Gioăng làm kín van bướm: phân loại vật liệu và cách chọn

Độ kín của van bướm phụ thuộc phần lớn vào gioăng làm kín (seat, seal hay vòng làm kín). Chọn đúng vật liệu gioăng giúp van kín, bền và không bị trương nở hay chai cứng trong môi chất. Bài viết giải thích chức năng, các loại gioăng theo vật liệu và theo thiết kế van, cùng các tiêu chí lựa chọn.

Gioăng làm kín van bướm là gì?

Gioăng làm kín là vòng đệm lắp trong thân van, tạo bề mặt tiếp xúc kín giữa đĩa và thân khi van đóng. Ngoài ra gioăng còn:

• Làm kín quanh lỗ trục, ngăn lưu chất rò dọc theo trục.
• Bù các sai lệch nhỏ trên bề mặt tiếp xúc nhờ tính đàn hồi.
• Với gioăng trùm (lót toàn lòng van), cách ly thân van khỏi môi chất, giúp chống ăn mòn.

Phân loại theo vật liệu

Gioăng mềm (soft seat)

Làm từ cao su hoặc PTFE; kín tốt ở áp thấp, giá hợp lý, dễ thay, chịu được rung động. Hạn chế: giới hạn nhiệt độ, có thể bị hóa chất làm suy giảm, không hợp với môi chất nhiều hạt rắn.

• EPDM: chịu nước, thời tiết, ozone rất tốt; dùng cho cấp nước, nước thải, thực phẩm, quy trình CIP. Không dùng cho dầu mỡ, dung môi hydrocarbon.

• NBR (Buna-N): chịu dầu, nhiên liệu, dầu thủy lực; dùng trong dầu khí, HVAC; chịu nhiệt thấp hơn EPDM.

• PTFE (Teflon): trơ với hầu hết hóa chất, chịu nhiệt cao, ma sát thấp; dùng cho hóa chất, thực phẩm, dược phẩm. Kém đàn hồi hơn cao su nên mô-men vận hành lớn hơn.

• Viton (FKM/FPM): chịu nhiệt, dầu và nhiều hóa chất mạnh; giá cao; không phải lựa chọn tốt cho hơi nước.

• Silicone: an toàn vệ sinh, chịu nhiệt tốt; dùng trong thực phẩm, dược phẩm; độ bền xé thấp hơn các loại khác.

Nhiệt độ làm việc thực tế của van thấp hơn giới hạn vật liệu và phụ thuộc thiết kế của từng hãng – luôn đối chiếu catalogue. Bảng chọn vật liệu thân, đĩa và gioăng theo môi chất có trong bài chọn vật liệu van bướm và gioăng.

Gioăng kim loại (metal seat)

Làm từ inox, đồng, hợp kim niken (Inconel) hoặc thép; dùng cho áp suất, nhiệt độ cao, môi chất mài mòn. Kín ở áp thấp kém hơn gioăng mềm và cần thiết kế lệch tâm để tránh ma sát.

Gioăng kết hợp

Kết hợp vòng kim loại (chịu áp, nhiệt) và vật liệu mềm (tăng độ kín), dùng trong nhà máy hóa chất, công nghiệp nặng có dải áp, nhiệt rộng; chi phí và yêu cầu bảo trì cao hơn.

Phân loại theo thiết kế van

• Đồng tâm: đĩa ép vào gioăng mềm trên toàn chu vi, kín nhờ độ đàn hồi; đơn giản, kinh tế, dùng cho áp thấp – trung bình.
• Lệch tâm đơn, lệch tâm kép: đĩa tách khỏi gioăng sớm khi mở, giảm mài mòn, dùng cho áp trung bình – cao.
• Lệch tâm ba: gần như không trượt giữa đĩa và gioăng, thường dùng gioăng kim loại cho áp suất, nhiệt độ cao.

So sánh chi tiết các thiết kế xem tại bài van bướm đồng tâm, lệch tâm kép, lệch tâm ba.

Tiêu chí chọn gioăng

• Nhiệt độ tối thiểu và tối đa của quy trình.
• Áp suất làm việc.
• Tương thích hóa học với môi chất (ăn mòn, dầu, hạt rắn, độ nhớt).
• Tiêu chuẩn ngành như FDA, cGMP cho thực phẩm, dược phẩm.
• Tuổi thọ và khả năng thay thế: van gioăng rời dễ bảo trì hơn van gioăng đúc liền.
• Chi phí và kiểu kết nối (wafer, lug, mặt bích).

Khi nào cần thay gioăng?

Gioăng chai cứng, nứt, phồng hoặc rách là nguyên nhân phổ biến khiến van bướm bị rò rỉ qua đĩa. Với van gioăng rời, bạn có thể tự thay theo cách thay gioăng van bướm 5 bước. Kiểm tra gioăng định kỳ cũng là cách hiệu quả nhất để kéo dài tuổi thọ van bướm. Viva có sẵn gioăng EPDM, NBR, PTFE, Viton nhiều size – liên hệ: