Ống nhựa là ống rỗng làm từ nhựa nhiệt dẻo như PVC, CPVC, HDPE, PP-R hay PVDF, dùng dẫn nước, hóa chất và khí. Loại nào dùng cho việc gì phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ và hóa chất trong ống: uPVC cho nước lạnh và thoát nước, CPVC và PP-R cho nước nóng, HDPE cho đường ống ngầm và cấp nước, PVDF cho hóa chất mạnh.
Bài này so sánh các loại ống nhựa phổ biến, cách nối và cách chọn đúng loại. Nhựa là một lựa chọn trong hệ thống đường ống; khi nhiệt độ, áp suất vượt khả năng của nhựa, hãy xem phương án ống thép hoặc ống thép không gỉ. Toàn bộ nhóm bài nằm trong tài liệu đường ống và phụ kiện.
Ống nhựa là gì?
Ống nhựa có tiết diện tròn, thành rỗng, đúc từ hạt nhựa nhiệt dẻo bằng phương pháp đùn. Chất dẫn trong ống chuyển động nhờ chênh áp suất, hoặc tự chảy theo độ dốc trong hệ thoát nước. Mỗi loại nhựa có giới hạn nhiệt độ, áp suất và khả năng kháng hóa chất riêng, nên không thể gọi chung một loại cho mọi ứng dụng.
Ống nhựa thường được gọi theo đường kính ngoài (OD, mm), khác với ống thép gọi theo cỡ danh nghĩa. Ví dụ ống nhựa cỡ 110 mm thường được xem là cỡ DN100, trong khi ống thép DN100 có OD 114,3 mm. Vì vậy khi nối ống nhựa với van, bích hay ống thép phải dùng đúng phụ kiện chuyển tiếp, không ghép theo cảm tính.
Đặc trưng cơ bản của ống nhựa
- Không gỉ: nhựa là vật liệu phi kim nên không bị gỉ sét hay ăn mòn điện hóa, điều mà ống thép không được bảo vệ khó đạt được.
- Kháng hóa chất tùy loại: PVC, PP, PVDF chịu được nhiều axit, kiềm, muối, nhưng mỗi loại có danh sách hóa chất cho phép riêng, phụ thuộc nồng độ và nhiệt độ. Hãy tra bảng tương thích của nhà sản xuất trước khi chọn.
- Nhẹ: khối lượng riêng PVC cứng khoảng 1.400 kg/m³, PE và PP khoảng 900 đến 960 kg/m³, trong khi thép khoảng 7.850 kg/m³ và inox khoảng 7.900 kg/m³. Ống cỡ nhỏ có thể khiêng tay, không cần cẩu.
- Bề mặt trong nhẵn: ma sát thấp nên tổn thất áp trên một mét ống nhỏ và cặn khó bám.
- Lắp đặt nhanh: cắt bằng dụng cụ cầm tay, nối bằng dán keo, hàn nhiệt hoặc phụ kiện cơ khí. Không cần máy cắt, máy hàn hồ quang như khi thi công ống thép.
- Dẫn nhiệt kém: nước trong ống ít mất nhiệt hơn so với ống kim loại không bọc cách nhiệt, và ít đọng sương hơn.
- Chi phí thấp: vật liệu rẻ, vận chuyển và thi công nhanh nên tổng chi phí thấp hơn ống kim loại ở cùng cỡ và áp suất thấp.
- Tuổi thọ thiết kế dài: ống áp lực chất lượng, dùng đúng điều kiện, được thiết kế cho nhiều thập kỷ; nhà sản xuất thường nêu tuổi thọ thiết kế 50 năm ở điều kiện chuẩn. Đây là giá trị thiết kế, không phải cam kết bảo hành.
Những hạn chế cần tính trước
Hạn chế lớn nhất của nhựa là giãn nở nhiệt. Hệ số giãn nở của PVC khoảng 0,07 mm cho mỗi mét ống và mỗi độ C, gấp khoảng sáu lần thép (khoảng 0,012). Với đoạn ống PVC dài 10 m, nhiệt độ thay đổi 30 °C, ống dài ra khoảng 21 mm (10 × 30 × 0,07), trong khi ống thép chỉ khoảng 3,6 mm. PE và PP giãn nở còn nhiều hơn PVC. Vì vậy đường ống nhựa lộ thiên hoặc nước nóng phải có chỗ bù giãn nở, gối đỡ phù hợp.
Hạn chế khác: chịu nhiệt thấp hơn kim loại, độ cứng thấp nên khoảng cách gối đỡ ngắn hơn, nhiều loại bị lão hóa dưới tia UV, và ống nhựa mất độ bền nhanh khi gặp lửa. Ống thoát nước PVC cũng thường ồn hơn ống gang; khu vực cần yên tĩnh nên dùng loại ống giảm ồn.
Chỗ bù giãn nở có thể là đoạn ống uốn chữ U hoặc khớp nối giãn nở lắp giữa hai điểm cố định. Ống nhựa võng khi nóng nên cần gối đỡ dày hơn ống thép; cách xác định khoảng cách giá đỡ ống nhựa xem trong bài chi tiết. Ống nhựa cũng chịu xung áp kém hơn ống thép: khi đóng van nhanh hoặc dừng bơm đột ngột (búa nước), hãy chọn PN có dư.
Một số loại ống nhựa phổ biến
Các số liệu nhiệt độ dưới đây là mức tham khảo. Áp suất cho phép của mọi loại ống nhựa giảm khi nhiệt độ tăng, nên cần xem catalogue của đúng nhà sản xuất. Về áp suất danh định (PN), ống càng dày thành thì PN càng cao; khái niệm này được giải thích trong bài PN là gì.
Bảng so sánh nhanh
| Loại | Nhiệt độ làm việc (tham khảo) | Cách nối chính | Chịu UV | Hay dùng cho |
|---|---|---|---|---|
| uPVC | Đến khoảng 60 °C | Dán keo, ren, bích | Kém | Cấp thoát nước lạnh, tưới tiêu, nước thải |
| CPVC | Đến khoảng 93 °C | Dán keo | Kém | Nước nóng lạnh, hóa chất nóng |
| HDPE | Từ -40 °C, mức tối đa tùy cấp vật liệu | Hàn đối đầu, hàn điện trở, nối cơ khí | Tốt với ống đen có muội than | Cấp nước, ống ngầm, bùn, bảo vệ cáp |
| PP-R | Đến khoảng 70 °C liên tục (tùy cấp ứng dụng) | Hàn nhiệt lồng | Kém | Nước nóng lạnh trong nhà, HVAC |
| PVDF | Từ -20 °C đến khoảng 140 °C | Hàn nhiệt, bích | Tốt | Hóa chất mạnh, bán dẫn, nước siêu sạch |
Ống nhựa PVC và uPVC
PVC (polyvinyl clorua) có hai nhóm. PVC không hóa dẻo (PVC-U, viết tắt uPVC) cứng, dùng làm ống áp lực và ống thoát nước; PVC có chất hóa dẻo mềm, dùng làm ống mềm và vỏ cáp. Loại ống cứng màu xám trên thị trường dẫn nước chính là uPVC. Nhiệt độ làm việc tối đa khoảng 60 °C, trong thực tế ống cấp nước nên dùng thấp hơn nhiều.
- Điểm mạnh: nhẹ, giá thấp, kháng nhiều axit, bazơ, muối; dán keo đơn giản; không cháy lan khi lửa nguồn bị rút.
- Hạn chế: giòn hơn khi lạnh hoặc bị va đập, nhạy với tia UV (ống lộ thiên cần sơn hoặc che), giãn nở nhiệt cao.
- Hay dùng cho: cấp nước sinh hoạt lạnh, thoát nước và nước thải, tưới tiêu nông nghiệp, một số đường hóa chất nhẹ ở nhiệt độ thường.
Ống nhựa CPVC
CPVC là PVC được clo hóa thêm, nhờ vậy chịu nhiệt tốt hơn PVC thường, làm việc đến khoảng 93 °C và bền hơn khi gặp nhiều hóa chất. CPVC vẫn nối bằng dán keo, nhưng cần loại keo và chất tẩy dành riêng cho CPVC. Giá cao hơn PVC và giãn nở nhiệt lớn, nên đường ống dài cần bù giãn nở.
- Điểm mạnh: chịu nhiệt tốt hơn PVC, độ bền cơ học tốt, kháng hóa chất.
- Hạn chế: giá cao hơn PVC, giãn nở nhiệt lớn, chịu UV kém.
- Hay dùng cho: nước nóng lạnh trong tòa nhà, chung cư, hóa chất ở nhiệt độ cao hơn PVC.
Ống nhựa HDPE
HDPE (polyethylene mật độ cao) dẻo, ít giòn và chịu va đập tốt, kể cả ở nhiệt độ thấp (tới khoảng -40 °C). Ống cấp nước thường phân theo cấp vật liệu PE80 hoặc PE100 và theo SDR (tỉ lệ đường kính ngoài trên độ dày thành, SDR càng nhỏ thành càng dày). Ống PE đen có thêm muội than chống UV nên lắp lộ thiên được; loại không đen cần che nắng.
- Điểm mạnh: dẻo, chịu va đập và nhiệt độ thấp, kháng ăn mòn, mối hàn liền khối, kín khi hàn đúng quy trình, chịu mài mòn tốt nên vận chuyển được bùn và nước có cặn.
- Hạn chế: cần máy hàn chuyên dụng, giãn nở nhiệt lớn, chịu nhiệt thấp hơn PP-R, độ cứng thấp.
- Hay dùng cho: cấp nước, thoát nước, đường ống ngầm, bảo vệ cáp ngầm, dẫn hóa chất và bùn.
Ống nhựa PP-R
PP-R là polypropylene random copolymer, loại nhựa dành cho hệ nước nóng lạnh trong nhà. Ống làm việc liên tục đến khoảng 70 °C theo cấp ứng dụng của tiêu chuẩn ISO 15874, và nối bằng hàn nhiệt nên mối nối liền khối, không cần keo. Chất lượng mối hàn phụ thuộc thời gian và nhiệt độ gia nhiệt đúng theo hướng dẫn của hãng.
- Điểm mạnh: chịu nước nóng tốt hơn PVC, kháng hóa chất, an toàn với nước sạch, cách nhiệt tốt.
- Hạn chế: chịu UV kém, giãn nở nhiệt cao, cần máy hàn nhiệt.
- Hay dùng cho: nước nóng lạnh trong nhà ở và tòa nhà, một số hệ HVAC và hóa chất nhẹ.
Ống nhựa PVDF
PVDF (polyvinylidene fluoride) là nhựa fluor có khả năng kháng hóa chất và chịu nhiệt vượt trội, làm việc từ khoảng -20 °C đến khoảng 140 °C, chịu UV tốt. Giá cao hơn hẳn các loại trên nên chỉ chọn khi PVC, CPVC, PP không đáp ứng được: hóa chất mạnh, dung môi, nước siêu sạch trong bán dẫn.
- Điểm mạnh: kháng hóa chất xuất sắc, chịu nhiệt cao, độ bền cơ học tốt, chịu UV.
- Hạn chế: giá cao, độ cứng lớn, cần quy trình hàn đúng kỹ thuật.
- Hay dùng cho: công nghiệp hóa chất, bán dẫn, xử lý nước, dầu khí cho lưu chất ăn mòn.
Các phương pháp nối ống nhựa
Cách nối phải khớp với loại nhựa. PVC và CPVC nối bằng dán keo; PE, PP-R và PVDF không dán keo được mà phải hàn nhiệt hoặc dùng phụ kiện cơ khí. Chọn sai cách nối là nguyên nhân hay gặp của rò rỉ.
Dán keo
Dán keo là cách nhanh và đơn giản nhất, dùng cho PVC, CPVC, thường ở ống cỡ nhỏ đến trung bình. Ống và phụ kiện được nối trực tiếp, ống cắm vào hõm phụ kiện. Các bước cơ bản:
- Đo và cắt ống vuông góc với trục ống.
- Làm sạch ba via, vát nhẹ mép ngoài đầu ống.
- Lau sạch bụi, dầu mỡ ở đầu ống và lòng phụ kiện.
- Thử lắp khô để đánh dấu độ sâu cắm ống.
- Quét keo đều lên mặt ngoài đầu ống và mặt trong phụ kiện, dùng đúng loại keo cho vật liệu.
- Đẩy ống vào đến vạch đã đánh dấu, giữ cố định trong vài chục giây.
- Lau keo thừa, chờ đủ thời gian khô theo hướng dẫn của keo trước khi thử áp.
Hàn nhiệt
Hàn nhiệt làm chảy bề mặt ống và phụ kiện rồi ép lại thành mối liền khối, không cần keo. Dùng cho PE, PP-R, PVDF; không dùng cho PVC. Cần máy hàn, nên chi phí thiết bị cao hơn dán keo. Ba cách thường gặp:
- Hàn lồng (socket): gia nhiệt đồng thời mặt ngoài đầu ống và mặt trong phụ kiện, rút ra rồi cắm vào nhau ngay. Hợp với cỡ nhỏ, như hệ PP-R trong nhà.
- Hàn đối đầu: làm nóng chảy hai đầu ống cùng cỡ và cùng độ dày bằng tấm gia nhiệt, ép lại với áp lực xác định rồi để nguội tự nhiên, không tác động lực và không làm mát cưỡng bức. Dùng cho ống PE cỡ trung bình trở lên.
- Hàn điện trở: phụ kiện có sẵn dây điện trở bên trong, cấp điện làm chảy ống và phụ kiện. Cần cạo bỏ lớp oxit bề mặt ống, cố định chắc và đặt đúng thông số của máy.
Nối bích
Nối bích dùng khi ống nhựa phải nối với van công nghiệp, bơm, đồng hồ hoặc ống kim loại. Ống nhựa có đầu vành (hàn hoặc dán sẵn) kết hợp bích rời, rồi siết bu lông qua gioăng. Siết đều, theo thứ tự đối xứng và đúng lực, vì bích nhựa dễ nứt nếu siết quá. Xem thêm các loại mặt bích để chọn tiêu chuẩn bích khớp với van.
Phụ kiện cơ khí và ren
Kẹp ống, nối nhanh, khớp nối ren giúp lắp và tháo nhanh, thường dùng cho ống PE cỡ nhỏ, đường tưới tiêu hoặc đoạn cần tháo. Các loại cút, tê, côn nhựa xem tại cút nhựa và nhóm phụ kiện đường ống. Với đường ống nhựa lắp lộ thiên hay chạy nước nóng, dùng gối đỡ có dẫn hướng để ống trượt khi giãn nở, và đặt cút gấp khúc hoặc khớp bù giãn nở theo thiết kế.
Hướng dẫn lựa chọn ống nhựa
- Nhiệt độ lưu chất: lọc đầu tiên. Nước lạnh có thể dùng uPVC hoặc PE; nước nóng cần CPVC hoặc PP-R; trên khoảng 100 °C chỉ còn một số nhựa kỹ thuật như PVDF dùng được, còn lại nên chuyển sang kim loại.
- Hóa chất: tra bảng tương thích của nhà sản xuất theo nồng độ và nhiệt độ. Hóa chất mạnh thường dẫn đến PVDF.
- Áp suất: chọn ống có PN và độ dày thành đủ cho áp suất làm việc ở đúng nhiệt độ vận hành, vì áp suất cho phép giảm khi nhiệt tăng.
- Vị trí lắp đặt: lộ thiên cần loại chịu UV hoặc che chắn; chôn ngầm ưu tiên PE vì dẻo và mối hàn liền khối.
- Cách nối và phụ kiện: phải đồng bộ với loại nhựa, kể cả van và bích.
- Tiêu chuẩn: ống cấp nước thường theo tiêu chuẩn như TCVN 8491 (tương đương ISO 1452) cho PVC-U và TCVN 7305 (tương đương ISO 4427) cho PE. Hãy yêu cầu nhà cung cấp ghi rõ tiêu chuẩn. Phạm vi và yêu cầu chung của ống PE cấp nước, thoát nước có áp xem tại ISO 4427-1:2019.
- Chi phí và tuổi thọ: so sánh cả chi phí lắp đặt và bảo trì, chứ không riêng giá mét ống.
Khi nào nên đổi sang kim loại: hơi nước, lưu chất trên 100 °C (trừ trường hợp hóa chất đã chọn PVDF), áp suất cao hoặc khu vực yêu cầu chống cháy. Lúc đó nên xem lại các phương án trong bài về ống thép và ống inox đã nêu ở trên; quy trình chọn cả hệ thống có trong bài quy trình thiết kế đường ống. Viva tư vấn van và phụ kiện lắp cùng đường ống nhựa tại Số 20, Ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội; gửi loại ống, DN và lưu chất, bên mình đối chiếu cấu hình phù hợp.
Địa chỉ: Số 20 ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội
Phụ trách kinh doanh: Miss Hoa
Câu hỏi thường gặp về ống nhựa
Ống nhựa nào dùng được cho nước nóng?
CPVC (đến khoảng 93 °C) và PP-R (đến khoảng 70 °C liên tục theo cấp ứng dụng) là hai loại phổ biến cho nước nóng. uPVC chỉ dùng cho nước lạnh. Áp suất cho phép của mọi loại giảm khi nhiệt độ tăng, nên cần xem catalogue nhà sản xuất.
Ống PVC và uPVC khác nhau không?
Ống PVC cứng dẫn nước chính là uPVC, tức PVC không hóa dẻo. PVC có hóa dẻo là loại mềm, dùng làm ống mềm và vỏ cáp, không dùng làm ống áp lực.
Ống HDPE khác PVC chỗ nào?
HDPE dẻo, chịu va đập và nhiệt độ thấp tốt, nối bằng hàn nhiệt thành mối liền khối nên hợp đường ống ngầm. PVC cứng hơn, giá thấp hơn, nối bằng dán keo, nhạy UV và giòn hơn khi lạnh.
Có thể dán keo ống PE hoặc PP không?
Không. PE và PP không tan trong dung môi của keo dán PVC nên keo không tạo được mối nối bền. PE, PP phải hàn nhiệt hoặc dùng phụ kiện cơ khí.
Ống nhựa dùng được bao nhiêu năm?
Ống áp lực đạt chuẩn, chọn đúng loại và lắp đúng nhiệt độ, áp suất thường được thiết kế cho tuổi thọ dài, nhà sản xuất hay nêu 50 năm ở điều kiện chuẩn. Tuổi thọ thực tế giảm khi ống chịu nhiệt cao, tia UV hoặc hóa chất không tương thích.
