Cách chọn Van bi điều khiển khí nén theo áp suất làm việc

[Tuấn Hưng Phát]

Trong hệ thống công nghiệp, áp suất làm việc là yếu tố quan trọng quyết định độ bền và độ an toàn của thiết bị. Nếu lựa chọn sai thông số, van có thể rò rỉ, biến dạng hoặc thậm chí gây sự cố nghiêm trọng. Vì vậy, việc chọn Van bi điều khiển khí nén theo đúng áp suất làm việc là bước không thể bỏ qua khi thiết kế hệ thống.

Bài viết dưới đây sẽ hướng dẫn bạn cách lựa chọn van bi khí nén phù hợp với từng mức áp suất, giúp tối ưu hiệu suất và kéo dài tuổi thọ thiết bị.

Van bi điều khiển khí nén là gì?
Van bi điều khiển khí nén là loại van sử dụng bộ truyền động khí nén để xoay bi van một góc 90 độ, thực hiện chức năng đóng hoặc mở dòng chảy.

Cấu tạo cơ bản gồm:

• Thân van bi
  
  
• Bi van lỗ xuyên tâm
  
  
• Gioăng làm kín PTFE
  
  
• Actuator khí nén
  
  
• Van điện từ điều khiển
  

Van bi khí nén thường được ứng dụng trong hệ thống nước, khí nén công nghiệp, hóa chất, hơi nóng và dầu.

Khả năng chịu áp suất cao là một trong những ưu điểm nổi bật của dòng van này.

Áp suất làm việc là gì?
Áp suất làm việc là mức áp lực tối đa mà van có thể chịu được trong điều kiện vận hành bình thường.

Các cấp áp suất phổ biến gồm:

• PN10
  
  
• PN16
  
  
• PN25
  
  
• PN40
  

Ngoài ra, theo tiêu chuẩn ANSI còn có các cấp như Class 150, Class 300.

Khi chọn Van bi điều khiển khí nén, cần xác định chính xác áp suất thực tế của hệ thống.

Tại sao phải chọn đúng áp suất?
Nếu chọn van có cấp áp suất thấp hơn yêu cầu, có thể xảy ra:

• Rò rỉ tại mặt bích
  
  
• Biến dạng thân van
  
  
• Hư hỏng gioăng làm kín
  
  
• Nguy cơ mất an toàn
  

Ngược lại, nếu chọn van quá cao so với nhu cầu, chi phí đầu tư sẽ tăng không cần thiết.

Vì vậy, việc cân đối đúng cấp áp suất giúp tối ưu cả an toàn và chi phí.

Cách xác định áp suất làm việc của hệ thống
Để chọn đúng Van bi điều khiển khí nén, cần xác định:

• Áp suất tối đa của đường ống
  
  
• Áp suất khi bơm hoạt động cao điểm
  
  
• Biến động áp suất đột ngột
  

Nên chọn van có cấp áp suất cao hơn khoảng 10 đến 20 phần trăm so với áp suất làm việc thực tế để đảm bảo an toàn.

Ví dụ, nếu hệ thống vận hành ở 12 bar, nên chọn van PN16 thay vì PN10.

Chọn vật liệu thân van theo áp suất
Vật liệu thân van ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu lực.

Một số lựa chọn phổ biến:

• Gang cầu cho hệ thống áp suất trung bình
  
  
• Inox 304 hoặc 316 cho áp suất cao và môi trường ăn mòn
  
  
• Thép carbon cho hệ thống công nghiệp nặng
  

Trong hệ thống hơi nóng hoặc hóa chất áp suất cao, Van bi điều khiển khí nén bằng inox thường là lựa chọn phù hợp.

Lựa chọn actuator phù hợp áp suất
Ngoài thân van, bộ truyền động khí nén cũng phải đủ mô men xoắn để đóng mở van trong điều kiện áp suất cao.

Nếu áp suất lưu chất lớn, lực cản lên bi van sẽ tăng.

Do đó, cần:

• Tính toán mô men xoắn yêu cầu
  
  
• Chọn actuator có lực lớn hơn mức tối thiểu
  
  
• Đảm bảo áp suất khí cấp ổn định từ 4 đến 8 bar

Việc chọn actuator không phù hợp có thể khiến Van bi điều khiển khí nén không đóng kín hoàn toàn.

>>> Xem thêm: Van bi mặt bích điều khiển khí nén Kosaplus

Chọn tiêu chuẩn kết nối tương ứng
Cấp áp suất thường đi kèm với tiêu chuẩn mặt bích như:

• DIN PN16
  
  
• ANSI Class 150
  
  
• JIS 10K

Khi lựa chọn van, cần đảm bảo tiêu chuẩn mặt bích đồng bộ với hệ thống để tránh rò rỉ.

Lưu ý trong hệ thống áp suất cao
Trong hệ thống áp suất cao như:

• Hệ thống hơi
  
  
• Hệ thống dầu
  
  
• Hệ thống khí nén công nghiệp

Cần lưu ý:

• Gioăng PTFE phải chịu nhiệt tốt
  
  
• Thân van không có lỗi đúc
  
  
• Có đầy đủ CO và CQ

Một Van bi điều khiển khí nén đạt chuẩn sẽ có biên bản test áp lực trước khi xuất xưởng.

Bảo trì khi vận hành ở áp suất lớn
Van hoạt động trong môi trường áp suất cao cần được kiểm tra định kỳ.

Nội dung kiểm tra gồm:

• Độ kín mặt bích
  
  
• Tình trạng gioăng
  
  
• Rò rỉ khí nén
  
  
• Thời gian đóng mở

Việc bảo trì đúng cách giúp kéo dài tuổi thọ và đảm bảo an toàn.

Kết luận
Việc chọn Van bi điều khiển khí nén theo đúng áp suất làm việc là yếu tố quan trọng giúp hệ thống vận hành ổn định và an toàn. Cần xác định chính xác áp suất thực tế, chọn cấp PN phù hợp, lựa chọn vật liệu thân van và actuator đúng công suất.

Đầu tư đúng thiết bị ngay từ đầu không chỉ giúp tiết kiệm chi phí bảo trì mà còn đảm bảo hiệu suất lâu dài cho toàn bộ hệ thống công nghiệp.