Ống thép đúc chịu nhiệt

Các ngành nhiệt điện, hóa dầu hay luyện kim đều đặt ra yêu cầu khắt khe đối với vật liệu đường ống, không chỉ về khả năng chịu nhiệt mà còn về độ bền cơ học và tính ổn định lâu dài.

Trong môi trường vận hành liên tục ở nhiệt độ cao, đường ống phải chịu đồng thời áp suất lớn, biến thiên nhiệt và tác động ăn mòn, đòi hỏi vật liệu có kết cấu vững chắc và chất lượng đồng đều.

Ống thép đúc chịu nhiệt được xem là giải pháp tiêu chuẩn trong những trường hợp này, nhờ cấu trúc liền khối không mối hàn, khả năng phân bố ứng suất tốt và duy trì tính ổn định ngay cả khi làm việc ở nhiệt độ cao trong thời gian dài, góp phần đảm bảo an toàn và hiệu quả cho toàn bộ hệ thống.

Ống thép đúc chịu nhiệt

Ống thép đúc chịu nhiệt là gì?

Ống thép đúc chịu nhiệt là loại ống thép không có mối hàn, được sản xuất từ phôi thép nguyên khối thông qua các phương pháp tạo hình phù hợp, sử dụng thép carbon hoặc thép hợp kim chuyên dụng. Loại ống này được thiết kế để làm việc ổn định trong môi trường nhiệt độ cao và áp suất lớn, đáp ứng yêu cầu vận hành liên tục trong điều kiện khắc nghiệt.

Tùy theo mác thép và tiêu chuẩn áp dụng, ống thép đúc chịu nhiệt có thể làm việc ở mức nhiệt độ cao, thường từ khoảng 450°C đến trên 600°C, mà vẫn duy trì được độ bền và tính ổn định của vật liệu.

Điểm then chốt:

• “Đúc” (Seamless): Cấu trúc liền khối, không mối hàn, giúp tăng độ bền và hạn chế rủi ro khi chịu nhiệt và áp suất cao.
• “Chịu nhiệt”: Nhờ thành phần hợp kim như Chromium (Cr), Molybdenum (Mo)…, ống hạn chế biến dạng, oxy hóa và suy giảm cơ tính trong quá trình làm việc ở nhiệt độ cao.

Những yếu tố tạo nên sự khác biệt của ống thép đúc chịu nhiệt

Cấu trúc vật liệu phù hợp cho môi trường nhiệt độ cao

Ống thép đúc chịu nhiệt được hình thành từ khối thép đồng nhất, giúp dòng ứng suất sinh ra do nhiệt phân bố đều trên toàn bộ thân ống. Nhờ đó, vật liệu hạn chế được hiện tượng tập trung ứng suất – nguyên nhân thường dẫn đến nứt gãy khi làm việc ở nhiệt độ cao.

Khả năng thích nghi với chu kỳ gia nhiệt liên tục

Trong thực tế vận hành, hệ thống đường ống thường phải chịu quá trình gia nhiệt và làm nguội lặp lại. Ống thép đúc chịu nhiệt được đánh giá cao nhờ khả năng duy trì trạng thái ổn định trong các chu kỳ này, giảm nguy cơ suy giảm cơ tính theo thời gian.

Độ tin cậy cao trong hệ thống áp suất lớn

Không chỉ chịu nhiệt, ống thép đúc chịu nhiệt còn phù hợp với các hệ thống có áp suất vận hành cao. Nhờ cấu trúc liền mạch, ống đảm bảo độ kín và hạn chế rủi ro phát sinh sự cố trong quá trình sử dụng lâu dài.

Vật liệu được lựa chọn theo yêu cầu làm việc cụ thể

Thép sử dụng cho ống thép đúc chịu nhiệt không mang tính đại trà mà được lựa chọn dựa trên điều kiện vận hành thực tế. Điều này giúp ống đáp ứng tốt yêu cầu kỹ thuật của từng hệ thống, thay vì chỉ dừng lại ở khả năng chịu nhiệt chung.

Giá trị sử dụng lâu dài

Nhờ sự ổn định về cấu trúc và vật liệu, ống thép đúc chịu nhiệt mang lại hiệu quả sử dụng bền bỉ, giảm tần suất bảo trì và thay thế. Đây là yếu tố quan trọng khiến loại ống này được ưu tiên trong các công trình công nghiệp có yêu cầu vận hành liên tục.

Những hệ tiêu chuẩn thường áp dụng cho ống thép đúc chịu nhiệt

Việc lựa chọn đúng tiêu chuẩn là yếu tố sống còn để đảm bảo an toàn, hiệu quả và tuổi thọ cho các hệ thống nhiệt độ cao. Dưới đây là tổng hợp các hệ tiêu chuẩn quốc tế phổ biến nhất thường được áp dụng cho ống thép đúc chịu nhiệt.

1. Hệ Tiêu Chuẩn ASTM (Mỹ) – Phổ Biến Toàn Cầu

Đây là nhóm tiêu chuẩn được tham chiếu và sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới.

ASTM A213/ASTM A213M: Tiêu chuẩn cốt lõi cho ống thép hợp kim đúc, không mối hàn, dùng cho lò hơi, bộ quá nhiệt (superheater) và bộ hâm nóng (reheater). Các mác thép chịu nhiệt tiêu biểu thuộc nhóm này bao gồm:

• T5, T9, T11, T12: Các loại thép Cr-Mo truyền thống.
• T22 (2.25Cr-1Mo): Mác thép cực kỳ phổ biến cho ống dẫn hơi.
• T91 (9Cr-1Mo-V): Thép hợp kim cao, có cơ tính vượt trội ở nhiệt độ cao, là chuẩn mực cho các nhà máy điện hiện đại.
• T92, T122: Thế hệ mới hơn với khả năng chịu nhiệt và áp cao hơn.

ASTM A335/ASTM A335M: Tiêu chuẩn cho ống thép hợp kim đúc, không mối hàn, dùng cho đường ống dẫn nhiệt độ cao (piping). Các mác thép trong tiêu chuẩn này thường trùng với ASTM A213 (ví dụ: P91 tương đương T91), nhưng được kiểm tra và đánh giá với yêu cầu phù hợp cho đường ống.

2. Hệ Tiêu Chuẩn EN/DIN (Châu Âu/Đức) – Chính Xác Và Hệ Thống

Tiêu chuẩn Châu Âu được biết đến với sự chặt chẽ và chi tiết.

EN 10216-2: Tiêu chuẩn chung của Châu Âu cho ống thép chịu áp không mối hàn. Các mác thép chịu nhiệt trong tiêu chuẩn này thường được ký hiệu bằng số, ví dụ: P235GH, 16Mo3, 13CrMo4-5, 10CrMo9-10.

• 13CrMo4-5: Tương đương với ASTM A213 T11/T12.
• 10CrMo9-10: Tương đương với ASTM A213 T22.

DIN 17175: Tiêu chuẩn cổ điển của Đức, vẫn được tham khảo nhiều. Các mác thép như St 35.8, 13CrMo44, 10CrMo910 tương đương với các mác trong EN 10216-2.

3. Hệ Tiêu Chuẩn JIS/GOST (Nhật Bản/Nga & SNG)

JIS G3462 (Nhật Bản): Tiêu chuẩn cho ống thép hợp kim đúc dùng cho lò hơi và trao đổi nhiệt. Các mác thép như STBA 12, STBA 13, STBA 20, STBA 24 tương ứng với các mác T11, T12, T22, T91 của ASTM.

GOST 550 (Nga & SNG): Tiêu chuẩn được sử dụng phổ biến tại Nga và các nước SNG. Các mác thép được ký hiệu như 20, 15XM, 12X1MФ.

• 15XM: Tương đương thép Cr-Mo.
• 12X1MФ: Tương đương với thép 12Cr1MoV (tương tự T12 với Vanadi).

Bảng so sánh nhanh giữa các hệ tiêu chuẩn

Bảng thành phần hóa học ống thép đúc chịu nhiệt

Nhóm thép Cr–Mo trung bình (ví dụ: ASTM A213 T22)

Đặc trưng: chịu nhiệt tốt, ổn định, dùng phổ biến cho ống dẫn hơi và lò hơi

Nhóm thép Cr–Mo–V hợp kim cao (ví dụ: ASTM A213 T91)

Đặc trưng: chịu nhiệt – chịu áp cao, dùng cho nhà máy điện hiện đại

Bảng đặc tính cơ lý ống thép đúc chịu nhiệt (ở nhiệt độ thường)

Nhóm Cr–Mo trung bình (T22)

Nhóm Cr–Mo–V hợp kim cao (T91)

Tra cứu kích thước ống thép đúc chịu nhiệt theo chuẩn DN

Việc tra cứu chính xác kích thước ống theo chuẩn DN giúp kỹ sư và đơn vị thi công tối ưu thiết kế, hạn chế sai sót và đảm bảo an toàn khi vận hành lâu dài. Mời bạn xem ngay bảng bên dưới đây:

Quy cách ống thép đúc DN6 Phi 10.3

Quy cách ống thép đúc DN8 Phi 13.7

Quy cách ống thép đúc DN10 Phi 17.1

Quy cách ống thép đúc DN15 Phi 21.3

Quy cách ống thép đúc DN20 Phi 27

Quy cách ống thép đúc DN25 Phi 34

Quy cách ống thép đúc DN32 Phi 42

Quy cách ống thép đúc DN40 Phi 48.3

Quy cách ống thép đúc DN50 Phi 60

Quy cách ống thép đúc DN65 Phi 73

Quy cách ống thép đúc DN65 Phi 76

Quy cách ống thép đúc DN80 Phi 90

Quy cách ống thép đúc DN90 Phi 101

Quy cách ống thép đúc DN100 Phi 114

Quy cách ống thép đúc DN120 Phi 127

Quy cách ống thép đúc DN125 Phi 141

Quy cách ống thép đúc DN150 Phi 168

Quy cách ống thép đúc DN200 Phi 219

Quy cách ống thép đúc DN250 Phi 273

Quy cách ống thép đúc DN300 Phi 323

Quy cách ống thép đúc DN350 Phi 355

Quy cách ống thép đúc DN400 Phi 406

Quy cách ống thép đúc DN450 Phi 457

Quy cách ống thép đúc DN500 Phi 508

Quy cách ống thép đúc DN600 Phi 610

Trong trường hợp bạn đang tìm kiếm giải pháp ống thép đúc chịu nhiệt phù hợp cho nhà máy nhiệt, hóa dầu hoặc công nghiệp nặng, việc tham khảo thêm các sản phẩm và tư vấn kỹ thuật tại Hung Phat Steel sẽ giúp quá trình lựa chọn chính xác và hiệu quả hơn.

Những nơi ống thép đúc chịu nhiệt phát huy hiệu quả

Ống thép đúc chịu nhiệt được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp yêu cầu làm việc liên tục ở nhiệt độ và áp suất cao, nơi vật liệu thông thường khó đáp ứng được độ bền và tính ổn định lâu dài.

1. Ngành năng lượng (Nhiệt điện)

Đây là lĩnh vực ứng dụng quan trọng nhất, với điều kiện vận hành khắc nghiệt, nhiệt độ và áp suất có thể đạt mức rất cao.

Lò hơi (Boiler): Sử dụng trong các bộ phận tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiệt lớn.

• Bộ quá nhiệt (Superheater): Nâng hơi bão hòa thành hơi quá nhiệt khô, làm việc ở vùng nhiệt độ cao nhất của lò.
• Bộ quá nhiệt trung gian (Reheater): Gia nhiệt lại hơi sau tua-bin cao áp nhằm nâng cao hiệu suất chu trình.

Ống dẫn hơi (Steam Piping): Vận chuyển hơi quá nhiệt từ lò hơi đến tua-bin và các thiết bị tiêu thụ nhiệt.

Đường ống và thiết bị nhiệt độ cao: Bao gồm các tuyến ống chính, ống nhánh trong nhà máy điện.

2. Ngành hóa dầu & lọc hóa dầu

Đặc trưng bởi môi trường nhiệt độ cao, áp suất lớn và có thể kèm theo tính ăn mòn.

• Lò cracking (Cracking Furnace): Ống làm việc trong buồng phản ứng cracking nhiệt để phân tách hydrocarbon, với nhiệt độ vận hành rất cao, có thể lên đến 800–900°C tùy công nghệ.
• Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat Exchanger): Trao đổi nhiệt giữa các dòng nguyên liệu và sản phẩm ở nhiệt độ cao.
• Đường ống dẫn nguyên liệu/sản phẩm nóng: Vận chuyển dầu thô, khí hoặc các sản phẩm trung gian đã được gia nhiệt.

3. Ngành hóa chất & phân bón

Các hệ thống phản ứng yêu cầu độ ổn định vật liệu cao trong thời gian dài.

• Lò phản ứng tổng hợp amoniac (NH₃): Ống chịu đồng thời nhiệt độ và áp suất rất cao trong quá trình tổng hợp.
• Lò sản xuất ethylene, propylene: Ứng dụng trong các lò cracking hơi nước (Steam Cracker).
• Hệ thống gia nhiệt và chuyển hóa khí tổng hợp (Syngas): Yêu cầu vật liệu có khả năng chịu nhiệt ổn định và bền lâu.

4. Công nghiệp nặng & luyện kim

• Lò nung, lò gia nhiệt (Reheating Furnace): Hệ thống ống dẫn khí cháy, thu hồi và trao đổi nhiệt khí thải nhằm tiết kiệm năng lượng.
• Nhà máy sản xuất thép và kim loại màu: Ứng dụng trong các hệ thống thu hồi nhiệt thải (HRSG) từ lò điện, lò cao.

5. Công nghiệp hàng hải & đóng tàu

Hệ thống nồi hơi tàu thủy công suất lớn: Đặc biệt trên tàu chở dầu, tàu container lớn sử dụng nồi hơi chính hoặc nồi hơi phụ trợ, nơi yêu cầu cao về độ bền nhiệt và độ an toàn.

Chọn ống thép đúc chịu nhiệt như thế nào cho đúng?

Việc lựa chọn đúng ống thép đúc chịu nhiệt không chỉ dựa vào khả năng chịu nhiệt chung, mà cần căn cứ vào điều kiện làm việc thực tế của từng hệ thống. Dưới đây là những yếu tố quan trọng cần xem xét.

Xác định nhiệt độ và áp suất vận hành

Mỗi hệ thống có mức nhiệt độ và áp suất khác nhau. Việc xác định rõ ngưỡng làm việc giúp lựa chọn loại ống có khả năng duy trì độ bền và tính ổn định phù hợp trong suốt quá trình sử dụng.

Lựa chọn vật liệu và mác thép phù hợp

Tùy theo môi trường làm việc, ống thép đúc chịu nhiệt có thể sử dụng thép carbon hoặc thép hợp kim. Việc lựa chọn vật liệu đúng giúp hạn chế biến dạng, suy giảm cơ tính và tăng tuổi thọ cho hệ thống.

Cân nhắc tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng

Ống thép đúc chịu nhiệt cần đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật phù hợp với yêu cầu thiết kế và quy định của dự án. Tiêu chuẩn là cơ sở để đánh giá chất lượng, tính đồng bộ và độ an toàn khi vận hành.

Xem xét kích thước và độ dày thành ống

Kích thước và độ dày thành ống ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu áp suất và độ bền tổng thể. Việc lựa chọn đúng thông số giúp hệ thống vận hành ổn định và giảm rủi ro trong quá trình sử dụng.

Đánh giá điều kiện vận hành lâu dài

Đối với các hệ thống làm việc liên tục, cần ưu tiên loại ống có độ ổn định cao, ít yêu cầu bảo trì. Đây là yếu tố quan trọng giúp tối ưu chi phí vận hành về lâu dài.