Kiểm tra thử van điều tiết – Có hiệu quả không?

Thread Content

Kiểm tra và thử nghiệm van điều tiết 1: Van điều tiết là một trong những thiết bị được sử dụng phổ biến nhất trong ngành hóa dầu; nó được lắp đặt trên các đường ống công nghệ. Van điều tiết phản ứng với các tín hiệu đầu vào từ bên ngoài, và di chuyển trục van đến vị trí tương ứng theo tỷ lệ với các tín hiệu đó. Bằng cách thay đổi khe hở giữa trục van và chỗ ngồi của van, có thể kiểm soát lưu lượng dòng chất lỏng. Nhờ đó, có thể kiểm soát được áp suất, nhiệt độ và mức chất lỏng trong hệ thống. Theo tiêu chuẩn của Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa – “Quy phạm thi công và nghiệm thu công trình thiết bị tự động hóa” GB50093-2002, điều 11.1.1 quy định rằng “Trước khi lắp đặt và sử dụng, các thiết bị cần được kiểm tra, hiệu chuẩn và thử nghiệm, nhằm đảm bảo chúng đáp ứng các yêu cầu trong tài liệu thiết kế cũng như các thông số kỹ thuật được quy định trong tài liệu kỹ thuật của sản phẩm”. Điều 11.1.8 quy định rằng “Các điều kiện, nội dung và phương pháp hiệu chuẩn và thử nghiệm thiết bị phải tuân thủ các quy định trong tài liệu kỹ thuật của sản phẩm và các yêu cầu trong tài liệu thiết kế”. Chất lượng của van điều tiết có ảnh hưởng trực tiếp đến việc khởi động thiết bị và quá trình sản xuất có diễn ra bình thường hay không. Việc kiểm tra van điều tiết chính là phương pháp quan trọng để đánh giá các chỉ số hiệu suất của nó. Đôi khi, do các tham số mơ hồ hoặc tiêu chuẩn không nhất quán, nên kết quả kiểm định sẽ khác nhau. Quy trình và phương pháp kiểm tra, cùng nội dung của chúng, cần phải tuân thủ các quy định trong các tiêu chuẩn liên quan. Đối với những mục không được quy định trong tiêu chuẩn, cần có sự điều chỉnh tùy theo loại van khác nhau. 2. So sánh các tiêu chuẩn quy định trong nước và quốc tế đối với các mục kiểm tra: Khi việc nhập khẩu các thiết bị và công nghệ diễn ra ngày càng nhanh, một số thông số kỹ thuật thường được sử dụng trong nước đôi khi gây ra sự nhầm lẫn so với các thông số ở nước ngoài. Trong các tiêu chuẩn, việc kiểm tra van điều tiết được quy định rõ các mục cần kiểm tra, bao gồm thử nghiệm áp suất trên thân van, thử nghiệm độ kín của chỗ tiếp xúc giữa van và ống dẫn, kiểm tra mức độ rò rỉ ở phần màng (xi lanh), cũng như thời gian di chuyển của van trong suốt quá trình hoạt động. 2.1 Thử nghiệm áp suất của thân van: Thử nghiệm áp suất nhằm kiểm tra khả năng chịu áp lực của thân van. Các yếu tố được kiểm tra bao gồm việc xem liệu phần thân van có chứa lỗ hổng hay không, các điểm kết nối cơ học có chặt chẽ hay không, và thân van có bị biến dạng hay không. Các thí nghiệm được tiến hành bởi các bộ phận chuyên trách, sử dụng thiết bị chuyên dụng. Chất lỏng dùng để thí nghiệm là nước sạch. Áp suất được nâng lên đến 1,5 lần giá trị áp suất danh nghĩa, với điều kiện các van được mở hoàn toàn. Nếu không có hiện tượng rò rỉ nào xảy ra trong khoảng thời gian quy định, thì kết quả thí nghiệm được coi là đạt yêu cầu. 2.2 Thử nghiệm độ kín của bộ phận đóng van: Thử nghiệm này được thực hiện nhằm kiểm tra mức độ kín khít giữa bộ phận đóng van và trục van. Kiểu cấu tạo của van điều tiết quyết định mức độ kín khít giữa trục van và chỗ ngồi của van. Kiểm tra độ kín là việc kiểm tra lượng chất lỏng rò rỉ từ bộ phận đệm van, khi van điều tiết được đóng hoàn toàn. Cụ thể, trong các điều kiện thí nghiệm quy định, người ta sẽ cho chất lỏng chảy qua van ở trạng thái đóng, sau đó đo lượng chất lỏng bị rò rỉ ； Chất truyền dẫn được chọn tùy theo quy trình thí nghiệm; thông thường sử dụng nước sạch, còn van ngắt thì sử dụng không khí. Bảng 1: Bảng tổng hợp các mức áp suất thử độ bền của van thường dùng trong và ngoài nước
Cơ quan trong nước | Cơ quan nước ngoài
Áp suất danh định (MPa) | Áp suất thử (MPa) | Thời gian thử (phút) | Áp suất danh định (MPa) | Áp suất thử (MPa) | Thời gian thử (phút)
PG1.6 | 2.5 | 315 | 210
PG4.0 | 6.0 | 330 | 510
PG6.4 | 10 | 3600 | 1010

Để hiểu rõ phương pháp tính toán mức độ rò rỉ của van điều chỉnh, cần phải xác định rõ hệ số lưu lượng. Cần lưu ý rằng định nghĩa và cách biểu diễn hệ số này ở trong nước và nước ngoài là khác nhau; đồng thời cũng cần hiểu rõ mối quan hệ giữa chúng. Ký hiệu của hệ số lưu lượng của van điều tiết ở trong nước là C và Kv. Chúng được biểu diễn theo hệ đơn vị kỹ thuật (hệ MKS) và hệ đơn vị quốc tế (hệ SI). Cụ thể, khi van điều tiết hoạt động ở trạng thái mở hoàn toàn: C là lượng nước có nhiệt độ từ 5–40°C, chảy qua van trong vòng 1 giờ, với áp suất 1 kg/cm², tính bằng đơn vị m³. Kv – Lượng nước ở nhiệt độ 5–40℃, dưới áp suất 105 Pa, chảy qua van điều tiết trong vòng 1 giờ, tính bằng m3. Ở nước ngoài, người ta thường sử dụng hệ đo lường Anh; ký hiệu dùng để biểu thị giá trị này là Cv. Cũng trong điều kiện van mở hoàn toàn, Cv chính là số gallon Mỹ mà chất lỏng có thể chảy qua van điều tiết mỗi phút, tại nhiệt độ 60°F (15,61°C) và áp suất 1 lb/in² (7 kPa). Mối quan hệ giữa ba đại lượng này là: Cv=1,17C và Kv=1,01C. Ngoài ra, công ty Fisher sử dụng Cg và Cs để biểu thị hệ số lưu lượng của khí và hơi nước tương ứng. So sánh mức độ rò rỉ của van điều tiết theo tiêu chuẩn ngành của Tập đoàn Hóa dầu SH3521-1999 và tiêu chuẩn ANSI B16.104-1976 của Hoa Kỳ: Bảng 2. So sánh mức độ rò rỉ của van điều tiết. Các mức độ rò rỉ, chất thử nghiệm, quy trình thử nghiệm, lượng chất rò rỉ tối đa từ vị trí đóng van (L/h): SH3521-1999, ANSI B16.104; SH3521-1999, ANSI B16.104; SH3521-1999, ANSI B16.104. Mức độ II: Nước hoặc khí, nước hoặc không khí; giá trị C = 0,5%, Cv = 0,5%. Mức độ III: Nước hoặc khí, nước hoặc không khí; giá trị C = 0,1%, Cv = 0,1%. Mức độ IV: Nước hoặc khí, nước hoặc không khí; giá trị C = 0,01%, Cv = 0,01%. Mức độ V: Nước; giá trị B = 1,8×10^-7×D×ΔP (trong đó D là đường kính vị trí đóng van, tính bằng mm; ΔP là chênh lệch áp suất, tính bằng kPa). Lưu lượng tối đa: 5×10^12 m³/phút. Mức độ VI: Khí, không khí hoặc nitơ; giá trị AC được ghi trong bảng dưới. Trong đó, C và Cv được tính dựa trên “khả năng xử lý dòng chất lỏng”, khác với hệ số lưu lượng và khả năng thông gió đã đề cập trước đó. Đây là lưu lượng khi van mở hoàn toàn, tương ứng với chênh lệch áp suất nhất định; lưu lượng này không tỷ lệ thuận với chênh lệch áp suất. Công thức tính lượng chất lỏng rò rỉ từ van điều tiết sau khi được đơn giản hóa như sau:
(1) Khi chất liệu dùng để thử nghiệm là nước ở nhiệt độ bình thường, thì:
Q = Cv × (∆p)¹/² × 1,4245 × tỷ lệ rò rỉ cho phép.

(2) Khi chất liệu dùng để thử nghiệm là không khí, và ∆P ≥ P₁/₂, thì:
Q = Cv × P₁ × 2,424456 × tỷ lệ rò rỉ cho phép.
Nếu ∆P < P₁/₂, thì:
Q = Cv × ∆P × (P₁ + P₂)¹/² × 2,79445 × tỷ lệ rò rỉ cho phép.

(3) Khi chất liệu dùng để thử nghiệm là nitơ, và ∆P ≥ P₁/₂, thì:
Q = Cv × P₁ × 2,446166 × tỷ lệ rò rỉ cho phép