Van cầu mặt bích – Hiểu rõ vai trò 1 chiều và 2 chiều

1. Tổng quan về van cầu mặt bích

Để hiểu đúng van cầu mặt bích là gì, người dùng cần tách khái niệm này thành hai thành phần cấu tạo nên tên gọi: Van cầu và mặt bích

• Van cầu: Là một loại van dùng để đóng, mở hoặc điều tiết dòng chảy trong đường ống
• Mặt bích: Là kiểu kết nối đường ống trong đó các đầu ống và thiết bị được liên kết với nhau

Như vậy, van cầu mặt bích là loại van cầu sử dụng kiểu kết nối mặt bích, được thiết kế để đóng, mở hoặc điều tiết dòng chảy trong các hệ thống có áp suất và nhiệt độ cao, đặc biệt là hệ thống hơi. Đây cúng là lý do trong thực tế, khi nhắc đến van hơi mặt bích người dùng thường hiểu là nói tới van cầu hơi mặt bích

2. Van cầu mặt bích xuất hiện khi nào trong hệ thống

Van cầu mặt bích không phải lựa chọn cho mọi hệ thống ngay từ đầu. Chúng thường xuất hiện khi hệ thống bắt đầu có yêu cầu kỹ thuật cao hơn, cụ thể:

• Khi đường kính ống lớn, nối ren không còn đảm bảo độ kín
• Khi hệ thống làm việc với hơi nóng hoặc áp suất cao
• Khi tuyến ống được lắp cố định, ít tháo lắp
• Khi cần một loại van vừa đóng/mở ổn định, vừa điều tiết dòng tốt

Ở giai đoạn này, việc chuyển từ van ren sang van cầu mặt bích là bước đi mang tính kỹ thuật, không đơn thuần là thay đổi kiểu kết nối

3. Vì sao hệ thống hơi thường dùng van cầu mặt bích

Trong hệ thống hơi, van không chỉ làm nhiệm vụ khóa dòng mà còn phải chịu:

• Nhiệt độ cao
• Biến động áp suất liên tục
• Chu kỳ đóng mở kéo dài

So với các loại van khác, van cầu mặt bích đáp ứng tốt những yêu cầu này nhờ:

• Kết nối mặt bích chắc chắn, hạn chế xì hơi
• Kết cấu thân van dày, chịu áp tốt
• Đóng/mở êm, giảm sốc áp so với van cổng
• Có khả năng điều tiết lưu lượng hơi khi cần

4. Phân loại van cầu mặt bích

Để chọn đúng van cầu mặt bích cho hệ hơi, người dùng cần hiểu rõ cách phân loại theo vật liệu và chức năng dòng chảy

4.1 Van cầu mặt bích theo vật liệu

Vật liệu thân van ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu nhiệt, chịu áp và mức độ phù hợp với từng điều kiện làm việc cụ thể. Một số vật liệu van cầu mặt bích phổ biến gồm:

• Van cầu mặt bích gang: Thường dùng cho hệ nước hoặc hơi áp thấp, nhiệt độ không quá cao. Ưu điểm là giá thành thấp, nhưng không phù hợp với hệ hơi vận hành liên tục hoặc áp suất biến động lớn
• Van cầu mặt bích inox: Có khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn rất tốt, phù hợp với môi trường khắc nghiệt. Tuy nhiên, chi phí đầu tư cao nên thường chỉ được sử dụng khi hệ thống thực sự yêu cầu
• Van cầu mặt bích đồng:
  • Là lựa chọn cân bằng cho nhiều hệ hơi nhẹ đến trung bình. Đồng có khả năng dẫn nhiệt tốt, vận hành ổn định và chi phí hợp lý hơn so với inox
  • Trong thực tế, van cầu hơi mặt bích đồng thường được sử dụng cho các tuyến hơi nhánh, thiết bị gia nhiệt cục bộ cần đóng mở ổn định

4.2 Van cầu mặt bích theo chứng năng dòng chảy

Ngoài vật liệu, van cầu mặt bích còn được phân loại theo chức năng làm việc của dòng chảy, hay nói cách khác là cách van phản ứng với chiều lưu chất trong hệ thống

• Van cầu mặt bích 2 chiều: Là dạng van cầu tiêu chuẩn, cho phép dòng lưu chất đi theo cả hai hướng. Van được vận hành chủ động bằng tay hoặc bộ truyền động, phù hợp cho các vị trí:
  • Khóa tuyến hơi
  • Điều tiết lưu lượng
  • Chia nhánh hệ thống

• Van cầu mặt bích 1 chiều: Chỉ cho phép dòng chảy theo một hướng cố định và tự động đóng khi có dòng hồi. Van thuộc nhóm van bảo vệ, thường được lắp tại:
  • Sau thiết bị
  • Đầu nhánh hơi
  • Vị trí cần ngăn hồi lưu

Van cầu kết nối mặt bích 1 chiều và 2 chiều không thay thế cho nhau, mà đảm nhiệm hai vai trò khác nhau trong cùng một hệ thống. Vì vậy, khi lựa chọn theo tiêu chuẩn áp lực, người dùng có thể tham khảo các dòng van cầu mặt bích JIS 5K Miha hoặc van cầu mặt bích JIS 16K Miha, trong đó mỗi tiêu chuẩn đều có đầy đủ chủng loại van cầu kết nối mặt bích 1 chiều và 2 chiều, phù hợp cho từng vị trí lắp đặt cụ thể trong hệ thống

Tại hệ thống phân phối của chúng tôi, van cầu mặt bích 2 chiều thường được nhận diện bằng tay quay màu đen còn van cầu kết nối mặt bích 1 chiều thường nhận diện bằng tay quay màu đỏ, giúp người dùng và đơn vị thi công dễ phân biệt nhanh trong quá trình lựa chọn và lắp đặt

5. Vì sao nhiều hệ thống cần kết hợp van cầu mặt bích 1 chiều và 2 chiều

Trong thực tế thiết kế và vận hành đường ống, rất hiếm khi một hệ thống chỉ cần một chức năng duy nhất. Đặc biệt với các hệ hơi, nước nóng hoặc dầu, hệ thống luôn phải đồng thời đáp ứng hai yêu cầu song song là kiểm soát dòng chảy khi vận hành và tự bảo vệ khi xảy ra biến động

5.1 Hệ thống vừa cần điều khiển, vừa tự phản ứng

Trong trạng thái bình thường, người dùng cần sử dụng van cầu mặt bích 2 chiều, bởi đây là loại van cho phép điều khiển chủ động theo ý người vận hành hoặc bộ truyền động. Tuy nhiên, hệ thống sử dụng van cầu hơi mặt bích 2 chiều không phải lúc nào cũng ở trạng thái ổn định

Khi điều kiện vận hành thay đổi, đặc biệt là về áp suất và chiều dòng chảy, van điều khiển bằng thao tác tay không còn đủ để đảm bảo an toàn. Đây chính là thời điểm hệ thống cần được bổ sung van cầu mặt bích 1 chiều để hoàn thiện chức năng vận hành

5.2 Khi áp suất thay đổi, thao tác tay không đủ

Các tình huống như nồi hơi dừng đột ngột, bơm ngắt, áp suất tụt nhanh hoặc xuất hiện dòng chảy đảo chiều có thể xảy ra trong thời gian rất ngắn. Ở những thời điểm này, người vận hành không thể kịp thời đóng van cầu mặt bích 2 chiều, và bản thân loại van này cũng không có cơ chế tự chặn dòng hồi.

Nếu hệ thống chỉ sử dụng van điều khiển 2 chiều, dòng hồi ngược có thể xuất hiện và gây ra các rủi ro như:

• Tăng áp ngược lên thiết bị
• Sốc áp, sốc nhiệt
• Giảm tuổi thọ thiết bị và đường ống

Chính vì vậy, việc kết hợp van cầu mặt bích 1 chiều tại các vị trí phù hợp giúp hệ thống sử dụng van hơi mặt bích tự phản ứng tức thời khi áp suất thay đổi, bổ sung lớp bảo vệ mà thao tác tay không thể đáp ứng