Vì sao van cầu bị rò rỉ tại trục van?

Trong hệ thống đường ống công nghiệp, van cầu (Globe Valve) là thiết bị quan trọng bậc nhất nhờ khả năng điều tiết lưu lượng chính xác. Tuy nhiên, một trong những sự cố phổ biến và gây đau đầu nhất cho các kỹ sư vận hành chính là tình trạng rò rỉ tại trục van (valve stem leaks).

Việc rò rỉ không chỉ gây lãng phí tài nguyên (hơi nóng, hóa chất, nước) mà còn tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn lao động và hư hỏng thiết bị xung quanh. Vậy nguyên nhân cốt lõi là gì? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

Hiểu về cấu tạo trục van cầu và bộ phận làm kín

Để biết tại sao van cầu bị rò rỉ, trước tiên chúng ta cần hiểu sơ qua về bộ phận làm kín tại trục. Trục van (stem) là bộ phận truyền động lực từ tay quay hoặc bộ điều khiển xuống đĩa van. Để ngăn chất lỏng thoát ra ngoài theo khe hở giữa trục và nắp van (bonnet), người ta sử dụng gioăng tết chèn (Gland Packing).

Bộ phận này bao gồm các vòng vật liệu đàn hồi (như Teflon PTFE hoặc Graphite) được nén chặt xung quanh trục van bởi nắp đệm (gland flange). Khi các vòng này không còn đảm bảo độ kín khít, hiện tượng rò rỉ sẽ xảy ra.

Nguyên nhân phổ biến khiến van cầu bị rò rỉ tại trục van

Gioăng tết chèn (Gland Packing) bị lão hóa hoặc hư hỏng

Đây là nguyên nhân chiếm đến 70% các ca rò rỉ. Sau một thời gian dài vận hành, dưới tác động của nhiệt độ và áp suất cao, các vòng tết chèn bị mất đi tính đàn hồi, trở nên khô cứng hoặc bị mài mòn do ma sát với trục van mỗi khi đóng/mở.

• Dấu hiệu: Chất lỏng rỉ ra từ từ ở phần cổ van ngay dưới tay quay.

Trục van bị trầy xước hoặc cong vênh

Nếu trục van bị xước (do bụi bẩn, cát hoặc tạp chất trong dòng chảy bám vào) hoặc bị cong do lực vặn quá mạnh, bề mặt tiếp xúc giữa trục và gioăng sẽ không còn phẳng. Những vết xước nhỏ này đóng vai trò như những “kênh dẫn” cho môi chất thoát ra ngoài.

Lực siết nắp đệm (Gland Nut) không chuẩn

• Siết quá lỏng: Không tạo đủ lực ép lên gioăng tết chèn để bịt kín khe hở.

• Siết quá chặt: Làm tăng ma sát cực đại lên trục van, khiến gioăng bị nén quá mức, nhanh hỏng và gây khó khăn cho việc vận hành tay quay.

Sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ (Sốc nhiệt)

Trong các hệ thống van cầu hơi nóng (Steam Globe Valve), sự giãn nở nhiệt không đồng đều giữa kim loại (trục van) và vật liệu làm kín (gioăng) có thể tạo ra các kẽ hở tạm thời, dẫn đến hiện tượng rò rỉ “chớp nhoáng” khi hệ thống mới khởi động hoặc dừng đột ngột.

Lựa chọn sai vật liệu van và gioăng

Nếu bạn dùng van cầu có gioăng PTFE cho môi trường nhiệt độ trên 250°C, gioăng sẽ bị nóng chảy hoặc biến dạng. Ngược lại, việc sử dụng vật liệu không chịu được hóa chất ăn mòn sẽ khiến bộ phận làm kín bị phân hủy nhanh chóng.

Tác hại nghiêm trọng khi không xử lý kịp thời rò rỉ trục van

Đừng coi thường những giọt nước hay làn hơi nhỏ thoát ra từ trục van. Hệ quả có thể lớn hơn bạn tưởng:

• Tổn thất năng lượng: Đặc biệt với hệ thống hơi (steam), rò rỉ gây sụt giảm áp suất và lãng phí nhiên liệu lò hơi.

• Ăn mòn thiết bị: Môi chất rò rỉ có thể gây rỉ sét vỏ van, bu lông và các thiết bị điện xung quanh.

• Ô nhiễm môi trường: Nếu là van cầu dùng cho hóa chất hoặc dầu khí, rò rỉ sẽ gây độc hại và cháy nổ.

• Hỏng trục van hoàn toàn: Dòng chảy rò rỉ tốc độ cao có thể gây ra hiện tượng “lưỡi cưa” (wire drawing), cắt đứt bề mặt trục kim loại.

Giải pháp khắc phục và quy trình sửa chữa chuẩn kỹ thuật

Khi phát hiện rò rỉ, hãy thực hiện các bước sau theo thứ tự ưu tiên:

Bước 1: Siết thêm nắp đệm (Gland Tightening)

Dùng mỏ lết siết nhẹ hai con ốc ở nắp đệm gland flange theo chiều kim đồng hồ. Lưu ý siết đều hai bên để nắp đệm không bị lệch. Nếu rò rỉ dừng lại và tay quay vẫn vận hành êm, bạn đã xử lý xong.

Bước 2: Bổ sung hoặc thay thế gioăng tết chèn

Nếu siết hết cỡ mà vẫn rò rỉ, đã đến lúc phải thay gioăng mới.

1. Đóng van hoàn toàn và cô lập dòng chảy (rất quan trọng để đảm bảo an toàn).

2. Nới lỏng nắp đệm và đẩy lên cao.

3. Dùng dụng cụ chuyên dụng lấy các vòng tết chèn cũ ra ngoài.

4. Vệ sinh sạch sẽ trục van bằng vải mềm hoặc chất tẩy rửa chuyên dụng.

5. Cắt và lắp các vòng gioăng mới (nên cắt góc 45 độ và xếp chồng các mối nối lệch nhau 90 độ).

6. Siết lại nắp đệm.

Bước 3: Đánh bóng hoặc thay thế trục van

Trong trường hợp trục van bị xước sâu, bạn cần tháo van ra khỏi hệ thống để đánh bóng lại trục hoặc thay thế trục mới từ nhà sản xuất.

Bảng so sánh các loại vật liệu làm kín trục van phổ biến

Loại vật liệu	Ưu điểm	Nhiệt độ chịu đựng	Ứng dụng phổ biến
Teflon (PTFE)	Kháng hóa chất cực tốt, ma sát thấp	< 200°C	Hóa chất, thực phẩm, nước sạch
Graphite (Chì)	Chịu nhiệt cao, tự bôi trơn tốt	< 600°C	Hơi nóng (Steam), dầu nóng, khí nén
Bellows Seal	Kín tuyệt đối bằng màng giãn nở	< 400°C	Môi trường độc hại, chân không

Mẹo bảo trì giúp van cầu bền bỉ, không rò rỉ

“Phòng bệnh hơn chữa bệnh”, để tăng tuổi thọ cho van cầu ty nổi hoặc van cầu ty chìm, bạn nên:

• Bôi trơn định kỳ: Sử dụng mỡ chịu nhiệt bôi lên phần ren của trục van để giảm ma sát.

• Kiểm tra định kỳ: Ít nhất 3-6 tháng một lần nên kiểm tra độ kín của cổ van.

• Lắp đặt lọc y (Y-Strainer): Phía trước van cầu nên có lọc y để ngăn rác thải, cặn bẩn bám vào làm xước trục và đĩa van.

• Vận hành đúng cách: Không dùng đòn bẩy quá dài để vặn tay quay, tránh làm cong trục.

Kết luận

Rò rỉ trục van cầu là vấn đề không thể tránh khỏi hoàn toàn nhưng có thể kiểm soát được nếu bạn hiểu rõ nguyên nhân và có kế hoạch bảo trì đúng đắn. Việc chọn mua van từ các thương hiệu uy tín (như Kitz, Arafa, Samwoo…) cũng là một cách để giảm thiểu rủi ro ngay từ đầu.

Nếu bạn đang gặp khó khăn trong việc xử lý rò rỉ hoặc cần tư vấn chọn mua loại gioăng tết chèn phù hợp nhất cho hệ thống của mình, đừng ngần ngại liên hệ với các chuyên gia kỹ thuật để được hỗ trợ.