp suất vận hành, nhiệt độ, chênh lệch áp suất cũng như các tình huống sự cố có thể xảy ra.
- Chọn chức năng van. Phân biệt các yêu cầu về cách ly, ngắt khẩn cấp, điều khiển, chuyển hướng, làm sạch bằng thiết bị pig và khóa kép.
- Kiểm tra đường kính lỗ và các đầu. Chỉ định đường kính trong đầy đủ hoặc thu nhỏ, mặt bích phẳng, đầu hàn, đầu ren và kích thước từ mặt này đến mặt kia.
- Đặt ra các yêu cầu về rò rỉ. Xác định hướng thử nghiệm van, môi trường thử nghiệm, tiêu chí chấp nhận và chênh lệch áp suất ngắt phù hợp.
- Kiểm tra các tính năng an toàn. Tuân thủ các yêu cầu của tiểu bang về an toàn phòng cháy, chống tĩnh điện, thân van chống nổ, giảm áp khoang và kiểm soát phát thải không kiểm soát, nếu có áp dụng.
- Xác định kích thước bộ truyền động. Hãy cung cấp thông tin về áp suất chênh lệch tối đa, thời gian hoạt động yêu cầu, nguồn điện, vị trí an toàn khi hỏng hóc, hệ thống điều khiển và các điều kiện môi trường.
Các tiêu chuẩn nào được áp dụng cho van bi công nghiệp?
Tiêu chuẩn áp dụng phụ thuộc vào ngành công nghiệp và cấu tạo của van. Tiêu chuẩn API 6D quy định về các van trong đường ống và hệ thống ống dẫn. Tiêu chuẩn API 608 quy định về các van bi kim loại dùng trong các ứng dụng dầu khí, hóa dầu và công nghiệp. ISO 17292 bao gồm các van bi kim loại dùng trong ngành dầu mỏ, hóa dầu, khí đốt tự nhiên và các ngành liên quan.
ASME B16.34 bao gồm các thông số áp suất-nhiệt độ, vật liệu, thử nghiệm, đánh dấu và các yêu cầu khác đối với van có mặt bích, van ren và van hàn. Các dự án cũng có thể quy định các tiêu chuẩn riêng về kích thước mặt đối mặt, mặt bích, thử nghiệm chống cháy, phát thải, kiểm tra và vận hành trong môi trường chứa hydro sunfua. Liệt kê tất cả các phiên bản bắt buộc trong bản mô tả kỹ thuật mua sắm.
Một yêu cầu báo giá (RFQ) về van bi cần bao gồm những thông tin nào?
Những sai lầm thường gặp khi lựa chọn van bi
- Chọn van chỉ dựa trên kích thước và cấp áp suất
- Sử dụng ghế mềm tiêu chuẩn ở nhiệt độ vượt quá phạm vi nhiệt độ cho phép
- Giả sử mọi van cổng toàn phần đều có thể thực hiện quy trình làm sạch bằng thiết bị piggable
- Sử dụng van bi bật-tắt thông thường để điều chỉnh lưu lượng liên tục
- Bỏ qua áp suất trong khoang bị kẹt và sự giãn nở nhiệt
- Việc quy định “không rò rỉ” mà không có tiêu chuẩn thử nghiệm hoặc tiêu chí chấp nhận
- Xác định kích thước bộ truyền động dựa trên áp suất bình thường thay vì chênh lệch áp suất làm việc tối đa
Các câu hỏi thường gặp
Ưu điểm chính của van bi là gì?
Van bi cho phép vận hành chỉ cần xoay một phần tư vòng, hiển thị rõ ràng vị trí và đảm bảo khả năng cách ly đáng tin cậy khi thiết kế và vật liệu của van phù hợp với điều kiện sử dụng.
Van bi có thể điều khiển lưu lượng không?
Van bi tiêu chuẩn chủ yếu được thiết kế để cách ly dòng chảy. Van bi kiểu V-port hoặc van bi phân đoạn có thể được thiết kế để điều khiển lưu lượng bằng cách sử dụng các thông số Cv hoặc Kv theo yêu cầu, cùng với đặc tính kỹ thuật và bộ truyền động phù hợp.
Loại nào tốt hơn, van bi nổi hay van bi trục xoay?
Không có thiết kế nào được coi là tốt hơn một cách tuyệt đối. Các van kiểu nổi thường được sử dụng cho các kích thước nhỏ hơn, trong khi van gắn trên trục quay thường được lựa chọn cho các kích thước lớn hơn và áp suất chênh lệch cao hơn. Điều kiện cụ thể của dự án sẽ quyết định sự lựa chọn.
Van bi có thể được sử dụng cho hệ thống hơi nước không?
Sản phẩm này chỉ được sử dụng khi các thông số kỹ thuật về áp suất và nhiệt độ của van, cũng như vật liệu làm ghế van, gioăng, vật liệu làm kín và thân van đã được phê duyệt cho điều kiện hoạt động với hơi nước. Không nên chỉ dựa vào cấp áp suất.
Điều gì gây ra hiện tượng rò rỉ ở van bi?
Các nguyên nhân có thể bao gồm: sự mài mòn của ghế, các mảnh vụn, tác động hóa học, hư hỏng do nhiệt độ, hư hỏng bề mặt bi, lắp ráp không đúng cách và vận hành ngoài các điều kiện định mức.
Thảo luận về các yêu cầu của bạn đối với van bi
WDL Valve cung cấp các loại van bi công nghiệp làm từ thép carbon, thép không gỉ, thép không gỉ duplex và một số hợp kim đặc biệt được lựa chọn. Khám phá Dòng van bi WDL, cái van bi hai chiều, cái Hướng dẫn sử dụng van bi siêu lạnh có lối vào phía trên và Hướng dẫn sử dụng van bi siêu lạnh có lối vào bên hông.
Để được thẩm định kỹ thuật, vui lòng gửi thông tin về môi trường, kích thước, cấp áp suất, nhiệt độ, vật liệu, các loại kết nối, yêu cầu ngắt dòng và chi tiết về cơ cấu truyền động qua Trang liên hệ của WDL Valve.
Tác giả: Wong WP, Giám đốc Kinh doanh, Công ty TNHH Van WDL Hạ Môn.
