Ống thép không gỉ là một trong những vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất trong xây dựng công nghiệp, thương mại và dân dụng. Khả năng chống ăn mòn, độ bền và tuổi thọ lâu dài khiến chúng trở thành lựa chọn ưu tiên trong các ứng dụng hệ thống ống nước, dầu khí, chế biến thực phẩm, dược phẩm và kết cấu. Tuy nhiên, không phải tất cả các ống thép không gỉ đều giống nhau. Hiểu các loại khác nhau - được xác định theo phương pháp sản xuất, hình dạng, cấp độ và độ hoàn thiện - là điều cần thiết để chọn loại ống phù hợp cho bất kỳ công việc cụ thể nào.
Ống thép không gỉ được sản xuất như thế nào
Phương pháp sản xuất ống thép không gỉ có tác động trực tiếp đến tính chất cơ học, khả năng chịu áp lực và sự phù hợp với các môi trường khác nhau. Có hai phương pháp sản xuất chính: liền mạch và hàn.
Ống thép không gỉ liền mạch
Ống liền mạch được tạo ra bằng cách đùn một phôi thép không gỉ tròn đặc qua một thanh xuyên để tạo ra một ống rỗng. Do không có đường hàn nên ống có cấu trúc đồng nhất trên toàn bộ mặt cắt ngang của nó. Điều này làm cho các ống liền mạch có khả năng chịu được áp suất cao và nhiệt độ khắc nghiệt cao hơn nhiều. Chúng là sự lựa chọn phù hợp cho đường ống dẫn dầu và khí đốt, hệ thống thủy lực, ống nồi hơi và các ứng dụng chịu áp lực cao khác mà sự cố đường ống có thể dẫn đến hậu quả thảm khốc.
Ống thép không gỉ hàn
Ống hàn được sản xuất bằng cách cán các tấm thép không gỉ phẳng thành hình trụ và hàn đường nối theo chiều dọc hoặc theo hình xoắn ốc. Mặc dù chúng có vẻ kém hơn về mặt cấu trúc so với ống liền mạch, nhưng công nghệ hàn hiện đại và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt đã làm cho ống hàn có độ tin cậy cao cho hầu hết các ứng dụng tiêu chuẩn. Chúng tiết kiệm chi phí hơn, có đường kính lớn hơn và được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống cấp nước, dự án kiến trúc, thiết bị chế biến thực phẩm và hệ thống HVAC.
Các loại thép không gỉ phổ biến được sử dụng trong đường ống
Loại thép không gỉ xác định thành phần hóa học, khả năng chống ăn mòn, độ bền cơ học và khả năng chịu nhiệt độ. Chọn sai loại có thể dẫn đến ăn mòn sớm, hư hỏng cấu trúc hoặc ô nhiễm vật liệu được vận chuyển. Sau đây là các loại được sử dụng phổ biến nhất trong sản xuất ống:
| lớp | Thành phần chính | Tốt nhất cho |
| 304 | 18% Cr, 8% Ni | Mục đích chung, thực phẩm và đồ uống, hệ thống ống nước |
| 316 | 16% Cr, 10% Ni, 2% Mo | Công nghiệp hàng hải, hóa chất, dược phẩm |
| 321 | 18% Cr, 10% Ni Ti | Ứng dụng nhiệt độ cao, hàng không vũ trụ |
| 2205 song công | 22% Cr, 5% Ni, 3% Mo | Môi trường dầu khí, nước biển, clorua |
| 410 | 11,5–13,5% Cr | Ăn mòn nhẹ, kết cấu, dịch vụ hơi nước |
Lớp 304 cho đến nay được sử dụng rộng rãi nhất, mang lại sự cân bằng tuyệt vời về khả năng chống ăn mòn, khả năng làm việc và chi phí. Lớp 316 bổ sung molypden để có khả năng chống ăn mòn rỗ và kẽ hở do clorua gây ra vượt trội, khiến nó trở nên cần thiết cho môi trường biển và hóa học. Các loại song công như 2205 có độ bền gần gấp đôi so với các loại austenit trong khi vẫn duy trì khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi khắt khe.
Các loại ống thép không gỉ theo hình dạng và hình thức
Trong khi ống tròn hình trụ là phổ biến nhất, ống thép không gỉ được sản xuất với nhiều hình dạng cắt ngang để đáp ứng các nhu cầu về cấu trúc và chức năng khác nhau. Việc hiểu rõ các tùy chọn này giúp các kỹ sư và nhà thầu chọn được giải pháp hiệu quả nhất cho ứng dụng của họ.
- Ống tròn: Dạng tiêu chuẩn được sử dụng trong vận chuyển chất lỏng, đường dẫn khí, cột kết cấu và các ứng dụng cơ khí. Có sẵn trong một loạt các đường kính và độ dày tường.
- Ống vuông: Thường được sử dụng trong khung kết cấu, sản xuất đồ nội thất và các ứng dụng xây dựng, nơi cần có bề mặt phẳng để nối hoặc hàn.
- Ống hình chữ nhật: Thường được sử dụng trong lan can kiến trúc, khung máy và hệ thống xử lý vật liệu, giúp phân bổ tải trọng tốt hơn dọc theo một trục.
- Ống hình bầu dục và trang trí: Được sử dụng chủ yếu cho tay vịn, đồ nội thất và các ứng dụng nội thất thẩm mỹ, nơi hình thức bên ngoài cũng quan trọng như chức năng.
Bề mặt hoàn thiện và ý nghĩa của chúng
Bề mặt hoàn thiện của ống thép không gỉ không chỉ ảnh hưởng đến vẻ ngoài mà còn ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn, hiệu quả vệ sinh và dễ làm sạch. Các ngành công nghiệp khác nhau có yêu cầu nghiêm ngặt về tiêu chuẩn hoàn thiện bề mặt.
Các loại hoàn thiện phổ biến
- Kết thúc 2B: Bề mặt mịn, hơi phản chiếu đạt được bằng cách cán nguội và ủ nhẹ. Đây là cách hoàn thiện phổ biến nhất cho các ứng dụng công nghiệp và thực phẩm nói chung.
- BA (Ủ sáng): Lớp hoàn thiện giống như gương, có độ phản chiếu cao được sử dụng trong các ứng dụng trang trí và chế biến dược phẩm đòi hỏi tiêu chuẩn sạch sẽ cao nhất.
- Kết thúc chải số 4: Một kết cấu sa-tanh có tính định hướng thường thấy trong thiết bị nhà bếp, tay vịn và các yếu tố kiến trúc. Nó che giấu vết trầy xước tốt và dễ dàng để làm sạch.
- Đánh bóng điện: Là quy trình loại bỏ lớp thép bên ngoài để tạo ra bề mặt siêu mịn, hợp vệ sinh với khả năng chống ăn mòn vượt trội, được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghệ sinh học và dược phẩm.
Các ứng dụng cụ thể trong ngành của ống thép không gỉ
Các ngành công nghiệp khác nhau dựa vào ống thép không gỉ vì những lý do riêng biệt và mỗi môi trường đòi hỏi sự kết hợp cụ thể giữa cấp độ, phương pháp sản xuất và độ hoàn thiện. Hiểu được những yêu cầu này giúp các nhóm mua sắm và kỹ sư tránh được các lỗi đặc điểm kỹ thuật gây tốn kém.
Công nghiệp thực phẩm và đồ uống
Hệ thống đường ống vệ sinh trong sản xuất thực phẩm và đồ uống phải không phản ứng, dễ vệ sinh và chịu được hóa chất tẩy rửa. Các ống liền mạch hoặc hàn loại 304 và 316 có lớp hoàn thiện 2B hoặc được đánh bóng bằng điện là tiêu chuẩn. Các kết nối đường ống thường được thiết kế để có thể thoát nước hoàn toàn nhằm ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật. Các phụ kiện vệ sinh và kết nối đầu kẹp là tiêu chuẩn trong lĩnh vực này.
Công nghiệp dầu khí
Lĩnh vực này đòi hỏi những đường ống có thể chịu được nhiệt độ khắc nghiệt, áp suất cao và các chất ăn mòn bao gồm hydro sunfua và clorua. Các ống liền mạch ở loại 316L, 317L hoặc thép không gỉ song công được chỉ định phổ biến nhất. Độ dày của thành được kiểm soát chặt chẽ và đường ống phải tuân thủ các tiêu chuẩn như ASTM A312 hoặc ASTM A790 đối với các loại song công.
Xây dựng và Kiến trúc
Trong các ứng dụng kết cấu và trang trí, ống thép không gỉ hàn ở dạng hình vuông, hình chữ nhật hoặc tròn thường được sử dụng cho tay vịn, lan can, mặt tiền và cột đỡ. Lớp 304 được ưu tiên cho các ứng dụng nội thất, trong khi lớp 316 được khuyên dùng cho môi trường ven biển hoặc đô thị có mức độ ô nhiễm cao hơn. Lớp hoàn thiện tráng gương hoặc chải được lựa chọn dựa trên mục đích thẩm mỹ.
Công nghiệp hóa chất và dược phẩm
Những ngành công nghiệp này đòi hỏi mức độ tinh khiết cao nhất của vật liệu và khả năng chống ăn mòn. Ống không được phản ứng với hóa chất hoặc sinh học được vận chuyển. Các biến thể có hàm lượng carbon thấp như 316L được ưa chuộng hơn để tránh bị mẫn cảm trong quá trình hàn. Tất cả các bề mặt bên trong phải đáp ứng các giá trị Ra (độ nhám bề mặt) nghiêm ngặt, thường dưới 0,8 µm, được xác minh thông qua tài liệu trong quá trình sản xuất.
Thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn chính cần biết
Khi mua ống thép không gỉ, việc tuân thủ các tiêu chuẩn được quốc tế công nhận sẽ đảm bảo chất lượng, tính nhất quán và an toàn. Người mua phải luôn yêu cầu giấy chứng nhận kiểm tra của nhà máy xác nhận đường ống đáp ứng tiêu chuẩn quy định. Các tiêu chuẩn được tham chiếu phổ biến nhất bao gồm:
- ASTM A312: Bao gồm các ống thép không gỉ austenit liền mạch, hàn và được gia công nguội ở nhiệt độ cao và dịch vụ ăn mòn.
- ASTM A790: Áp dụng cho các ống thép không gỉ ferritic/austenit (song công) liền mạch và hàn cho dịch vụ ăn mòn thông thường.
- EN 10217-7: Tiêu chuẩn Châu Âu về ống chịu áp bằng thép không gỉ hàn dùng trong các ứng dụng kỹ thuật.
- ASME B36.19: Xác định các tiêu chuẩn về kích thước cho ống thép không gỉ bao gồm cả đường kính ngoài và độ dày thành ống.
Cách chọn ống thép không gỉ phù hợp
Việc lựa chọn ống thép không gỉ chính xác đòi hỏi phải đánh giá đồng thời nhiều yếu tố liên kết với nhau. Hiếm khi có một câu trả lời đúng duy nhất — lựa chọn tối ưu sẽ cân bằng giữa hiệu suất, tuổi thọ và ngân sách trong bối cảnh của ứng dụng.
Bắt đầu bằng cách xác định các điều kiện vận hành: Đường ống sẽ mang chất lỏng hoặc khí gì? Phạm vi nhiệt độ và áp suất là gì? Môi trường có tiếp xúc với clorua, axit hoặc các chất ăn mòn khác không? Những câu trả lời này sẽ hướng dẫn bạn đến lớp thích hợp. Tiếp theo, hãy xem xét các nhu cầu cơ học - các ứng dụng áp suất cao hoặc tải trọng động yêu cầu kết cấu liền mạch, trong khi các hệ thống dòng chảy tiêu chuẩn có thể sử dụng ống hàn một cách đáng tin cậy với chi phí thấp hơn.
Đừng bỏ qua các yêu cầu về quy định và vệ sinh. Các ứng dụng thực phẩm, dược phẩm và y tế yêu cầu vật liệu được chứng nhận có khả năng truy xuất nguồn gốc được ghi lại và độ hoàn thiện bề mặt cụ thể. Cuối cùng, hãy tính đến khả năng hàn, tính sẵn có trong khu vực của bạn và chi phí bảo trì dài hạn. Trả trước loại đắt hơn một chút có thể dẫn đến chi phí vòng đời thấp hơn đáng kể nếu tránh được sự ăn mòn hoặc thay thế sớm.
Bằng cách hiểu rõ sự khác biệt giữa các loại ống — dù theo phương pháp sản xuất, loại hợp kim, hình dạng, độ hoàn thiện hay tiêu chuẩn ứng dụng — các kỹ sư và người mua có thể đưa ra quyết định tự tin, sáng suốt nhằm đảm bảo an toàn, tuân thủ và hiệu suất trong nhiều năm tới.
