A. Các phương pháp đấu nối ống truyền thống:
Để đấu nối các ống thành hệ thống đưtờng ống, người ta thường dùng 4 phương pháp truyền thống như sau:
1. Keo: Dùng hóa chất kết dính giữa ống với ống, hoặc qua chi tiết trung gian
Mối ghép này thường dùng cho ống nhựa, ống có đường kính nhỏ, áp lực rất thấp. Loại ghép này thường yêu cầu thời gian sử dụng ngắn, không đòi hỏi tiêu chuẩn đấu nối khắt khe.
2. Ren: Tạo ren ở đầu của hai ống này để vặn lắp với nhau theo nguyên tắc ren trong (ngoài) lắp với ren ngoài (trong). Hoặc qua ống lót (sleeve) để ghép ren ngoài-ngoài hoặc trong-trong.
Mối ghép ren dễ tạo ra khe hở làm rò rỉ mối ghép. Do đó, người ta phải dùng băng keo (teflon) để bịt kín. Phương pháp này thường áp dụng cho ống kim loại có đường kính tối đa đến 50mm. Đến đường kính 65mm mối ghép này không được dùng vì xác suất rò rỉ tăng lên rất cao. Việc lắp-tháo rất khó khăn vì cần lực xiết và không gian rất lớn. Không thể nối những chỗ ống cong.
3. Hàn điện hoặc hàn xì: Dùng nhiệt làm kim loại tan chảy vào nhau để liên kết trực tiếp ống với ống hoặc qua lớp kim loại trung gian.
Mối hàn là mối ghép phổ biến nhất trong gia công cơ khí. Tuy nhiên, nó có nhiều nhược điểm do các yếu tố như sau:
- Quá trình làm nguội kim loại chỗ mối hàn rất nhanh nên mối hàn dễ giòn và dễ nứt gãy.
- Tổ chức kim loại của mối hàn không đồng nhất do từng khối kim loại đắp lên nhau không lien tục và xỉ hàn làm cản trở việc liên kết này. Vì vậy, độ tin cậy thấp về mặt chất lượng mối ghép.
- Độ tròn của ống, độ đồng tâm giữa 2 ống không đảm bảo do bị biến dạng bởi nhiệt hàn.
- Làm hỏng bề mặt chống ăn mòn của ống (lớp mạ kẽm, sơn).
- Mối hàn mau bị ăn mòn, đặc biệt từ bên trong.
- Chất lượng mối hàn phụ thuộc rất nhiều vào tay nghề, thái độ và sức khỏe của thợ hàn.
- Phải có không gian đủ lớn và thuận lợi để hàn được hết chu vi ống.
- Phải vệ sinh xỉ hàn bên trong ống sau khi hàn. Xỉ hàn thường làm nghẹt ống và kẹt valve.
- Dễ gây cháy nổ do tia lửa điện hàn và chập mạch điện.
- Dễ gây thiệt hại nhân mạng vì điện giật, cháy, nổ. Gây tổn hại sức khoẻ con người vì khói, bụi, nhiệt, điện… trong quá trình hàn.
- Không thể tháo ống sau khi hàn nếu cần, trừ phi cắt ống và hàn lại ống khác.
- Cần nhiều thời gian để hoàn tất các mối hàn.
- Phải có sẵn nguốn điện, và nguồn điện phải ổn định.
- Kiểm soát chất lượng toàn hệ thống đường ống dùng mối hàn khá phức tạp.
4. Mặt bích: Dùng miếng bích để hàn hoặc ghép ren với ống ở mỗi đầu ống, liên kết 2 ống qua bu-lông.
Mối ghép mặt bích là phương pháp đấu nối phổ biến nhất cho ống có đường kính lớn. Tuy nhiên, nó có nhiều nhược điểm như sau:
- Để có mặt bích, ta phải dùng hàn để ghép miếng bích và đầu ống. Nhược điểm của phương pháp hàn đã được mô tả ở trên. Việc xiết chặt mặt bích cần đến rất nhiều bu-lông nên tốn nhiều thời gian.
- Tốn nhiều không gian, mặt bằng xây lắp do khoảng cách ống với ống phải đủ lớn để có thể xiết - tháo bu-lông. Đòi hỏi định vị các lỗ ghép bu-lông giữa hai mặt bích phải ở vị trí thật chính xác để đưa bu-lông xuyên qua 2 lỗ của 2 mặt bích.
- Lắp những đoạn ống cong hoặc xiên, rẽ nhánh sẽ tốn rất nhiều thời gian (để lấy dấu, cắt ống, hàn lấy chuẩn tại chỗ, tháo ra để hàn chính…) so với cả mối hàn trực tiếp. Điều này đòi hỏi thợ có tay nghề cao, quy trình lắp ghép thật tỉ mỉ. Hai mặt bích sẽ bị ghép cưỡng bức hoặc siêu tĩnh do có sự co rút, chuyển vị hoặc thay đổi kích thước bởi nhiệt hàn sau khi đã lấy chuẩn.
- Phải tốn rất nhiều thời gian tháo mối ghép để bảo trì hệ thống. Toàn bộ hệ thống sẽ phải dừng rất lâu.
B. Giải pháp đấu nối ống bằng khớp nối có rãnh
Năm 1925, hãng Victaulic, Hoa Kỳ, phát minh ra công nghệ đấu nối ống có tính cách mạng, thay đối hoàn toàn các phương pháp truyền thống. Nó được gọi là giải pháp đấu nối hệ ống Victaulic (Victaulic piping system solution). Mối ghép này được gọi là mối ghép cơ học (mechanical joint, tức không dùng nhiệt hay hoá chất), hoặc mối ghép dùng khớp nối có tạo rãnh đầu ống (mechanical grooved-end joint). Khớp nối này được gọi là coupling. Phát minh này đã được ứng dụng rất nhiều trên thế giới trong các lãnh vực:
Hệ thống PCCC đấu nối ống bằng khớp nối có rãnh
- Hệ thống phòng cháy chữa cháy.
- Điều hoà không khí (HVAC)
- Công nghiệp sản xuất hoá chất, hoá dầu, thực phẩm, dược phẩm, thép, ô tô, dầu khí, cầu đường, đóng tàu, giàn khoan, thuỷ điện, nhiệt điện…
- Khai thác hầm mỏ, nơi rất dễ cháy nổ.
- Cấp - xử l ý - thoát nước
Thành phần cấu tạo của mối ghép này như hình trên:
a) Hai đầu ống được cán lõm để tạo rãnh lõm (groove).
b) Dùng ron/gioăng (gasket) ôm vào hai đầu ống.
c) Ghép miếng ốp (housings) hình bán nguyệt ôm vào rãnh lõm để giữ gasket và giữ độ cứng của mối ghép.
d) Bu-lông và đai ốc để xiết chặt 2 miếng ốp lại.
Giải pháp đấu nối ống này có các ưu điểm như sau:
a) Yếu tố an toàn: Tính an toàn càng cao sẽ tạo dựng hình ảnh càng tốt đối với công chúng. Với những dự án quy mô lớn, các rủi ro (cháy, nổ, sự cố về nhân mạng) thường rất cao nên dễ ảnh hưởng đến tiến độ thi công và đến hình ảnh - tên tuổi của dự án.
Mối ghép này không dùng nhiệt như phương pháp hàn nên không gây cháy nổ; không gây tổn thương, hay gây điện giật.
Không dùng X-quang để kiểm tra mối hàn, đảm bảo an toàn cho công nhân và môi trường.
b) Yếu tố chất lượng: Chi phí vận hành thấp và tuổi thọ hệ thống ống gia tăng
Có khe hở bù co giãn (expansion & contraction) do nhiệt hoặc lực kéo nén của hệ ống gây ra.
Cho phép hai ống được gấp khúc(deflection).
Hãm rung và giảm ồn; chịu được động đất do rung động không truyền trực tiếp qua ống kế tiếp vì có khe hở, mà chỉ truyền qua lưu chất nên rung động bị triệt tiêu sau 3 khớp nối mềm.
Lớp mạ kẽm chống ăn mòn mặt trong và ngoài ống không bị phá huỷ so với phương pháp hàn.
Có thể chọn gasket của khớp nối phù hợp với từng lưu chất (nước, khí, thực phẩm, dầu, gas, hoá chất, nước thải thô, chất ăn mòn…).
Có khả năng đấu nối ống đến Ø3.050mm (120"); áp lực 310bar (4.500psi), chuyển vị đến 5 độ.
c) Yếu tố kinh tế: bao gồm không gian lắp ống, chi phí vật tư ống, thời gian thi công, chi phí vận hành và bảo dưỡng.
Không gian lắp ống so với phương pháp hàn và mặt bích được tiết kiệm đến mức tối thiểu mà vẫn đảm bảo không gian lắp, tháo và rẽ nhánh rất dễ dàng. Phòng bơm, phòng máy, đường ống đứng, ngang được bố trí khít lại. Tiết kiệm chi phí vật tư ống; chi phí không gian, mặt bằng và nền móng
Trong khi ghép bằng mặt bích (flange-end) cần rất nhiều bu-lông, giải pháp Victaulic chỉ dùng 2 bu-lông và không phải hàn tạo mặt bích cho ống. Việc lắp tháo bu-lông rất nhanh chóng.
Vì mối ghép đơn giản nên tiến độ thi công giảm 50%-80% so với phương pháp thông thường. Đưa công trình vào khai thác sớm sẽ sinh lợi sớm, tiết kiệm lãi vay, giảm chi phí cơ hội. Nhà thầu cũng giảm được chi phí nhờ hoàn tất công trình sớm.
Đối với việc vận hành, bảo trì, nâng cấp, cải tạo hay sửa chữa, thời gian chết của hệ thống được rút ngắn rất nhiều nhờ tháo và lắp ống rất nhanh.
Theo tính toán, Victaulic sẽ giúp tiết kiệm khoảng 0.5% tổng chi phí đầu tư nhờ rút ngắn tiến độ thi công. Con số này rất có ý nghĩa cho dự án có giá trị đầu tư lớn.
C. Các lưu ý khi so sánh các giải pháp:
1. Khi so sánh chi phí hoặc lợi ích của giải pháp, ta hay chú ý đến chi phí vật tư mà ít quan tâm đến các chi phí khác như:
Điện, que hàn, máy hàn, thuê máy X-quang, chi phí hàn lại, chi phí mạ kẽm lại; Chi phí nhân công trực tiếp và chi phí nhân công gián tiếp (quản l ý, hành chính, bảo vệ...), thường được tính máy móc bằng số phần trăm của chi phí vật tư.
Lãi suất, phí bảo hiểm, chi phí vận hành, chi phí cơ hội…
2. Giải pháp Victaulic có hiệu quả luỹ tiến theo cỡ ống. Tại Việt Nam, giải pháp này phát huy hiệu quả bắt đầu với ống từ Ø65mm trở lên. Từ 65mm trở xuống, ta dùng phương pháp khác.
3. Các yếu tố khác như tiết kiệm không gian, phần xây dựng (nền móng, bê tông và vật tư ống) của từng phương pháp ít được tính đến.
4. Ngoài ra, các yếu tố không thể lượng hoá bằng chi phí như: tính an toàn, giải pháp bù giãn nở, hãm rung, giảm ồn, chống ăn mòn, tăng tuổi thọ, tháo lắp bảo trì nhanh.
5. Vật liệu dùng trong các phương pháp thông thường không có thông tin vật liệu đầy đủ (material specifications) để đánh giá chất lượng; cũng không có các chứng chỉ/tiêu chuẩn như UL, FM, Lloyd’s, ABS, ClassNK, DNV, API, ASTM, ASME…
Thiết bị tạo khớp
Quý khách có nhu cầu hãy gọi ngay cho chúng tôi để được đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm tư vấn thiết kế, và hướng dẫn chu đáo miễn phí để có hệ thống và cách sử dụng tối ưu hóa nhằm giảm tối thiểu nguy cơ cháy nổ, đảm bảo an toàn sản xuất cho quý khách hàng.
Hotline: Mr Hải 0901.586114 - 0914.811976
Email: hkdjsc@gmail.com
Website: hkdjsc.com.vn; pccchaiphong.vn; pccchaiphong.com; pccchaiphong.net
