HÀN ỐNG – ƯU ĐIỂM, QUY TRÌNH, VỊ TRÍ VÀ LỰC ÉP

Một trong những quy trình quan trọng nhất trong các ngành công nghiệp có hoạt động phụ thuộc phần lớn vào đường ống chắc chắn dẫn nước, dầu, khí và hóa chất là hàn ống.

Từ các công trường xây dựng cho đến các nhà máy lọc dầu, việc hàn đường ống đảm bảo các hệ thống này bền chắc, đáng tin cậy và an toàn.

Bài viết này phân tích từng khía cạnh quan trọng mà bạn cần biết, bao gồm các phương pháp hàn ống và ưu điểm của chúng, các bước thực hiện và các vấn đề tiềm ẩn có thể phát sinh với thợ hàn.

Hàn ống là gì?

Đây là kỹ thuật nối hai hoặc nhiều ống bằng nhiệt và áp suất để tạo ra mối nối chắc chắn, chống rò rỉ. Hàn ống là một trong những kỹ thuật quan trọng trong các ngành công nghiệp liên quan đến dầu khí, quy trình hóa học, xây dựng và hệ thống ống nước, nơi nhu cầu vận chuyển chất lỏng và khí bằng đường ống đang rất cao.

Hàn ống là một trong những quy trình hàn sử dụng các đoạn ống dài để hàn, một phần của các dự án lớn như đường ống dẫn dầu và khí đốt. Khác với hàn thông thường, hàn ống thường liên quan đến các bề mặt cong và cần được thực hiện với kỹ thuật chính xác để ống có thể chịu được áp suất cao một cách bền bỉ và an toàn.

Hàn ống tạo ra mối nối liền mạch, khó bị phá vỡ và chịu được nhiệt độ khắc nghiệt, áp suất cao và vật liệu ăn mòn. Điều này khiến việc chế tạo đường ống đạt tiêu chuẩn chung, đảm bảo an toàn vận hành, trở nên không thể thay thế.

Sự khác biệt giữa hàn ống và hàn đường ống

Mặc dù có liên quan trong thực tế, hàn ống và hàn đường ống có đôi chút khác biệt về cách sử dụng và phạm vi địa lý hoạt động. Sau đây là định nghĩa về những khác biệt này:

1. Ứng dụng và phạm vi

Hàn ống: Đây là công việc hàn các ống phục vụ cho các hệ thống quy mô nhỏ như hệ thống ống nước, hệ thống HVAC và máy móc công nghiệp. Đây thường là các ống phục vụ cho một tòa nhà hoặc một cơ sở ở cấp độ cục bộ.

Mặt khác, đường ống này được thực hiện ở quy mô lớn hơn nhiều – ví dụ như đường ống dẫn dầu, khí đốt và nước. Việc hàn có thể bao gồm những đoạn ống dài được đặt trên diện tích rộng lớn và thường ở ngoài trời.

2. Môi trường

Hàn ống: Hầu hết công việc hàn ống được thực hiện trong điều kiện được kiểm soát, chẳng hạn như trong xưởng hoặc thậm chí tại công trường xây dựng. Điều kiện ở đây dễ kiểm soát hơn.

Hàn đường ống: Đây là công việc ngoài trời mà thợ hàn phải thực hiện trong điều kiện nhiệt độ, gió tương đối khắc nghiệt hoặc có thể là một địa điểm cực kỳ biệt lập.

3. Vật liệu và kích thước ống

Hàn ống: Nhiều kích cỡ ống khác nhau và nhiều loại vật liệu khác nhau như thép, thép không gỉ, đồng và hợp kim của chúng, tùy thuộc vào yêu cầu của hệ thống.

Hàn đường ống: Thường được làm từ ống thép lớn, nặng để vận chuyển chất lỏng và khí với khối lượng lớn.

4. Kỹ thuật và tư thế

Hàn ống sử dụng nhiều kỹ thuật và tư thế hàn khác nhau vì ứng dụng được thực hiện trên nhiều loại ống có kích thước và vật liệu khác nhau.

Hàn đường ống: SAW và SMAW, 5G và 6G là một số kỹ thuật và vị trí chuyên biệt trong hàn đường ống vì nó hoạt động theo các yêu cầu hoàn toàn khác nhau do vị trí dài và cố định.

5. Mục tiêu

Hàn ống: Các mối nối tốt và chất lượng dành cho các hệ thống nhỏ hơn liên quan đến chức năng và vấn đề an toàn.

Hàn đường ống: Quy trình này đảm bảo tính toàn vẹn của cấu trúc, khả năng chống rò rỉ trên khoảng cách xa để đảm bảo vận chuyển vật liệu hiệu quả và an toàn.

Ưu điểm của hàn ống

Ưu điểm của hàn ống khiến nó trở thành phương pháp chính trong xây dựng và bảo trì của nhiều ngành công nghiệp khác nhau vì những lý do sau:

1. Sức mạnh và độ bền

Ống hàn được nối liền mạch, siêu bền khi chịu áp suất cực cao, nhiệt độ cực cao và điều kiện khắc nghiệt. Do đó, ống được ứng dụng lý tưởng ở những nơi quan trọng trong tự nhiên, bao gồm vận chuyển dầu, khí đốt và hóa chất.

2. Kết nối chống rò rỉ

Không giống như các mối nối cơ học có phớt hoặc ren, các ống hàn tạo ra liên kết vĩnh cửu. Điều này sẽ đảm bảo hệ thống không bị rò rỉ, giảm thiểu khả năng tràn hoặc các vấn đề an toàn khác.

3. Tiết kiệm chi phí cho các dự án lớn

Hàn không yêu cầu các bộ phận bổ sung như mặt bích hoặc khớp nối, giúp giảm chi phí vật liệu. Nó cũng hiệu quả hơn trong các dự án lớn, như đường ống, và tiết kiệm thời gian lao động.

4. Tính linh hoạt trong ứng dụng

Hàn ống có thể được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, từ xây dựng và sản xuất đến năng lượng và tiện ích. Khả năng thích ứng với nhiều loại vật liệu, kích thước và vị trí khác nhau giúp nó phù hợp với nhiều dự án.

5. Thiết kế tùy chỉnh

Hàn cho phép thực hiện công việc tùy chỉnh một cách tỉ mỉ vì nó có khả năng ghép các ống lại với nhau theo bố cục hoặc cấu hình đặc biệt cần thiết cho một dự án cụ thể.

6. Độ tin cậy lâu dài

Điều này có nghĩa là các mối hàn có độ bền cao hơn các mối hàn cơ khí, do đó giảm nhu cầu bảo trì hoặc thay thế. Hiệu quả được tạo ra nhờ đó làm tăng hiệu suất tổng thể của hoạt động và tiết kiệm chi phí nói chung.

Loại hàn nào được sử dụng trong hàn ống và đường ống?

Nhiều kỹ thuật hàn trong đường ống và đường ống dẫn thường rất hữu ích. Mỗi kỹ thuật tương ứng với từng vật liệu, yêu cầu dự án và môi trường cụ thể. Trong số các loại hàn được sử dụng nhiều nhất trong các ứng dụng này là:

1. Hàn hồ quang kim loại có bảo vệ (SMAW)

SMAW

• SMAW còn được gọi phổ biến là hàn que, là một trong những kỹ thuật hàn ống truyền thống nhất nhưng đồng thời cũng là một trong những kỹ thuật được sử dụng phổ biến nhất.
• Phương pháp này sử dụng điện cực tiêu hao được phủ thuốc hàn để tạo mối hàn.
• Vì tính đơn giản và độ tin cậy, nó có thể hoạt động ngoài trời trong hầu hết các tình huống sửa chữa.

2. Hàn hồ quang vonfram khí (GTAW/TIG)

Hàn TIG

• Quá trình này sử dụng điện cực vonfram không tiêu hao kết hợp với khí bảo vệ loại argon.
• Đây là cách tuyệt vời để tạo ra mối hàn chất lượng và chính xác, chủ yếu trong các ống mỏng và các dự án đòi hỏi mối hàn sạch và mịn.
• Thường được sử dụng trong chế biến thực phẩm và các ngành công nghiệp tương tự do yêu cầu cao về vệ sinh.

3. Hàn hồ quang kim loại khí

Hàn MIG

• GMAW liên quan đến việc cấp dây điện cực liên tục thông qua súng hàn.
• Nhanh hơn và dễ học hơn. Do đó, nó khá phù hợp cho các công việc ít phức tạp liên quan đến hàn ống.
• Hoạt động tốt nhất trong môi trường được kiểm soát tốt do nhạy cảm với gió và độ ẩm.

4. Hàn hồ quang lõi thuốc (FCAW)

Hàn hồ quang lõi thuốc

• FCAW sử dụng dây ống có lõi thuốc có đặc điểm là năng suất cao nhưng lại khá linh hoạt.
• Khá tốt khi hàn các ống dày hơn và các dự án cần độ xuyên sâu.
• Phù hợp cho các dự án ngoài trời và quy mô lớn, chẳng hạn như đường ống.

5. Hàn hồ quang chìm

• Nó có hồ quang được chôn dưới một lớp thuốc hàn – lớp bảo vệ mối hàn khỏi tạp chất.
• Tuyệt vời khi hàn đường ống, quy trình này khá hiệu quả trong việc tạo ra các mối hàn dài hơn có tính chất đồng nhất.
• Quá trình này thường được thực hiện trong các hệ thống tự động hoặc bán tự động hoạt động trên các đường ống có đường kính lớn.

6. Hàn Oxy-Axetilen

Hàn Oxy-Axetilen

• Đây là một kỹ thuật đã được kiểm nghiệm theo thời gian, trong đó các cạnh của ống được nung chảy bằng cách sử dụng đèn khò và được nối lại với nhau.
• Ngày nay ít được sử dụng hơn, nhưng vẫn được sử dụng trong một số loại công việc sửa chữa nhất định hoặc khi không có thiết bị hiện đại.

Chọn đúng loại

Mỗi kỹ thuật hàn đều có những ưu điểm riêng và việc lựa chọn phụ thuộc vào khá nhiều yếu tố như vật liệu sử dụng, quy mô dự án, điều kiện môi trường và chất lượng mối hàn.

Ví dụ, TIG mang lại độ chính xác tốt nhất khi hàn các mối hàn sạch, trong khi SMAW và FCAW hoàn hảo khi hàn ngoài trời trong điều kiện ăn mòn hoặc chịu áp lực lớn.

Điều này có nghĩa là việc thành thạo các kỹ thuật như vậy đòi hỏi phải có được mối hàn phù hợp, đủ chắc và bền để đáp ứng các yêu cầu của dự án.

Các bước chính liên quan

Hàn ống là một loại hình hàn đòi hỏi một quy trình có hệ thống để đạt được các mối hàn và mối nối tốt. Các quy trình chính liên quan đến hàn ống bao gồm:

1. Chuẩn bị sau

• Kiểm tra xem có bất kỳ sự phá hủy, khiếm khuyết hoặc tạp chất nào trong đường ống không.
• Điều quan trọng là phải làm sạch bề mặt bằng bàn chải sắt hoặc chất tẩy rửa hóa học để loại bỏ rỉ sét, dầu mỡ và mảnh vụn để có mối hàn sạch.
• Cắt và vát mép bằng dụng cụ cắt phù hợp để ống vừa khít. Việc vát mép giúp mối hàn thẩm thấu tốt.
• Căn chỉnh ống đã ghim vào đúng vị trí bằng kẹp hoặc dụng cụ căn chỉnh để duy trì độ chính xác.

2. Lựa chọn kỹ thuật hàn

• Kỹ thuật hàn, dù là SMAW, TIG, MIG, đều có mối quan hệ chặt chẽ với loại và độ dày của vật liệu ống cũng như các điều kiện xung quanh.
• Chọn giải pháp phù hợp nhất cho ứng dụng của bạn.

3. Thiết lập thiết bị

• Đảm bảo hiệu chuẩn máy hàn ở mức ampe và điện áp cần thiết cho quy trình đã chọn.
• Tiếp theo, sắp xếp khí bảo vệ, điện cực hoặc kim loại phụ và thiết bị bảo vệ.

4. Hàn đính

• Thực hiện hàn nông ở nhiều vị trí, cố định các ống ở các cạnh.
• Kiểm tra độ thẳng hàng và điều chỉnh cho phù hợp trước khi hàn hoàn toàn.

5. Quy trình hàn

• Đường hàn gốc tạo thành nền tảng của mối hàn.
• Các lần gia nhiệt và hàn liên tiếp giúp tăng cường độ bền cho mối nối.
• Cuối cùng, hoàn thiện công việc bằng một lớp phủ để có bề mặt nhẵn mịn và gọn gàng; lớp phủ này cũng bảo vệ sản phẩm khỏi các tác động bên ngoài.

6. Kiểm tra và thử nghiệm

• Kiểm tra trực quan mối hàn để phát hiện các khuyết tật như vết nứt, rỗ khí và vết cắt ngầm.
• Chất lượng bên trong của mối hàn có thể được xác định bằng cách sử dụng các kỹ thuật NDT như kiểm tra bằng tia X hoặc siêu âm.
• Kiểm tra xem mối hàn có đáp ứng tiêu chuẩn của dự án hoặc quy định hay không.

7. Làm sạch và hoàn thiện mối hàn

• Làm sạch khu vực hàn bằng cách loại bỏ xỉ, bắn tóe hoặc bất kỳ cặn bẩn nào khác giúp tạo nên khu vực hàn sạch.
• Áp dụng lớp phủ hoặc phương pháp xử lý theo quy định để bảo vệ chống ăn mòn.

Đường chuyền trong hàn ống

Trong hầu hết các trường hợp, hàn ống bao gồm nhiều lớp hàn được gọi là các đường hàn (pass) để đảm bảo mối hàn chắc chắn, bền bỉ và không có khuyết tật. Mỗi đường hàn đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên mối hàn hoàn chỉnh và chất lượng tốt. Dưới đây là một số đường hàn phổ biến trong hàn ống:

1. Root Pass

• Đây là mối hàn đầu tiên ở đáy mối nối, nơi các ống gặp nhau. Nó tạo nền tảng cho tất cả các đường hàn tiếp theo.
• Đường đi của rễ tốt sẽ tạo ra độ xuyên thấu cần thiết để đảm bảo liên kết chắc chắn giữa các cạnh của ống.
• Có độ xuyên thấu đồng đều, không có khe hở hoặc khuyết tật liên kết không hoàn toàn.

2. Thẻ nóng

• Mục đích của việc này là làm nóng phần trên của chân mối hàn để loại bỏ xỉ, làm phẳng mối hàn và giúp mối hàn chắc chắn hơn.
• Nó loại bỏ các khuyết điểm ở chân răng và ngăn ngừa các khuyết điểm như xốp hoặc yếu.
• Nó liên quan đến lượng nhiệt đầu vào cao hơn để quá trình làm tan chảy và hòa trộn lớp rễ diễn ra hiệu quả.

3. Đường chuyền phụ

• Đây là những đường hàn tạo nên mối hàn có độ dày cần thiết để lấp đầy rãnh giữa các ống.
• Nó cung cấp độ bền và khối lượng cho mối nối để có thể chịu được áp lực và tải trọng cần thiết. Độ bền và khối lượng phụ thuộc vào độ dày của ống và loại kỹ thuật hàn được áp dụng.

4. Thẻ Cap

• Đây sẽ là mối hàn cuối cùng được thực hiện trong mối nối, có tác dụng bịt kín mối nối với bề mặt nhẵn mịn để bảo vệ.
• Thông thường, nó bảo vệ các mối hàn bên dưới khỏi ứng suất bên ngoài, sự ăn mòn và mài mòn. Lớp xi măng của nắp phải đồng đều và mịn màng, trông đẹp mắt, đặc biệt đối với những đường ống lộ thiên.

Tại sao thẻ thông hành lại quan trọng?

Các lần hàn liên tiếp giúp tăng cường độ bền, chất lượng và độ bền của mối hàn. Một lần hàn thiếu hoặc hàn kém có thể gây ra khuyết tật, rò rỉ hoặc hỏng kết cấu. Trong suốt quá trình, thợ hàn phải nhất quán và chính xác để có kết quả tốt nhất.

Vị trí hàn ống

Tầm quan trọng của vị trí hàn trong hàn ống và đường ống là nó cho biết hướng hoặc vị trí cần có của thợ hàn khi tiếp cận mối hàn. Về vấn đề này, vị trí hàn được chỉ định dựa trên mối quan hệ giữa hướng của ống và độ quay của nó trong quá trình hàn.

Làm quen với các vị trí này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về những điều cần thiết để đảm bảo tính nhất quán trong các mối hàn chất lượng cao.

1. Vị trí 1G – Xoay phẳng

Ở vị trí này, ống nằm ngang và cũng xoay để tạo mối hàn phẳng cho thợ hàn. Đây là vị trí dễ nhất cho thợ hàn mới bắt đầu và rất phù hợp với các tình huống trong xưởng, nơi ống có thể xoay.

2. Vị trí 2G

Sau đó, ống được cố định ở vị trí nằm ngang, và thợ hàn phải làm việc ở bên hông ống. Phương pháp này đòi hỏi kỹ năng cao vì thợ hàn phải liên tục thay đổi kỹ thuật để có được mối hàn đồng đều. Phương pháp này thường được sử dụng trong xây dựng và công nghiệp.

3. Vị trí 5G

Vị trí này mô tả vị trí ống nằm ngang, cố định và không xoay. Với cách bố trí này, thợ hàn được kỳ vọng sẽ làm việc xung quanh ống để hàn hoàn chỉnh. Thợ hàn phải làm việc ở hầu hết các góc độ, bao gồm cả góc trên và góc thẳng đứng.

Phương pháp này thường được sử dụng trong hàn đường ống, nhưng thường được sử dụng ngoài thực địa.

4. Vị trí 6G (Vị trí cố định nghiêng)

Ống được đặt nghiêng 45 độ hoặc cố định và thợ hàn phải làm việc trên tất cả các mặt, bao gồm cả phần trên và phần thẳng đứng của ống. Đây tất nhiên là công việc khó khăn nhất, đòi hỏi kỹ năng và kinh nghiệm cao hơn. Chủ yếu được sử dụng cho các bài kiểm tra chứng nhận, các dự án không cho phép xoay ống.

Các vấn đề chung

Hàn ống là một quá trình khá phức tạp vì đòi hỏi nhiều kỹ năng, độ chính xác và sự tỉ mỉ đến từng chi tiết. Vì lý do này, thợ hàn thường gặp phải rất nhiều thách thức trong quá trình hàn ống, ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn cũng như hiệu quả của dự án.

Sau đây là một số thách thức phổ biến và cách giải quyết chúng:

1. Vị trí hàn khó

Bản chất của các ứng dụng liên quan đến việc sử dụng 5G và 6G đòi hỏi thợ hàn phải ở những vị trí khó xử lý, bao gồm cả các phần trên cao và thẳng đứng, có xu hướng tạo ra mối hàn không ổn định.

Tuy nhiên, việc đào tạo và luyện tập phù hợp ở những vị trí khó sẽ giúp thợ hàn đạt được trình độ kỹ năng cần thiết để đảm bảo độ chính xác và tính liên tục.

2. Kiểm soát nhiệt đầu vào

Nhiệt độ đầu vào quá cao sẽ tạo ra các khuyết tật cong vênh, nứt hoặc cháy, trong khi nhiệt độ đầu vào quá thấp không thể đảm bảo độ xuyên thấu thích hợp.

Lượng nhiệt đầu vào phải được theo dõi và kiểm soát chặt chẽ liên quan đến vật liệu và độ dày của ống.

3. Các yếu tố môi trường

Phần lớn quá trình hàn đường ống được thực hiện ngoài trời, trong điều kiện môi trường khắc nghiệt nhất. Chất lượng hàn có thể bị ảnh hưởng bởi gió, mưa hoặc nhiệt độ rất cao.

Tuy nhiên, việc sử dụng kính chắn gió hoặc kỹ thuật làm nóng trước rất hữu ích để bảo vệ xe khỏi tác động của môi trường.

4. Khả năng tương thích vật liệu

Có những ống được làm từ các vật liệu hoặc hợp kim khác nhau với kỹ thuật hàn phù hợp. Khi không khớp, mối nối sẽ yếu.

Vì vậy, hãy đảm bảo kiểm tra vật liệu để lựa chọn vật liệu hàn phù hợp và chọn phương pháp hàn phù hợp.

5. Căn chỉnh và lắp đặt đường ống

Ống không thẳng hàng sẽ dẫn đến lắp đặt không đúng, có khe hở, mối hàn không đều hoặc mối nối yếu.

Để khắc phục, hãy sử dụng các công cụ căn chỉnh như kẹp để chuẩn bị và hàn chính xác.

6. Lỗi hàn

Độ xốp, vết cắt ngầm và mối hàn không hoàn chỉnh là một số yếu tố làm giảm độ bền của mối hàn và khiến mối hàn không an toàn.

Để giải quyết vấn đề đó, hãy tiến hành kiểm tra thích hợp để xác định các khuyết tật, có thể cải thiện bằng kỹ thuật mài hoặc hàn lại.

7. Nguy cơ an toàn

Có một số rủi ro hoặc yếu tố nguy hiểm xuất hiện trong quá trình hàn ống: bức xạ cực tím, khói, nhiệt độ cao.

Do đó, bạn phải vận hành bằng thiết bị bảo hộ cá nhân phù hợp bao gồm mũ bảo hiểm, găng tay và quần áo chống cháy.

8. Giới hạn về thời gian và chi phí

Thách thức: Áp lực phải đáp ứng thời hạn gấp rút và/hoặc giới hạn ngân sách nhiều khi dẫn đến công việc vội vã và ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn.

Giải pháp: Cần lập kế hoạch hợp lý cho quy trình hàn, có đủ nguồn lực để hoàn thành nhiệm vụ đúng thời hạn, chú trọng vào chất lượng hơn là tốc độ.

Phần kết luận

Hàn ống là một trong những quy trình quan trọng nhất trong việc xây dựng các hệ thống bền chắc, lâu dài phục vụ mục đích công nghiệp vận chuyển chất lỏng, khí và các sản phẩm khác.

Từ việc lựa chọn kỹ thuật hàn phù hợp đến việc thành thạo nhiều vị trí và đường hàn khác nhau, mỗi bước đều đòi hỏi độ chính xác và chuyên môn để đảm bảo tính toàn vẹn của mối hàn.

Mặc dù góc khó, các yếu tố môi trường và khả năng tương thích vật liệu mang lại những thách thức riêng, nhưng thợ hàn chuyên nghiệp có thể khắc phục những thách thức này bằng cách sở hữu bộ công cụ và đào tạo phù hợp.

Hiểu được các phương pháp liên quan, lợi ích và các bước cần thực hiện chính là những yếu tố giúp các chuyên gia hàn ống đóng góp vào việc xây dựng cơ sở hạ tầng đáng tin cậy, có thể vượt qua thử thách của thời gian.

Hàn ống chất lượng cao là vô cùng quan trọng, dù là đường ống lớn hay hệ thống công nghiệp nhỏ. Nó tạo thành xương sống cho nhiều hoạt động quan trọng trên toàn thế giới.

THÔNG TIN LIÊN HỆ CỦA CHÚNG TÔI:

CÔNG TY CỔ PHẦN DIMEC

Đường dây nóng: 0966.92.0404

Facebook: Máy hàn cắt Dimec

Trang web:  dimec.vn

Địa chỉ Trụ sở chính: Số 285 Phúc Lợi, P. Phúc Lợi, Q.Long Biên, TP.Hà Nội

CN Đà Nẵng: Số 20, đường Nguyễn Sinh Sắc, P. Hoà Minh, Q. Liên Chiểu, TP. Đà Nẵng

CN Hồ Chí Minh: Số 84 Đường 10, KĐT Vạn Phúc, P. Hiệp Bình Phước, TP. Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh

Quý khách hàng quan tâm sản phẩm vui lòng xem thêm thông tin chi tiết Tại đây.