Nguyên nhân gây rò rỉ van bướm và các giải pháp tương ứng

Van bướm được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như xử lý nước, dầu khí, HVAC và chế biến hóa chất nhờ thiết kế nhỏ gọn, khả năng điều khiển lưu lượng hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

Tuy nhiên, một trong những vấn đề phổ biến nhất vớivan bướmRò rỉ là hiện tượng có thể xảy ra bên trong (qua đế van) hoặc bên ngoài (xung quanh trục van hoặc thân van). Rò rỉ có thể nhỏ hoặc lớn, dẫn đến giảm hiệu suất hệ thống, hoặc gây ra rủi ro an toàn nghiêm trọng, các vấn đề về môi trường, hoặc thời gian ngừng hoạt động tốn kém.
Do đó, việc hiểu rõ nguyên nhân gốc rễ của những rò rỉ này và áp dụng các giải pháp hiệu quả là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất hoạt động đáng tin cậy của van.

---

Các loại rò rỉ van bướm

Trước khi đi sâu vào nguyên nhân và giải pháp, trước tiên chúng ta hãy phân loại các loại rò rỉ thường gặp ở van bướm:
a. Rò rỉ bên trong: Chất lỏng chảy qua van khi van ở vị trí đóng, cho thấy đế van hoặc đĩa van không thể tạo được độ kín khít.
b. Rò rỉ ra bên ngoài: Chất lỏng thoát ra từ thân van, thường là xung quanh trục van, gioăng hoặc mối nối mặt bích, làm ảnh hưởng đến khả năng làm kín.

Cả hai loại rò rỉ đều có thể bắt nguồn từ các yếu tố liên quan đến thiết kế, lắp đặt, vận hành hoặc bảo trì.
Dưới đây, chúng ta sẽ tìm hiểu các nguyên nhân chính và giải pháp tương ứng cho từng loại rò rỉ.

---

1. Gioăng bị mòn hoặc hư hỏng

Một nguyên nhân phổ biến gây rò rỉ bên trong là sự xuống cấp của các bộ phận làm kín van (chẳng hạn như lớp lót đàn hồi hoặc đế kim loại).

1.1 Nguyên nhân

- Sự xuống cấp vật liệu: Tiếp xúc lâu dài với chất lỏng ăn mòn, nhiệt độ cao hoặc bức xạ tia cực tím có thể khiến các gioăng bị cứng lại, nứt hoặc mất độ đàn hồi.

- Chất mài mòn: Các chất lỏng chứa cát, sỏi hoặc các hạt khác sẽ ăn mòn gioăng theo thời gian.

- Sự lão hóa: Ngay cả trong điều kiện không quá khắc nghiệt, các vòng đệm cũng sẽ tự nhiên bị xuống cấp theo thời gian, làm giảm khả năng khớp với đĩa van. Đây là hiện tượng lão hóa tự nhiên không thể tránh khỏi.

- Mô-men xoắn quá lớn: Mô-men xoắn của các bộ truyền động điện, khí nén hoặc các bộ truyền động khác được lựa chọn quá lớn, khiến đĩa van tác dụng quá nhiều áp lực lên đế van khi đóng, gây biến dạng hoặc thậm chí rách đế van. Ngay cả khi vận hành bằng tay, việc tác dụng mô-men xoắn quá lớn lên van bướm đường kính lớn cũng có thể gây biến dạng hoặc hư hỏng đế van.

1.2 Giải pháp

- Lựa chọn vật liệu: Chọn vật liệu làm kín tương thích với chất lỏng và điều kiện hoạt động. Ví dụ, sử dụng PTFE để chống ăn mòn hóa học, EPDM cho các ứng dụng với nước và Viton cho chất lỏng gốc dầu.
- Bảo trì định kỳ: Thực hiện chương trình bảo trì phòng ngừa để kiểm tra và thay thế các gioăng trước khi chúng bị hỏng. Điều này đặc biệt quan trọng trong môi trường khắc nghiệt.
- Lớp phủ bảo vệ: Trong các ứng dụng mài mòn, nên cân nhắc sử dụng van có gioăng được phủ lớp bảo vệ hoặc tôi cứng để kéo dài tuổi thọ của gioăng.
- Tối ưu hóa bộ truyền động: Dựa trên dữ liệu mô-men xoắn van bướm do nhà sản xuất cung cấp, hãy chọn bộ truyền động có mô-men xoắn phù hợp, hoặc chọn bộ truyền động có chức năng bảo vệ mô-men xoắn. ​​Ngoài ra, khi vận hành bằng tay, cần tránh dùng lực quá mạnh. Zfa khuyến nghị rằng nếu bạn không chắc chắn, bạn có thể sử dụng bộ truyền động tay quay hoặc bộ truyền động bánh răng trục vít có chức năng giới hạn mô-men xoắn.
---

2. Lắp đặt không đúng cách

Hiện tượng rò rỉ thường do sai sót trong quá trình lắp đặt van, ảnh hưởng đến các gioăng bên trong và bên ngoài.

2.1 Nguyên nhân

- Sai lệch: Nếu van không được căn chỉnh đúng cách với đường ống, đĩa van có thể không đóng kín hoàn toàn, dẫn đến rò rỉ bên trong.
- Mô-men xoắn không đủ: Việc siết chặt các bu lông mặt bích không đủ có thể gây rò rỉ ra bên ngoài tại vị trí tiếp giáp giữa van và ống.
- Siết quá chặt: Mô-men xoắn quá lớn có thể gây biến dạng thân van hoặc đế van, dẫn đến đĩa van không đóng kín hoàn toàn và gây rò rỉ bên trong.

2.2 Giải pháp

- Kiểm tra độ thẳng hàng: Trong quá trình lắp đặt, hãy sử dụng dụng cụ căn chỉnh để đảm bảo van được đặt chính giữa đường ống. Đồng thời, cần kiểm tra xem đĩa van có di chuyển tự do mà không chạm vào thành ống hay không.
- Thông số mô-men xoắn: Tuân theo giá trị mô-men xoắn khuyến nghị của nhà sản xuất đối với bu lông mặt bích và sử dụng cờ lê lực đã hiệu chuẩn để đạt được độ nén đồng đều của gioăng.
- Lựa chọn gioăng: Sử dụng gioăng chất lượng cao, có độ đàn hồi cao và tương thích với vật liệu van và ống. Đồng thời, đảm bảo kích thước gioăng phù hợp để tránh bị nén quá mức hoặc tạo ra các khe hở.
---

3. Nhiễu đĩa

Hiện tượng rò rỉ bên trong có thể xảy ra khi đĩa không thể đóng kín hoàn toàn do bị cản trở vật lý bởi đường ống hoặc mặt bích xung quanh.

3.1 Nguyên nhân

- Đường kính ống không khớp: Nếu đường kính trong của ống quá nhỏ, đĩa có thể va vào thành ống khi đóng.
- Thiết kế mặt bích: Mặt bích có bề mặt nhô cao hoặc bề mặt tiếp xúc có kích thước không phù hợp có thể cản trở sự chuyển động của đĩa.
- Tích tụ cặn bẩn: Các chất rắn hoặc cặn bám tích tụ bên trong van có thể ngăn cản đĩa van đóng kín đúng cách.

3.2 Giải pháp

- Kiểm tra tính tương thích: Trước khi lắp đặt, hãy xác nhận đường kính đĩa van tương thích với đường kính trong của ống.
- Điều chỉnh mặt bích: Tuân theo các tiêu chuẩn như ANSI hoặc DIN để sử dụng mặt bích phẳng hoặc gioăng nhằm đảm bảo khe hở giữa đĩa.
- Công tác vệ sinh: Xả sạch hệ thống trước khi vận hành van để loại bỏ cặn bẩn, và lắp đặt bộ lọc phía thượng nguồn nếu điều kiện cho phép để ngăn ngừa sự tích tụ trong tương lai.

4. Đóng gói thân cây không thành công

Hiện tượng rò rỉ bên ngoài thường xảy ra xung quanh thân van, nguyên nhân là do các vấn đề với gioăng hoặc vòng đệm ngăn chất lỏng chảy ra dọc theo trục.

4.1 Nguyên nhân

- Hao mòn: Theo thời gian, các vật liệu làm kín như PTFE hoặc than chì sẽ bị hao mòn do chuyển động hoặc áp lực của trục van.
- Biến động nhiệt độ: Dựa trên nguyên lý giãn nở và co lại do nhiệt, sự biến động nhiệt độ lặp đi lặp lại có thể khiến bao bì bị co lại, lỏng lẻo, thậm chí bị rách.
- Điều chỉnh không đúng cách: Nếu gioăng làm kín quá lỏng, chất lỏng có thể bị rò rỉ; nếu quá chặt, nó có thể làm hỏng thân van hoặc hạn chế chuyển động.

4.2 Giải pháp

- Bảo trì bao bì: Thường xuyên kiểm tra và thay thế các vật liệu đóng gói đã bị mòn.
- Yếu tố nhiệt độ: Chọn vật liệu đóng gói phù hợp với phạm vi nhiệt độ của hệ thống, chẳng hạn như vật liệu than chì dẻo cho các ứng dụng chịu nhiệt cao.
- Điều chỉnh gioăng: Siết chặt gioăng đến mô-men xoắn do nhà sản xuất quy định, kiểm tra rò rỉ sau khi điều chỉnh và tránh siết quá chặt.

---

5. Áp suất hoặc nhiệt độ quá cao

Khi điều kiện vận hành vượt quá giới hạn thiết kế của van, hiện tượng rò rỉ có thể xảy ra, ảnh hưởng đến các gioăng bên trong và bên ngoài.

5.1 Nguyên nhân

- Áp suất quá cao: Áp suất vượt quá định mức của van có thể làm biến dạng đế van hoặc đĩa van, khiến van không thể đóng kín.
- Giãn nở nhiệt: Nhiệt độ cao có thể khiến các bộ phận giãn nở không đều, gây ra hiện tượng lão hóa, làm mềm hoặc thậm chí cacbon hóa gioăng, ảnh hưởng đến độ khít của bề mặt làm kín, làm lỏng gioăng hoặc gây rò rỉ ra bên ngoài tại mối nối.
- Độ giòn khi lạnh: Ở điều kiện dưới -10 độ, gioăng có thể trở nên giòn và nứt, gây rò rỉ.

5.2 Giải pháp

- Áp suất và nhiệt độ định mức phù hợp: Chọn van có áp suất và nhiệt độ định mức vượt quá điều kiện tối đa của hệ thống và cân nhắc đến biên độ an toàn.
- Giảm áp suất: Lắp đặt van giảm áp hoặc bộ điều chỉnh áp suất ở phía thượng nguồn để ngăn ngừa quá áp.
- Cách nhiệt/sưởi ấm: Sử dụng ống cách nhiệt hoặc dây dẫn nhiệt ở vùng khí hậu lạnh để ngăn ngừa đóng băng.

5.3 Bảng so sánh nhiệt độ vật liệu

Dưới đây là phạm vi nhiệt độ và môi trường truyền dẫn tương ứng với các loại gioăng làm từ các vật liệu khác nhau.

 

---

6. Hiện tượng xâm thực và ăn mòn

6.1 Hiện tượng xâm thực là gì?

Hiện tượng xâm thực xảy ra do sự giảm áp suất đột ngột của môi chất lỏng xuống áp suất hơi của chất lỏng tại phần tiết lưu của van (ví dụ như giữa cánh bướm và đế van), dẫn đến sự hóa hơi cục bộ của chất lỏng tạo thành các bọt khí. Khi những bọt khí này di chuyển đến vùng áp suất cao cùng với chất lỏng, chúng sẽ vỡ nhanh chóng, tạo ra sóng xung kích và các tia nhỏ, từ đó gây ra sự ăn mòn và hư hỏng bề mặt làm kín của van, đế van và thân van.
Mặc dù hiện tượng xâm thực và ăn mòn chủ yếu là vấn đề về hiệu suất, nhưng nó có thể gián tiếp gây rò rỉ bằng cách làm hỏng bề mặt làm kín.

6.2 Ăn mòn là gì?

Sự ăn mòn xảy ra do các phản ứng hóa học hoặc điện hóa trên bề mặt vật liệu của van bướm do tiếp xúc lâu dài với môi trường ăn mòn (như axit, kiềm, dung dịch muối hoặc hơi nước ở nhiệt độ cao), dẫn đến hư hỏng bề mặt làm kín, trục van, đế van hoặc thân van.

6.3 Nguyên nhân

- Giảm áp suất đột ngột: Sự thay đổi áp suất nhanh chóng sẽ tạo ra các bọt khí vỡ, gây ăn mòn đĩa van hoặc đế van.
- Dòng chảy ăn mòn: Môi chất chứa axit, kiềm, muối, v.v., phản ứng trực tiếp với bề mặt kim loại, gây ra hiện tượng hòa tan hoặc ăn mòn dần bề mặt làm kín và thân van, làm cho bề mặt này mỏng đi.
- Vật liệu mài mòn: Chất lỏng tốc độ cao có chứa các hạt sẽ làm mòn mép gioăng theo thời gian.

6.4 Giải pháp

- Điều khiển lưu lượng: Xác định chính xác kích thước van để giảm thiểu tổn thất áp suất và sử dụng các phép tính hệ số lưu lượng (Cv) để đáp ứng yêu cầu của hệ thống.
- Nâng cấp vật liệu: Chọn vật liệu chống ăn mòn như thép không gỉ hoặc lớp phủ bề mặt cứng cho đĩa van và đế van.
- Thiết kế hệ thống: Giảm lưu lượng bằng cách tăng đường kính ống hoặc thêm thiết bị giảm áp ở phía thượng nguồn.

6.5 Bảng giá trị CV

---

7. Lỗi sản xuất

Đôi khi, hiện tượng rò rỉ bắt nguồn từ các khiếm khuyết trong cấu tạo van, có thể được phát hiện trong quá trình sử dụng hoặc kiểm tra ban đầu.

7.1 Nguyên nhân

- Lỗi đúc: Rỗ khí hoặc vết nứt trong thân van có thể gây rò rỉ ra bên ngoài.
- Các vấn đề về bề mặt làm kín: Việc gia công không đều đĩa hoặc đế có thể ngăn cản việc làm kín đúng cách, dẫn đến rò rỉ bên trong.
- Lỗi lắp ráp: Việc lắp đặt gioăng không đúng cách hoặc sự lệch vị trí của các bộ phận trong quá trình sản xuất có thể gây ra rò rỉ.

7.2 Giải pháp

- Đảm bảo chất lượng: Mua hàng từ các nhà sản xuất uy tín có chứng nhận như ISO 9001 và yêu cầu báo cáo thử nghiệm áp suất (ví dụ: theo API 598) để xác minh khả năng chống rò rỉ.
- Kiểm tra trước khi lắp đặt: Thực hiện kiểm tra rò rỉ thủy tĩnh hoặc khí nén trước khi lắp đặt để xác định các lỗi và trả lại các thiết bị bị lỗi cho nhà cung cấp.
- Yêu cầu bảo hành: Hãy đảm bảo van có bảo hành bao gồm các lỗi sản xuất để có thể được thay thế nếu phát hiện rò rỉ sớm.

---

8. Kết luận

Van bướmĐể giải quyết vấn đề rò rỉ, cần kết hợp việc lựa chọn van phù hợp, lắp đặt cẩn thận, bảo trì thường xuyên và tối ưu hóa hệ thống. Bằng cách lựa chọn vật liệu phù hợp với ứng dụng, tuân thủ hướng dẫn lắp đặt và giám sát điều kiện vận hành, người dùng có thể giảm đáng kể nguy cơ rò rỉ.
Van bướm bị rò rỉCác vấn đề rò rỉ có thể do nhiều yếu tố gây ra, và cần có các giải pháp khác nhau cho từng loại rò rỉ. Cho dù là rò rỉ bên trong hay bên ngoài, nguyên nhân thường là do gioăng bị mòn, lỗi lắp đặt, sự cản trở của đĩa van, vấn đề về gioăng trục van, áp suất/nhiệt độ quá cao, lỗi sản xuất hoặc ăn mòn. Nguy cơ rò rỉ của van bướm có thể được giảm thiểu hiệu quả thông qua việc lựa chọn hợp lý, lắp đặt chính xác, bảo trì thường xuyên và vận hành tối ưu. Đối với các ứng dụng quan trọng, việc tham khảo ý kiến ​​nhà sản xuất van hoặc kỹ sư hệ thống có thể đảm bảo hơn nữa hoạt động không rò rỉ và nâng cao an toàn hệ thống cũng như hiệu quả hoạt động.