Có hai hình thức nối được dùng trên van giảm áp: nối ren cho cỡ nhỏ (thường DN15–DN50) và nối bích cho cỡ từ DN40–DN50 trở lên. Hình thức nối quyết định ba việc: van lắp lên đường ống bằng cách nào, chịu được áp suất và nhiệt độ đến đâu, và tháo ra bảo trì có thuận tiện không. Chọn sai chuẩn ren hoặc chuẩn bích là lý do phổ biến khiến van mua về không lắp được vào ống.
Bài này giải thích cách nhận biết từng chuẩn ren, cách làm kín, bảng thông số bích của ba hệ tiêu chuẩn và cách chọn hình thức nối cho từng loại van giảm áp. Mọi số liệu kích thước là giá trị tiêu chuẩn thông dụng, nên đối chiếu thêm với bản vẽ của hãng trước khi đặt hàng.
Hình thức nối nào dùng cho van giảm áp trực tiếp và gián tiếp
Van giảm áp trực tiếp có thân nhỏ nên thường dùng hình thức nối ren ở cỡ DN15–DN50, một số hãng làm tới DN80. Van gián tiếp (có pilot, màng thủy lực) có thân lớn và nặng nên gần như luôn dùng hình thức nối bích; cỡ từ DN100 trở lên nối bích là mặc định cho mọi loại van công nghiệp, không riêng van giảm áp. Muốn hiểu vì sao hai kiểu thân này khác nhau, xem phần các bộ phận trong bài cấu tạo của van giảm áp.
Vùng DN40–DN80 là vùng chồng lấn: nhiều dòng van hơi và van nước trực tiếp có cả bản ren lẫn bản bích. Hình thức nối bích đắt hơn và cần nhiều phụ kiện hơn nhưng chịu áp, nhiệt tốt hơn và tháo lắp không cần xoay cả van. Hình thức nối ren rẻ hơn và gọn hơn, hợp đường ống nhỏ, áp thấp và không gian hẹp.
Hình thức nối ren: BSPP, BSPT và NPT khác nhau thế nào
Với hình thức nối ren, cùng ghi cỡ “1 inch” nhưng ren BSP và NPT không lắp lẫn với nhau. Ren BSP (Anh, theo ISO 228-1 và ISO 7-1) có góc ren 55°, ren NPT (Mỹ, ASME B1.20.1) có góc ren 60° và bước ren khác. Vặn cưỡng bức hai chuẩn này vào nhau có thể thấy “vào được” vài vòng nhưng sẽ rỉ hoặc làm hỏng ren.
Trên van giảm áp thường gặp ba loại sau.
| Chuẩn ren | Ký hiệu | Dạng ren | Cách làm kín | Thường gặp ở |
|---|---|---|---|---|
| BSPP (ISO 228-1) | G | Trụ (song song) | Gioăng phẳng hoặc vòng đệm ở mặt tựa, ren không làm kín | Van đồng châu Âu, đầu nối đồng hồ |
| BSPT (ISO 7-1) | R (ren ngoài), Rc (ren trong) | Côn | Băng tan hoặc keo làm kín trên chính ren | Van công nghiệp châu Á, đường ống Việt Nam |
| NPT (ASME B1.20.1) | NPT | Côn | Băng tan hoặc keo làm kín trên ren | Thiết bị xuất xứ Mỹ |
Với hình thức nối ren trụ (G), mối nối làm kín bằng gioăng ép vào mặt tựa, nên quấn băng tan lên ren không làm tăng độ kín mà chỉ gây rối. Ren côn (R, NPT) làm kín nhờ ren ép vào nhau và lớp băng tan hoặc keo điền khe hở nên cần lực vặn vừa đủ, không vặn “cho thật chặt”. Ren ngoài côn R có thể vặn vào ren trong Rc đúng chuẩn; ghép ren côn với ren trụ chỉ nên làm khi tiêu chuẩn của hãng cho phép.
Cách nhận biết chuẩn ren trên van
Thao tác nhận biết nhanh, theo thứ tự ưu tiên:
- Đọc nhãn hoặc catalogue: nhà sản xuất thường ghi G, R, Rc hoặc NPT sau cỡ ren (ví dụ G1/2, Rc3/4, 1″ NPT).
- Nhìn dạng ren: ren côn thu nhỏ dần về đầu ren, ren trụ có đường kính không đổi.
- Dùng thước cặp đo đường kính ngoài và đếm số ren trên 1 inch (TPI), so với bảng ren ống.
- Dùng dưỡng ren (thread gauge) 55° hoặc 60° nếu cần xác nhận góc ren.
Nếu vẫn không chắc, hãy gửi ảnh chụp cận cảnh ren và nhãn van cho nhà cung cấp trước khi đặt hàng. Đổi trả vì sai ren tốn thời gian hơn nhiều so với một lần xác nhận.
Cách làm kín ren đúng
Với hình thức nối ren côn, quấn băng tan theo chiều xoắn của ren (nhìn từ đầu ren ngoài, quấn theo chiều kim đồng hồ) để băng không bị đẩy tuột khi vặn. Quấn khoảng 3–5 vòng, chừa 1–2 ren đầu tiên để băng không rơi vào trong lòng van, nơi mảnh băng có thể kẹt vào bệ van hoặc lọt vào pilot. Keo làm kín ren dạng lỏng hoặc dây sợi chuyên dụng dùng được thay băng tan, nhất là với hơi và nước nóng nơi băng tan thông thường có thể không phù hợp, nên kiểm tra nhiệt độ cho phép của vật liệu làm kín.
Khi siết, kẹp cờ lê vào phần lục giác gần đầu ren đang vặn, không kẹp ở đầu đối diện hay lên nắp lò xo, vì mô men xoắn sẽ truyền qua thân và làm hỏng chi tiết bên trong. Vặn tay hết cỡ rồi siết thêm khoảng 1–2 vòng bằng cờ lê với ren côn; không vặn tới khi ren bị chờn. Vặn quá chặt là nguyên nhân hay gặp gây nứt thân đồng thau ở đầu ren. Các bước lắp chi tiết hơn nằm ở bài lắp đặt van giảm áp.
Giới hạn của hình thức nối ren
- Kích thước: hình thức nối ren thông dụng ở DN15–DN50, một số hãng tới DN80. Từ cỡ lớn, trọng lượng van và mô men siết khiến nối ren khó làm kín và khó tháo.
- Áp suất, nhiệt độ: ren chịu được áp thấp đến trung bình, nhưng mối ren trên đường hơi nhiệt cao dễ rỉ do giãn nở nhiệt khác nhau giữa ống thép và thân van.
- Tháo lắp: muốn tháo van phải xoay van hoặc cắt ống nếu không có đầu rắc co. Nên lắp một rắc co (union) cạnh van để tháo mà không phải xoay cả đoạn ống, nhất là ở cụm có Y lọc và đồng hồ.
Hình thức nối bích: ba hệ tiêu chuẩn và thông số lỗ bu lông
Với hình thức nối bích, mặt bích trên van giảm áp tuân theo ba hệ phổ biến: EN 1092-1 (PN, châu Âu), JIS B2220 (K, Nhật Bản, thường gặp ở hàng Nhật và Hàn Quốc) và ASME B16.5 (Class, Mỹ). Mô tả chung về cấu tạo và các kiểu mặt bích xem thêm ở trang Wikipedia về mặt bích (flange). Điểm khác nhau quan trọng nhất là vòng tròn tâm lỗ bu lông (PCD) và số bu lông, vì đây là thứ quyết định van có lắp được vào bích đã hàn trên ống hay không.
Bảng dưới đây là PCD và số bu lông của các cỡ thông dụng (tham khảo, theo bảng tiêu chuẩn; kiểm tra lại với bản vẽ hãng).
| Cỡ | EN 1092-1 PN16 | JIS B2220 10K | ASME B16.5 Class 150 |
|---|---|---|---|
| DN25 (1″) | PCD 85 mm, 4 × M12 | PCD 90 mm, 4 × M16 | PCD 79,4 mm, 4 × 1/2″ |
| DN50 (2″) | PCD 125 mm, 4 × M16 | PCD 120 mm, 4 × M16 | PCD 120,7 mm, 4 × 5/8″ |
| DN80 (3″) | PCD 160 mm, 8 × M16 | PCD 150 mm, 8 × M16 | PCD 152,4 mm, 4 × 5/8″ |
| DN100 (4″) | PCD 180 mm, 8 × M16 | PCD 175 mm, 8 × M16 | PCD 190,5 mm, 8 × 5/8″ |
Hai điều rút ra từ bảng. Thứ nhất, PCD khác nhau vài milimét vẫn đủ để lỗ bu lông lệch nhau: DN50 EN là 125 mm còn JIS là 120 mm, nên không xỏ chung được bu lông. Thứ hai, có cỡ PCD gần giống nhưng số bu lông khác (DN80 JIS 150 mm, 8 bu lông; ASME 152,4 mm, 4 bu lông), nên không thể lắp lẫn. Vì vậy tiêu chuẩn của van phải trùng với tiêu chuẩn của mặt bích đã hàn trên ống.
Bài cũ trên trang này từng ghi PCD DN50 theo BS là 140 mm và JIS là 104 mm; hai con số đó không đúng với tiêu chuẩn. Giá trị đúng là 125 mm (EN 1092-1 PN16) và 120 mm (JIS 10K).
Cách đọc cấp áp: PN, K và Class
PN16 nghĩa là áp suất danh định 16 bar ở 20 °C theo EN 1092-1. JIS 10K tương ứng khoảng 10 kgf/cm² (xấp xỉ 10 bar) ở nhiệt độ thường. ASME Class 150 là cấp áp theo nhiệt độ: ở nhiệt độ thường vật liệu thép carbon chịu khoảng 19–20 bar, và con số này giảm khi nhiệt độ tăng (tham khảo, tra bảng P–T của vật liệu).
Áp cho phép giảm theo nhiệt độ, nên van hơi dùng hình thức nối bích cần xem bảng P–T của vật liệu thân (gang xám, gang dẻo, thép đúc WCB) chứ không chỉ nhìn chữ PN trên bích. Cách chọn PN theo P1 tối đa được nêu trong hướng dẫn lựa chọn van giảm áp.
Hàng Nhật, Hàn thường JIS; hàng châu Âu và Trung Quốc thường EN
Về hình thức nối bích theo xuất xứ (tham khảo thị trường): van Samyang, TLV, Yoshitake thường có bích JIS 10K/16K; van xuất xứ châu Âu, một số dòng Trung Quốc và Đài Loan thường có bích PN10/PN16 theo EN hoặc theo DIN cũ. Một số hãng có bản bích theo yêu cầu, nhưng thời gian chờ hàng dài hơn nên cần hỏi trước khi đặt. Với hàng Samyang, thông tin lắp đặt riêng nằm trong bài lưu ý lắp đặt van giảm áp Samyang.
Gioăng và bu lông cho nối bích
Trong hình thức nối bích, gioăng chọn theo môi chất và nhiệt độ, không chọn theo kích thước đơn thuần.
| Môi chất | Gioăng thường dùng | Lý do |
|---|---|---|
| Nước lạnh, nước nóng đến khoảng 100 °C | Cao su EPDM | Chịu nước và nhiệt tốt, kinh tế |
| Khí nén có dầu, dầu nhẹ | Cao su NBR | Chịu dầu; EPDM trương nở với dầu |
| Hóa chất nhẹ | PTFE hoặc FKM, theo bảng tương thích hóa chất | Trơ hóa học |
| Hơi nước | Graphite, gioăng xoắn kim loại (spiral wound) | Cao su không chịu nhiệt hơi |
Hơi bão hòa ở áp vài bar có nhiệt độ trên 130 °C, vượt khả năng chịu nhiệt liên tục của đa số gioăng cao su, vì vậy cần gioăng graphite hoặc xoắn kim loại. Bích hơi thường có mặt nâng (RF), và gioăng xoắn kim loại cần đúng kích thước theo bích.
Khi lắp hình thức nối bích, đặt gioăng đồng tâm, tránh gioăng lấn vào lòng ống làm cản dòng. Siết bu lông theo thứ tự chéo (sao), chia 2–3 lần với lực tăng dần để mặt bích ép đều, không siết hết một bu lông rồi mới sang bu lông khác. Dùng bu lông và đai ốc đủ số lượng theo bảng ở trên, thêm vòng đệm khi cần.
Rắc co (union) và các đầu nối khác
Rắc co là đầu nối ren có đai ốc tháo rời, cho phép tháo van khỏi đường ống mà không xoay ống. Trên cụm van giảm áp nối ren, đặt một rắc co sau van và một trước Y lọc giúp việc bảo trì nhanh hơn. Rắc co cũng là nối ren nên cần cùng chuẩn ren với van và làm kín đúng cách.
Ngoài ra còn có hình thức nối hàn (butt-weld, socket-weld) cho van hơi áp cao, nhưng đây là loại đặt riêng, không phổ biến với van giảm áp thương mại.
So sánh hai hình thức nối: ren và bích
| Tiêu chí | Nối ren | Nối bích |
|---|---|---|
| Cỡ thông dụng | DN15–DN50 (một số tới DN80) | DN40–DN50 trở lên, bắt buộc từ DN100 |
| Chịu áp, nhiệt | Thấp đến trung bình | Trung bình đến cao, theo PN/K/Class |
| Làm kín | Băng tan hoặc keo (ren côn), gioăng (ren trụ) | Gioăng bích theo môi chất |
| Giá van | Thấp hơn ở cùng cỡ | Cao hơn, thêm chi phí mặt bích, gioăng, bu lông |
| Tháo lắp | Cần xoay van hoặc dùng rắc co | Tháo bu lông, tháo van, ống giữ nguyên |
| Rủi ro thường gặp | Sai chuẩn ren, vặn quá chặt, nứt thân | Sai PCD, siết lệch, gioăng không hợp môi chất |
| Vật liệu thân thường gặp | Đồng thau, đồng, inox | Gang, gang dẻo, thép đúc, inox |
Cả hai hình thức nối đều cho phép tháo lắp bảo trì và cần phụ kiện làm kín. Nối bích cần nhiều phụ kiện hơn nhưng cho phép làm việc ở điều kiện áp cao hơn, còn nối ren gọn và rẻ hơn. Vật liệu thân van nước dùng hình thức nối ren thường là đồng, thép không gỉ cũng có nhưng ở dải cỡ nhỏ, còn van hơi và van nước cỡ lớn chủ yếu dùng gang, gang dẻo hoặc thép đúc.
Cách chọn hình thức nối cho công trình
- Xác định cỡ ống và hình thức nối đang có trên đường ống: nếu ống đã hàn bích thì chọn van cùng chuẩn bích; nếu ống đã tiện ren thì chọn van cùng chuẩn ren.
- Xác định P1 tối đa, nhiệt độ và môi chất để chọn PN/K/Class và vật liệu gioăng.
- Chọn cỡ van theo lưu lượng và hệ số Kv, không theo cỡ ống; tham khảo bài kích thước van giảm áp. Nếu cỡ van nhỏ hơn ống, dùng côn thu thay vì ép van theo cỡ ống.
- Kiểm tra không gian lắp, độ dài van và khoảng trống tháo bảo trì, nhất là với van bích gián tiếp có pilot và ống tín hiệu.
- Ghi rõ trong yêu cầu mua hàng: loại van, môi chất, cỡ, chuẩn nối (ví dụ “DN50, bích EN 1092-1 PN16” hoặc “G1-1/2 ren trụ”), áp suất vào, áp suất ra cần chỉnh, nhiệt độ.
Nếu chưa nắm khái niệm cơ bản về PRV, đọc trước bài van giảm áp là gì.
Địa chỉ: Số 20 ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội
Phụ trách kinh doanh: Miss Hoa
Câu hỏi thường gặp về hình thức nối trên van giảm áp
Van giảm áp nối ren có lắp được vào ống nối bích không?
Có, nếu dùng mặt bích ren hoặc đoạn nối chuyển (ren sang bích) đúng chuẩn ren và đúng chuẩn bích của ống. Cần xác định chuẩn ren (BSP hay NPT) và chuẩn bích (EN, JIS hay ASME) trước khi mua phụ kiện chuyển.
Ren BSP và NPT có lắp lẫn được không?
Không nên. Ren BSP có góc 55°, NPT có góc 60° và bước ren khác nhau, nên dù cùng cỡ danh nghĩa vẫn dễ rỉ và làm hỏng ren. Cần dùng đúng chuẩn của van hoặc phụ kiện chuyển đổi chuyên dụng.
Bích JIS 10K và EN PN16 có lắp lẫn được không?
Không. PCD và lỗ bu lông khác nhau, ví dụ DN50 JIS 10K có PCD 120 mm còn EN PN16 là 125 mm. Cần chọn van có chuẩn bích trùng với bích hàn trên ống.
Nên chọn hình thức nối ren hay nối bích cho đường ống DN50?
DN50 là cỡ mà cả hai đều có. Chọn nối ren nếu áp thấp, nước, không gian hẹp; chọn nối bích nếu có hơi, nhiệt độ cao, áp cao hoặc cần tháo bảo trì thường xuyên.
Van giảm áp hơi dùng gioăng gì cho mặt bích?
Dùng gioăng graphite hoặc gioăng xoắn kim loại, vì cao su không chịu được nhiệt độ hơi. Gioăng cao su EPDM chỉ dùng cho nước.
