Kích thước van bi được gọi theo đường kính danh nghĩa DN, tức là khớp với cỡ ống mà van lắp vào. Van bi dùng phổ biến từ DN15 đến DN150, dòng mặt bích lên tới DN300. Chọn size đúng gồm hai bước: khớp DN với đường ống hiện có, rồi kiểm tra lại bằng lưu lượng, vận tốc và hệ số Cv/Kv. Bài này hướng dẫn cả hai bước, kèm bảng quy đổi DN, inch và phi ống để tra nhanh.
Các kích thước phổ biến của van bi
Van bi có dải kích thước rộng, phù hợp với hệ thống đường ống từ nhỏ đến lớn. Các cỡ thường gặp nhất là DN15, DN20, DN25, DN32, DN40, DN50, DN65, DN80, DN100, DN125 và DN150.
Bảng quy đổi DN, inch và phi ống phổ biến
Trên thân van thường đúc cỡ theo DN hoặc inch, còn thợ lắp đặt hay gọi theo “phi” của ống. Bảng dưới là giá trị tham khảo để đối chiếu nhanh. Khi cần chi tiết hơn, xem thêm bảng quy đổi DN – phi – inch. Đường kính ngoài thực tế của ống còn phụ thuộc tiêu chuẩn và độ dày thành ống, nên hãy đo lại ống trước khi đặt hàng.
| DN (mm) | Inch | Phi ống phổ biến (mm) |
|---|---|---|
| DN15 | 1/2″ | Φ21 |
| DN20 | 3/4″ | Φ27 |
| DN25 | 1″ | Φ34 |
| DN32 | 1-1/4″ | Φ42 |
| DN40 | 1-1/2″ | Φ49 |
| DN50 | 2″ | Φ60 |
| DN65 | 2-1/2″ | Φ76 |
| DN80 | 3″ | Φ90 |
| DN100 | 4″ | Φ114 |
| DN125 | 5″ | Φ141 |
| DN150 | 6″ | Φ168 |
| DN200 | 8″ | Φ219 |
Kích thước của van bi mặt bích
Van bi mặt bích có các cỡ DN25, DN32, DN40, DN50, DN65, DN80, DN100, DN125, DN150, DN200, DN250 và DN300. Kích thước van phụ thuộc nhiều vào kiểu nối, vì mặt bích làm thân van dài và nặng hơn loại ren.
Trong các cỡ trên, DN25 đến DN100 được dùng nhiều nhất. Từ DN100 trở lên, nhu cầu ít hơn. Hai cỡ DN200 và DN300 không phải lúc nào cũng có sẵn, nhất là van làm hoàn toàn bằng inox, nên cần hỏi trước khi lên kế hoạch thi công.
Khi chọn van nối bích, ngoài DN còn phải khớp tiêu chuẩn mặt bích (JIS, DIN/EN, ANSI), cấp áp PN hoặc Class và số lỗ bu lông. Hai bích khác tiêu chuẩn có thể cùng DN nhưng không lắp được với nhau. Các kiểu nối còn lại được so sánh trong bài kiểu kết nối của van bi.
Kích thước của van bi nối ren
Van bi nối ren có thân nhỏ gọn nên dải kích thước hẹp hơn, chủ yếu cho đường ống nhỏ và vừa. Van bi inox nối ren có các cỡ DN8, DN10, DN15, DN20, DN25, DN32, DN40, DN50, DN65, DN80 và DN100. Ví dụ DN8 (1/4″) dùng cho ống khoảng Φ13, DN10 (3/8″) dùng cho ống Φ17.
Nhờ nhỏ gọn, van ren được dùng từ hệ thống nhà máy đến công trình dân dụng. Van mặt bích thì chủ yếu dành cho nhà máy và công trình công nghiệp, ít gặp trong nhà dân.
Các yếu tố cần biết để chọn kích thước van bi
Để chọn size chính xác, cần nắm một số thông số kỹ thuật van bi và thông số của hệ thống:
- Áp suất làm việc: xác định áp suất lớn nhất của hệ thống để chọn cấp áp PN/Class phù hợp. Van chọn thiếu áp có nguy cơ nứt vỡ, còn chọn quá lớn gây lãng phí.
- Nhiệt độ: gồm nhiệt độ lưu chất và nhiệt độ môi trường quanh van, để chọn vật liệu thân, bi và gioăng làm kín.
- Chênh áp ΔP: là độ chênh áp suất giữa đầu vào và đầu ra khi van mở. Đây là số liệu đầu vào để tính Cv/Kv.
- Lưu lượng và vận tốc dòng chảy: quyết định đường kính trong cần thiết của van và ống.
- Đường kính danh nghĩa DN: phải khớp với ống để lắp được và để tránh sụt áp ngoài ý muốn.
Cách tính kích thước van bi
Chọn DN theo lưu lượng và vận tốc
Cách nhanh nhất là tính từ lưu lượng Q và vận tốc cho phép v theo công thức Q = v · A, với A = π · d² / 4. Rút ra đường kính trong cần thiết:
- d (m) = √(4Q / (π · v)), với Q tính bằng m³/s và v bằng m/s.
- Dạng rút gọn: d (mm) ≈ 18,8 · √(Q / v), với Q tính bằng m³/h và v bằng m/s.
Vận tốc khuyến nghị cho nước sạch, tham khảo theo thực tế thiết kế thông thường:
- Đường hút bơm: khoảng 0,5 đến 1,5 m/s.
- Đường đẩy và đường cấp nước chung: khoảng 1,5 đến 3 m/s.
- Vận tốc cao hơn 3 m/s dễ gây ồn, xói mòn và búa nước khi đóng van nhanh.
Với van bi mở hoàn toàn (full bore), đường kính lỗ bằng đường kính ống nên có thể chọn DN van bằng DN ống. Bảng dưới là lưu lượng nước ước tính qua ống có đường kính trong bằng DN, để tra nhanh (tham khảo, chưa tính tổn thất áp).
| DN | Q tại v = 1 m/s (m³/h) | Q tại v = 2 m/s (m³/h) | Q tại v = 3 m/s (m³/h) |
|---|---|---|---|
| DN15 | 0,6 | 1,3 | 1,9 |
| DN20 | 1,1 | 2,3 | 3,4 |
| DN25 | 1,8 | 3,5 | 5,3 |
| DN32 | 2,9 | 5,8 | 8,7 |
| DN40 | 4,5 | 9,0 | 13,6 |
| DN50 | 7,1 | 14,1 | 21,2 |
| DN65 | 11,9 | 23,9 | 35,8 |
| DN80 | 18,1 | 36,2 | 54,3 |
| DN100 | 28,3 | 56,5 | 84,8 |
| DN125 | 44,2 | 88,4 | 132,5 |
| DN150 | 63,6 | 127,2 | 190,9 |
| DN200 | 113,1 | 226,2 | 339,3 |
Ví dụ: cần cấp 30 m³/h nước với vận tốc khoảng 2 m/s. Theo công thức, d ≈ 18,8 · √(30/2) ≈ 73 mm, nên chọn DN80. Nếu muốn vận tốc thấp hơn 1,5 m/s thì DN80 vẫn dùng được, còn DN65 sẽ hơi nhỏ.
Tính hệ số Cv và Kv
Sau khi chọn DN, cần kiểm tra van có đủ khả năng thông qua lưu lượng với chênh áp cho phép hay không. Việc này dựa vào hệ số lưu lượng Cv (đơn vị Mỹ) hoặc Kv (đơn vị mét). Đây cũng là chỗ phân biệt van bi full bore và reduced bore: loại full bore có Cv cao hơn cùng DN, nên sụt áp thấp hơn.
Công thức cơ bản cho nước và lưu chất nói chung (đơn vị Mỹ):
- Q = Cv · √(ΔP / Sg), hay Cv = Q · √(Sg / ΔP).
- Q: lưu lượng (gallon/phút, GPM). ΔP: chênh áp qua van (psi). Sg: tỷ trọng của lưu chất, bằng 1 với nước.
- Với nước: Cv = Q / √ΔP.
Dạng hệ mét: Kv = Q · √(Sg / ΔP), với Q tính bằng m³/h và ΔP bằng bar. Quy đổi gần đúng: Cv ≈ 1,156 · Kv.
Ví dụ: nước lưu lượng 50 GPM, chênh áp cho phép 2 psi thì Cv cần thiết = 50 / √2 ≈ 35. Chọn van có Cv định mức (khi mở hoàn toàn) lớn hơn giá trị này, thường chừa dư khoảng 20 đến 30% (tham khảo). Giá trị Cv của từng cỡ van lấy từ catalogue hãng, vì mỗi kiểu bi và gioăng cho kết quả khác nhau.
Nếu van được truyền động bằng điện hoặc khí nén, cần tính thêm mô men xoắn theo kích thước van để chọn bộ điều khiển đủ lực.
Mẹo chọn đúng kích thước khi mua van bi
Mua sai kích thước thì van không lắp được và chỉ có cách đổi lại. Ba cách sau giúp hạn chế nhầm lẫn, bạn có thể đối chiếu thêm bài chọn van bi phù hợp để xem đủ các tiêu chí khác:
- Thay van cũ: đọc thông số đúc trên thân van. Cỡ thường ghi theo DN hoặc inch, ví dụ DN15 = 1/2″, DN20 = 3/4″, DN25 = 1″.
- Theo đường ống: đo đường kính ngoài của ống rồi tra bảng quy đổi ở trên để ra DN. Đây là cách ít nhầm nhất.
- Khi thân van không có số liệu: đo đường kính trong của van hoặc chiều dài ren, chụp ảnh gửi nhà cung cấp để đối chiếu.
Kết luận
Chọn size van bi gồm khớp DN với ống, kiểm tra vận tốc và đối chiếu Cv/Kv với chênh áp cho phép. Trong thực tế, DN15 đến DN100 là dải dùng nhiều nhất. Nếu cần tham khảo mức đầu tư theo từng cỡ, xem bảng giá van bi theo size.
Nếu bạn chưa chắc chắn về DN, tiêu chuẩn bích hay Cv cần dùng, hãy gửi thông số đường ống để đội kỹ thuật Viva tư vấn chọn đúng cỡ 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
DN15 tương đương bao nhiêu inch và phi ống?
DN15 tương đương 1/2 inch, dùng cho ống phi 21 mm. DN20 là 3/4 inch (phi 27), DN25 là 1 inch (phi 34). Giá trị phi tham khảo, nên đo lại ống thực tế.
Nên chọn DN van bằng hay nhỏ hơn DN ống?
Với van bi full bore, nên chọn DN van bằng DN ống để không gây thắt dòng. Chỉ dùng van nhỏ hơn một cỡ khi đã tính Cv và chấp nhận sụt áp lớn hơn.
Cv và Kv khác nhau thế nào?
Cv dùng gallon/phút và psi, Kv dùng m³/h và bar. Quy đổi gần đúng Cv ≈ 1,156 · Kv. Giá trị cụ thể lấy từ catalogue của hãng.
Vận tốc nước qua van bi nên là bao nhiêu?
Thông thường khoảng 1,5 đến 3 m/s với đường cấp nước chung và thấp hơn ở đường hút bơm. Vận tốc quá cao gây ồn, xói mòn và búa nước khi đóng nhanh.
Van bi mặt bích DN200 và DN300 có luôn sẵn hàng không?
Không phải lúc nào cũng có sẵn, nhất là van inox toàn thân. Nên hỏi tồn kho và thời gian giao trước khi chốt tiến độ.
Bài viết hay