Rò rỉ van thường xảy ra tại ba vị trí then chốt: bộ làm kín (packing glands), mối nối mặt bích (flange connections) và thân van (valve bodies). Việc để rò rỉ kéo dài mà không được xử lý sẽ gây xói mòn nghiêm trọng lên trục van và bề mặt làm kín mặt bích, cuối cùng dẫn đến việc phải loại bỏ vĩnh viễn van. Ngoài ra, thất thoát môi chất công nghệ còn làm tăng mức tiêu thụ năng lượng của nhà máy, chi phí vận hành và làm giảm hiệu quả kinh tế tổng thể.
Rò rỉ trở nên cực kỳ nguy hiểm khi môi chất được vận chuyển là chất độc, dễ cháy, dễ nổ hoặc ăn mòn. Rò rỉ bên ngoài không kiểm soát được có thể gây ra các sự cố như ngộ độc, cháy và nổ, làm gia tốc quá trình ăn mòn thiết bị, rút ngắn tuổi thọ sử dụng và gây ô nhiễm môi trường. Hơn nữa, hiện tượng rò rỉ van làm tăng tần suất ngừng hoạt động đột xuất và đặt ra những mối đe dọa nghiêm trọng đối với an toàn vận hành công nghiệp.
Bài viết này phân tích một cách hệ thống các nguyên nhân phổ biến gây rò rỉ bên ngoài van, trình bày chi tiết về nguyên lý, ưu điểm và các phương pháp triển khai thực tế của kỹ thuật bịt kín rò rỉ trong lúc vận hành (bịt kín rò rỉ nóng), đồng thời cung cấp các hướng dẫn bảo trì chuyên nghiệp dành riêng cho van nhà máy điện nhằm phục vụ tham khảo trong công nghiệp.
2. Các dạng và nguyên nhân gốc rò rỉ bên ngoài van
2.1 Rò rỉ tại phần đầu chèn (packing gland)
Các chuyển động tương đối, bao gồm cả chuyển động xoay và dịch chuyển dọc trục, liên tục xảy ra giữa trục van và vật liệu làm kín (packing) trong quá trình vận hành hàng ngày. Khi van thường xuyên được đóng/mở kết hợp với các dao động về nhiệt độ, áp suất và tính chất của môi chất truyền dẫn, khu vực làm kín (packing) trở thành bộ phận dễ rò rỉ nhất của van.
Nguyên nhân chính bao gồm: áp lực tiếp xúc của vật liệu làm kín (packing) suy giảm dần theo thời gian, vật liệu lão hóa và khả năng đàn hồi suy giảm. Môi chất dưới áp lực thấm ra ngoài qua các khe hở giữa vật liệu làm kín và trục van. Dòng chảy xói mòn kéo dài làm mất đi một phần vật liệu làm kín và tạo ra các vết xước dạng rãnh trên bề mặt trục van, từ đó làm trầm trọng thêm mức độ rò rỉ.
2.2 Rò rỉ tại mối nối mặt bích
Việc làm kín mặt bích dựa vào lực siết ban đầu của các bu-lông nối để nén đệm kín, tạo ra áp suất làm kín riêng biệt đủ lớn nhằm ngăn chặn môi chất thoát ra ngoài. Nhiều yếu tố góp phần gây ra hiện tượng rò rỉ tại mặt bích:
• Lực nén lên đệm kín không đủ và độ nhám bề mặt mặt bích không đạt yêu cầu;
• Biến dạng gioăng, rung động cơ học, lão hóa, mất độ đàn hồi và nứt bề mặt;
• Biến dạng và giãn dài bu-lông dưới áp lực vận hành lâu dài;
• Sai sót trong thao tác của con người: đặt gioăng lệch tâm, lực siết bu-lông không đều và đường tâm mặt bích bị lệch dẫn đến hiện tượng nén giả.
Rò rỉ thân van chủ yếu do các khuyết tật sản xuất vốn có như lỗ cát, lỗ khí và vết nứt khi đúc hoặc rèn. Ngoài ra, sự xói mòn và ăn mòn do hiện tượng xâm thực của môi chất trong thời gian dài dần làm hư hại thân kim loại, tạo thành các kênh rò rỉ vĩnh viễn.
3. Nguyên lý hoạt động và ưu điểm cốt lõi của phương pháp bịt kín rò rỉ trong quá trình vận hành
Niêm phong rò rỉ trong quá trình vận hành là một công nghệ bảo trì liên tục dựa trên cơ chế niêm phong chắc chắn trong điều kiện môi trường chất lỏng động. Các phụ kiện chuyên dụng được lắp đặt tại các điểm rò rỉ để tạo thành một buồng kín được niêm phong. Các thiết bị tiêm áp suất cao bơm chất bịt kín được thiết kế riêng vào buồng này cho đến khi áp lực ép bên trong cân bằng với áp lực của môi chất. Một cấu trúc niêm phong ổn định mới được hình thành nhằm chặn vĩnh viễn các khe hở rò rỉ và các kênh thoát môi chất.
3.2 Những ưu thế kỹ thuật cốt lõi
So với phương pháp bảo trì ngoại tuyến truyền thống, việc niêm phong rò rỉ trong quá trình vận hành mang lại những lợi thế công nghiệp không thể thay thế, đặc biệt phù hợp với các hệ thống sản xuất liên tục như nhà máy điện:
1. Không cần ngừng hoạt động: Không cần dừng vận hành thiết bị hoặc cách ly đường ống sản xuất;
2. Không cần xả áp: Duy trì áp suất vận hành ban đầu của toàn bộ hệ thống mà không cần giảm áp;
3. Tiết kiệm chi phí: Giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng và chi phí nhân công bảo trì;
4. Giảm tổn thất công suất: Tránh tổn thất công suất lớn do cách ly và tắt thiết bị;
5. Tối thiểu hóa tổn thất kinh tế: Loại bỏ tổn thất kinh tế phát sinh từ thời gian ngừng sản xuất ngoài kế hoạch.
4. Các phương pháp bịt kín thực tế khi vận hành cho các điểm rò rỉ van phổ biến
Đối với các trường hợp rò rỉ thông thường trong điều kiện bảo trì có thể tiếp cận, các giải pháp phổ biến bao gồm thay thế van, thay mới phần làm kín (packing), thay gioăng và hàn sửa. Tuy nhiên, đối với các van đang vận hành liên tục trên các đường ống dẫn môi chất không thể cách ly, các công nghệ bịt kín chuyên dụng khi đang vận hành là yếu tố thiết yếu nhằm đảm bảo hoạt động ổn định của toàn bộ hệ thống. Chương này tổng hợp các phương pháp thi công tại hiện trường đã được kiểm chứng, kết hợp với các ví dụ ứng dụng thực tế tại nhà máy điện.
4.1 Giải pháp xử lý rò rỉ tại phần đầu làm kín (packing gland)
Phương pháp bịt kín trong quá trình vận hành dựa trên chất bịt kín dạng tiêm là công nghệ an toàn và đáng tin cậy nhất để xử lý rò rỉ buồng làm kín. Với các phụ kiện chuyên dụng và thiết bị tiêm thủy lực, chất bịt kín được tiêm vào khoang kín nhằm lấp đầy các khuyết tật một cách nhanh chóng. Khi áp suất tiêm vượt quá áp suất môi chất, hiện tượng rò rỉ sẽ bị chặn ép một cách chủ động. Chất bịt kín chuyển từ trạng thái dẻo sang trạng thái rắn đàn hồi trong thời gian ngắn, hình thành cấu trúc bịt kín đàn hồi bền vững mà không ảnh hưởng đến chức năng đóng/mở van ban đầu.
Chất bịt kín công nghiệp được phân thành hai loại: chất bịt kín đóng rắn bằng nhiệt (ở trạng thái rắn ở nhiệt độ phòng, đóng rắn dưới nhiệt độ cao cụ thể) và chất bịt kín không đóng rắn bằng nhiệt (phù hợp cho các tình huống bịt kín động ở nhiệt độ thấp, bình thường và cao).
4.1.1 Phương pháp tiêm trực tiếp bằng khoan (độ dày thành ≥ 8 mm)
Đối với các gioăng làm kín có độ dày thành trên 8 mm, khoan trực tiếp các lỗ tiêm dự phòng ngay trên thành ngoài của gioăng. Các bước thao tác chi tiết như sau: giữ lại độ dày thành từ 1–3 mm sau khi khoan sơ bộ bằng mũi khoan đường kính 8,7 mm hoặc 10,5 mm; tarô ren M10 hoặc M12 và lắp van nút chuyên dụng; khoan xuyên phần thành còn lại bằng mũi khoan dài 3 mm, đồng thời lắp một tấm chắn để ngăn chặn môi chất độc hại, có nhiệt độ và áp suất cao bắn tung tóe gây tổn thương cho người vận hành. Sau khi khoan xong, đóng van nút và nối súng tiêm áp lực cao để bơm chất bịt kín.
Ví dụ ứng dụng: Tháng 6 năm 2003, công nghệ này đã thành công trong việc khắc phục hiện tượng rò rỉ gioăng làm kín tự động của van hơi chính điện tại Tổ máy số 3 Nhà máy Nhiệt điện Thép Panzhihua, tránh được việc phải ngừng hoạt động không cần thiết.
4.1.2 Phương pháp làm kín bằng phụ kiện hỗ trợ (gioăng làm kín thành mỏng)
Đối với các bộ làm kín thân mỏng không thể khoan trực tiếp, các phụ kiện hỗ trợ tùy chỉnh được sử dụng làm bộ nối ngoài cho súng tiêm áp lực cao. Làm nhẵn bề mặt ngoài để đảm bảo độ khít chặt; chèn các tấm cao su amiăng vào các khe hở đối với các vỏ bọc có hình dạng phức tạp nhằm loại bỏ khe hở. Sau khi lắp đặt, tiêm chất bịt kín theo quy trình tiêu chuẩn. Không được tùy ý chuyển đổi van cho đến khi chất bịt kín đã đông cứng hoàn toàn.
Ví dụ ứng dụng: Tháng 11 năm 2002, các phụ kiện hỗ trợ đã được sử dụng để sửa chữa rò rỉ mặt bích của van cân bằng tại van đầu vào máy gia nhiệt áp lực cao thuộc Nhà máy Nhiệt điện Thép và Sắt Panzhihua, đạt thành công bịt kín ngay trong lần thực hiện đầu tiên.
4.2 Công nghệ bịt kín rò rỉ mặt bích trong quá trình vận hành
4.2.1 Phương pháp quấn dây đồng
Điều kiện áp dụng: Khe hở mặt bích nhỏ và đồng đều, áp suất thấp đến trung bình. Lắp đặt ít nhất hai đầu nối tiêm tại các bu-lông đã tháo rời mà không nới lỏng tất cả các đai ốc cùng lúc (để tránh làm bật gioăng ra). Đặt dây đồng có kích thước phù hợp với khe hở vào khe mặt bích để tạo thành một khoang kín kín hoàn chỉnh. Tiêm chất bịt kín từ vị trí đối diện điểm rò rỉ và dần dịch chuyển về phía nguồn rò rỉ.
Ví dụ ứng dụng: Tháng 6 năm 2003, phương pháp này đã sửa chữa thành công hiện tượng rò rỉ tại mặt bích đứng của ống thông hơi áp suất thấp thuộc Tổ máy số 1 tại Nhà máy Nhiệt điện Thép và Gang Panzhihua, ngăn ngừa tình trạng ngừng hoạt động ngoài kế hoạch.
4.2.2 Phương pháp bao quấn bằng dải thép
Điều kiện áp dụng: Khe hở mặt bích ≤ 8 mm và áp suất trung bình ≤ 2,5 MPa. Sử dụng dải thép dày 1,5–3,0 mm và rộng 20–30 mm, cố định bằng hàn hoặc tán rivê. Thêm gioăng chuyển tiếp tại các mối nối để tạo thành một khoang kín liền khối. Phương pháp này yêu cầu độ đồng tâm cao của mặt bích nhưng yêu cầu thấp hơn về độ đồng đều của khe hở.
4.2.3 Phương pháp sử dụng bộ kẹp mặt bích lồi
Điều kiện áp dụng: Khe hở mặt bích 8 mm hoặc áp suất trung bình 2,5 MPa. Tùy chỉnh các phụ kiện mặt bích chịu áp lực tích hợp độ chính xác cao có van chặn đã được lắp đặt sẵn. Người vận hành phải đứng ở vị trí đón gió; giữ khe hở phụ kiện dưới 0,5 mm sau khi siết chặt bu-lông. Tiêm chất bịt kín từ điểm xa nhất hướng về phía điểm rò rỉ cho đến khi ngừng rò rỉ. Phương pháp đa năng này cũng có thể áp dụng để sửa chữa rò rỉ đường ống và được sử dụng rộng rãi trong bảo trì định kỳ nhà máy điện.
Các tình huống ứng dụng điển hình: Rò rỉ mặt bích của van xả nước làm ấm bơm cấp nước và van cách ly bộ khử khí hơi phụ trợ tại các tổ máy 1, 2 và 3 của Nhà máy Điện Thép và Sắt Panzhihua.
4.3 Phương pháp sửa chữa rò rỉ thân van
Công nghệ xử lý rò rỉ thân van được áp dụng phổ biến trên toàn bộ hệ thống đường ống công nghiệp. Hai quy trình chín muồi chủ đạo được áp dụng tùy theo điều kiện làm việc cụ thể:
4.3.1 Phương pháp bịt kín bằng keo dán
Đối với rò rỉ lỗ cát quy mô nhỏ, áp suất thấp: đánh bóng vùng bị rò rỉ đến khi xuất hiện ánh kim loại, đóng các chốt côn vào các điểm rò rỉ để giảm lưu lượng rò rỉ, sau đó bôi keo cường độ cao xung quanh các chốt nhằm tạo thành lớp bịt kín chắc chắn.
Đối với rò rỉ áp suất cao, lưu lượng lớn: lắp cố định một dụng cụ chống đẩy bên ngoài để nén các điểm rò rỉ bằng đinh tán. Lấp đầy khe hở bằng các miếng đệm kim loại mềm, sau đó phủ bề mặt bằng keo và gia cố bằng vải sợi thủy tinh sau khi đã làm sạch gỉ và dầu nhằm tăng khả năng chịu áp lực.
4.3.2 Phương pháp sửa chữa bằng hàn
• Rò rỉ vi mô, áp suất thấp: Hàn một đai ốc có kích thước lớn hơn lỗ rò rỉ lên thân van, sau đó bịt kín bằng bu-lông và gioăng cao su;
• Rò rỉ nghiêm trọng, áp suất cao: Áp dụng phương pháp hàn có thoát nước. Hàn một van cách ly lên một tấm thép đã được khoan lỗ, đặt tấm thép này lên điểm rò rỉ để thoát nước, sau đó hàn kín tấm thép trước khi đóng van cách ly;
• Rò rỉ vi mô ở nhiệt độ cao và áp suất cao: Trước tiên hàn kín các khe hở xung quanh mối hàn, sau đó nối một ống dẫn vòng qua được thiết kế riêng kèm van tương thích để bao phủ điểm rò rỉ, và cắt dòng môi chất bằng cách đóng van dẫn vòng.
4.4 Phương pháp bịt kín bằng bọc kim loại
Là giải pháp đa dụng cho các điểm rò rỉ phức tạp, phương pháp bọc kim loại chế tạo các hộp kim loại được thiết kế riêng để bao phủ khu vực rò rỉ và hàn chắc chắn vào thân van. Đối với những vị trí khó thực hiện hàn, cần dự trữ lỗ thoát khí và hoàn tất việc bịt kín thông qua quy trình hàn thoát nước. Phương pháp này có độ ổn định cao và khả năng thích ứng tốt trên hiện trường.
Các trường hợp áp dụng: Đã được áp dụng thành công cho hệ thống xả hơi chính và hệ thống đường ống xả máy gia nhiệt áp suất cao tại các tổ máy 1, 2 và 3 của Nhà máy Nhiệt điện Thép và Gang Panzhihua. Đây là quy trình bảo trì được sử dụng rộng rãi nhất và hiệu quả nhất trong công tác đại tu thường xuyên các đường ống và van.
5. Kết luận và khuyến nghị dành cho ngành
Việc bịt kín rò rỉ trong quá trình vận hành mang lại những lợi ích kinh tế đáng kể cho các nhà máy nhiệt điện. Một chu kỳ khởi động-dừng máy duy nhất của tổ máy 100 MW gây ra tổn thất kinh tế trực tiếp trên 300.000 Nhân dân tệ (NDT). Việc áp dụng hợp lý công nghệ bịt kín trong khi vận hành hiệu quả giúp giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch và chi phí vận hành. Dựa trên kinh nghiệm thi công thực tế tại hiện trường, bốn kết luận then chốt được tổng hợp dành cho người dùng công nghiệp:
1. Bảo trì tạm thời khẩn cấp: Việc bịt kín trong khi vận hành là một biện pháp xử lý khẩn cấp có hiệu lực trong thời gian giới hạn. Khi điều kiện sản xuất cho phép, việc đại tu toàn bộ hệ thống sau khi ngừng máy hoàn toàn vẫn là yêu cầu bắt buộc nhằm loại bỏ triệt để các nguy cơ tiềm ẩn.
2. Kiểm soát an toàn nghiêm ngặt: Các thao tác bịt kín diễn ra trong điều kiện làm việc khắc nghiệt, cường độ lao động cao và rủi ro khó lường. Đánh giá rủi ro toàn diện trước khi tiến hành công việc và triển khai đầy đủ các biện pháp bảo vệ an toàn là bắt buộc.
3. Yêu cầu chuyên môn cao: Công nghệ này đòi hỏi kiến thức cơ khí vững vàng, khả năng thích ứng tại hiện trường và thao tác thành thạo các dụng cụ trám kín chuyên dụng. Hiện nay, phần lớn công tác thi công tại hiện trường do các đội ngũ kỹ thuật chuyên biệt thực hiện.
4. Cải tiến công nghệ liên tục: Do bị giới hạn bởi các yếu tố vật liệu và kết cấu, phương pháp trám kín trong quá trình vận hành không thể giải quyết được mọi vấn đề rò rỉ. Công nghệ này vẫn đang trong quá trình tối ưu hóa lặp lại nhằm mở rộng phạm vi điều kiện làm việc có thể áp dụng.
6. Giới thiệu về chúng tôi – Thượng Hải Hạ Chiêu Van
Công ty TNHH Van Thượng Hải Hạ Chiêu là nhà sản xuất và cung cấp dịch vụ van công nghiệp chuyên nghiệp, tập trung vào các loại van hiệu suất cao dành cho ngành điện, hóa chất, dầu khí và đường ống. Chúng tôi cung cấp giải pháp trọn gói bao gồm thiết kế van theo yêu cầu, phát hiện rò rỉ tại hiện trường và bảo trì trám kín trong quá trình vận hành.
Tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn sản xuất quốc tế, sản phẩm của chúng tôi có khả năng chịu áp lực cao, chống ăn mòn và hiệu suất làm kín ổn định. Chúng tôi hỗ trợ cung cấp van theo yêu cầu đặc biệt cho các điều kiện làm việc khắc nghiệt và cung cấp dịch vụ kỹ thuật hậu mãi trên toàn cầu. Để được tư vấn lựa chọn van, hỗ trợ kỹ thuật hoặc hợp tác bảo trì tại hiện trường, vui lòng liên hệ Công ty TNHH Van Thượng Hải Hạ Chiêu.
van công nghiệp, giải pháp xử lý rò rỉ van, làm kín rò rỉ trong quá trình vận hành, sửa chữa rò rỉ khi van đang hoạt động, van nhà máy điện, làm kín mặt bích, bảo trì phớt làm kín trục van, sửa chữa thân van, làm kín van áp lực cao
Tin nóng
EN
