Van bi là gì: Hướng dẫn vận hành và sử dụng

Van bi, một van có các bộ phận mở và đóng (quả bóngVan bi đa chiều (V-V) được dẫn động bởi trục van và quay quanh trục của van bi. Van bi V kín có lực cắt mạnh giữa lõi bi V và đế van kim loại được hàn bằng hợp kim cứng, đặc biệt thích hợp cho các môi chất chứa sợi, các hạt rắn nhỏ, v.v. Van bi đa chiều không chỉ có thể điều khiển linh hoạt sự hợp lưu, phân nhánh và hướng dòng chảy của môi chất trong đường ống mà còn có thể đóng bất kỳ kênh nào để kết nối hai kênh khác. Loại van này thường được lắp đặt nằm ngang trong đường ống. Van bi được chia thành van bi khí nén, van bi điện và van bi điều khiển bằng tay theo phương pháp dẫn động.

Van bi là gì?

MỘTVan bi được phát minh vào những năm 1950. Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ, sự cải tiến liên tục của quy trình sản xuất và cấu trúc sản phẩm, van bi đã nhanh chóng trở thành một loại van chủ lực chỉ trong vòng 40 năm. Tại các nước công nghiệp hóa phương Tây, việc sử dụng van bi đang tăng lên từng năm.

Ở nước tôi, van bi được sử dụng rộng rãi trong lọc dầu, đường ống dẫn dầu đường dài, hóa chất, sản xuất giấy, dược phẩm, thủy lợi, điện lực, chính quyền đô thị, thép và các ngành công nghiệp khác, đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc gia. Van bi có khả năng xoay 90 độ, thân van là hình cầu, và có một lỗ hoặc rãnh tròn xuyên qua trục của nó.

Van bi chủ yếu được sử dụng để ngắt, phân phối và thay đổi hướng dòng chảy của môi chất trong đường ống. Chỉ cần xoay 90 độ và một mô-men xoắn rất nhỏ là có thể đóng kín. Van bi thích hợp nhất để sử dụng làm công tắc và van ngắt, van bi kiểu V. Ngoài việc chú ý đến các thông số đường ống, van điện cũng cần đặc biệt chú ý đến điều kiện môi trường khi sử dụng. Vì thiết bị điện trong van điện là thiết bị cơ điện, trạng thái hoạt động của nó bị ảnh hưởng rất nhiều bởi môi trường sử dụng.

Van bi có những đặc điểm gì? 

• Khả năng chống mài mònVì lõi van của van bi kín được làm bằng thép hợp kim hàn phun,Vòng đệm được làm bằng thép hợp kim, do đó van bi kín cứng sẽ không bị mài mòn quá nhiều khi đóng mở. (Hệ số độ cứng của nó là 65-70):

• Khả năng làm kín tốtVì gioăng của van bi kín được mài thủ công, nên nó chỉ có thể sử dụng cho đến khi lõi van và vòng đệm hoàn toàn khớp với nhau. Do đó, hiệu suất làm kín của nó rất đáng tin cậy.

• Mô-men xoắn thấpVì phần đáy của vòng đệm kín của van bi kín sử dụng lò xo để giữ chặt vòng đệm và lõi van với nhau, nên khi lực tác động bên ngoài vượt quá lực nén trước của lò xo, van sẽ chuyển đổi rất nhẹ nhàng.

• Phục vụ lâu nămCuộc sống: Nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như dầu khí, công nghiệp hóa chất, sản xuất điện, sản xuất giấy, năng lượng nguyên tử, hàng không, tên lửa và đời sống thường nhật của con người.

Van bi có những ưu điểm gì?

So với các loại van khác, van bi mở nhanh, êm ái và đáng tin cậy, được sử dụng rộng rãi và có những ưu điểm sau:

1. Ổ đỡ lực đẩy làm giảm mô-men xoắn ma sát của trục van, giúp trục van hoạt động trơn tru và linh hoạt trong thời gian dài.
2. Chức năng chống tĩnh điện: Một lò xo được đặt giữa bi, trục van và thân van để dẫn điện tích tĩnh sinh ra trong quá trình đóng mở van.
3. Vì các vật liệu như vậyPolytetrafluoroethylene có đặc tính tự bôi trơn tốt và tổn thất ma sát nhỏ với bi, do đó van bi có tuổi thọ cao.
4. Khả năng cản trở chất lỏng thấp: Van bi khí nén có khả năng cản trở chất lỏng thấp nhất trong tất cả các loại van. Ngay cả đối với van bi khí nén có đường kính nhỏ, khả năng cản trở chất lỏng của chúng cũng khá thấp.
5. Khả năng làm kín trục van đáng tin cậy: Do trục van chỉ quay mà không nâng lên, nên gioăng làm kín của trục van không dễ bị hư hỏng, và khả năng làm kín tăng lên khi áp suất môi chất tăng.
6. Hiệu suất làm kín tốt của đế van: Vòng đệm làm bằng vật liệu đàn hồi như polytetrafluoroethylene dễ dàng làm kín, và khả năng làm kín của van bi tăng lên khi áp suất môi chất tăng.
7. Van bi đường kính đầy đủ, có điện trở chất lỏng nhỏ, hầu như không có điện trở dòng chảy.
8. Cấu trúc đơn giản, kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ.
9. Kín đáo và đáng tin cậy. Van bi có hai bề mặt làm kín, vật liệu bề mặt làm kín thường sử dụng nhiều loại nhựa khác nhau, có hiệu suất làm kín tốt và có thể đạt được độ kín hoàn toàn. Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống chân không.
10. Dễ sử dụng, đóng mở nhanh chóng, chỉ cần xoay 90° từ vị trí mở hoàn toàn đến vị trí đóng hoàn toàn, thuận tiện cho việc điều khiển từ xa.
11. Van bi dễ bảo trì, có cấu trúc đơn giản, và vòng đệm thường có thể di chuyển được, thuận tiện cho việc tháo lắp và thay thế.
12. Khi mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn, bề mặt làm kín của bi van và đế van được cách ly khỏi môi chất, và môi chất sẽ không gây mài mòn bề mặt làm kín của van khi đi qua.
13. Có phạm vi ứng dụng rộng, đường kính từ vài milimét đến vài mét, và có thể được sử dụng từ môi trường chân không cao đến áp suất cao.
14. Do van bi có đặc tính lau chùi trong quá trình đóng mở, nó có thể được sử dụng trong môi trường có chứa các hạt rắn lơ lửng.
15. Độ chính xác gia công cao, chi phí đắt đỏ, không thích hợp sử dụng ở nhiệt độ cao, nếu có tạp chất trong đường ống, dễ bị tắc nghẽn do tạp chất, dẫn đến van không thể mở được.

Van bi được phân loại thành những loại nào?

 Phân loại chức năng

• Van bypassVan bi thường được mở bằng nước tĩnh, vì vậy van bypass được thiết lập để cân bằng áp suất trước, tức là cả hai phía đều được đổ đầy nước;
• Van khíKhi đổ nước vào, không khí được hút ra và phao tự động đóng van; khi xả nước, không khí được bơm vào và phao tự động hạ xuống;
• Van xả áp:Khi đóng mở van, nước có áp suất giữa van và nắp đậy được loại bỏ để tránh làm mòn nắp đậy;
• Van xảXả nước thải từ phần dưới của vỏ bóng.

Phân loại bộ truyền động van bi

• Van bi khí nén
• Van bi điện
• Van bi thủy lực
• Van bi khí nén và thủy lực
• Van bi điện thủy lực
• Van bi truyền động tuabin

Phân loại theo vật liệu vỏ/thân van bi

• Van bi bằng vật liệu kim loại: chẳng hạn nhưVan bi thép cacbon, van thép hợp kim, van bi thép không gỉ, van gang, van hợp kim titan, van monel, van hợp kim đồng, van hợp kim nhôm, van hợp kim chì., vân vân.
• Van có lớp lót thân bằng kim loạiVí dụ như van lót cao su, van lót flo, van lót chì, van lót nhựa, van lót men.
• Van vật liệu phi kim loạiVí dụ như van gốm, van thủy tinh, van nhựa.

Các thông số chính của van bi

• Áp suất danh nghĩa: PN1.0-42.0MPa, ANSI CLASS 150-2500, JIS10-20K
• Đường kính danh nghĩa: DN6~1200, NPS 1/4~48
• Kết nối cuối: mặt bích, hàn đối đầu, ren, hàn ổ cắm, v.v.
• Nhiệt độ áp dụng: -196℃~540℃;
• Hoạt động: hộp số tay, hộp số bánh răng trục vít, hộp số khí nén, hộp số điện, hộp số thủy lực, hộp số liên kết khí-lỏng, hộp số liên kết điện-thủy lực;
• Vật liệu thân van: WCB, ZG1Cr18Ni9Ti, ZG1Cr18Ni12Mo2Ti, CF8(304), CF3(304L), CF8M(316), CF3M (316L), Ti., Các vật liệu khác nhau có thể được sử dụng cho nước, hơi nước, dầu, axit nitric, axit axetic, môi trường oxy hóa, urê và các môi trường khác.

Phương pháp và các bước lắp đặt van bi trên đường ống 

1. Tháo các nắp bảo vệ ở cả hai bên đầu mặt bích và rửa sạch van khi van đang mở hoàn toàn.
2. Trước khi lắp đặt, toàn bộ máy phải được kiểm tra theo tín hiệu quy định (điện hoặc khí) (để tránh rung động do vận chuyển ảnh hưởng đến hiệu suất), và chỉ được phép lắp đặt trực tuyến sau khi vượt qua bài kiểm tra (đấu dây theo sơ đồ mạch điện của bộ truyền động điện).
3. Trước khi kết nối với đường ống, hãy xả sạch các tạp chất còn sót lại trong đường ống (các chất này có thể làm hỏng đế van và bi van).
4. Trong quá trình lắp đặt, vui lòng không sử dụng phần cơ cấu truyền động của van làm điểm tựa để tránh làm hỏng cơ cấu truyền động và các phụ kiện.
5. Loại van này nên được lắp đặt theo hướng nằm ngang hoặc thẳng đứng của đường ống.
6. Đường ống gần điểm lắp đặt không được bị võng hoặc chịu tác động của lực bên ngoài. Có thể sử dụng các giá đỡ hoặc khung đỡ đường ống để loại bỏ sự lệch hướng của đường ống.
7. Sau khi kết nối với đường ống, siết chặt các bu lông nối mặt bích theo mô-men xoắn quy định.

Các trường hợp thích hợp sử dụng van bi

Vì van bi thường sử dụng cao su, nylon và polytetrafluoroethylene làm vật liệu vòng đệm van, nên nhiệt độ hoạt động của chúng bị giới hạn bởi vật liệu vòng đệm van. Hiệu quả đóng kín của van bi đạt được nhờ bi kim loại được ép vào đế van bằng nhựa dưới tác động của môi chất (van bi nổi). Vòng đệm van trải qua biến dạng đàn hồi-dẻo cục bộ dưới một áp suất tiếp xúc nhất định. Biến dạng này có thể bù đắp cho độ chính xác gia công và độ nhám bề mặt của bi, đảm bảo hiệu suất làm kín của van bi.

Do gioăng làm kín của van bi thường được làm bằng nhựa, nên khi lựa chọn cấu trúc và hiệu năng của van bi cần phải xem xét khả năng chống cháy và phòng cháy chữa cháy, đặc biệt là trong các ngành dầu khí, hóa chất, luyện kim và các ngành khác. Việc sử dụng van bi trong các thiết bị và hệ thống đường ống dẫn môi chất dễ cháy nổ cần đặc biệt chú trọng đến khả năng chống cháy và phòng cháy chữa cháy.

Nhìn chung, van bi được khuyến nghị sử dụng trong các hệ thống đường ống có điều chỉnh hai vị trí, hiệu suất làm kín nghiêm ngặt, khả năng chống bùn, mài mòn, co ngót, đóng mở nhanh (đóng mở 1/4 vòng), khả năng ngắt áp suất cao (chênh lệch áp suất lớn), độ ồn thấp, khả năng chống xâm thực và sinh khí, rò rỉ ra khí quyển nhỏ, mô-men xoắn vận hành nhỏ và lực cản chất lỏng nhỏ.

Van bi cũng thích hợp cho các hệ thống đường ống có kết cấu nhẹ, áp suất cắt thấp (chênh lệch áp suất nhỏ) và môi chất ăn mòn. Van bi cũng có thể được sử dụng trong các thiết bị và hệ thống đường ống ở nhiệt độ thấp (lạnh sâu). Trong hệ thống đường ống oxy của ngành công nghiệp luyện kim, cần sử dụng van bi đã được tẩy dầu mỡ nghiêm ngặt. Khi đường ống chính trong đường ống dẫn dầu và đường ống dẫn khí cần được chôn ngầm, cần sử dụng van bi hàn kín toàn bộ đường kính. Khi cần hiệu suất điều chỉnh, nên chọn van bi có cấu trúc đặc biệt với lỗ mở hình chữ V. Trong ngành dầu khí, hóa dầu, hóa chất, điện lực và xây dựng đô thị, có thể chọn van bi kín kim loại-kim loại cho các hệ thống đường ống có nhiệt độ làm việc trên 200 độ.

Ưu điểm và nhược điểm của van bi

Ưu điểm của van bi:

1. Nó có điện trở dòng chảy thấp nhất (thực tế là 0);
2. Vì nó sẽ không bị kẹt trong quá trình hoạt động (khi không có chất bôi trơn), nên nó có thể được sử dụng một cách đáng tin cậy trong môi trường ăn mòn và chất lỏng có điểm sôi thấp;
3. Nó có thể đạt được khả năng bịt kín hoàn toàn trong phạm vi áp suất và nhiệt độ rộng;
4. Van có thể đóng mở nhanh chóng, thời gian đóng mở của một số cấu trúc chỉ từ 0,05 đến 0,1 giây, đảm bảo có thể sử dụng trong hệ thống tự động hóa của bàn thử nghiệm. Khi van được đóng mở nhanh, thao tác diễn ra không gây ảnh hưởng đến hoạt động.
5. Bộ phận đóng hình cầu có thể tự động định vị tại vị trí ranh giới;
6. Môi chất làm việc được bịt kín chắc chắn ở cả hai phía;
7. Khi mở hoàn toàn và đóng hoàn toàn, bề mặt làm kín của bi van và đế van được cách ly khỏi môi chất, do đó môi chất đi qua van với tốc độ cao sẽ không gây mài mòn bề mặt làm kín;
8. Cấu trúc này nhỏ gọn và nhẹ, có thể được coi là cấu trúc van hợp lý nhất cho các hệ thống môi chất nhiệt độ thấp;
9. Thân van có cấu trúc đối xứng, đặc biệt là cấu trúc thân van hàn, có khả năng chịu được ứng suất từ ​​đường ống một cách tốt;
10. Bộ phận đóng van có thể chịu được sự chênh lệch áp suất cao khi đóng. ⑾ Van bi với thân van được hàn kín hoàn toàn có thể được chôn trực tiếp dưới lòng đất, do đó các bộ phận bên trong van không bị ăn mòn, và tuổi thọ tối đa có thể đạt tới 30 năm. Đây là loại van lý tưởng nhất cho các đường ống dẫn dầu và khí đốt tự nhiên.

Nhược điểm của van bi

1. Do vòng đệm kín của van bi được làm bằng polytetrafluoroetylen, vật liệu này có hệ số giãn nở lớn, nhạy cảm với biến dạng dẻo và dẫn nhiệt kém. Vì vậy, khi vật liệu làm kín bị cứng lại, độ tin cậy của gioăng sẽ bị ảnh hưởng.
2. Ngoài ra, polytetrafluoroethylene có khả năng chịu nhiệt thấp và chỉ có thể sử dụng ở nhiệt độ dưới 180°C. Nếu nhiệt độ vượt quá mức này, vật liệu làm kín sẽ bị lão hóa. Để sử dụng lâu dài, người ta thường chỉ sử dụng ở nhiệt độ 120°C.
3. Khả năng điều chỉnh của nó kém hơn so với van chặn, đặc biệt là van khí nén (hoặc van điện).