KIỂM ĐỊNH VAN AN TOÀN
- Van an toàn là gì?
- Van an toàn tên tiếng anh là safety valve. Đúng như tên gọi của nó, van sinh ra nhằm mục đích đảm bảo an toàn cho hệ thống. Là một van hoạt động như một thiết bị phòng chống hư hỏng hoặc nổ bởi hiện tượng quá áp. Nó chủ yếu được lắp đặt trong các bình chịu áp lực, nồi hơi điện hoặc các bể khí.
- Van tự động kích hoạt khi áp suất trong đường ống tăng hoặc vượt quá áp suất cài đặt trước. Áp suất này cũng là áp suất quá tải của hệ thống. Khi này van sẽ kích hoạt nhằm xả lượng lưu chất trong đường ống để giảm áp lực. Khi áp lực giảm dưới giá trị cài đặt, van sẽ tự động đóng lại.
- Van an toàn chính là van bảo vệ hệ thống dẫn lưu chất sau van giúp cho hệ thống luôn hoạt động dưới một áp lực nhất định ( Do mình tự cài đặt). Bởi vì được sử dụng để bảo vệ an toàn của hệ thống khi quá áp nên chúng được gọi là van an toàn.
- Nhiều hệ thống điện tử, khí nén và thủy lực ngày nay sử dụng để kiểm soát các tính chất của dòng lưu chất như áp suất, lưu lượng và nhiệt độ. Mỗi hệ thống này đều đòi hỏi nguồn năng lượng để hoạt động chẳng hạn như điện và khí nén. Van an toàn phải có khả năng hoạt động mọi lúc, đặc biệt là trong thời điểm mất năng lượng khi hệ thống điều khiển không hoạt động. Do đó, nguồn năng lượng duy nhất của van an toàn chính là áp lực lưu chất trong đường ống.
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van an toàn:
a. Cấu tạo:
Cấu tạo của van gồm các thành phần chính như sau: thân van, lò xo, đĩa van, nắp capo và các phụ kiện khác
– Thân van
- Thân van có dạng góc vuông 90 độ. Vật liệu chế tạo van thường là thép carbon. Thép hợp kim được sử dụng trong các trường hợp chỉ định hoặc sử dụng trong các điều kiện khí quyển nhất định. Ngoài ra, thân van cũng được chế tạo từ đồng hoặc inox. Nói chung tùy môi trường lưu chất sử dụng là gì mà ta lựa chọn loại vật liệu cho phù hợp.
- Thân van là khung xương chính của van. Nơi chịu áp lực chính và chứa toàn bộ các linh kiện cấu tạo nên van
– Đĩa van
- Bộ phận tham gia trực tiếp quá trình đóng ngắt của van. Đĩa van được làm bằng hợp kim có độ cứng cao do phải chịu áp suất lâu dài của lưu chất. Đĩa van được ép lên bộ phận ghế van nhờ lực đàn hồi của lò xo
– Lò xo
- Bộ phận tham gia vào quá trình đóng mở của van. Lò xo có nhiệm vụ đè đĩa vao để nó luôn ở vị trí đóng.
- Khi áp suất lớn hơn lực đàn hồi của lò xo, nó sẽ nén lò xo làm đĩa van được đẩy lên. Lực đần hồi của lò xo bằng với áp suất cài đặt, việc cài đặt này thông qua một vít điều chỉnh trên đỉnh van.
- Đặc tính lò xo vật liệu chịu ảnh hưởng của nhiệt độ lưu chất. Vật liệu lò xo tiêu chuẩn cho van an toàn áp suất thường là thép carbon hoặc thép hợp kim (vonfram). Đối với nhiệt độ từ -240 ° C đến 232 ° C. Vật liệu thép carbon được sử dụng, cho nhiệt độ trên 2320C hợp kim vonfram được sử dụng trong khi đối với nhiệt độ dưới -240C (thép không gỉ) được sử dụng trên nắp ca-pô kín.
– Nắp capo van
- Là phần mũ chụp phía trên thân van, được làm cùng chất liệu với thân van. Phần nắp van được bắt ren với thân van đối với size nhỏ hoặc bắt bu lông đối với các size lớn hơn. Nắp van là nơi chứa lò xo điều khiển chính của van.
– Bộ phận kết nối: Kết nối van với đường ống một cách chắc chắn.
– Bộ phận xả: Thực hiện nhiệm vụ xả dòng lưu chất khi áp suất đầu vào vượt quá ngưỡng an toàn cho phép.
– Lò xo: Được ví như bộ điều khiển của van.
– Nút bịt: Dùng để làm kín van, tạo sự khép kín cho không gian bên trong van.
– Vít điều chỉnh: Có tác dụng điều chỉnh áp suất đầu vào van.
– Tay giật: Tùy từng nhà sản xuất mà bộ phận này có thể có hoặc không.
b. Nguyên lý hoạt động:
Van an toàn hoạt động dựa vào độ đàn hồi của lò xo. Độ nén của lò xo sẽ được thay đổi nhờ một vít điều chỉnh trên đỉnh van. Lực nén của lò xo chính là áp suất cài đặt để xả của hệ thống. Các thiết kế của van đều sử dụng ba trạng thái riêng biệt
– Trạng thái cân bằng
- Khi hệ thống hoạt động bình thường, áp suất trong hệ thống đang ổn đinh. Nhờ lực nén của lò xo, đĩa van được đè chặt xuống, van đóng hoàn toàn. Lúc này áp suất của hệ thống tác động lên đĩa van nhỏ hơn lực nén lò xo. Hai lực cân bằng nhau khiến đĩa van giữ nguyên vị trí ở trạng thái đóng
– Trạng thái mở
- Khi áp suất trong đường ống dần dần đạt đến áp suất của lò xo hay áp cài trước. Lực lò xo và áp suất cân bằng nhau, van an toàn bắt đầu rò rỉ và tạo ra âm thanh
- Khi hệ thống xảy ra hiện tượng quá áp suất, vượt quá ngưỡng an toàn hay mức cài đặt của van. Áp lực này thắng độ nén của lò xo đàn hồi, đĩa van bị đẩy lên cao. Van sẽ mở nhanh với một tiếng “pop” .
- Quá áp thường được biểu thị bằng phần trăm của áp suất đặt. Các mã và tiêu chuẩn cung cấp các giới hạn cho áp suất tối đa. Giá trị điển hình là 10%, dao động từ 3% đến 21% tùy theo mã và ứng dụng.
– Trạng thái đóng
- Lưu chất được xả ra ngoài sẽ làm giảm đi áp suất của hệ thống. Khi áp suất hệ thống dần giảm xuống, lực nén lò xo sẽ làm đĩa van từ từ nén xuống đến khi đóng kín hoàn toàn.
- Ngoài ra van còn tay giật, nó được sử dụng để xả trước lượng lưu chất dư thừa dù áp suất chưa đến ngưỡng giới hạn.
- Kéo tay giật sẽ giúp mở đĩa van để xả lưu chất ra ngoài.
- Phân loại van an toàn:
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại van an toàn tùy đặc điểm cấu tạo, mục đích sử dụng,… Dưới đây là một cách phân loại phổ biến:
a. Phân loại theo kiểu tác động
• Van tác động trực tiếp: Đây là loại van được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Van có kết cấu khá đơn giản, ít chi tiết; phù hợp lắp đặt cho những hệ thống có quy mô trung bình, nhỏ. Ngoài ra, van có tác động phản ứng khá nhanh và mạnh mẽ.
• Van tác động gián tiếp: Là lựa chọn hàng đầu khi cần bảo vệ hệ thống thủy lực, nước có công suất lớn ở các vị trí mà van trực tiếp không thể sử dụng được. Loại van này có cấu tạo khá phức tạp, gồm có: Van chính (lò xo có độ cứng nhỏ và đường kính piston lớn) và van phụ (lò xo có độ cứng lớn và đường kính piston nhỏ).
Nhìn chung, van tác động gián tiếp có thiết kế nhỏ gọn, độ kín cao; phù hợp với những hệ thống có lưu lượng dòng chất lớn và áp suất cao. Tuy nhiên, tốc độ phản ứng của van khi áp suất bắt đầu tăng không được nhanh nhạy như van trực tiếp.
b. Phân loại theo kiểu kết nối
• Van lắp ren
• Van nối bích
c. Phân loại theo cấu trúc van
Gồm có: Van an toàn lò xo và van đòn bẩy.
d. Phân loại theo chức năng:
Được chia thành các loại sau:
• Van an toàn khí nén
• Van an toàn thủy lực
• Van dùng cho nước lạnh, nước nóng.
• Van an toàn PCCC
- Ứng dụng của van an toàn trong công nghiệp:
• Hiện nay van an toàn không còn xa lạ với bất cứ ai. Việc ứng dụng rộng khắp của van toàn chứng tỏ chức năng vượt trội mà loại van công nghiệp này mang lại.
• Van an toàn ứng dụng trong hẹ thống nồi hơi, xe tăng ga dầu hóa lỏng, giếng dầu, những thiết bị hơi nước, đường ống có áp lực cao, bình áp lực… Van thường có cấu trúc, hình dạng loại mùa xuân hoặc van an toàn loại xung, van.
• Van an toàn có cấu tạo nhỏ được sử dụng từ DN15-DN18, Từ DN150 gọi là cỡ lớn.
- Những lưu ý an toàn khi sử dụng bình chứa khí nén:
Để đảm bảo cho van hoạt động ổn định, hiệu quả, khi chọn mua và sử dụng, người dùng cần lưu ý một số vấn đề sau:
• Lựa chọn van có kích thước phù hợp với hệ thống. Nếu van có kích thước quá bé thì tốc độ và công suất xả sẽ không đạt yêu cầu. Ngược lại, nếu van có kích cỡ quá lớn thì việc không mở cửa van có thể xảy ra. Áp suất dư thừa sẽ đóng van lại, gây ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của van.
• Lắp van ở vị trí an toàn; thiết bị này thường lắp ở vị trí trên và thẳng đứng so với lò xo. Tuyệt đối không được lắp ngược van, không lắp các phụ kiện hay các đường ống gấp khúc giữa van và hệ thống.
• Thường xuyên kiểm tra, bảo trì, bảo dưỡng để đánh giá hiệu quả hoạt động của van. Nếu cần thiết, có thể hiệu chỉnh lại van cho phù hợp với yêu cầu công việc.
• Nếu phát hiện van có dấu hiệu hư hỏng, người dùng nên thay van mới, tuyệt đối không sửa chữa hay sử dụng van cũ, đã bị hư hỏng.
- Vì sao phải kiểm định van an toàn:
Kiểm định van an toàn đem đến các lợi ích sau:
• Đảm bảo an toàn cho người vận hành
• Tuân thủ các quy định hiện hành khi sử dụng các thiết bị có yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn lao động
• Là bằng chứng pháp lý cho khách hàng và cho đơn vị bảo hiểm
Kiểm định van an toàn là hoạt động đánh giá tình trạng kỹ thuật an toàn của thiết bị theo các quy chuẩn quốc gia, tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn nhằm đảm bảo an toàn khi sử dụng thiết bị.
- Quy định về kiểm định van an toàn
- Theo Thông tư số 36/2019/TT-BLĐTBXH ngày 30 tháng 12 năm 2019 của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội quy định thiết bị tời điện, tời nâng hàng yêu cầu bắt buộc phải kiểm định an toàn kỹ thuật. Hoạt động kiểm định an toàn bình chứa khí nén áp dụng đối với tất cả tổ chức sử dụng, vận hành thiết bị.
- Các tiêu chuẩn, quy chuẩn, quy trình kiểm định áp dụng
• TCVN 7915-1:2009 (EN ISO 4126-1:2004): Thiết bị an toàn chống quá áp
• API 527: Seat tightness of pressure relief valves
• API RP 576 Inspection of Pressure Relief Devices
• API RP 520 Parts I & II: Sizing, Selection, and Installation of Pressure Relief Devices
• ASME Section I Power Boilers
• ASME Section III: Nuclear Systems
• ASME Section IV: Heating Boilers
• ASME Section VIII, Div. 1: Pressure Vessels
• ASME Section XII: Transport Tanks
• ASME B31.1: Power Piping
• ASME B31.3: Process Piping
• ASME section VIII: Boiler and Pressure Vessel Code
• Các tiêu chuẩn (TCVN), quy chuẩn về nồi hơi và thiết bị áp lực đang được áp dụng
Quy trình kiểm định van an toàn được thực hiện tuần tự qua các bước cơ bản sau:
Bước 1: Kiểm tra bằng mắt
Kiểm tra các đặc điểm sau của van an toàn:
• Miệng vào và miệng ra của van không bị tắc, kẹt
• Các dấu hiệu hư hỏng có thể ảnh hưởng đến khả năng làm việc của van an toàn
• Các căn cứ để khẳng định van an toàn đảm bảo yêu cầu an toàn trong quá trình nghiệm thử và làm việc.
Bước 2: Kiểm tra kỹ thuật
Kiểm tra thông tin từ yêu cầu sử dụng của khách hàng bằng cách quan sát hoặc đo đạc trực tiếp trên van an toàn để xác định:
• Đường kính miệng vào và thoát
• Áp suất đặt, môi chất làm việc, áp suất ngược (nếu có)
Chỉ thực hiện việc nghiệm thử khi các thông số làm việc của van an toàn được xác định rõ ràng.
Bước 3: Canh chỉnh thử nghiệm van an toàn
• Môi chất thử: Các van an toàn có môi chất làm việc là hơi nước hoặc khí thì môi chất thử là khí trơ, không khí, hơi nước. Các van an toàn có môi chất làm việc là chất lỏng thì môi chất thử là nước hoặc chất lỏng không nén được.
• Áp suất mở định mức: Là áp suất đặt cộng thêm áp suất ngược nếu có.
• Canh chỉnh áp suất theo yêu cầu đặc biệt của khách hàng (nếu có)
Bước 4: Thử kín van an toàn
• Mối chất thử: Chất khí hoặc chất lỏng
• Áp suất thử: Van an toàn được thử kín ở mức áp suất bằng 90% áp suất mở định mức.
Bước 5: Xử lý kết quả kiểm định
• Van an toàn đạt yêu cầu, sẽ được niêm chì, gắn thẻ thử nghiệm và ban hành giấy chứng nhận kiểm định van an toàn.
• Trường hợp van an toàn không đạt yêu cầu thì trả lại cho khách hàng kèm theo báo cáo nguyên nhân loại bỏ.
• Chu kỳ kiểm định van an toàn là 1 năm nếu đơn vị sử dụng tôn trọng các nguyên tắc kiểm tra, vận hành, bảo quản.
Công Ty CP Kiểm Định An Toàn Thiết Bị Công Nghiệp Thành Phố là một trong những đơn vị kiểm định van an toàn uy tín, trang thiết bị hiện đại, kiểm định chất lượng, giá cả hợp lý, thủ tục làm hồ sơ nhanh gọn, kiểm định van an toàn trong tất cả các tỉnh thành trong nước. Hãy liên hệ với chúng tôi để được hổ trợ và tư vấn tốt nhất.
