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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN NGỌC TUẤN 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 NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S KC 0 6 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10, năm 2005 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN NGỌC TUẤN 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 Chuyên ngành: Mã số ngành: Công nghệ Chế tạo máy 605204 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2005 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ 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 Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo máy Mã số ngành: 605204 Học viên: KS Nguyễn Ngọc Tuấn Người hướng dẫn: PGS TS Phùng Rân Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2005 LỜI CẢM ƠN Đề tài đề tài xuất phát từ thực tế sản xuất, để hoàn thành công trình này, tác giả nhận nhiều giúp đỡ đồng nghiệp quan đơn vị ngành Dầu khí, hướng dẫn tận tình thầy cô giáo Trường ĐH SPKT Tp HCM Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu Trường Đào tạo Nhân lực Dầu khí tạo điều kiện sở vật chất, nhà xưởng thiết bị cho hoàn thành đề tài này, xin cảm ơn Lãnh đạo sở Bà Rịa, tập thể giáo viên Khoa Đo lường - Tự động hoá, giáo viên xưởng Hàn, xưởng Cơ khí Trường Đào tạo Nhân lực Dầu khí cung cấp tư liệu liên quan đến đề tài từ thực tế sản xuất giúp đỡ chế tạo chi tiết liên quan đến đề tài Nếu giúp đỡ hoàn thành đề tài Xin cảm ơn Lãnh đạo Xí nghiệp sửa chữa điện, xí nghiệp Khai thác thuộc Liên doanh Dầu khí Việt xô, Công ty Nhựa hoá chất Phú Mỹ tạo điều kiện cho tham khảo tài liệu quy trình sửa chữa van an toàn, giúp chế tạo số chi tiết thiết bị đề tài Lời cảm ơn đặc biệt xin gửi đến giáo viên hướng dẫn, thầy Phùng Rân, người có định hướng quan trọng cho thực đề tài mà tốn nhiều công sức giúp đỡ chỉnh sửa nội dung thuyết minh Cuối xin cảm ơn thầy cô Khoa Cơ Khí Chế tạo máy, Phòng Quản lí khoa học quan hệ quốc tế - Sau đại học Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, bạn khoá học giúp đỡ để đề tài thực tiến độ Học viên Nguyễn Ngọc Tuấn TÓM TẮT: Van an toàn thiết bị bảo vệ hệ thống công nghệ áp, chi tiết van an toàn chế tạo với độ xác cao Việc hiệu chỉnh, bảo dưỡng sửa chữa chúng đòi hỏi phải có thiết bị chuyên dùng Nghiên cứu chế tạo thành công máy mài rà van an toàn đáp ứng đòi hỏi từ thực tế sản xuất sở mà góp phần giảm chi phí sản xuất Với ý tưởng đó, đề tài “ Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị mài rà van an toàn” xuất phát từ thực tế sản xuất Trường Đào tạo Nhân lực Dầu khí, tiến hành thiết kế nguyên lý, chế tạo thử nghiệm sau áp dụng vào thực tế sản xuất kiểm nghiệm lại kết Tác giả tìm hiểu thực trạng tình hình sửa chữa bảo dưỡng van an toàn số sở nước tham khảo kết cấu số loại máy hãng nước chế tạo để thiết kế nên thiết bị vừa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, vừa phù hợp với khả chế tạo nguồn kinh phí hạn chế sở ABSTRACT: Safety relief valves are equipment to protect systems from overpressure The elements of these valves are made with extreme precision The calibrating, maintaining and repairing them call for specific machines To make a sucsess of safety relief valve lapping machine not only meets the demands of maintenance safety valve, but also reduces production cost For this reason, the theme “ Design and manufacture a safety valve lapping machine” which springs from situation of production at Petrovietnam manpower training college, has been designed principle, made experiment and applied to production to test the result The author have learnt about the facts of production situation at some domestic companies and refered to some documentations of same kind machines to design this equipment suitable for manufacture ability and financial resource MỤC LỤC - Lời cảm ơn - Tóm tắt - Mục lục CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1.1 Lý 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 đề tài CHƯƠNG II: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI 2.1 Thuật ngữ cấu tạo hoạt động van an toàn 2.2 Giới thiệu sản phẩm van an toàn 2.2.1 Nguyên lý hoạt động, vị trí, nhiệm vụ van an toàn hệ thống 2.2.2 Cấu tạo số van an toàn thường gặp 2.2.3 Kết cấu đế van (seat) đĩa van 2.2.4 Yêu cầu kỹ thuật làm việc van an toàn 2.2.5 Các dạng hư hỏng thường gặp 2.3 Tình hình bảo dưỡng sửa chữa van an toàn nước 2.3.1 Tình hình nước 2.3.2 Tình hình nước 2.3.3 Kết luận rút nhiệm vụ đề tài CHƯƠNG III: GIẢI PHÁP BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA VAN AN TOÀN 3.1 Qui trình bảo dưỡng, sửa chữa van an toàn 3.1.1 Chú ý chung an toàn: 3.1.2 Tháo van 3.2 Yêu cầu mài rà phục hồi tính kỹ thuật 3.3 Thiết kế máy mài nghiền 3.3.1 Cơ sở lý thuyết 3.3.1.1 Vật liệu hạt mài 3.3.1.2 Cơ sở lý thuyết công nghệ mài nghiền 3.3.2 Thiết kế chế tạo máy 3.3.2.1 Yêu cầu kỹ thuật 3.3.2.2 Thiết kế nguyên lý 3.3.2.3 Thiết kế sơ máy 3.3.2.4 Thiết kế kỹ thuật 3.3.2.5 Thiết kế chế tạo 3.3.2.6 Thiết kế 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 an toàn CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết thử nghiệm 4.2 Kết luận máy thiết kế 4.3 Những đề nghị tiếp tục nghiên cứu giải dạng van an toàn khác - Tài liệu tham khảo Phụ lục Phụ lục Phụ lục CHƯƠNG I MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Trong năm gần đây, dự án thăm dò khai thác dầu khí phát triển nhanh thu thành tựu đáng kể Bắt đầu từ năm 80 kỷ trước, ngành công nghiệp khai thác dầu nước ta khởi đầu với giếng khoan Liên doanh dầu khí Việt – Xô khơi biển Vũng Tàu Trong giai đoạn đầu, sản phẩm khai thác chủ yếu dầu thô phục vụ xuất Một thời gian sau, dự án thăm dò phát nhiều mỏ dầu với trữ lượng lớn nhà thầu tên tuổi giới có mặt Việt Nam Petronas Malaysia, BP Anh… Cùng với khai thác dầu thô loại khí đồng hành thu hồi, việc hoàn thành hàng ngàn kilomet đường ống dẫn khí từ khơi trạm xử lý phân phối khí đất liền tạo tiền đề để dự án hạ nguồn phát triển Nhà máy xử lý khí Dinh Cố xây dựng nhằm cung cấp loại khí hóa lỏng làm chất đốt dân dụng công nghiệp Các khí tự nhiên sau xử lý dùng để chạy turbin phát điện nhà máy điện, sản xuất phân đạm, sản xuất loại hóa chất nhựa tổng hợp Nói tóm lại tổ hợp Khí - Điện - Đạm với hàng chục nhà máy xây dựng tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu tỉnh lân cận Đặc điểm nhà máy mức độ tự động hóa an toàn cao Theo qui định nhà sản xuất định kỳ thiết bị nhà máy cần phải hiệu chuẩn, kiểm định bảo dưỡng Chủng loại số lượng thiết bị tự động hóa nhà máy đa dạng lớn, nhà máy nhỏ từ vài chục đến vài trăm thiết bị, có nhà máy lên đến hàng ngàn thiết bị Các thiết bị chủ yếu loại van điều khiển thiết bị đo lường Để đáp ứng nhu cầu hiệu chuẩn, kiểm định bảo dưỡng thiết bị nhà máy ngày tăng, nhiều nhà cung cấp dịch vụ đời Trước tình hình đó, Trường Đào tạo Nhân lực Dầu khí, với ưu có đội ngũ giáo viên có trình độ chuyên môn, có kiến thức chuyên sâu công nghệ thiết bị nhà máy, trở thành nhà cung cấp dịch vụ hiệu chuẩn bảo dưỡng thiết bị tự động hóa bước đầu tạo uy tín với khách hàng Như nói trên, số lượng chủng loại thiết bị lớn đa dạng, cấp xác thiết bị cao Để kiểm định, hiệu chuẩn bảo dưỡng thiết bị đòi hỏi phải có thiết bị chuyên dùng thường phải nhập từ nước nên giá thành cao Với kinh phí trường đào tạo nghề khó lúc trang bị thiết bị chuyên dùng Cùng với việc phải trang bị máy móc chuyên dùng, công việc bảo dưỡng sửa chữa thiết bị tự động cần tuân theo quy trình công nghệ nghiêm ngặt nhà sản xuất thiết bị Thực tế cho thấy, số thiết bị cần hiệu chuẩn định kỳ nhà máy loại van an toàn (safery valve) van tràn (relief valve) chiếm số lượng lớn Với công dụng trì áp suất nồi hơi, đường ống bể chứa giá trị áp suất định trước nhằm bảo vệ hệ thống công nghệ, với dung môi làm việc chất lỏng, khí nhiệt độ áp suất cao bên cạnh chế độ kiểm định hiệu chuẩn theo định kỳ (thường lần/1năm) van an toàn van tràn cần phải thường xuyên vệ sinh bảo dưỡng nhằm đảm bảo chúng tình trạng hoạt động tốt Cụ thể là: - Đảm bảo xả đóng áp suất thiết định - Kín khít tuyệt đối nằm giới hạn cho phép van chế độ đóng hoàn toàn Thường van rò rỉ bề mặt tiếp xúc đĩa van đế van có dị vật bị trầy xước, biến dạng Để sửa chữa dạng hư hỏng cần có thiết bị mài lại bề mặt làm việc (tiếp xúc) gọi bề mặt đối tiếp van Từ yêu cầu thực tiễn công việc đặt ra, đồng ý Ban Giám hiệu Trường Đào tạo Nhân lực Dầu khí giáo viên hướng dẫn, tác giả chọn đề tài luận văn Cao học “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị mài rà chuyên dùng phục vụ công việc bảo dưỡng sửa chữa loại van áp suất ngành dầu khí” với mong muốn ứng dụng kiến thức chuyên môn để giải vấn đề kỹ thuật từ thực tế sản xuất 1.2 Giới hạn đề tài Với đa dạng chủng loại van quy trình bảo dưỡng sửa chữa khác nên đề tài giới hạn phạm vi sau: Van áp suất với ý nghĩa van an toàn Trong phạm vi đề tài luận văn tốt nghiệp, bước đầu đề tài nghiên cứu cho số chủng loại van an toàn thông dụng thị trường sau để mở rộng cho loại van khác cần thiết kế đồ gá dụng cụ kèm theo - Trong nhà máy chủng loại van an toàn van tràn đa dạng kết cấu khác tuỳ theo yêu cầu áp suất, nhiệt độ môi chất làm việc Ở chế độ đóng hoàn toàn van yêu cầu phải kín khít (van van khí) để đảm bảo yêu cầu kết cấu đĩa van đế van khác van làm việc nhiệt độ áp suất cao đĩa van đế van tiếp xúc trực tiếp (metal – to – metal) Trong khuôn khổ đề tài tác giả quan tâm đến nghiên cứu thiết bị để mài lại bề mặt tiếp xúc đĩa van đế van chúng tiếp xúc trực tiếp (không có gioăng làm kín) mặt tiếp xúc mặt phẳng (bề mặt thông dụng đĩa van đế van) - Kích thước van từ inch đến inch vật liệu đĩa van thép không gỉ SUS304, SUS316, đồng thau thép hợp kim khác - Để mài lại bề mặt đối tiếp xưởng sửa chữa dùng nhiều biện pháp công nghệ khác dùng máy mài chuyên dùng kèm theo phụ tùng nhà chế tạo van cung cấp Tuy nhiên, thiết bị chuyên dùng thường thiết kế cho số loại van định chi phí đầu tư lớn Trong khuôn khổ luận văn tốt nghiệp thiết bị chế tạo đề tài bước đầu nhằm thay thao tác thủ công người mài nghiền lại bề mặt van an toàn cải thiện chất lượng sản phẩm sau phục hồi 1.3 Mục tiêu cần đạt - Đưa quy trình công nghệ hợp lý bảo dưỡng sửa chữa van - Chế tạo thiết bị phục vụ công việc mài lại bề mặt đối tiếp số loại van an toàn 1.4 Phương pháp nghiên cứu Để hoàn thành đề tài này, tác giả sử dụng số phương pháp nghiên cứu sau: Phương pháp tham khảo tài liệu: Hiện với mạng Internet, ta tham khảo tài liệu kỹ thuật liên quan đến sản phẩm mà ta quan tâm Với loại van an toàn có nhiều nhà cung cấp ta tham khảo, tra cứu thông số kỹ thuật thiết bị công cụ Internet Khi cung cấp thiết bị cho dự án, tài liệu hướng dẫn sử dụng thiết bị gửi kèm theo máy nguồn tài liệu tham khảo Tham khảo tài liệu từ nhà chuyên cung cấp dịch vụ hiệu chuẩn, bảo trì công nghiệp Phương pháp khảo sát thực tế Với đề tài liên quan đến thực tế sản xuất, tác giả chọn số xí nghiệp sau để lấy ý tưởng cho đề tài: - Xí nghiệp sửa chữa 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 nhựa hoá chất Phú Mỹ - Nhà máy đạm Phú Mỹ Nghiên cứu áp dụng lý thuyết mài nghiền đánh bóng Chế tạo máy, thử nghiệm kiểm chứng 1.5 Ý nghĩa khoa học đề tài: Cơ sở khoa học đề tài lý thuyết mài nghiền (lapping) để gia công tinh bề mặt yêu cầu có độ xác nhẵn bóng cao Việc ứng dụng lý thuyết để giải vấn đề kỹ thuật nảy sinh từ thực tế sản xuất sở ý nghĩa khoa học đề tài Trong điều kiện nay, nhu cầu mài lại bề mặt tiếp xúc van an toàn lớn Ví dụ, riêng nhà máy Nhựa hoá chất Phú Mỹ có khoảng 200 van an toàn lớn nhỏ khác trung bình với định kỳ năm lần van phải kiểm định nều có rò rỉ cần phải mài lại Trung bình tháng cần phải kiểm định bảo dưỡng 10 đến 15 van Trừ trường hợp đĩa van đế bị hư hỏng nặng phục hồi tiến hành thay chi tiết Giá thành phụ tùng kèm theo phụ thuộc vào loại van Sau ta tham khảo giá số loại van Với loại van Model 20, áp suất từ đến 300psig nhiệt độ -6 đến 4060 F giá thành theo kích thước van theo bảng sau: Cỡ van (inch) 1/2 3/4 1-1/4 1-1/2 2-1/2 Giá tiền (USD) 162,75 162,75 189,63 244,87 292,65 440,46 698,79 1191,49 Bảng 1.1: Giá thành van an toàn Model 20 (Tham khảo website wwwboilerroomsupplies.com) Với loại van Model 300, áp suất từ 15 đến 410psig nhiệt độ đến 8000 F giá thành theo kích thước van theo bảng sau: Cỡ van (inch) 1-1/4 1-1/2 2-1/2 Giá tiền (USD) 2200 3127 4400 5630 7000 8173 14000 Bảng 1.2: Giá thành van an toàn Model 300 (Tham khảo website wwwboilerroomsupplies.com) Qua ví dụ cho thấy lợi ích kinh tế mà đề tài mang lại lớn, thành công thiết kế chế tạo thiết bị mài rà lại bề mặt van an toàn đáp ứng nhu cầu khách hàng nâng cao chất lượng dịch vụ CHƯƠNG II TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI 2.1 Thuật ngữ cấu tạo hoạt động van an toàn Van an toàn lắp đặt đường ống thiết bị để bảo vệ người thiết bị áp suất hệ thống vượt áp suất cho phép Điều quan trọng vận hành thiết bị an toàn vấn đề quan tâm hàng đầu thiết bị phải làm việc giới hạn áp suất cho phép Bình thường, thiết bị điều chỉnh hoạt động giới hạn áp suất thiết kế Trong trường hợp gặp cố hệ thống dừng khẩn cấp ngừng hoạt động thiết bị theo trình tự an toàn Tuy nhiên hệ thống dừng khẩn cấp gặp cố cần phải có van an toàn để xả bớt áp suất tích trữ hệ thống Van an toàn sử dụng cho mục đích sau: - An toàn cho người vận hành thiết bị áp suất hệ thống vượt giới hạn cho phép - Bảo vệ thiết bị hệ thống áp - Giảm thời gian ngừng hệ thống áp Trong trình tìm hiểu van an toàn có thuật ngữ sau thường đề cập đến: - Van an toàn (safety valve): Là thiết bị xả áp suất tự động nhờ áp suất dòng lưu chất van đặc trưng tính chất áp suất hệ thống vượt giới hạn cho phép cửa van nhanh chóng mở hoàn toàn Van an toàn dùng với hệ thống nước, khí gas thiết bị bay - Van tràn (Relief valve): Là thiết bị xả áp suất tự động nhờ áp suất dòng lưu chất van đặc trưng tính chất áp suất hệ thống vượt giới hạn cho phép lượng mở cửa van tỉ lệ với áp suất vượt Van tràn dùng với hệ thống chất lỏng - Áp suất bắt đầu dò khí (Start-to-leak pressure): Là áp suất cửa vào van mà tượng rò rỉ bắt đầu xảy - Áp suất đặt (set pressure) gọn áp suất mở (opening pressure): Là áp suất cửa vào van mà tượng xả bắt đầu xảy ta cảm nhận giác quan nghe nhìn - Áp suất đóng (closing pressure) Là áp suất cửa vào van mà đĩa van đóng kín dòng cửa xả 2.2 Giới thiệu sản phẩm van an toàn 2.2.1 Nguyên lý hoạt động, vị trí, nhiệm vụ van an toàn hệ thống Van an toàn gắn vào thiết bị cần bảo vệ (bồn bể chứa, nồi hơi, đường ống) mặt bích hàn ren Khi áp suất cửa vào van vượt áp suất thiết định, lực tác động lên đĩa van truyền theo trục tác dụng lên loxo thắng lực căng lòxo, đĩa van nhấc lên khỏi bề mặt đế van Dòng khí theo cửa xả thoát Khi áp suất bình hạ xuống tới áp suất đóng van, đĩa van đóng lại Thường áp suất vượt 3% áp suất thiết định van mở hoàn toàn Lúc lưu lượng xả lớn Nồi Tank phân phối Cửa nhiệt Turbine Bình ngưng Bơm ngưng tụ Bơm cấp nước nồi Đường hồi Đường Ký hiệu van an toàn Hình 2.1: Vị trí lắp van an toàn hệ thống công nghệ 10 Van an toàn gắn tất thiết bị chịu áp lực Cụ thể: - Trên nồi lò gia nhiệt Trên tank phân phối Trên đường ống khí dẫn tới turbin Trên đường đường khí hồi 2.2.2 Cấu tạo số van an toàn thường gặp Cấu tạo chung van an toàn gồm phận sau: - Thân van (body) Đế van (seat) Đĩa van (disc) Thiết bị giữ đĩa van (disc holding) Trục van Lò xo Vít nén Ống dẫn hướng Thân van bắt vào bồn chứa ren mặt bích hàn Để định vị trí xác đĩa van đóng mở, đĩa van dẫn hướng xác ống dẫn hướng Vòng điều chỉnh cho phép điều chỉnh áp suất đóng van, sau điều chỉnh chúng hãm vít hãm Cần nâng Vỏ giữ van Ổ chặn Trục van Lò xo Lỗ thông Cữ chặn Vít hãm Vít hãm Đế van (seat) Thiết bị giữ đĩa van Vòng điều chỉnh Cửa xả Đĩa van (disc) Vòng điều chỉnh Cửa vào Hình 2.2: Hình dáng, cấu tạo van an toàn bắt mặt bích Kết cấu dạng bắt mặt bích có kích thước cửa vào từ 1-1/2” đến 6” thân van làm thép đúc, đĩa van đế van thép không gỉ 11 Ngoài dạng kết cấu trên, có số kiểu van sau: STT TÊN CHI TIẾT Nozle (thân van) Vít khoá Gasket (vòng làm kín) Chốt lò xo Ống dẫn hướng Bi Đĩa van Đai ốc hãm Ống hãm 10 Trục van 11 Lò xo 12 Tấm chặn 13 Nắp van 14 Đai ốc khoá 15 Vít nén 16 Nắp chụp Hình 2.3: Van an toàn model 264 265 hãng Kunkle Kết cấu buồng lò xo thông với cửa xả (Tham khảo website www.kunklevalve.com) Kết cấu dạng dùng cho thiết bị nhỏ, kích thước cửa vào từ 1” trở xuống Nhiệt độ làm việc từ -200F đến 5500F Áp suất từ 4PSI đến 3300PSI Thân van đĩa van đồng thép không gỉ 17 13 11 16 15 12 14 10 3 STT 10 11 12 13 14 15 16 17 TÊN CHI TIẾT Nozle (thân van) Vòng điều chỉnh Vít hãm Đĩa van Ống dẫn hướng Trục van Tấm chặn Nắp van (Bonnet) Lò xo Vít nén Vít khoá nắp chụp Đai ốc hãm Đòn bẩy Chốt Đai ốc Nắp chụp Long đền Hình 2.4: Van an toàn model 1543-3 hãng Consolidated Kết cấu buồng lò xo không thông với xả 12 Kết cấu dạng dùng cho thiết bị nhỏ, kích thước cửa vào từ 1/2 ” đến 2-1/2” Nhiệt độ làm việc từ -200F đến 4200F Áp suất từ 5PSI đến 350PSI 2.2.3 Kết cấu đế van (seat) đĩa van - Đế van liền với thân van (Nozzle) Thường dùng cho van có kích thước từ 1/2 ” đến 2-1/2” Với dạng kết cấu này, vỏ van (bonnet) gắn với thân van ren ống côn thân van gắn với hệ thống ren Bề mặt làm kín Phần ren côn bắt vỏ van Phần ren côn bắt vào bồn chứa Hình 2.5: Kết cấu đế van dạng liền thân - Đế van rời với thân van Thường dùng cho van có kích thước từ 1-1/2 ” đến 6” Với dạng kết cấu này, vỏ van (bonnet) gắn với thân van mặt bích thân van gắn với bồn chứa mặt bích Mặt bích bắt vỏ van Bề mặt làm kín tiếp xúc với đĩa van Cửa xả Mặt bích bắt vào bồn chứa Hình 2.6: Kết cấu đế van rời thân van 13 - Đĩa van dạng phẳng Bề mặt tiếp xúc với đế van mặt phẳng Đĩa van tự lựa đầu trục van có dạng chỏm cầu Bề mặt làm kín tiếp xúc với seat Hình 2.7: Đĩa van dạng phẳng - Đĩa van dạng không phẳng Bề mặt tiếp xúc với đế van mặt phẳng, nhiên phần không tiếp xúc có dạng cầu lồi Đĩa van tự lựa đầu trục van có dạng chỏm cầu Hình 2.8: Đĩa van dạng không phẳng 2.2.4 Yêu cầu kỹ thuật làm việc van an toàn Van an toàn bảo vệ thiết bị nhà máy, giữ an toàn cho thiết bị người van an toàn cần phải đảm bảo số yêu cầu kỹ thuật sau - Đóng mở áp suất thiết định - Lưu lượng xả thiết kế - Đảm bảo kín khít theo yêu cầu 2.2.5 Các dạng hư hỏng thường gặp Do làm việc điều kiện áp suất nhiệt độ cao thường môi trường chất khí, nhiệt có tính ăn mòn hoá học cao tiết van bị mòn Cụ thể dạng hỏng biện pháp khắc phục số chi tiết : 14 STT Chi tiết hư hỏng Dạng hỏng Biện pháp khắc phục Đĩa van (disc) Đế van (seat) Vòng điều chỉnh Lò xo Trầy xước, rỗ Trầy xước, rỗ Mòn Mỏi Có thể mài lại thay Có thể mài lại thay Thay Thay Bảng 2.1: Các dạng hư hỏng thường gặp van an toàn Lò xo sau thời gian làm việc bị mỏi nứt gãy làm cho van đóng mở không áp suất thiết định, dạng hỏng thay Vòng điều chỉnh mòn dòng khí có áp suất cao Đĩa van đế van hư hỏng thường trầy xước làm rò rỉ Để đo độ kín khít van dùng thiết bị thử kín (Leakage test) 2.3 Tình hình bảo dưỡng sửa chữa van an toàn nước 2.3.1 Tình hình nước Trên giới, nhà sản xuất cung ứng dịch vụ bảo dưỡng sửa chữa van chế tạo thiết bị chuyên dùng để khôi phục bề mặt làm việc van Cụ thể: Hãng Crosby có dụng cụ Reseating Machine dùng để gia công lại bề mặt đế van Với dụng cụ van an toàn không cần tháo khỏi hệ thống sửa chữa mà cần tháo nắp van gá dụng cụ trực tiếp vào vị trí nắp van Hình 2.9: Dụng cụ Reseating Machine (Tham khảo website www.tycovalves.com) 15 Hãng chế tạo máy công cụ nhỏ gọn Climax có vài loại máy dùng để phục hồi bề mặt làm việc van an toàn sau: ƒ Model VM5000 Bàn mài nghiền dùng để nghiền bề mặt đĩa van Hình 2.10: Bàn mài nghiền hãng Climax (Tham khảo website www.cpmt.com) Các thông số kỹ thuật chủ yếu: - Kích thước bàn máy: F600 - Khối lượng chi tiết lớn gia công máy: 30kg - Tốc độ bàn máy: – 50 vòng/phút ƒ Model VM5800 máy để bàn hãng Climax Hình 2.11: Máy gia công lại bề mặt van hãng Climax (Tham khảo website www.cpmt.com) 16 Các thông số kỹ thuật chủ yếu: - Kích thước bàn máy quay: ∅500 - Tốc độ bàn máy: – 50 vòng/phút - Tốc độ trục chính: 10 – 340 vòng/phút - Kích thước bàn máy cố định 500 x 500 - Khối lượng chi tiết lớn gia công máy: 300kg ƒ Model VM7000 dùng để sửa chữa van an toàn hãng Consolidated Crosby chỗ mà không cần tháo van khỏi đường ống Hình 2.12: Máy VM7000 hãng Climax (Tham khảo website www.cpmt.com) Các máy móc kèm theo phụ tùng hỗ trợ cho phép phục hồi lại bề mặt làm việc van an toàn 2.3.2 Tình hình nước Ở nước ta, công việc mài rà lại bề mặt đĩa van an toàn chưa quan tâm mức Tất nhà cung cấp dịch vụ sửa chữa bảo dưỡng chưa trang bị loại máy chuyên dùng Khi có nhu cầu rà lại bề mặt van chủ yếu làm dụng cụ cầm tay thô sơ Đĩa van Tấm kính Hình 2.14: Mài rà đĩa van tay (Ảnh chụp Trường Đào tạo NL Dầu khí) Hình 2.13: Sơ đồ mài rà đĩa van tay 17 Khi rà đĩa van đế van dạng liền thân, dùng bột mài trộn dầu nhờn bôi lên bề mặt kính dùng tay trà bề mặt đĩa van mặt kính vết trầy xước bề mặt không dừng Tấm kính Hình 2.15: Sơ đồ mài rà seat van dạng liền thân tay Hình 2.16: Mài rà seat van dạng liền thân tay (Ảnh chụp Trường Đào tạo NL Dầu khí) Khi rà đĩa van seat van dạng rời thân, dùng trục van đĩa van làm dụng cụ mài rà, bột mài trộn dầu nhờn bôi lên bề mặt dụng cụ dùng tay xoáy qua lại bề mặt với Trục van gắn tuỳ động với đĩa van Hình 2.17: Sơ đồ mài rà seat van dạng rời thân tay 18 [...]... sự thành công trong thiết kế chế tạo thiết bị mài rà lại bề mặt của van an toàn áp ứng được nhu cầu của khách hàng và nâng cao chất lượng dịch vụ 8 CHƯƠNG II TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI 2.1 Thuật ngữ về cấu tạo và hoạt động của van an toàn Van an toàn được lắp đặt trên đường ống và các thiết bị để bảo vệ con người và các thiết bị khi áp suất của hệ thống vượt quá áp suất cho phép... hình bảo dưỡng sửa chữa van an toàn trong và ngoài nước 2.3.1 Tình hình ở nước ngoài Trên thế giới, các nhà sản xuất và cung ứng các dịch vụ bảo dưỡng sửa chữa van cũng đã chế tạo các thiết 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 đế van Với dụng cụ này thì van an toàn không cần tháo ra khỏi hệ thống khi sửa chữa. .. 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 yếu làm bằng các dụng cụ cầm tay thô sơ Đĩa van Tấm kính Hình 2.14: Mài rà đĩa van bằng tay (Ảnh chụp tại Trường Đào tạo NL Dầu khí) Hình 2.13: Sơ đồ mài rà đĩa van bằng tay 17 Khi rà đĩa van và đế van dạng liền thân, dùng. .. tự động nhờ áp suất của dòng lưu chất trong van được đặc trưng bởi tính chất là khi áp suất hệ thống vượt quá giới hạn cho phép thì cửa van nhanh chóng được mở hoàn toàn Van an toàn được dùng với các hệ thống hơi nước, khí gas hoặc các thiết bị bay hơi - Van tràn (Relief valve): Là thiết bị xả áp suất tự động nhờ áp suất của dòng lưu chất trong van được đặc trưng bởi tính chất là khi áp suất hệ thống... bột mài trộn dầu nhờn bôi lên bề mặt tấm kính rồi dùng tay trà bề mặt đĩa van trên mặt tấm kính cho đến khi các vết trầy xước trên bề mặt không còn thì dừng Tấm kính Hình 2.15: Sơ đồ mài rà seat van dạng liền thân bằng tay Hình 2.16: Mài rà seat van dạng liền thân bằng tay (Ảnh chụp tại Trường Đào tạo NL Dầu khí) Khi rà đĩa van và seat van dạng rời thân, dùng ngay trục van và đĩa van làm dụng cụ mài rà, ... vận hành thiết bị là an toàn và vấn đề được quan tâm hàng đầu là các thiết bị phải luôn làm việc trong giới hạn áp suất cho phép Bình thường, các thiết bị được điều chỉnh và hoạt động trong giới hạn áp suất thiết kế Trong trường hợp gặp sự cố thì hệ thống dừng khẩn cấp sẽ ngừng hoạt động các thiết bị theo trình tự an toàn Tuy nhiên nếu hệ thống dừng khẩn cấp cũng gặp sự cố thì cần phải có các van an... cửa van tỉ lệ với áp suất vượt quá Van tràn được dùng với các hệ thống chất lỏng - Áp suất bắt 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 suất đặt (set pressure) còn gọn là áp suất mở (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 suất. .. trục van có dạng chỏm cầu Hình 2.8: Đĩa van dạng không phẳng 2.2.4 Yêu cầu kỹ thuật khi làm việc của van an toàn Van an toàn bảo vệ các thiết bị trong nhà máy, giữ an toàn cho thiết bị và con người do đó van an toàn cần phải đảm bảo một số yêu cầu kỹ thuật sau - Đóng mở đúng áp suất thiết định - Lưu lượng xả đúng thiết kế - Đảm bảo kín khít theo yêu cầu 2.2.5 Các dạng hư hỏng thường gặp Do làm việc trong. .. pressure) Là áp suất tại cửa vào của van mà tại đó đĩa van đóng kín dòng cửa xả 9 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 thống Van an toàn được gắn vào thiết bị cần bảo vệ (bồn bể chứa, nồi hơi, đường ống) bằng mặt bích hoặc hàn hoặc bằng ren Khi áp suất tại cửa vào của van vượt quá áp suất thiết định, lực tác động lên đĩa van truyền theo... thể mài lại hoặc thay thế Thay mới Thay mới Bảng 2.1: Các dạng hư hỏng thường gặp của van an toàn Lò xo sau một thời gian làm việc có thể bị mỏi hoặc nứt gãy làm cho van đóng mở không đúng áp suất thiết định, dạng hỏng này chỉ có thể thay mới Vòng điều chỉnh trên và dưới mòn do dòng khí có áp suất cao Đĩa van và đế van hư hỏng thường do trầy xước làm rò rỉ Để đo độ kín khít của van dùng thiết bị thử ... THẠC SĨ 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 Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo máy Mã số ngành: ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN NGỌC TUẤN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ MÀI RÀ CHUYÊN DÙNG PHỤC VỤ CÔNG VIỆC BẢO DƯỠNG VÀ SỬA... TẮT: Van an toàn thiết bị bảo vệ hệ thống công nghệ áp, chi tiết van an toàn chế tạo với độ xác cao Việc hiệu chỉnh, bảo dưỡng sửa chữa chúng đòi hỏi phải có thiết bị chuyên dùng Nghiên cứu chế tạo