Đồng thau và đồng đỏ là hai tên gọi khác nhau của hai nhóm vật liệu. Đồng thau (brass) là hợp kim đồng–kẽm màu vàng; đồng đỏ trong nghĩa kỹ thuật là đồng gần nguyên chất (Cu ≥99,9%) màu đỏ cam. Trên thị trường van, “van đồng đỏ” thường chỉ van bằng đồng thanh (bronze, đồng–thiếc) màu đỏ nâu, nên khi đặt hàng phải hỏi rõ mác. Khác biệt thành phần quyết định khả năng chống khử kẽm, nứt do amoniac và việc có dùng được cho nước uống hay không. Nền tảng về vật liệu đồng nằm ở bài riêng.
Mục lục
Đồng thau và đồng đỏ là gì, khác đồng thanh ở đâu?
- Đồng đỏ (đồng nguyên chất): Cu ≥99,9%, dùng làm dây điện, ống đồng. Mềm, độ bền thấp, ít làm thân van chịu áp.
- Đồng thau (brass): hợp kim Cu–Zn, kẽm khoảng 5–45%. Kẽm làm vật liệu cứng và bền hơn, màu chuyển từ đỏ sang vàng nhạt khi tăng kẽm. Hầu hết van bi, rắc co, phụ kiện ren là đồng thau. Thêm chì để dễ gia công.
- Đồng thanh (bronze): hợp kim Cu–Sn, thường có thêm Pb và Zn. Màu nâu đỏ, đúc tốt, chịu mài mòn, chống ăn mòn nước tốt hơn đồng thau. Gunmetal C83600 là loại đúc thân van điển hình.
Sự khác nhau giữa đồng thau và đồng đỏ nằm ở thành phần, không nằm ở màu. Do thuật ngữ lẫn lộn, chỉ nên xác định theo mác vật liệu, không theo màu. Đồng thau cũng có thể ra màu đỏ nếu ít kẽm.
Thành phần các mác đồng dùng làm van
| Mác | Tiêu chuẩn | Cu (%) | Nguyên tố chính khác | Đặc điểm |
|---|---|---|---|---|
| CW617N (CuZn40Pb2) | EN 12165 | 57,0–59,0 | Pb 1,6–2,5; Zn còn lại | Đồng thau rèn, tiện ren, phổ biến nhất cho van |
| CW614N (CuZn39Pb3) | EN 12164 | 57,0–59,0 | Pb 2,5–3,5 | Dễ tiện, dùng thanh tiện chi tiết |
| CW602N (CuZn36Pb2As) | EN 12165 | 61,0–63,0 | Pb 1,7–2,8; As 0,02–0,15 | Đồng thau chống khử kẽm (DZR) |
| CW724R (CuZn21Si3P) | EN 12165 | 75,0–77,0 | Si 2,7–3,5; P khoảng 0,02–0,10; Pb thấp | Đồng thau ít chì |
| C83600 (85-5-5-5) | ASTM B62, B584 | 84–86 | Sn 4–6; Pb 4–6; Zn 4–6 | Đồng thanh đúc, van chịu nước, hơi áp thấp |
| CC491K (CuSn5Zn5Pb5-C) | EN 1982 | 83–87 | Sn 4–6; Zn 4–6; Pb 4–6 | Tương đương C83600 theo EN |
Tính chất
| Tính chất | Đồng thau (CW617N) | Đồng thanh (C83600) | Đồng đỏ nguyên chất |
|---|---|---|---|
| Khối lượng riêng | Khoảng 8,4–8,5 g/cm³ | Khoảng 8,8 g/cm³ | 8,96 g/cm³ |
| Độ dẫn điện | Khoảng 25–28% IACS | Thấp hơn nhiều so với Cu | 100% IACS |
| Gia công | Rất dễ, rèn nóng tốt | Đúc tốt, tiện được | Mềm, dính dao |
| Chống ăn mòn nước | Khá; nhạy khử kẽm | Tốt hơn đồng thau | Rất tốt |
Khối lượng riêng cho biết tải trọng khi lắp: van đồng nặng hơn van nhựa nhiều lần. Tra thêm bảng khối lượng riêng kim loại khi cần quy đổi.
Đồng thau dễ gia công vì chì tồn tại thành hạt rời trong nền, làm phoi gãy ngắn khi tiện. Độ dẫn điện của đồng thau chỉ khoảng 25–28% IACS vì nguyên tử kẽm làm electron tán xạ mạnh. Chi tiết xem các chất dẫn điện theo %IACS.
Khử kẽm và nứt do amoniac
Khử kẽm (dezincification) là sự hòa tan chọn lọc của kẽm khỏi đồng thau. Trong nước mềm, nhiều Cl⁻ hoặc có CO₂, kẽm hòa tan trước, còn đồng tái kết tủa thành lớp xốp màu đỏ. Lớp này giòn, yếu, rò nước dù hình dạng chi tiết không đổi. Pha β (kẽm cao, như CuZn40) bị khử kẽm trước pha α.
Cách phòng: dùng đồng thau DZR (có arsen khoảng 0,02–0,15% làm chậm quá trình ở pha α), đồng thau xử lý nhiệt giảm pha β, hoặc đồng thanh không chứa lượng kẽm cao.
Nứt do amoniac (season cracking) xảy ra khi đồng thau có ứng suất dư tiếp xúc amoniac hoặc muối amoni. Đồng thau càng nhiều kẽm, từ khoảng 15% trở lên, càng nhạy. Ứng suất dư từ gia công nguội hoặc siết ren quá lực làm vết nứt phát triển dọc biên hạt. Tránh đồng thau trong môi trường amoniac. Tra tương thích ở bảng độ bền hóa học vật liệu.
Chọn van đồng thau hay đồng thanh (đồng đỏ)
Bảng dưới là hướng dẫn nhanh khi chọn giữa đồng thau và đồng đỏ (đồng thanh) cho van. Giới hạn nhiệt và áp suất của từng van: tham khảo, đối chiếu catalogue của hãng.
| Môi chất | Vật liệu nên chọn | Ghi chú |
|---|---|---|
| Nước sạch dân dụng, khí nén | Đồng thau CW617N | Kinh tế, ren phổ biến |
| Nước uống | Đồng thau ít chì hoặc DZR đạt quy chuẩn nước | Cần giấy tờ chứng nhận của nhà sản xuất |
| Hơi áp thấp, nước nóng | Đồng thanh | Chịu nhiệt và mài mòn tốt hơn |
| Nước có tính ăn mòn, nhiều Cl⁻ | Đồng thanh hoặc DZR | Tránh đồng thau thường |
| Nước biển | Không dùng đồng thau | Chọn vật liệu chuyên cho nước biển |
| Amoniac | Không dùng đồng, đồng thau | Chọn inox hoặc nhựa theo bảng tương thích |
Với vật liệu chế tạo van bi, thân đồng thau dùng cho nước và khí nén dân dụng; cho áp cao hoặc hóa chất, xem inox. Van bi đồng thường có thân đồng thau và bi đồng thau mạ crom. Với hơi và nước nóng, van cầu đồng thân đồng thanh bền hơn đồng thau.
Về nước uống, chì là vấn đề. CW617N chứa Pb 1,6–2,5%, và chì có thể thôi nhiễm vào nước, nhất là nước mới lắp hoặc nước mềm. Quy chuẩn QCVN 01-1:2018/BYT quy định giới hạn chì trong nước sinh hoạt. Vì vậy cho nước uống cần mác ít chì hoặc DZR và hồ sơ chứng nhận của nhà sản xuất, không suy từ màu hay tên gọi.
Nhận biết loại đồng trên van thực tế
Màu sắc và nam châm chỉ cho dấu hiệu sơ bộ. Các cách đáng tin hơn:
- Đọc ký hiệu dập trên thân: mác như CW617N, CuZn40Pb2, hoặc ghi chú DZR, “lead free”.
- Yêu cầu chứng chỉ vật liệu của nhà sản xuất (loại có thành phần hóa học và số lô).
- Đo khối lượng riêng bằng cân và thể tích nước chiếm chỗ: đồng thau khoảng 8,4–8,5 g/cm³, đồng thanh C83600 khoảng 8,8 g/cm³.
- Phân tích bằng máy XRF cầm tay để biết Cu, Zn, Sn, Pb.
Khi lắp van đồng thau, siết ren vừa lực và dùng băng tan hoặc keo ren thích hợp. Siết quá lực sinh ứng suất dư, là điều kiện cho nứt ăn mòn ứng suất ở môi trường có amoniac.
Viva cung cấp van và phụ kiện bằng đồng thau, đồng thanh tại Số 20, Ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội; giao hàng toàn quốc. Liên hệ kỹ thuật để hỏi mác và hồ sơ vật liệu của từng model:
Địa chỉ: Số 20 ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội
Phụ trách kinh doanh: Miss Hoa
Xem thêm: lọc Y đồng
Câu hỏi thường gặp
Đồng thau có bị gỉ không?
Đồng thau không gỉ như thép. Bề mặt xỉn dần và có thể phủ lớp xanh patina. Rủi ro thật là khử kẽm trong nước mềm, nhiều Cl⁻ hoặc CO₂, và nứt do amoniac. Cả hai làm van rò dù bên ngoài còn nguyên, nên cần chọn đúng mác.
Van đồng có chứa chì không?
Đồng thau gia công như CW617N chứa Pb 1,6–2,5% để dễ tiện ren. Đồng thanh C83600 cũng chứa chì 4–6%. Có mác ít chì như CW724R. Với nước uống, hỏi nhà sản xuất mác vật liệu và chứng nhận phù hợp.
Đồng thau có hút nam châm không?
Đồng thau chuẩn không hút nam châm. Nếu thấy hút, chi tiết có thể là thép mạ đồng hoặc có lõi sắt. Ngược lại, không bị hút cũng không chứng minh là đồng thau, vì nhôm, kẽm và inox 304 cũng không bị hút.
