Lựa chọn van bướm điều khiển khí nén cho hệ thống áp lực cao

[Tuấn Hưng Phát]

Trong các hệ thống công nghiệp hiện đại, đặc biệt là những hệ thống làm việc ở áp lực cao, việc lựa chọn van phù hợp có ý nghĩa quyết định đến độ an toàn, độ ổn định và chi phí vận hành lâu dài. Van bướm điều khiển khí nén là giải pháp được nhiều kỹ sư ưu tiên nhờ khả năng đóng mở nhanh, lực đóng lớn và phù hợp với tự động hóa. Tuy nhiên, không phải van bướm khí nén nào cũng đáp ứng tốt điều kiện áp lực cao. Việc lựa chọn cần dựa trên nhiều yếu tố kỹ thuật quan trọng thay vì chỉ nhìn vào kích thước hay giá thành.
Đặc thù của hệ thống áp lực cao
Hệ thống áp lực cao thường xuất hiện trong các ngành như cấp nước tăng áp, xử lý nước công nghiệp, hơi nóng, dầu truyền nhiệt hoặc một số dây chuyền sản xuất đặc thù. Áp suất làm việc cao đồng nghĩa với lực tác động lên thân van, trục van và gioăng làm kín lớn hơn rất nhiều so với hệ thống thông thường.
Nếu lựa chọn van không phù hợp, nguy cơ rò rỉ, kẹt van hoặc hư hỏng bộ truyền động sẽ tăng cao. Vì vậy, van bướm điều khiển khí nén dùng cho hệ thống áp lực cao cần đáp ứng yêu cầu nghiêm ngặt về thiết kế, vật liệu và khả năng chịu lực.
Ưu điểm của van bướm điều khiển khí nén trong áp lực cao
Van bướm điều khiển khí nén có lợi thế lớn về tốc độ đóng mở và mô men xoắn. Nhờ sử dụng áp lực khí nén, van có thể tạo lực đóng đủ lớn để đảm bảo độ kín ngay cả khi áp suất trong đường ống cao.
So với van tay, van khí nén giảm phụ thuộc vào con người, hạn chế thao tác sai và đảm bảo lực đóng ổn định. So với van điều khiển điện, van khí nén ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, độ ẩm và môi trường khắc nghiệt, yếu tố thường gặp trong hệ thống áp lực cao.
Lựa chọn thân van phù hợp với áp suất
Thân van là bộ phận chịu lực chính khi hệ thống làm việc ở áp suất cao. Đối với các ứng dụng này, thân van cần được chế tạo từ vật liệu có độ bền cơ học cao như gang cầu, thép carbon hoặc thép không gỉ, thay vì gang xám thông thường.
Ngoài vật liệu, tiêu chuẩn áp suất danh định của van cũng rất quan trọng. Van cần có áp suất làm việc cho phép cao hơn áp suất thực tế của hệ thống để đảm bảo hệ số an toàn. Việc chọn van chỉ vừa đủ áp suất có thể tiềm ẩn rủi ro trong quá trình vận hành lâu dài.
Gioăng làm kín và thiết kế đĩa van
Trong hệ thống áp lực cao, gioăng làm kín đóng vai trò then chốt trong việc ngăn rò rỉ. Gioăng cao su tiêu chuẩn chỉ phù hợp với áp suất trung bình. Với áp lực cao, cần ưu tiên các loại gioăng có khả năng chịu áp và chịu nhiệt tốt hơn.
Thiết kế đĩa van cũng cần được chú ý. Đĩa van có kết cấu chắc chắn, bề mặt gia công chính xác sẽ giúp phân bố lực đều khi đóng van, giảm mài mòn và tăng tuổi thọ. Đây là yếu tố thường bị bỏ qua nhưng lại ảnh hưởng trực tiếp đến độ kín và độ bền của van.
Chọn bộ truyền động khí nén đủ mô men
Bộ truyền động khí nén là thành phần quyết định khả năng đóng mở của van trong điều kiện áp lực cao. Áp suất trong đường ống càng lớn thì mô men cần để đóng van càng cao.
Vì vậy, khi lựa chọn bộ khí nén, cần tính toán mô men xoắn yêu cầu dựa trên kích thước van, áp suất làm việc và đặc tính lưu chất. Việc chọn bộ truyền động chỉ vừa đủ hoặc thiếu mô men sẽ khiến van đóng không kín, dễ rung lắc và nhanh hư hỏng.
Ngoài ra, cần xem xét loại tác động đơn hay tác động kép. Trong các hệ thống áp lực cao và yêu cầu an toàn, bộ tác động đơn với lò xo hồi thường được ưu tiên để đảm bảo van tự động về vị trí an toàn khi mất khí.
>>> Xem thêm: Van bướm gang điều khiển khí nén
Khả năng vận hành ổn định và an toàn
Hệ thống áp lực cao đòi hỏi van phải vận hành ổn định trong thời gian dài. Van bướm điều khiển khí nén cần có khả năng đóng mở lặp lại nhiều lần mà không suy giảm độ kín hay độ chính xác.
Bên cạnh đó, việc tích hợp các phụ kiện như công tắc hành trình, bộ định vị khí hoặc van điện từ chất lượng cao giúp kiểm soát trạng thái van chính xác hơn, giảm rủi ro vận hành và tăng mức độ an toàn cho toàn hệ thống.
Điều kiện lắp đặt và bảo trì
Lắp đặt đúng kỹ thuật là yếu tố không thể thiếu khi sử dụng van bướm khí nén cho hệ thống áp lực cao. Van cần được lắp đúng tâm, đúng chiều và đảm bảo không bị lệch trục, tránh phát sinh lực bất thường khi vận hành.
Ngoài ra, cần xây dựng kế hoạch kiểm tra và bảo trì định kỳ, đặc biệt là kiểm tra gioăng, trục van và bộ truyền động. Việc bảo trì đúng cách giúp kéo dài tuổi thọ van và giảm nguy cơ sự cố nghiêm trọng.
Khi nào không nên dùng van bướm khí nén cho áp lực cao
Mặc dù có nhiều ưu điểm, van bướm khí nén không phải lúc nào cũng là lựa chọn tối ưu. Với hệ thống áp lực cực cao, yêu cầu độ kín tuyệt đối hoặc lưu chất đặc biệt, một số loại van khác có thể phù hợp hơn.
Việc lựa chọn cần dựa trên phân tích kỹ thuật cụ thể thay vì áp dụng chung cho mọi trường hợp.
Kết luận lựa chọn đúng cho hệ thống áp lực cao
Lựa chọn van bướm điều khiển khí nén cho hệ thống áp lực cao đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng về vật liệu, thiết kế, bộ truyền động và điều kiện vận hành. Khi được lựa chọn và lắp đặt đúng cách, van bướm khí nén không chỉ đảm bảo an toàn mà còn mang lại hiệu quả vận hành cao và chi phí hợp lý trong dài hạn.
Đây là giải pháp phù hợp cho nhiều hệ thống áp lực cao hiện đại, miễn là các yêu cầu kỹ thuật được đánh giá đầy đủ ngay từ đầu.