Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị mài rà chuyên dùng phục vụ công việc bảo dưỡng và sửa chữa các loại van áp suất trong ngành dầu khí

MC LC
- Li cảm ơn 1
- Tóm tắt 2
- Mục lục 3
CHNG I: M ĐU 5
1.1. Lý do chọn đề tài
1.2. Giới hạn đề tài.
1.3. Mục tiêu cần đạt
1.4. Phương pháp nghiên cứu
1.5. Ý nghĩa khoa học của đề tài
CHNG II: TNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CU
GII QUYT Đ TÀI.
2.1. Thuật ngữ về c
ấu tạo và hoạt động của van an toàn
2.2. Giới thiệu sản phẩm van an toàn
2.2.1. Nguyên lý hoạt động, vị trí, nhiệm vụ của van an toàn trong hệ thng
2.2.2. Cấu tạo một s van an toàn thưng gặp
2.2.3. Kt cấu của đ van (seat) và đĩa van
2.2.4. Yêu cầu kỹ thuật khi làm việc của van an toàn
2.2.5. Các dạng hư hng thưng gặp
2.3. Tình hình bảo dưỡng sửa chữa van an toàn trong và ngoài nước
2.3.1. Tình hình nước ngoài
2.3.2. Tình hình trong nước
2.3.3. Kt luận rút ra nhiệm vụ của đề tài.
CHNG III: GII PHÁP BO DNG, SA CHA VAN AN TOÀN
3.1. Qui trình bảo dưỡng, sửa chữa van an toàn.
3.1.1. Chú ý chung về an toàn:
3.1.2. Tháo van
3.2. Yêu cầu mài rà phục hồi tính năng kỹ thuật
3.3. Thit k máy mài nghiền

3.3.1. Cơ s lý thuyt
3.3.1.1. Vật liệu hạt mài
3.3.1.2. Cơ s lý thuyt về công nghệ mài nghiền.
3.3.2. Thit k ch tạo máy
3.3.2.1. Yêu cầu kỹ thuật
3.3.2.2. Thit k nguyên lý
3.3.2.3. Thit k sơ bộ máy
3.3.2.4. Thit k kỹ thuật
3
3.3.2.5. Thit k ch tạo
3.3.2.6. Thit k mạch điện điều khiển
3.3.3. Hướng dẫn sử dụng, bảo quản máy
3.3.3.1. Vận hành máy
3.3.3.2. Chú ý về an toàn
CHNG IV: KT LUN VÀ Đ NGH
4.1. Kt quả thử nghiệm
4.2. Kt luận về máy thit k
4.3. Những đề nghị tip tục nghiên cứu giải quyt các dạng van an toàn khác.

- Tài liệu tham khảo
- Phụ lục 1
- Phụ lục 2
- Phụ lục 3

4

CHNG I
M ĐU


1.1. Lý do chọn đ tài
Trong những năm gần đây, các dự án thăm dò và khai thác dầu khí phát triển rất nhanh
và thu được những thành tựu đáng kể. Bắt đầu từ những năm 80 của th kỷ trước, ngành
công nghiệp khai thác dầu  nước ta khi đầu với những ging khoan của Liên doanh dầu
khí Việt – Xô  ngoài khơi biển Vũng Tàu. Trong giai đ
oạn đầu, sản phẩm khai thác được
chủ yu là dầu thô phục vụ xuất khẩu. Một thi gian sau, các dự án thăm dò đã phát hiện
nhiều m dầu với trữ lượng lớn thì các nhà thầu tên tuổi trên th giới đã có mặt tại Việt
Nam như Petronas của Malaysia, BP của Anh…. Cùng với khai thác dầu thô thì các loại
khí đồng hành cũng đã được thu hồi, việc hoàn thành hàng ngàn kilomet đưng ng dẫn

khí từ ngoài khơi về các trạm xử lý và phân phi khí trong đất liền đã tạo tiền đề để các
dự án hạ nguồn phát triển.
Nhà máy xử lý khí Dinh C được xây dựng nhằm cung cấp các loại khí hóa lng làm
chất đt dân dụng và công nghiệp. Các khí tự nhiên sau khi xử lý còn được dùng để chạy
các turbin phát điện trong nhà máy điện, sản xuất phân đạm, sản xuất các loại hóa chất và
nhựa tổng hợ
p. Nói tóm lại một tổ hợp Khí - Điện - Đạm với hàng chục nhà máy đã được
xây dựng tại tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu và các tỉnh lân cận.
Đặc điểm của các nhà máy này là mức độ tự động hóa và an toàn rất cao. Theo qui
định của nhà sản xuất thì định kỳ các thit bị trong nhà máy cần phải được hiệu chuẩn,
kiểm định và bảo dưỡng. Chủng loại và s lượng của các thi
t bị tự động hóa trong các
nhà máy rất đa dạng và rất lớn, các nhà máy nh thì từ vài chục đn vài trăm thit bị, có
nhà máy lên đn hàng ngàn thit bị. Các thit bị này chủ yu là các loại van điều khiển và
các thit bị đo lưng.
Để đáp ứng được nhu cầu hiệu chuẩn, kiểm định và bảo dưỡng các thit bị trong các
nhà máy ngày một tăng, nhiều nhà cung cấp dị
ch vụ ra đi. Trước tình hình đó, Trưng
Đào tạo Nhân lực Dầu khí, với ưu th có đội ngũ giáo viên có trình độ chuyên môn, có
kin thức chuyên sâu về công nghệ và thit bị trong các nhà máy, đã tr thành nhà cung
cấp các dịch vụ về hiệu chuẩn và bảo dưỡng các thit bị tự động hóa và bước đầu tạo
được uy tín với các khách hàng.
Như đã nói  trên, s lượng cũng như chủng loạ
i các thit bị rất lớn và đa dạng, cấp
chính xác của các thit bị cao. Để kiểm định, hiệu chuẩn và bảo dưỡng được các thit bị
này đòi hi phải có những thit bị chuyên dùng thưng phải nhập từ nước ngoài nên giá
thành rất cao. Với kinh phí của một trưng đào tạo nghề thì khó có thể một lúc trang bị
được các thit bị chuyên dùng này.
Cùng với việc phải trang b
ị những máy móc chuyên dùng, công việc bảo dưỡng và sửa

chữa các thit bị tự động này cũng cần tuân theo những quy trình công nghệ nghiêm ngặt
của các nhà sản xuất thit bị.
5
Thực t cho thấy, trong s các thit bị cần được hiệu chuẩn định kỳ tại các nhà máy thì
các loại van an toàn (safery valve) và van tràn (relief valve) chim s lượng khá lớn. Với
công dụng duy trì áp suất trong các nồi hơi, đưng ng bể chứa  các giá trị áp suất định
trước nhằm bảo vệ các hệ thng công nghệ, với các dung môi làm việc có thể là các chất
lng, hơi và khí và nhiệt độ và áp suất cao thì bên c
ạnh ch độ kiểm định hiệu chuẩn theo
định kỳ (thưng thì một lần/1năm) thì van an toàn và van tràn cần phải thưng xuyên
được vệ sinh và bảo dưỡng nhằm đảm bảo chúng luôn  trong tình trạng hoạt động tt. Cụ
thể là:
- Đảm bảo xả và đóng đúng áp suất thit định.
- Kín khít tuyệt đi hoặc nằm trong giới hạn cho phép khi van  ch độ đ
óng hoàn
toàn.
Thưng thì các van rò rỉ khi bề mặt tip xúc giữa đĩa van và đ van có dị vật hoặc bị
trầy xước, bin dạng. Để sửa chữa được dạng hư hng này thì cần có một thit bị mài lại
bề mặt làm việc (tip xúc) còn gọi là các bề mặt đi tip của van.
Từ yêu cầu của thực tiễn công việc đặt ra, được sự đồ
ng ý của Ban Giám hiệu Trưng
Đào tạo Nhân lực Dầu khí và của giáo viên hướng dẫn, tác giả đã chọn đề tài luận văn
Cao học của mình là “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị mài rà chuyên dùng phục vụ
công việc bảo dưỡng và sửa chữa các loại van áp suất trong ngành dầu khí” với mong
mun ứng dụng những kin thức chuyên môn để giải quyt một vấn đề
kỹ thuật từ thực t
sản xuất.

1.2. Giới hn đ tài.
Với sự đa dạng của các chủng loại van và quy trình bảo dưỡng sửa chữa rất khác nhau

nên đề tài chỉ giới hạn trong phạm vi sau:
Van áp suất  đây với ý nghĩa là van an toàn Trong phạm vi của một đề tài luận văn tt
nghiệp, bước đầu đề tài chỉ nghiên cứu cho mộ
t s chủng loại van an toàn thông dụng trên
thị trưng sau đó để m rộng cho các loại van khác thì chỉ cần thit k đồ gá và dụng cụ
kèm theo.
- Trong một nhà máy thì chủng loại van an toàn và van tràn rất đa dạng và kt cấu rất
khác nhau tuỳ theo yêu cầu về áp suất, nhiệt độ và môi chất làm việc.  ch độ đóng hoàn
toàn van yêu cầu phải kín khít (van hơi hoặc van khí). để đảm bảo yêu cầu này thì kt cấu
của đĩa van và đ van cũng rất khác nhau nhưng đi với các van làm việc  nhiệt độ và áp
suất cao thì đĩa van và đ van tip xúc trực tip (metal – to – metal). Trong khuôn khổ đề
tài này tác giả quan tâm đn nghiên cứu thit bị để mài lại bề mặt tip xúc giữa đĩa van và
đ van khi chúng tip xúc trực tip (không có gioăng làm kín) và mặt tip xúc là mặt
phẳng (bề mặt thông dụng của các đĩ
a van và đ van)
- Kích thước van từ 1 inch đn 6 inch và vật liệu của đĩa van là thép không gỉ
SUS304, SUS316, đồng thau hoặc các thép hợp kim khác.
- Để mài lại các bề mặt đi tip này thì tại các xưng sửa chữa có thể dùng nhiều
biện pháp công nghệ khác nhau như dùng máy mài chuyên dùng kèm theo các phụ tùng
do chính các nhà ch tạo van cung cấp. Tuy nhiên, mỗi thit bị chuyên dùng thưng chỉ
6
được thit k cho một s loại van nhất định và chi phí đầu tư lớn. Trong khuôn khổ của
một luận văn tt nghiệp thì thit bị được ch tạo trong đề tài này bước đầu nhằm thay th
những thao tác thủ công của con ngưi khi mài nghiền lại bề mặt của van an toàn và cải
thiện chất lượng của sản phẩm sau khi được phục hồi.

1.3. M
c tiêu cần đt
- Đưa ra được quy trình công nghệ hợp lý khi bảo dưỡng sửa chữa van.
- Ch tạo thit bị phục vụ công việc mài lại các bề mặt đi tip của một s loại van

an toàn.

1.4. Phng pháp nghiên cu
Để hoàn thành đề tài này, tác giả sử dụng một s phương pháp nghiên cứu sau:
Phương pháp tham khảo tài liệu:
Hiện nay với mạng Internet, ta có thể tham khảo các tài liệu kỹ thuật liên quan đn
một sản phẩm mà ta quan tâm. Với các loại van an toàn thì có rất nhiều nhà cung cấp và
ta cũng có thể tham khảo, tra cứu các thông s kỹ thuật của thit bị bằng công cụ Internet.
Khi cung cấp thit bị cho các dự án, các tài liệu hướng dẫn sử dụng thit bị luôn được
gửi kèm theo máy và đây là nguồn tài liệu tham khảo chính.
Tham khảo tài liệu từ các nhà chuyên cung cấp dịch vụ hiệu chuẩn, bảo trì công
nghiệp

Phương pháp khảo sát thực tế.
Với đề tài liên quan đn thực t sản xuất, tác giả đã chọn một s xí nghiệp sau đây để
lấy ý tưng cho đề tài:
- Xí nghiệp sửa chữa cơ điện thuộc Liên doanh Dầu khí Việt – Xô
- Xí nghiệp khai thác thuộc Liên doanh Dầu khí Việt – Xô
- Nhà máy Điện Bà Rịa.
- Nhà máy nh
ựa và hoá chất Phú Mỹ
- Nhà máy đạm Phú Mỹ.

Nghiên cứu áp dụng lý thuyết mài nghiền đánh bóng.
Chế tạo máy, thử nghiệm và kiểm chứng

1.5. Ý nghĩa khoa học ca đ tài:
Cơ s khoa học của đề tài là lý thuyt mài nghiền (lapping) để gia công tinh các bề
mặt yêu cầu có độ chính xác và nhẵn bóng cao. Việc ứng dụng lý thuyt này để giải quyt
một vấn đề kỹ thu

ật nảy sinh từ thực t sản xuất tại cơ s chính là ý nghĩa khoa học của
đề tài.
7
Trong điều kiện hiện nay, nhu cầu mài lại bề mặt tip xúc của van an toàn là khá lớn.
Ví dụ, chỉ riêng tại nhà máy Nhựa và hoá chất Phú Mỹ có khoảng trên dưới 200 chic
van an toàn lớn nh khác nhau và trung bình với định kỳ một năm một lần các van này
phải kiểm định và nều có sự rò rỉ cần phải mài lại. Trung bình mỗi tháng cần phải kiểm
định và bảo dưỡng 10 đn 15 cái van. Trừ những tr
ưng hợp các đĩa van và đ bị hư hng
nặng không thể phục hồi thì mới tin hành thay mới chi tit đó. Giá thành của phụ tùng
kèm theo phụ thuộc vào từng loại van. Sau đây ta có thể tham khảo giá của một s loại
van.

Với loi van Model 20, áp suất từ 1 đến 300psig. nhiệt độ -6 đến 406
0
F thì giá thành
theo kích thước của van theo bng sau:

Với loi van Model 300, áp suất từ 15 đến 410psig. nhiệt độ đến 800
0
F thì giá thành
theo kích thước của van theo bng sau:














Qua ví dụ trên cho thấy lợi ích kinh t mà đề tài mang lại là rất lớn, sự thành công
trong thit k ch tạo thit bị mài rà lại bề mặt của van an toàn đáp ứng được nhu cầu của
khách hàng và nâng cao chất lượng dịch vụ.
Cỡ van
(inch)
Giá tiền (USD)
1/2 162,75
3/4 162,75
1 189,63
1-1/4 244,87

1-1/2 292,65
2 440,46
2-1/2 698,79
3 1191,49
Cỡ van
(inch)
Giá tiền (USD)
1-1/4 2200
1-1/2 3127
2 4400
2-1/2 5630
3 7000
4 8173
6 14000
Bng 1.1: Giá thành của van an toàn Model 20
(Tham kho ti website wwwboilerroomsupplies.com)
Bng 1.2: Giá thành của van an toàn Model 300
(Tham kho ti website wwwboilerroomsupplies.com)
8



CHNG II
TNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CU GII QUYT Đ TÀI



2.1. Thut ng v cu to và hot động ca van an toàn
Van an toàn được lắp đặt trên đưng ng và các thit bị để bảo vệ con ngưi và các
thit bị khi áp suất của hệ thng vượt quá áp suất cho phép. Điều quan trọng nhất khi vận

hành thit bị là an toàn và vấn đề được quan tâm hàng đầu là các thi
t bị phải luôn làm
việc trong giới hạn áp suất cho phép.
Bình thưng, các thit bị được điều chỉnh và hoạt động trong giới hạn áp suất thit k.
Trong trưng hợp gặp sự c thì hệ thng dừng khẩn cấp s ngừng hoạt động các thit bị
theo trình tự an toàn. Tuy nhiên nu hệ thng dừng khẩn cấp cũng gặp sự c thì cần ph
ải
có các van an toàn để xả bớt áp suất tích trữ trong hệ thng.
Van an toàn được sử dụng cho những mục đích sau:
- An toàn cho ngưi vận hành thit bị khi áp suất hệ thng vượt quá giới hạn cho phép.
- Bảo vệ các thit bị khi hệ thng quá áp.
- Giảm thi gian ngừng hệ thng do quá áp

Trong quá trình tìm hiểu về van an toàn có những thuật ngữ sau thưng được đề cập đ
n:
- Van an toàn (safety valve): Là thit bị xả áp suất tự động nh áp suất của dòng lưu
chất trong van được đặc trưng bi tính chất là khi áp suất hệ thng vượt quá giới hạn cho
phép thì cửa van nhanh chóng được m hoàn toàn. Van an toàn được dùng với các hệ
thng hơi nước, khí gas hoặc các thit bị bay hơi.
- Van tràn (Relief valve): Là thit bị xả áp suất tự động nh áp suất của dòng lư
u chất
trong van được đặc trưng bi tính chất là khi áp suất hệ thng vượt quá giới hạn cho phép
thì lượng m cửa van tỉ lệ với áp suất vượt quá. Van tràn được dùng với các hệ thng chất
lng.
- Áp sut bt đầu dò khí (Start-to-leak pressure): Là áp suất tại cửa vào của van mà
hiện tượng rò rỉ bắt đầu xảy ra.
- Áp sut đặt (set pressure) còn gọn là áp sut m (opening pressure): Là áp suất
tại cửa vào của van mà tại đó hiện tượng xả bắt đầu xảy ra ta có thể cảm nhận được bằng
giác quan nghe hoặc nhìn.
- Áp sut đóng (closing pressure) Là áp suất tại cửa vào của van mà tại đó đĩa van

đóng kín dòng cửa xả.


9
2.2. Giới thiệu sn phẩm van an toàn
2.2.1. Nguyên lý hot động, v trí, nhiệm v ca van an toàn trong hệ thống
Van an toàn được gắn vào thit bị cần bảo vệ (bồn bể chứa, nồi hơi, đưng ng) bằng
mặt bích hoặc hàn hoặc bằng ren. Khi áp suất tại cửa vào của van vượt quá áp suất thit
định, lực tác động lên đĩa van truyền theo trục tác dụng lên loxo và thắng được lực căng
của lòxo, đĩa van s nhấc lên khi bề mặt của đ van. Dòng khí hoặc hơi theo cửa xả thoát
ra ngoài. Khi áp suất trong bình hạ xung tới áp suất đóng van, đĩa van s đóng lại.
Thưng khi áp suất vượt quá 3% áp suất thit định thì van m hoàn toàn. Lúc này lưu
lượng xả là lớn nhất

1. Nồi hơi
2. Tank phân
phi
3. Cửa ra hơi
quá nhiệt
4. Turbine
5. Bình ngưng
6. Bơm ngưng tụ
7. Bơm cấp
nước nồi hơi
8. Đưng hơi
hồi về
9. Đưng hơi đi
Hình 2.1: Vị trí lắp van an toàn trong hệ thống công nghệ
Ký hiệu van an toàn
10
Van an toàn được gắn tất cả các thit bị chịu áp lực. Cụ thể:
- Trên nồi hơi hoặc lò gia nhiệt.
- Trên tank phân phi.
- Trên các đưng ng hơi hoặc khí dẫn tới turbin
- Trên các đưng hơi hoặc đưng khí hồi về.

2.2.2. Cu to một số van an toàn thng gặp

Cấu tạo chung của một van an toàn gồm các bộ phận chính sau:
- Thân van (body)
- Đ van (seat)
- Đĩa van (disc)
- Thit bị giữ đĩa van (disc holding)
- Trục van
- Lò xo
- Vít nén
- ng dẫn hướng

Thân van bắt vào bồn chứa bằng ren mặt bích hoặc bằng hàn. Để định vị trí chính xác
của đĩa van khi đóng m, đĩa van được dẫn hướng chính xác trong ng dẫn hướng. Vòng
điều chỉnh dưới và trên cho phép điều chỉnh áp suất đóng van, sau khi
điều chỉnh chúng
được hãm bằng 2 vít hãm.














Kt cấu dạng bắt mặt bích như trên có kích thước cửa vào từ 1-1/2” đn 6” thân van

làm bằng thép đúc, đĩa van và đ van bằng thép không gỉ.

Cần nâng




V giữ van
 chặn

Trục van

Lò xo

Lỗ thông hơi
Cữ chặn

Thit bị giữ đĩa van
Vòng điều chỉnh trên

Cửa xả

Đĩa van (disc)

Vòng điều chỉnh dưới

Cửa vào

Hình 2.2: Hình dáng, cấu to của van an toàn bắt bằng mặt bích
Đ van (seat)

Vít hãm
Vít hãm
11
Ngoài dạng kt cấu như trên, còn có một s kiểu van như sau:






















Kt cấu dạng này dùng cho thit bị nh, kích thước cửa vào từ 1” tr xung. Nhiệt độ
làm việc từ -20
0
F đn 550

0
F. Áp suất từ 4PSI đn 3300PSI. Thân van và đĩa van có thể
bằng đồng hoặc bằng thép không gỉ




















Hình 2.3: Van an toàn model 264 và 265 của hãng Kunkle
Kết cấu buồng lò xo thông với cửa x
(Tham kho ti website www.kunklevalve.com)
Hình 2.4: Van an toàn model 1543-3 của hãng Consolidated
Kết cấu buồng lò xo không thông với của x
STT TÊN CHI TIT
1 Nozle (thân van)

2 Vít khoá
3 Gasket (vòng làm kín)
4 Cht lò xo
5 ng dẫn hướng
6 Bi
7 Đĩa van
8 Đai c hãm
9 ng hãm
10 Trục van
11 Lò xo
12 Tấm chặn
13 Nắp van
14 Đai c khoá
15 Vít nén
16 Nắp chụp
8
3
3
1
2
4
5
6
7
7
9
10
11
12
14

13
15
16
17
STT TÊN CHI TIT
1 Nozle (thân van)
2 Vòng điều chỉnh
3 Vít hãm
4 Đĩa van
5 ng dẫn hướng
6 Trục van
7 Tấm chặn
8 Nắp van (Bonnet)
9 Lò xo
10 Vít nén
11 Vít khoá nắp chụp
12 Đai c hãm
13 Đòn bẩy
14 Cht
15 Đai c
16 Nắp chụp
17 Long đền
12
Kt cấu dạng này dùng cho thit bị nh, kích thước cửa vào từ 1/2 ” đn 2-1/2” . Nhiệt
độ làm việc từ -20
0
F đn 420
0
F. Áp suất từ 5PSI đn 350PSI.

2.2.3. Kt cu ca đ van (seat) và đĩa van.
- Đế van liền với thân van (Nozzle)
Thưng dùng cho các van có kích thước từ 1/2 ” đn 2-1/2” . Với dạng kt cấu này, v
van (bonnet) được gắn với thân van bằng ren ng côn và thân van gắn với hệ thng bằng
ren.














- Đế van rời với thân van
Thưng dùng cho các van có kích thước từ 1-1/2 ” đn 6” . Với dạng kt c
ấu này, v
van (bonnet) được gắn với thân van bằng mặt bích và thân van gắn với bồn chứa cũng
bằng mặt bích.

Phần ren côn bắt
vào bồn chứa
Phần ren côn
b
ắtv va
n
Bề mặt làm kín
Hình 2.5: Kết cấu đế van dng liền thân
Mặt bích bắt
v van
Bề mặt làm kín
tip xúc với đĩa
van
Mặt bích bắt vào
bồn chứa
Cửa xả
Hình 2.6: Kết cấu đế van rời thân van
13
- Đĩa van dạng phẳng
Bề mặt tip xúc với đ van là mặt phẳng. Đĩa van có thể tự lựa do đầu trục van có

dạng chm cầu.














- Đĩa van dạng không phẳng
Bề mặt tip xúc với đ van là mặt phẳng, tuy nhiên phần không tip xúc có dạng cầu
lồi Đĩa van có thể tự lựa do đầu trục van có dạng chm cầu.










2.2.4. Yêu cầu kỹ thut khi làm việc ca van an toàn.
Van an toàn bảo vệ các thit bị trong nhà máy, giữ an toàn cho thit bị và con ngưi

do đó van an toàn cần phải đảm bảo một s yêu cầu kỹ thuật sau.
- Đóng m đúng áp suất thit định
- Lưu lượng xả đúng thit k
- Đảm bảo kín khít theo yêu cầu

2.2.5. Các dng h hỏng th
ng gặp
Do làm việc trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao và thưng môi trưng là các chất
khí, hơi quá nhiệt có tính ăn mòn hoá học cao nên các chi tit của van có thể bị mòn. Cụ
thể các dạng hng và biện pháp khắc phục của một s chi tit :
Hình 2.7: Đĩa van dng phẳng
Bề mặt làm kín
tip xúc với seat
Hình 2.8: Đĩa van dng không phẳng
14

STT Chi tit hư hng Dạng hng Biện pháp khắc phục

1 Đĩa van (disc) Trầy xước, rỗ Có thể mài lại hoặc thay th
2 Đ van (seat) Trầy xước, rỗ Có thể mài lại hoặc thay th
3 Vòng điều chỉnh trên và dưới Mòn Thay mới
4 Lò xo Mi Thay mới




Lò xo sau một thi gian làm việc có thể bị mi hoặc nứt gãy làm cho van đóng m
không đúng áp suất thit định, dạng hng này chỉ có thể thay mới.
Vòng điều chỉnh trên và dưới mòn do dòng khí có áp suất cao.
Đĩa van và đ van hư hng thưng do trầy xước làm rò rỉ. Để đo độ kín khít của van

dùng thit bị thử kín (Leakage test).






2.3. Tình hình bo dng sa cha van an toàn trong và ngoài nớ
c
2.3.1. Tình hình  nớc ngoài
Trên th giới, các nhà sản xuất và cung ứng các dịch vụ bảo dưỡng sửa chữa van
cũng đã ch tạo các thit bị chuyên dùng để khôi phục bề mặt làm việc của van. Cụ thể:
Hãng Crosby có dụng cụ Reseating Machine dùng để gia công lại bề mặt của đ
van. Với dụng cụ này thì van an toàn không cần tháo ra khi hệ thng khi sửa chữa mà
chỉ cần tháo nắp van và gá dụng cụ này trực tip vào vị trí của nắp van.













Bng 2.1: Các dng hư hỏng thường gặp của van an toàn
Hình 2.9: Dụng cụ Reseating Machine

(Tham kho ti website www.tycovalves.com)
15
Hãng ch tạo máy công cụ nh gọn Climax có một vài loại máy dùng để phục hồi
bề mặt làm việc của van an toàn như sau:
 Model VM5000 Bàn mài nghiền dùng để nghiền các bề mặt của đĩa van.
















Các thông số kỹ thuật chủ yếu:
- Kích thước bàn máy: F600
- Khi lượng chi tit lớn nhất có thể gia công trên máy: 30kg
- Tc độ bàn máy: 1 – 50 vòng/phút


Model VM5800 máy để bàn của hãng Climax

Hình 2.10: Bàn mài nghiền của hãng Climax
(Tham kho ti website www.cpmt.com)



Hình 2.11: Máy gia công li bề mặt van
của hãng Climax
(Tham kho ti website www.cpmt.com)
16
Các thông số kỹ thuật chủ yếu:
- Kích thước bàn máy quay: ∅500
- Tc độ bàn máy: 8 – 50 vòng/phút
- Tc độ trục chính: 10 – 340 vòng/phút
- Kích thước bàn máy c định 500 x 500

- Khi lượng chi tit lớn nhất có thể gia công trên máy: 300kg

 Model VM7000 dùng để sửa chữa van an toàn của hãng Consolidated và
Crosby ngay tại chỗ mà không cần tháo van ra khi đưng ng











Các máy móc trên kèm theo các phụ tùng hỗ trợ cho phép phục hồi lại
được bề mặt làm
việc của van an toàn.

2.3.2. Tình hình trong nớc
 nước ta, công việc mài rà lại bề mặt của đĩa van an toàn chưa được quan tâm đúng
mức. Tất cả các nhà cung cấp dịch vụ sửa chữa bảo dưỡng chưa trang bị những loại máy
chuyên dùng như trên. Khi có nhu cầu rà lại bề mặt van thì chủ yu làm bằng các dụng cụ
cầm tay thô sơ.

Hình 2.12: Máy VM7000 của hãng Climax
(Tham kho ti website www.cpmt.com)
Hình 2.13: Sơ đồ mài rà đĩa van bằng tay
Đĩa van
Tấm kính
Hình 2.14: Mài rà đĩa van bằng tay
(nh chụp ti Trường Đào to NL Dầu khí)
17
Khi rà đĩa van và đ van dạng liền thân, dùng bột mài trộn dầu nhn bôi lên bề mặt
tấm kính rồi dùng tay trà bề mặt đĩa van trên mặt tấm kính cho đn khi các vt trầy xước
trên bề mặt không còn thì dừng

Khi rà đĩa van và seat van dạng ri thân, dùng ngay trục van và đĩa van làm dụng cụ
mài rà, bột mài trộn dầu nhn bôi lên bề mặt của dụng cụ rồ
i dùng tay xoáy qua lại 2 bề
mặt với nhau. Trục van được gắn tuỳ động với đĩa van.
















Hình 2.17: Sơ đồ mài rà seat van dng rời thân bằng tay
Hình 2.15: Sơ đồ mài rà seat van dng liền
thân bằn
g

ta
y

Tấm kính
Hình 2.16: Mài rà seat van dng liền thân
bằng tay
(nh chụp ti Trường Đào to NL Dầu khí)
18
Qua cách làm trên có một s khó khăn sau
- Dùng tay tạo chuyển động của đĩa van trên mặt của tấm kính nên áp lực gia công
không c định. Cổ tay có chuyển động lắc nên không đảm bảo độ phẳng của bề mặt cần
phục hồi.
- Bề mặt tấm kính không có tác dụng chứa hạt mài làm cho năng suất gia công thấp.
- Dùng ngay bề mặt của đĩa van rà lên mặt đ van s để
lại vt của đ trên mặt đĩa van
do đó khi làm việc nu bề mặt đ van và đĩa tip xúc ngoài vt này thì không đảm bảo độ
kín khít.
- Với cách làm thủ công trên chủ yu chỉ phục hồi được bề mặt làm việc của van an
toàn khi có di vật trên bề mặt tip xúc và áp suất làm việc của van thấp. Khi áp suất làm
việc của van cao và có vt trầy xước trên bề mặt thì hầ
u như không phục hồi được.






2.3.3. Kt lun rút ra nhiệm v ca đ tài.
Với cách làm như hiện nay của các nhà cung cấp dịch vụ bảo dưỡng van an toàn rõ
ràng không đáp ứng được yêu cầu của khách hàng. Chất lượng sản phẩm sau khi sửa chữa

không ổn định và phụ thuộc chủ yu vào tay nghề và kinh nghiệm của ngưi kỹ thuật
viên. Để khắc phục
được những hạn ch này, đề tài cần thực hiện một s nhiệm vụ sau:
- Khảo sát thực t thực trạng bảo dưỡng, phục hồi van an toàn tại một s nhà cung
cấp dịch vụ bảo dưỡng van an toàn trong nước.
- Nghiên cứu cải tin qui trình hiện tại để đảm bảo chất lượng dịch vụ.
- Ch tạo thit bị mài nghiền lại bề mặt tip xúc của đĩa van và đ van.
- Thử nghiệm trên sản phẩm thực để kiểm chứng.










19



CHNG III
GII PHÁP BO DNG, SA CHA VAN AN TOÀN


3.1. Qui trình bo dng, sa cha van an toàn.
Qui trình công nghệ bo dng van
Van an toàn là thit bị đòi hi phải có độ tin cậy cao, do đó sau một thi gian hoạt
động định kỳ van cần được đi kiểm nghiệm lại hoặc trong quá trình làm việc có dấu hiệu

bất thưng cần được sửa chữa kịp th
i.
Chức năng và tuổi thọ của van phụ thuộc chủ yu vào cách lắp đặt điều chỉnh các bộ
phận của van. Vì vậy khi bảo trì cần tuân theo một qui trình nhất định.

3.1.1. Chú ý chung v an toàn:
- Khi tháo van ra khi đưng ng, cần phải xả ht áp suất dư trong van và trong hệ
thng.
- Khi tháo van cần phải để các chi tit của van theo bộ tránh nhần lẫn các bộ phận của
van này với van khác.
- Khi tháo các bộ phận trục van có kèm theo đĩa van cần tránh để bề mặt của đĩa van
quay xung.
- Trước khi tháo van cần chuẩn bị sẵn sàng các dụng cụ cần thit và các chi tit thay
th.

3.1.2. Tháo van
Bớc 1
. Tháo cần nâng
Tháo cht đòn bẩy 34, đòn bẩy 33, nắp chụp 28, tháo đai c khoá trục van 15.

Bớc 2
. Ghi lại s vòng ren vặn vào của vòng điều chỉnh s 3 và vòng điều chỉnh s 10.
- Tháo vít hãm s 4 và vít hãm s 11. Đm s vòng ren vặn vào của vòng điều chỉnh s
3 bằng cách xoay theo ngược chiều kim đồng hồ cho tới khi chạm vào bề mặt của chi tit
s 7. Đánh dấu và ghi lại vị trí rãnh khía trên chi tit s 3.
- Xoay chi tit s 7 theo chiều ngược chiều kim đồng hồ cho đn khi chạm vào bề mặt
của chi tit s 6, tip tục xoay cho đn khi bề mặt của chi tit 14 . Đánh dấu và ghi lại s
vòng ren.
20

Bớc 3
. Tháo van
Khi tháo van cần tuân theo qui trình sau:
- Đo và ghi lại khoảng cách từ mặt trên của
bulong điều chỉnh 26 tới mặt của nắp van 17 vì
kích thước này cần khi lắp lại van.
- Xả sức nén của lò xo bằng cách tháo lng đai c hãm 27 và vặn bulong 26.
Chú ý: Không được tháo lỏng đai ốc 19 trước khi x hết sức nén của lò xo.
- Tháo vít s 4 và 11.
- Tháo đai c s 19.
- Nâng thẳng đứ
ng cụm trục van ra khi thân van.

Chú ý: Không được va chm trong quá trình nhấc cụm trục van ra khỏi thân van.
- Đặt cụm trục van nằm ngang
- Cẩn thận tháo từng chi tit trong cụm trục van.

3.2. Yêu cầu mài rà phc hi tính năng kỹ thut
Khi van được tháo ri ra, kiểm tra toàn bộ dấu hiệu mài mòn của các bộ phận. Đặc
biệt cần phải kiểm tra các bộ phận sau:
- Đĩa van (disc): Kiểm tra bề mặt tip xúc giữa đĩa van và đ van
- Đ van (seat). Kiểm tra bề mặt của đ van
Hình 3.2: Các bộ phận của van an toàn
Hình 3.1: Kích thước cần ghi li
khi tháo van
21













Tình trạng tip xúc giữa đĩa van và đ van là vấn đề quan trọng nhất khi sửa chữa
van. Các bề mặt này đòi hi phải phẳng và có độ bóng bề mặt cao.

Để đánh giá độ kín khít của van trước và sau khi sửa chữa van, ngưi ta thử van theo

sơ đồ sau:

























Đ van
(seat)
Thân van M
ặ

t ti
p
xúc
Cổ van
Mặt tip xúc
ng Tube ID = 6,1mm
12.7
Hình 3.5 : Sơ đồ nguyên lý thử kín van an toàn
(Tham kho tài liệu kỹ thuật của hãng Technip)
Hình 3.3: Đĩa van (disc) Hình 3.4: Đế van (seat)
Hình 3.6: Thiết bị thử kín van an toàn
(nh chụp ti Trường Đào to NL Dầu khí)
Bình chứa
khí nén
Bàn thử
Van an toàn
Bình nước
22
Đưa áp suất vào cửa vào của van. Cửa xả của van được ni bằng một ng có đưng
kính trong ID = 6,1mm. Nâng áp suất tại cửa vào ( Áp suất thử kín khí p = 90% áp suất
thit định của van) và đm s bọt khí trong một phút rồi so sánh với tiêu chuẩn.
Tùy theo yêu cầu sử dụng mà độ kín khít của van cũng khác nhau. Sau đây là tiêu
chuẩn s bọt khí cho phép phụ thuộc vào áp suất và kích thước cửa van.

Orifice là kích cỡ ti
t diện tại chỗ tip xúc giữa đ van và đĩa van được kí hiệu bằng
các chữ cái D, E, F, G, H, J, K, L, M, N, P, Q, R, T theo thứ tự diện tích tit diện ngang
tăng dần.
Sau khi kiểm tra tình trạng bề mặt của đ van và đĩa van, tùy theo mức độ hư hng
mà có thể thay th hoặc nghiền lại bề mặt

10
20
30
40
50
60
70
80
90
0-50 100 150 200 250 300 350 400
ORIF ≥ G
ORIF ≤ F
100
S BT KHÍ CHO PHÉP TRONG MT PHÚT
ÁP SUT THIT ĐNH (BAR)
Bng 3.1: Quan hệ giữa áp suất thử và số bọt khí cho phép
(Tham kho tài liệu kỹ thuật của hãng Technip)
23
3.3. Thit k máy mài nghin
3.3.1. C s lý thuyt
3.3.1.1. C s lý thuyt v công nghệ mài nghin.
Mài nghiền là một phương pháp gia công tinh đạt độ chính xác và độ bóng rất cao,
dùng bột mài hạt nh trộn vào dầu nhn, mỡ bò, parafin và một s axit hữu cơ rồi bôi lên
mặt tip xúc của dụng cụ với mặt gia công. Mài nghiền có thể gia công được mặt trụ
trong, trụ ngoài, mặt phẳng hoặc mặt định hình và độ nhám có thể đạt được R
a
= 0,2 đn

0,01µm. Phôi trước khi mài nghiền phải có độ chính xác cao vì mài nghiền không chữa
được sai lệch về vị trí tương quan và không cắt được lớp lượng dư quá lớn (không quá
0,02mm).
Đặc điểm của quá trình mài nghiền là:
- Sử dụng vật liệu cắt (hạt mài) là bột mịn, s lượng hạt mài cùng tham gia cắt lớn
nhưng áp lực và vận tc cắt không cao.
- Quá trình động học của hạ
t mài khá phức tạp làm cho quỹ đạo chuyển động của hạt
mài trên bề mặt gia công xoá vt lẫn nhau.
Khi nghin mặt phẳng bằng tay ta dùng s đ sau:













Bề mặt của đĩa nghiền được gia công phẳng và bóng. Để tăng tác dụng chứa hạt mài,
bề mặt của đĩa nghiền có thể được gia công các rãnh. Chi tit gia công di chuyển theo qui
đạo hình s 8 từ 4 đn 5 lầ
n. Sau đó nhấc lên xoay một góc khoảng 30 độ rồi lại di chuyển
theo hình s 8  một vị trí khác trên bàn nghiền. Làm như vậy cho đn khi nào bề mặt gia
công đạt yêu cầu Với quĩ đạo này, các vt gia công s xóa vt nhau làm cho bề mặt có độ
bóng cao.

Hình 3.7: Quĩ đo chuyển động của chi tiết khi nghiền bằng tay
(Tham kho tài liệu kỹ thuật của hãng Taimilano)
24
Hình 3.9: Mặt trên của đĩa nghiền
Khi nghin mặt phẳng bằng máy ta thực hiện theo s đ sau:










Đĩa nghiền s 2 quay tròn tạo vận tc cắt, bề mặt gia công của chi tit s 1 luôn tip
xúc với bề mặt của đĩa mài với một áp lực nhất định. Để tạo được mặt phẳng thì bề mặt
của đĩa nghiền phải phẳng. Khi nghiền thô thì bề mặ
t đĩa nghiền cần được xẻ rãnh nh có
tác dụng chứa hạt mài.
Để các vt gia công không lặp lại trên bề mặt chi tit thì chi tit 1 cần phải đặt lệch
tâm với đĩa nghiền s 2 một khoảng là e và chi tit s 1 có thể quay quanh tâm của nó.

Khi nghin mặt tr trong ta dùng đầu nghin có cu to nh hình 3.4.

Chuyển động cắt là chuyển
động quay tròn và chuyển động tịnh tin khứ hồi của đầu
nghiền. Tỷ lệ giữa vận tc dài của chuyển động quay tròn và vận tc chuyển động tịnh tin
có ảnh hưng đn năng suất chất lượng của lỗ được nghiền. Nu tỷ s này càng lớn thì
năng suất mài nghiền càng cao nhưng độ nhám tăng và ngược lại.
Hình 3.8: Sơ đồ nghiền mặt phẳng
e
P
2
1

Hình 3.10: Kết cấu đầu nghiền
khi nghiền lỗ
Hình 3.11: Vết gia công khi nghiền lỗ
25
Vật liệu của đĩa nghiền là các vật liệu mềm, có độ chịu mài mòn cao như Gang xám,
đồng, đồng thau, chì và có thể là gỗ cứng. Thưng khi nghiền mặt phẳng đĩa nghiền làm
bằng Gang xám hoặc gang cầu.
Gang xám với hàm lượng Cacbon từ 2,95% đn 3,40%; Silic 1,5% đn 2,2%. Cacbon
 trong gang tồn tại  dạng tấm grafit làm cho gang có tính chng mài mòn cao. Độ cứng
của gang từ 163 – 220HB

Gang cầu với hàm lượng Cacbon từ 3,20% đn 3,75%; Silic 2,20% đn 3,75%.
Cacbon  trong gang tồn tại  dạng cầu grafit làm cho gang có tính chng mài mòn cao.
Mun tạo thành gang cầu ta phải ủ từ gang trắng.



Chất lượng gia công khi nghiền phụ thuộc vào các thông s công nghệ như vận tc cắt
V
c
áp lực p, vật liệu hạt mài, kích thước hạt mài.
Vận tc nghiền thô V
c
= 30 đn 40m/phút; nghiền tinh V
c
= 25 đn 30 m/phút hoặc
nh hơn khi đòi hi chất lượng cao.
Áp lực mài từ 20 đn 40 N/cm
2
.
Hình 3.12 : Tổ chức tế vi của gang xám
(Tham kho từ website )
Hình 3.13 : Tổ chức tế vi của gang cầu
(Tham kho từ website )
26
3.3.1.2. Vt liệu ht mài
Khi mài nghiền, chất lượng gia công ngoài việc phụ thuộc vào ch độ công nghệ thì
còn phụ thuộc và vật liệu hạt mài và kích thước của hạt mài (còn gọi là độ hạt). Sau đây ta
đi tìm hiểu một s loại hạt mài sau:
Hạt mài có thể được chia thành hai nhóm: tự nhiên và nhân tạo. Hạt mài tự nhiên như
Kim cương, Corundum, thạch anh và một s vật liệu khác tồn tại trong v trái

đất.
Hạt mài nhân tạo như Kim cương nhân tạo, Oxit nhôm, Cacbit silic, Cacbit boron, Boron
Nitride Lập phương (CBN)

Các loi ht mài
- Kim cương: Được bit đn như một vật liệu cứng nhất trong các vật kiệu hạt mài.
Thích hợp để mài các loại hợp kim cứng và các vật liệu cứng khác. Trong những năm gần
đây, kim cương nhân tạo được sử dụng nhiều trong công nghiệp.
- Boron Nitride (Cubic Boron Nitride) lập phương còn đượ
c gọi thông dụng là CBN:
Là một vật liệu tổng hợp có độ cứng gần tương đương với kim cương. Thích hợp dùng để
mài các loi thép và mài nghiền. Trong thành phần không có nguyên tố Cacbon như kim
cương nên không có sự tương tác giữa Cacbon với sắt. CBN đặc biệt thích hợp mài
nghiền các ổ bi, gang, thép làm khuôn, dụng cụ cắt và một số vật liệu gốm.
- Cacbit silic (Silicon carbide): Hạt mài nhân tạo thích hợp khi mài nghiền thô các bề
m
ặt của bánh răng, van.
- Oxit nhôm (Aluminum oxide): Hạt mài nhân tạo, có cấu trúc tinh thể rất cứng vững do
đá lâu mòn và khó gãy vỡ. Thích hợp để mài các vật liệu có độ bền cao, mài nghiền thô,
nghiền các rãnh ổ bi và những bề mặt chịu áp suất cao.
- Bột nhôm thiêu kết (Fused alumina): Có màu trắng thích hợp mài tinh các vật liệu 
vận tc cắt thấp, dùng để nghiền các vật liệu như thép không rỉ, thép hợp kim crom… có
độ cứng dưới 63HRC.
- Corundum: Hạt mài tự nhiên có độ cứng thấp hơn Cacbit silic và Oxit nhôm. Các hạt
mài bị vỡ vụn rất nhanh trong quá trình mài do đó nó được dùng để mài nghiền các vật
liệu có độ cứng trung bình từ 35 – 45 HRC.
- Ngoài ra còn một số loi bột mài khác như Bột oxit sắt, oxit crom,oxit titan…được
dùng trong một số trường hợp đặc biệt.

Kích c ht mài
Sau khi các hạt mài được lấ
y ra khi lò điện, chúng được làm sạch và định cỡ bằng
cách đưa chúng đi qua các rây có s mắt lưới hoặc có s lỗ chính xác trên một inch. Ví dụ
cỡ hạt #8 s đi qua rây có 8 lỗ trên một inch dài và s xấp xỉ 1/8 inch chiều ngang.
Kích thước hạt mài thương mại được phân ra như sau:

27