Tổng quan về ống thép từ A-Z

Kiến thức tổng quan nhất về ống thép từ A-Z.

Ống thép không gỉ và ống thép carbon là các loại ống thép tiêu chuẩn phổ biến nhất được sử dụng hiện nay. Ống được sản xuất theo “kích thước ống danh định” với kích thước từ 1/8 “đến 72”. Hai loại ống thép phổ biến nhất là ống thép hàn và ống thép đúc. Cả hai đều được sản xuất bằng vật liệu thép carbon và thép không gỉ.

Ống thép hàn đen còn được gọi là ống ERW (Ống thép hàn điện trở). Thông số kỹ thuật phổ biến nhất cho ống thép hàn carbon là ASTM A53. Ống thép đúc được sản xuất bởi một quá trình không cần hàn. Thông số kỹ thuật phổ biến nhất cho ống thép đúc carbon là ASTM A106 GrB. Ống thép không gỉ được sản xuất với thông số kỹ thuật ASTM A312. Ống thép không gỉ có thể là ống thép đúc hay ống thép hàn. Vật liệu không gỉ phổ biến nhất là SS316 và SS304.

Các loại ống và hàng hóa hình ống

Có sáu loại ống và hàng hóa hình ống.

1. Ống tiêu chuẩn (Standard Pipe): Có ba loại ống kim loại tiêu chuẩn khác nhau – ống thép hàn, ống thép đúc và ống thép mạ kẽm. Các loại ống thép này đại diện cho 10% của tất cả các sản phẩm hình ống.
2. Đường ống (Line Pipe): Được sử dụng chủ yếu trong các ứng dụng dầu khí. Đường ống bao gồm ống ERW, FW, SAW và DSAW. Chúng được sản xuất theo thông số API 5L và có sẵn ở các cấp X42, X50, X60, v.v. Các loại ống thép này đại diện cho 21% của tất cả các sản phẩm hình ống.
3. Oil Country Tubular Goods (OCTG): Bao gồm ống khoan, ống và vỏ. Được sử dụng trong khoan và hoàn thành các giếng dầu khí. OCTG được sản xuất cả ống thép hàn và ống thép đúc. OCTG chiếm 35% của tất cả các hàng hóa hình ống.
4. Ống thép áp lực (Pressure Pipe): Được sử dụng cho các ứng dụng công nghiệp và áp lực. Ống thép áp lực được sản xuất bằng cách sử dụng sản xuất ống đúc. Chúng đại diện cho 2% của tất cả các hàng hóa hình ống.
5. Ống cơ khí ( Mechanical tubing): được sử dụng cho ứng dụng cơ khí và kết cấu và được sản xuất bởi công nghệ sản xuất ống thép hàn và ống thép đúc. Chúng phù hợp với đặc điểm kỹ thuật của ASTM. Ống cơ khí chiếm 17% của tất cả các hàng hóa hình ống.
6. Ống thép kết cấu ( Structural Tubing): được sử dụng cho mục đích hỗ trợ hoặc duy trì. Ống này có thể hình tròn hoặc vuông và được sản xuất bởi ERW.Chúng được sử dụng cho hàng rào, xây dựng và các mục đích khác khác. Họ đại diện cho 15% của tất cả các hàng hóa ống.

Đo đạc ống thép bằng cách nào?

Ống thép thường được xác định bởi “Kích thước ống danh nghĩa” (NPS), với độ dày thành được xác định bởi “Schedule” (SCH). NPS là kích thước thiết kế và định danh kích thước nhưng không phải là kích thước thực tế. Điều này gây nhầm lẫn cho nhiều người mới vào ngành công nghiệp đường ống. NPS 1/8″ đến NPS 12″ có đường kính ngoài được xác định bởi kích thước ống ANSI.Nói chung, kích thước đường ống độ dày SCH40 cho tới 12 NPS gần bằng với ID của đường ống. Kích thước ống thép 14″ trở lên ít gây nhầm lẫn hơn vì 14 NPS bằng 14 “OD (đường kính ngoài).

Biểu đồ kích thước ống (Pipe Size Chart)

Tiêu chuẩn ASME B 36.10 mô tả chi tiết hơn về kích thước ống. Định mức công nghiệp cho kích thước ống cũng khác nhau giữa các loại ống khác nhau. Đốivới đường ống tiêu chuẩn, đường ống OD 4,5″ sẽ được gọi là 4″ NPS, tuynhiên đối với đường ống và OCTG, nó sẽ chỉ được gọi là 4,5″. Độ dày củaống thép cũng được đề cập 1 cách khác nhau. để chỉ định độ dày của ống. Tuy nhiên, đường ống hầu như luôn được gọi bằng độ dày của tường trong khiOCTG được gọi theo trọng lượng trên mỗi chân.

Trọng lượng của ống

Trọng lượng của ống được đo bằng pound trên mỗi feet hoặc kilôgam trên mét.Mọi người nên nhớ rằng trọng lượng của ống trong biểu đồ kích thước ống ansi là trọng lượng “lý thuyết” và không phải là trọng lượng thực tế. Trọng lượng thực tế sẽ thay đổi dựa trên dung sai của kích thước ống.

Công thức tính trọng lượng của ống thép là;

W (kg/m) = [{OD-WT} x WT] x 0,0246

W = Trọng lượng

OD = Đường kính ngoài

WT = Độ dày của ống

Sản xuất ống

Ống thép được nhóm thành hai loại chính;

• Ống thép hàn đen
• Ống thép đúc

Có bốn phương pháp sản xuất ống kim loại chính:

1. Furnace Weld (FW).Cũng được gọi là hàn liên tục
2. Mối hàn điện trở (ERW – Electric Resistance Weld)
3. Hàn hồ quang chìm (SAW -Submerged Arc Weld), cũng DSAW
4. Phương pháp đúc (SMLS -Seamless)

Ống thép hàn điện trở (ERW)

Ống thép hàn ERW được sản xuất với kích thước từ 1/8 đến 24″. Ống thép hàn ERW được sản xuất từ ​​kim loại tấm phẳng. Ống ERW đầu tiên được tạo thành hình trụ và sau đó được hàn dọc. Cả hai ống hàn liên tục và hàn điện trở được chế tạo bằng cách địnhhình các cuộn thép cuộn thành các dạng hình trụ và hàn dọc theo các đường nối dọc. Hình dưới đây cho thấy bước đầu tiên của việc tạo các dải thành hình trụ và sau đó hợp nhất nó lại với nhau trong bước thứ 2.

Có nhiều cách để dòng điện được sử dụng để hàn dải cán.Điều này bao gồm đĩa đồng quay, tiếp xúc hợp kim đồng cố định và cuộn dây cảm ứng. Những phương pháp này nâng nhiệt độ của cạnh thép lên 2600 độ F để hàn hiệu quả. Quá trình cán gây áp lực lớn đến mức nó tạo ra một đường hàn kim loại ở bên ngoài và bên trong. Những đường nối hàn sau đó được loại bỏ trong quá trình hoàn thiện. Các ống hàn được xử lý nhiệt, kiểm tra và thử nghiệm hydro test.

Ống thép hàn ERW được sản xuất theo các thông số kỹ thuật phổ biến sau đây;

ASTM A53, A135, A252, A500, A795, API 5L và API 5CT.

Thông số kỹ thuật phổ biến nhất cho ống thép hàn là A53 và API 5L.

Ống thép đúc hay ống thép liền mạch

Định nghĩa ống thép đúc (seamless pipe) là gì? hay ý nghĩa của đúc (seamless)? Chúng tôi nhận được câu hỏi này rất nhiều. Ống thép đúc được sản xuất với kích thước từ 1/8 đến 36″. Ống thép đúc không có đường hàn dọc (longitudinal seam) hoặc mối hàn khi so sánh với ống thép hàn ERW. Nói một cách đơn giản, ống thép đúc được sản xuất bằng cách đâm vào một phôi tròn rắn để lại một ống liền mạch rỗng. Có hai phương pháp chính để sản xuất ống thép đúc;

1. Xỏ quay nóng (Hot Rotary Piercing)
2. Phương pháp quá trình ép đùn (Extrusion Process Method)

Trong quá trình ép đùn, các phôi kim loại nóng được tạo thành ống thép đúc bằng cách buộc các phôi thông qua khuôn đùn và trên một trục gá hình thành. Nhìn bức ảnh bên dưới;

Phương pháp xuyên quay nóng (Hot rotary piercing) là quá trình phổ biến nhất để sản xuất ống thép đúc. Trong quá trình này, các phôi nóng được buộc thông qua các con lăn nặng quay trên một trục cắm hoặc trục xuyên. Các lỗ xuyên tạo ra lỗ thông qua các phôi hình trụ liền mạch. Hình dưới đây minh họa quá trình quay nóng.

Ống thép đúc trải qua các hoạt động hoàn thiện khác nhau như làm thẳng, kiểm tra, thử nghiệm thủy điện (hydro testing) và hình ảnh. Ống thép đúc được sử dụng rộng rãi trong đường ống áp lực, xây dựng, hóa dầu và nhà máy lọc dầu. Ống thép đúc được sản xuất theo các thông số kỹ thuật sau đây;

ASTM A53, A106, A252, A333, A335, A501, A523, A589, API 5L và API 5CT.Tiêu chuẩn ống thép đúc phổ biến nhất là A106B.

Gia công đầu ống thép gồm các đầu phẳng hoặc vát vuông hoặc cắt vuông. Ống thép đúc carbon thường được sơn phủ màu đen, ống trần, mạ kẽm hoặc với lớp phủ epoxy.

Chiều dài ống thép

Nói chung ống thép được cung cấp với chiều dài 5.8/6/11.8/12m hoặc chiều dài theo yêu cầu.

Gia công đầu ống thép

Có năm loại kết thúc đầu ống kim loại phổ biến;

1. Ren và coupling (Threaded and Coupled)
2. Ren và không có coupling (Threaded without Coupling)
3. Cắt vuông phẳng (Plain End)
4. Vát đầu ống để hàn – vát 30 độ (Beveled for Welding – 30 deg bevel)
5. Rãnh Grooved End

Hình dưới đây cho thấy kết thúc đầu ống thép khác nhau;

• 

• 

• 

• 

• 

Phân biệt và dán nhãn cho ống thép (Steel Pipe Identification and Marking )

Có nhiều cách phân loại ống thép khác nhau, mác thép, trọng lượng, độ dày ống tiêu chuẩn (schedule – sch, vv. Do đó, điều quan trọng là phải dán nhãn cho ống thép. Ống thép được xác định bằng stprint sơn hoặc đóng dấu đánh dấu trên chính ống hoặc bằng một thẻ gắn vào nó.

Nhận dạng ống theo tiêu chuẩn ASTM

Hình dưới đây cho thấy các yêu cầu Marking theo thông số kỹ thuật của ASTM

Nhận dạng ống theo API

Hình dưới đây cho thấy việc dán nhãn (Marking) được yêu cầu theo thông số API.

Quy trình sơn phủ ống kim loại

Phương thức phổ biến nhất trên ống kim loại là lớp phủ sơnlacquerngăn ngừa ăn mòn và bảo vệ đường ống khỏi thời tiết.Đây cũng được gọi là ống sắt đen (Black Iron Pipe).Khác với sơn mài, có bốn loại hoàn thiện ống kim loại;

1. Kim loại trần (Bare Metal)
2. Chỉ ngâm (Pickled only)
3. Ngâm và sơn dầu (Pickled and Oiled)
4. Ống mạ kẽm (Galvanized Pipe)

Mạ kẽm liên quan đến việc sử dụng lớp phủ kẽm như một yếu tố hy sinh để ngăn chặn sự ăn mòn. Kẽm thường được áp dụng bởi một quá trình nhúng nóng trong đó đường ống bị ngập trong dung dịch kẽm nóng chảy. Trọng lượng tiêu chuẩn của kẽm là 1,8 oz mỗi mét vuông. Ống thép mạ kẽm bảo vệ tốt cho đường ống bên trong và bên ngoài.

Lớp phủ ống thép và ống thép lót

Khả năng chống ăn mòn của ống thép cũng có thể được tăng cường với lớp phủ ống chống ăn mòn.Lớp phủ như vậy thường kéo dài so với sơnlacquer hoặc mạ kẽm. Có ba loại lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn chính cho ống thép

Kim loại phủ

Lớp phủ phi kim loại

Bọc ống

Vật liệu ống thép

Ống kim loại có các lớp vật liệu sau đây;

• A106B / A53B / API 5L-X42 / API 5L B
• Inox 304
• Thép không gỉ 316
• A20 siêu không gỉ
• Inox đôi D2205 (Duplex Stainless D2205)
• Hợp kim niken A200
• Hợp kim niken A400
• Hợp kim niken A600

Ống thép không gỉ

Thép không gỉ là hợp kim dựa trên sắt chứa tối thiểu 16% crôm. Niken là một yếu tố hợp kim quan trọng khác trong ống thép không gỉ.Ống thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn cao và chống oxy hóa ở hầu hết mọi nhiệt độ.

Ống thép không gỉ hàn và ống théo không gỉ đúc được sử dụng vì nhiều lý do như để chống ăn mòn, tạo phôi ở nhiệt độ cao, cho cái nhìn sạch sẽ và chi phí bảo trì thấp. Khía cạnh quan trọng nhất đối với ống thép không gỉ là các đặc tính vật liệu vốn có của nó cho phép tạo ra các độ dày ống mỏng hơn nhiều như sch-5, sch-10 mà không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn cấu trúc của ống. Việc sử dụng hàn tổng hợp để nối ống cũng giúp loại bỏ sự cần thiết của ren.

Ống thép không gỉ Inox 304 và Inox 316

Loại ống thép không gỉ 304 (Inox 304) chủ yếu được sử dụng cho các ứng dụng chống ăn mòn nói chung. Nó được sử dụng trong các nhà máy hóa chất, nhà máy lọc dầu, nhà máy giấy và công nghiệp thực phẩm. Ống không gỉ Inox 304có hàm lượng carbon tối đa 0,08%.Nó không được khuyến khích sử dụng trong phạm vi nhiệt độ từ 800 độ F đến 1650 độ F do kết tủa cacbua ở ranh giới hạt. Mác thép 304L giống với 304 ngoại trừ việc nó có hàm lượng carbon tối đa 0,035%.

Loại ống thép không gỉ Inox 316 có khả năng chống rỗ cao hơn nhiều so với các hợp kim niken crom khác do bổ sung 2-3% molypden.Nó rất hữu ích trong các ứng dụng với axit, nước muối, nước lưu huỳnh, nước biển và với muối hologen.Ống thép không gỉ 316L, như 304L, có hàm lượng carbon tối đa 0,035%.

Ống thép hàn không gỉ được chế tạo theo tiêu chuẩn ASTM A312 và A353.A312 là thông số kỹ thuật phổ biến nhất cho ống thép không gỉ. Ống thép hàn không gỉ được chế tạo với đường kính ống từ 1/8 “đến 24”.

Ống thép không gỉ được chế tạo theo tiêu chuẩn kỹ thuật ASTM A312 và A376.A312 cũng là thông số kỹ thuật phổ biến nhất cho ống thép đúc không gỉ.Ống thép đúc không gỉ được sản xuất từ kích thước 1/8 đến 14″

Xuất xứ của ống thép

Ống thép được sản xuất bởi các nhà máy trên toàn thế giới và giao dịch ở các quốc gia khác nhau.Một số tên tuổi lớn trong ngành ống là US Steel, ArcelorMittal, NipponSteel, Nucor Corp, Hyundai Steel, ThyssenKrup, Vallourec, Dutch Iron andSteel Group, Posco, Jiang Shagang, Ulma Piping, Shultz USA và Webco,v.v.

Hỏi và đáp

ĐỨC TUẤN bán nhiều loại ống thép hàn và ống thép đúc. Dựa trên nhiều năm kinh nghiệm của chúng tôi, sau đây là những câu hỏi chính hoặc những điểm chính mà khách hàng thắc mắc;

• Ống thép được bán theo kích thước và độ dày ống danh nghĩa.Vì vậy nên khi quý khách hàng gửi yêu cầu, xin vui lòng gửi cho chúng tôi kích thước đường kính danh nghĩa và độ dày tiêu chuẩn (schedule). Nếu độ dày không phải tiêu chuẩn thì cũng xin được đề cập đến.
• ASTM A106 B là tiêu chuẩn kỹ thuật ống thép đúc phổ biến nhất.Hầu hết khách hàng chỉ biết họ muốn ống thép tiêu chuẩn ASTM A106B và nó chỉ đơn giản ngụ ý rằng họ muốn ống thép đúc bằng thép carbon theo tiêu chuẩn ASTM A106B.A106 KHÔNG phải là thông số kỹ thuật cho ống thép không gỉ
• Kích thước ống 10 inch trở lên KHÔNG tương quan trực tiếp với độ dày tiêu chuẩn schedule. Chẳng hạn như SCH 40 và SCH 80 KHÔNG phải lúc nào cũng có nghĩa là Standard và Extra Heavy tương ứng. Tham khảo biểu đồ đường ống để đảm bảo bạn đặt đúng độ dày tường
• Tiêu chuẩn ASTM A53 Grade B là tiêu chuẩn kỹ thuật phổ biến nhất của ống hàn.
• Ống hàn KHÔNG có đường hàn bên trong hoặc bên ngoài.Ống hàn được sản xuất bằng hàn điện trở và đường may đã được lấy ra trong quá trình sản xuất. Chỉ có rãnh chạy dọc trên thân ống.
• Kích thước ống nhỏ hơn 2″ đuợc sản xuất theo tiêu chuẩn ASTM A53 Gr A
• Ống thép không gỉ có cả 2 loại là ống thép hàn và ống thép đúc. Vật liệu phổ biến là 316 và 304. Các vật liêu khác cho ống thép không gỉ cũng có nhưng ít phổ biến hơn.
• Ống thép không gỉ cũng rất phổ biến với độ dày sch-10 cho dù đó là một độ dày mỏng.
• Độ dày tiêu chuẩn của ống thép không gỉ được chỉ định bởi “s” sau số schedule như Sch 10s, Sch 40s, Sch 80s.
• Độ dày ống thép không gỉ KHÔNG luôn luôn tương quan với độ dày ống thép carbon. Kiểm tra biểu đồ ống ansi để xác định chính xác số sch và độ dày của ống.
• Đa số các ống được bán có kết thúc sơn đen (black paint).Nếu bạn muốn mua ống trần (bare pipe), vui lòng ghi rõ tại thời điểm đặt hàng.
• Sơn epoxy của đường ống có thể được thực hiện theo yêu cầu.
• Loại đầu ống phổ biến nhất là đầu cuối trơn hoặc đầu vát.Kết thúc có ren cũng có theo yêu cầu