Định nghĩa ống thép
Ống thép là sản phẩm thép rỗng có tiết diện tròn hoặc không tròn, được xác định bởi ba kích thước chính: đường kính ngoài, độ dày thành và chiều dài. Do phần rỗng chịu tải uốn và xoắn hiệu quả nên ống nhẹ hơn nhiều so với thanh đặc có cùng khả năng chịu tải và vì lỗ khoan liên tục nên ống cũng đóng vai trò là ống dẫn kín áp cho chất lỏng. Hai chức năng này tạo ra toàn bộ dòng sản phẩm, từ ống dẫn thành mỏng và ống chính xác cho đến đường ống có thành dày và ống nồi hơi.
Các ống dịch vụ áp suất phải vượt qua bài kiểm tra thủy tĩnh, trong đó đường ống được đổ đầy và tạo áp suất đến giá trị được tính toán theo tiêu chuẩn quản lý và được kiểm tra xem có rò rỉ, rỉ nước hoặc biến dạng vĩnh viễn hay không. Tùy thuộc vào tiêu chuẩn và yêu cầu của người mua, các thử nghiệm bổ sung như thử nghiệm làm phẳng, giãn nở, uốn cong, va đập và độ cứng cũng được áp dụng và kiểm tra không phá hủy bằng phương pháp siêu âm, chụp ảnh phóng xạ hoặc dòng điện xoáy được sử dụng khi thông số kỹ thuật yêu cầu.
Phân loại theo lộ trình sản xuất
| Tuyến đường | Ống được tạo ra như thế nào | Tiêu chuẩn điển hình | Công dụng đặc trưng |
|---|---|---|---|
| Cán nóng liền mạch | Phôi xuyên qua và cán hoặc ép đùn trên nhiệt độ kết tinh lại | GB/T 8163, ASTM A106, API 5L | Đường ống dẫn chất lỏng, ống kết cấu, tường nặng |
| Kéo nguội hoặc cán nguội liền mạch | Vỏ cán nóng ngâm chua, sau đó kéo nguội đến kích thước cuối cùng và ủ theo yêu cầu | GB/T 3639, ASTM A179, ASTM A192 | Ống chính xác, nồi hơi và ống trao đổi nhiệt |
| Hàn tần số cao | Dải được hình thành và hàn đường nối bằng cách gia nhiệt điện trở mà không cần kim loại phụ | GB/T 3091, ASTM A53, API 5L | Ống dẫn nước và gas, tường mỏng đến trung bình |
| Hàn hồ quang chìm | Tấm hoặc cuộn được tạo thành theo chiều dọc hoặc xoắn ốc và được hàn bằng chất độn dưới tác dụng trợ dung | API 5L, GB/T 9711 | Truyền và đóng cọc đường kính lớn |
| Lò nung và hàn điện | Đường may dọc được hàn bằng kim loại phụ và được xử lý nhiệt theo quy định | ASTM A134, ASTM A671 | Dịch vụ áp suất thấp và trung bình đường kính lớn |
Phân loại theo hình dạng, chất liệu và độ hoàn thiện cuối cùng
Mặt cắt ngang: các mặt cắt tròn, hình vuông, hình chữ nhật, hình bầu dục, hình lục giác, hình bát giác và các hình dạng khác, với các mặt cắt rỗng được tạo hình nguội được cung cấp cho GB/T 6728 và EN 10219.
Chất liệu: thép carbon, thép hợp kim thấp, thép hợp kim dùng cho dịch vụ nhiệt độ cao, thép không gỉ austenit và song công, và ống kim loại màu bằng hợp kim đồng và nhôm.
Ứng dụng: ống dẫn, vỏ và ống, nồi hơi và ống quá nhiệt, ống trao đổi nhiệt, ống thủy lực và khí nén, ống kết cấu và ống chính xác.
Kết thúc cuối: đầu trơn, đầu vát để hàn, đầu ren và khớp nối, và đầu có rãnh để khớp nối cơ khí.
Điều kiện bề mặt: đen, ngâm, ủ sáng, mạ kẽm hoặc phủ epoxy liên kết nóng chảy, lớp phủ polyetylen hoặc bê tông ba lớp.
Khái niệm cơ bản về kích thước, khối lượng và áp suất
Kích thước ống liền mạch và ống hàn được biểu thị bằng đường kính ngoài nhân với độ dày thành tính bằng milimét và chuỗi kích thước như trong ISO 4200 và GB/T 28708 giữ cho các kết hợp tiêu chuẩn được căn chỉnh giữa các hệ thống quốc tế chính. Khối lượng lý thuyết trên mét đối với thép cacbon được tính bằng 0,02466 nhân với độ dày thành và đường kính ngoài trừ đi độ dày thành, cho giá trị tính bằng kilôgam trên mét.
Công suất áp suất tính theo độ dày của tường. Ứng suất vòng trong ống thành mỏng được tính bằng áp suất bên trong nhân với đường kính ngoài và chia cho hai lần độ dày thành, và kết quả được so sánh với ứng suất cho phép do mã thiết kế đặt ra, ví dụ GB/T 20801 cho đường ống công nghiệp. Sau đó áp dụng mức cho phép ăn mòn, dung sai của nhà máy đối với độ dày thành và hệ số mối hàn, đó là lý do tại sao thành được chỉ định luôn lớn hơn giá trị ngụ ý chỉ bằng áp suất.
Cách xác định chính xác ống thép
Một thông số kỹ thuật hoàn chỉnh nêu rõ đường kính ngoài và độ dày thành, loại vật liệu, quy trình sản xuất, tiêu chuẩn giao hàng, điều kiện giao hàng, phạm vi chiều dài, lớp hoàn thiện cuối cùng, xử lý bề mặt và các yêu cầu kiểm tra. Việc bỏ qua bất kỳ điều nào trong số này sẽ khiến nhà máy có quyền tự do lựa chọn một giá trị mặc định có thể không phù hợp với nhiệm vụ đã định. Khi đường ống được thiết kế để sử dụng chịu áp lực thì áp suất thiết kế, nhiệt độ thiết kế và mã áp dụng cũng phải được trích dẫn để độ dày thành ống và mức độ thử nghiệm có thể được xác minh theo tiêu chuẩn quản lý thay vì giả định.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: Sự khác biệt giữa ống và ống là gì?
Ống được xác định kích thước bằng hệ thống kích thước danh nghĩa gắn với đường kính ngoài và dãy thành, trong khi ống được xác định kích thước theo đường kính ngoài và độ dày thành chính xác. Trong thực tế, hai từ này thường được sử dụng thay thế cho nhau cho các phần thép rỗng.
Hỏi: Khối lượng ống thép trên mét được tính như thế nào?
Nhân 0,02466 với độ dày thành tính bằng milimét và với đường kính ngoài trừ đi độ dày thành, cũng tính bằng milimét. Kết quả là khối lượng lý thuyết tính bằng kilôgam trên mét đối với thép có mật độ bình thường.
Q: Tuyến đường nào tạo ra đường ống mạnh nhất?
Sức mạnh đến từ cấp độ và điều kiện giao hàng chứ không phải từ tuyến đường. Ống kéo nguội mạnh hơn khi được kéo vì độ cứng của biến dạng, nhưng sau khi được ủ, nó đáp ứng cùng phạm vi đặc tính như ống cán nóng cùng loại.
Hỏi: Khi nào cần kiểm tra thủy tĩnh?
Đối với đường ống dùng để dẫn chất lỏng dưới áp suất, tiêu chuẩn quản lý yêu cầu thử nghiệm thủy tĩnh ở áp suất tính toán. Rò rỉ hoặc biến dạng vĩnh viễn là nguyên nhân bị loại bỏ và phép thử chỉ có thể được thay thế bằng kiểm tra không phá hủy khi tiêu chuẩn cho phép.
Hỏi: Ống có hình dạng hoặc phần rỗng được sử dụng để làm gì?
Các mặt cắt hình vuông, hình chữ nhật và các hình dạng khác được sử dụng cho các khung kết cấu, máy móc và công trình kiến trúc, trong đó các mặt phẳng giúp đơn giản hóa việc kết nối và mặt cắt kín mang lại độ cứng xoắn tốt.
