Van cổng và van bi: Nên dùng loại nào?

Van cổng và van bi là hai loại van công nghiệp được sử dụng phổ biến trong các hệ thống đường ống hiện nay. Tuy cùng chức năng đóng mở dòng chảy nhưng hai loại van này có thiết kế, nguyên lý hoạt động và phạm vi ứng dụng hoàn toàn khác nhau. Bài viết dưới đây so sánh chi tiết những loại van cổng và van bi để giúp kỹ sư và người vận hành chọn đúng thiết bị cho từng hệ thống.

Nguyên lý hoạt động: Điểm khác biệt cơ bản

Van cổng hoạt động như thế nào?

Van cổng (gate valve) sử dụng đĩa chặn hình nêm di chuyển vuông góc với dòng chảy. Khi vặn tay quay, trục van nâng hoặc hạ đĩa chặn để mở hoặc đóng hoàn toàn đường ống. Quá trình đóng mở diễn ra chậm, thường cần nhiều vòng quay tay. Đây là loại van chỉ vận hành ở hai trạng thái: mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn.

Van bi hoạt động như thế nào?

Van bi (ball valve) sử dụng lõi hình cầu có lỗ thông ở giữa. Chỉ cần xoay tay quay 90 độ, van chuyển từ trạng thái mở sang đóng hoàn toàn. Tốc độ đóng mở nhanh là ưu điểm vượt trội của van bi so với van cổng, đặc biệt hữu ích trong các tình huống cần xử lý sự cố khẩn cấp.

>>> Van cổng tiêu chuẩn JIS, BS, DIN 

Bảng so sánh van cổng và van bi

Bảng dưới đây tóm tắt các tiêu chí kỹ thuật và vận hành quan trọng:

Van cổng phù hợp hơn trong trường hợp nào?

Van cổng được ưu tiên sử dụng trong các hệ thống có đặc điểm sau:

• Đường ống kích thước lớn từ DN100 trở lên: chi phí van cổng thấp hơn đáng kể so với van bi cùng cỡ

• Hệ thống ít thao tác đóng mở: van cổng bền hơn khi vận hành không thường xuyên

• Áp suất làm việc rất cao từ Class 600 trở lên: van cổng thép API 600 được thiết kế tối ưu cho điều kiện này

• Hệ thống dầu khí, hơi nước nhiệt độ cao: van cổng chịu nhiệt tốt hơn van bi ở nhiệt độ trên 300 độ C

• Yêu cầu tổn thất áp suất gần bằng không khi mở: thiết kế thân van thẳng của van cổng cho dòng chảy hoàn toàn không bị cản

Van bi phù hợp hơn trong trường hợp nào?

Van bi chiếm ưu thế rõ ràng trong các ứng dụng sau:

• Cần đóng mở nhanh: hệ thống khí, LPG, CNG nơi an toàn là ưu tiên hàng đầu

• Đường ống kích thước nhỏ và trung bình từ DN15 đến DN80: van bi gọn nhẹ, dễ lắp đặt

• Hệ thống thực phẩm, dược phẩm: van bi full bore inox dễ vệ sinh theo tiêu chuẩn CIP

• Tần suất đóng mở cao: cơ cấu 1/4 vòng của van bi ít mài mòn hơn khi thao tác thường xuyên

Chi phí đầu tư và vận hành dài hạn

Đối với đường ống nhỏ DN15 đến DN50, van bi thường có giá cạnh tranh hơn. Tuy nhiên, với đường kính từ DN150 trở lên, van cổng gang hoặc van cổng thép có chi phí thấp hơn van bi cùng áp suất từ 30 đến 50 phần trăm. Về chi phí vận hành, van cổng ít tốn kém bảo trì hơn nếu được đóng mở đúng cách và không dùng ở trạng thái mở nửa chừng.

Van cổng và van bi đều là thiết bị không thể thiếu trong hệ thống đường ống công nghiệp, mỗi loại có thế mạnh riêng biệt. Van cổng vượt trội ở kích thước lớn, áp suất cao và hệ thống ít thao tác. Van bi chiếm ưu thế ở tốc độ đóng mở, sự gọn nhẹ và các ứng dụng vệ sinh cao cấp. Hiểu rõ sự khác biệt giúp người thiết kế và vận hành chọn đúng thiết bị, tối ưu chi phí đầu tư toàn bộ hệ thống.

>>> Các loại van cổng Hàn Quốc phổ biến và xu hướng lựa chọn