Van công nghiệp: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và hướng dẫn lắp đặt

Bài viết cung cấp cái nhìn tổng quan về van công nghiệp, bao gồm khái niệm, chức năng, các loại van phổ biến (van bi, van cổng, van bướm, van một chiều...), nguyên lý hoạt động và ứng dụng thực tế trong nhiều ngành công nghiệp. Ngoài ra, thiết bị ngành giấy còn đưa ra một số lưu ý khi lựa chọn và bảo trì van để đảm bảo hiệu quả vận hành và tuổi thọ thiết bị.

Van công nghiệp là gì?

Van công nghiệp là thiết bị được lắp đặt trên các hệ thống đường ống nhằm thực hiện chức năng đóng, mở, điều tiết hoặc kiểm soát lưu lượng dòng chảy của chất lỏng, khí hoặc hơi trong quá trình vận hành. Đây là một trong những thiết bị quan trọng, không thể thiếu trong các ngành công nghiệp như dầu khí, hóa chất, xử lý nước, thực phẩm, năng lượng và nhiều lĩnh vực sản xuất khác.

Van công nghiệp có nhiều loại như van bi, van cổng, van bướm, van một chiều, van cầu… với thiết kế và vật liệu đa dạng, phù hợp với từng điều kiện môi trường cụ thể. Việc lựa chọn đúng loại van công nghiệp sẽ giúp hệ thống vận hành an toàn, tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả sản xuất.

Cấu tạo van công nghiệp

Cấu tạo của van công nghiệp có thể khác nhau tùy theo từng loại van (van bi, van cổng, van bướm, van cầu…), tuy nhiên về cơ bản, một van công nghiệp tiêu chuẩn thường bao gồm các bộ phận chính sau:

• Thân van (Body): Là phần khung chính của van, chịu lực và áp suất trực tiếp từ lưu chất. Thân van thường được làm từ các vật liệu như gang, inox, thép carbon hoặc đồng, tùy thuộc vào môi trường sử dụng.

• Nắp van (Bonnet): Gắn liền với thân van, có chức năng bảo vệ và giữ cố định các bộ phận bên trong như trục van, đĩa van… Nắp van có thể được lắp kín bằng bu-lông hoặc hàn.

• Bộ phận đóng/mở (Đĩa van, bi van, cánh van…): Đây là phần trực tiếp tham gia vào quá trình điều khiển dòng chảy. Tùy vào loại van mà bộ phận này có hình dạng khác nhau: hình cầu (van bi), hình cánh (van bướm), dạng trượt (van cổng)…

• Trục van (Stem): Trục kết nối giữa bộ điều khiển (tay quay, vô lăng, bộ điều khiển khí nén, điện…) và bộ phận đóng/mở. Trục van giúp truyền lực để đóng/mở van.

• Bộ điều khiển: Có thể là tay gạt, tay quay, vô lăng cơ, hoặc hệ thống điều khiển tự động như motor điện, xy lanh khí nén hoặc thủy lực.

• Gioăng làm kín (Seal/Gasket): Được lắp đặt tại các vị trí tiếp xúc nhằm ngăn ngừa rò rỉ lưu chất ra ngoài. Chất liệu gioăng thường là cao su, PTFE, hoặc kim loại tùy theo áp suất và nhiệt độ làm việc.

Phân loại van công nghiệp

Van công nghiệp là thiết bị quan trọng trong hệ thống đường ống, được sử dụng để điều tiết, đóng mở hoặc kiểm soát lưu chất. Để lựa chọn đúng loại van phù hợp với từng ứng dụng, người dùng cần hiểu rõ cách phân loại van công nghiệp. Dưới đây là 3 cách phân loại phổ biến nhất hiện nay.

Phân loại theo chức năng

Dựa vào chức năng sử dụng trong hệ thống, van công nghiệp có thể được chia thành các loại sau:

• Van khóa (van đóng/mở): dùng để ngắt hoàn toàn hoặc cho phép lưu chất đi qua. Ví dụ: van bi, van cổng, van cầu.

• Van điều tiết: giúp điều chỉnh lưu lượng dòng chảy theo nhu cầu, thường dùng là van bướm, van cầu.

• Van một chiều: cho phép dòng lưu chất chảy theo một chiều duy nhất, ngăn chặn dòng chảy ngược gây hư hại thiết bị.

• Van an toàn: tự động xả áp khi áp suất vượt ngưỡng, bảo vệ hệ thống không bị quá áp.

• Van xả khí, van xả đáy: dùng để loại bỏ khí hoặc cặn bẩn trong hệ thống đường ống.

Phân loại theo cấu tạo

Cấu tạo cơ học và cơ chế hoạt động là tiêu chí quan trọng để phân loại van:

• Van bi (Ball valve): có cấu tạo với viên bi rỗng xoay, thường dùng cho dòng chảy lớn, đóng/mở nhanh.

• Van cổng (Gate valve): đóng mở bằng đĩa van dạng cánh cổng, phù hợp với dòng chảy thẳng và không điều tiết.

• Van cầu (Globe valve): có cấu tạo dạng hình cầu, dùng để điều tiết dòng chảy chính xác.

• Van bướm (Butterfly valve): đĩa van quay quanh trục, nhẹ, dễ vận hành, thích hợp cho các đường ống lớn.

• Van màng (Diaphragm valve): sử dụng màng mềm để đóng/mở dòng chảy, thường dùng trong ngành thực phẩm, dược phẩm.

Phân loại theo vật liệu

Chất liệu sản xuất van quyết định khả năng chịu nhiệt, chịu áp và độ bền của van. Một số vật liệu phổ biến bao gồm:

• Gang: chịu nhiệt tốt, giá thành rẻ, dùng trong hệ thống nước, PCCC, xử lý nước thải.

• Thép (thép carbon, thép không gỉ): độ bền cao, chịu áp suất và nhiệt độ lớn, dùng trong công nghiệp hóa chất, dầu khí.

• Inox (thép không gỉ): chống ăn mòn cực tốt, phù hợp cho môi trường khắc nghiệt hoặc yêu cầu vệ sinh cao.

• Nhựa (PVC, uPVC, PP-R): trọng lượng nhẹ, chống hóa chất tốt, dùng cho hệ thống nước sạch, hóa chất nhẹ.

• Đồng, hợp kim đồng: sử dụng trong hệ thống nước sinh hoạt, khí nén, có tính thẩm mỹ cao.

Ứng dụng van công nghiệp

Van công nghiệp là thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống dẫn lưu chất (nước, hơi, khí, hóa chất…) nhờ khả năng điều tiết, đóng mở hoặc ngăn chặn dòng chảy. Tùy theo đặc tính kỹ thuật và loại van, mỗi dòng van sẽ phù hợp với những ngành nghề, lĩnh vực cụ thể. Dưới đây là các ứng dụng phổ biến nhất của van công nghiệp trong thực tế:

Ngành cấp thoát nước

Van công nghiệp được sử dụng rộng rãi trong hệ thống cấp nước đô thị, nhà máy xử lý nước thải, công trình dân dụng. Các loại van như van cổng, van bướm, van một chiều giúp điều tiết và kiểm soát dòng nước hiệu quả, đảm bảo an toàn và ổn định cho hệ thống.

Ngành công nghiệp hóa chất

Trong môi trường làm việc với hóa chất ăn mòn, áp suất và nhiệt độ cao, van inox, van màng, van cầu được sử dụng để đảm bảo độ kín, an toàn và tuổi thọ thiết bị. Đây là giải pháp quan trọng giúp kiểm soát các quy trình pha trộn, dẫn truyền hóa chất.

Ngành thực phẩm – đồ uống – dược phẩm

Các loại van inox hoặc van màng chuyên dụng thường xuất hiện trong các dây chuyền sản xuất thực phẩm, nước giải khát, bia rượu, dược phẩm… Nhờ đặc tính sạch, chống ăn mòn và dễ vệ sinh, van giúp đảm bảo quy trình khép kín đạt tiêu chuẩn vệ sinh nghiêm ngặt.

Ngành dầu khí, năng lượng

Van công nghiệp trong ngành dầu khí, nhà máy nhiệt điện, thủy điện cần đáp ứng khả năng chịu áp suất và nhiệt độ cực cao. Van thép rèn, van áp suất cao, van an toàn là những lựa chọn phổ biến nhằm đảm bảo vận hành an toàn trong điều kiện khắc nghiệt.

Hệ thống phòng cháy chữa cháy (PCCC)

Van góc, van bướm tay gạt, van một chiều lá lật thường được lắp đặt trong hệ thống PCCC tại các tòa nhà cao tầng, nhà máy, khu công nghiệp. Van giúp kiểm soát dòng nước chữa cháy nhanh chóng, hiệu quả và ổn định.

Ngành đóng tàu – hàng hải

Trên các tàu thủy, hệ thống van công nghiệp chịu nước mặn, chịu áp lực cao được dùng để kiểm soát nước làm mát, nước xả, nhiên liệu… Các loại van gang phủ epoxy, van inox 316 là lựa chọn phù hợp trong môi trường biển.

Hệ thống HVAC (Điều hòa không khí và thông gió)

Trong các hệ thống điều hòa trung tâm, tòa nhà thương mại hoặc nhà máy, van công nghiệp điều khiển dòng nước lạnh, nước nóng và khí nén. Van điều khiển tự động hoặc van bướm tay quay giúp duy trì lưu lượng chính xác.