Van bi thép

Van bi thép là gì?

Van bi thép là loại van công nghiệp có thân van được chế tạo từ thép, thường là thép carbon (WCB, A105), thép hợp kim hoặc thép đúc. Bên trong thân van có một viên bi (quả cầu) được khoan thủng ở giữa. Khi xoay viên bi này, dòng chất lỏng hoặc khí sẽ được cho đi qua hoặc bị chặn lại hoàn toàn.

Điểm đặc trưng của van bi là thao tác đóng mở chỉ cần xoay tay gạt một góc 90 độ. So với các dòng van bi làm từ nhựa, đồng hay gang, van bi thép chịu được áp suất, nhiệt độ và va đập cao hơn hẳn. Vì vậy, đây là lựa chọn quen thuộc trong các nhà máy, xưởng sản xuất, trạm bơm, hệ thống dẫn dầu, khí, hơi nóng và hóa chất.

Cấu tạo và thông số kỹ thuật của van bi thép

Để hiểu rõ hơn về cấu tạo van bi, trước hết cần nắm các bộ phận chính của một chiếc van bi thép tiêu chuẩn. Thân van là phần khung chính chứa toàn bộ chi tiết bên trong, được làm bằng thép carbon hoặc thép hợp kim và chịu áp lực trực tiếp từ môi chất. Viên bi thường được chế tạo từ inox 304 hoặc inox 316, có lỗ xuyên tâm để dòng chảy đi qua, bề mặt được mài nhẵn nhằm đảm bảo độ kín.

Gioăng làm kín (seat) thường dùng PTFE (Teflon), RPTFE hoặc PEEK, nằm giữa viên bi và thân van để chống rò rỉ. Trục van truyền chuyển động từ tay gạt xuống viên bi, có cơ cấu chống văng trục để tăng an toàn. 

Tay gạt hoặc bộ truyền động dùng để điều khiển đóng mở, có thể là tay gạt thủ công, bộ điều khiển điện hoặc khí nén. Ngoài ra còn có các gioăng đệm, vòng đệm và bu lông siết chặt các phần thân.

Dưới đây là bảng thông số kỹ thuật cho van bi thép (loại thông dụng, thân thép carbon WCB hoặc thép không gỉ CF8/CF8M):

Nguyên lý hoạt động của van bi thép

Nguyên lý hoạt động của van bi thép khá đơn giản và dễ hiểu. Viên bi bên trong có một lỗ xuyên tâm nằm ngang. Khi tay gạt song song với đường ống, lỗ của viên bi thẳng hàng với dòng chảy, môi chất đi qua tự do, lúc này van ở trạng thái mở hoàn toàn. 

Khi xoay tay gạt 90 độ, vuông góc với đường ống, phần thân đặc của viên bi chắn ngang dòng chảy, van đóng kín và môi chất bị chặn lại. Nhờ cấu tạo này, van đóng mở nhanh, ít tổn thất áp suất và rất phù hợp cho các tuyến ống lớn, nên nhiều công trình công nghiệp thường chọn van bi DN100 chính hãng để đảm bảo độ kín và độ bền khi vận hành lâu dài.

Nhờ gioăng làm kín ôm sát bề mặt viên bi, van có thể ngăn rò rỉ rất hiệu quả. Vị trí tay gạt cũng cho biết ngay trạng thái đóng hay mở của van, giúp người vận hành quan sát dễ dàng. Với loại dùng bộ điều khiển điện hoặc khí nén, chuyển động xoay này được thực hiện tự động theo tín hiệu điều khiển.

Ưu điểm và nhược điểm của van bi thép

Về ưu điểm, trước hết van bi thép có độ bền cơ học cao, chịu được áp suất và nhiệt độ lớn hơn so với van bi nhựa hay van bi đồng, phù hợp với môi trường công nghiệp khắc nghiệt. Thao tác đóng mở nhanh, chỉ cần xoay một phần tư vòng, tiết kiệm thời gian vận hành. 

Độ kín tốt, ít rò rỉ nếu được lắp đặt đúng cách. Khi mở hoàn toàn, dòng chảy đi thẳng qua lỗ bi nên tổn thất áp suất thấp. Van có cấu tạo đơn giản, ít chi tiết nên dễ bảo trì, tuổi thọ dài. Ngoài ra, van có nhiều kiểu kết nối và kích cỡ, dễ lựa chọn cho từng hệ thống.

Bên cạnh đó, van bi thép cũng có một số nhược điểm cần lưu ý. Thép carbon dễ bị ăn mòn khi tiếp xúc với môi trường axit, muối hoặc độ ẩm cao nếu không có lớp bảo vệ phù hợp. Giá thành thường cao hơn các loại van bi nhựa, van bi gang.

Ngoài ra, trọng lượng của van bi thép nặng hơn đáng kể, nhất là các size lớn, gây khó khăn khi vận chuyển và lắp đặt. Với những hệ thống nhỏ, nếu muốn giảm bớt vấn đề này, bạn có thể cân nhắc các size nhỏ gọn như van bi dn20, vừa dễ thao tác vừa đáp ứng tốt nhu cầu lưu lượng thông thường.

Van bi cũng không phù hợp để điều tiết lưu lượng thường xuyên, vì khi mở một phần, dòng chảy có thể làm mòn gioăng và bề mặt bi nhanh hơn. Cuối cùng, gioăng làm kín bằng PTFE có giới hạn nhiệt độ, nếu vượt ngưỡng có thể biến dạng và gây rò rỉ.

Ứng dụng của van bi thép

Nhờ những ưu điểm trên, van bi thép được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Trong ngành dầu khí và hóa chất, van dùng để đóng ngắt đường dẫn dầu thô, khí đốt, xăng dầu và một số hóa chất không ăn mòn mạnh. Trong hệ thống hơi nóng và lò hơi, van được lắp trên đường dẫn hơi, nước nóng ở các nhà máy nhiệt điện, nhà máy giấy, dệt nhuộm, thực phẩm. Với các đường ống có kích thước nhỏ và vừa trong những hệ thống này, nhiều đơn vị ưu tiên lựa chọn van bi dn32 chính hãng để đảm bảo độ kín, khả năng chịu áp và tuổi thọ vận hành lâu dài.

Trong hệ thống cấp thoát nước công nghiệp, van được dùng ở trạm bơm, đường ống cấp nước chính, hệ thống xử lý nước thải. Với hệ thống phòng cháy chữa cháy, van bi thép giúp cô lập từng khu vực khi cần bảo trì. Ngoài ra, van còn xuất hiện trong ngành khai khoáng, luyện kim, đóng tàu, hệ thống khí nén và nhiều dây chuyền sản xuất khác.

Hướng dẫn sử dụng van bi thép

Để van hoạt động hiệu quả, bạn cần thực hiện đúng các bước từ lắp đặt đến vận hành. Trước khi lắp, hãy kiểm tra van có đúng kích thước, áp suất, vật liệu và kiểu kết nối so với hệ thống hay không. Đồng thời vệ sinh sạch đầu ống, loại bỏ cặn bẩn, mảnh hàn hoặc dị vật có thể làm xước viên bi.

Khi lắp đặt, cần xả sạch đường ống trước, sau đó lắp van đúng chiều dòng chảy nếu van có ký hiệu mũi tên. Với van nối bích, siết bu lông theo thứ tự chéo, đều tay để mặt bích ép đều lên gioăng. Với van nối ren, quấn băng tan hoặc keo làm kín vừa đủ, không siết quá lực để tránh nứt thân van. Với van hàn, nên tháo hoặc mở van khi hàn để nhiệt không làm hỏng gioăng.

Khi vận hành, xoay tay gạt nhẹ nhàng đến hết hành trình. Tay gạt song song đường ống là mở, vuông góc là đóng. Sau khi lắp xong, hãy mở van từ từ rồi kiểm tra rò rỉ ở các mối nối trước khi đưa hệ thống vào hoạt động chính thức.

Những lưu ý khi sử dụng van bi thép

Để van bền và an toàn, bạn nên ghi nhớ một số điểm sau. Không sử dụng van vượt quá áp suất và nhiệt độ cho phép ghi trên thân van hoặc catalogue của nhà sản xuất. Nên chọn vật liệu thân và gioăng phù hợp với môi chất, ví dụ môi trường ăn mòn nên cân nhắc thép hợp kim hoặc inox thay vì thép carbon thông thường. 

Tránh dùng van bi để điều tiết lưu lượng, hãy để van ở trạng thái mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn. Không dùng ống nối dài hay búa đập để cưỡng ép tay gạt khi van bị kẹt, vì dễ làm cong trục hoặc hỏng gioăng. Với những van ít sử dụng, nên đóng mở định kỳ để tránh bị kẹt do cặn bám.

Ngoài ra, hãy kiểm tra, vệ sinh van theo lịch bảo trì, quan sát các điểm rò rỉ ở trục và mặt bích, thay gioăng kịp thời khi có dấu hiệu xuống cấp. Trước khi tháo van ra bảo trì, bắt buộc phải xả áp và cô lập đoạn đường ống để đảm bảo an toàn. Cuối cùng, hãy ưu tiên mua van từ nhà cung cấp uy tín, có đầy đủ chứng chỉ chất lượng và chế độ bảo hành rõ ràng.