Van Bi Sản Xuất Từ Vật Liệu Nào? Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động

Trong các hệ thống đường ống công nghiệp và dân dụng hiện nay, van bi (Ball valve) là thiết bị không thể thiếu nhờ vào khả năng đóng mở nhanh, vận hành ổn định và độ kín tuyệt đối. Tuy nhiên, để lựa chọn được loại van phù hợp, nhiều người dùng thường đặt ra câu hỏi: “Van bi sản xuất từ vật liệu nào?”. Câu hỏi này không chỉ giúp hiểu rõ về độ bền và khả năng ứng dụng của van mà còn giúp tối ưu chi phí bảo trì, vận hành trong dài hạn. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn giải đáp đầy đủ từ cấu tạo, nguyên lý hoạt động cho đến các loại van bi phổ biến trên thị trường hiện nay.

Van bi là gì?

Van bi (Ball valve) là một loại van công nghiệp được sử dụng phổ biến trong các hệ thống dẫn chất lỏng hoặc khí. Cấu tạo đặc trưng của van là một quả bi có lỗ xuyên tâm, khi quay quả bi sẽ mở hoặc đóng dòng chảy. Với khả năng đóng/mở nhanh, độ kín cao, van bi là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng cần hiệu suất và độ tin cậy cao.

Van bi sản xuất từ vật liệu nào?

Van bi (ball valves) được sản xuất từ nhiều loại vật liệu khác nhau, mỗi loại phù hợp với các ứng dụng và môi trường khác nhau. Dưới đây là một số vật liệu phổ biến:

• Inox (Thép không gỉ): Các loại inox phổ biến như inox 304 và inox 316 được ưa chuộng nhờ khả năng chống ăn mòn cao, độ bền tốt và chịu được áp lực, nhiệt độ cao. Inox thường được dùng trong các môi trường khắc nghiệt và với các chất liệu ăn mòn.
• Đồng (Brass): Đây là vật liệu phổ biến nhất nhờ sự kết hợp giữa giá cả phải chăng, độ bền và tính linh hoạt. Van bi đồng thường được sử dụng trong các ứng dụng dân dụng và công nghiệp nhẹ.
• Nhựa (PVC): Nhựa PVC là lựa chọn kinh tế, nhẹ và không bị ăn mòn. Tuy nhiên, nó có giới hạn về nhiệt độ và áp suất làm việc so với kim loại.

• Gang: Van bi gang thường được sử dụng trong các ứng dụng có kích thước lớn và áp lực không quá cao. Gang có độ bền tốt nhưng có thể bị gỉ sét.
• Thép carbon: Loại thép này có độ bền cao và khả năng chịu nhiệt tốt, thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp nặng.
• Đồng thanh (Bronze): Đồng thanh có khả năng chống ăn mòn tốt, phù hợp cho các ứng dụng trong môi trường biển và có độ bền vừa phải.

Ngoài ra, vật liệu làm kín (gioăng) của van bi thường được làm từ cao su hoặc Teflon (PTFE). Phần bi bên trong thường được làm từ thép không gỉ mạ crom hoặc đồng thau mạ crom.

                  >>> Xem thêm: Van bi điện thường mở là gì? Tất tần tật thông tin cần biết

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van bi

Cấu tạo

Van bi được cấu thành từ nhiều bộ phận cơ khí khác nhau, mỗi bộ phận đảm nhận một vai trò quan trọng trong hoạt động tổng thể của van. 

Thân van (Body): Là lớp vỏ bảo vệ bên ngoài, giữ cho các chi tiết bên trong được cố định, đồng thời chịu áp lực từ môi chất và tác động môi trường. Tùy vào thiết kế, thân van có thể là loại một mảnh, hai mảnh hoặc ba mảnh để thuận tiện cho việc bảo trì.

Trục van (Stem): Trục van nối tay điều khiển với viên bi, chịu trách nhiệm truyền lực và mô men xoắn để quay bi theo hướng mong muốn. 

Bi van (Ball): Là quả cầu rỗng ở giữa, có lỗ xuyên tâm dùng để điều khiển dòng chảy. Khi lỗ này song song với đường ống, môi chất sẽ lưu thông qua; khi quay vuông góc, dòng chảy sẽ bị chặn lại hoàn toàn.

Ghế van (Seat) và gioăng làm kín (Seal):

• Ghế van (Seat): Làm từ PTFE, Teflon hoặc kim loại, có nhiệm vụ làm kín bề mặt tiếp xúc với bi van.
• Gioăng làm kín (Seal): Giúp ngăn rò rỉ giữa thân và trục van.

Bạc lót trục (Packing): Cho phép trục van xoay mượt mà trong khi vẫn đảm bảo độ kín khít.

Nắp van (Bonnet): Là phần che chắn phía trên trục van, hỗ trợ làm kín và bảo vệ khỏi bụi bẩn hoặc độ ẩm xâm nhập.

Bu lông và đai ốc: Dùng để liên kết các phần của thân van, đặc biệt trong các thiết kế 2 mảnh hoặc 3 mảnh, giúp dễ dàng tháo lắp và bảo trì.

Bộ truyền động (Operator):

• Điều khiển thủ công: Tay gạt hoặc tay quay, phổ biến trong các hệ thống nhỏ.
• Điều khiển tự động: Thông qua bộ truyền động khí nén hoặc điện, phù hợp cho hệ thống tự động hóa và yêu cầu điều khiển từ xa.

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của Ball Valve dựa trên chuyển động quay 90 độ của viên bi rỗng bên trong thân van để mở hoặc đóng dòng chảy:

Khi van mở: Phần lỗ khoét trên bi song song với dòng chảy, cho phép môi chất đi qua không bị cản trở.

Khi van đóng: Viên bi quay 90 độ, khiến lỗ khoét vuông góc với dòng chảy, chặn hoàn toàn dòng môi chất.

Trạng thái bán mở (điều tiết): Van có thể được mở một phần để điều tiết lưu lượng. Tuy nhiên, việc sử dụng van bi để điều tiết không được khuyến khích lâu dài do:

• Áp lực dòng chảy có thể gây xói mòn ghế van.
• Cặn bẩn hoặc hạt rắn trong môi chất có thể làm hư gioăng làm kín.

Lưu ý: Van bi thường được ưu tiên dùng trong các hệ thống cần đóng/mở nhanh và kín, không thích hợp cho điều tiết dòng chảy liên tục như van cầu.

Ưu và nhược điểm của van bi

Ưu điểm của van bi

Van bi là lựa chọn phổ biến trong nhiều hệ thống nhờ vào những ưu điểm nổi bật sau:

• Cấu tạo đơn giản nhưng chắc chắn: Thiết kế ít chi tiết giúp dễ dàng lắp đặt, bảo trì và vận hành.
• Chịu được áp suất cao: Van có khả năng làm việc hiệu quả trong các hệ thống có áp lực lớn và nhiệt độ cao.
• Hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt: Với các vật liệu như thép không gỉ, van bi có thể sử dụng trong môi trường ăn mòn, hóa chất, nhiệt độ biến đổi.
• Đóng/mở nhanh chóng: Chỉ cần một thao tác quay 90 độ là van có thể mở hoặc đóng hoàn toàn, rất phù hợp với những ứng dụng cần phản ứng nhanh.
• Độ kín cao: Thiết kế viên bi và vòng đệm giúp van đạt được độ kín tuyệt đối, hạn chế tối đa tình trạng rò rỉ.

Nhược điểm của van bi

Bên cạnh các ưu điểm, van bi cũng tồn tại một số hạn chế cần lưu ý:

• Mài mòn gioăng làm kín: Vì hoạt động theo cơ chế quay nhanh nên lực ma sát giữa bi van và seat khá lớn, dễ gây mài mòn và hư hại theo thời gian.
• Không phù hợp với môi chất bẩn hoặc dạng đặc sệt: Các hạt rắn hoặc tạp chất có thể mắc kẹt, gây kẹt bi hoặc làm hư vòng đệm.
• Khả năng điều tiết hạn chế: Van bi được thiết kế ưu tiên cho chức năng đóng/mở nhanh; việc điều tiết lưu lượng không chính xác bằng các loại van chuyên dụng như van cầu.

              >>> Xem thêm: Nguyên nhân van bi điện bị nóng và cách khắc phục hiệu quả

Van bi là thiết bị đơn giản nhưng hiệu quả cao, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực từ dân dụng đến công nghiệp nặng. Việc tìm hiểu van bi sản xuất từ vật liệu nào giúp người dùng đưa ra lựa chọn phù hợp nhất với từng điều kiện môi trường và mục đích sử dụng. Hy vọng thông qua bài viết mà Van công nghiệp Yến Thanh đã chia sẻ, giúp bạn có cái nhìn rõ ràng hơn về cấu tạo, phân loại và nguyên lý hoạt động của van bi, từ đó đưa ra quyết định đúng đắn trong quá trình thiết kế và lắp đặt hệ thống của mình.