Nguyên tắc vận hành & 5 lưu ý sống còn khi lắp van an toàn

Van an toàn là thiết bị bảo vệ bắt buộc trong hệ thống áp suất, giúp xả áp khi vượt ngưỡng cho phép, ngăn ngừa nguy cơ nổ, hỏng thiết bị và mất an toàn. Vậy van an toàn sử dụng như nào cùng Cố vấn bán hàng Nguyễn Thị Phương của Honda Ôtô Phúc Thọ tìm hiểu trong bài viết dưới đây,

Van an toàn hoạt động như thế nào? 

Van an toàn hoạt động dựa trên nguyên lý tự động mở khi áp suất vượt mức cài đặt và tự đóng lại khi áp suất trở về an toàn, không cần tác động con người.

Nguyên lý cơ bản nhất của van an toàn là sự cân bằng lực:

• Trạng thái đóng: Lực ép của lò xo (hoặc cơ cấu pilot) lớn hơn lực đẩy của áp suất môi chất bên trong hệ thống. Đĩa van ép chặt vào ghế van, ngăn không cho lưu chất thoát ra.
• Trạng thái mở (Xả áp): Khi áp suất hệ thống tăng cao, lực đẩy của môi chất thắng lực ép của lò xo. Đĩa van bị đẩy lên, mở lối thoát để xả bớt môi chất ra ngoài môi trường hoặc về bồn chứa.
• Trạng thái đóng lại: Khi áp suất giảm xuống mức an toàn (thường thấp hơn áp suất cài đặt một chút – gọi là chênh áp đóng), lò xo lại đẩy đĩa van đóng kín lại.

Lưu ý kỹ thuật: Van an toàn thường có cơ chế “mở nhanh” (Pop action) để giải phóng áp suất ngay lập tức, khác với việc mở từ từ của các loại van điều khiển.

Cấu tạo van an toàn gồm những bộ phận nào?

Một van an toàn tiêu chuẩn gồm thân van, lò xo, đĩa van, trục van và vít chỉnh áp, mỗi bộ phận đảm nhiệm vai trò riêng trong quá trình xả áp.

Để bảo trì và vận hành đúng, bạn cần nắm rõ các bộ phận chính:

• Thân van (Body): Chứa các chi tiết bên trong, chịu áp lực trực tiếp từ môi chất. Vật liệu thường là đồng, gang, thép hoặc inox tùy môi trường.
• Đĩa van (Disc): Bộ phận trực tiếp đóng/mở dòng lưu chất. Bề mặt đĩa cần được gia công chính xác để đảm bảo độ kín.
• Lò xo (Spring): Tạo lực ép để giữ van đóng. Độ cứng của lò xo quyết định dải áp suất hoạt động của van.
• Vít điều chỉnh (Adjusting Screw): Dùng để nén hoặc nới lỏng lò xo, từ đó thay đổi áp suất cài đặt (Set pressure).
• Tay giật (Lever – tùy chọn): Dùng để kiểm tra van bằng tay (xả thủ công) để đảm bảo van không bị kẹt.

Phân biệt van an toàn và van xả áp (Relief Valve, PRV)

Van an toàn và van xả áp thường bị nhầm lẫn, nhưng khác nhau về cơ chế mở, lưu lượng xả và mục đích sử dụng trong từng loại hệ thống.

Đây là lỗi phổ biến nhất khiến hệ thống không đạt kiểm định hoặc vận hành kém hiệu quả.

Hãy kiểm tra ngay tem thông số (Nameplate) trên van của bạn. Nếu hệ thống là nồi hơi (Steam), bắt buộc phải dùng Safety Valve, không dùng Relief Valve.

Các loại van an toàn phổ biến hiện nay

Van an toàn được phân loại theo môi chất, cơ cấu hoạt động và ứng dụng thực tế, phổ biến nhất là van lò xo, van an toàn tác động gián tiếp và van pilot.

Van an toàn lò xo (Spring Loaded Safety Valve)

Van an toàn lò xo có cấu tạo đơn giản, phản ứng nhanh, phù hợp với hệ thống áp suất nhỏ và trung bình như nồi hơi, khí nén, bồn chứa.

• Ưu điểm: Giá thành rẻ, dễ lắp đặt, cấu tạo đơn giản dễ bảo trì, độ bền cao.
• Nhược điểm: Nhạy cảm với áp suất ngược (Back pressure), lò xo có thể bị mỏi theo thời gian.
• Ứng dụng: Hầu hết các hệ thống khí nén nhà xưởng, nồi hơi công nghiệp vừa và nhỏ.

Van an toàn tác động gián tiếp (Pilot Operated)

Van an toàn pilot hoạt động ổn định ở áp suất cao, ít dao động, thường dùng trong hệ thống công nghiệp lớn và yêu cầu kiểm soát chính xác.

• Ưu điểm: Độ kín rất cao khi áp suất hệ thống tiệm cận áp suất cài đặt, dung lượng xả lớn, kích thước nhỏ gọn hơn so với van lò xo cùng công suất.
• Nhược điểm: Cấu tạo phức tạp, chi phí cao, đường ống cảm biến dễ bị tắc nếu môi chất bẩn.
• Ứng dụng: Các bồn chứa khí hóa lỏng (LPG/LNG) áp lực cao, đường ống dẫn dầu khí đường dài.

Ứng dụng thực tế của van an toàn trong công nghiệp

Van an toàn được sử dụng rộng rãi trong lò hơi, bình áp lực, hệ thống khí nén, dầu thủy lực và đường ống công nghiệp để đảm bảo an toàn vận hành.

Nếu bạn đang vận hành một trong các hệ thống sau, việc lắp van an toàn là bắt buộc:

• Nồi hơi (Boiler): Ngăn chặn nổ hơi nước khi quá nhiệt/quá áp.
• Bình tích áp/Máy nén khí: Xả khí khi rơ-le áp suất bị hỏng không ngắt bơm.
• Hệ thống HVAC/Chiller: Bảo vệ đường ống khỏi áp suất giãn nở nhiệt.
• Công nghiệp Hóa chất/Dầu khí: Ngăn chặn rò rỉ hóa chất độc hại do quá áp đường ống.

Cách chọn van an toàn đúng kỹ thuật và đúng tiêu chuẩn

Để chọn van an toàn phù hợp, cần xác định chính xác áp suất làm việc, áp suất cài đặt, lưu lượng xả, môi chất và tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng.

Việc chọn sai van không chỉ gây lãng phí mà còn tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn. Hãy lập checklist sau trước khi mua hàng:

Các thông số bắt buộc cần biết khi chọn van an toàn

Những thông số quan trọng gồm DN, PN, áp suất đặt, nhiệt độ làm việc, vật liệu thân van và tiêu chuẩn kiểm định để đảm bảo an toàn và hợp pháp.

• Áp suất cài đặt (Set Pressure): Là áp suất mà tại đó van bắt đầu mở. Thông thường đặt cao hơn áp suất làm việc khoảng 10% (hoặc theo quy định TCVN/ASME).
• Lưu lượng xả (Discharge Capacity): Van phải xả đủ nhanh để áp suất không tiếp tục tăng.
• Vật liệu (Material):
  • Hơi nóng/Khí nén: Thường dùng Gang hoặc Thép.
  • Hóa chất/Thực phẩm: Bắt buộc dùng Inox 304/316.
• Kiểu kết nối: Ren (cho size nhỏ) hoặc Bích (cho size lớn, cần chuẩn bích JIS, DIN, ANSI phù hợp).

Những lỗi thường gặp khi lắp đặt và sử dụng van an toàn

Lắp sai chiều, chỉnh sai áp suất, không kiểm định định kỳ hoặc xả không đúng vị trí là những lỗi phổ biến gây mất an toàn nghiêm trọng.

• Lắp đặt nằm ngang: Van an toàn (đặc biệt là loại lò xo) thường được thiết kế để lắp theo phương thẳng đứng. Lắp nghiêng hoặc ngang có thể làm van đóng không kín hoặc hoạt động sai lệch.
• Đường xả bị nghẹt: Không được lắp van chặn (van khóa) trên đường ống xả của van an toàn. Đường xả phải thông thoáng ra khu vực an toàn.
• Tự ý chỉnh vít áp suất: Việc tháo “kẹp chì” và tự vặn lò xo mà không có đồng hồ đo chuẩn là hành động cực kỳ nguy hiểm.

Khi nào cần kiểm định, bảo dưỡng hoặc thay van an toàn?

Van an toàn cần được kiểm định định kỳ theo quy định và bảo dưỡng khi có dấu hiệu kẹt, rò rỉ, xả sai áp để tránh sự cố quá áp nguy hiểm.

Theo quy định an toàn lao động tại Việt Nam:

• Kiểm định lần đầu: Ngay sau khi lắp đặt, trước khi đưa vào sử dụng.
• Kiểm định định kỳ: Thường là 1 năm/lần (hoặc theo quy chuẩn kỹ thuật của từng loại thiết bị).
• Dấu hiệu cần thay thế: Lò xo bị rỉ sét nặng, đĩa van bị rỗ không thể làm kín (gây xì hơi liên tục), hoặc van không mở khi test tay giật.

Câu hỏi thường gặp về van an toàn?

Phần này giải đáp nhanh những thắc mắc phổ biến như van an toàn có bắt buộc không, chỉnh áp thế nào và dùng chung cho nhiều môi chất được không.

Van an toàn có bắt buộc không?

Có. Đối với các thiết bị chịu áp lực có dung tích và áp suất trên mức quy định (ví dụ bình khí nén, nồi hơi), van an toàn là yêu cầu pháp lý bắt buộc.

Tôi có thể dùng van an toàn hơi nóng cho nước không?

Về lý thuyết có thể mở được, nhưng không tối ưu. Van hơi nóng thiết kế để xả dòng khí tốc độ cao (Pop action), dùng cho nước có thể gây hiện tượng búa nước (Water hammer) làm hỏng đường ống.

Tại sao van an toàn của tôi bị rò rỉ (xì)?

Có thể do áp suất làm việc quá gần áp suất cài đặt, hoặc bề mặt đĩa van bị bẩn/xước. Cần vệ sinh hoặc rà lại mặt van (Lapping).

Van an toàn không chỉ là thiết bị kỹ thuật mà còn là yếu tố sống còn đảm bảo an toàn con người, tài sản và tuân thủ quy định pháp luật.

Bạn cần hỗ trợ về hệ thống an toàn áp suất? Liên hệ tư vấn 084.323.6666

Đinh Thuỳ

Với kinh nghiệm dày dặn, tôi tự tin mang đến cho khách hàng những thông tin chính xác và hữu ích về các dòng xe Honda, từ những mẫu xe sedan tiết kiệm nhiên liệu như City, Civic đến những mẫu SUV mạnh mẽ như CR-V, HR-V.