Van cổng có thể được lắp đặt lộn ngược?

Van cổng là một trong những van cách ly phổ biến nhất trong hệ thống đường ống. Nhiều nhân viên kỹ thuật thường gặp-câu hỏi về cài đặt tại chỗ:Van cổng có được phép lắp đặt lộn ngược (thân hướng xuống dưới và thân van đảo ngược) không?Để trả lời câu hỏi này, chúng ta cần bắt đầu từ cấu tạo bên trong và nguyên lý làm kín của van cổng.

 

Định hướng lắp đặt tiêu chuẩn của van cổng

Van cổng có thiết kế tiêu chuẩn thường được yêu cầu phải có thân thẳng đứng hướng lên trên hoặc nằm ngang và góc giữa đường tâm thân van và đường thẳng đứng của mặt đất không được vượt quá 15 độ (được chỉ định trong API 600 7Phiên bản thứ). Điều này là do van cổng thực hiện việc đóng và mở đường ống thông qua việc nâng thẳng đứng của đĩa cổng. Khi bạn biểu diễnvan cổng mở, trục dẫn động đĩa cổng hướng lên trên hốc nắp ca-pô; khi thực hiệnvan cổng tắt, đĩa cổng di chuyển xuống dưới để ép chặt vào mặt bịt kín của cả hai đế van.

 

Việc buộc-lắp đặt lộn ngược với thân hướng xuống dưới sẽ thay đổi hướng của trọng lượng của đĩa cổng cũng như áp suất trung bình. Trong quá trình đóng trong trường hợp này, đĩa cổng có thể không khớp chính xác vào rãnh dẫn hướng bệ van, dẫn đến tiếp xúc không hoàn toàn với các mặt bịt kín. Theo báo cáo phân tích lỗi được công bố bởiThế giới vanvào năm 2021, khoảng 73% lắp đặt van cổng ngược gặp phải hiện tượng rò rỉ bên trong sau khi đóng, trong đó 42% có tỷ lệ rò rỉ vượt quá giá trị cho phép của tiêu chuẩn ISO 5208 Loại A (0,1×DN mm³/s).

 

Tác động của việc lắp đặt lộn ngược-đối với cấu trúc bên trong

Quan sát chi tiết củavan cổng bên trong: Van cổng nêm có góc nêm 3 độ ~ 5 độ giữa đĩa cổng và đế van, đạt được áp suất bịt kín thông qua hiệu ứng siết chặt nêm. Khi lắp đặt lộn ngược, hướng trọng lực ngược với hướng siết chặt của nêm, khiến ứng suất tiếp xúc đáng lẽ phải được phân bổ đều trên mặt bịt kín bị lệch về phía thân. Dữ liệu đo được cho thấy việc lắp đặt lộn ngược-làm giảm áp suất bịt kín riêng ở mặt dưới của bệ van từ 30%~50%, trong khi áp suất riêng ở mặt trên có thể vượt quá giới hạn chảy xệ của vật liệu (ví dụ: bệ van bằng thép 13Cr có cường độ chảy lớn hơn hoặc bằng 485 MPa).

 

Ngoài ra,-việc cài đặt lộn ngược sẽ hiển thị các luồng gốc trực tiếp trên phương tiện. Đối với hơi nước hoặc chất lỏng ăn mòn, tốc độ mài mòn của ren trục nhanh hơn từ 2 đến 3 lần so với lắp đặt thông thường (tham khảo thử nghiệm độ mòn của ASTM G98). Điều này sẽ trực tiếp khiến van không hoạt động đượcvan cổng mởhoặcvan cổng tắthoạt động bình thường.

 

Sự cố thoát nước do lắp đặt lộn ngược-gây ra

cácvan cổng cốngchức năng gần như bị mất khi van được lắp lộn ngược. Cổng xả hoặc lỗ thông hơi điểm thấp{1}}của van cổng thông thường được thiết kế ở dưới cùng của thân van. Trong lắp đặt bình thường, nước ngưng tụ và tạp chất tích tụ trong khoang van có thể được thải ra qua cổng thoát nước phía dưới. Khi đảo ngược, cổng xả ở đáy thân van hướng lên trên, trong khi khoang nắp ca-pô (ban đầu ở phía trên) trở thành điểm thấp. Các hạt rắn trong môi trường sẽ lắng đọng trong khu vực đệm kín của thân van - ở một vị trí không có đường xả. Sự tích tụ lâu dài-sẽ dẫn đến mòn đệm, kẹt thân cây và cuối cùng là toàn bộvan cổng đường ốngtrở nên không thể hoạt động được.

 

Các vấn đề và giải pháp thường gặp

Sự cố 1: Van cổng đã được lắp đặt lộn ngược và có rò rỉ bên trong sau khi đóng. Làm thế nào để xử lý nó?

Phân tích nguyên nhân: Việc lắp đặt ngược{0}}làm cho đĩa cổng lệch khỏi vị trí trung tâm, dẫn đến lỗi bịt kín một bên. Theo xếp hạng nhiệt độ-áp suất ASME B16.34, van cổng từ Loại 150 đến Loại 600 thường không thể duy trì hiệu suất bịt kín áp suất định mức trong điều kiện làm việc ngược.

 

Giải pháp:

1. Tắt máy ngay lập tức và giảm áp suất: Giảm áp suất phần đường ống và xả môi trường. Hãy thử mở hoàn toàn van bằng tay thông quavan cổng mở, sau đó thực hiệnvan cổng tắtlại. Tác động của dòng chảy trung bình có thể đặt lại đĩa cổng nhưng tỷ lệ thành công thấp hơn 15%.
2. Tháo và lắp lại: Giải pháp tối ưu là tháo van và lắp lại theo đúng hướng (thân hướng lên trên hoặc nằm ngang). Nếu không gian đường ống không cho phép thân van quay thì cần phải thực hiệnthay van cổngvới van cổng được thiết kế theo dòng chảy hai chiều (chẳng hạn như van cổng trượt song song hoặc van cổng nêm có đế van nổi), không nhạy cảm với hướng lắp đặt.
3. Biện pháp khẩn cấp tạm thời: Nếu không thể tắt máy ngay lập tức, hãy gia công một cổng bypass trên đỉnh nắp ca-pô và nối một van xả nhỏ. Tuy nhiên, điều này sẽ làm hỏng tính toàn vẹn áp suất của nắp ca-pô và chỉ áp dụng cho những trường hợp-áp suất thấp không-quan trọng (áp suất nhỏ hơn hoặc bằng 1,0 MPa).

 

Vấn đề 2: Van cổng trên đường ống nằm ngang có phải lắp đặt thân nằm ngang? Có yêu cầu gì về góc không?

Phân tích nguyên nhân: Một số nhà thiết kế lầm tưởng rằng van cổng trên đường ống nằm ngang có thể được lắp đặt ở bất kỳ góc quay nào, kể cả thân hướng xuống ở 15 độ ~ 30 độ.

 

Giải pháp: Tham khảo Mục 4.3 của MSS SP-91-2019Hướng dẫn lắp đặt van*: Đối với van cổng trục vít và van ách bên ngoài, thân van phải được đặt trong phạm vi ±10 độ so với đường ngang; đối với van cổng trục không tăng, dung sai có thể được giảm xuống ±15 độ. Bất kỳ độ nghiêng nào vượt quá phạm vi này, đặc biệt là với thân bên dưới đường ngang, đều được coi là lắp đặt lộn ngược.

 

Nếu bố trí đường ống chắc chắn yêu cầu lắp đặt thân hướng xuống (ví dụ: không gian phía trên hạn chế), thì phải sử dụng các van cổng có khả năng chống-phát thải thấp hoặc đảo ngược-được thiết kế đặc biệt. Những van như vậy được trang bị lò xo phụ ở dưới cùng của đế van hoặc sử dụng vòng đệm kín hai chiều (ví dụ: vòng đệm bằng hỗn hợp PTFE + sợi carbon), với chi phí mua sắm gấp khoảng 2,5 lần so với van cổng thông thường.

 

Đối với các van cổng đảo ngược hiện có, có thể trang bị thêm các thanh dẫn hướng hỗ trợ: hàn các dải dẫn hướng bằng thép không gỉ dày 2 ~ 3 mm (độ cứng Lớn hơn hoặc bằng 200 HB) ở cả hai mặt trong của thân van để hạn chế đường chuyển động của đĩa cổng. Tuy nhiên, việc sửa đổi này đòi hỏi phải tháo rời van và xử lý lại thân van với chi phí nhân công cao; nói chung nên trực tiếp tiến hànhthay van cổng.

 

Phần kết luận

van cổng đường ốngcủa thiết kế tiêu chuẩn không được phép lắp đặt lộn ngược trong hầu hết các trường hợp. Việc lắp đặt lộn ngược-làm hỏng lớp đệm kín giữa đĩa cổng và đế van, làm giảm độ tin cậy củavan cổng mởVàvan cổng tắt, vô hiệu hóavan cổng cốngchức năng và tăng tốc độ mài mòn của các bộ phận chính bên trongvan cổng bên trong.

 

Nếu phát hiện cài đặt không chính xác tại chỗ, giải pháp triệt để nhất làthay van cổngvà cài đặt lại theo đúng hướng. Trong những dịp đặc biệt{1}}có giới hạn về không gian, phải mua các van cổng có thể gắn hai chiều đã được chứng nhận-và nghiêm cấm việc tự sửa đổi các van cổng thông thường.