Thử áp van là bước kiểm tra tại nhà máy hoặc xưởng để xác nhận thân van chịu được áp suất và bệ van đóng kín trước khi xuất hàng. Có hai nhóm phép thử: thử vỏ (shell test) kiểm tra độ bền và độ kín của thân, nắp; thử kín (seat test) kiểm tra mức rò qua bệ. Cách làm, áp suất và mức rò cho phép nằm trong API 598, ISO 5208 và EN 12266-1.
Thử áp là một nhóm trong tiêu chuẩn van công nghiệp và là phần dễ đọc sai nhất trên biên bản. Dưới đây là áp suất, thời gian giữ áp, mức rò cho phép và cách xử lý khi van không đạt.
Thử áp van gồm những phép thử nào
Tiêu chuẩn API 598 có bốn phép thử, mỗi phép kiểm tra một vị trí của van. Phép nào bắt buộc, phép nào tùy chọn được quy định theo loại van và cấp áp, nên không phải van nào cũng làm đủ bốn.
| Phép thử | Kiểm tra gì | Môi chất | Áp suất thử |
|---|---|---|---|
| Thử vỏ van (shell test) | Thân, nắp, mối ghép thân – nắp, đệm làm kín; không rò, không rỉ nước qua thành van | Nước sạch | 1,5 × áp suất định mức ở 38 °C (làm tròn lên) |
| Thử bệ sau (backseat) | Độ kín của bệ phụ giữa trục và nắp khi van mở hết, với van có bệ sau | Nước sạch | 1,1 × áp suất định mức |
| Thử kín van áp cao (high-pressure seat test) | Mức rò qua bệ khi van đóng, chịu áp từ một phía | Nước sạch | 1,1 × áp suất định mức |
| Thử kín áp thấp bằng khí (low-pressure seat test) | Mức rò qua bệ ở áp thấp, phát hiện được rò mà nước không lộ ra | Không khí hoặc khí trơ (nitơ) | 0,4–0,7 MPa (4–7 bar) |
Hai phép thử kín cho kết quả khác nhau vì chất lỏng và chất khí qua khe hở theo cách khác nhau. Khí có độ nhớt thấp, lọt qua khe rất nhỏ mà nước giữ lại nhờ sức căng bề mặt. Vì vậy hai phép thử bổ sung cho nhau chứ không thay nhau.
So sánh API 598, ISO 5208 và EN 12266-1
Ba tiêu chuẩn cùng mô tả cách thử nhưng khác cách đặt áp suất tham chiếu và phân loại mức rò. Tiêu chuẩn API 598 (Valve Inspection and Testing, do Viện Dầu khí Hoa Kỳ ban hành) đi kèm van theo API và ASME B16.34. ISO 5208 và EN 12266-1 (tiêu chuẩn châu Âu có nội dung gần tương đương) hay dùng với van theo PN, bích EN 1092-1.
| Nội dung | API 598 | ISO 5208 / EN 12266-1 |
|---|---|---|
| Áp suất tham chiếu | Áp suất định mức ở 38 °C theo Class | Áp suất cho phép ở nhiệt độ phòng (thường suy từ PN) – tham khảo |
| Thử vỏ | 1,5 × | 1,5 × |
| Thử kín áp cao | 1,1 × | 1,1 × |
| Thử kín khí áp thấp | 4–7 bar (60–100 psig) | Khoảng 6 ± 1 bar (tham khảo) |
| Phân loại mức rò | Giọt/phút, bọt/phút theo cỡ van | Rate A đến G, tính theo mm³/s × DN |
Thử vỏ van (shell test) và áp suất danh nghĩa PN
Thử vỏ van (shell test) nén nước vào thân van ở trạng thái mở một phần hoặc mở hết, rồi giữ áp để kiểm tra thân, nắp và các mối ghép. Áp suất thử tối thiểu bằng 1,5 lần áp suất danh nghĩa PN hoặc áp suất định mức theo Class ở 38 °C; ASME B16.34 làm tròn lên bậc 1 bar (hoặc 25 psi) kế tiếp. Mức 1,5 lần tạo biên an toàn và đủ cao để lộ rỗ đúc, nứt, rò ở mối ghép.
Ví dụ thử vỏ van Class 150 WCB
Theo bảng áp suất – nhiệt độ ASME B16.34, nhóm vật liệu 1.1 (thép đúc A216 WCB) Class 150 có áp định mức 19,6 bar (285 psig) đến 38 °C. Áp suất thử vỏ van là 1,5 × 19,6 = 29,4 bar, làm tròn lên 30 bar; tính theo psi là 428 psig, làm tròn lên 450 psig. Áp suất thử kín là 1,1 × 19,6 ≈ 21,6 bar (khoảng 315 psig).
Ví dụ thử vỏ van PN16
Van PN16 có áp suất danh nghĩa 16 bar. Thử vỏ van ở 1,5 × 16 = 24 bar, thử kín van áp cao ở 1,1 × 16 = 17,6 bar. Với van gang, gang cầu theo PN, áp suất thử thường tính trực tiếp từ PN; giá trị chính xác lấy theo tiêu chuẩn sản phẩm và EN 12266-1 mà hợp đồng chỉ định.
Bảng áp suất thử theo Class
Bảng dưới tính cho thép carbon nhóm 1.1 ở 38 °C. Thử vỏ ghi giá trị 1,5 × rồi giá trị làm tròn lên bậc 1 bar hoặc 25 psi; thử kín lấy 1,1 ×. Cần đổi qua lại giữa hai đơn vị thì xem bài quy đổi bar sang psi.
| Class | Áp định mức ở 38 °C | Thử vỏ (1,5 ×, làm tròn lên) | Thử kín (1,1 ×) |
|---|---|---|---|
| 150 | 19,6 bar (285 psig) | 29,4 → 30 bar (450 psig) | 21,6 bar (314 psig) |
| 300 | 51,1 bar (740 psig) | 76,7 → 77 bar (1.125 psig) | 56,2 bar (814 psig) |
| 600 | 102,1 bar (1.480 psig) | 153,2 → 154 bar (2.225 psig) | 112,3 bar (1.628 psig) |
Thử kín van (seat test): nước áp cao và khí áp thấp
Thử kín van (seat test) đo mức rò qua bệ khi van đóng. Phép thử áp cao đặt 1,1 lần áp định mức lên một phía của đĩa hoặc bi, phía kia xả ra khí quyển để quan sát giọt hoặc bọt. Van cổng và van cầu thử lần lượt từ hai phía; hướng thử của van bi và van một chiều theo tiêu chuẩn sản phẩm.
Thử kín van áp thấp dùng không khí hoặc khí trơ ở 4–7 bar (60–100 psig) theo tiêu chuẩn API 598, đếm bọt qua bể nước hoặc dung dịch xà phòng ở phía xả. Ở áp thấp bệ mềm chưa bị ép chặt, nên phép thử này lộ ra vết xước nhỏ mà thử nước áp cao bỏ sót. Van bệ mềm phải không thấy rò.
Thử bệ sau (backseat)
Thử bệ sau kiểm tra bệ phụ giữa trục và nắp của van cổng, van cầu trục tăng có thiết kế bệ sau. Mở van hết hành trình để trục tì vào bệ sau, nới hoặc tháo áp lực đệm trục, bơm áp 1,1 lần định mức rồi quan sát vùng đệm trục. Đạt phép thử này không có nghĩa được thay đệm trục khi van đang chịu áp.
Thời gian giữ áp tối thiểu theo cỡ van
Van lớn có diện tích bệ và thể tích khoang lớn hơn, cần lâu hơn để rò hiện ra ở mức quan sát được. Bảng dưới là bảng API 598 được các nhà sản xuất trích dẫn (tham khảo), đơn vị giây, tính từ lúc áp suất ổn định.
| Phép thử | ≤ NPS 2 (≤ DN50) | NPS 2½–6 (DN65–150) | NPS 8–12 (DN200–300) | ≥ NPS 14 (≥ DN350) |
|---|---|---|---|---|
| Thử vỏ van | 15 giây | 60 giây | 120 giây | 300 giây |
| Thử bệ sau | 15 giây | 60 giây | 60 giây | 60 giây |
| Thử kín (nước hoặc khí) | 15 giây | 60 giây | 120 giây | 120 giây |
Bảng trên là giá trị tham khảo theo bảng API 598 do các nhà sản xuất trích dẫn; khi nghiệm thu, đối chiếu catalogue hoặc quy trình thử của hãng và bản API 598 mà hợp đồng chỉ định. Đây là mức tối thiểu; đơn hàng có thể yêu cầu lâu hơn, van một chiều có thể có quy định riêng. Thử theo ISO 5208 hoặc EN 12266-1 thì lấy bảng thời gian theo DN của bản tiêu chuẩn được chỉ định.
Mức rò cho phép theo tiêu chuẩn API 598
Tiêu chuẩn API 598 phân biệt bệ mềm và bệ kim loại. Van bệ mềm (PTFE, cao su, nylon) không được rò thấy được ở mọi cỡ. Van bệ kim loại được rò một lượng nhỏ, tăng theo cỡ, vì hai mặt kim loại không ép kín được như vật liệu đàn hồi.
| Cỡ van | Bệ mềm | Bệ kim loại, thử nước (giọt/phút) | Bệ kim loại, thử khí (bọt/phút) |
|---|---|---|---|
| ≤ NPS 2 | Không rò | 0 | 0 |
| NPS 2½–6 | Không rò | 12 | 24 |
| NPS 8–12 | Không rò | 20 | 40 |
| ≥ NPS 14 | Không rò | 2 × NPS | 4 × NPS |
Quy ước: 1 ml tương đương 16 giọt; 0 giọt là không thấy rò, 0 bọt là dưới 1 bọt trong thời gian thử tối thiểu. Van một chiều bệ kim loại có mức riêng theo thể tích trên mỗi inch NPS. Một số bản API 598 ghi mức rò theo từng cỡ (2 giọt và 4 bọt mỗi phút cho mỗi inch NPS), nên bảng là tham khảo; đối chiếu catalogue của hãng và bản API 598 mà hợp đồng chỉ định.
Rate A–G theo ISO 5208 và EN 12266-1
ISO 5208 và EN 12266-1 không đếm giọt theo cỡ cố định mà quy mức rò thành lưu lượng, tính bằng mm³/s nhân với DN. Rate A là không rò thấy được, rate G là mức rò lớn nhất cho phép. Rate càng gần A thì bệ càng kín. Leakage rate A thường được yêu cầu cho van bệ mềm. Bảng dưới là giá trị tham khảo từ tài liệu kỹ thuật của các hãng van; khi nghiệm thu, đối chiếu catalogue của hãng và bản ISO 5208 hiện hành.
| Rate | Thử nước (mm³/s × DN) | Thử khí (mm³/s × DN) |
|---|---|---|
| A | Không rò thấy được | Không rò thấy được |
| B | 0,01 | 0,3 |
| C | 0,03 | 3 |
| D | 0,1 | 30 |
| E | 0,3 | 300 |
| F | 1 | 3.000 |
| G | 2 | 6.000 |
Ví dụ van DN50 đạt rate D khi thử nước: 0,1 × 50 = 5 mm³/s, tức khoảng 0,3 ml/phút, gần 5 giọt/phút. Cùng van thử khí rate D cho phép 30 × 50 = 1.500 mm³/s. Một số tài liệu nêu ISO 5208 có thêm các rate trung gian AA, CC, EE; cần đối chiếu catalogue của hãng.
Van bệ mềm thường ghi rate A; van bệ kim loại hay ghi rate C hoặc D. Rate E đến G ít gặp với van chặn. Van điều khiển dùng hệ phân cấp rò riêng. Rate của ISO và bảng giọt/phút của API không quy đổi trực tiếp cho nhau.
Môi chất, nhiệt độ và hàm lượng clorua của nước thử
Nước thử phải sạch vì cặn kẹt vào bệ làm sai kết quả. Với van thân inox austenit (304, 316, CF8, CF8M), ISO 5208 giới hạn clorua trong nước thử ở 100 ppm (tham khảo); nhiều quy trình thử theo API dùng cùng ngưỡng. Clorua gây ăn mòn rỗ và nứt ăn mòn ứng suất, nhất là khi nước đọng trong thân sau thử. Hợp đồng có thể yêu cầu ngưỡng thấp hơn.
- Nước thử: nước sạch; có thể thêm chất ức chế ăn mòn nếu tiêu chuẩn hoặc đơn đặt hàng cho phép.
- Nhiệt độ: khoảng 5–50 °C theo API 598 và 5–40 °C theo ISO 5208 (tham khảo).
- Khí thử: không khí khô hoặc nitơ; không dùng khí dễ cháy hoặc oxy.
- Sau thử: xả hết nước và làm khô, nhất là van inox và van bệ mềm, để tránh rỉ và kẹt bệ.
Thử trên bàn thử và thử áp đường ống sau lắp
Ở nhà máy, từng van được thử trên bàn thử có đồng hồ hiệu chuẩn. Lắp xong, cả đường ống được thử thủy lực lần nữa, thường ở khoảng 1,5 lần áp thiết kế đường ống theo ASME B31.3 (có hiệu chỉnh nhiệt độ).
- Thử đường ống khi van mở: van chịu áp thân giống thử vỏ, an toàn nếu áp thử đường ống không vượt 1,5 lần định mức của van.
- Thử khi van đóng để chặn đường ống: áp chênh qua bệ không nên vượt giá trị thử kín (1,1 × định mức ở 38 °C). Quá mức này phải dùng mặt bích mù hoặc cách ly bằng cách khác.
Cách đọc biên bản thử áp van
Biên bản thử áp van là chứng từ đi kèm lô hàng, thường nằm trong bộ hồ sơ cùng biên bản thử nghiệm đi kèm CQ. Biên bản dùng được phải có số hiệu van hoặc số lô, tiêu chuẩn thử kèm phiên bản, áp suất và thời gian từng phép thử, môi chất, kết quả, người thử và ngày thử.
Biên bản nên ghi rõ áp suất dư, ví dụ 30 barg, là áp đọc trên đồng hồ so với khí quyển. Xem bài áp suất dư (barg) để phân biệt với áp suất tuyệt đối.
- Đối chiếu số lô trên biên bản với số lô trên van và trên chứng chỉ vật liệu.
- Kiểm tra thời gian giữ áp ghi trong biên bản có đạt mức tối thiểu của cỡ van không.
- Kiểm tra mức rò thực đo có nằm trong rate hoặc bảng giọt/phút của tiêu chuẩn dự án không.
Đóng dấu và ghi nhãn sau khi thử
Van đạt được đóng dấu hoặc dán tem theo tiêu chuẩn sản phẩm. Dấu thử cùng thông tin trên thân (áp suất, vật liệu, cỡ, số mẻ nấu – heat number) giúp truy lại hồ sơ. Cách đọc từng ký hiệu có trong bài tem và ký hiệu trên thân van.
Các phép thử khác ngoài thử áp van
Thử lửa theo API 607 và ISO 10497 kiểm tra van còn kín hay không khi bị lửa bao quanh; chi tiết trong bài về thử lửa API 607. Đây là thử mẫu thiết kế, không làm với từng van xuất xưởng.
Van an toàn được thử áp mở (set pressure) trên bệ thử; cách làm có ở bài thử pop van an toàn. Độ kín bệ van an toàn đánh giá theo API 527, không dùng bảng giọt/phút của API 598.
Dấu hiệu và nguyên nhân khi van không đạt
Van không đạt thử áp van khi áp tụt trong thời gian giữ, nước rỉ qua thành, hoặc rò vượt rate cho phép. Vị trí rò chỉ ra nguyên nhân, giống cách chẩn đoán van cổng bị rò rỉ khi vận hành: rò qua đệm, qua bệ và qua thân là ba nhóm khác nhau.
| Dấu hiệu | Nguyên nhân thường gặp | Hướng xử lý |
|---|---|---|
| Nước rỉ trên thành thân | Rỗ đúc, thân đúc có khuyết tật | Loại thân; không hàn vá nếu không có quy trình |
| Rò ở mối ghép thân – nắp | Siết bu lông không đều, gioăng hỏng | Thay gioăng, siết chéo theo mô men |
| Rò ở trục | Đệm trục thiếu ép, trục xước | Siết lại gland, thay đệm hoặc trục |
| Rò qua bệ khi đóng | Cặn kẹt, bệ xước, đĩa lệch, hành trình đóng thiếu | Rà bệ, vệ sinh, chỉnh hành trình |
Trước khi kết luận van hỏng, kiểm tra lại bàn thử: mối nối rò, đồng hồ sai, khí kẹt trong thân gây tụt áp giả. Van đã sửa phải thử lại đầy đủ.
Thử áp van tại Viva
Cần biên bản thử hoặc rate cụ thể thì nêu khi hỏi giá để Viva kiểm tra theo từng model. Viva hỗ trợ đối chiếu bản vẽ, datasheet với model van, giao hàng miễn phí nội thành Hà Nội, giá niêm yết chưa VAT, bảo hành 24 tháng với hàng EM-FLOW và 12 tháng với sản phẩm khác.
Xem danh mục van công nghiệp tại Viva hoặc đến kiểm tra hàng tại Số 20, Ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội. Các bài về ký hiệu, tiêu chuẩn và chứng từ van khác nằm trong chuyên mục ký hiệu và tiêu chuẩn van.
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 thử áp van
Thử áp van là gì?
Thử áp van là phép kiểm tra tại nhà máy để xác nhận thân van chịu được áp thử (thử vỏ, 1,5 lần áp định mức) và bệ van đóng kín trong mức rò cho phép (thử kín, 1,1 lần áp định mức, cộng thử khí áp thấp). Cách thử và mức rò theo API 598, ISO 5208 hoặc EN 12266-1.
Áp suất thử vỏ van Class 150 WCB là bao nhiêu?
Class 150 thép WCB có áp định mức 19,6 bar ở 38 °C (285 psig theo ASME B16.34). Thử vỏ là 1,5 × 19,6 = 29,4 bar, làm tròn lên 30 bar (hoặc 450 psig nếu tính theo psi); thử kín khoảng 21,6 bar.
Thời gian giữ áp thử van là bao lâu?
Theo bảng API 598 mà các nhà sản xuất trích dẫn, thử vỏ giữ tối thiểu 15 giây cho van đến NPS 2, 60 giây cho NPS 2½–6, 120 giây cho NPS 8–12 và 300 giây cho NPS 14 trở lên. Thử kín giữ 15, 60, 120 và 120 giây tương ứng. Đây là giá trị tham khảo, cần đối chiếu catalogue của hãng.
Nước thử van inox được chứa bao nhiêu clorua?
Với van thân inox austenit, ISO 5208 giới hạn clorua trong nước thử ở 100 ppm; nhiều quy trình thử theo API dùng cùng ngưỡng. Hợp đồng có thể yêu cầu thấp hơn, và nước phải được xả khô sau thử.
