Van bi thép không gỉ được sử dụng rộng rãi trong hóa chất, dầu khí, xử lý nước, thực phẩm và các ngành công nghiệp khác vì lợi thế chống ăn mòn, niêm phong tốt và mở và đóng nhanh. Tuy nhiên, việc sử dụng lâu dài hoặc vận hành không đúng cách có thể dẫn đến sự cố ảnh hưởng đến an toàn và hiệu quả của hệ thống. Dưới đây là những thất bại phổ biến, phân tích nguyên nhân và giải pháp cho van bi bằng thép không gỉ, kèm theo các biện pháp phòng ngừa:

I. Niêm phong thất bại

1. Loại rò rỉ và nguyên nhân

• Rò rỉ (tại kết nối cơ thể)：
  • lý do: Bu lông mặt bích lỏng lẻo, miếng đệm lão hóa hoặc hư hỏng, khuyết tật đúc thân van (ví dụ: mắt cát).
  • Ví dụ: Trong đường ống hóa chất, miếng đệm cứng do ăn mòn môi trường và áp suất niêm phong không đủ gây rò rỉ.
• Rò rỉ bên trong (giữa ghế và quả cầu)：
  • lý do: Ghế van bị mòn, bóng trầy xước, thất bại mùa xuân (van bi nổi), tạp chất bị kẹt.
  • Ví dụ: Trong hệ thống xử lý nước, trầm tích canxi-magiê trong nước cứng làm trầy xước bề mặt quả cầu, dẫn đến niêm phong kém.

2. Giải pháp

• Rò rỉ：
  • Buộc chặt bu lông mặt bích đến mô-men xoắn quy định (cần sử dụng cờ lê mô-men xoắn).
  • Thay thế miếng đệm chống ăn mòn (chẳng hạn như miếng đệm bọc kim loại, miếng đệm bọc PTFE).
  • Hàn sửa chữa hoặc thay thế van cho mắt cát thân van.
• Rò rỉ bên trong：
  • Tháo van, nghiền quả cầu với bề mặt niêm phong ghế van (sử dụng dụng cụ mài đặc biệt).
  • Thay thế ghế hoặc lò xo bị mòn (van bi nổi cần kiểm tra lực nén trước của lò xo).
  • Bộ lọc lắp đặt (số lưới ≥60 lưới) ngăn tạp chất xâm nhập vào khoang van.

II. Sự chậm trễ mở và đóng

1. Phân tích nguyên nhân

• Máy nghiền：
  • Thân cây bị uốn cong, vòng bi bị hư hỏng, đóng gói quá chặt hoặc bôi trơn không đủ.
  • Ví dụ: Van hơi nước nhiệt độ cao do giãn nở nhiệt dẫn đến uốn thân van, ma sát tăng lên khi mở và đóng.
• Ảnh hưởng trung bình：
  • Sự kết tinh của môi trường (ví dụ: sunfat), quy mô (ví dụ: nước cứng) hoặc độ nhớt (ví dụ: polymer) làm cho chuyển động của quả cầu bị cản trở.
  • Ví dụ: Trong ngành công nghiệp đường, xi-rô kết tinh ở nhiệt độ thấp và bị mắc kẹt trong quả cầu.

2. Giải pháp

• Máy nghiền：
  • Sửa chữa hoặc thay thế thân van, kiểm tra độ hở ổ trục và thay thế mỡ (như mỡ molybdenum disulfide nhiệt độ cao).
  • Điều chỉnh độ đàn hồi của dải đóng gói để đảm bảo cả niêm phong và không cản trở việc xoay thân cây.
• Ảnh hưởng trung bình：
  • Đối với môi trường kết tinh, sử dụng hơi nước hoặc điện để duy trì nhiệt độ cơ thể.
  • Rửa khoang van thường xuyên (ví dụ mỗi tuần một lần) hoặc lắp đặt giao diện xả.

III. Thời điểm hoạt động quá lớn

1. Phân tích nguyên nhân

• Lỗi thiết kế: Lực nén trước của ghế van quá lớn, khoảng cách giữa quả cầu và ghế van quá nhỏ.
• Thay đổi điều kiện làm việc: Tăng áp suất môi trường, giảm nhiệt độ dẫn đến tăng độ nhớt môi trường.
• Vấn đề cài đặt: Ứng suất đường ống được truyền đến van (chẳng hạn như khung hỗ trợ không được lắp ráp).

2. Giải pháp

• Điều chỉnh lực pre-chặt ghế: Đối với van bi nổi, giảm lực căng lò xo thích hợp (cần dụng cụ chuyên nghiệp).
• Tối ưu hóa điều kiện làm việc: Giảm áp suất hoặc nhiệt độ môi trường, hoặc chuyển sang chất bôi trơn nhiệt độ thấp.
• Cài đặt lại: Thêm khung hỗ trợ ở cả hai bên van để loại bỏ ứng suất đường ống.

IV. Rò rỉ thân van

1. Phân tích nguyên nhân

• Đóng gói lão hóa: Đóng gói than chì cacbonat ở nhiệt độ cao, hoặc đóng gói PTFE cứng ở nhiệt độ thấp.
• Chất độn không được cài đặt đúng cách: Không đủ các lớp đóng gói, các tuyến không được ép chặt hoặc lệch.
• Ăn mòn thân van: Môi trường chứa ion clorua (như nước biển) gây ra rỗ thân van.

2. Giải pháp

• Thay thế Filler：
  • Nhiệt độ cao điều kiện làm việc: linh hoạt graphite đóng gói được lựa chọn (chịu nhiệt độ ≤650 ℃).
  • Điều kiện làm việc nhiệt độ thấp: PTFE bện đóng gói được lựa chọn (chịu nhiệt độ ≤260 ℃).
  • Phương tiện ăn mòn: thân Hastelloy+kết hợp đóng gói PTFE được lựa chọn.
• Cài đặt lại Filler：
  • Đảm bảo số lớp đóng gói ≥4 lớp, cài đặt xen kẽ 90 ° cho mỗi lớp.
  • Sử dụng cờ lê mô-men xoắn để ép đều các tuyến (giá trị mô-men xoắn tham khảo hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất).
• Xử lý chống ăn mòn: Đối với môi trường ăn mòn, hợp kim dựa trên niken được mạ trên bề mặt thân cây hoặc lớp phủ gốm được phun.

V. Mặc cầu

1. Phân tích nguyên nhân

• Trung bình chứa hạt: Chẳng hạn như cát và đá, bột xúc tác và các bề mặt khác của quả cầu rửa với tốc độ cao.
• Hiện tượng cavitation: Tốc độ dòng chảy của môi trường lỏng quá cao dẫn đến áp suất thấp cục bộ, tạo ra quả cầu va đập vỡ bong bóng.
• Lựa chọn không đúng: Van bi kín cứng được sử dụng để chứa môi trường hạt, dẫn đến mài kim loại.

2. Giải pháp

• Cải thiện Media Filtering: Lắp đặt bộ lọc có độ chính xác cao (số lượng lưới ≥100 lưới) ngược dòng của van.
• Thiết kế Runner tối ưu：
  • Tăng đường kính danh nghĩa của van và giảm tốc độ dòng chảy (tốc độ dòng chảy đề nghị ≤3m/s).
  • Van bi đường kính đầy đủ được lựa chọn để giảm sức đề kháng dòng chảy.
• Điều chỉnh lựa chọn：
  • Phương tiện truyền thông với hạt: chọn van bi kín mềm (ghế PTFE/PEEK) hoặc van bi kín cứng được phun cacbua vonfram.
  • Điều kiện làm việc mài mòn cao: sử dụng quả cầu gốm (chẳng hạn như vật liệu zirconia, độ cứng HRC 85 trở lên).

VI. Lỗi thiết bị truyền động (van bi khí nén/điện)

1. Lỗi thường gặp

• Thiết bị truyền động khí nén：
  • Van điện từ bị kẹt, nguồn không khí chứa nước dẫn đến rỉ sét piston, trôi vị trí.
• Thiết bị truyền động điện：
  • Động cơ bị cháy, công tắc đột quỵ bị hỏng, nhiễu tín hiệu dẫn đến mất kiểm soát.

2. Giải pháp

• Thiết bị truyền động khí nén：
  • Thường xuyên xả độ ẩm trong bộ ba nguồn không khí, thay thế phần tử lọc không khí.
  • Rửa ống van solenoid và bôi dầu chống gỉ.
• Thiết bị truyền động điện：
  • Kiểm tra điện trở cách điện của động cơ (≥1MΩ), thay thế động cơ đốt cháy.
  • Hiệu chỉnh lại công tắc đột quỵ, lắp thêm thiết bị cách ly tín hiệu để loại bỏ nhiễu.

VII. Biện pháp phòng ngừa và khuyến nghị bảo trì

1. Kiểm tra định kỳ：
   • Kiểm tra sự xuất hiện của van, rò rỉ và hoạt động linh hoạt hàng tháng.
   • Mỗi quý ghi lại thời điểm chuyển đổi, so sánh dữ liệu lịch sử phán đoán xu hướng mài mòn.
2. Quản lý bôi trơn：
   • Bôi mỡ thường xuyên cho thân van, vòng bi và các bộ phận chuyển động khác (điều kiện nhiệt độ cao mỗi 3 tháng, điều kiện nhiệt độ thấp mỗi 6 tháng).
3. Quản lý hàng tồn kho：
   • Dự trữ các phụ tùng quan trọng (ví dụ: ghế van, quả cầu, chất độn), được khuyến nghị dự trữ 10% MTBF.
4. Đào tạo vận hành：
   • Tránh mở và đóng bạo lực, cấm thay thế chất độn hoặc tháo van dưới áp lực của môi trường.

VIII. Trường hợp thất bại điển hình

• Trường hợp 1: Rò rỉ van bi đường ống clo trong một nhà máy hóa chất
  • lý do: Vật liệu thân van là thép không gỉ 304, rỗ xảy ra trong môi trường ion clorua.
  • xử lý: Thay thế bằng thân Hastelloy C-276 và thay thế bằng chất độn PTFE, rò rỉ dừng lại.
• Trường hợp 2: Mở và đóng van bi hơi nước cho nhà máy thực phẩm
  • lý do: Hơi nước ngưng tụ tích tụ trong khoang van, dẫn đến quả cầu rỉ sét.
  • xử lý: Thêm bẫy ở đáy van, định kỳ xả nước ngưng tụ, vấn đề kẹt được giải quyết.