Van bi nổi Vs Van bi Trunnion: So sánh hoàn chỉnh

Việc lựa chọn giữa van bi nổi và van bi trục sẽ ảnh hưởng đến độ kín, mô-men xoắn vận hành, kích thước bộ truyền động, tuổi thọ sử dụng và chi phí dự án. Mặc dù cả hai đều sử dụng một quả bóng quay để cách ly một phần tư lượt, nhưng cách bố trí hỗ trợ bên trong của chúng khác nhau. Trong van bi nổi, quả bóng được giữ bởi các ghế và có thể di chuyển về phía ghế xuôi dòng dưới áp lực. Trong van bi gắn trục, các giá đỡ cố định chịu phần lớn tải trọng của bi và giúp giảm mô-men xoắn vận hành. Hướng dẫn này giải thích sự khác biệt giữa van bi nổi và van bi trục, ưu điểm, hạn chế, ứng dụng, lắp đặt, bảo trì và các yếu tố lựa chọn cho hệ thống đường ống công nghiệp.

Mục lục

• Bài học chính

• Van bi nổi là gì?

• Van bi Trunnion là gì?

• Hai thiết kế hoạt động như thế nào

• Van bi nổi và Van bi Trunnion: Sự khác biệt chính

• Ưu điểm và nhược điểm

• Cân nhắc về áp suất, kích thước và mô-men xoắn

• Lựa chọn ứng dụng và dịch vụ

• Cài đặt và bảo trì

• Cách chọn van bi phù hợp

• Câu hỏi thường gặp

• Phần kết luận

Bài học chính

• Van bi nổi sử dụng áp suất dòng để đẩy quả bóng không được hỗ trợ vào ghế hạ lưu.

• Van bi trục sử dụng các giá đỡ cố định để chịu tải trọng bi và giảm mô-men xoắn vận hành.

• Thiết kế nổi thường thiết thực cho các dây chuyền cỡ vừa và nhỏ cũng như các nhiệm vụ cách ly đơn giản hơn.

• Thiết kế trunnion thường được lựa chọn cho kích thước lớn hơn, áp suất cao hơn, dẫn động thường xuyên và dịch vụ đường ống đòi hỏi khắt khe.

• Thiết kế nổi có thể cung cấp khả năng bịt kín được hỗ trợ bằng áp suất mạnh mẽ, nhưng tải trọng của chỗ ngồi và mô-men xoắn có thể tăng khi kích thước và áp suất tăng.

• Thiết kế trục quay thường cung cấp mô-men xoắn có thể dự đoán được nhiều hơn, nhưng các thành phần bổ sung của nó có thể làm tăng độ phức tạp ban đầu và cân nhắc việc bảo trì.

• Không có thiết kế nào tự động tốt hơn; sự lựa chọn chính xác phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ, phương tiện, kích thước đường dây, ngắt, chu kỳ vận hành và tiêu chuẩn dự án.

Van bi nổi là gì?

Van bi nổi là van cách ly một phần tư vòng trong đó quả bóng được giữ giữa hai ghế nhưng không được hỗ trợ bởi trục dưới. Thân kết nối với đầu quả bóng và truyền chuyển động quay của bộ truyền động. Bóng có thể di chuyển nhẹ trong cơ thể, đặc biệt là theo hướng về phía hạ lưu của ghế.

Khi van đóng và áp suất được tác dụng từ phía thượng nguồn, sự chênh lệch áp suất sẽ đẩy quả bóng về phía ghế hạ lưu. Chuyển động được hỗ trợ bởi áp lực này làm tăng sự tiếp xúc giữa quả bóng và ghế và giúp tạo ra sự đóng chặt. Áp suất chênh lệch càng cao, trong giới hạn thiết kế của van thì lực tác dụng có thể càng lớn.

Sự sắp xếp này có cấu trúc bên trong tương đối trực tiếp. Nó có thể mang lại khả năng bịt kín hiệu quả với ít bộ phận hỗ trợ hơn, đó là một lý do khiến van bi nổi được sử dụng rộng rãi trong các dây chuyền xử lý có đường kính nhỏ và trung bình, hệ thống tiện ích, dịch vụ khí đốt và cách ly công nghiệp nói chung.

Tuy nhiên, tác động hỗ trợ áp suất tương tự giúp bịt kín cũng làm tăng ma sát giữa quả bóng và ghế. Khi kích thước van, áp suất hoặc chênh lệch áp suất tăng lên, lực cần thiết để xoay quả bóng có thể tăng đáng kể. Vì lý do này, các thiết kế nổi yêu cầu phân tích mô-men xoắn cẩn thận trước khi chỉ định vận hành bằng tay hoặc dẫn động.

Sản phẩm van bi nổi của Didtek có thiết kế kim loại với kim loại với thân mở rộng. Sản phẩm được liệt kê là van 2 inch, 150LB có thân CF8, F304 với mặt tựa bằng kim loại Ni55, dải nhiệt độ từ -26°C đến 420°C, thiết kế ISO 17292 và an toàn cháy nổ API 6FA. Những chi tiết này cho thấy van bi nổi không chỉ giới hạn ở công việc nhẹ, nhiệt độ thấp; công suất thực tế phụ thuộc vào vật liệu, kết cấu ghế, cấp áp suất và trình độ thiết kế.

Van bi Trunnion là gì?

Van bi trục sử dụng một quả cầu cố định được hỗ trợ bởi trục dưới, thân trên hoặc cách bố trí ổ trục khác. Quả bóng không được tự do di chuyển đáng kể về phía ghế ở phía dưới. Thay vào đó, các trục chịu phần lớn trọng lượng của quả bóng và lực tạo ra bởi áp lực và hoạt động.

Vì bóng được đỡ nên ghế không cần phải chịu toàn bộ tải trọng cơ học của bóng. Ghế lò xo hoặc được cung cấp năng lượng bằng áp suất di chuyển về phía quả bóng để duy trì sự tiếp xúc và bịt kín. Thiết kế thu được thường yêu cầu ít mô-men xoắn hơn van bi nổi có kích thước và mức áp suất tương tự.

Mô-men xoắn vận hành thấp hơn đặc biệt có giá trị đối với các van lớn và hệ thống tự động. Nó có thể cho phép sử dụng bộ truyền động nhỏ hơn, giảm năng lượng cần thiết cho mỗi chu kỳ vận hành và giúp quản lý việc cách ly khẩn cấp hoặc vận hành từ xa dễ dàng hơn. Do đó, van bi trục rất phổ biến trong đường ống dẫn dầu khí, xử lý khí đốt, nhà máy hóa dầu, hệ thống LNG, cơ sở điện và các dịch vụ công nghiệp quan trọng khác.

Loại van bi trục bao gồm các cấu hình thân, mặt tựa, lỗ khoan, áp suất và cơ cấu dẫn động khác nhau. Thiết kế gắn trên trục có thể được cung cấp dưới dạng van đầu vào bên cạnh hoặc đầu vào trên cùng, với đế mềm hoặc bằng kim loại và vận hành bằng tay, điện, khí nén hoặc thủy lực.

Sự hiện diện của các trục không tự nó quyết định hiệu suất hoàn chỉnh của van. Người mua vẫn cần xem xét vật liệu thân xe, vật liệu ghế, lỗ khoan, mức áp suất-nhiệt độ, kết cấu thân xe, giảm khoang, thiết kế an toàn cháy nổ, các kết nối cuối và các tiêu chuẩn áp dụng.

Hai thiết kế hoạt động như thế nào

Cả hai loại van đều sử dụng nguyên tắc quay một phần tư cơ bản giống nhau. Một quả bóng có lỗ xuyên quay bên trong thân van. Khi lỗ khoan thẳng hàng với đường ống, van sẽ mở. Khi quả bóng quay 90 độ, mặt rắn của quả bóng sẽ chặn đường dòng chảy.

Sự khác biệt chính là cách bóng được hỗ trợ và cách ghế tạo ra lực cản.

Vận hành van bi nổi

Trong thiết kế nổi, thân xoay quả bóng trong khi quả bóng được giữ giữa ghế phía thượng lưu và phía hạ lưu. Khi van đóng, áp suất ngược dòng tác động lên quả bóng và di chuyển nó về phía ghế hạ lưu. Điều này tạo ra một con dấu hỗ trợ áp lực.

Ở áp suất chênh lệch thấp hoặc trung bình, các ghế và tải trước của chúng cung cấp phần lớn lực bịt kín ban đầu. Khi áp suất chênh lệch tăng lên, quả bóng có thể ấn mạnh hơn vào ghế phía dưới. Điều này có thể có hiệu quả trong việc ngắt mạch nhưng nó cũng làm tăng ma sát và mô-men xoắn vận hành.

Vận hành van bi Trunnion

Trong thiết kế trục, quả bóng quay quanh một trục cố định được hỗ trợ bởi các trục hoặc bề mặt chịu lực. Ghế được đẩy về phía quả bóng bằng lò xo, áp lực đường hoặc kết hợp cả hai. Vì quả bóng được hỗ trợ nên lực áp suất được phân bổ thông qua cấu trúc trục thay vì truyền hoàn toàn đến các ghế và thân.

Sự sắp xếp này làm giảm mô-men xoắn cần thiết để xoay quả bóng, đặc biệt là ở các van lớn hơn. Nó cũng có thể giảm tải chỗ ngồi trong quá trình vận hành. Ghế vẫn phải được thiết kế để cung cấp khả năng ngắt cần thiết trong cả điều kiện áp suất cao và áp suất thấp.

Điểm chung của cả hai thiết kế

Cả van bi nổi và van bi trục đều có thể được thiết kế với:

• Lỗ khoan đầy đủ hoặc giảm

• Ghế mềm hoặc kim loại

• Đường dẫn luồng hai chiều hoặc nhiều chiều

• Các thân từ bên cạnh, từ trên xuống hoặc được hàn hoàn toàn

• Vận hành bằng tay hoặc được kích hoạt

• Tính năng thân cây an toàn cháy nổ, chống tĩnh điện và chống cháy nổ

• Chức năng chặn kép và xả áp hoặc giảm áp suất khoang, khi được chỉ định

Thiết kế hỗ trợ bên trong chỉ là một phần của thông số kỹ thuật van hoàn chỉnh. Hai van có cách bố trí hỗ trợ khác nhau có thể phù hợp với cùng một môi trường, nhưng một van có thể phù hợp hơn với kích thước, áp suất, chu kỳ vận hành hoặc chiến lược bảo trì cần thiết.

Van bi nổi và Van bi Trunnion: Sự khác biệt chính

Bảng dưới đây tóm tắt những khác biệt chính khi so sánh van bi nổi và van bi trục.

Kích thước và áp suất

Van nổi không tự động không phù hợp với áp suất cao và van trục không tự động được yêu cầu cho mọi đường dây lớn. Sự lựa chọn chính xác phụ thuộc vào giới hạn thiết kế của nhà sản xuất và tính toán mômen vận hành.

Khi kích thước và áp suất tăng lên, quả bóng ở dạng nổi sẽ tạo ra lực tiếp xúc với mặt ngồi lớn hơn. Mô-men xoắn thu được có thể yêu cầu bộ truyền động lớn hơn và các bộ phận thân và ghế chắc chắn hơn. Thiết kế trục chịu phần lớn tải trọng của quả bóng thông qua các giá đỡ của nó, điều này có thể làm cho nó trở nên thiết thực hơn đối với các kích thước danh nghĩa lớn hơn và các loại áp suất cao hơn.

Ví dụ: sản phẩm trục quay có mặt tựa bằng kim loại được liệt kê của Didtek là van 2 inch, có lỗ khoan đầy đủ, 150LB với thân WCB và phạm vi kích thước đã nêu từ 2 đến 48 inch trong phạm vi thiết kế. Các loại áp suất được liệt kê của nó trải dài từ ASME Class 150 đến 1500, với phạm vi nhiệt độ được nêu từ -29°C đến 425°C. Đây là những chi tiết dành riêng cho sản phẩm, không phải là giới hạn chung cho mọi van bi trục, nhưng chúng minh họa cách một nền tảng trục có thể được cấu hình cho phạm vi công nghiệp rộng lớn.

Mô-men xoắn và truyền động

Mô-men xoắn là một trong những khác biệt kỹ thuật quan trọng nhất. Van bi nổi phải khắc phục lực ma sát do bi ép vào bệ hạ lưu. Mô-men xoắn có thể thay đổi theo áp suất chênh lệch, vật liệu ghế, nhiệt độ, phương tiện và tần số hoạt động.

Van bi trục thường có mô-men xoắn liên quan đến ma sát thấp hơn vì quả bóng được hỗ trợ không phải di chuyển vào ghế theo cách tương tự. Điều này có thể đơn giản hóa việc lựa chọn bộ truyền động, đặc biệt khi van phải được vận hành từ xa hoặc nhiều lần.

Bộ truyền động không bao giờ được chọn chỉ từ kích thước van. Nhà cung cấp phải cung cấp hoặc xác nhận mô men xoắn, mô men hoạt động, mô men kết thúc, mô men vận hành tối thiểu, chênh lệch áp suất tối đa và hệ số an toàn liên quan. Các điều kiện nhiệt độ thấp, nhiệt độ cao, khí khô, đế kim loại và môi trường bị ô nhiễm có thể thay đổi yêu cầu mô-men xoắn.

Hiệu suất niêm phong

Cả hai thiết kế đều có thể cung cấp khả năng cách ly hiệu quả khi được chỉ định chính xác. Thiết kế nổi sử dụng chuyển động của quả bóng để tăng khả năng tiếp xúc xuôi dòng. Thiết kế trục dựa vào việc cung cấp năng lượng cho ghế và căn chỉnh chính xác xung quanh một quả bóng được hỗ trợ.

Ghế mềm có thể cung cấp khả năng ngắt chặt đối với chất lỏng và nhiệt độ tương thích, trong khi ghế kim loại có thể được chọn cho dịch vụ nhiệt độ cao, mài mòn hoặc khắc nghiệt. Van có đế bằng kim loại gắn trên trục có thể hữu ích khi van phải chịu được sự mài mòn và hoạt động lặp đi lặp lại trong các điều kiện đòi hỏi khắt khe. Van có đế nổi bằng kim loại cũng có thể hoạt động hiệu quả khi vật liệu và giới hạn mô-men xoắn của nó phù hợp phù hợp với ứng dụng.

Hiệu suất tắt phụ thuộc vào nhiều thứ hơn là sự sắp xếp hỗ trợ bóng. Nó bị ảnh hưởng bởi hình dạng chỗ ngồi, độ hoàn thiện bề mặt, khả năng tương thích của vật liệu, hướng áp suất, nhiệt độ, độ nhiễm bẩn, dung sai sản xuất và thử nghiệm.

Bảo trì và Vòng đời

Sự sắp xếp bên trong đơn giản hơn của van nổi có thể khiến nó trở nên hấp dẫn khi việc xây dựng ban đầu và bảo trì cơ bản là ưu tiên hàng đầu. Tuy nhiên, tải trọng tựa lặp đi lặp lại có thể ảnh hưởng đến sự mài mòn nếu van hoạt động thường xuyên hoặc xử lý vật liệu mài mòn.

Van trục có chứa các bộ phận hỗ trợ bổ sung, vòng bi, lò xo và cơ cấu ghế. Điều này có thể làm tăng số lượng bộ phận cần kiểm tra, nhưng mô-men xoắn vận hành thấp hơn và chuyển động bóng được kiểm soát có thể hỗ trợ tuổi thọ dài hơn trong các hệ thống lớn hơn hoặc được vận hành thường xuyên hơn.

Chi phí vòng đời nên bao gồm van, bộ truyền động, lắp đặt, phụ tùng thay thế, kiểm tra, truy cập tắt máy, sử dụng năng lượng và chu kỳ vận hành dự kiến. Van có giá mua cao hơn có thể tiết kiệm hơn nếu nó giảm kích thước bộ truyền động, tần suất bảo trì hoặc thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến.

Ưu điểm và nhược điểm

Ưu điểm của van bi nổi

Van bi nổi có thể được ưa thích vì những lý do sau:

• Cấu trúc bên trong đơn giản và nhỏ gọn

• Ngắt hỗ trợ áp suất hiệu quả

• Thường tiết kiệm cho các ứng dụng vừa và nhỏ

• Ít thành phần hỗ trợ hơn so với thiết kế trunnion

• Thích hợp cho hoạt động quay 1/4 thủ công

• Có sẵn ghế mềm hoặc kim loại cho các dịch vụ khác nhau

• Có thể được cấu hình cho các ứng dụng nhiệt độ cao hoặc cách nhiệt khi được thiết kế phù hợp

Mô hình nổi kim loại với kim loại của Didtek được liệt kê cho thấy cách có thể sử dụng cấu hình thân mở rộng cho các yêu cầu liên quan đến nhiệt độ cao, mài mòn và cách nhiệt. Cần kiểm tra thông số kỹ thuật thực tế của sản phẩm trước khi áp dụng van vào một hệ thống cụ thể.

Nhược điểm của van bi nổi

Những hạn chế tiềm ẩn bao gồm:

• Mô-men xoắn vận hành có thể tăng theo kích thước và chênh lệch áp suất

• Ma sát ghế lớn hơn có thể ảnh hưởng đến việc đạp xe thường xuyên

• Thiết bị truyền động lớn hơn có thể được yêu cầu trong các dịch vụ đòi hỏi khắt khe

• Sự mài mòn của ghế có thể trở thành mối lo ngại với vật liệu bị mài mòn hoặc bị ô nhiễm

• Chuyển động của quả bóng có thể làm tăng tải trọng cho ghế trong quá trình vận hành

• Các ứng dụng có áp suất rất lớn hoặc áp suất cao có thể được phục vụ hiệu quả hơn nhờ thiết kế trục

Ưu điểm của van bi Trunnion

Van bi trục có thể mang lại một số ưu điểm:

• Mô-men xoắn vận hành thấp hơn cho nhiều ứng dụng lớn hoặc áp suất cao

• Định vị bóng ổn định hơn trong quá trình hoạt động

• Giảm tải cơ học trên thân và ghế

• Khả năng tương thích tốt với các bộ truyền động điện, khí nén và thủy lực

• Thích hợp để cách ly đường ống và vận hành từ xa thường xuyên

• Cấu hình linh hoạt cho lỗ khoan đầy đủ, lỗ khoan giảm, ghế kim loại, khối đôi và xả khí

• Thực tế cho các ứng dụng dầu, khí đốt, LNG, hóa dầu và năng lượng

Sản phẩm van bi trục tiếp xúc WCB liệt kê kết cấu lỗ khoan hoàn toàn, mặt tựa bằng kim loại, vận hành với mô-men xoắn thấp, chặn và xả, giảm áp suất khoang tự, thiết kế an toàn cháy nổ, kết cấu thân chống nổ và thiết kế chống tĩnh điện. Các chức năng này là ví dụ hữu ích về những gì người mua có thể đánh giá ở một van công nghiệp quan trọng, nhưng các tính năng cần thiết phải được xác nhận cho từng dự án.

Nhược điểm của van bi Trunnion

Những hạn chế tiềm ẩn bao gồm:

• Cấu trúc phức tạp hơn thiết kế nổi cơ bản

• Chi phí mua ban đầu cao hơn ở một số phạm vi kích thước và áp suất

• Nhiều thành phần bên trong hơn để kiểm tra hoặc thay thế

• Trọng lượng cơ thể lớn hơn ở một số cấu hình

• Yêu cầu lập kế hoạch bảo trì và định cỡ thiết bị truyền động chính xác

• Có thể không cần thiết đối với đường dây có áp suất thấp, hoạt động không thường xuyên, đường kính nhỏ

Mục đích của sự so sánh này không phải là coi một thiết kế nào đó là ưu việt toàn cầu. Lựa chọn phù hợp là lựa chọn cung cấp khả năng ngắt, mô-men xoắn, định mức áp suất, tuổi thọ sử dụng và khả năng bảo trì cần thiết với chi phí vòng đời chấp nhận được.

Cân nhắc về áp suất, kích thước và mô-men xoắn

Áp suất, kích thước đường và mô-men xoắn có liên quan chặt chẽ với nhau. Việc coi chúng như những quyết định mua hàng riêng biệt có thể dẫn đến việc xác định van hoặc bộ truyền động không chính xác.

Áp suất chênh lệch

Áp suất tác động qua một van đóng ảnh hưởng đến tải trọng của ghế và mô-men xoắn vận hành. Van bi nổi có thể gặp mô-men xoắn lớn hơn do chênh lệch áp suất đẩy quả bóng chắc chắn hơn vào ghế hạ lưu. Van trục có thể duy trì mô-men xoắn thấp hơn do quả bóng được đỡ, nhưng lò xo chỗ ngồi và thiết kế hỗ trợ áp suất của nó vẫn cần phải vượt qua lực bịt kín và lực ma sát.

Nhà cung cấp nên xem xét cả áp suất chênh lệch bình thường và tối đa. Bộ truyền động có thể cần vận hành van sau một thời gian dài không chuyển động, khi cặn hoặc ma sát mặt ghế tăng lên.

Lỗ khoan đầy đủ và lỗ khoan giảm

Van lỗ đầy đủ có đường dẫn dòng chảy gần với đường kính ống được nối. Chúng thường được chọn khi tổn thất áp suất thấp, thu hồi sản phẩm hoặc vận chuyển đường ống là quan trọng. Van giảm lỗ có đường đi nhỏ hơn và có thể giảm trọng lượng, chi phí hoặc kích thước tổng thể nhưng chúng có thể làm tăng vận tốc và tổn thất áp suất.

Thiết kế trục hoặc thiết kế nổi có thể được cung cấp với lỗ khoan đầy đủ hoặc giảm bớt, tùy thuộc vào dòng sản phẩm. Việc lựa chọn lỗ khoan phải dựa trên tính toán quy trình và yêu cầu làm sạch đường ống thay vì chỉ dựa trên thiết kế hỗ trợ.

Đánh giá nhiệt độ áp suất

Đánh giá áp suất của van phải được kiểm tra cùng với phạm vi nhiệt độ của nó. Áp suất cho phép có thể giảm khi nhiệt độ tăng và vật liệu ghế có thể áp đặt giới hạn thực tế thấp hơn thân kim loại.

Các câu hỏi liên quan bao gồm:

• Áp suất vận hành bình thường và tối đa là bao nhiêu?

• Áp suất chênh lệch tối đa trong quá trình mở và đóng là bao nhiêu?

• Nhiệt độ tối thiểu, bình thường và tối đa là bao nhiêu?

• Môi trường có sạch, mài mòn, ăn mòn, độc hại, dễ cháy hoặc đông lạnh không?

• Van có đế mềm hay đế kim loại?

• Các chu trình nhiệt, tiếp xúc với lửa hoặc giảm áp suất nhanh có được mong đợi không?

• Van được lắp đặt trên mặt đất, dưới lòng đất, ngoài khơi hay bên trong đường trượt?

Kích thước thiết bị truyền động

Thiết kế nổi có thể yêu cầu mô men xoắn cao hơn dự kiến, đặc biệt với ghế kim loại, áp suất chênh lệch cao hoặc dịch vụ ở nhiệt độ thấp. Các thiết kế của Trunnion thường cung cấp cấu hình mô-men xoắn dễ dự đoán hơn, nhưng bộ truyền động vẫn phải có kích thước phù hợp với phạm vi vận hành hoàn chỉnh.

Việc lựa chọn thiết bị truyền động nên xem xét các yêu cầu đóng hoặc mở không thành công, áp suất cung cấp không khí hoặc thủy lực, năng lượng điện, thời gian tắt khẩn cấp, bảo vệ môi trường, ghi đè thủ công, phản hồi vị trí và kiểm tra hành trình một phần nếu có.

Lựa chọn ứng dụng và dịch vụ

Đường ống dẫn dầu khí

Van bi trục thường được xem xét để cách ly đường ống vì chúng có thể hỗ trợ kích thước lớn, cấp áp suất cao, vận hành tự động và khoảng thời gian phục vụ dài. Cấu hình lỗ khoan đầy đủ có thể được ưu tiên khi việc lắp đặt đường ống hoặc tổn thất áp suất thấp là quan trọng.

Van bi nổi cũng có thể phục vụ các ứng dụng dầu khí, đặc biệt là trong các đường nhánh nhỏ hơn, kết nối thiết bị, hệ thống tiện ích và nhiệm vụ cách ly kích thước vừa phải. Quyết định này phải phản ánh áp lực, quy mô, phương tiện và chu kỳ hoạt động thực tế chứ không chỉ riêng tên ngành.

Nhà máy hóa chất và hóa dầu

Dịch vụ hóa chất đòi hỏi phải chú ý cẩn thận đến vấn đề ăn mòn, khả năng tương thích của vật liệu, khí thải thoáng qua, an toàn cháy nổ và hiệu suất của ghế. Van có đế kim loại có thể được chọn cho nhiệt độ cao hoặc môi trường mài mòn, trong khi van có đế mềm có thể phù hợp với các hóa chất tương thích trong giới hạn nhiệt độ và áp suất của chúng.

Đối với các nhà máy xử lý, người mua có thể cần chỉ định kết cấu chống tĩnh điện, thân chống cháy nổ, thử nghiệm an toàn cháy nổ, giảm khoang, trang trí bằng hợp kim đặc biệt hoặc thử nghiệm khí thải. Các tính năng cần thiết phải được ghi lại trong bảng dữ liệu van.

Hệ thống LNG và đông lạnh

Dịch vụ ở nhiệt độ thấp có thể khiến kim loại co lại và một số vòng đệm mất đi tính linh hoạt. Cả van bi nổi và van bi trục đều có thể được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng đông lạnh, nhưng không nên sử dụng van nhiệt độ môi trường tiêu chuẩn mà không xác nhận sự phù hợp ở nhiệt độ thấp của nó.

Những cân nhắc quan trọng bao gồm thiết kế nắp ca-pô mở rộng, vật liệu thân và trang trí ở nhiệt độ thấp, hiệu suất của ghế, độ co nhiệt, độ hở cách nhiệt, giảm chất lỏng bị mắc kẹt và thử nghiệm đông lạnh. Một dự án yêu cầu vận hành ở nhiệt độ thấp cần được xem xét thông qua phạm vi van bi công nghiệp thích hợp và tài liệu thiết kế đông lạnh cụ thể.

Hệ thống điện và hơi nước

Hệ thống hơi nước, nồi hơi, nhiên liệu và phụ trợ ở nhiệt độ cao có thể sử dụng van bi có đế kim loại khi cần cách ly nhanh và chống mài mòn. Các yêu cầu về thân xe, trang trí, lớp phủ ghế, bao bì thân xe, bộ truyền động và an toàn cháy nổ phải được kiểm tra cùng nhau.

Sản phẩm nổi được tham chiếu ở trên liệt kê phạm vi nhiệt độ từ -26°C đến 420°C và mặt tựa bằng kim loại, nhưng điều này không có nghĩa là mọi van nổi đều có thể hoạt động ở những điều kiện đó. Xếp hạng dành riêng cho sản phẩm và yêu cầu của kỹ sư quy trình phải luôn kiểm soát việc lựa chọn.

Nước và Dịch vụ Công nghiệp Tổng hợp

Van bi nổi thường thiết thực cho nước, dầu, không khí, khí và các chất lỏng tương thích khác trong các hệ thống cỡ vừa và nhỏ. Van trục có thể được chọn cho các đường truyền nước lớn hơn, hệ thống áp suất cao hơn hoặc các ứng dụng yêu cầu vận hành bằng động cơ và mô-men xoắn thấp hơn.

Trong dịch vụ bẩn hoặc mài mòn, vật liệu mặt ngồi và các điều khoản xả nước có thể quan trọng hơn việc van nổi hay gắn trục. Ghế kim loại, mặt cứng, thiết kế khoang và quy trình làm sạch nên được xem xét với nhà sản xuất.

Cài đặt và bảo trì

Việc lắp đặt đúng là điều cần thiết cho cả hai thiết kế van. Một van được thiết kế tốt có thể gặp các vấn đề về rò rỉ hoặc mô-men xoắn sớm nếu đường ống bị lệch, bị ô nhiễm, quá căng hoặc được hỗ trợ không đúng cách.

Danh sách kiểm tra cài đặt

Trước khi cài đặt:

1. Xác nhận các yêu cầu về thẻ van, kích thước, cấp áp suất, lỗ khoan, vật liệu và hướng dòng chảy.

2. Kiểm tra thân máy, các đầu nối cuối, thân, bộ truyền động và bao bì bảo vệ xem có bị hư hỏng không.

3. Làm sạch đường ống và loại bỏ xỉ hàn, rỉ sét, cát và các mảnh vụn khác.

4. Kiểm tra xem đường ống có được căn chỉnh đúng cách và được hỗ trợ độc lập hay không.

5. Tránh sử dụng van để điều chỉnh độ lệch của đường ống.

6. Xác nhận kích thước mặt bích, miếng đệm, bu lông và mặt đối mặt.

7. Xác minh hướng của bộ truyền động, hệ thống dây điện điều khiển, nguồn cung cấp không khí và vị trí hỏng hóc.

8. Vận hành van theo hướng dẫn của nhà sản xuất sau khi lắp đặt.

Van bi thường được lắp đặt ở vị trí mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn trừ khi thiết kế được thiết kế riêng cho dịch vụ điều khiển. Để van bi cách ly tiêu chuẩn mở một phần có thể tạo ra nhiễu loạn, xói mòn và hư hỏng mặt tựa.

Bảo trì van nổi

Việc bảo trì van bi nổi phải bao gồm việc kiểm tra rò rỉ mặt tựa, vòng đệm thân van, vòng đệm, kết nối tay cầm hoặc bộ truyền động, các khớp nối trên thân và sự ăn mòn bên ngoài. Nếu mô-men xoắn vận hành tăng, hãy điều tra các điều kiện áp suất, ô nhiễm, hư hỏng đế, cặn và các vấn đề về bộ truyền động trước khi ép van.

Van nổi có mặt tựa bằng kim loại được sử dụng trong dịch vụ mài mòn hoặc nhiệt độ cao có thể yêu cầu kiểm tra bề mặt bi và mặt tựa thường xuyên hơn. Khoảng thời gian kiểm tra phải dựa trên mức độ nghiêm trọng của dịch vụ và lịch sử vận ​​hành.

Bảo trì van trục

Bảo trì van trục có thể bao gồm kiểm tra rò rỉ mặt tựa, vòng đệm thân, khu vực ổ trục, lò xo, giảm áp suất khoang, cung cấp chất bịt kín khẩn cấp, hoạt động của bộ truyền động và chỉ báo vị trí. Đối với các van đường ống quan trọng, việc kiểm tra chức năng và kiểm tra hành trình một phần có thể được đưa vào chương trình tính toàn vẹn của tài sản.

Mô-men xoắn vận hành thấp hơn của van trục không loại bỏ nhu cầu kiểm tra. Lò xo, ghế ngồi, vòng bi, vòng đệm và bộ truyền động vẫn có thể xuống cấp do ăn mòn, nhiễm bẩn, luân chuyển nhiệt hoặc không hoạt động trong thời gian dài.

Lưu trữ và vận hành

Bảo quản cả hai loại van trong môi trường sạch sẽ, khô ráo và được bảo vệ. Luôn lắp các bộ bảo vệ đầu cho đến khi van sẵn sàng kết nối và làm theo hướng dẫn của nhà sản xuất về bôi trơn, định hướng, bảo quản và vận hành bộ truyền động.

Trước khi đưa hệ thống vào sử dụng, hãy xác minh việc kiểm tra vỏ và đế, xả đường dây, hiệu chỉnh bộ truyền động, cài đặt công tắc giới hạn, logic tắt khẩn cấp và mọi tài liệu cần thiết. Việc kiểm tra phải tuân theo các quy trình hiện hành của dự án và nhà sản xuất.

Cách chọn van bi phù hợp

Sử dụng quy trình lựa chọn sau đây khi quyết định giữa cấu hình nổi và cấu hình trục.

1. Xác định chức năng chính

Xác nhận xem van dùng để cách ly thường xuyên, tắt khẩn cấp, phân đoạn đường ống, cách ly thiết bị, chuyển hướng dòng chảy hay bố trí khối kép và xả máu đặc biệt. Một van được thiết kế để vận hành khẩn cấp thường xuyên có thể cần một thiết bị truyền động và kế hoạch thử nghiệm khác với một van được vận hành mỗi năm một lần.

2. Thu thập dữ liệu quy trình

Cung cấp tên chất lỏng, áp suất, nhiệt độ, tốc độ dòng chảy, độ nhớt, hàm lượng chất rắn, thành phần ăn mòn, độc tính và tính dễ cháy. Bao gồm các điều kiện bình thường, tối thiểu, tối đa và khó chịu.

3. Chọn Hỗ trợ nổi hoặc Trunnion

Hãy xem xét van bi nổi khi đường dây có kích thước tương đối nhỏ hoặc vừa phải, tần số hoạt động hạn chế và khả năng bịt kín hỗ trợ áp suất là phù hợp. Hãy xem xét sử dụng van bi trục khi đường dây lớn hơn, áp suất cao hơn, hoạt động thường xuyên hoặc phải giảm và kiểm soát mô-men xoắn.

Đây là những điểm khởi đầu, không phải là quy tắc cố định. Nhà sản xuất phải xác nhận thiết kế thông qua tính toán áp suất, mô-men xoắn, chỗ ngồi và vòng đời.

4. Chọn vật liệu ghế và trang trí

Chọn chỗ ngồi mềm hoặc kim loại theo nhiệt độ, khả năng tương thích hóa học, độ mài mòn, an toàn cháy nổ, yêu cầu rò rỉ và chu trình nhiệt. Trong điều kiện khắc nghiệt, có thể cần đến bề mặt cứng hoặc hợp kim đặc biệt để chống xói mòn và mài mòn.

5. Xác nhận kết nối lỗ khoan và kết thúc

Chỉ định lỗ khoan đầy đủ hoặc giảm bớt, tiêu chuẩn mặt bích, các đầu được hàn đối đầu hoặc có ren nếu có, kích thước mặt đối mặt, cấp áp suất và hướng lắp đặt. Van có lỗ khoan hoàn toàn có thể quan trọng đối với việc kiểm soát sự sụt giảm hoặc mất áp suất.

6. Chỉ định chức năng truyền động và an toàn

Xác nhận vận hành bằng tay, điện, khí nén hoặc thủy lực. Xác định vị trí khẩn cấp cần thiết, thời gian tắt máy, hành động không thành công, ghi đè thủ công, phản hồi vị trí, thiết bị khóa, thiết kế chống tĩnh điện, thân chống nổ, giảm khoang và các yêu cầu an toàn cháy nổ.

7. Xem xét các tiêu chuẩn và tài liệu

Tùy thuộc vào dự án, thông số kỹ thuật có thể tham chiếu API 6D, ISO 17292, ASME B16.34, API 607, API 6FA, API 598, NACE MR0175/ISO 15156 hoặc các tiêu chuẩn khác. Mỗi tiêu chuẩn đề cập đến một khía cạnh khác nhau về thiết kế, thử nghiệm, vật liệu, an toàn cháy nổ hoặc sự phù hợp của dịch vụ. Phiên bản và phạm vi chính xác phải được xác nhận trước khi đặt hàng.

8. So sánh tổng chi phí sở hữu

So sánh giá mua, kích thước bộ truyền động, lắp đặt, phụ tùng thay thế, kiểm tra, chu kỳ vận hành dự kiến, khả năng tiếp cận bảo trì, mức tiêu thụ năng lượng và chi phí thay thế. Van trục có thể có giá ban đầu cao hơn nhưng mang lại lợi thế về vòng đời trong một hệ thống lớn, tự động hoặc vận hành thường xuyên. Van nổi có thể là lựa chọn hiệu quả hơn cho dây chuyền nhỏ hơn và ít đòi hỏi hơn.

Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt chính giữa van bi nổi và van bi trục là gì?

Sự khác biệt chính là hỗ trợ bóng. Van bi nổi có một quả bóng được giữ bởi thân và các bệ, cho phép nó di chuyển về phía bệ hạ lưu dưới áp lực. Van bi trục có một quả bóng được hỗ trợ bởi các trục hoặc vòng bi cố định, làm giảm chuyển động và thường làm giảm mô-men xoắn vận hành.

Van bi trục có tốt hơn van bi nổi không?

Không có thiết kế nào tốt hơn trên toàn cầu. Van bi trục thường phù hợp hơn với các hệ thống lớn hơn, áp suất cao hơn hoặc được kích hoạt thường xuyên. Van bi nổi có thể tiết kiệm và thiết thực hơn cho các nhiệm vụ cách ly kích thước nhỏ hơn hoặc vừa phải. Sự lựa chọn chính xác phụ thuộc vào dữ liệu quy trình thực tế và kích thước van.

Khi nào nên sử dụng van bi nổi?

Van bi nổi có thể phù hợp với đường ống có đường kính nhỏ và trung bình, cách ly quy trình chung, khí, nước, dầu và các chất lỏng tương thích khác. Nó đặc biệt thiết thực khi áp suất và mômen vận hành vẫn nằm trong giới hạn thiết kế và van sẽ không được sử dụng để điều tiết liên tục.

Khi nào tôi nên sử dụng van bi trục?

Van bi trục thường được xem xét cho kích thước đường dây lớn, dịch vụ áp suất cao, cách ly đường ống, cơ sở dầu khí, hệ thống LNG, nhà máy hóa dầu và các ứng dụng yêu cầu truyền động thường xuyên hoặc từ xa. Quả bóng được hỗ trợ của nó có thể giảm yêu cầu về mô-men xoắn và bộ truyền động.

Van nào có mômen hoạt động thấp hơn?

Trong nhiều ứng dụng có thể so sánh, van bi trục có mô-men xoắn vận hành thấp hơn vì các giá đỡ cố định của nó chịu phần lớn tải trọng. Mô-men xoắn thực tế vẫn phụ thuộc vào áp suất, vật liệu ghế, nhiệt độ, vật liệu, lỗ khoan, bôi trơn và điều kiện vận hành.

Van bi nổi có thể được sử dụng cho dịch vụ nhiệt độ cao không?

Có, van bi nổi có thể được thiết kế để hoạt động ở nhiệt độ cao khi thân, bi, bệ ngồi, lớp đệm, thân và thân mở rộng đều phù hợp. Xếp hạng áp suất-nhiệt độ cụ thể và vật liệu mặt ngồi phải được xác nhận từ bảng dữ liệu của nhà sản xuất.

Van bi trục có phù hợp với vật liệu mài mòn không?

Chúng có thể phù hợp khi được cấu hình với ghế kim loại, bề mặt cứng, vật liệu và các thiết bị xả hoặc làm sạch thích hợp. Dịch vụ mài mòn có thể làm hỏng bất kỳ van nào nếu mặt tựa, quả bóng và tốc độ dòng chảy không phù hợp với môi trường.

Cả hai loại van có cung cấp khả năng ngắt chặt không?

Cả hai đều có thể cung cấp khả năng ngắt chặt khi được thiết kế và bảo trì chính xác. Van nổi sử dụng chuyển động của quả bóng được hỗ trợ bằng áp suất, trong khi van trục sử dụng các chỗ ngồi được cung cấp năng lượng bằng áp suất hoặc lò xo xung quanh một quả bóng được hỗ trợ. Hiệu suất rò rỉ cũng phụ thuộc vào vật liệu mặt ngồi, độ hoàn thiện bề mặt, nhiệt độ, chất liệu và thử nghiệm.

Một trong hai van có thể được sử dụng để tiết lưu?

Van bi nổi và van bi tiêu chuẩn chủ yếu là van cách ly. Việc điều chỉnh ga liên tục có thể gây ra hiện tượng nhiễu loạn, rung, xói mòn và hư hỏng yên xe. Nếu cần điều chỉnh lưu lượng, hãy sử dụng van điều khiển hoặc van bi được thiết kế và kích thước đặc biệt cho dịch vụ điều khiển.

Tôi nên cung cấp thông tin gì khi yêu cầu báo giá?

Cung cấp môi trường, kích thước đường ống, cấp áp suất, áp suất bình thường và tối đa, phạm vi nhiệt độ, tốc độ dòng chảy, yêu cầu lỗ khoan, kết nối cuối, vật liệu mặt ngồi, vật liệu thân máy, phương pháp truyền động, thời gian tắt máy, môi trường lắp đặt, tiêu chuẩn áp dụng và kiểm tra hoặc tài liệu cần thiết. Thông tin này cho phép nhà cung cấp so sánh chính xác các phương án thả nổi và phương án trunnion.

Phần kết luận

Quyết định giữa van bi nổi và van bi trục chủ yếu là vấn đề về cấu trúc hỗ trợ, tải trọng chỗ ngồi, mô-men xoắn vận hành, kích thước, áp suất và nhu cầu dịch vụ. Van bi nổi dựa vào chuyển động được hỗ trợ bởi áp suất của quả bóng về phía ghế hạ lưu và có thể cung cấp giải pháp nhỏ gọn, thiết thực và tiết kiệm cho nhiều ứng dụng cách ly quy mô vừa và nhỏ. Van bi trục sử dụng các giá đỡ cố định để ổn định bóng và giảm mô-men xoắn, khiến nó trở thành một lựa chọn mạnh mẽ cho các đường ống lớn hơn, cấp áp suất cao hơn, vận hành tự động và dịch vụ công nghiệp đòi hỏi khắt khe.

Quá trình lựa chọn đáng tin cậy nhất bắt đầu với môi trường, áp suất, nhiệt độ, kích thước đường dây, tần số hoạt động, yêu cầu ngắt, bộ truyền động và các tiêu chuẩn áp dụng. Vật liệu ghế và trang trí đều quan trọng như nhau, đặc biệt đối với các ứng dụng nhiệt độ cao, mài mòn, ăn mòn, nguy cơ cháy hoặc đông lạnh. Người mua cũng nên so sánh chi phí lắp đặt, kiểm tra, phụ tùng thay thế và vòng đời thay vì chỉ tập trung vào giá van ban đầu.

Didtek cung cấp cả cấu hình van bi nổi và van bi trục cho các yêu cầu công nghiệp khác nhau. Bằng cách kết hợp thiết kế van với điều kiện quy trình thực tế, các kỹ sư và nhóm mua hàng có thể chọn giải pháp cách ly đáng tin cậy với hiệu suất bịt kín, khả năng tương thích của bộ truyền động và tuổi thọ sử dụng phù hợp.