Đường Ống Dẫn Khí Công Nghiệp Nên Dùng Vật Liệu Gì? Cách Chọn Theo Từng Loại Khí

Không có một loại vật liệu phù hợp cho mọi đường ống dẫn khí công nghiệp. Oxy, Acetylene, CO2, Nitơ và Argon có tính chất và yêu cầu vận hành khác nhau nên vật liệu ống phải được lựa chọn riêng cho từng hệ thống.

Việc lựa chọn cần dựa trên loại khí, áp suất, nhiệt độ, lưu lượng, độ tinh khiết, môi trường lắp đặt và tiêu chuẩn áp dụng. Van, phụ kiện, gioăng và phương pháp nối cũng phải tương thích với toàn bộ điều kiện vận hành.

Các tiêu chuẩn như ASME B31.3 có thể được dùng làm cơ sở thiết kế, nhưng vật liệu cuối cùng vẫn cần được xác định theo ứng dụng thực tế và người có chuyên môn thẩm định.

Đường Ống Dẫn Khí Công Nghiệp Nên Dùng Vật Liệu Gì? Cách Chọn Theo Từng Loại Khí

Các Vật Liệu Đường Ống Dẫn Khí Công Nghiệp Phổ Biến

Mỗi nhóm vật liệu có giới hạn riêng về áp suất, nhiệt độ, độ sạch và khả năng tương thích với khí. Bảng sau chỉ dùng để so sánh sơ bộ:

Các Vật Liệu Đường Ống Dẫn Khí Công Nghiệp Phổ Biến

Cách Chọn Vật Liệu Đường Ống Dẫn Khí Công Nghiệp Theo Từng Loại Khí

Bảng dưới đây áp dụng để định hướng cho khí ở trạng thái khí trong các hệ thống công nghiệp thông thường. Khí hóa lỏng, khí lạnh sâu, áp suất cao hoặc yêu cầu độ tinh khiết đặc biệt phải được thiết kế riêng.

Đối với Oxy, vật liệu phù hợp vẫn có thể gây cháy nếu hệ thống còn dầu mỡ, hạt kim loại hoặc được tăng áp quá nhanh. EIGA dẫn chiếu riêng hướng dẫn về đường ống và quy trình làm sạch cho dịch vụ Oxy.

Với Acetylene, EIGA ưu tiên thép và hạn chế đồng hoặc hợp kim có hàm lượng đồng cao do nguy cơ hình thành hợp chất Acetylene không ổn định. Giới hạn hàm lượng đồng cụ thể phụ thuộc loại thiết bị và tiêu chuẩn áp dụng. 

Cách Chọn Vật Liệu Đường Ống Theo Từng Loại Khí

Với Hydro, không nên mặc định mọi loại inox đều an toàn. EIGA lưu ý nhiều vật liệu kim loại, bao gồm thép cường độ cao và một số loại thép không gỉ, có thể suy giảm tính chất trong môi trường Hydro. 

Nếu CO2 có khả năng đi vào đường ống ở nhiệt độ thấp, vật liệu phải được đánh giá theo nhiệt độ thiết kế tối thiểu. Thép carbon thông dụng có thể bị phá hủy giòn khi nhiệt độ xuống dưới giới hạn cho phép của cấp vật liệu. 

Bảng trên không phải bản chỉ định thi công. Vật liệu cuối cùng phải được xác định cùng cấp ống, chiều dày, phương pháp nối, van, gioăng, giá đỡ, quy trình làm sạch và thử kín theo tiêu chuẩn áp dụng.

Những Yếu Tố Phải Kiểm Tra Trước Khi Chọn Ống

Tính chất và độ tinh khiết của khí

Xác định khí là trơ, oxy hóa, dễ cháy, độc hay ăn mòn. Với khí tinh khiết cao, cần ưu tiên vật liệu ít phát sinh tạp chất, bề mặt trong sạch và phương pháp nối hạn chế rò rỉ.

Áp suất, nhiệt độ và lưu lượng sử dụng

Với đường ống dẫn khí công nghiệp, ống phải đáp ứng áp suất thiết kế, nhiệt độ cao nhất–thấp nhất và các biến động khi vận hành. Đường kính ống cần được tính theo lưu lượng, chiều dài tuyến và tổn thất áp suất, không chỉ dựa vào kích thước đầu nối.

Khả năng ăn mòn và tương thích vật liệu

Đánh giá phản ứng giữa khí, hơi ẩm, tạp chất và vật liệu ống. Đồng thời kiểm tra độ tương thích của van, gioăng, vật liệu làm kín và phụ kiện trong toàn bộ điều kiện vận hành.

Phương pháp nối ống, van và phụ kiện

Lựa chọn mối hàn, ren, mặt bích hoặc đầu nối cơ khí theo loại khí và cấp áp suất. Tất cả van, phụ kiện và vật liệu làm kín phải được lựa chọn và đánh giá phù hợp với loại khí, áp suất, nhiệt độ và tiêu chuẩn áp dụng, hệ thống cần được kiểm tra độ kín trước khi đưa vào sử dụng.

Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng

Cần xác định tiêu chuẩn thiết kế ngay từ đầu để thống nhất yêu cầu về vật liệu, độ dày, chế tạo, kiểm tra và thử áp. Có thể tham khảo ASME B31.3 – Process Piping cùng các tiêu chuẩn chuyên ngành cho từng loại khí và quy định hiện hành tại nơi lắp đặt.

Việc chọn vật liệu cuối cùng phải dựa trên điều kiện vận hành thực tế và được người có chuyên môn thẩm định, không nên chọn ống chỉ theo giá hoặc kinh nghiệm của một hệ thống khác.

Những Yếu Tố Phải Kiểm Tra Trước Khi Chọn Ống

Những Sai Lầm Thường Gặp

• Dùng chung một loại ống cho mọi khí: Mỗi loại khí có yêu cầu riêng về độ sạch, khả năng chống ăn mòn và tương thích vật liệu.
• Chọn vật liệu chỉ dựa trên giá: Ống giá thấp có thể làm tăng chi phí sửa chữa, thất thoát khí và rủi ro vận hành.
• Dùng phụ kiện không tương thích: Van, gioăng và đầu nối không phù hợp có thể bị hư hỏng hoặc gây rò rỉ.
• Không làm sạch đường ống Oxy: Dầu mỡ, bụi bẩn và cặn kim loại có thể làm tăng nguy cơ cháy trong môi trường giàu Oxy.
• Bỏ qua sụt áp và tốc độ dòng khí: Đường kính ống không phù hợp khiến áp suất đầu cuối giảm, lưu lượng thiếu hoặc vận hành kém ổn định.
• Dùng ống thông thường cho khí hóa lỏng hoặc lạnh sâu: Nhiệt độ thấp có thể làm vật liệu mất độ dẻo và phá hủy giòn.

Vì vậy, đường ống dẫn khí công nghiệp cần được lựa chọn đồng bộ từ ống, van, phụ kiện đến phương pháp nối theo loại khí, áp suất, nhiệt độ và tiêu chuẩn thiết kế áp dụng.

Khi Nào Cần Thiết Kế Hệ Thống Chuyên Dụng?

Cần có đơn vị chuyên môn thiết kế khi hệ thống thuộc một trong các trường hợp sau:

• Oxy áp suất cao: Phải kiểm soát vật liệu, độ sạch, vận tốc dòng khí và nguy cơ bắt cháy do tạp chất.
• Đường ống Hydro hoặc Acetylene: Cần đánh giá rò rỉ, cháy nổ, thông gió, tương thích vật liệu và các thiết bị an toàn.
• Khí có độ tinh khiết cao: Yêu cầu ống, van và mối nối hạn chế nhiễm bẩn, thấm khí và lọt không khí vào hệ thống.
• CO2 lỏng, Nitơ lỏng hoặc Oxy lỏng: Phải sử dụng vật liệu chịu lạnh sâu, đồng thời tính đến co ngót nhiệt, cách nhiệt và tăng áp do chất lỏng hóa hơi.
• Hệ thống cấp khí cho nhiều vị trí sản xuất: Cần tính tổng lưu lượng, nhu cầu sử dụng đồng thời, sụt áp, phân vùng và khả năng mở rộng.

Những hệ thống này không nên lắp đặt theo kinh nghiệm đơn lẻ. Thiết kế cần bao gồm đường ống, van, bộ điều áp, thiết bị an toàn, thông gió, thử kín và quy trình vận hành phù hợp.

Câu Hỏi Thường Gặp

Có thể dùng ống nhựa để dẫn khí công nghiệp không?

Chỉ sử dụng khi toàn bộ hệ thống ống và phụ kiện được chứng nhận cho đúng loại khí, áp suất và nhiệt độ. Không dùng ống PVC dẫn nước thông thường cho khí nén hoặc khí công nghiệp.

Ống inox có phù hợp với mọi loại khí không?

Không. Cần chọn đúng cấp inox và đánh giá áp suất, nhiệt độ, độ tinh khiết cùng khả năng tương thích với khí. Oxy, Hydro, Acetylene và khí lạnh sâu vẫn có yêu cầu thiết kế riêng.

Đường ống Oxy có được dùng dầu bôi trơn không?

Không được dùng dầu mỡ thông thường. Chỉ sử dụng chất bôi trơn tương thích với Oxy khi thiết kế hoặc nhà sản xuất cho phép, đường ống phải được làm sạch chuyên dụng trước khi vận hành.

Có thể dùng chung đường ống cho Argon và Nitơ không?

Chỉ khi hệ thống được thiết kế và đánh giá cho cả hai khí, bao gồm phương án chuyển đổi, chống hồi lưu, nhận diện tuyến và quy trình thổi làm sạch phù hợp. Với khí tinh khiết cao hoặc quy trình nhạy cảm, nên sử dụng đường ống riêng.

Đường ống khí lỏng khác đường ống khí nén thế nào?

Đường ống khí hóa lỏng, đặc biệt là khí lạnh sâu, phải chịu được nhiệt độ thấp và có giải pháp cách nhiệt, co giãn nhiệt cùng xả áp khi chất lỏng hóa hơi. Đường ống khí nén chủ yếu được thiết kế theo áp suất, lưu lượng và mức sụt áp cho phép.

Kết Luận

Vật liệu đường ống dẫn khí công nghiệp phải được lựa chọn theo loại khí, áp suất, nhiệt độ, lưu lượng, độ tinh khiết và tiêu chuẩn áp dụng. Các bảng trong bài chỉ dùng để tham khảo ban đầu, không thay thế bản thiết kế kỹ thuật hoặc đánh giá tại công trình.

Cần tư vấn hệ thống đường ống và nguồn khí công nghiệp phù hợp, hãy liên hệ Khí Việt Tâm – 093.818.1959 để được hỗ trợ.