Đường ống là một thiết bị cơ bản tại các hệ thống trong dân dụng cũng như trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, chúng thực hiện chức năng vận chuyển các loại lưu chất bao gồm chất lỏng, khí, hơi, rắn… Tuy nhiên, thiết kế hệ thống rất đa dạng, chiều dài, ngắn khác nhau, đường quay, khúc cua và rẽ nhánh… nên yêu cầu nối ống là điều vô cùng thiết yếu. Hàn ống là một trong những phương pháp được đánh giá hiệu quả và tối ưu nhất.

Vì vậy, hàn đường ống là một hoạt động vô cùng quan trọng trong thiết kế và xây dựng hệ thống ống. Cùng tìm hiểu rõ hơn về hàn ống, các phương pháp hàn và những lưu ý cơ bản trong hàn ống qua bài viết dưới đây.

Hàn ống là gì?

Hàn ống là một phương pháp được sử dụng để kết nối hai ống hoặc ống với van, phụ kiện hoặc thiết bị khác với nhau. Chúng kết dính hai đường ống lại với nhau một cách trực tiếp, đảm bảo độ liền mạch vượt trội, kết nối rất đáng tin cậy, chịu áp tốt, hoàn thiện tốt, chống rò rỉ.

Có 5 phương pháp hàn được sử dụng phổ biến trong hàn ống đó là: Hàn hồ quang que hàn có vỏ bọc (SMAW), hàn hồ quang kim loại trong môi trường khí (GMAW), hàn hồ quang dây hàn có lõi thuốc (FCAW), hàn hồ quang điện cực vonfram trong môi trường khí (GTAW), hàn hồ quang dưới lớp thuốc (SAW). Mỗi phương pháp hàn sẽ phù hợp với những điều kiện, thiết kế ống, vật liệu ống, điều kiện hàn, môi trường hàn và yêu cầu mối hàn, đảm bảo mối hàn chất lượng và đáng tin cậy là điều quan trọng nhất.

Hàn ống là phương pháp phù hợp với nhiều hệ thống, ứng dụng. Hiệu quả với mọi hệ thống ống, từ ống yêu cầu độ tinh khiết cao trong công nghiệp thực phẩm, đồ uống, đến các ứng dụng trong dân dụng, cấp nước, thoát nước, các ứng dụng áp cao, nhiệt cao trong hơi nước, khí, hay các ứng dụng trong công nghiệp dầu khí và nhiều ngành công nghiệp khác…

Bốn vị trí hàn đường ống là gì?

Vị trí hàn là các hướng khác nhau trong đó có thể thực hiện hàn trên bất kỳ mối nối nào. Vị trí của mối nối và hướng tạo mối hàn sẽ có tác động đáng kể đến kỹ thuật hàn cũng như chất lượng của mối hàn. Có nhiều vị trí hàn khác nhau như 1G (hàn bằng), 2G (hàn ngang), 3G ( hàn đứng), 4G (hàn trần), 5G (hàn ngang cố định), 6G/6GR (hàn đứng + hàn trần). Hàn góc: 1F (hàn bằng), 2F (hàn ngang), 3F (hàn đứng), 4F (hàn trần). Đối với hàn ống, có bốn vị trí hàn đường ống thông dụng và phổ biến nhất đó là:

Vị trí 1G – ống ngang: Là vị trí hàn đường ống cơ bản nhất, tại vị trí này, đường ống được đặt theo chiều ngang, và không cố định, đường ống có thể được xoay bằng các thiết bị hỗ trợ, con lăn hoặc bộ định vị. Điều này giúp quá trình hàn diễn ra dễ dàng, thuận lợi, thợ hàn có thể đứng yên tại một vị trí với mối hàn luôn ở phía trên cùng ở vị trí phẳng.
Vị trí 2G – ống dọc: Là vị trí hàn ống mà đường ống được đặt thẳng đứng theo chiều dọc không cố định, đường ống cũng có thể xoay quanh trục bằng các bị hỗ trợ, con lăn hoặc bộ định vị, cho phép thợ hàn có thể đứng yên và thực hiện hàn theo chiều ngang.
Vị trí 5G – ống ngang cố định: Vị trí hàn này tương tự như vị trí hàn 1G, với đường ống được đặt theo hướng nằm ngang. Tuy nhiên, đường ống được cố định, đứng yên. Vì vậy, để tạo mối hàn ở vị trí cố định, thợ hàn phải di chuyển quanh đường ống cố định, thông thường mối hàn được thực hiện từ trên, hai bên, xuống dưới.
Ví trí 6G – ống nghiêng: Tại vị trí hàn này, đường ống được đặt theo hướng nghiêng, ống đặt nghiêng góc 45 độ và được đặt cố định. Vì vậy, tương tự như vị trí 5G, khi tạo mối hàn, thợ phải di chuyển quanh đường ống, tương đối khó khăn cho quá trình hàn.

Các phương pháp hàn ống

Hàn hồ quang que hàn có vỏ bọc (SMAW)

Hàn hồ quang que hàn có vỏ bọc còn được gọi với cái tên quen thuộc là hàn hồ quang tay, hay đơn giản hơn SMAW (Shielded Metal Arc Welding). Là phương pháp hàn khá đơn giản, hàn bằng cách sử dụng điện cực hồ quang là que hàn được phủ một lớp thuốc bọc để gây hồ quang và tạo ra mối hàn.

Điện cực (que hàn) được phủ một lớp thuốc cho phép ổn định hồ quang, bên cạnh đó, khi cháy, phản ứng hóa học của lớp thuốc này sẽ sinh ra khí, tạo một môi trường khí bảo vệ vũng kim loại hàn nóng chảy khỏi các yếu tố tác nhân từ môi trường khí quyển.

Ưu điểm của hàn hồ quang que hàn có vỏ bọc (SMAW):

SMAW cho phép hàn trên nhiều loại vật liệu khác nhau, điều này mang đến sự đa năng, đa dụng, tính ứng dụng rộng rãi, áp dụng rộng rãi.
Quy trình hàn đơn giản, thiết bị hàn đơn giản, vật liệu hàn giá rẻ nên rất tiết kiệm chi phí.
Hàn được trên nhiều bề mặt, nhiều vị trí, nhiều góc độ, đáp ứng được yêu cầu hàn từ đơn giản đến phức tạp.
Tính cơ động cao, thiết bị đơn giản, nhỏ gọn, đặc trưng hàn được ở mọi điều kiện môi trường, thời tiết, có thể hàn ở cả trong nhà lẫn ngoài trời, công trường…

Nhược điểm của hàn hồ quang que hàn có vỏ bọc (SMAW):

SMAW yêu cầu tay nghề thợ phải cao, nếu không rất dễ có các khuyết tật khi thực hiện mối hàn.
Hiệu suất hàn khá thấp.

Hàn hồ quang kim loại trong môi trường khí (GMAW)

Hàn hồ quang kim loại trong môi trường khí (GMAW (Gar Metal Arc Welding)) thường được biết đến với cái tên quen thuộc hơn là hàn MIG hoặc hàn MAG. Trên thực tế, đây là 2 phân nhóm của GMAW, tên gọi đầy đủ là hàn hồ quang kim loại trong môi trường khí bảo vệ. Phương pháp hàn sử dụng khí C02 để bảo vệ vùng hàn (vũng kim loại hàn nóng chảy).

Quy trình hàn GMAW trong đó hồ quang hàn được hình thành giữa điện cực hàn (dây hàn) tạo liên kết giữa kim loại và phôi. Một vùng khí bảo vệ được cấp đến vùng hàn thông qua súng hàn, khí được sử dụng thường là khí trơ hoặc khí có tính khử (khí hoạt hóa), bảo vệ vùng hàn khỏi sự ảnh hưởng và tác nhân từ môi trường khí quyển.

Khi khí được sử dụng để bảo vệ mối hàn là khí trơ, quy trình hàn gọi là hàn MIG. Khi khí được sử dụng để bảo vệ mối hàn là khí có tính khử (khí hoạt hóa), quy trình hàn gọi là hàn MAG.

Ưu điểm của hàn hồ quang kim loại trong môi trường khí (GMAW):

Phương pháp hàn GMAW cung cấp năng suất hàn cao, thời gian hàn nhanh.
Cho phép hàn nhiều loại kim loại, vật liệu và độ dày, mỏng thành ống khác nhau, tính linh động cao, khả năng ứng dụng lớn.
An toàn, ít khí và khói hàn.
Mức độ bắn tóe kim loại thấp, an toàn.

Nhược điểm của hàn hồ quang kim loại trong môi trường khí (GMAW):

Chi phí khá cao khi đầu tư cho hàn MIG, thiết bị MIG khá đắt tiền.
Không phù hợp với các công trình ngoài trời, chỉ phù hợp với các công trình trong nhà, nhà máy, bởi chúng có thể bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường, đặc biệt là gió.

Hàn hồ quang dây hàn có lõi thuốc (FCAW)

Hàn hồ quang dây hàn có lõi thuốc hay hàn hồ quang dây hàn có lõi trợ dung, đơn giản hơn là FCAW (Fluxed Cored Arc Welding), cũng là phương pháp hàn hồ quang được bảo vệ trong môi trường khí. Phương pháp này là một bước cải tiến của phương pháp GMAW, trong đó, dây điện cực được thay bằng dây điện cực lõi trợ dung.

Dây điện cực có lõi trợ dung thiết kế có dạng dây trục với lõi là chất trợ dung. Chất trợ dung này có chức năng ổn định hồ quang và khi cháy, phản ứng hóa học sinh ra khí cung cấp khi bảo vệ vũng hàn. Tuy nhiên, việc cung cấp khí bên ngoài để bảo vệ vẫn được khuyến nghị.

Hàn hồ quang dây hàn có lõi thuốc (FCAW) được phân thành hai loại là hàn dây lõi thuốc tự bảo vệ (FCAW-SS) và hàn dây lõi thuốc có khí bảo vệ bổ sung (FCAW-GS).

Ưu điểm của hàn hồ quang dây hàn có lõi thuốc (FCAW):

Phương pháp FCAW cho phép duy trì hồ quang liên tục.
Mức độ bắn tóe kim loại thấp.
Mối hàn đẹp, hình dạng và bề mặt mối hàn được cải thiện.

Nhược điểm của hàn hồ quang dây hàn có lõi thuốc (FCAW):

Chi phí cao hơn do các thiết bị sử dụng trong phương pháp này có giá thành cao hơn, phức tạp hơn.
Khói hàn nhiều hơn nên cần phải đảm bảo thông gió trong xưởng hàn.
Kĩ thuật hàn khó, yêu cầu kỹ năng hàn cao.

Hàn hồ quang điện cực Vonfram trong môi trường khí (GTAW)

Hàn hồ quang điện cực Vonfram trong môi trường khí còn có tên gọi quen thuộc và đơn giản hơn là hàn TIG (Tungsten Inert Gas), GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). Là phương pháp hàn hồ quang được bảo vệ trong môi trường khí. Tuy nhiên, phương pháp này sử dụng điện cực Vonfram không nóng chảy tạo ra năng lượng hồ quang làm nóng chảy que bù (Tig-rod) và vị trí mép hàn của kim loại hàn, tạo nên vũng kim loại nóng chảy, vũng hàn được bảo vệ bởi khí (thường là khí Argon, Heli hoặc hỗn hợp Argon + Heli).

Ưu điểm của hàn hồ quang điện cực Vonfram trong môi trường khí (GTAW):

Hình dạng, bề mặt mối hàn đẹp, tính thẩm mỹ cao.
Ít kim loại bắn tóe vì vậy cho phép hàn được ở mọi vị trí hàn, tư thế hàn.
Cực kì phù hợp cho các chi tiết hàn nhỏ, độ dày mỏng.
Có thể thực hiện hàn với nhiều loại kim loại khác nhau.

Nhược điểm của hàn hồ quang điện cực Vonfram trong môi trường khí (GTAW):

Hiệu suất hàn thấp, hệ số đắp thấp, kém hiệu quả về kinh tế, đặc biệt là đối với các mối nối có chiều dày lớn hơn 10mm.
Yêu cầu kĩ thuật hàn cao, kỹ năng tay nghề cao.

Hàn hồ quang dưới lớp thuốc (SAW)

Hàn hồ quang dưới lớp thuốc (SAW) hay còn được gọi là hàn hồ quang chìm, hàn tự động, SAW (Submerged Arc Welding). Là phương pháp hàn hồ quang mà vũng hàn được bảo vệ bởi một lớp thuốc. Liên kết mối hàn bằng dây hàn, dây hàn được đưa vào vị trí hàn, một lớp thuốc hàn được cấp lên trên bề mặt dây hàn thông qua ống cấp thuốc hàn, dây hàn, mép hàn và một lớp thuốc hàn sẽ bị nóng chảy thành vũng hàn nhờ năng lượng nhiệt hồ quang, khi nguội sẽ kết tinh tạo thành mối hàn.

Điều đặc biệt là phần lớp thuốc thừa hoàn toàn có thể thu lại và tái sử dụng lại.

Ưu điểm của hàn hồ quang dưới lớp thuốc (SAW):

Chất lượng của mối hàn cao, độ ngấu sâu, chắc chắn, không nứt gãy, mối hàn tương đối đẹp.
Không có tia bắn tóe kim loại, không có tia hồ quang, không có khói và khí hàn.
Rất phù hợp với các mối hàn kích thước lớn, độ dày lớn mà không cần phải vát mép.
Tự động hóa quá trình hàn, tiện lợi và độ chính xác cao.

Nhược điểm của hàn hồ quang dưới lớp thuốc (SAW):

Không phù hợp với mọi vị trí hàn do đặc trưng lớp thuốc trên bề mặt, chỉ phù hợp với các vị trí hàn bằng hoặc hàn ngang.
Do lớp thuốc phủ trên bề mặt mối hàn nên không quan sát được mối hàn trong quá trình hàn, khiến không phát hiện kịp thời các lỗi mối hàn và yêu cầu cần phải kiểm tra kĩ lưỡng mối hàn thường xuyên.
Thiết bị hàn kích thước lớn, phức tạp, đặt tiền, tốn không gian, phù hợp trong hàn tại các xưởng hơn.

Kết luận: Hàn ống là quy trình không thể thiếu trong xây dựng và thiết kế các hệ thống đường ống. Có nhiều phương pháp hàn ống khác nhau, điều quan trọng là hiểu rõ đặc trưng của hệ thống, yêu cầu của mối hàn, vật liệu hàn, điều kiện hàn và nhiều yếu tố khác để lựa chọn phương pháp hàn ống phù hợp. Quy trình hàn ống chính xác là vô cùng quan trọng để tạo ra mối hàn chính xác, mối hàn quyết định rằng liên kết giữa các ống, van có bền bỉ, tin cậy, không rò rỉ.

Xem thêm: Quy trình thiết kế đường ống

Rate this post