Tiêu chuẩn côn thu inox: ASME B16.9, ASTM A403, EN 10253-4

Côn thu inox là gì?

Tiêu chuẩn côn thu inox chủ yếu gồm ASME B16.9 và ASTM A403 cho loại hàn giáp mép, ASME B16.11 cho phụ kiện rèn cỡ nhỏ và EN 10253-4 theo hệ châu Âu. Côn thu inox là phụ kiện thép không gỉ có một đầu lớn, một đầu nhỏ, dùng để nối hai đoạn ống khác đường kính. Phụ kiện này gặp nhiều trong đường ống hơi, nước, khí, dầu và hóa chất.

Thân côn thu nhỏ dần nên dòng chảy đổi tiết diện từ từ thay vì đột ngột. Nhờ đó giảm xoáy và tổn thất áp suất tại vị trí đổi cỡ. Côn thu có hai dạng: đồng tâm (hai đầu cùng tâm) và lệch tâm (hai đầu lệch tâm, một mặt phẳng). Côn lệch tâm hay dùng ở đầu hút máy bơm hoặc đường ống nằm ngang để tránh đọng khí hay cặn.

Cặp cỡ hai đầu của côn thu không chọn tùy ý: nó xuất phát từ lưu lượng và vận tốc cho phép ở từng đoạn ống. Cách đổi cỡ ống theo lưu lượng cho biết đoạn nào cần thu nhỏ, từ đó mới chọn côn thu có kích thước phù hợp.

Hai hình thức nối phổ biến trên côn thu inox

Kiểu nối quyết định cách lắp, áp suất làm việc và tiêu chuẩn áp dụng. Với côn thu inox, hai kiểu dùng nhiều nhất là hàn và ren.

Hình thức nối hàn

Nối hàn cho mối nối kín, chịu được áp suất cao và phù hợp cỡ ống lớn. Đổi lại thi công khó hơn, tốn thời gian và chi phí hơn, đòi hỏi thợ hàn inox có tay nghề. Với inox, nên hàn TIG và bảo vệ mặt trong mối hàn bằng khí argon để mối hàn không bị oxy hóa.

Các lựa chọn khác như hàn hồ quang tay (SMAW) cũng dùng cho côn thu cỡ lớn, chi tiết có trong bài phương pháp hàn ống. Dù chọn cách nào, vát mép và khe hở chân mối hàn phải theo quy trình hàn đã duyệt.

Hình thức nối ren

Nối ren lắp nhanh, không cần thợ hàn, thường dùng cho cỡ ống nhỏ. Để kín, cần quấn băng tan (băng PTFE) quanh chân ren, nhất là với đường khí nén. Không siết quá lực vì ren inox dễ bị kẹt, xước (galling) khi vặn mạnh.

Tiêu chuẩn độ dày côn thu inox

Độ dày thành côn thu phải khớp với độ dày ống. Độ dày được gọi theo schedule (SCH). Với ống và phụ kiện inox, các cấp thường gặp là SCH 5S, 10S, 40S, 80S theo ASME B36.19. Bảng tra của nhà sản xuất có thể ghi SCH5, SCH10, SCH20, SCH40, SCH80 theo cách gọi chung của ống thép, nên khi đặt hàng cần ghi rõ cả cấp SCH lẫn tiêu chuẩn. Muốn hiểu cách đọc, xem bài SCH là gì. Độ dày thực tế còn tùy tiêu chuẩn và yêu cầu của dự án, vì vậy hãy đối chiếu bảng tiêu chuẩn hoặc hỏi nhà cung cấp trước khi đặt.

Bảng tiêu chuẩn côn thu inox lắp ren

Ảnh dưới đây là catalog côn thu ren inox Viva đang cung cấp, giúp bạn đối chiếu kích thước và độ dày với đường ống cần lắp.

Bảng tiêu chuẩn côn thu hàn inox

Với côn thu nối hàn, bạn cần chọn đúng cấp độ dày (SCH) vì mỗi cấp cho độ dày thành khác nhau. Ảnh dưới đây là bảng tiêu chuẩn côn thu hàn inox.

Tiêu chuẩn côn thu inox: ASME B16.9, ASTM A403, B16.11, EN 10253-4

Côn thu inox thường làm theo cặp kích thước DN (hoặc NPS) lớn thu về nhỏ. Dải cỡ thường gặp từ DN8, DN10 (côn ren cỡ nhỏ) đến DN800 (côn hàn cỡ lớn); riêng côn hàn giáp mép theo ASME B16.9 bao phủ từ NPS 1/2 đến NPS 48. Tiêu chuẩn áp dụng thay đổi theo ngành, trong đó bốn tiêu chuẩn sau hay gặp nhất:

Ghi nhớ: ASME B16.9 quy định kích thước và dung sai hình học, còn ASTM A403 quy định vật liệu. Đơn đặt côn thu hàn inox thường ghi cả hai, ví dụ ASTM A403 WP304L theo ASME B16.9.

ASME B16.9 cũng là tiêu chuẩn của cút thép không gỉ và tê hàn, nên côn thu, cút và tê cùng họ đồng bộ về dung sai và cách vát mép, ghép với nhau trên cùng một tuyến không cần chuyển đổi.

Kích thước côn thu inox hàn theo ASME B16.9

Kích thước côn thu inox quan trọng nhất là chiều dài tổng H, đo dọc trục giữa hai miệng vát. Theo ASME B16.9, H chỉ phụ thuộc cỡ đầu lớn, không phụ thuộc cỡ đầu nhỏ, và giống nhau cho côn đồng tâm lẫn lệch tâm. Giá trị này không đổi theo cấp độ dày.

Bảng áp dụng cho các cặp cỡ thông dụng, trong đó đầu nhỏ nhỏ hơn đầu lớn một đến vài cỡ; cặp đặc biệt cần tra trực tiếp bảng của tiêu chuẩn. Ví dụ côn DN100 x DN80, DN100 x DN50 đều có H = 102 mm, nhưng độ chênh tâm và khối lượng khác nhau.

Với côn lệch tâm, độ lệch giữa hai đường tâm bằng nửa hiệu hai đường kính ngoài. Côn DN100 x DN50: đường kính ngoài 114,3 mm và 60,3 mm, độ lệch = (114,3 − 60,3) / 2 = 27 mm trên chiều dài 102 mm. Chiều dài H cũng dùng để tính ống cắt giữa côn và phụ kiện kế tiếp, như cách tính với cút.

Khi đặt hàng, ghi đầy đủ kích thước côn thu inox gồm cặp DN, độ dày SCH của từng đầu, kiểu đồng tâm hay lệch tâm, mác thép và tiêu chuẩn. Thiếu một mục thì nhà cung cấp phải đoán, và côn thu inox giao về dễ lệch thành so với ống.

Tiêu chuẩn mối nối của côn thu inox

• Hàn giáp mép (butt weld): đầu côn vát mép rồi hàn thẳng vào ống. Đây là kiểu phổ biến nhất cho đường ống công nghiệp, theo ASME B16.9.
• Hàn lồng (socket weld): đầu ống cắm vào ổ của phụ kiện rồi hàn quanh. Dùng cho cỡ nhỏ, theo ASME B16.11.
• Nối ren: vặn ống vào đầu ren của phụ kiện, dùng cho cỡ nhỏ và áp suất thấp, theo ASME B16.11 hoặc tiêu chuẩn ren của nhà sản xuất.

Với đường ống thực phẩm, dược phẩm, bạn có thể dùng côn thu inox vi sinh, nối bằng clamp hoặc hàn với bề mặt nhẵn.

Côn thu đồng tâm hay lệch tâm: chọn theo vị trí

Chọn theo vị trí lắp và hướng ống, không theo thói quen. Khác biệt nằm ở đường sinh trên và dưới của côn, nơi khí và nước đọng.

• Ống đứng và đoạn thẳng không lo đọng: dùng côn đồng tâm, thân đối xứng, dòng chảy êm và mối hàn dễ căn chỉnh.
• Phía hút của bơm, ống nằm ngang: dùng côn lệch tâm, mặt phẳng ở trên (flat on top).
• Ống hơi và ống nằm ngang chứa nước ngưng: dùng côn lệch tâm, mặt phẳng ở dưới (flat on bottom).

Vì sao mặt phẳng ở trên phía hút bơm

Khí hòa tan thoát ra và nổi lên theo đường sinh trên của ống. Nếu mặt phẳng ở dưới, đường sinh trên dốc xuống từ ống lớn sang ống nhỏ và tạo thành một túi ở phần trên ống lớn, khí tích tụ ở đó. Khi túi đủ lớn, một cụm khí bị cuốn vào bơm cùng lúc, bơm mất mồi, rung hoặc xâm thực.

Đặt mặt phẳng ở trên thì đường sinh trên liền mạch từ ống lớn sang ống nhỏ, khí nổi lên đi thẳng tới bơm theo từng bọt nhỏ và được thoát ra. Phần dốc nằm ở đáy, chỗ không có khí tích tụ.

Vì sao mặt phẳng ở dưới trên tuyến hơi

Nước ngưng và cặn nặng chảy dọc đường sinh dưới của ống. Nếu mặt phẳng ở trên, đáy dốc lên từ ống nhỏ sang ống lớn và tạo bậc giữ nước ngưng ngay trước côn. Dòng hơi tốc độ cao quét qua bậc này có thể cuốn nước thành cục, gây búa nước và ăn mòn xói. Mặt phẳng ở dưới giữ đáy ống thẳng, nước ngưng chảy tiếp tới bẫy hơi.

Trên giá ống có nhiều đường chạy song song, côn lệch tâm mặt phẳng ở dưới còn giữ cao độ đáy ống không đổi, nên các gối đỡ cùng một cao độ. Bố trí đặc biệt, ví dụ ống hút đi thẳng đứng từ trên xuống ngay trước bơm, cần xét theo hướng dẫn lắp đặt của nhà sản xuất bơm.

Vật liệu côn thu inox 304, 304L, 316L và lưu chất phù hợp

Vật liệu của côn thu inox hàn đặt theo ASTM A403: ký hiệu WP304, WP304L, WP316, WP316L. Hậu tố cấp chế tạo: S là phụ kiện liền; W là phụ kiện hàn, trong đó mối hàn có kim loại bổ sung do nhà sản xuất phụ kiện thực hiện phải chụp tia; WX là phụ kiện hàn có chụp tia toàn bộ mối hàn; WU là phụ kiện hàn có siêu âm toàn bộ mối hàn. Mác phải khớp với ống nối để mối hàn và vùng lân cận có cùng khả năng chống ăn mòn.

Khác biệt giữa 304 và 316 nằm ở molypden. Mo củng cố màng thụ động Cr₂O₃ nên inox 316 chịu rỗ do clorua tốt hơn: chỉ số chống rỗ PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N, xấp xỉ 19 với 304 và khoảng 24 với 316. Môi trường có clorua, nhất là trên khoảng 60 °C, còn có nguy cơ nứt ăn mòn ứng suất ở cả hai mác, khi đó nên xét duplex.

Chữ L (cacbon thấp) quan trọng với côn thu hàn: sau khi hàn, cacbon thấp giảm cacbit crom ở biên hạt, tránh ăn mòn giữa các hạt cạnh mối hàn. Côn thu ren cỡ nhỏ ít hàn nên 304 hoặc 316 thường đủ. Mác dùng sai là nguyên nhân hay gặp khi tuyến axit hoặc nước muối ăn mòn sớm, nên ghi mác trên đơn đặt hàng và kiểm tra dấu trên thân côn thu khi nhận.

Với côn thu inox hàn cho tuyến thực phẩm hay dược phẩm, nên chọn 304L hoặc 316L và ghi rõ mác trên bản vẽ, vì côn thu inox khác mác chỉ nhìn bằng mắt rất khó phân biệt.

Chọn mua côn thu inox

Khi đặt côn thu, bạn cần chốt các thông số: mác inox (304, 304L, 316, 316L), kiểu nối (hàn, ren), cặp kích thước DN lớn x DN nhỏ, độ dày SCH, loại đồng tâm hay lệch tâm, và tiêu chuẩn áp dụng. Đổi cỡ giữa hai tiêu chuẩn cần tra đúng đường kính ngoài, xem bài quy đổi từ DN sang phi. Xem thêm mặt bích đi kèm ở bài tiêu chuẩn mặt bích.

Viva cung cấp côn thu inox và các phụ kiện inox khác, kèm tư vấn chọn cỡ và chứng từ vật liệu theo yêu cầu của bạn. Bạn tham khảo bảng giá côn thu inox hoặc gửi mác inox, cặp DN và tiêu chuẩn về Số 20, Ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội để được tư vấn. Cùng nhóm tài liệu có bài tiêu chuẩn ống inox vi sinh và cút inox; tổng hợp theo chủ đề nằm ở tài liệu đường ống. Muốn xem cách ghép côn thu vào cả tuyến ống, đọc tổng quan hệ thống đường ống.

Câu hỏi thường gặp về côn thu inox