Cách chọn van phù hợp cho hệ thống chất lỏng công nghiệp

Lựa chọn van là một phần quan trọng của quy trình thiết kế và bảo trì hệ thống đường ống công nghiệp, và thiết bị đo lường. Nếu không sử dụng van phù hợp cho một ứng dụng cụ thể, người vận hành có thể gặp phải hiệu suất hệ thống chất lỏng không đúng hoặc kém, tăng thời gian ngừng hoạt động và các rủi ro về an toàn lao động.

Các van thường được lựa chọn từ ban đầu cho qua trình thiết kế. Trong suốt vòng đời của hệ thống, kỹ thuật viên bảo trì thường sẽ thay thế van và hầu hết các chi tiết cùng loại đã có trong hệ thống, theo thông số kỹ thuật. Điều này làm cho việc lựa chọn van đúng từ đầu càng trở nên quan trọng hơn, và có thể giúp người vận hành tránh được việc phải thay thế van sớm hơn vào sau này.

Làm thế nào để lựa chọn van đúng cách?

Để lựa chọn van đúng cách, nhà thiết kế và kỹ thuật viên có thể áp dụng phương pháp STAMPED, bao gồm kích thước S (Size), nhiệt độ T (Temperature), ứng dụng A (Application), chất lỏng M (Media), áp suất P (Pressure), đầu vào/đầu ra hoặc phụ kiện E (Ends or fittings) và Giao hàng D (Delivery). Việc xem xét kỹ lưỡng từng điều kiện vận hành này có thể hướng dẫn các chuyên gia về hệ thống lấy mẫu phân tích và chất lỏng công nghiệp lựa chọn van phù hợp.

Dưới đây là cách áp dụng phương pháp STAMPED cho thiết kế hệ thống chất lỏng của bạn:

S: Size

• Kích thước của van quyết định khả năng dòng chảy của nó và cần phải tương ứng với lưu lượng dòng chảy mong muốn (hoặc yêu cầu) của hệ thống. Các nhà sản xuất sẽ cung cấp hệ số dòng chảy (Cv), cho biết mối quan hệ giữa sự giảm áp qua một van và lưu lượng dòng chảy tương ứng.

• Hệ số dòng chảy, hay Cv, là lượng nước tính bằng gallon Mỹ mỗi phút sẽ dòng qua một van với một giảm áp 1 psi qua van và nhiệt độ 60°F. Với các chất lỏng dễ nén, chẳng hạn như khí, việc tính toán và sử dụng tham số Cv để dự đoán dòng chảy phức tạp hơn, nhưng vẫn cung cấp phương tiện hiệu quả để lựa chọn kích thước van cho một ứng dụng cụ thể.

• Những yếu tố thiết kế van ảnh hưởng đến Cv bao gồm kích thước và hình học của đường dẫn dòng chảy; kích thước miệng van ảnh hưởng đến dòng chảy của chất lỏng qua van. Càng lớn miệng van, khả năng dòng chảy càng lớn. Miệng van ở các loại van khác nhau có thể khác nhau đáng kể; ví dụ, một van bi sẽ cung cấp khả năng chịu lưu rất thấp, trong khi van kim chỉ có thể hạn chế hoặc làm chậm dòng chảy. Những yếu tố này nên được xem xét trong quá trình lựa chọn.

• Khi còn băn khoăn, hãy tham khảo nhà sản xuất - nhà sản xuất tốt sẽ giúp bạn lựa chọn kích thước van phù hợp. Để giúp cho mục đích này, Swagelok cung cấp một máy tính Cv tiện lợi có thể được sử dụng như một điểm khởi đầu trong việc lựa chọn van đúng cho ứng dụng của bạn.

T: Nhiệt độ

• Lưu ý nhiệt độ trong quá trình hoạt động của van. Điều này bao gồm cả nhiệt độ của chất lỏng trong hệ thống mà van của bạn sẽ giúp kiểm soát và nhiệt độ hoạt động môi trường xung quanh. Hãy tự hỏi: "Liệu nhiệt độ này có ổn định không, hay có thay đổi thường xuyên?" Những điều kiện này có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn van hoặc tần suất thực hiện bảo trì định kỳ.

• Xem xét sự dao động nhiệt độ có thể khiến vật liệu bịt kín giãn ra và co lại. Ngoài ra, các thành phần kim loại có thể mất độ bền ở nhiệt độ cao hơn, làm giảm xếp hạng áp suất. Điều quan trọng là pahir kiểm tra với nhà sản xuất để xác nhận van đã được kiểm tra tốt nhất ở điều kiện khắc nghiệt.

A: Ứng dụng

• Xem xét những gì van của bạn cần làm trong hệ thống của bạn. Bạn có cần đóng hoặc mở dòng chảy không? Điều chỉnh mức độ dòng chảy? Kiểm soát hướng của dòng chảy? Bảo vệ hệ thống khỏi quá áp?

• Các câu trả lời của bạn sẽ hướng dẫn loại van bạn chọn cho thiết kế của mình. Một lần nữa, hãy xem xét một ví dụ về van cầu hai chiều đơn giản. Mặc dù một số loại van cầu của các nhà sản xuất khác có thể cung cấp chức năng điều chỉnh dòng chảy, tuy nhiên, hầu hết các loại van cầu không nên được sử dụng để điều chỉnh hoặc điều tiết dòng chảy và chỉ được sử dụng ở vị trí hoàn toàn mở hoặc hoàn toàn đóng. Nếu mục tiêu của bạn là điều chỉnh hoặc điều tiết dòng chảy, một lựa chọn tốt hơn có thể là van kim hoặc van đo lường. Bạn có thể tìm hiểu thêm về chức năng và loại van trong bài viết này.

M: Media

• Chất lỏng trong hệ thống của bạn cũng cần được cân nhắc kỹ lưỡng khi bạn tìm kiếm để chọn đúng van với thành phần vật liệu chính xác. Đảm bảo rằng chất lỏng trong hệ thống của bạn tương thích với các vật liệu tạo thành các bộ phận của van như thân van, ghế van, đầu trục van và các vật liệu mềm khác. Sự không tương thích có thể dẫn đến vấn đề ăn mòn, bị giòi mòn hoặc nứt căng ứng suất - tất cả đều có thể gây nguy hiểm về an toàn cũng như gây ra vấn đề sản xuất đắt tiền.

• Cũng như nhiệt độ, bạn cũng nên xem xét vị trí van sẽ được đưa vào sử dụng. Nó sẽ hoạt động trong môi trường được kiểm soát khí hậu, chẳng hạn như bên trong nhà máy hoặc vỏ thiết bị sưởi ấm? Nó sẽ ở ngoài trời, tiếp xúc với các yếu tố như ánh sáng mặt trời trực tiếp, mưa, tuyết, sương giá, băng và biến động nhiệt độ? Một môi trường biển có tiếp xúc đáng kể với clorua? Van và các thành phần của chúng có nhiều loại vật liệu. Chọn những cái phù hợp nhất với các yếu tố này để tối đa hóa tuổi thọ và chức năng của van.

P: Áp suất

• Áp suất là một cân nhắc quan trọng khác trong việc lựa chọn van của bạn. Lưu ý hai bối cảnh khác nhau trong đó thuật ngữ được sử dụng:

• Áp suất làm việc: Áp suất vận hành bình thường trong hệ thống của bạn.

• Áp suất thiết kế: Giới hạn áp suất tối đa do nhà sản xuất van cung cấp; không bao giờ vượt quá áp suất thiết kế của bất kỳ thành phần hệ thống chất lỏng nào, trừ khi làm như vậy trong các điều kiện thử nghiệm được kiểm soát.

• Giới hạn áp suất của hệ thống chất lỏng dựa trên thành phần được đánh giá thấp nhất của nó—hãy nhớ điều này khi chọn van của bạn. Áp suất và nhiệt độ của chất lỏng xử lý có tác động đáng kể đến hiệu suất của bộ phận. Van bạn chọn cần phải giữ áp suất và hoạt động khi cần thiết cũng như trong một phạm vi nhiệt độ và áp suất rộng. Thiết kế, lựa chọn vật liệu và xác nhận là tất cả các khía cạnh quan trọng của hiệu suất van. Cũng nên nhớ rằng áp suất và nhiệt độ tác động lẫn nhau một cách đáng kể. Nói chung, khi nhiệt độ của chất lỏng quá trình tăng lên, định mức áp suất làm việc sẽ giảm.

E: Đầu nối

• Các van có nhiều loại kết nối đầu khác nhau. Chúng có thể là phụ kiện ống tích hợp, ren ống, mặt bích ống, đầu hàn vv. Mặc dù không phải là yếu tố truyền thống liên quan đến việc xây dựng một van, lựa chọn kết nối đầu là rất quan trọng đối với tổng thể cấu tạo của van và khả năng duy trì hệ thống không rò rỉ.
• Hãy đảm bảo rằng các kết nối đầu của bạn phù hợp với áp suất và nhiệt độ hệ thống của bạn và được kích thước đúng - kết nối đầu đúng có thể đơn giản hóa việc lắp đặt và tránh các điểm rò rỉ bổ sung.

D: Delivery

• Sau khi đã cân nhắc các yếu tố này và đã chọn van phù hợp nhất cho ứng dụng của bạn, hãy tự hỏi: "Khi nào tôi cần van của mình? Tôi cần bao nhiêu van?"
• Việc giao hàng đúng thời gian và cung cấp đáng tin cậy cũng quan trọng như bất kỳ yếu tố nào khác để giữ cho hệ thống chất lỏng của bạn hoạt động và hiệu quả. Là bước cuối cùng của phương pháp STAMPED, bạn nên kiểm tra các nhà cung cấp của mình. Họ có thể cung cấp các bộ phận mà bạn cần khi bạn cần chúng không? Họ có dễ tiếp cận không? Họ có làm việc với bạn để hiểu nhu cầu hệ thống của bạn không?