4.4/5 - (18 bình chọn)

Ống thép được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, phổ biến nhất là trong các ngành công nghiệp dầu khí, hóa dầu, điện năng, hóa chất, HVAC, sản xuất, cấp nước, thoát nước, xử lý nước…Vậy ống thép là gì? Chức năng của ống thép, đặc trưng của ống thép và tính ứng dụng của ống thép là gì? Cùng tìm hiểu tổng quan về ống thép thông qua bài viết dưới đây.

Ống thép là gì?

Ống thép có cấu trúc dạng hình trụ rỗng, được làm bằng vật liệu thép. Thép là hợp kim của sắt và carbon, trong đó, tỷ lệ của carbon chiếm khoảng 0,2% – 2,0%, tỉ lệ carbon càng cao thì thép càng cứng hơn và bền hơn, tuy nhiên chúng cũng trở nên kém dẻo hơn, giòn hơn.

Ống thép với đặc trưng thiết kế dạng trụ rỗng, chúng cho phép các loại lưu chất lưu thông giữa dòng, tạo đường dẫn qua chúng. Chức năng của ống là vận chuyển các loại chất lỏng, khí, hơi có thể chảy được từ vị trí này đến vị trí khác trong các hệ thống.

Đặc trưng của ống thép là chúng có độ bền cơ học cao, khả năng chịu áp lực tốt, khả năng chịu nhiệt độ cao tốt, tính tương thích cao, tính ứng dụng cao. Vì vậy, các ống này được ứng dụng rất rộng rãi, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp, công nghiệp dầu khí, công nghiệp hóa dầu, công nghiệp sản xuất…

Đặc trưng nổi bật của ống thép

Độ bền: Ống thép được biết đến với độ bền cơ học tuyệt vời, khả năng chịu áp suất cao rất tốt. Chúng cho phép sử dụng tại các ứng dụng áp suất cao, ứng suất cao, chống va đập, chống biến dạng, chống nứt vỡ, đảm bảo độ bền, độ tin cậy tối đa.
Tối ưu kinh tế: Chất lượng ống thép tuyệt vời, đảm bảo độ bền, hạn chế bảo dưỡng, bảo trì, thay thế cho nên chúng là lựa chọn tuyệt vời tối ưu kinh tế, tiết kiệm chi phí, là giải pháp đáng tin cậy và hiệu quả.
Tính linh hoạt cao: Tính ứng dụng của ống thép rất đa dạng, chúng cho phép tương thích với nhiều ngành công nghiệp, nhiều ứng dụng khác nhau như các hệ thống cấp thoát nước, hệ thống xử lý nước, công nghiệp dầu khí, hóa dầu, thủy lợi, HVAC.
Cho phép tái chế: Thép là vật liệu có thể tái chế, khả năng tái chế rất cao, điều này cho phép giảm thiểu sự tác động đối với môi trường, bảo tồn tài nguyên thiên nhiên, giảm mức tiêu thụ năng lượng.
Chống cháy: Thép là một loại vật liệu không cháy, vì vậy, chúng là lựa chọn tuyệt vời cho các hệ thống phòng cháy chữa cháy.

Thông số kỹ thuật ống thép

Kích thước ống

Kích thước ống cần quan tâm bao gồm kích thước ống danh định còn được gọi là NPS, DN. Kích thước ống danh định này được đo bằng inch hoặc mm. Bên cạnh đó, có còn có các thông số cần toàn tâm như đường kính ngoài của ống (OD), hay đường kính trong của ống (ID). Đường kính ngoài của ống là thông số cố định trong khí đó đường kính trong không cố định, có thể thay đổi do độ dày của thành ống.

Độ dày thành ống

Mô tả độ dày của thành ống, độ dày của thành ống ảnh hưởng đến độ bền và khả năng chịu áp của chúng. Độ dày thành ống được kiểm soát theo quy chuẩn nhất định, thường được gọi là schedule, viết tắt là SCH với các độ dày phổ biến bao gồm SCH10, SCH20, SCH40, SCH80. SCH càng cao, độ dày thành ống càng cao, áp suất làm việc càng cao.

Thông số chiều dài ống

Ống thép thường được sản xuất với chiều dài tiêu chuẩn là 6m/cây, chiều dài của ống thường ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển và lắp đặt, ống quá dài sẽ khiến việc vận chuyển khó khăn, tuy nhiên, ống quá ngắn phải thực hiện quy trình hàn ống nhiều lần, tốn kém, mất thời gian, mất thẩm mỹ và ảnh hưởng đến chất lượng của ống.

Phương pháp sản xuất ống thép

Có hai phương pháp sản xuất ống thép phổ biến là phương pháp hàn và phương pháp đúc. Thể hiện quá trình cấu trúc và tạo hình ống, phương pháp khác nhau sẽ có những điểm khác biệt về đặc trưng, cấu trúc, chất lượng và giá thành. Dựa vào phương pháp sản xuất, ống thép có thể được phân thành hai loại chính là ống thép hàn và ống thép đúc. Đặc trưng cơ bản của hai loại ống này đó là:

Ống thép hàn

Ống thép hàn đúng như tên gọi của chúng, sử dụng phương pháp hàn để cấu trúc, tạo hình ống. Phôi thép được cán thành tấm, cuộn thành hình ống theo thông số kích thước yêu cầu sau đó tiến hành hàn, tạo mối nối liên kết dọc đường ống, tạo hình trụ rỗng.

Ống hàn có đặc trưng về giá thành, chi phí thấp, thời gian hoàn thiện ngắn hơn nên chúng khá được ưa chuộng và lựa chọn phổ biến. Tuy nhiên, độ dày thành của ống sẽ mỏng hơn so với ống đúc, bên cạnh đó, chúng có mối hàn dọc đường ống, nên khả năng chịu áp lực không quá tốt và tại vị trí mối hàn cũng có thể là mối nguy cơ, khu vực nhạy cảm có thể dẫn đến gãy ống. Vì vậy, loại ống thường được ưa chuộng sử dụng tại các ứng dụng áp suất thấp hơn.

Ống thép đúc

Ống thép đúc được cấu trúc bằng cách nung nóng một phôi thép và thực hiện khoan rỗng tạo thành tâm lỗ bằng quy trình kéo nguội và cán nguội, cho phép cán mỏng thành ống và kéo dài ống.

Ống thép đúc đảm bảo độ liền mạch, tính đồng nhất bởi chúng được đúc nguyên khối không có bất kỳ mối hàn nào. Chúng cũng cung cấp độ dày thành ống lớn hơn, nặng hơn đảm bảo độ bền cơ học tốt hơn, khả năng chịu áp lực tốt hơn, đặc biệt phù hợp với các ứng dụng khắc nghiệt, tải trọng cao, áp suất cao.

Tuy nhiên, ống thép đúc khó kiểm soát đường kính ngoài và độ dày thành ống, quy trình sản xuất phức tạp hơn nên giá thành của ống thép đúc cũng cao hơn, chi phí đầu tư cao hơn so với các ống thép hàn.

Các loại thép được sử dụng trong ống

Ống thép là tên gọi chung của các ống được cấu trúc từ loại vật liệu thép. Tuy nhiên, thép bao gồm nhiều loại, nhiều mã, một số loại thép thông dụng như thép carbon, thép hợp kim, thép không gỉ… Các mã thép này khác nhau về tỉ lệ và các thành phần, nguyên tố cấu thành chúng. Nên đặc trưng về vật lý của hóa học của chúng sẽ có sự khác biệt. Có thể phân loại ống thép thành một số loại dựa trên vật liệu cấu trúc như sau:

Ống thép carbon

Ống thép carbon được cấu trúc từ vật liệu thép carbon. Thép carbon được cấu thành từ hai nguyên tố chính là thép và carbon trong khi đó các nguyên tố khác có mặt trong vật liệu này có tỉ lệ rất thấp, không đáng kể. Một số thành phần phụ trợ khác có trong thép carbon có thể kể đến như mangan, silic, đồng… có tỉ lệ thấp dưới 1%… trong khi đó, tỉ lệ carbon được điều chỉnh từ 0,05 đến 2,1%.

Thép carbon được phân loại dựa trên tỉ lệ của carbon: Thép carbon thấp (0,05 – 0,15), thép carbon trung bình (0,3 – 0,5) và thép carbon cao (0,6 – 1,0). Tỉ lệ carbon càng cao thì thép càng cứng và ngược lại tỉ lệ carbon càng thấp thì thép càng dẻo.

Ống thép carbon có đặc trưng giá thành rẻ, độ dẻo cao, không uốn cong khi chịu tải, tuy nhiên, việc thiếu và ít các nguyên tố hợp kim khác làm giảm khả năng chịu áp, chịu tải, khả năng sử dụng trong điều kiện khắc nghiệt nên chúng thường được ưa chuộng hơn tại các ứng dụng ít ứng suất.

Ống thép hợp kim

Ống thép hợp kim được cấu trúc bằng vật liệu thép hợp kim. Là vật liệu thép được hợp kim hóa với nhiều nguyên tố khác nhau, trong đó các nguyên tố hợp kim được cải thiện với tổng hàm lượng từ 1% đến 50%, nhằm mục đích cải thiện tính chất cơ học của thép. Một số nguyên tố hợp kim phổ biến như Mangan, Niken, Crom, Molypen, Vanadi, Silic, Bo… Tỉ lệ khác nhau của các nguyên tố hợp kim sẽ tạo nên các tính chất hóa học và tính chất vật lý khác nhau, nên việc điều chỉnh tỉ lệ của các nguyên tố hợp kim sẽ thay đổi về tính ứng dụng của chúng.

Ống thép hợp kim thường được đánh giá cao về khả năng chịu áp lực, khả năng chịu áp suất cao, chúng phù hợp với các ứng dụng ứng suất cao, tải trọng cao. Được ứng dụng rộng rãi tại một số ngành công nghiệp như công nghiệp dầu khí, lọc dầu, hóa dầu, hóa chất, điện năng…

Ống thép không gỉ

Ống thép không gỉ cấu trúc bằng vật liệu thép không gỉ hay còn được gọi là inox, thép không gỉ cũng có thể được đưa vào họ thép hợp kim. Trong đó, tỉ lệ của nguyên tố crom cao hơn, từ 10 – 20% trọng lượng. Việc bổ sung thêm crom giúp tăng khả năng chống ăn mòn, chống gỉ sét của vật liệu. Vì vậy, ống thép không gỉ đảm bảo tính ứng dụng rất tốt, khả năng sử dụng với điều kiện khắc nghiệt, môi trường có tính ăn mòn…

Tỉ lệ các thành phần trong thép không gỉ cũng có sự khác biệt, được phân thành các mác thép chính là austenit, ferritic và martensitc với độ bền cơ học, khả năng chống ăn mòn khác nhau và tính ứng dụng khác nhau. Thép không gỉ 304, 304L, 316, 316L thuộc lớp thép autenit được sử dụng nhiều nhất trong sản xuất ống.

Ống thép không gỉ thường được ứng dụng trong một số ngành công nghiệp hàng hải, chế biến hóa chất, công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, xử lý nước sạch, nước thải…

Các phương pháp kết nối ống thép

Kết nối ống thép là một quy trình quan trọng trong quá trình thiết kế và xây dựng hệ thống phục vụ mục đích là để liên kết các ống với các thiết bị, các van công nghiệp và các phụ kiện khác tạo thành hệ thống hoàn chỉnh. Có nhiều cách để kết nối ống thép lại với nhau, lựa chọn và sử dụng phương pháp nào phụ thuộc vào yêu cầu của hệ thống, loại ống và các đặc điểm khác của hệ thống. Một số phương pháp kết nối ống thép thông dụng là kết nối hàn, kết nối ren, kết nối mặt bích.

Kết nối hàn

Phương pháp hàn được sử dụng nhiều nhất trong kết nối ống thép. Chúng cung cấp một kết nối cố định, bền chắc, lâu dài, đảm bảo khả năng chịu áp tốt, tuy nhiên, chúng không phải là kết nối linh động, không tháo rời được, nếu muốn tháo rời phải thực hiện cắt ống.

Có nhiều phương pháp hàn khác nhau như hàn TIG, hàn MIG, hàn MAG, hàn SAW, SMAW… Tìm hiểu thêm về quy trình hàn ống tại: Hàn ống là gì? Các phương pháp hàn ống.

Kết nối ren

Kết nối ren là một kết nối linh động bởi có thể tháo rời tiện lợi, dễ dàng. Để có thể nối với nhau, các ống và phụ kiện được tiện các rãnh ren theo tiêu chuẩn, các rãnh ren này khớp với nhau và giữ cố định tạo liên kết kín, chắc chắn, chống rò rỉ.

Đối với kiểu nối ren, thường chỉ được sử dụng tại các hệ thống nhỏ, đường kính ống nhỏ, áp suất thấp nhỏ.

Kết nối mặt bích

Kết nối mặt bích cũng là kết nối linh động, chúng được liên kết và cố định bằng các bu lông, đai ốc. Kết nối này vừa tiện lợi, cho phép tháo rời tiện lợi, vừa đảm bảo khả năng chịu áp tốt, phù hợp với các hệ thống ống áp suất cao, đường kính ống lớn.

Ứng dụng của ống thép

Ống thép có đặc trưng về độ bền, độ bền cơ học, khả năng chịu áp, giá cả phải chăng, tiết kiệm chi phí, chúng có tính ứng dụng đa dạng, đặc biệt được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Một số ứng dụng tiêu biểu của ống thép đó là:

Ứng dụng trong ngành công nghiệp dầu khí: Trong ngành công nghiệp dầu khí, ống thép là một lựa chọn rất hiệu quả, chúng được sử dụng để vận chuyển dầu thô, khí tự nhiên hoặc một số nguyên liệu khác trên các quy trình khai thác, tinh chế, chế biến…
Ứng dụng trong công nghiệp hóa chất: Các loại ống thép không gỉ được ưa chuộng và tin cậy trong ngành công nghiệp hóa chất nhờ khả năng chống ăn mòn, chống gỉ sét. Chúng được sử dụng để vận chuyển các loại hóa chất ăn mòn, dung môi và các chất khác.
Ứng dụng trong nhà máy điện: Trong công nghiệp điện năng, ống thép được sử dụng để vận chuyển các loại lưu chất hơi nước, nước tạo năng lượng…
Ứng dụng tại các hệ thống cấp nước, thoát nước: Ứng dụng tại cách hệ thống cấp nước dân dụng, nước sinh hoạt, hệ thống tưới tiêu hoặc các hệ thống đường ống ngầm, hệ thống xử lý nước, thoát nước.

Hướng dẫn lựa chọn ống thép

Việc lựa chọn ống thép phù hợp với quy trình và ứng dụng là vô cùng quan trọng để đảm bảo chất lượng, độ bền, hoạt động, hiệu quả cũng như tuổi thọ của hệ thống. Để lựa chọn ống phù hợp cần phải dựa trên nhiều yếu tố. Các yếu tố ảnh hưởng như ứng dụng, đặc trưng vật liệu, kích thước, độ dày, tiêu chuẩn, điều kiện môi trường, chi phí…

Mục đích sử dụng: Cân nhắc về đặc trưng của ứng dụng, ống được sử dụng với mục đích gì để lựa chọn loại ống phù hợp.
Đặc trưng ứng dụng: Đặc điểm của lưu chất xử lý, tính ăn mòn, nhiệt độ làm việc, áp suất làm việc. Đặc điểm của môi trường, nhiệt độ môi trường, độ ẩm môi trường, lắp đặt trong nhà hay ngoài trời.
Đặc trưng vật liệu: Hiểu đặc trưng cơ bản của từng loại vật liệu cấu trúc ống để đưa ra lựa chọn phù hợp dựa trên một số yếu tố như khả năng chống ăn mòn, độ bền, khả năng chịu nhiệt.
Kích thước, độ dày: Các thông số kỹ thuật liên quan đến kích thước và độ dày thành ống cũng rất quan trọng trong quá trình lựa chọn ống. Lựa chọn kích thước phù hợp để đảm bảo lưu lượng, lựa chọn độ dày thành phù hợp để đảm bảo khả năng chịu áp.
Tiêu chuẩn: Ống tuân thủ tiêu chuẩn ngành phù hợp với ứng dụng, tiêu chuẩn kích thước tương thích để lắp đặt chính xác.
Chi phí: Nguồn kinh phí, chi phí dự tính là bao nhiêu. Phải đảm bảo cân bằng giữa chi phí đầu tư ban đầu với yêu cầu về hiệu suất và bảo trì lâu dài.

Kết luận: Ống thép thực hiện chức năng vận chuyển các loại lưu chất giữa các vị trí trong hệ thống đường ống. Ống thép cung cấp độ bền cao, bền bỉ, khả năng chịu nhiệt, chịu áp rất tốt, độ linh hoạt cao, giá thành rẻ, tính ứng dụng đa dạng. Chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp cũng như trong dân dụng. Để đảm bảo chất lượng, hiệu quả, điều quan trọng là lựa chọn ống phù hợp và tương thích với ứng dụng, cần cân nhắc dựa trên nhiều yếu tố như đặc trưng ứng dụng, nhiệt độ, áp suất hệ thống, lưu chất hệ thống xử lý.