Van 1 chiều hơi và van cầu không thay thế nhau vì làm hai việc khác nhau. Van 1 chiều trên đường hơi tự đóng khi dòng đảo chiều để chặn hơi hoặc nước ngưng chảy ngược; van cầu đóng, mở hoặc điều tiết lưu lượng bằng tay hay bộ truyền động. Hai loại thường lắp nối tiếp trên cùng một nhánh: van cầu để cách ly, van 1 chiều để bảo vệ chiều dòng.
Có một trường hợp gây nhầm lẫn: van cầu 1 chiều (stop-check valve) kết hợp cả hai chức năng trong một thân. Bài này làm rõ khác biệt và điểm giống giữa van 1 chiều hơi và van cầu, các yêu cầu riêng của đường hơi, rồi gợi ý cách chọn. Khái niệm nền xem bài van 1 chiều, tiêu chí chọn chung xem tiêu chí chọn van 1 chiều.
Van 1 chiều hơi và van cầu: cấu tạo và chức năng
Van 1 chiều trên đường hơi
Khi tìm hiểu van 1 chiều hơi và van cầu, cần biết trước ba kiểu van 1 chiều hay gặp trên đường hơi: kiểu nâng (lift) với đĩa hoặc piston nâng khỏi đế, kiểu lá lật cho đường ống lớn, và kiểu wafer disc check, đĩa tròn có lò xo nằm trong thân mỏng kẹp giữa hai bích. Kiểu lò xo inox lắp được nhiều hướng, đóng nhanh, hợp với đường ống hơi ngắn. Đĩa và đế thường là kim loại (inox hoặc thép tôi) vì gioăng cao su không chịu được hơi nóng kéo dài.
Nhiệm vụ của van là ngăn hơi hoặc nước ngưng chảy ngược khi áp suất phía nguồn giảm: ví dụ khi nồi hơi dừng, khi một nhánh hơi bị cô lập, hoặc sau bẫy hơi để nước ngưng không dồn ngược về thiết bị. Đây là van tự động, không có tay quay hay ty điều khiển.
Van cầu
Van cầu là gì: thân hình cầu, bên trong có đĩa (nút) di chuyển thẳng theo ty van để ép xuống hoặc nhấc lên khỏi đế. Dòng chảy đổi hướng trong thân nên tổn thất áp suất lớn hơn van cổng hay van bi cùng DN, nhưng đổi lại điều tiết lưu lượng ổn định ở mức mở nhỏ. Van cầu thường dùng cho đường hơi, nước nóng, dầu, vì đế và đĩa kim loại cho độ kín tốt dưới nhiệt cao.
So sánh van 1 chiều hơi và van cầu
Điểm giống
- Đều dùng được cho hơi, nước nóng, dầu nếu chọn đúng vật liệu và cấp áp suất.
- Đều có thể dùng đế kim loại, đĩa kim loại, thân gang cầu, thép đúc hoặc inox.
- Đều cần lắp đúng chiều dòng chảy ghi trên thân (mũi tên).
- Đều có kiểu nối ren, bích và có thể theo ASME B16.34, EN hoặc JIS.
Điểm khác biệt
| Tiêu chí | Van 1 chiều hơi | Van cầu |
|---|---|---|
| Chức năng | Chỉ cho dòng chảy một chiều, tự đóng | Đóng mở hoặc điều tiết, đóng cưỡng bức |
| Vận hành | Tự động nhờ chênh áp và lò xo | Tay quay, bộ truyền động |
| Điều tiết lưu lượng | Không | Có |
| Cách ly để bảo trì | Không đủ tin cậy, không thay van chặn | Có |
| Chống chảy ngược | Có, nhưng độ kín thường kém hơn van cầu | Chỉ khi đang đóng |
| Tổn thất áp suất | Nhỏ đến trung bình, tùy kiểu; có áp suất mở nếu có lò xo | Lớn hơn ở độ mở nhỏ |
| Đáp ứng khi mất nguồn | Tự đóng | Giữ nguyên vị trí cho đến khi có người thao tác |
Sự khác nhau trên giải thích vì sao van 1 chiều hơi và van cầu không thay được nhau: không thể bỏ van 1 chiều rồi đặt van cầu thay. Nếu dòng đảo chiều khi người vận hành chưa kịp đóng, hơi hoặc nước ngưng sẽ chảy ngược. Ngược lại, van 1 chiều không đóng cưỡng bức được, nên không dùng để cách ly khi sửa chữa. Theo nguyên tắc an toàn đường ống, cần van chặn cạnh van 1 chiều.
Van cầu 1 chiều (stop-check) là gì
Trong nhóm van 1 chiều hơi và van cầu, van cầu 1 chiều là loại lai: có thân như van cầu nhưng đĩa không gắn cứng vào ty. Khi ty nhấc lên, đĩa tự nâng theo dòng chảy và tự đóng khi dòng đảo chiều như van 1 chiều. Khi vặn ty xuống, đĩa bị ép cưỡng bức xuống đế như van cầu thường. Loại này hay dùng ở đầu ra nồi hơi hoặc ống góp hơi, nơi vừa cần chặn hơi ngược, vừa cần cách ly bảo trì.
Yêu cầu riêng của van 1 chiều trên đường hơi
Vật liệu chịu nhiệt
Với van 1 chiều hơi và van cầu, hơi bão hòa ở 10 bar g có nhiệt độ khoảng 184 độ C (tham khảo), hơi quá nhiệt cao hơn. Ở nhiệt độ này vật liệu và gioăng phải được chọn lại:
- Gang cầu: dẻo hơn gang xám nhờ graphit dạng cầu, dùng cho hơi áp thấp đến trung bình trong giới hạn nhiệt của hãng. Gang xám giòn, dễ nứt khi sốc nhiệt nên không nên dùng cho hơi.
- Thép đúc WCB: dùng phổ biến cho hơi áp trung bình đến cao; giảm áp suất cho phép khi nhiệt độ tăng.
- Inox 304, 316: dùng khi cần chống ăn mòn do nước ngưng chứa CO2; phù hợp lò xo, đĩa và đế của van nhỏ.
- Gioăng: PTFE chịu được nhiệt hơi trung bình nhưng chảy dão; graphite linh hoạt phù hợp hơi nhiệt cao; EPDM chỉ dùng cho hơi áp thấp.
Tên vật liệu chỉ là bước đầu khi chọn van 1 chiều hơi và van cầu. Bạn cần tra bảng áp suất theo nhiệt độ của đúng vật liệu; ví dụ giới hạn của van 1 chiều inox khác thép đúc ở cùng PN. Số liệu cụ thể đối chiếu catalogue hãng.
Nước ngưng và búa hơi
Khi hơi nguội trong ống sẽ ngưng thành nước. Nước này tích ở điểm thấp; khi hơi tốc độ cao (khoảng 25–40 m/s, tham khảo) đẩy cục nước đi, nó đập vào van, cút và bích tạo búa hơi, xung lực có thể làm gãy đĩa hoặc thân van. Cơ chế gần giống búa nước nhưng nguy hiểm hơn do kèm hơi nóng; nguyên lý chung của van một chiều (check valve) giải thích vì sao đĩa đóng chậm sẽ chịu va đập.
Cách hạn chế: lắp đường hơi có độ dốc, đặt bẫy hơi ở điểm thấp để xả nước ngưng, và lắp van 1 chiều sau bẫy hơi khi cần chặn nước ngưng dồn ngược. Chi tiết xem Tài liệu bẫy hơi. Van 1 chiều kiểu nâng nên lắp ngang với nắp hướng lên, tránh để đĩa nằm trong vùng đọng nước.
Áp suất mở và tổn thất
Van 1 chiều hơi và van cầu khác nhau cả ở áp suất mở: van lò xo có áp suất mở, van cầu thì không. Với đường hơi áp thấp, áp suất mở lớn có thể làm hơi không đẩy được nước ngưng qua van. Hãy hỏi hãng giá trị áp suất mở và đối chiếu bài áp suất mở (cracking pressure). Ngoài ra, mọi van 1 chiều đều gây sụt áp; cách tính và tra Kv nằm ở bài tổn thất áp suất qua van 1 chiều.
Kiểm tra sau khi lắp trên đường hơi
Với van 1 chiều hơi và van cầu, sau khi lắp, nâng áp từ từ và nghe tiếng gõ hoặc rung ở van; tiếng lách cách lặp lại cho thấy đĩa đang đóng mở liên tục do lưu lượng quá thấp so với kích cỡ van. Kiểm tra rò bích bằng cách quan sát hơi thoát và siết lại bu lông theo thứ tự đối xứng khi hệ còn nguội.
Khi dừng hệ, đóng van cầu phía trước rồi xả áp, sau đó mới tháo van 1 chiều để kiểm tra đế và đĩa. Đế bị xước hoặc đĩa mòn thường là nguyên nhân của hiện tượng hơi rò ngược khi nhánh đã tắt. Lò xo có dấu hiệu mất lực thì thay cả bộ, không thay riêng lẻ.
Chọn van 1 chiều hơi và van cầu theo nhu cầu
| Nhu cầu | Chọn | Ghi chú |
|---|---|---|
| Chặn hơi hoặc nước ngưng chảy ngược tự động | Van 1 chiều hơi | Chọn kiểu lò xo inox nếu lắp đứng hoặc nhiều hướng |
| Đóng mở, cách ly để bảo trì | Van cầu | Chọn kiểu nối và vật liệu theo áp, nhiệt |
| Điều tiết lưu lượng hơi | Van cầu (hoặc van điều khiển) | Van 1 chiều không điều tiết |
| Vừa chặn ngược vừa cách ly | Van cầu 1 chiều (stop-check) | Thường ở đầu ra nồi hơi |
| Nhánh hơi quan trọng, nguy cơ chảy ngược cao | Van cầu + van 1 chiều lắp nối tiếp | Thêm bẫy hơi ở điểm thấp |
Khi dùng đồng thời van 1 chiều hơi và van cầu, cách lắp thông dụng là van cầu phía trước, van 1 chiều phía sau, bẫy hơi ở điểm thấp. Cách này cho phép khóa dòng, bảo trì van 1 chiều mà không phải dừng toàn hệ. Hãy lắp theo đúng chiều mũi tên trên thân và để đoạn ống thẳng đủ dài trước van 1 chiều, tránh đặt ngay sau cút.
Tư vấn chọn van cho đường hơi
Để Viva đề xuất đúng loại trong nhóm van 1 chiều hơi và van cầu, bạn chỉ cần gửi áp suất, nhiệt độ hơi (bão hòa hay quá nhiệt), DN, vị trí lắp và nhu cầu cách ly. Kho hàng tại Số 20, Ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, Ph. Khương Đình, TP. Hà Nội. Các bài kỹ thuật khác nằm trong Tài liệu van 1 chiều.
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 van 1 chiều trên đường hơi
Van 1 chiều hơi và van cầu có thay thế được nhau không?
Không. Trong cặp van 1 chiều hơi và van cầu, van cầu chỉ đóng khi có người hoặc bộ truyền động thao tác, không tự ngăn dòng ngược. Cần van 1 chiều hoặc van cầu 1 chiều (stop-check) để chặn dòng ngược tự động.
Van cầu 1 chiều là gì?
Trong nhóm van 1 chiều hơi và van cầu, đây là van cầu có đĩa không gắn cứng vào ty. Đĩa tự đóng khi dòng đảo chiều, và có thể ép cưỡng bức xuống đế bằng cách vặn ty, nên vừa chặn ngược vừa cách ly.
Van 1 chiều cho hơi dùng vật liệu gì?
Tùy áp suất và nhiệt độ: gang cầu cho hơi áp thấp, thép đúc WCB cho áp trung bình đến cao, inox khi cần chống ăn mòn. Gioăng thường là PTFE hoặc graphite; cần đối chiếu catalogue hãng.
Van 1 chiều trên đường hơi nên lắp ở đâu?
Lắp theo chiều mũi tên, sau van chặn và bẫy hơi khi cần chặn nước ngưng ngược. Kiểu nâng lắp ngang, nắp hướng lên; kiểu lò xo lắp được nhiều hướng.
Van 1 chiều hơi và van cầu có làm giảm áp suất hơi không?
Có, cả van 1 chiều hơi và van cầu đều gây sụt áp, do ma sát và áp suất mở của lò xo. Mức sụt phụ thuộc kiểu van và lưu lượng; tra hệ số Kv của hãng để tính.
