Van cổng thép ASME

Van cổng ANSI bằng thép, còn được gọi là van cổng cửa hoặc van cổng, là một trong những loại van được sử dụng rộng rãi nhất. Chúng được thiết kế theo tiêu chuẩn Mỹ, sử dụng kết nối mặt bích và phù hợp với mức áp suất ANSI Class 150 đến 2500 Lb và môi trường hoạt động với nhiệt độ dưới 600°C. Các vật liệu chính bao gồm thép cacbon, thép không gỉ, thép hợp kim và thép song pha, với phạm vi đường kính danh nghĩa từ 2″ đến 48″. Các phương pháp truyền động bao gồm thủ công, truyền động bánh răng, điện và khí nén. Nó có thể xử lý nhiều loại chất lỏng như nước, hơi nước, dầu và môi trường ăn mòn. Vào tháng 2 năm 2025, một công ty đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế có tiêu đề “Van cổng niêm phong hiệu suất cao”.

Van sử dụng cấu trúc cổng đàn hồi kiểu nêm, và các ổ lăn được đặt ở đường kính trung bình và lớn để dễ dàng đóng mở. Bề mặt làm kín của cổng và đế van được làm bằng hợp kim cứng gốc coban Stellite hàn phủ. Trục van được xử lý tôi, ram và thấm nitơ để đáp ứng tiêu chuẩn thiết kế API 600. Nó có thiết kế hai mặt làm kín và có đặc tính chống cháy.

Chiều dài kết cấu được sản xuất theo tiêu chuẩn ASME B16.10, mặt bích kết nối tuân theo tiêu chuẩn ASME B16.5 và việc kiểm tra được thực hiện theo yêu cầu của API 598.

Nó chủ yếu được sử dụng như một thiết bị đóng ngắt trong hệ thống đường ống trong ngành dầu khí, hóa chất, điện lực và nước. Nó đạt được khả năng điều khiển mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn môi chất bằng cách nâng và hạ một cửa van (vuông góc với hướng dòng chảy). Nó không thích hợp để điều chỉnh lưu lượng.

Thông số kỹ thuật van cổng thép ASME / ANSI Gate Valve

Tên sản phẩm: Van cổng thép ASME / ANSI Gate Valve
Tiêu chuẩn thiết kế: API 600
Tiêu chuẩn mặt bích: ASME B16.5
Tiêu chuẩn chiều dài: ASME B16.10
Tiêu chuẩn kiểm tra: API 598
Áp suất làm việc: ANSI Class 150 – 2500
Tương đương áp suất: PN2.0 – 42.0 MPa
Kích thước danh nghĩa: DN50 – DN1200 (2” – 48”)
Nhiệt độ làm việc: -40°C đến 600°C (tùy vật liệu)

Vật liệu

Thân van: WCB / LCB / WC6 / WC9
Đĩa van: Thép hợp kim / Inox / Stellite phủ cứng
Trục van: Thép không gỉ / thép hợp kim tôi luyện
Gioăng làm kín: Graphite / PTFE / kim loại

Kiểu vận hành

Tay quay (Handwheel)
Hộp số (Gear operated)
Truyền động điện (Electric actuator)
Truyền động khí nén (Pneumatic actuator)
Môi chất sử dụng: Nước, Hơi nóng, Dầu, Khí, Hóa chất nhẹ và môi trường ăn mòn

Phạm vi ứng dụng van cổng thép ASME / ANSI Gate Valve

Van cổng thép ASME nối mặt bích phù hợp với ANSI Class 150～2500, PN2.0～16.0MPa, JIS 10～20K, với nhiệt độ làm việc từ -29～425℃ (thép cacbon) và -40～500℃ (thép không gỉ), và có thể vận hành ổn định ở môi trường nhiệt độ dưới 600℃.

Van được sử dụng để đóng/mở hoặc kết nối môi chất trong các hệ thống đường ống khác nhau, và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều điều kiện làm việc thuộc các ngành công nghiệp như dầu khí, hóa chất, nhà máy nhiệt điện, bảo vệ môi trường, luyện kim, xây dựng và điện lực.

Thông qua việc lựa chọn vật liệu phù hợp, van cổng thép ASME có thể làm việc với nhiều loại môi chất như nước, hơi nước, dầu, axit nitric, axit axetic, môi chất oxy hóa mạnh và urê. Van có các tùy chọn vận hành gồm tay quay, truyền động bánh răng, điện và khí nén.

Nguyên tắc cấu trúc van cổng thép ASME / ANSI Gate Valve

Van cổng thép ASME được thiết kế và chế tạo theo tiêu chuẩn API 600 do Viện Dầu khí Hoa Kỳ (API) ban hành.

Van sử dụng cấu trúc cổng đàn hồi kiểu nêm, với các ổ lăn được lắp đặt ở đường kính trung bình và lớn nhằm hỗ trợ thao tác đóng/mở nhẹ nhàng hơn. Van cũng được thiết kế hai lớp làm kín (gioăng cao su tổng hợp – kim loại kết hợp với bề mặt kim loại) để đảm bảo độ kín hoàn toàn khi đóng.

Bề mặt làm kín giữa cửa van và đế van có thể được phủ hợp kim cứng gốc coban Stellite, giúp tăng khả năng chống mài mòn, chịu nhiệt cao và chống ăn mòn, đồng thời đảm bảo tính năng chống cháy. Trong trường hợp lớp đệm cao su bị hư hỏng do hỏa hoạn, bề mặt kim loại vẫn đảm bảo khả năng làm kín.

Thân van được xử lý tôi, ram và thấm nitơ bề mặt, giúp tăng khả năng chống ăn mòn và chống trầy xước. Các phương thức vận hành bao gồm thủ công, truyền động bánh răng, điện và khí nén.

Đặc điểm cấu trúc van cổng thép ASME / ANSI Gate Valve

1. Khả năng cản trở chất lỏng thấp

Van mang lại hiệu suất làm kín đáng tin cậy, sử dụng thiết kế hai lớp đệm (lớp đệm cao su tổng hợp – kim loại kết hợp với lớp đệm kim loại – kim loại) hoặc lớp phủ hợp kim cứng gốc coban Stellite, giúp tăng khả năng chống ăn mòn, chống mài mòn và chịu được nhiệt độ, áp suất cao. Thân van được xử lý tôi luyện và thấm nitơ bề mặt, thể hiện khả năng chống ăn mòn và chống trầy xước rất tốt [7-8].

2. Mở và đóng dễ dàng, không tốn nhiều lực

Van sử dụng cấu trúc cổng đàn hồi kiểu nêm, kết hợp ổ lăn bố trí ở đường kính trung bình và lớn, giúp giảm mô-men xoắn vận hành, thao tác đóng/mở nhẹ nhàng hơn.

3. Hướng dòng chảy không bị hạn chế

Khi mở hoàn toàn, dòng môi chất đi qua van gần như không bị cản trở, giúp giảm tổn thất áp suất trong hệ thống.

4. Thiết kế kết cấu nhỏ gọn và hợp lý

Thân van có nhiều lựa chọn vật liệu, gioăng và vòng đệm có thể tùy chỉnh theo điều kiện làm việc thực tế. Van có phạm vi ứng dụng rộng, phù hợp với nhiều điều kiện trong ngành dầu khí, hóa chất và năng lượng, với dải áp suất ANSI Class 150～2500 và nhiệt độ làm việc cao.

Tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật

Tiêu chuẩn thiết kế và sản xuất: API 600

Tiêu chuẩn chiều dài kết cấu: ANSI B16.10 / ASME B16.10

Tiêu chuẩn mặt bích kết nối: ASME B16.5

Định mức áp suất và nhiệt độ: ANSI B16.34 / ASME B16.34

Tiêu chuẩn thử nghiệm và kiểm tra: API 598

Tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật

No.	Qty	Số lượng	Vật liệu	No.	Qty	Số lượng	Vật liệu
1	Thân van	1	WCB	13	Đai ốc ép	1	1035
2	Đế van	2	A105+HF	14	Tay quay	1	60-40-189
3	Cổng	1	WCB+F6	15	Đai ốc khóa	1	A29 1035
4	Thân van	1	A182 F6	16	Cốc dầu	1	A570 Gr.A
5	Gioăng	1	Thép không gỉ 08F + than chì dẻo	17	Bu lông	2	A193 B7
6	Nắp van	1	WCB	18	Hạt	2	A194 2H
7	Ghế làm kín	1	A276 410	19	Ghim	2	A29 1035
8	Chất làm đầy	1	Than chì dẻo + thép không gỉ	20	Chốt chẻ	2	A570 Gr.A
9	Chất làm đầy	4-5	21	Đinh tán	–	A193 B7	–
11	Ống ép	1	A276 410	22	Hạt	–	A194 2H
12	Tấm ép	1	WCB	23	Đinh tán	2	304
13	Trục van	1	D-2	24	Tem	1	304

Kích thước và trọng lượng

NPS d	in	2	2-1/2	3	4	5	6	8	10	12	14	16	18	20	24
mm	51	64	76	102	127	152	203	254	305	337	387	438	489	591	–
L (BF)	in	7.00	7.50	8.00	9.00	10.00	10.50	11.50	13.00	14.00	15.00	16.00	17.00	18.00	20.00
mm	178	190	203	229	254	267	292	33	356	381	406	432	457	508	–
L1 (BW)	in	8.50	9.50	11.14	12.0	15.00	15.88	16.50	18.00	19.76	22.50	24.00	26300	28.00	32.00
mm	216	241	283	305	381	403	419	457	502	572	610	660	711	813	–
L2 (RTJ)	in	7.50	8.00	8.50	9.50	10.50	11.00	12.00	13.50	14.50	15.50	16.50	17.50	18.50	20.50
mm	191	203	216	241	267	279	305	3543	368	394	419	445	470	521	–
d1	in	3.62	4.13	5.00	6.18	7.32	8.50	10.63	12.76	15.00	16.26	18.50	20.98	22.90	27.24
mm	92	105	127	157	186	216	270	324	381	413	470	533	584	692	–
d2	in	4.75	5.50	6.00	7.50	8.50	9.50	11.85	4.25	17.00	18.75	21.25	22.75	25.00	29.50
mm	120.5	139.5	152.5	190.5	216	241.5	298.5	362	432	476	540	578	635	749.5	–
D	in	6.00	7.00	7.50	9.00	10.00	11.00	13.50	16.00	19.00	21.00	23.50	25.00	27.50	32.00
mm	152	178	190	229	254	279	343	406	483	533	597	635	699	813	–
b	in	0.75	0.88	0.94	0.94	0.94	1.00	1.13	1.19	1.25	1.38	1.44	1.56	1.69	1.88
mm	16	17.5	19	24	25	26	29	31	32	35	37	40	43	48	–
n-Φd	in	4-0.75	4-0.75	4-0.75	8-0.75	8-0.87	8-0.87	8-0.87	12-1.00	12-1.00	12-1.13	16-1.13	16-1.25	20-1.25	20-1.38
mm	4-19	4-19	4-19	8-19	8-22	8-22	8-22	12-25	12-25	12-29	16-29	16-23	20-32	20-35	–
H (open)	in	15.20	17.3	19.02	23.11	26.50	30.20	37.60	45.12	52.28	59.80	67.76	74.80	83.31	97.64
mm	386	435	483	587	673	767	955	1146	1328	1519	1721	1900	2116	2480	–
W	in	7.87	7.87	9.84	9.84	11.81	11.81	13.78	17.72	19.68	18.11	18.11	18.11	24.02	24.02
mm	200	200	250	250	300	300	350	450	500	460	460	460	610	610	–
WT (kg)	BF	20	30	23	53	71	85	136	220	323	387	553	660	810	1250
BW	17	26	29	46	66	77	116	202	294	350	506	575	720	1130	–

Các biện pháp phòng ngừa khi sử dụng van cổng

1. Khi van cổng đang ở vị trí mở hoặc đóng hoàn toàn, không được tiếp tục tác dụng lực lên tay quay. Nếu tiếp tục siết lực có thể làm hỏng ren bên trong và gây hư hỏng van.

2. Trong trường hợp van cổng không thể đóng/mở bằng tay, có thể sử dụng cờ lê chữ F hoặc dụng cụ hỗ trợ phù hợp để thao tác.

3. Khi vận hành đóng/mở van cổng, cần quan sát đồng thời bề mặt làm kín của van, đặc biệt là gioăng làm kín, để kịp thời phát hiện và ngăn ngừa hiện tượng rò rỉ.

Lắp đặt và bảo trì van cổng thép ASME / ANSI Gate Valve

Quá trình lắp đặt bao gồm các bước: chuẩn bị, lắp đặt van, kết nối đường ống, thử nghiệm và điều chỉnh. Trong quá trình lắp đặt, van cổng phải được lắp theo phương thẳng đứng. Không được sử dụng tay quay, tay gạt hoặc cơ cấu truyền động để làm điểm nâng. Với van có đường ống bypass, cần mở bypass trước khi vận hành chính. Tay quay của van thủ công lắp trên đường ống cách nhiệt không được hướng xuống dưới.

Trước khi lắp đặt, van cần được kiểm tra bằng mắt thường. Nhãn van phải tuân thủ tiêu chuẩn GB12220 “Ghi nhãn van chung”. Đối với van có áp suất làm việc lớn hơn 1,0 MPa và van dùng cho đường ống chính, cần tiến hành thử độ bền và độ kín trước khi lắp đặt. Chỉ những van đạt yêu cầu mới được đưa vào sử dụng.

Trong thử nghiệm độ bền, áp suất thử bằng 1,5 lần áp suất định mức, thời gian thử không dưới 5 phút; thân van và gioăng không được rò rỉ. Trong thử nghiệm độ kín, áp suất thử bằng 1,1 lần áp suất định mức, thời gian thử theo tiêu chuẩn GB50243; bề mặt làm kín không được rò rỉ.

Bảo trì định kỳ bao gồm kiểm tra, vệ sinh, bôi trơn và kiểm tra phụ kiện. Nếu van được vận hành thường xuyên, cần bôi trơn ít nhất 1 lần/tháng.