Cách van bán cầu lệch tâm xử lý nước thải chứa nhiều chất rắn

Nước thải chứa chất rắn có thể khiến van cô lập không đóng được sau khi bơm dừng: cát sỏi lắng gần đế van, sợi mắc vào các cạnh bên trong và các hạt mài mòn làm hỏng bề mặt làm kín. Van bán cầu lệch tâm giúp xử lý những rủi ro này bằng cơ cấu đóng hình bán cầu một phần, bố trí lệch tâm và rời khỏi đế van khi mở. Nhờ đó, ma sát được giảm trong phần lớn hành trình và, ở những thiết kế phù hợp, đường dẫn dòng chảy tương đối thông thoáng.

Hình dạng kết cấu có ích, nhưng không khiến van miễn nhiễm với tắc nghẽn hoặc mài mòn. Khả năng vận hành tin cậy phụ thuộc vào độ mở thông thực tế, cách bố trí đế van, đặc tính chất rắn, hướng lắp đặt và mô-men xoắn vận hành hiện có. Khi lựa chọn, cần xác định liệu một thiết kế cụ thể có thể cho các loại cặn dự kiến đi qua và đóng kín lại dưới áp suất chênh lệch thực tế của đường ống hay không — chứ không chỉ dựa vào việc đường kính danh nghĩa có khớp với đường ống hay không.

Hình dạng lệch tâm phát huy tác dụng ở đâu

Không giống cơ cấu đóng đồng tâm thông thường có thể duy trì tiếp xúc trượt với đế van, cơ cấu đóng bán cầu lệch tâm sử dụng trục lệch tâm và hình dạng làm kín để tách các bề mặt tiếp xúc ngay từ đầu quá trình mở. Khi đóng, các bề mặt tiến lại gần nhau ở đoạn cuối hành trình. Chuyển động và kiểu tiếp xúc cụ thể khác nhau tùy nhà sản xuất, vì vậy bản vẽ mặt cắt hữu ích hơn chỉ riêng tên sản phẩm.

Việc giảm tiếp xúc trượt hạn chế khả năng cát sỏi bị kẹt và kéo lê giữa các bề mặt làm kín. Một số thiết kế còn tạo ra tác động gạt khi đóng kín ở đoạn cuối. Tác động này có thể đẩy các lớp cặn nhẹ ra ngoài, nhưng không nên xem đó là cơ chế cắt chắc chắn đối với giẻ rách, dây kim loại hoặc vật cứng.

Khi mở hoàn toàn, bộ phận hình bán cầu xoay ra khỏi phần lớn dòng chảy chính. Cần kiểm tra bản vẽ để xác định đường dẫn dòng chảy tạo thành có thực sự thông toàn tiết diện hay vẫn bị hạn chế. Kích thước danh nghĩa không phải là kích thước thông thoáng tối thiểu. Các phần nhô ra của trục, bộ phận giữ đế van và hốc trong thân van vẫn có thể tạo ra vị trí mắc kẹt hoặc khu vực tích tụ.

Cát sỏi, sợi và bùn gây ra các dạng hư hỏng khác nhau

Chỉ biết nồng độ chất rắn trong nước thải là chưa đủ để lựa chọn van. Các hạt khoáng mịn, sợi dệt dài và bùn kết dính có thể cùng xuất hiện trong một đường ống, nhưng mỗi loại gây ra thách thức khác nhau cho van.

Cần xem xét cả điều kiện vận hành bình thường lẫn khi dừng hệ thống. Một đường ống có thể vận chuyển cát sỏi hiệu quả ở tốc độ bơm, nhưng chất rắn có thể lắng thành lớp khi bơm dừng. Vì vậy, lần đóng tiếp theo có thể cần mô-men xoắn khác đáng kể so với thử nghiệm tại nhà máy bằng nước sạch. Tăng công suất bộ truyền động mà không tìm hiểu nguyên nhân tắc nghẽn có thể làm hỏng đế van, trục hoặc hộp số.

Vật liệu: phân biệt khả năng chịu áp với khả năng chống mài mòn

Thân bằng gang cầu có thể chịu áp trong đường ống gang cầu, nhưng riêng vật liệu thân van không đủ để xác định khả năng tương thích với nước thải. Hãy kiểm tra toàn bộ cụm tiếp xúc với lưu chất: lớp lót, bề mặt cơ cấu đóng, đế van, trục, chi tiết liên kết và gioăng làm kín. Nhiệt độ, pH, clorua, sulfua và hóa chất vệ sinh sử dụng không thường xuyên có thể ảnh hưởng khác nhau đến các bộ phận này.

Đế van đàn hồi có thể đảm bảo độ kín khi đóng, nhưng các hạt sắc nhọn có thể cắt rách đế và cát sỏi bị kẹt có thể gây lõm. Tùy thuộc vào hợp kim và xử lý bề mặt, đế kim loại có thể chịu một số ứng dụng mài mòn tốt hơn, nhưng mức rò rỉ được quy định có thể khác. Chỉ thông tin “đế mềm” hay “đế kim loại” là chưa đủ để phê duyệt van.

Hãy yêu cầu thông tin về vật liệu đế thực tế, thông số kỹ thuật của bề mặt tiếp xúc, khả năng thay thế và giới hạn tương thích hóa chất. Với thân van có lớp phủ, cần kiểm tra tính liên tục của lớp phủ quanh các hốc đế và bề mặt gia công tiếp giáp. Bề mặt làm kín cứng không bảo vệ các khu vực lân cận không được phủ khỏi ăn mòn; lớp phủ bị hư hại có thể tạo ra các bề mặt gồ ghề giữ lại cặn.

Các điều kiện vận hành có thể làm giảm hiệu quả của một thiết kế phù hợp

Vận hành kéo dài gần vị trí đóng

Khe mở nhỏ làm tập trung vận tốc và va đập của hạt gần vùng làm kín. Ngay cả khi dòng chảy được chấp nhận khi mở hoàn toàn, việc điều tiết liên tục có thể đẩy nhanh xói mòn hoặc gây rung động. Hãy yêu cầu nhà sản xuất cung cấp dải điều khiển cho phép và đánh giá hiện tượng xâm thực khi độ giảm áp lớn. Không nên mặc định van dùng để cô lập cũng phù hợp để điều tiết dòng chảy liên tục.

Chiều áp suất và mô-men xoắn của bộ truyền động

Một số kiểu bố trí lệch tâm có chiều áp suất ưu tiên để làm kín hoặc vận hành. Áp suất ngược có thể làm thay đổi cả tải trọng lên đế van lẫn mô-men xoắn yêu cầu. Hãy xác nhận chiều đóng kín cần thiết, áp suất chênh lệch tối đa và liệu có xảy ra dòng chảy ngược khi bơm dừng đột ngột hoặc mạng lưới thay đổi hay không.

Khi chọn bộ truyền động, cần tính đến mô-men xoắn khi ép kín, khi mở van, khi vận hành, ma sát của bộ chèn và hệ số dự phòng dịch vụ quy định. Đồng thời, cần xác minh giới hạn mô-men xoắn của van và hộp số. Mục tiêu là đảm bảo đủ khả năng vận hành mà không tạo ra lực phá hoại khi van bị kẹt.

Hướng lắp đặt và thời gian đóng

Không nên mặc định mọi hướng đặt trục đều phù hợp như nhau khi có chất rắn lắng. Hãy làm theo hướng dẫn lắp đặt của nhà sản xuất và xem xét vị trí cặn lắng so với đế van và quỹ đạo chuyển động của cơ cấu đóng. Kiểm tra thời gian đóng theo yêu cầu về nước va của hệ thống; việc thay đổi đoạn cuối của hành trình có thể ảnh hưởng đến quá trình quá độ thủy lực. Công việc bảo trì đòi hỏi phải cô lập, xả áp và áp dụng các biện pháp kiểm soát phù hợp khi tiếp xúc với nước thải.

Thông tin cần yêu cầu trước khi phê duyệt van

Việc phê duyệt kỹ thuật cần liên kết kết cấu được chào với các điều kiện vận hành đã xác định. Hồ sơ đệ trình hữu ích bao gồm:

• Bản vẽ mặt cắt và bản vẽ kích thước: kích thước thông thoáng tối thiểu, quỹ đạo chuyển động của cơ cấu đóng, vị trí đế van, kích thước mặt bích và khoảng trống phục vụ bảo trì.
• Đánh giá mô-men xoắn theo điều kiện làm việc cụ thể: áp suất chênh lệch, chiều áp suất, điều kiện cấp nguồn cho bộ truyền động và mô-men xoắn trục cho phép.
• Chi tiết vật liệu: cấp vật liệu tiếp xúc với lưu chất, nhận dạng vật liệu đàn hồi, hệ thống lớp phủ và các giới hạn hóa chất liên quan.
• Thử nghiệm rò rỉ được xác định rõ: môi chất thử, áp suất, thời gian, chiều thử và tiêu chí chấp nhận.
• Hướng dẫn bảo trì: khả năng tiếp cận để kiểm tra, phương pháp thay thế đế van, phụ tùng thay thế và không gian cần thiết để tháo thiết bị.

Khi yêu cầu áp dụng ISO 5208 hoặc EN 12266-1, cần xác định phiên bản áp dụng, yêu cầu thử nghiệm và tiêu chí chấp nhận mức rò rỉ, thay vì chỉ chấp nhận tuyên bố chung về sự phù hợp. Các tiêu chuẩn thử áp này không xác định khả năng chống mắc giẻ hoặc chịu nước thải mài mòn. Cũng cần xác nhận riêng tính tương thích của mặt bích và cấp áp suất-nhiệt độ theo yêu cầu của dự án.

Kết quả thử rò rỉ bằng nước sạch chứng minh hiệu suất trong các điều kiện thử đã nêu, chứ không đảm bảo van đóng kín sau thời gian dài tiếp xúc với cát sỏi. Khi khả năng xử lý cặn là yếu tố quan trọng, hãy yêu cầu bằng chứng dịch vụ liên quan đã được ghi nhận hoặc thống nhất một thử nghiệm đại diện. Cần xác định trước loại chất rắn và trình tự vận hành để bằng chứng phản ánh đúng điều kiện làm việc dự kiến.

Chẩn đoán rò rỉ sau khi đưa vào vận hành

Khi van không còn làm kín, trước tiên cần phân biệt hành trình chưa hoàn tất với bề mặt làm kín bị hư hỏng. So sánh vị trí trục thực tế với bộ chỉ thị vị trí, sau đó kiểm tra các giới hạn của bộ truyền động, nhật ký ngắt theo mô-men xoắn và áp suất chênh lệch. Bộ chỉ thị báo “đóng” không nhất thiết chứng minh cơ cấu đóng đã đến đúng vị trí làm kín.

Nếu hướng dẫn vận hành cho phép, có thể dùng quy trình mở lại có kiểm soát rồi súc rửa để loại bỏ cặn rời. Việc liên tục cưỡng ép đóng van khi vật cản vẫn còn không phải là biện pháp sửa chữa. Nếu van vẫn rò rỉ sau khi đã xác nhận hành trình và vệ sinh, cần kiểm tra cát sỏi mắc chặt, vết cắt trên đế van, xói mòn hoặc lệch tâm.

Hãy đưa khả năng tiếp cận thực tế vào kế hoạch kiểm tra. Một hạng mục tiếp cận buồng bằng gang cầu như Nắp hố ga gang cầu9 là bộ phận riêng biệt với hiệu suất thủy lực của van; cần đánh giá riêng sự phù hợp của sản phẩm với từng buồng theo kích thước và tải trọng. Buồng cũng phải có đủ khoảng trống để vận hành, kiểm tra và tháo các bộ phận của van một cách an toàn.

Tình trạng tắc nghẽn tái diễn thường xuyên cho thấy vấn đề nằm ở ứng dụng: sàng lọc chưa phù hợp, hướng lắp đặt bất lợi, cặn tích tụ hoặc đường dẫn thông thoáng không đủ. Khắc phục những điều kiện này hiệu quả hơn việc liên tục tăng mô-men xoắn đóng hoặc thay đi thay lại cùng một đế van bị hỏng.