Van dao cắt Class 300 cho dự án vàng Pani: 14 in, chế tạo theo MSS-SP-81

Van dao cắt là loại van có vẻ ngoài bình dân nhất trong mọi nhà máy — một lưỡi dao mỏng, một nắp van, một tay quay. Sự bình dân ấy kết thúc ở Class 300, với lỗ thông 14-inch, trong một nhà máy vàng dẫn dung dịch xyanua kiềm qua các đường ống công nghệ. Trang này mô tả van dao cắt 14-inch Class 300 cung cấp cho dự án vàng Pani của PT Merdeka Copper Gold, và điều gì thay đổi khi một dòng van vốn thường được mua như một "van cách ly giá rẻ" buộc phải được thiết kế kỹ thuật thực thụ.

1. Điều kiện làm việc, trong sáu dòng

Môi trường làm việc: các đường nước công nghệ và bùn khoáng tại nhà máy xyanua hóa vàng — dung dịch chứa natri xyanua và natri hydroxit

Van: van dao cắt 14 in, Class 300, bích RF theo ASME B16.5

Thiết kế và chế tạo: MSS-SP-81 (chiều dài mặt đối mặt, kích thước đầu nối và thiết kế thân van đều theo tiêu chuẩn này)

Thân van và nắp van: đúc ASTM A351 CF3M; cửa van SS316L; trục van ASTM A182 F316L

Vận hành: hộp giảm tốc bánh răng côn, lắp tay quay

Thử áp: thân 7.5 MPa, đế 5.5 MPa, theo API 598

Mọi thứ còn lại — bộ bu lông, đệm làm kín, đế van — đều suy ra từ sáu dòng này.

2. Vì sao Class 300 thay đổi van dao cắt

Phần lớn van dao cắt được mua ở Class 125 hoặc 150, nơi logic của tiêu chuẩn rất đơn giản: một thân wafer mỏng, một lưỡi dao, một đế van. Ở Class 300, phép tính thay đổi. Áp suất thử thân là 7.5 MPa và thử đế 5.5 MPa — cao hơn khoảng một nửa so với các class thấp hơn — và mọi bộ phận của kết cấu phải chịu nổi mức đó: thân đúc đồ sộ hơn quanh khoang cửa van, bố trí hộp nhồi giữ kín dưới tải trọng cao hơn, bu lông bích đi qua các lỗ 14 × Ø33 mm trên mặt bích 514 mm.

Điều không thay đổi là lý do van dao cắt được chọn ngay từ đầu: lỗ thông thẳng cùng lưỡi dao mỏng mở cho bùn khoáng một đường thông thoáng khi mở và một đường cắt sạch khi đóng. Van cổng 14-inch hay van cầu 14-inch đều cách ly được, nhưng van dao cắt làm việc đó với chiều dài mặt đối mặt chỉ bằng một phần nhỏ (159 mm ở cỡ này) và trọng lượng cũng chỉ bằng một phần nhỏ — chiều cao tổng thể 1,343 mm tính cả hộp giảm tốc bánh răng côn, so với mức hơn hẳn gấp đôi của van cổng nắp bích bu lông kèm hộp số.

3. Van nằm ở đâu trong nhà máy vàng

Xyanua hóa — hòa tan vàng từ quặng trong dung dịch natri xyanua loãng, thường khoảng 2 % w/v duy trì ở pH 11 bằng natri hydroxit — chi phối toàn bộ phần cuối của một nhà máy vàng: bể ngâm, đường chuyển, các ống góp nước công nghệ. Các van trên những đường này phải đối mặt đồng thời với hai vấn đề. Dung dịch ăn mòn thép thường, và các đường ống này mang chất rắn, thứ gây kẹt hoặc mài mòn bất cứ thiết bị nào có đường dòng chảy hẹp và có vật cản.

Sự kết hợp đó — chịu hóa chất cộng với dòng bùn đi thẳng — chính là địa bàn của van dao cắt, và cũng chính là lý do ở đây vật liệu quan trọng ngang với class áp suất.

Đơn mua hàng cũng cho thấy quy mô của giai đoạn mà van này thuộc về. Gói hàng gồm hơn năm trăm dòng hạng mục và gần một nghìn van tổng cộng: khoảng 540 van cầu bi nổi, 170 van bướm, 135 van một chiều hai tấm, 116 van dao cắt, cộng thêm một số ít bộ lọc. Danh sách không phải một đống ngẫu nhiên — nó lặp lại theo từng khối giống hệt nhau, mỗi khối ứng một đường công nghệ: ba van dao cắt 14-inch Class 300, một van dao cắt 8-inch Class 300, ba van một chiều kiểu bi 14-inch, chín van bướm 18-inch và một bộ van cầu cỡ nhỏ, hết đường này đến đường khác. Trong mỗi khối, van dao cắt là nhóm ít nhất về số lượng và đặc thù nhất về nhiệm vụ. Mọi van khác trong khối đều có sản phẩm đại trà tương đương trên kệ của bất kỳ nhà phân phối nào; van dao cắt inox 14-inch Class 300 — thân CF3M, đế EPDM, hộp giảm tốc bánh răng côn, thử thân 7.5 MPa — phải chế tạo theo đơn đặt hàng dựa trên bản vẽ.

4. Những gì bản vẽ đã chốt

Bản vẽ được duyệt khóa chặt toàn bộ giải pháp kỹ thuật trước khi sản xuất bắt đầu:

Thiết kế, chiều dài mặt đối mặt và đầu nối theo MSS-SP-81 — tiêu chuẩn dành riêng cho van dao cắt, giữ cho van tương thích hoán đổi với các dòng SP-81 sẵn có của nhà máy

Thân van và nắp van đúc ASTM A351 CF3M — mác 316L đúc, được xác nhận ngay ở khâu bản vẽ

Truyền động hộp giảm tốc bánh răng côn — ở cỡ 14 inch, tay quay thường trên trục cửa van đòi mô-men xoắn nhiều hơn mức một người vận hành nên phải bỏ ra; hộp giảm tốc bánh răng côn đưa việc ấy trở lại mức một tay và giữ vị trí trước rung động đường ống

5. Ma trận cấu hình

6. Vật liệu: những gì chạm vào dung dịch

Chất lỏng quyết định danh mục vật liệu, từng dòng một:

Thân van và nắp van CF3M. Mác đúc tương đương 316L, carbon giữ thấp để đảm bảo khả năng hàn và dư địa chống ăn mòn. Mọi bề mặt ướt của biên chịu áp đều là inox austenit — không có thép carbon nào trong đường dung dịch để bị môi trường xyanua ăn mòn.

Cửa van SS316L. Lưỡi dao trượt trong đế van mỗi chu kỳ; 316L carbon thấp giữ cho vết ăn mòn khởi phát ở mép trượt không lan rộng, chu kỳ này qua chu kỳ khác.

Đế van EPDM. Với nền hóa chất này, EPDM là đế mềm đúng: nó gần như thờ ơ với dung dịch kiềm loãng và xyanua, nơi PTFE về mặt hóa học thì ổn nhưng lại bị chảy nguội dưới tải đế. Cái đổi lại là nhiệt độ và khả năng chịu dầu — vì vậy lựa chọn đế được nói thẳng ở mục 7 thay vì giấu kín.

Đệm làm kín Graphite. Đệm làm kín trục van là Graphite, không phải cao su: vùng độn chịu nhiệt ma sát của trục van và cần giữ ổn định qua nhiều năm vận hành thưa nhưng mang tính quyết định.

Bu lông B8M/8M và hộp nhồi CF8M. Mọi bộ phận bên ngoài nằm trong vùng ướt hoặc vùng rửa cũng đều giữ là inox, để một lần xịt rửa không làm van loang vệt gỉ.

7. Những trường hợp van này KHÔNG phải là giải pháp

Chế độ điều chỉnh lưu lượng. Van dao cắt là van cách ly. Nó là công cụ sai cho nhiệm vụ tiết lưu hoặc điều khiển — lưỡi dao rung giật vào dòng chảy ở các độ mở một phần.

Tiếp xúc dầu hoặc hydrocacbon. Đế EPDM trương nở trong hydrocacbon. Bất kỳ đường ống nào có khả năng nhiễm dầu cần một vật liệu đế khác — đây là quy tắc hóa chất duy nhất có ưu thế vượt lên trên hành vi kiềm/xyanua vốn xuất sắc ở mọi phương diện khác.

Làm việc nóng liên tục vượt vùng an toàn của đế. Biên chịu áp được đánh giá −29 đến 320 °C, nhưng giới hạn làm việc liên tục thực tế của đế EPDM thấp hơn hẳn. Các đường nóng cần thiết kế đế kim loại hoặc đế mềm chịu nhiệt độ cao.

Chặn kép và xả thực thụ. Một đế mềm, một lưỡi dao: cách ly tốt, nhưng nhà máy đòi cách ly kép được kiểm chứng giữa các phân đoạn đang có áp thì cần hai van hoặc bố trí DBB, không phải một van dao cắt.

8. Kiểm định và bộ hồ sơ tài liệu

Mỗi van được thử thủy tĩnh theo API 598 — thân ở 7.5 MPa và đế ở 5.5 MPa, các tải chứng minh tương ứng với Class 300 trong kết cấu này — kèm biên bản thử cho từng van. Giấy chứng nhận thử vật liệu phủ thân đúc, nắp van, cửa van và trục van; kiểm tra kích thước xác nhận chiều dài mặt đối mặt và khoan bích theo MSS-SP-81 và ASME B16.5 trước khi xuất hàng. Bộ hồ sơ tài liệu được đóng gói để nhà máy có thể lập hồ sơ từng van theo danh mục đường ống, thay vì phải phân loại các chứng chỉ rời rạc tại công trường.

9. Câu hỏi thường gặp

Vì sao lại chọn Class 300 cho van dao cắt trong khi Class 150 là thông lệ?

Vì áp suất đường ống bắt buộc như vậy. Van dao cắt Class 300 chịu tải chứng minh thân khoảng gấp đôi các class thấp hơn; thân van, hộp nhồi và bu lông đều được định cỡ cho mức đó. Nếu đường ống chạy ở áp suất Class 150, mua Class 300 là trả tiền cho khối lượng thừa; nếu đường ống là Class 300, van dao cắt class thấp hơn là một vết rò đang chờ bộ hồ sơ thử áp ra tay.

EPDM có phải là đế van phù hợp cho dung dịch xyanua và kiềm không?

Với môi trường NaCN và NaOH loãng, đúng — EPDM chịu được cả hai nơi nhiều vật liệu đàn hồi gục ngã. Những ngoại lệ cần nói to: hydrocacbon (EPDM trương nở) và nhiệt độ cao kéo dài. Ở đâu xuất hiện một trong hai, vật liệu đế phải đổi.

Vì sao dùng hộp giảm tốc bánh răng côn trên van dao cắt 14-inch?

Mô-men xoắn cửa van tăng rất nhanh theo lỗ thông và tải đế. Ở cỡ 14 inch và Class 300, tay quay thường cần lực thực để ép lưỡi dao vào đế; hộp giảm tốc bánh răng côn khuếch đại lực vào của người vận hành và giữ vị trí cửa van trước rung động — với cái giá khiêm tốn về thời gian vận hành.

Van có dùng được hai chiều không?

Kết cấu đế mềm chịu được áp lực từ cả hai phía, nhưng hộp nhồi và chồng đệm làm kín được tối ưu cho hướng dòng-về-đế tiêu chuẩn. Tra bản vẽ để biết hướng lắp đặt ưu tiên trên các đường áp suất cao.

10. Gửi chúng tôi tám dòng này và chúng tôi sẽ báo giá

Chất lưu, trạng thái và hóa chất (nồng độ dung dịch, pH)

Cỡ đường ống và class áp suất

Hàm lượng chất rắn hoặc mô tả bùn khoáng, nếu có

Nhiệt độ vận hành và nhiệt độ thiết kế

Đầu nối và giới hạn chiều dài mặt đối mặt

Vận hành: tay quay, hộp số, hoặc có cơ cấu chấp hành

Yêu cầu riêng về vật liệu đế hoặc hạn chế môi trường (tiếp xúc dầu? nhiệt độ?)

Tiêu chuẩn áp dụng và yêu cầu thử nghiệm

Dữ liệu kỹ thuật van trên trang này: bản vẽ xưởng đã duyệt QM4043X-300LB (V02C) và mô tả đơn mua hàng, van dao cắt cho một dự án chế biến vàng.