Kiểm tra bẫy hơi: 4 phương pháp quan sát, nhiệt độ, âm thanh, siêu âm

Kiểm tra bẫy hơi có bốn phương pháp: quan sát trực quan, đo nhiệt độ, nghe âm thanh và đo siêu âm. Không phương pháp nào tự đủ tin cậy cho mọi loại bẫy, nên kỹ sư thường kết hợp ít nhất hai phương pháp rồi mới kết luận. Bài này mô tả dụng cụ, cách làm, cách đọc kết quả và giới hạn của từng phương pháp, kèm quy trình khảo sát định kỳ.

Nếu cần nắm lại cấu tạo và cách bẫy làm việc trước khi đi kiểm tra, xem bài phân loại và nguyên lý các loại bẫy hơi. Mục tiêu của kiểm tra bẫy hơi là phân loại mỗi bẫy vào một trong ba trạng thái: làm việc tốt, rò hơi (kẹt mở) hoặc tắc (kẹt đóng).

Vì sao phải kiểm tra bẫy hơi định kỳ

Bẫy hơi làm việc liên tục trong môi trường nóng, có cặn và búa nước, nên hao mòn là tất yếu. Theo US DOE (tham khảo), hệ thống không bảo trì 3–5 năm có thể có 15–30 % bẫy hỏng. Kiểm tra bẫy hơi giúp phát hiện sớm, trước khi bẫy gây tổn thất lớn.

Việc kiểm tra bẫy hơi đúng cách cũng tránh hai sai lầm tốn kém. Một là bỏ sót bẫy hỏng: bẫy kẹt mở thổi hơi liên tục, bẫy kẹt đóng làm ngập thiết bị. Hai là thay bẫy tốt vì chẩn đoán sai, vừa mất tiền vừa không giải quyết nguyên nhân thật. Lượng hơi mất qua bẫy rò được quy đổi ra tiền trong bài tổn thất năng lượng qua bẫy hơi.

Ví dụ: lỗ rò tương đương Ø3 mm ở 7 barg mất khoảng 15–20 kg/h (tham khảo). Lấy 15 kg/h chạy 8.000 giờ/năm là 120 tấn hơi/năm. Giả định đơn giá 600.000 đ/tấn hơi, chỉ để minh họa, thiệt hại là 72 triệu đồng/năm cho một bẫy. Một đợt kiểm tra bẫy hơi tìm ra vài bẫy như vậy đã đủ bù chi phí khảo sát.

Chuẩn bị trước khi kiểm tra bẫy hơi

Kết quả kiểm tra bẫy hơi chỉ đáng tin khi có dữ liệu nền. Trước khi ra hiện trường, cần chuẩn bị bốn thứ.

• Danh sách bẫy có mã, vị trí, loại, áp suất làm việc, ứng dụng. Mã ghi trên thẻ kim loại treo hoặc dán ngay tại bẫy.
• Sơ đồ đường hơi và đường nước ngưng, để biết bẫy xả ra hệ hở hay hệ kín (thu hồi về nồi hơi).
• Áp suất hơi tại từng bẫy, để tra nhiệt độ bão hòa làm mốc: 1 barg là 120 °C, 3 barg là 144 °C, 5 barg là 159 °C, 7 barg là 170 °C, 10 barg là 184 °C.
• Dụng cụ: súng hồng ngoại hoặc nhiệt kế tiếp xúc, gậy nghe, máy siêu âm, găng chịu nhiệt, kính bảo hộ.

Về an toàn, thân bẫy ở 7 barg nóng khoảng 170 °C, nên không chạm tay trần và không đứng thẳng trước đầu xả hở. Với bẫy có van chặn hai đầu và van xả thử, thao tác thử xả phải do người có quyền vận hành thực hiện.

Kiểm tra bẫy hơi bằng quan sát trực quan

Quan sát trực quan là cách kiểm tra bẫy hơi đơn giản nhất: nhìn nước ngưng và hơi thoát ra khỏi bẫy. Phương pháp này không cần thiết bị, nhưng chỉ dùng được khi bẫy xả ra hệ hở hoặc có kính xem dòng, van thử. Với hệ kín thu hồi nước ngưng, đầu xả nằm trong ống kín nên không nhìn thấy gì.

Cách làm và cách đọc kết quả

• Nước ngưng ra gián đoạn hoặc liên tục, kèm mây hơi flash trắng đục bốc lên chậm: bẫy thường làm việc bình thường.
• Hơi mỏng, trong suốt, thổi liên tục không có nước: nghi bẫy kẹt mở.
• Không có gì ra trong khi thiết bị đang chạy hết tải: nghi bẫy kẹt đóng hoặc bị tắc.
• Rò ở mối nối, gioăng, nắp, thân nứt: lỗi ngoại quan, cần xử lý riêng.

Hơi flash dễ nhầm với hơi sống

Hơi flash là hơi sinh ra khi nước ngưng nóng giảm áp. Nước ngưng 7 barg xả xuống 0 barg sinh ra khoảng 13,4 % hơi flash, tính bằng (721 − 419) ÷ 2.257. Từ 10 barg xuống 0 barg là khoảng 16 %. Hơi flash thường là đám mây trắng đục, tan nhanh ngay sau đầu xả.

Hơi sống rò qua bẫy thì khác: nó thổi thành luồng mỏng, trong suốt ở gần đầu xả rồi mới ngưng tụ thành mây ở xa hơn, kèm tiếng rít. Người kiểm tra hay nhầm hai loại này, nên kết luận kiểm tra bẫy hơi bằng mắt chỉ là sơ bộ. Ưu điểm là nhanh, rẻ; nhược điểm là phụ thuộc kinh nghiệm và không áp dụng được cho hệ kín.

Kiểm tra bẫy hơi bằng đo nhiệt độ

Cách kiểm tra bẫy hơi này đo nhiệt độ bề mặt ống trước bẫy, thân bẫy và ống sau bẫy để suy ra trạng thái bên trong. Dụng cụ thường dùng là súng hồng ngoại (đo nhanh, không tiếp xúc), nhiệt kế tiếp xúc hoặc đầu dò cặp nhiệt (chính xác hơn trên bề mặt kim loại sạch).

Cách đọc kết quả

Mốc so sánh là nhiệt độ bão hòa ở áp suất làm việc. Ví dụ đường hơi 7 barg có nhiệt độ bão hòa 170 °C.

• Ống trước bẫy đo gần 170 °C: hơi hoặc nước ngưng nóng đang đến bẫy, đây là trạng thái bình thường.
• Ống trước bẫy thấp hơn nhiều so với 170 °C, ví dụ 100–120 °C, và sau bẫy nguội: nước ngưng ứ lại, nghi bẫy kẹt đóng hoặc tắc.
• Sau bẫy nóng gần bằng trước bẫy, đường hồi nóng bất thường: nghi bẫy kẹt mở, nhưng cần xác nhận thêm.

Lưu ý, ống sau bẫy nóng khoảng 100 °C khi đường hồi ở 0 barg là bình thường, vì nước ngưng và hơi flash ở áp suất thấp có nhiệt độ bão hòa 100 °C. Bẫy nhiệt tĩnh còn xả nước nguội hơn nhiệt độ bão hòa vài độ đến vài chục độ (tham khảo), nên nhiệt độ thấp hơn mốc không phải lúc nào cũng là lỗi.

Giới hạn quan trọng nhất

Đo nhiệt độ không phân biệt được bẫy rò hơi với bẫy xả bình thường, vì cả hai đều nóng gần nhiệt độ bão hòa ở đầu vào. Phương pháp này tốt để phát hiện bẫy kẹt đóng (nguội bất thường), nhưng yếu với bẫy kẹt mở. Ngoài ra, kết quả sai lệch khi bề mặt bóng, có sơn hoặc bọc bảo ôn, vì hệ số phát xạ khác nhau làm súng hồng ngoại đọc thấp hơn thực tế.

Kiểm tra bẫy hơi bằng âm thanh

Khi kiểm tra bẫy hơi bằng tai, cần nhớ mỗi loại bẫy phát ra tiếng đặc trưng khi làm việc: tiếng nước chảy, tiếng van đóng mở, tiếng hơi lọt. Người kiểm tra áp đầu gậy nghe cơ học (hoặc ống nghe công nghiệp) vào thân bẫy và nghe âm thanh bên trong. Đây là cách kiểm tra bẫy hơi nhanh, chi phí thấp, dựa nhiều vào tai nghề.

Cách đọc: bẫy gầu đảo, đồng tiền và bẫy gián đoạn nói chung có tiếng đóng mở theo chu kỳ, kèm tiếng nước xả. Bẫy phao xả liên tục theo tải nên chỉ nghe tiếng nước chảy nhẹ. Hơi lọt qua van tạo tiếng rít, xì liên tục, to và đều, khác hẳn tiếng nước ngưng. Bẫy kẹt đóng gần như im lặng, không có tiếng xả.

Giới hạn: tiếng ồn nền của nhà máy che tín hiệu; tiếng truyền qua ống sang bẫy bên cạnh gây nhầm; và mỗi loại bẫy có âm thanh riêng, nên người nghe phải biết bẫy bình thường nghe thế nào. Vì thế, kiểm tra bẫy hơi bằng tai nên đi kèm đo nhiệt độ.

Kiểm tra bẫy hơi bằng siêu âm

Siêu âm là phương pháp kiểm tra bẫy hơi cho kết quả tin cậy nhất trong bốn phương pháp, nhưng cần thiết bị chuyên dụng. Khi hơi hoặc nước chảy qua lỗ hẹp, dòng rối phát ra sóng siêu âm. Máy dùng để kiểm tra bẫy hơi này thu dải khoảng 25–40 kHz (tham khảo), lọc tiếng ồn nền rồi chuyển thành âm nghe được và hiển thị mức tín hiệu trên màn hình.

Cách làm

1. Chọn điểm đo cố định, thường là thân bẫy phía hạ lưu (gần cửa xả), để các lần đo so sánh được với nhau.
2. Áp đầu dò tiếp xúc vuông góc, giữ ổn định. Chỉnh độ nhạy theo hướng dẫn của máy, ghi lại giá trị.
3. Nghe và quan sát mẫu tín hiệu: theo chu kỳ (xả đóng mở), liên tục nhẹ, hay liên tục mạnh.
4. So sánh với mức tham chiếu của đúng loại bẫy rồi ghi kết luận vào sổ theo dõi.

Cách đọc kết quả

Khi kiểm tra bẫy hơi bằng siêu âm, bẫy gián đoạn làm việc tốt cho tín hiệu bùng lên khi xả rồi lặng. Bẫy rò hơi cho tín hiệu liên tục, mạnh, không có khoảng lặng. Bẫy kẹt đóng gần như không có tín hiệu. Bẫy phao xả liên tục theo tải cho tín hiệu nhẹ, đều, nên phải đối chiếu mức tín hiệu với mức chuẩn của loại bẫy đó.

Giới hạn: kết quả phụ thuộc kỹ năng người đo, vì cùng một tín hiệu có thể đọc khác nhau nếu chỉnh độ nhạy lệch. Tiếng ồn từ van chặn rò hoặc đường hồi có thể truyền qua kim loại, nên cần đo thêm ở đoạn ống sau bẫy để so sánh.

So sánh 4 phương pháp kiểm tra bẫy hơi

Bảng sau giúp chọn phương pháp kiểm tra bẫy hơi theo mục tiêu và hạn chế của từng cách.

Kết hợp các phương pháp thành một quy trình

Quy trình kiểm tra bẫy hơi thực tế thường chạy ba bước, từ rẻ đến chính xác. Cách này cân bằng giữa tốc độ và độ tin cậy khi phải kiểm tra bẫy hơi số lượng lớn.

1. Sàng lọc bằng nhiệt độ và quan sát: loại ra các bẫy nguội (nghi kẹt đóng) và các bẫy có hơi thổi rõ.
2. Xác nhận bằng siêu âm hoặc âm thanh: phân biệt bẫy rò hơi với bẫy xả bình thường trong nhóm còn nóng.
3. Chuyển bẫy nghi hỏng sang bộ phận bảo trì: thử xả, tháo ruột, thay theo hướng dẫn trong bài bảo trì bẫy hơi.

Bảng sau gợi ý cách đọc khi kết hợp hai phép đo.

Từng dạng hỏng, nguyên nhân và cách xử lý sau khi kiểm tra bẫy hơi được tổng hợp trong bài lỗi thường gặp của bẫy hơi.

Kiểm tra bẫy hơi theo từng loại bẫy

Mỗi cơ cấu cho tín hiệu khác nhau, nên cùng một phương pháp có thể cho kết quả khác. Bảng sau tóm tắt điều cần lưu ý khi kiểm tra bẫy hơi theo loại.

Quy trình khảo sát định kỳ và sổ theo dõi

Một đợt kiểm tra bẫy hơi có hệ thống gồm bốn việc: lập danh sách bẫy, đo theo lộ trình cố định, ghi kết quả, rồi xử lý theo mức ưu tiên. Mỗi bẫy cần mã riêng, và sổ theo dõi nên có các cột sau.

• Mã bẫy, vị trí, loại, áp suất làm việc, áp suất đường hồi.
• Ngày đo, người đo, phương pháp, kết quả (đạt, rò, tắc).
• Nhiệt độ trước và sau bẫy, mức siêu âm nếu có.
• Hành động đã làm: vệ sinh, thay ruột, thay bẫy, ngày thực hiện.

Tần suất kiểm tra bẫy hơi theo áp suất

Áp suất càng cao thì bẫy hỏng mất hơi càng nhiều, nên khảo sát càng dày. Bảng dưới là khuyến nghị tham khảo theo US DOE.

Theo dõi tỉ lệ bẫy hỏng

Sau mỗi đợt khảo sát, tính tỉ lệ bẫy hỏng bằng số bẫy hỏng chia tổng số bẫy đã kiểm tra. Ví dụ kiểm tra 200 bẫy, phát hiện 30 bẫy hỏng thì tỉ lệ là 15 %, bằng cận dưới của khoảng 15–30 % (tham khảo) thường thấy ở hệ thống không bảo trì nhiều năm. Nếu tỉ lệ vẫn cao sau khi đã thay, cần xem lại nguyên nhân gốc như lọc, búa nước, chọn sai cỡ. Phân tích này thuộc bài hiệu suất bẫy hơi.

Sai lầm thường gặp khi kiểm tra bẫy hơi

• Kết luận chỉ bằng đo nhiệt độ: bẫy rò hơi vẫn nóng như bẫy tốt.
• Nhầm hơi flash với hơi rò ở đầu xả hở, dẫn tới thay bẫy tốt.
• Kiểm tra lúc tải quá thấp hoặc ngay khi vừa khởi động: bẫy chưa ổn định, tín hiệu không đại diện. Nên đo khi hệ thống đã chạy ổn định.
• Dùng siêu âm nhưng không có mức tham chiếu của từng loại bẫy.
• Không ghi sổ: không so được theo thời gian, không thấy bẫy nào hay hỏng lặp lại.
• Bỏ qua lưới lọc Y trước bẫy: bẫy tắc do cặn trông giống bẫy hỏng, nhưng chỉ cần vệ sinh lọc.

Với bẫy nghi hỏng, nên xả đáy lọc và kiểm tra lưới trước khi kết luận bẫy hỏng. Nếu phải thay, chọn lại loại bẫy theo ứng dụng, áp suất và tải thay vì chọn theo DN ống.

Bước tiếp theo là lập danh sách bẫy có mã, chọn phương pháp kiểm tra bẫy hơi phù hợp và lên lịch theo áp suất. Khi cần thay bẫy hỏng hoặc bổ sung bẫy, xem danh mục bẫy hơi hoặc gửi thông tin áp suất, nhiệt độ, tải nước ngưng và kiểu nối để được tư vấn. Bạn có thể đến trực tiếp Số 20, Ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội hoặc liên hệ qua thông tin bên dưới.