Khi cân nhắc giữa lựa chọn vật liệu và thiết kế hệ thống đường ống công nghiệp nói chung, những cân nhắc chính xoay quanh đường ống và phụ kiện. Cụ thể, trọng tâm thường là các đặc tính về nhiệt độ, áp suất và khả năng tương thích của vật liệu ống và phụ kiện.

Việc lựa chọn van thường được cân nhắc sau khi các quyết định chính đó được giải quyết. Tuy nhiên, các lựa chọn về van rất đa dạng : các loại bao gồm van bi, van cổng, van cầu, van bướm hoặc van wafer, van một chiều, van màng và nhiều loại khác. Số lượng van có thể khác nhau rất nhiều trong một hệ thống tùy thuộc vào mục đích của hệ thống đường ống.

Tuy nhiên, van rất quan trọng đối với bất kỳ hệ thống thành công nào do tầm quan trọng của chúng trong việc kiểm soát dòng chảy. Ngoài ra, vì hệ thống chỉ bền bằng bộ phận hoặc khớp nối yếu nhất của nó nên van xứng đáng được chú ý nhiều hơn khi xem xét các lựa chọn vật liệu.

Mục đích của van

Theo nghĩa chung, van hạn chế, dừng hoặc kiểm soát dòng chất lỏng qua hệ thống đường ống. Cụ thể hơn, một hệ thống van có thể được sử dụng để:

• Kiểm soát tốc độ làm mát của nước thông qua các đường làm mát để điều chỉnh nhiệt độ.
• Quản lý dòng axit hoặc bazơ đậm đặc chảy qua một dòng.
• Chuyển hướng dòng chảy từ dòng này sang dòng khác tại van ba chiều.
• Hạn chế dòng chảy để cân bằng hệ thống.
• Ngăn chặn dòng chảy ngược qua van kiểm tra.
• Tự động dừng dòng trong trường hợp hệ thống bị lỗi.

Tại sao van lại quan trọng
Với vai trò to lớn như vậy trong việc tăng hiệu quả, cải thiện độ an toàn và duy trì hoạt động của hệ thống, tại sao van hiếm khi được thảo luận ngay từ đầu khi lập kế hoạch cho hệ thống đường ống?

Một lời giải thích có thể là chi phí tối thiểu liên quan đến van, đặc biệt khi so sánh với chi phí tổng thể của một hệ thống ống và phụ kiện lớn, Schedule 80. Tuy nhiên, bằng cách đánh giá các lựa chọn van bằng các vật liệu khác nhau sớm hơn trong quá trình lựa chọn và thiết kế vật liệu, hệ thống có thể trở nên hiệu quả, đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí hơn.

Van tác động như thế nào đến hiệu quả, chi phí và độ tin cậy của hệ thống

Một giả định phổ biến là điểm yếu nhất trong bất kỳ hệ thống công nghiệp nào đều tồn tại ở các van. Đây không phải là luôn luôn như vậy. Tùy thuộc vào đường ống và vật liệu phụ kiện đã chọn vật liệu van và phương pháp nối, nhiều van có thể duy trì các tiêu chuẩn hoạt động giống như phần còn lại của hệ thống đường ống.

Thực hành kỹ thuật tốt là xác định thành phần yếu nhất trong bất kỳ hệ thống nào khi xác định mức áp suất tổng của hệ thống. Các van được sử dụng trong các hệ thống phi kim loại phải luôn được xem xét về khả năng chịu áp lực nói riêng vì chúng có thể khác nhau tùy theo nhà sản xuất.

Van tác động như thế nào đến hệ thống đường ống công nghiệp?

Tính nhạy cảm ăn mòn
Khi làm việc với các dung dịch axit và/hoặc xút, việc tăng tuổi thọ của hệ thống là rất quan trọng. Ăn mòn là thủ phạm của nhiều vấn đề về hệ thống, gây ra việc sửa chữa sớm, thời gian ngừng hoạt động tốn kém và thậm chí phải thay thế hoàn toàn. Mỗi trở ngại này đều dẫn đến chi phí đáng kể và là lý do đủ để các kỹ sư theo đuổi các cơ hội nhằm tăng tuổi thọ hệ thống.

Các vật liệu dễ bị ăn mòn thường gặp hiện tượng này ở các mối nối. Càng có nhiều thành phần hệ thống liên quan, bao gồm các phụ kiện và van, thì khả năng ăn mòn gây ra cho hệ thống càng lớn.

Ngay cả khi sự ăn mòn không làm hỏng hệ thống đến mức cần sửa chữa ngay lập tức, nó vẫn có thể gây hại cho van. Van đặc biệt dễ bị ăn mòn và xuống cấp ở mặt van. Sự ăn mòn tạo ra các mảnh vụn và cặn có thể khiến van khó di chuyển hơn, khiến hệ thống hoạt động kém hiệu quả hơn hoặc gây ra những lo ngại đáng kể về an toàn trong trường hợp hỏng hóc.

Ăn mòn điện hóa là một loại ăn mòn cụ thể thường gặp hơn ở các van khi đường dây được theo dõi nhiệt và vật liệu không có khả năng chống ăn mòn.

Trong mỗi trường hợp, CPVC có khả năng chống ăn mòn cao hơn kim loại đối với hầu hết các axit , bazơ và muối được sử dụng trong chế biến công nghiệp. Để tối ưu hóa tuổi thọ của hệ thống, hãy cân nhắc nguy cơ ăn mòn cao ở các van.

Tổn thất áp suất
Để tránh chi phí tiêu thụ năng lượng không cần thiết, các hệ thống công nghiệp phải tối ưu hóa động lực học chất lỏng. Một cách để làm điều này là giảm thiểu sự sụt giảm áp suất hoặc tổn thất cột áp.

Một nguyên nhân gây sụt áp trong hệ thống đường ống là do van. Mỗi van có một hệ số lưu lượng đã biết, hệ số này được sử dụng để tính toán độ giảm áp suất (P) mà nó gây ra khi ở vị trí mở hoàn toàn. Hệ số dòng chảy này là thể tích sẽ chảy qua van với áp suất giảm 1 psi qua van. Hệ số lưu lượng van càng lớn thì độ giảm áp suất sẽ càng ít.

Để tối ưu hóa hiệu quả và hạn chế tiêu thụ năng lượng, các nhà máy thích sử dụng van có hệ số dòng chảy cao hơn. Các nhà sản xuất van cung cấp hệ số lưu lượng van cho từng sản phẩm.

Ở cấp độ vĩ mô, tổn thất áp suất trong van đối với hầu hết các loại nhựa nhiệt dẻo thấp hơn so với kim loại. Đặc biệt, van CPVC làm gián đoạn dòng chảy trong hệ thống đường ống công nghiệp ít hơn so với van được sử dụng cho hệ thống kim loại, duy trì tốc độ dòng chảy và hiệu quả tốt hơn. Một vài lý do cho điều này bao gồm tính nhạy cảm của kim loại với sự ăn mòn, đóng cặn, rỉ sét và các cơ chế khác làm giảm độ mịn bên trong của đường ống, khớp nối và van.

Trọng lượng hệ thống và căng thẳng
Mỗi bộ phận được gắn vào hoặc kết hợp trong một hệ thống, bao gồm cả van, sẽ làm tăng áp lực lên đường ống. Căng thẳng hệ thống nhiều hơn sẽ làm tăng khả năng bị vỡ, rò rỉ, lệch trục và hỏng khớp.

Một số lưu ý khi sử dụng van:

• Mỗi van làm tăng tổng ứng suất đặt lên hệ thống đường ống.
• Van có thể cần được hỗ trợ, đặc biệt nếu van nặng.
• Van kim loại nặng hơn hầu hết các loại van nhựa nhiệt dẻo.

CPVC có trọng lượng bằng 1/6 trọng lượng của thép có kích thước tương đương, được kết hợp cho các bộ phận van rắn được lắp đặt trên toàn dây chuyền.

Mức áp suất
Khi nói đến đánh giá áp suất của một hệ thống, phần có xếp hạng áp suất thấp nhất sẽ trở thành hệ số giới hạn của hệ thống. Thông thường, van được lắp vào đường ống có mức áp suất thấp nhất, khiến nó trở thành yếu tố giới hạn mức áp suất chung của hệ thống.

Bởi vì hệ thống chỉ mạnh bằng mắt xích yếu nhất của nó nên việc hiểu rõ mức áp suất van là điều bắt buộc.

Và bất chấp những gì nhiều người giả định, van không nhất thiết phải là bộ phận hạn chế áp suất của hệ thống. Các yếu tố đánh giá áp suất van là:

• Loại vật liệu. Trong các hệ thống nhựa, van hoặc mặt bích thường trở thành yếu tố hạn chế nếu lắp đặt van nhựa. Một điểm khác biệt chính của hệ thống đường ống Corzan ^® là mạng lưới các nhà sản xuất sử dụng công nghệ Corzan. Van được sản xuất bằng Corzan CPVC được làm từ các hợp chất chịu áp suất được thiết kế để có áp suất và độ bền vượt trội. Van có thể được sản xuất từ ​​​​các hợp chất có áp suất được định mức theo tiêu chuẩn ASTM D-2837 và PPI TR-3 và có đế thiết kế thủy tĩnh 4000 psi ở 72°F (22°C) và 1000 psi ở 180°F (82°C) như được liệt kê trong ấn phẩm TR-4 của PPI. Đây là một lợi thế rất lớn về mặt an toàn.
• Kiểu kết nối hoặc phương thức tham gia. Khi van kim loại được lắp đặt trong hệ thống nhựa, loại kết nối thường chỉ ra mức áp suất của hệ thống. Ngoài ra, mặt bích nhựa không được gia cố bằng bộ mặt bích thích hợp sẽ chỉ có mức áp suất ở mức 150 psig ở nhiệt độ phòng và giảm dần khi nhiệt độ tăng. Thông thường, van CPVC công nghiệp có tùy chọn sử dụng các khớp nối ổ cắm, cho phép hệ thống có xếp hạng cao hơn nhiều ở nhiệt độ phòng. Ngoài ra, việc sử dụng van CPVC giảm thiểu mối lo ngại về ăn mòn của van kim loại.

Nhiều van CPVC Corzan là van công đoàn thực sự và được đánh giá ở mức 250 psi ở 73 ° F (23 ° C), giúp cho mức áp suất của hệ thống CPVC đủ để xử lý các điều kiện khắc nghiệt của phần lớn các hệ thống hóa học.

Thực hiện theo khuyến nghị của nhà sản xuất về xếp hạng áp suất và các yếu tố giảm nhiệt độ trên nhiệt độ phòng.

So sánh thêm Vật liệu ống kim loại và CPVC

Đường ống CPVC không phải là mới trên thị trường và nó đang trở thành vật liệu được nhiều kỹ sư và quản lý nhà máy trong lĩnh vực công nghiệp lựa chọn. Tìm hiểu xem CPVC so sánh như thế nào với lựa chọn truyền thống, kim loại, ở một số danh mục, bao gồm:

• Sự chịu đựng dưới áp lực
• Chống ăn mòn
• Chi phí lắp đặt
• Sự an toàn

https://www.corzan.com/blog/why-valves-deserve-greater-attention-in-industrial-piping-systems