Kiểm tra đĩa van: Loại, vật liệu & hướng dẫn lựa chọn

Đĩa van kiểm tra là gì và nó hoạt động như thế nào

Đĩa van một chiều là bộ phận đóng lõi bên trong van một chiều - bộ phận chuyển động mở ra để cho phép chất lỏng chảy về phía trước và tự động đóng lại để ngăn dòng chảy ngược. Không giống như các van vận hành bằng tay, đĩa phản ứng hoàn toàn với sự chênh lệch áp suất trong đường ống, không yêu cầu bộ truyền động bên ngoài hoặc đầu vào của người vận hành.

Khi áp suất ngược dòng vượt quá áp suất xuôi dòng, lực chất lỏng sẽ đẩy đĩa ra khỏi chỗ ngồi của nó, mở ra đường dẫn dòng chảy qua thân van. Khi luồng chuyển tiếp dừng lại hoặc đảo ngược, đĩa sẽ quay trở lại vị trí đóng tựa vào ghế, chặn mọi chuyển động lùi. Trong các thiết kế có lò xo hỗ trợ, lò xo xoắn hoặc lò xo nén sẽ tăng tốc độ đóng, đảm bảo các vòng đệm kín trước khi dòng chảy ngược đáng kể có thể phát triển. Cơ chế này làm cho đĩa van một chiều không thể thiếu trong đường xả của máy bơm, nhà máy xử lý nước, hệ thống nước của tòa nhà cao tầng và bất kỳ đường ống nào mà dòng chảy ngược có thể gây hư hỏng hoặc ô nhiễm thiết bị.

Hình dạng, khối lượng và vật liệu của đĩa xác định trực tiếp ba thông số hiệu suất quan trọng: tốc độ đóng, giảm áp suất qua van và độ tin cậy bịt kín lâu dài . Hiểu được những mối quan hệ này là nền tảng của việc lựa chọn van chính xác.

Các loại đĩa van kiểm tra chính

Đĩa van kiểm tra không phải là một kích cỡ phù hợp cho tất cả. Ba cấu hình thống trị các ứng dụng công nghiệp và đô thị, mỗi cấu hình có đặc điểm cấu trúc riêng biệt.

Đĩa đơn (Đu hoặc Nghiêng)

Một đĩa đơn quay trên chốt bản lề hoặc trục ngang qua toàn bộ lỗ của van. Van một chiều xoay sử dụng trọng lực và dòng chảy đảo chiều để đóng đĩa, trong khi thiết kế đĩa nghiêng nằm ở một góc xiên để giảm va đập. Van một đĩa cung cấp diện tích dòng chảy lớn, không bị cản trở và giảm áp suất thấp, khiến chúng rất phù hợp với các hệ thống có lưu lượng vừa phải, trạng thái ổn định như đường ống dẫn nước chính và đường ống đa năng. Cấu trúc đơn giản của chúng cũng giúp đơn giản hóa việc kiểm tra và bảo trì.

Đĩa đôi (Đĩa kép)

Van hai đĩa hoặc hai đĩa chia lỗ khoan thành hai nửa, mỗi nửa được bao phủ bởi một đĩa hình bán nguyệt gắn trên trục trung tâm. Cả hai đĩa đóng mở đối xứng, phân bổ áp suất đều khắp thân van. Thiết kế cân bằng này mang lại hiệu suất bịt kín vượt trội, rủi ro búa nước thấp hơn và kích thước mặt đối mặt nhỏ gọn hơn so với các loại đĩa đơn. Van một chiều đĩa đôi là lựa chọn tiêu chuẩn cho các ứng dụng có dòng chảy cao và áp suất thay đổi - sản xuất điện, xử lý hóa chất và mạng lưới phân phối nước có đường kính lớn.

Đĩa cao su (Flap)

Van kiểm tra đĩa cao su - đôi khi được gọi là van kiểm tra nắp cao su hoặc van kiểm tra đĩa - sử dụng một đĩa đàn hồi linh hoạt làm lệch hướng theo dòng chảy về phía trước và phục hồi đàn hồi để bịt kín vào ghế khi dòng chảy dừng lại. Bởi vì vật liệu đĩa tự cung cấp lớp bịt kín nên các van này có thể chịu được những khiếm khuyết nhỏ về mặt tựa và mang lại khả năng vận hành êm ái, ít va đập. Chúng được sử dụng rộng rãi trong việc xây dựng hệ thống thoát nước, nước thải và bảo vệ máy bơm trong mạng lưới cấp nước, nơi ưu tiên giảm tiếng ồn và chống ăn mòn.

Vật liệu được sử dụng trong đĩa van kiểm tra

Lựa chọn vật liệu đĩa xác định khả năng chống ăn mòn, phạm vi nhiệt độ, chất lượng bịt kín và tuổi thọ. Ba họ vật liệu phổ biến nhất đều chiếm một vị trí hoạt động riêng biệt.

Cao su (EPDM, NBR, Neoprene)

Đĩa đàn hồi mang lại khả năng bịt kín tuyệt vời chống lại các chỗ ngồi không đều hoặc bị mòn và hấp thụ tác động nhỏ trong quá trình đóng, giảm tiếng ồn và độ rung. Cao su EPDM tương thích với nước uống và nhiều dung dịch hóa học, trong khi NBR phù hợp với môi trường chứa dầu. A van một chiều đĩa cao su là giải pháp tiêu chuẩn cho hệ thống cấp nước tòa nhà, cột chống cháy và trạm bơm nước thải, nơi cần có khả năng kháng hóa chất và ít phải bảo trì.

Thép không gỉ (304, 316)

Đĩa thép không gỉ chịu được nhiệt độ cao, hóa chất mạnh và độ mỏi ở chu kỳ cao. Lớp 316 cung cấp khả năng chống chịu nâng cao trong môi trường giàu clorua như hệ thống làm mát bằng nước biển và lắp đặt ven biển. Bề mặt tựa cứng yêu cầu gia công chính xác để đạt được khả năng ngắt kín bong bóng, khiến đĩa thép không gỉ trở thành lựa chọn ưu tiên cho các quy trình công nghiệp quan trọng, nhà máy dược phẩm và ứng dụng áp suất cao trên PN25.

Sắt dễ uốn

Đĩa sắt dẻo kết hợp độ bền va đập tốt, độ bền kéo cao hơn gang xám và tiết kiệm chi phí cho van nước và nước thải có đường kính lớn. Được kết hợp với lớp lót cao su hoặc epoxy liên kết nhiệt hạch, các đĩa sắt dẻo tuân thủ các yêu cầu NSF-61 về tiếp xúc với nước uống. Chúng là sự lựa chọn chủ yếu cho van một chiều loại AWWA trong các dự án nhà máy nước của thành phố.

Thiết kế đĩa ảnh hưởng đến búa nước như thế nào

Búa nước - sự tăng áp suất do dòng chảy đảo chiều đột ngột - là một trong những lực gây tổn hại nhất trong bất kỳ hệ thống đường ống nào. Đĩa van một chiều là lớp bảo vệ tuyến đầu chống lại nó và thiết kế của nó có tác động trực tiếp, có thể đo lường được đối với mức độ nghiêm trọng của búa.

Nguyên nhân cốt lõi của hiện tượng búa nước do đập mạnh là do độ trễ của đĩa: thời gian từ khi dòng chảy đảo chiều đến khi đĩa đóng hoàn toàn. Một đĩa đóng chậm sẽ cho phép hình thành vận tốc ngược trước khi ngồi và sự dừng đột ngột của cột dòng chảy ngược đó sẽ tạo ra sóng xung kích. Do đó, giảm độ trễ đĩa là mục tiêu thiết kế chính cho van một chiều có độ trượt thấp.

Thiết kế hai tấm đạt được khả năng đóng nhanh chóng vì mỗi đĩa hình bán nguyệt chỉ di chuyển bằng một nửa khoảng cách góc của một đĩa đơn đầy đủ trước khi đặt vào. Lò xo xoắn tải trước các đĩa về vị trí đóng, do đó quá trình đóng bắt đầu trước khi dòng chảy thực sự đảo ngược. Ngược lại, các đĩa đơn nặng dựa vào trọng lực phải chờ dòng chảy ngược đẩy chúng đóng lại về mặt vật lý - một quá trình chậm hơn đáng kể. Đối với các hệ thống thường xuyên khởi động và dừng bơm hoặc những hệ thống phục vụ các tòa nhà cao tầng, việc chọn van đĩa hai tấm được hỗ trợ bằng lò xo có thể loại bỏ hoàn toàn búa nước mà không cần tốn thêm thiết bị ngăn chặn đột biến.

Chọn đĩa van kiểm tra phù hợp cho hệ thống của bạn

Không có loại đĩa đơn nào là tối ưu cho mọi ứng dụng. Một quy trình lựa chọn có cấu trúc dựa trên năm thông số hệ thống sẽ xác định đúng van và tránh việc trang bị thêm tốn kém sau này.

• Vận tốc dòng chảy và đường kính ống: Các dây chuyền có đường kính lớn, tốc độ cao ưa chuộng thiết kế tấm kép để giảm áp suất thấp và đóng nhanh. Các hệ thống nhỏ hơn, tốc độ thấp có thể sử dụng van đĩa đơn hoặc van cao su đơn giản hơn.
• Áp suất và nhiệt độ hoạt động: Xác minh rằng vật liệu đĩa và xếp hạng chỗ ngồi bao gồm cả áp suất làm việc tối đa và nhiệt độ cực đại, bao gồm cả chu kỳ nhiệt.
• Khả năng tương thích phương tiện: Vật liệu đĩa phù hợp với chất lỏng — cao su dành cho nước sạch và hóa chất nhẹ, thép không gỉ dành cho môi trường có tính ăn mòn hoặc nhiệt độ cao, sắt dẻo dành cho cơ sở hạ tầng nước lớn.
• Định hướng cài đặt: Đĩa xoay phụ thuộc vào trọng lực yêu cầu lắp đặt theo chiều ngang hoặc dòng chảy thẳng đứng hướng lên. Đĩa được lò xo hỗ trợ hoạt động đáng tin cậy ở mọi hướng. Xem lại hướng dẫn chi tiết về hướng lắp đặt van kiểm tra trước khi hoàn thiện bố cục.
• Yêu cầu áp suất nứt: Các hệ thống có chênh lệch áp suất thấp khi khởi động cần đĩa được hiệu chỉnh để mở ở áp suất tối thiểu. Hiểu biết kiểm tra áp suất nứt van thông số kỹ thuật rất quan trọng để định cỡ chính xác, đặc biệt là trong các hệ thống bơm cấp nước bằng trọng lực hoặc đầu thấp.

Mẹo cài đặt cho hệ thống đĩa van kiểm tra

Ngay cả van một chiều dạng đĩa được chỉ định tốt nhất cũng sẽ hoạt động kém hơn nếu lắp đặt không đúng cách. Những hướng dẫn thực tế này áp dụng cho phần lớn các cơ sở lắp đặt công nghiệp và đô thị.

Luôn xác nhận mũi tên hướng dòng chảy được đúc hoặc đóng dấu trên thân van khớp với lưu lượng thực tế trong đường ống. Van một chiều đảo chiều sẽ chặn hoàn toàn dòng chảy và gây ra lỗi hệ thống ngay lập tức. Đối với van xoay và van một đĩa, hãy duy trì ít nhất năm đường kính ống chạy thẳng ngược dòng để cho phép dòng chảy rối phát triển đầy đủ đến đĩa - nhiễu loạn gây ra hiện tượng rung đĩa và mòn mặt đệm sớm. Van hai tấm ít nhạy hơn nhưng vẫn được hưởng lợi từ ba đường kính ống thẳng ngược dòng.

Tránh lắp đặt van một chiều ngay phía hạ lưu của khuỷu tay, bộ giảm tốc hoặc vòi xả của máy bơm mà không có đường ống chuyển tiếp thẳng. Cấu hình vận tốc không đối xứng từ các phụ kiện gây ra tải đĩa không đồng đều, làm tăng tốc độ mài mòn của trục và chốt bản lề. Trong lắp đặt thẳng đứng với dòng chảy hướng xuống, luôn chọn thiết kế đĩa lò xo ; các đĩa phụ thuộc vào trọng lực khi dòng chảy đi xuống yêu cầu áp suất ngược cao hơn để đóng và mang lại hiệu quả bịt kín giảm đáng kể. Cung cấp các giá đỡ ống trong phạm vi 300 mm của cả hai mặt bích van để loại bỏ hiện tượng mỏi do rung gây ra trên thân van và các bộ phận đĩa. Đảm bảo có đủ khoảng trống phía trên van để tiếp cận nắp ca-pô nếu thiết kế cho phép bảo trì nội tuyến mà không cần tháo ống.