Bảo trì van điện từ: lịch kiểm tra, tháo vệ sinh và thay màng

Bảo trì van điện từ gồm hai lớp: kiểm tra không tháo theo lịch (nghe, sờ nhiệt coil, soi rò, đo điện áp và thời gian đáp ứng) và tháo van để vệ sinh, thay màng hoặc gioăng khi kiểm tra cho thấy dấu hiệu hao mòn.

Với nước sạch, chu kỳ bảo trì van điện từ tham khảo là 3–6 tháng; với nước có cặn, hơi nóng hoặc tần suất đóng mở cao, rút xuống 1–3 tháng. Bài viết dùng cho van điện từ nước, khí nén, dầu nhẹ và hơi, nối ren DN8–DN50 và nối bích.

Vì sao cần bảo trì van điện từ định kỳ

Van điện từ hỏng theo ba cơ chế, và mỗi cơ chế cần một động tác bảo trì khác nhau. Hiểu cơ chế giúp bảo trì van điện từ có căn cứ, không thay phụ tùng một cách mò mẫm. Định nghĩa chung về cấu tạo và nguyên lý có tại trang Solenoid valve trên Wikipedia.

• Lão hóa chi tiết đàn hồi: nhiệt độ, hơi nóng, dầu hoặc hóa chất làm màng và O-ring chai cứng, nứt hoặc trương nở. Khi mất đàn hồi, màng không ép kín mặt đế và van rò khi đóng. Hiện tượng này phụ thuộc vật liệu, xem thêm bài về vật liệu gioăng.
• Tắc và kẹt do cặn: hạt cặn kẹt vào lỗ pilot hoặc lỗ cân bằng, vốn chỉ rộng vài phần mười milimét ở nhiều model. Ở van gián tiếp, lỗ bị bít làm áp phía trên màng không xả được, van mở chậm hoặc không mở.
• Hỏng coil: chạy liên tục sinh nhiệt, nhiệt làm lão hóa lớp men cách điện. Coil AC còn chịu dòng khởi động 2–5 lần dòng giữ (tham khảo); lõi kẹt không hút hết thì dòng lớn kéo dài làm coil cháy nhanh.

Hầu hết các hỏng hóc này diễn ra từ từ và có dấu hiệu báo trước. Bảo trì van điện từ định kỳ phát hiện chúng khi chi phí còn là một bộ màng, chưa phải cả van.

Lịch bảo trì van điện từ theo điều kiện làm việc

Chu kỳ bảo trì van điện từ dưới đây là mốc tham khảo. Hãy điều chỉnh theo catalogue của hãng và theo lịch sử hỏng thực tế của chính hệ thống; ghi ngày kiểm tra và tình trạng để rút ngắn hoặc kéo dài chu kỳ dựa trên dữ liệu.

Van gas và nhiên liệu cấp cho lò đốt thuộc nhóm thiết bị an toàn; chu kỳ bảo trì van điện từ và hạng mục thử kín ở nhóm này phải theo quy định của hãng và quy chuẩn an toàn áp dụng cho công trình, không dùng bảng trên làm căn cứ duy nhất.

Kiểm tra không tháo trong bảo trì van điện từ

Đây là phần chiếm đa số thời gian bảo trì van điện từ và không cần dừng hệ thống. Bốn phép kiểm tra sau chỉ mất vài phút cho mỗi van.

Âm thanh và nhiệt độ coil khi bảo trì van điện từ

• Âm thanh: khi bảo trì van điện từ, van tốt phát một tiếng tách dứt khoát khi hút và khi nhả. Tiếng rè liên tục 100 Hz (lưới 50 Hz) ở coil AC báo vòng chống rung nứt hoặc mất, mặt lõi bị bẩn hoặc điện áp thấp. Lõi kẹt nửa chừng sẽ kêu ù và coil nóng lên rất nhanh; xem các lỗi thường gặp.
• Nhiệt độ coil: coil chạy liên tục (ED 100 %) bề mặt 60–90 °C là bình thường (tham khảo). Nếu không chạm tay quá vài giây hoặc có mùi khét, là bất thường. Dùng súng đo nhiệt hồng ngoại và so với các van cùng loại ở cùng điều kiện; chênh lớn cho thấy coil hoặc lõi có vấn đề.

Rò rỉ ngoài và rò qua van

• Rò ngoài: soi mối nối ren, mặt bích, vòng nắp và đầu DIN. Vệt ẩm, cặn muối hoặc rỉ quanh nắp van cho thấy O-ring nắp bắt đầu hỏng.
• Rò qua van (rò trong): khi van đóng và đã cắt điện, nghe hoặc sờ đoạn ống hạ lưu. Có tiếng chảy nhỏ, nhiệt độ ống hạ lưu tăng (hơi) hoặc đồng hồ áp hạ lưu tăng chậm là dấu hiệu màng hoặc mặt đế không còn kín.

Điện áp và thời gian đáp ứng

Khi bảo trì van điện từ, hãy đo điện áp tại đầu coil lúc van hút bằng đồng hồ vạn năng. Giá trị phải nằm trong ±10 % định mức. Sụt áp do cáp dài, đầu nối oxy hóa hoặc nguồn yếu làm van hút yếu và coil nóng. Kiểm tra gioăng, vít giữa của đầu DIN và không để nước lọt vào, vì đầu nối chỉ đạt IP65 khi gioăng đủ và vít siết đúng.

Thời gian đáp ứng đo bằng đồng hồ bấm giờ hoặc tín hiệu phản hồi, tính từ lúc cấp điện đến lúc có lưu lượng ổn định.

Lần đo đầu tiên sau lắp đặt, ghi vào hồ sơ bảo trì van điện từ làm mốc, theo hướng dẫn lắp đặt của hệ thống. Van trực tiếp phản ứng trong vài chục ms; van gián tiếp thường chậm hơn, vài chục đến vài trăm ms tùy lỗ cân bằng. Thời gian tăng dần theo các lần đo là dấu hiệu lỗ cân bằng đang bít dần hoặc màng đang cứng.

An toàn khi bảo trì van điện từ

Mọi thao tác tháo van chỉ bắt đầu khi đã cô lập hoàn toàn nguồn điện và nguồn áp. Quy trình an toàn này áp dụng cho mọi lần bảo trì van điện từ có tháo van.

1. Khóa và treo thẻ (lockout – tagout): cắt aptomat nhánh van, khóa và treo thẻ ghi tên người thao tác. Đo kiểm không còn điện tại đầu DIN bằng đồng hồ vạn năng.
2. Đóng van chặn thượng lưu và hạ lưu, khóa tay van, treo thẻ.
3. Xả áp: mở điểm xả giữa hai van chặn, xác nhận đồng hồ áp về 0. Van gián tiếp có thể còn áp giữ phía trên màng, nên nới nắp từ từ, không đứng thẳng trước nắp.
4. Hơi và nước nóng: chờ thân van nguội. Thân van hơi có thể ở trên 150 °C; chờ nhiệt độ bề mặt xuống dưới khoảng 40–50 °C trước khi chạm, hoặc dùng găng chịu nhiệt khi phải thao tác sớm.
5. Lưu chất nguy hiểm (gas, hóa chất, dầu nóng): xả và thổi sạch theo quy trình riêng của nhà máy, đeo kính và găng phù hợp.
6. Không cấp điện cho coil khi đã tháo khỏi ống dẫn lõi. Không có lõi từ, khe hở từ lớn, coil AC chịu dòng cực lớn và cháy trong thời gian ngắn.

Quy trình bảo trì van điện từ: tháo, vệ sinh, thay màng, lắp lại

Quy trình bảo trì van điện từ này dùng cho van gián tiếp dạng màng, loại phổ biến nhất trong công trình. Van tác động trực tiếp có ít chi tiết hơn (lõi, lò xo, O-ring, mặt đế); van piston thay màng bằng vòng piston và gioăng piston. Hãy luôn đối chiếu với bản vẽ nổ của hãng.

Bước 1: Tháo van và ghi nhận trạng thái

Trước khi bảo trì van điện từ, chụp ảnh hoặc ghi chiều mũi tên, vị trí coil, hướng đầu DIN trước khi tháo. Với van nối ren nhỏ, có thể chỉ tháo nắp và cụm bên trong khi vẫn để thân trên ống, miễn là đã cô lập và xả áp. Với van bích hoặc khi cần kiểm tra mặt đế, tháo cả van ra khỏi đường ống.

Bước 2: Tháo coil và nắp van

Tháo vít giữ đầu DIN, rút đầu nối. Rút coil khỏi ống dẫn lõi (thường giữ bằng đai ốc hoặc kẹp lò xo). Nới các vít nắp theo thứ tự chéo, mỗi vít một ít, vì lò xo bên trong nén lực lên nắp. Tháo từng lớp theo đúng thứ tự và đặt chi tiết lên khay sạch, theo thứ tự tháo.

Bước 3: Kiểm tra từng chi tiết

Bước 4: Vệ sinh các chi tiết

• Khi bảo trì van điện từ, dùng cọ mềm, khăn không xơ và dung dịch tẩy nhẹ hoặc isopropyl alcohol cho chi tiết kim loại. Không dùng chất mài mòn, bàn chải thép lên mặt đế và lõi từ.
• Không ngâm chi tiết cao su trong dung môi. Xăng, dầu hỏa và dung môi thơm làm trương nở EPDM; xeton như axeton làm hỏng NBR và FKM.
• Thổi lỗ pilot và lỗ cân bằng bằng khí nén sạch hoặc thông bằng kim mềm. Tuyệt đối không nong rộng: lỗ rộng hơn làm mất cân bằng áp, van không đóng hoặc mở không dứt khoát.
• Rửa sạch bằng nước, lau khô, thổi khô trước khi lắp.

Bước 5: Thay màng và gioăng, chú ý chiều lắp

Khi bảo trì van điện từ, chọn bộ màng đúng model, đúng vật liệu theo lưu chất và nhiệt độ; chi tiết về từng loại gioăng nằm ở bài vật liệu. Phụ tùng thay thế tương thích, xem thêm màng van điện từ. Khi thay, thay cả bộ màng cùng O-ring nắp để đồng bộ tuổi thọ.

• Hướng màng: mặt có vòng đệm hoặc gờ bít đặt lên mặt đế; mặt còn lại hướng về lò xo và nắp. Lắp ngược làm màng không ép kín.
• Căn lỗ: lỗ cân bằng và lỗ pilot trên màng phải thẳng hàng với đường dẫn trong thân hoặc nắp theo bản vẽ. Lệch lỗ là lỗi khiến van gián tiếp không mở dù coil hút bình thường.
• Phẳng và không nhăn: màng nằm phẳng trong rãnh, không bị kẹp nếp gấp khi đóng nắp.

Bước 6: Bôi trơn đúng chỗ

Bôi một lớp mỏng mỡ silicone chịu nước, chịu nhiệt lên O-ring tĩnh để chống xoắn khi lắp và chống khô. Mỡ phải tương thích gioăng: mỡ gốc khoáng làm trương nở EPDM, nên dùng silicone hoặc mỡ gốc glycerin cho EPDM. Không bôi lên mặt đế, lỗ pilot, lỗ cân bằng và bên trong ống dẫn lõi; mỡ giữ cặn và làm lõi dính.

Bước 7: Lắp lại và siết đều

1. Đặt lò xo, lõi từ, màng theo đúng thứ tự tháo.
2. Đóng nắp, vặn các vít nắp bằng tay trước, rồi siết chéo qua 2–3 lượt, mỗi lượt tăng dần cho đến lực siết theo hãng. Siết lệch làm màng kẹp không đều và rò quanh nắp.
3. Lắp coil, vòng đệm giữ và đai ốc; đặt đúng hướng.
4. Cắm đầu DIN với gioăng đủ, siết vít giữa; kiểm tra tiếp địa.
5. Lắp lại van đúng chiều mũi tên, siết ren hoặc bích theo quy trình lắp đặt ban đầu của van.

Bước 8: Thử sau bảo trì

Mở van chặn từ từ để đường ống đầy dần và thoát khí. Kiểm tra rò ngoài ở áp làm việc, rồi cấp điện và đóng mở 5–10 lần. Quan sát van mở đủ hành trình, đóng kín, thời gian đáp ứng không chậm hơn mốc đã ghi. Chạy khoảng 30 phút rồi sờ nhiệt coil. Ghi lại ngày, loại phụ tùng thay và số lô vào nhật ký bảo trì van điện từ.

Kiểm tra coil bằng đồng hồ vạn năng khi bảo trì van điện từ

Kiểm tra coil trong bảo trì van điện từ mất khoảng ba phút, không cần tháo van khỏi ống. Ngắt điện, rút đầu DIN, chọn thang Ω và đo hai chân cấp nguồn của coil.

Điện trở định mức phụ thuộc hãng và công suất. Ví dụ tính nhanh: coil 24 V DC, 8 W có R = U²/P = 24²/8 = 72 Ω; coil 220 V AC thường vài trăm đến vài nghìn Ω (tham khảo). Với coil AC, không suy dòng điện từ điện trở đo được bằng định luật Ohm, vì ở trạng thái làm việc có thêm cảm kháng.

Kiểm tra thêm bằng từ trường: cấp điện cho coil khi vẫn lắp trên ống dẫn lõi và đặt tua vít thép sát ống. Tua vít bị hút là coil tạo từ trường. Không hút dù điện áp đủ thì coil chập vòng hoặc lõi mòn. Quy trình thay đã được tách ra ở thay thế cuộn coil van điện từ; đặt mua đúng điện áp, loại AC/DC, kích thước đầu nối tại mục cuộn coil thay thế.

Dụng cụ và phụ tùng dự phòng cho bảo trì van điện từ

Nguyên tắc dự phòng cho bảo trì van điện từ: giữ một bộ phụ tùng cho mỗi model, mỗi loại vật liệu gioăng đang dùng, ưu tiên van ở vị trí không thể dừng dây chuyền. Với số lượng van lớn, lưu một kho nhỏ gồm coil theo từng điện áp phổ biến (220 V AC, 24 V DC, 24 V AC) và kit màng cho các model hay dùng nhất.

Khi nào bảo trì van điện từ không còn hiệu quả: thay van mới

Bảo trì van điện từ bằng cách thay phụ tùng chỉ hiệu quả khi hư hỏng nằm ở chi tiết tiêu hao. Một số hư hỏng cho thấy sửa không còn kinh tế hoặc không đảm bảo an toàn, khi đó nên thay van mới.

• Thân van nứt, rỗ ăn mòn sâu hoặc khử kẽm (thân đồng chuyển sang màu hồng đỏ, xốp). Không thể hàn vá cho van chịu áp.
• Mặt đế bị xước sâu hoặc rỗ: thay màng mới vẫn rò. Nếu mặt đế là chi tiết liền thân, cần thay van.
• Ren hoặc mặt bích hư, không làm kín được dù đã thay gioăng.
• Ống dẫn lõi biến dạng hoặc ăn mòn khiến lõi kẹt lặp lại sau khi vệ sinh.
• Hết phụ tùng chính hãng của model, hoặc phụ tùng và công tháo lắp chiếm phần lớn giá van mới. Nhiều nơi lấy ngưỡng khoảng một nửa giá van mới làm mốc cân nhắc (tham khảo).
• Hỏng lặp lại trong thời gian ngắn dù đã thay đủ phụ tùng: nguyên nhân thường là chọn sai vật liệu, sai cỡ hoặc sai loại van (ví dụ van gián tiếp lắp nơi thiếu chênh áp). Đối chiếu lại tiêu chí chọn và điều kiện lắp trước khi mua van cùng model.

Khi quyết định thay, kiểm tra điều kiện làm việc thực tế (áp, nhiệt độ, lưu chất, điện áp) và chọn van phù hợp thay vì sao chép model cũ. Cần hỗ trợ chọn van thay thế, bạn có thể liên hệ theo thông tin dưới đây.

Câu hỏi thường gặp về bảo trì van điện từ