Trong số những người dùng thường xuyên sử dụng van cầu đường kính lớn, họ thường gặp vấn đề khó đóng khi sử dụng các loại van này trong môi chất có chênh lệch áp suất tương đối lớn, chẳng hạn như hơi nước, nước cao áp, v.v. Khi đóng bằng lực, luôn xảy ra hiện tượng rò rỉ và khó đóng kín hoàn toàn. Nguyên nhân của vấn đề này là do thiết kế cấu trúc của van và mô-men xoắn đầu ra không đủ so với khả năng của người sử dụng.

Phân tích khó khăn trong việc thay thế van đường kính lớn

Lực tối đa có thể tạo ra theo phương ngang của người trưởng thành trung bình là 60-90kg, tùy thuộc vào thể trạng của mỗi người.

Nhìn chung, hướng dòng chảy của van cầu được thiết kế là vào thấp và ra cao. Khi người ta đóng van, cơ thể người sẽ đẩy tay quay xoay theo chiều ngang, làm cho cánh van di chuyển xuống dưới để đóng van. Lúc này, cần phải vượt qua sự kết hợp của ba lực, đó là:

(1) Lực đẩy dọc trục Fa;

(2) Lực ma sát Fb giữa vòng đệm và thân van;

(3) Lực ma sát tiếp xúc Fc giữa thân van và lõi đĩa van

Tổng các momen là ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

Có thể thấy rằng đường kính càng lớn thì lực đẩy dọc trục càng lớn. Khi gần ở trạng thái đóng, lực đẩy dọc trục gần bằng áp suất thực tế của mạng lưới đường ống (do P1-P2≈P1, P2=0).

Ví dụ, một van cầu cỡ DN200 được sử dụng trên đường ống hơi nước 10 bar, chỉ riêng lực đẩy hướng trục khi đóng van lần đầu tiên Fa=10×πr2=3140kg, và lực xoay ngang cần thiết để đóng van gần bằng giới hạn lực xoay ngang mà cơ thể người bình thường có thể tạo ra, vì vậy rất khó để một người có thể đóng hoàn toàn van trong điều kiện này.

Tất nhiên, một số nhà máy khuyên nên lắp đặt các van này theo chiều ngược lại, điều này giải quyết được vấn đề khó đóng, nhưng lại nảy sinh vấn đề khó mở sau khi đã đóng.

Phân tích nguyên nhân gây rò rỉ bên trong van cầu đường kính lớn

Van cầu đường kính lớn thường được sử dụng ở cửa ra của nồi hơi, xi lanh chính, đường ống dẫn hơi và các vị trí khác. Những vị trí này gặp phải các vấn đề sau:
(1) Nói chung, chênh lệch áp suất tại cửa ra của nồi hơi tương đối lớn, do đó lưu lượng hơi cũng lớn hơn, và mức độ hư hại do ăn mòn đối với bề mặt làm kín cũng lớn hơn. Ngoài ra, hiệu suất đốt của nồi hơi không thể đạt 100%, điều này sẽ khiến hơi nước ở cửa ra của nồi hơi có hàm lượng nước lớn, dễ gây ra hiện tượng xâm thực và hư hại do xâm thực đối với bề mặt làm kín của van.

(2) Đối với van chặn gần cửa ra của nồi hơi và xi lanh phụ, do hơi nước vừa ra khỏi nồi hơi có hiện tượng quá nhiệt gián đoạn, trong quá trình bão hòa của nó, nếu việc xử lý làm mềm nước nồi hơi không tốt lắm, một phần nước thường bị kết tủa. Các chất axit và kiềm sẽ gây ăn mòn và xói mòn bề mặt làm kín; một số chất kết tinh cũng có thể bám vào bề mặt làm kín của van và kết tinh, dẫn đến van không thể đóng kín.

(3) Đối với van đầu vào và đầu ra của các xi lanh phụ, lượng hơi tiêu thụ sau van lớn và đôi khi nhỏ do yêu cầu sản xuất và các lý do khác. Gây ra hiện tượng ăn mòn, xâm thực và các hư hỏng khác đối với bề mặt làm kín của van.

(4) Nói chung, khi mở đường ống có đường kính lớn, đường ống cần được làm nóng trước, và quá trình làm nóng trước thường yêu cầu một lượng nhỏ hơi nước đi qua để đường ống có thể được làm nóng từ từ và đều đến một mức độ nhất định trước khi van chặn có thể được mở hoàn toàn để tránh gây hư hỏng đường ống. Việc làm nóng nhanh gây ra sự giãn nở quá mức, làm hỏng một số bộ phận kết nối. Tuy nhiên, trong quá trình này, độ mở của van thường rất nhỏ, khiến tốc độ ăn mòn lớn hơn nhiều so với hiệu quả sử dụng bình thường và làm giảm nghiêm trọng tuổi thọ của bề mặt làm kín van.

Giải pháp cho những khó khăn khi chuyển đổi van cầu đường kính lớn

(1) Trước hết, nên chọn van cầu kín bằng ống xếp, tránh ảnh hưởng của lực cản ma sát của van pít tông và van đệm, giúp việc chuyển đổi dễ dàng hơn.

(2) Lõi van và đế van phải được làm bằng vật liệu có khả năng chống ăn mòn và mài mòn tốt, chẳng hạn như cacbua Stellite;

(3) Nên áp dụng cấu trúc đĩa van kép, sẽ không gây ra hiện tượng ăn mòn quá mức do khe hở nhỏ, ảnh hưởng đến tuổi thọ và hiệu quả làm kín.