van cổng thép wcb dn100, d100, 100A, PN16, 10K, gate valve cast steel SCPH2,LCB, A216, A217

Van cổng thép WCB DN100 là lựa chọn “xương sống” cho vị trí cách ly on/off trên các tuyến hơi nước, dầu truyền nhiệt, hydrocacbon, PCCC và nước nóng công nghiệp. Bài viết này – dựa trên MASTER_DATA đã chuẩn hoá của TOAN VAN – cung cấp góc nhìn kỹ thuật – thương mại toàn diện: cấu tạo, nguyên lý, tiêu chuẩn, định mức P–T, ưu/nhược điểm, bảng so sánh các biến thể (WCB/SCPH2/LCB; PN16/10K/Class 150; OS&Y/NRS; Trim 13Cr/Stellite; PTFE/EPDM), ứng dụng, case study tại Việt Nam, checklist mua & lắp đặt TOAN VAN, FAQs, cùng các khuyến nghị thực tế để tối ưu TCO.

---

1) Giải thích nhanh các thuật ngữ lõi

• DN (Nominal Diameter): đường kính danh nghĩa. DN100 ≈ 4″, còn gọi D100 hoặc 100A (ký hiệu JIS).

• PN (Nominal Pressure): áp suất danh nghĩa theo EN/DIN; PN16 là cấp phổ biến cho nước/nhiệt trung bình.

• JIS 10K: cấp mặt bích theo Japanese Industrial Standards; không hoán đổi trực tiếp với PN16.

• ASME Class 150: cấp áp theo hệ Mỹ; áp cho phép giảm khi nhiệt độ tăng (theo ASME B16.34).

• WCB (ASTM A216 Gr. WCB): thép carbon đúc cho thân/nắp; dải nhiệt khuyến nghị ~ –29°C đến 425°C.

• LCB (ASTM A352 Gr. LCB): thép carbon đúc nhiệt độ thấp;

• SCPH2 (JIS): tương đương WCB theo hệ Nhật.

• A217 (WC6/WC9): nhóm hợp kim Cr–Mo cho nhiệt độ rất cao (so sánh tham khảo; không phải cấu hình chuẩn của van cổng WCB).

• OS&Y (Outside Screw & Yoke): ty nổi, bảo vệ ren khỏi lưu chất, chỉ báo trạng thái rõ; là mặc định theo API 600.

• Flexible wedge: đĩa nêm có rãnh đàn hồi, giảm kẹt do giãn nở nhiệt, cải thiện độ kín kim loại–kim loại.

• Trim 13Cr (API Trim 8): bề mặt kín/ty bằng thép 13%Cr; có thể hardfacing Stellite cho duty xói mòn/nhiệt cao.

Kinh nghiệm từ chuyên gia TOAN VAN: Với van cổng thép WCB DN100 dùng cho hơi/nhiệt, cấu hình OS&Y + flexible wedge + Trim 13Cr + gioăng spiral wound graphite đem lại độ kín ổn định và vòng đời dài trong điều kiện biến thiên nhiệt.

---

2) Cấu tạo & nguyên lý vận hành

2.1 Cấu tạo chính (chuẩn TOAN VAN)

• Thân/nắp: ASTM A216 WCB, bolted bonnet; sơn phủ bảo vệ theo môi trường.

• Gioăng nắp: spiral wound + graphite cho nhiệt cao; PTFE/Klingerite cho nhiệt trung bình (tùy duty).

• Ty (stem): ưu tiên OS&Y; NRS dùng khi hạn chế chiều cao hoặc lắp ngầm.

• Đĩa (wedge): solid wedge (phổ biến) / flexible wedge (giảm kẹt, kín ổn định).

• Seat rings: hàn vào thân, mặt kín 13Cr, tùy chọn Stellite tăng chống xói mòn.

• Vận hành: tay quay; có thể retrofit actuator điện 24V/220V/380V hoặc khí nén khi tự động hóa.

2.2 Nguyên lý vận hành

Van cổng là van tuyến tính đa vòng; khi mở hoàn toàn, đĩa rút khỏi lối dòng, tạo đường dẫn thẳng với tổn thất áp (ΔP) rất thấp – phù hợp làm van cách ly chính.
Không dùng điều tiết (throttling): mở một phần tạo vận tốc cục bộ cao → wire drawing xói mòn bề mặt kín → nhanh mất kín.

---

3) Thông số kỹ thuật chi tiết – DN100

• Kích cỡ danh nghĩa: DN100 (4″, D100, 100A)

• Chuẩn áp & mặt bích khả dụng:

  • PN16 (EN/DIN) – mặt bích PN.

  • JIS 10K (Nhật) – mặt bích 10K.

  • ASME Class 150 (Mỹ) – mặt bích ASME B16.5 kiểu RF.
    (Chú ý: không lắp chéo PN16 ↔ 10K ↔ Class 150 nếu hệ ống không đồng bộ chuẩn.)

• Face-to-Face: ASME B16.10 (series gate valve).

• P–T (tham chiếu WCB, ASME B16.34): Class 150 ~ 19.6 bar @ ~38°C; giảm còn ~5–6 bar @ 425°C.

• Vật liệu thân/nắp: A216 WCB; lựa chọn LCB cho nhiệt thấp; SCPH2 nếu theo JIS.

• Trim: API Trim 8 (13Cr); Stellite cho hơi/xói mòn/chu kỳ thao tác nhiều.

• Packing & backseat: graphite/PTFE theo nhiệt; backseat hỗ trợ thay packing khi van mở (theo API 598).

• Thiết kế/kiểm tra: API 600 / API 598.

TOAN VAN khuyến nghị: Với van cổng thép WCB DN100 ở duty >170°C, chọn flexible wedge + spiral wound graphite để duy trì kín lâu dài, hạn chế kẹt do biến thiên nhiệt.

---

4) Ưu – nhược điểm của van cổng WCB DN100

Ưu điểm

• ΔP cực thấp khi mở hoàn toàn → tiết kiệm năng lượng bơm.

• Kết cấu hạng nặng theo API 600, độ bền cơ học cao.

• Hai chiều, lắp đặt linh hoạt; backseat hỗ trợ bảo trì.

• Tương thích chuẩn rộng (ASME/JIS/PN), thuận tiện tích hợp đa hệ.

Nhược điểm

• Không điều tiết (tránh mở một phần).

• Đa vòng – đóng/mở chậm so với van bi/van bướm.

• Cần không gian trên (envelope OS&Y cao).

• Khả năng chống ăn mòn hóa học hạn chế (thân thép carbon cần sơn/phủ, đánh giá môi trường).

---

5) Bảng so sánh quan trọng (DN100)

5.1 Vật liệu thân & tiêu chuẩn áp lực

5.2 Cấu hình vận hành & làm kín

5.3 So sánh vật liệu gioăng (phục vụ lựa chọn)

5.4 So sánh inox (tham chiếu – khi khách cân nhắc van inox)

5.5 So sánh điện áp actuator (nếu tự động hóa)

TOAN VAN khuyến nghị: Với van cổng thép WCB DN100, tay quay là cấu hình phổ biến. Nếu tích hợp BMS/PLC, ưu tiên 24V; nếu retrofit nhanh tại hiện trường, 220V AC thuận tiện hơn (nhưng tuân thủ an toàn điện).

---

6) Ứng dụng điển hình của DN100

• Hơi nước công nghiệp: van cách ly trên tuyến cấp cho bộ trao đổi nhiệt/nồi hấp/thiết bị gia nhiệt.

• Dầu truyền nhiệt: cách ly cụm heater/đường hồi, cần kín kim loại–kim loại ổn định.

• Hydrocacbon: tuyến sản xuất/tiện ích (không ăn mòn mạnh).

• PCCC: van cách ly trên riser/nhánh chính; cần chỉ báo vị trí rõ cho đội vận hành.

• Nước nóng/cấp nước công nghiệp: khi ưu tiên ΔP thấp ở trạng thái mở.

---

7) Case study Việt Nam – DN100 tại nhà máy thực phẩm (VSIP Bắc Ninh)

Bài toán: Tuyến hơi bão hoà 9–10 bar cấp cho bộ trao đổi nhiệt nấu/hấp. Vị trí cần van cách ly DN100 với yêu cầu độ kín ổn định qua chu kỳ nhiệt, bảo trì đơn giản, chỉ báo rõ tại hiện trường.

Giải pháp TOAN VAN:

• Van cổng thép WCB DN100, OS&Y, flexible wedge, Trim 13Cr, seat ring hàn; gasket spiral wound + graphite.

• Chuẩn áp dụng: API 600 (thiết kế), API 598 (thử shell/seat/backseat), ASME B16.10 (F2F), ASME B16.5 RF Class 150 (mặt bích).

• Lý do chọn: ΔP thấp, kín ổn định ở duty nhiệt, dễ quan sát & bảo trì nhờ OS&Y + backseat.

Kết quả: Sau 12–18 tháng, không ghi nhận seat leakage; packing bền nhờ bôi trơn & kiểm tra định kỳ. Thời gian dừng máy bảo trì giảm ~25–30% so với cấu hình NRS/solid wedge trước đây.

---

8) Lưu ý an toàn – tuân thủ (TOAN VAN)

• Tuyệt đối không điều tiết: tránh mở một phần gây wire drawing làm hỏng mặt kín.

• Tuân thủ P–T (ASME B16.34): chọn đúng Class/PN tương ứng nhiệt độ vận hành.

• Hồ sơ chất lượng: yêu cầu CO/CQ/MTR và Pressure Test Certificate theo API 598 khi nghiệm thu.

• Sơn/phủ bảo vệ: môi trường ẩm/ngoài trời → hệ sơn epoxy/PU đúng quy trình.

• PCCC: vị trí van cách ly cần dễ tiếp cận, chỉ báo rõ, tuân thủ yêu cầu nghiệm thu.

---

9) TOAN VAN – Checklist mua & lắp đặt (DN100)

Trước khi mua

• DN & mặt bích: DN100, chọn PN16 / JIS 10K / ASME Class 150 phù hợp hệ ống (không trộn chuẩn).

• Thiết kế & kiểm tra: API 600 / API 598.

• F2F: đúng series ASME B16.10 cho gate valve.

• Vật liệu: A216 WCB (hoặc LCB cho lạnh; SCPH2 theo JIS).

• Ty & wedge: OS&Y (ưu tiên), flexible wedge cho duty biến thiên nhiệt.

• Trim: 13Cr (mặc định) / Stellite (nhiệt cao/xói mòn).

• Hồ sơ: CO/CQ/MTR, API 598 test certificate.

• Sơn/phủ & nhãn: theo môi trường/nhận diện dự án.

Khi lắp đặt

• Căn đồng trục mặt bích, chọn gasket đúng vật liệu (graphite cho hơi/nhiệt).

• Siết bulông theo pattern chéo & mô-men; re-torque sau chạy thử.

• Bố trí khoảng không OS&Y đủ hành trình ty; tránh cấn trần/thanh giằng.

• Chạy thử đóng/mở kiểm tra kẹt/rò; ghi nhận hành trình.

• Bảo trì định kỳ: bôi trơn ty, kiểm packing; “exercising” cho vị trí ít thao tác.

TOAN VAN khuyến nghị: Trên tuyến hơi, bố trí drain/vent gần van để xả ngưng/xả khí khi bảo trì; giúp kéo dài tuổi thọ mặt kín & packing.

---

10) Câu hỏi thường gặp (FAQs)

1. DN100 PN16 có lắp chung với JIS 10K không?
   Không. PN16 và JIS 10K khác về mặt bích & định mức P–T; chỉ dùng khi hệ ống đồng bộ chuẩn.

2. Vì sao van cổng không dùng để điều tiết?
   Mở một phần tạo khe hẹp làm vận tốc dòng tăng, gây wire drawing xói mòn mặt kín → nhanh mất kín. Van cổng tối ưu cho on/off.

3. Chọn OS&Y hay NRS cho DN100?
   OS&Y: bền, bảo vệ ren ty, chỉ báo rõ; NRS: khi hạn chế chiều cao/lắp ngầm (nhưng bảo trì khó hơn).

4. Trim 13Cr và Stellite khác nhau thế nào?
   13Cr đáp ứng đa số duty; Stellite cho nhiệt cao/xói mòn/chu kỳ thao tác nhiều cần bề mặt cứng hơn.

5. WCB khác gì LCB và A217 (WC6/WC9)?
   WCB cho nhiệt thường–cao; LCB cho nhiệt thấp; A217 WC6/WC9 là hợp kim Cr–Mo dùng cho nhiệt độ rất cao – là nhóm khác với WCB.

6. Flexible wedge có cần thiết?
   Không bắt buộc, nhưng có lợi khi duty biến thiên nhiệt, giúp giảm kẹt và cải thiện kín lâu dài.

7. Có gắn actuator điện cho DN100 được không?
   Có. 220V AC thuận tiện retrofit; 24V phù hợp tủ PLC/an toàn. Kiểm mô-men, hành trình, IP, nhiệt môi trường.

---

11) Kết luận & CTA

Van cổng thép WCB DN100 là hạng mục cốt lõi cho vị trí cách ly on/off trên tuyến hơi, dầu nóng, hydrocacbon, PCCC nhờ ΔP thấp, kết cấu hạng nặng (API 600), thử kín API 598, và tính tương thích chuẩn (ASME/JIS/PN). Lựa chọn đúng chuẩn mặt bích, kiểu ty, wedge, trim, vật liệu gioăng cùng quy trình lắp đặt chuẩn sẽ quyết định độ kín – tuổi thọ – TCO của hệ thống.

TOAN VAN luôn sẵn kho DN100, hỗ trợ bóc tách kỹ thuật, đề xuất cấu hình tối ưu, cung cấp đầy đủ CO/CQ/MTR & Pressure Test Certificate theo API 598.

Để nhận tư vấn kỹ thuật chuyên sâu và báo giá cạnh tranh nhất cho van cổng thép WCB DN100, quý khách hàng vui lòng liên hệ TOAN VAN – Hotline: 0985.474.986 – Email: toan46n1@gmail.com – Website: https://vanhanquoc.com.vn/.