Thuật ngữ van an toàn là bộ khái niệm chuẩn hóa dùng để mô tả áp suất, hành trình đĩa, lưu lượng xả và kiểu cấu tạo của van, được định nghĩa trong ASME PTC 25, API 520/526/527 và EN ISO 4126. Bài này là bảng tra Việt–Anh (tên tiếng Anh theo safety valve): mỗi mục có định nghĩa ngắn, công thức hoặc giá trị điển hình để đọc catalogue, bảng dữ liệu (datasheet) và biên bản kiểm định.
Phần định nghĩa chung về van an toàn là gì nằm ở bài trụ cột. Ở đây chỉ đi sâu vào từng thuật ngữ van an toàn, vì hiểu sai một khái niệm (ví dụ nhầm áp suất đặt với áp suất làm việc) thường dẫn đến chọn sai van hoặc chỉnh sai áp suất.
Cách đọc bảng thuật ngữ van an toàn
Mỗi tiêu chuẩn có cách dùng từ riêng. ASME Section I, VIII và EN ISO 4126 đều dùng set pressure, overpressure, blowdown, nhưng khác nhau ở giới hạn cho phép và cách tính phần trăm. Hồ sơ theo ASME/API ghi MAWP và CDTP, còn hồ sơ theo PED và EN ISO 4126 ghi PS (áp suất cho phép lớn nhất) và áp suất chỉnh nguội (cold set pressure).
Quy ước trong bài: áp suất là áp suất dư (barg hoặc psig) nếu không ghi khác. Phần trăm tính trên áp suất đặt. Số liệu lấy từ các tiêu chuẩn nêu trên và ghi “(tham khảo)” khi giá trị thay đổi theo ấn bản hoặc theo hãng.
Bảng thuật ngữ van an toàn về áp suất
Bảng đầu tiên gom các thuật ngữ van an toàn về mức áp suất, sắp từ áp suất làm việc đến áp suất xả tối đa.
| Thuật ngữ (Việt – Anh) | Định nghĩa ngắn | Công thức / giá trị điển hình |
|---|---|---|
| Áp suất làm việc (operating pressure) | Áp suất thiết bị chạy ổn định hằng ngày tại cửa vào van. | Nên ≤ 90% áp suất đặt (tức thấp hơn áp đặt ≥ 10%) để đĩa không bị rò mồi. |
| MAWP (maximum allowable working pressure) | Áp suất làm việc cho phép lớn nhất của thiết bị, ghi trên nhãn hoặc hồ sơ. | Áp suất đặt của van ≤ MAWP. |
| Áp suất đặt (set pressure) | Áp suất đầu vào tại đó đĩa bắt đầu rời bệ trong điều kiện thử nghiệm. | Áp suất đặt tối đa = MAWP (van đơn). |
| Áp suất thử lạnh (CDTP, cold differential test pressure) | Áp suất chỉnh trên bàn thử ở nhiệt độ môi trường, đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ và áp suất ngược. Thuật ngữ của ASME/API. | CDTP = áp suất đặt − áp suất ngược có sẵn không đổi (van thông thường); hệ số nhiệt do hãng cung cấp. |
| Quá áp (overpressure) | Phần áp suất vượt áp suất đặt khi van đang xả. | ASME VIII: 10% hoặc 3 psi (lấy giá trị lớn hơn); khi cháy ngoài: tích áp đến 21% MAWP (tham khảo). |
| Tích áp (accumulation) | Phần áp suất vượt MAWP cho phép khi van xả, tính theo MAWP. | ASME I (nồi hơi): 6% MAWP khi tất cả van xả; ASME VIII: 10% (hoặc 3 psi) với một van, 16% với nhiều van (tham khảo). |
| Áp suất đặt lại (reseating pressure) | Áp suất đầu vào tại đó đĩa chạm lại bệ sau khi xả. | Áp suất đặt lại = áp suất đặt × (1 − blowdown%). |
| Blowdown | Chênh lệch giữa áp suất đặt và áp suất đặt lại, tính theo % áp suất đặt. | Van hơi/khí: khoảng 4–10% tùy thiết kế và hãng; nồi hơi ASME I: khoảng 2–4%; chất lỏng thường lớn hơn (tham khảo API 520, catalogue hãng). |
Hai khái niệm hay bị nhầm nhất là quá áp và tích áp. Quá áp tính trên áp suất đặt, tích áp tính trên MAWP. Khi áp suất đặt đúng bằng MAWP, hai giá trị bằng nhau.
Ví dụ tính từ các thuật ngữ van an toàn về áp suất
Bình khí nén có MAWP 10 barg, lắp một van đặt ở 10 barg, quá áp cho phép 10%, blowdown 7%. Số liệu minh họa, chưa phải thông số của hãng nào.
- Áp suất xả tối đa: 10 × 1,10 = 11 barg.
- Áp suất đặt lại: 10 × (1 − 0,07) = 9,3 barg.
- Áp suất làm việc nên ≤ 10 × 0,90 = 9 barg.
Nếu áp suất làm việc đạt 9,5 barg, nó đã cao hơn áp suất đặt lại. Van có thể không đóng kín sau khi xả, hoặc rò mồi liên tục. Đây là lý do tiêu chí 10% được đặt ra.
Thuật ngữ van an toàn mô tả trạng thái đĩa van
Nhóm thuật ngữ van an toàn thứ hai mô tả những gì xảy ra với đĩa van khi áp suất tăng và giảm.
| Thuật ngữ | Mô tả | Ghi chú kỹ thuật |
|---|---|---|
| Rò mồi (simmer / weeping) | Hơi, khí rỉ qua bệ trước khi đạt áp suất đặt. | Thường bắt đầu ở khoảng 90–95% áp suất đặt với van thông thường (tham khảo). |
| Mở bật (pop) | Đĩa nâng đột ngột gần hết hành trình khi áp suất đạt áp suất đặt. | Đặc trưng của van an toàn cho hơi và khí nhờ buồng huddling. |
| Hành trình nâng (lift) | Khoảng dịch chuyển của đĩa rời bệ, đơn vị mm. Không nhầm với “lực nâng”. | Nâng hoàn toàn khi lift ≥ d/4, d là đường kính họng. |
| Van đập (chattering) | Đĩa đóng mở liên tục, tần số cao, đập lên bệ. | Thường do tổn thất đầu vào lớn hơn 3% hoặc van quá lớn so với lưu lượng xả. |
| Độ kín bệ (seat tightness) | Mức rò cho phép đo ở áp suất thử bằng 90% áp suất đặt (API 527, với áp đặt trên 50 psig). | Thử theo API 527 hoặc quy trình nhà sản xuất. |
Trình tự simmer, pop, nâng hết và đóng lại được mô tả theo từng pha trong bài hoạt động của van an toàn. Ở đây chỉ giải nghĩa từng thuật ngữ van an toàn.
Lift và flow area là hai thuật ngữ van an toàn gắn trực tiếp với nhau. Diện tích rèm (curtain area) bằng π × d × h, với h là hành trình nâng. Khi h = d/4, diện tích rèm bằng diện tích họng π × d²/4, nên từ điểm đó công suất xả do họng quyết định, không còn do hành trình. Vì vậy van nâng hoàn toàn mới dùng được công thức tính theo diện tích họng.
Van đập (chattering) là cụm từ hay gặp trong biên bản sự cố. Cách xử lý tách riêng ở bài hiện tượng van đập (chattering), gồm các nguyên nhân về đường ống đầu vào và chọn cỡ van.
Thuật ngữ van an toàn về áp suất ngược
Áp suất ngược (back pressure) là áp suất tại cửa ra của van. Có hai thành phần, và cả hai cùng tác dụng lên mặt sau đĩa trong van thông thường.
| Thuật ngữ | Định nghĩa | Hệ quả với van thông thường |
|---|---|---|
| Áp suất ngược có sẵn (superimposed back pressure) | Áp suất có sẵn ở cửa ra trước khi van mở, từ ống xả chung hoặc bình hứng. Có thể không đổi hoặc biến thiên. | Cộng thêm vào lực lò xo. Nếu không đổi: trừ vào CDTP khi chỉnh. Nếu biến thiên: dùng van cân bằng ống xếp hoặc pilot. |
| Áp suất ngược phát sinh (built-up back pressure) | Áp suất sinh ra ở cửa ra do chính dòng xả chảy qua ống xả. | Giảm hành trình nâng nếu vượt khoảng 10% áp suất đặt (tham khảo API 520). |
| Van cân bằng ống xếp (balanced bellows) | Ống xếp cách ly mặt sau đĩa khỏi áp suất ngược, diện tích hiệu dụng ống xếp xấp xỉ diện tích bệ. | Chịu áp suất ngược lớn hơn, thường 30–50% áp suất đặt tùy hãng (tham khảo). |
Ví dụ: ống xả chung có áp suất ngược có sẵn không đổi 2 barg, van cần mở ở 10 barg. Với van thông thường, áp suất chỉnh trên bàn thử (CDTP) là 10 − 2 = 8 barg. Van cân bằng ống xếp không cần trừ vì áp suất ngược không tác dụng lên mặt sau đĩa.
Thuật ngữ van an toàn về công suất và kích thước
Công suất xả định mức (rated capacity) là lưu lượng van xả được ở áp suất xả tối đa, đo theo kg/h (hơi), m³/h chuẩn (khí) hoặc l/min (chất lỏng). Giá trị này là kết quả của diện tích họng, hệ số xả và áp suất. Cách tra và tính được trình bày ở bài công suất xả định mức.
| Thuật ngữ | Định nghĩa | Giá trị điển hình (tham khảo) |
|---|---|---|
| Diện tích lỗ thoát (orifice area) | Diện tích dòng xả dùng để tính chọn, ký hiệu A. Bảng API 526 là diện tích hiệu dụng, khác diện tích họng thực của từng hãng. | Diện tích hiệu dụng API 526: cỡ D = 0,110 in² (≈ 71 mm²); J = 1,287 in² (≈ 830 mm²); T = 26,00 in² (≈ 16.774 mm²). |
| Hệ số xả (Kd, coefficient of discharge) | Tỷ lệ giữa lưu lượng thực đo và lưu lượng lý thuyết. | Tính sơ bộ theo API 520: 0,975 cho hơi/khí; 0,65 cho chất lỏng, đi cùng diện tích API 526. Giá trị chính thức lấy từ chứng nhận của hãng. |
| Hệ số xả hạ bậc (Kdr, derated) | Kd chứng nhận của hãng, xấp xỉ 0,9 lần giá trị thử nghiệm. ASME ký hiệu là K, EN ISO 4126 ký hiệu là Kdr. | Đi cùng diện tích lỗ thực của hãng. Không trộn với diện tích API 526. |
| DN đầu vào / đầu ra (inlet / outlet size) | Kích thước danh nghĩa cửa nối, đơn vị mm hoặc inch. | Cửa ra thường lớn hơn cửa vào một đến hai cấp (ví dụ vào DN25, ra DN40; theo API 526 hay gặp 1″ × 2″). |
Cách chọn họng và DN từ lưu lượng cần xả được hướng dẫn riêng ở bài tính kích thước van an toàn. Trong nhóm thuật ngữ van an toàn này, DN đầu vào là kích thước cửa nối, không phải đường kính họng. Hai thông số này khác nhau và công suất xả phụ thuộc vào họng.
Thuật ngữ van an toàn về kiểu cấu tạo
Cùng một thiết bị có thể có nhiều tên gọi, nên thuật ngữ van an toàn về kiểu cấu tạo cần đọc kỹ. Phần lớn nhầm lẫn xuất phát từ cách dịch và từ việc dùng chung tên “van an toàn”, “van xả áp”, “van giảm áp”.
| Thuật ngữ | Cách hiểu đúng |
|---|---|
| Van an toàn (safety valve) | Theo ASME, van tự động mở bật (pop) cho hơi và khí. Dùng nhiều cho nồi hơi. |
| Van xả áp (relief valve) | Van mở theo tỷ lệ với quá áp, dùng cho chất lỏng. |
| Van cân bằng (balanced) | Có ống xếp hoặc piston để triệt tiêu ảnh hưởng áp suất ngược. |
| Van điều khiển bằng pilot (pilot-operated) | Van pilot điều khiển áp suất trên piston chính. Cho phép áp suất làm việc gần áp suất đặt hơn. |
| Buồng huddling (huddling chamber) | Khoảng trống quanh đĩa giữ dòng xả lại để tăng lực đẩy khi mở bật. |
| Vành điều chỉnh (adjusting ring) | Vành ren quanh họng và đĩa, chỉnh ảnh hưởng đến simmer, pop và blowdown. |
Cần tách van an toàn với van giảm áp (pressure reducing valve). Van giảm áp là thiết bị điều chỉnh, giữ áp suất sau van ổn định khi dòng chảy liên tục. Van an toàn chỉ mở khi sự cố và không điều chỉnh áp suất.
Thuật ngữ van an toàn khi chỉnh áp suất đặt
Áp suất đặt được chỉnh bằng cách nén hoặc nới lò xo, rồi thử trên bàn thử với CDTP. Thuật ngữ van an toàn cần nắm trước khi điều chỉnh áp suất đặt: set pressure, CDTP, hệ số nhiệt và tolerance (dung sai áp suất đặt).
- Dung sai áp suất đặt: ASME VIII: ±2 psi khi áp suất đặt đến 70 psig, ±3% khi trên 70 psig; EN ISO 4126-1: ±3% (hoặc ±0,15 bar với áp suất đặt thấp). Tham khảo, đối chiếu ấn bản hiện hành.
- Hệ số nhiệt: lò xo yếu đi khi nóng, nên bàn thử ở nhiệt độ thường phải chỉnh cao hơn một chút so với áp suất đặt ở nhiệt độ làm việc. Hệ số do hãng cung cấp.
Thuật ngữ van an toàn trong ký hiệu bản vẽ
Trên sơ đồ P&ID, van an toàn thường ghi PSV (pressure safety valve) hoặc PRV, kèm số hiệu (tag), áp suất đặt và kích thước. Hình ký hiệu có góc vuông, đầu vào ở đáy. Cách đọc đầy đủ các ký hiệu van nằm ở bài ký hiệu van trên bản vẽ.
Tiêu chuẩn định nghĩa thuật ngữ van an toàn
- ASME PTC 25: tiêu chuẩn thử nghiệm và định nghĩa cho thiết bị xả áp. Phiên bản cũ gọi là ASME/ANSI PTC 25.3.
- API 520 (tính chọn), API 526 (kích thước, cỡ họng), API 527 (độ kín bệ): dùng cho ngành dầu khí và hóa chất.
- EN ISO 4126-1: tiêu chuẩn quốc tế về van an toàn, được châu Âu chấp nhận thành EN ISO. Định nghĩa quá áp và blowdown có chi tiết riêng.
- ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section I và VIII: giới hạn tích áp, quá áp và blowdown cho nồi hơi và bình chịu áp. Xem thêm giới thiệu ASME BPVC.
Các tiêu chuẩn trên định nghĩa thuật ngữ van an toàn theo cách riêng. Khi hồ sơ dự án dùng tiêu chuẩn nào, hiểu thuật ngữ van an toàn theo tiêu chuẩn đó. Cùng là blowdown nhưng giá trị cho phép khác nhau giữa nồi hơi và bình chịu áp.
Các bảng thuật ngữ van an toàn trên chưa phải toàn bộ. Khi gặp thuật ngữ van an toàn ngoài bảng, tra định nghĩa trong tiêu chuẩn mà hồ sơ thiết bị áp dụng.
Nếu cần tra thuật ngữ trong datasheet cụ thể hoặc chọn các mẫu van an toàn đúng thông số, gửi áp suất đặt, lưu chất và kích thước cửa nối để được tư vấn. Địa chỉ: Số 20, Ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội.
Địa chỉ: Số 20 ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội
Phụ trách kinh doanh: Miss Hoa
Trong thuật ngữ van an toàn, áp suất đặt và áp suất làm việc khác nhau thế nào?
Áp suất đặt là áp suất đĩa bắt đầu rời bệ. Áp suất làm việc là áp suất thiết bị chạy hằng ngày. Áp suất làm việc nên thấp hơn áp suất đặt ít nhất 10% để tránh rò mồi.
Blowdown trong thuật ngữ van an toàn là gì?
Blowdown là chênh lệch giữa áp suất đặt và áp suất đặt lại, tính theo phần trăm áp suất đặt. Ví dụ đặt 10 barg, đóng lại ở 9,3 barg thì blowdown là 7%.
Trong thuật ngữ van an toàn, quá áp và tích áp khác nhau thế nào?
Quá áp tính theo áp suất đặt, tích áp tính theo MAWP của thiết bị. Hai giá trị bằng nhau khi áp suất đặt đúng bằng MAWP.
CDTP trong thuật ngữ van an toàn có nghĩa là gì?
CDTP là áp suất chỉnh khi thử trên bàn thử ở nhiệt độ thường. Giá trị này đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ làm việc và áp suất ngược có sẵn của van thông thường.
Hệ số Kd trong thuật ngữ van an toàn là gì?
Kd là hệ số xả, tỷ lệ giữa lưu lượng thực đo và lưu lượng lý thuyết. Tính sơ bộ theo API 520 dùng 0,975 cho hơi, khí và 0,65 cho chất lỏng, giá trị chính thức lấy từ chứng nhận của hãng.
Thuật ngữ liên quan van an toàn