Ống gang dẻo cấp C: C là cấp vật liệu hay cấp áp suất?

“Ống gang dẻo cấp C” là một thông số kỹ thuật chưa đầy đủ. Trong các hệ thống phân cấp áp suất được sử dụng theo ISO 2531 và EN 545, ký hiệu như C25, C30 hoặc C40 xác định cấp áp suất của ống. Ký hiệu này không xác định cấp luyện kim của gang dẻo. Tuy nhiên, riêng chữ C không xác lập mức áp suất định mức hay chứng minh rằng một trong hai tiêu chuẩn này được áp dụng.

Sự khác biệt này ảnh hưởng đến cách diễn giải báo giá hoặc bản vẽ kỹ thuật. Yêu cầu về vật liệu mô tả các đặc tính cơ học của gang. Phân cấp áp suất mô tả khả năng chịu áp suất theo một tiêu chuẩn xác định. Một thông số kỹ thuật có thể sử dụng được cần có cả hai nội dung này, cùng với kích thước ống, chi tiết mối nối và phiên bản tiêu chuẩn áp dụng.

Đọc đúng ký hiệu cấp C

Trong các hệ thống phân cấp liên quan của ISO 2531 và EN 545, chữ C được theo sau bởi một con số. Theo các điều kiện do tiêu chuẩn quy định, con số này liên quan đến áp suất vận hành cho phép, tính bằng bar. Ví dụ, C40 là ký hiệu cấp áp suất. Ý nghĩa của ký hiệu này được xác định theo tiêu chuẩn áp dụng, bao gồm các quy định về kích thước, giả định thiết kế và các giới hạn liên quan.

Mô tả chỉ có “Cấp C” vẫn để ngỏ một số khả năng: ký hiệu cấp áp suất viết tắt, phân loại nội bộ trong danh mục sản phẩm hoặc thuật ngữ lấy từ một thông số kỹ thuật khác. Không trường hợp nào trong số này xác lập đầy đủ yêu cầu đối với ống. Cần làm rõ ký hiệu đầy đủ và nguồn của ký hiệu đó, thay vì tự suy diễn ý nghĩa của chữ cái.

Các mô tả này trả lời những câu hỏi khác nhau. Kết quả thử kéo không thể thay thế thông tin còn thiếu về cấp áp suất, và hồ sơ thử áp suất tại nhà máy không thể thay thế các yêu cầu thiết kế đối với đường ống đã lắp đặt.

Gang có các yêu cầu cơ học riêng

Gang dẻo có graphite chủ yếu ở dạng cầu. Cấu trúc này tạo độ dẻo cao hơn so với cấu trúc graphite dạng vảy thường thấy ở gang xám. Tuy nhiên, việc chấp nhận vật liệu vẫn phụ thuộc vào các đặc tính và phép thử được quy định, chứ không chỉ dựa vào từ “dẻo”.

Các đặc tính liên quan bao gồm độ bền kéo, độ giãn dài và độ cứng khi được yêu cầu theo thông số kỹ thuật áp dụng. Vị trí lấy mẫu và cách chuẩn bị mẫu thử cũng rất quan trọng: kết quả từ mẫu đúc riêng không tự động có ý nghĩa tương đương với kết quả từ mẫu lấy trên thành ống. Tiêu chuẩn áp dụng quy định quy trình được chấp nhận.

Cấp C cao hơn không tự động có nghĩa là cấp gang bền hơn. Ống thuộc các cấp áp suất khác nhau vẫn có thể đáp ứng cùng yêu cầu vật liệu nhưng sử dụng kích thước thành ống khác nhau. Ngược lại, các đặc tính kéo đạt yêu cầu không chứng minh rằng độ dày thành ống cụ thể là đủ cho mức áp suất đã nêu.

Sự phân biệt này giải thích vì sao tài liệu kỹ thuật cần có các mục riêng cho sự phù hợp của vật liệu và phân cấp áp suất. Gộp cả hai thành “vật liệu cấp C” sẽ che khuất thông tin cần thiết để đánh giá ống.

Cấp áp suất, độ dày thành ống và đường kính cần được xem xét cùng nhau

Áp suất bên trong tạo ra ứng suất trong thành ống. Với cùng vật liệu và các điều kiện thiết kế tương đương, đường kính tăng làm tăng yêu cầu chịu áp suất đối với thành ống, trong khi độ dày thành ống hữu hiệu tăng sẽ cải thiện khả năng chịu áp suất. Vì vậy, việc chọn cấp áp suất có hệ quả về kích thước.

Một ký hiệu cấp C không tương ứng với một độ dày phổ quát áp dụng cho mọi đường kính. Các bảng kích thước và quy tắc tính toán liên quan kết nối đường kính danh nghĩa, cấp và yêu cầu về độ dày thành ống. Khi so sánh, cần sử dụng cùng đường kính và phân biệt độ dày danh nghĩa với độ dày tối thiểu cho phép sau khi tính đến dung sai chế tạo.

Cũng cần thận trọng khi xem xét các mô tả về độ dày thành ống thuộc các hệ thống phân loại khác nhau. Ký hiệu cấp K và cấp C sử dụng các cách phân loại khác nhau; không thể so sánh trực tiếp các con số của chúng. Việc chuyển đổi một thông số kỹ thuật cũ cần căn cứ vào các phiên bản tiêu chuẩn liên quan, đường kính, yêu cầu về độ dày và tiêu chí áp suất. Chỉ thay thế bằng một con số tương ứng là không đủ.

Lớp lót vữa xi măng bên trong và lớp phủ bảo vệ bên ngoài có các chức năng khác. Không nên cộng độ dày của chúng vào thành gang khi đánh giá khả năng chịu áp suất, trừ khi một thiết kế kỹ thuật cụ thể cho phép rõ ràng sự đóng góp về kết cấu.

Con số áp suất không mô tả mọi điều kiện tải

Áp suất vận hành chỉ là một trong các điều kiện áp suất trong mạng lưới cấp nước. Khởi động máy bơm, đóng mở van nhanh và thay đổi lưu lượng đột ngột sẽ tạo ra các trạng thái quá độ. Tiêu chuẩn phân biệt áp suất vận hành cho phép, áp suất tối đa cho phép trong các điều kiện không thường xuyên và áp suất thử tại công trường cho phép. Các mức này thường được ký hiệu lần lượt là PFA, PMA và PEA.

Tiêu chuẩn áp dụng xác định các thuật ngữ này và mối quan hệ giữa chúng. Không nên xem số cấp C là sự cho phép chịu các đợt tăng áp không giới hạn, cũng không nên diễn giải áp suất thử tại nhà máy cao hơn là mức áp suất làm việc liên tục.

Hãy xem xét một đường ống có áp suất ổn định thấp hơn áp suất vận hành cho phép đã nêu của ống. Nếu một trạng thái quá độ vượt quá áp suất tối đa cho phép của mối nối hoặc phụ kiện, cụm lắp ráp vẫn không đạt đánh giá áp suất. Khả năng chịu áp suất của thân ống đủ cao không khắc phục được giới hạn thấp hơn ở vị trí khác trên đường ống.

Tải trọng bên ngoài cần được đánh giá riêng. Độ sâu chôn ống, tải trọng giao thông, khả năng đỡ của nền đặt ống và điều kiện đất ảnh hưởng đến hiệu suất kết cấu. Chỉ riêng cấp áp suất không chứng minh được ống phù hợp với nhịp không có gối đỡ, cách bố trí rãnh cụ thể hoặc điều kiện chân không.

Mối nối và phụ kiện cần có mức định áp riêng

Thân ống, mối nối kiểu đầu nong, mặt bích và van không nhất thiết có cùng giới hạn áp suất. Thiết kế mối nối, đường kính, vật liệu gioăng, độ lệch góc cho phép và cách bố trí liên kết giữ có thể ảnh hưởng đến khả năng chịu áp suất của cụm kết nối. Vì vậy, thông tin áp suất cần áp dụng cho cấu hình được cung cấp.

Đối với kết nối mặt bích, ký hiệu PN thuộc hệ thống định mức mặt bích. Việc các con số trong ký hiệu PN và C trùng nhau không tự nó chứng minh khả năng tương thích. Kích thước, bu lông, yêu cầu về gioăng và giới hạn áp suất–nhiệt độ vẫn cần phù hợp.

Sự phân biệt tương tự cũng áp dụng cho một phụ kiện được liệt kê riêng, chẳng hạn như van cổng: tên gọi không chứng minh được khả năng tương thích về áp suất. Tài liệu kỹ thuật của phụ kiện phải nêu loại bộ phận, chi tiết kết nối và định mức áp dụng.

Khả năng chịu áp suất và khả năng chịu lực dọc trục cũng trả lời những câu hỏi khác nhau. Mối nối kín ở áp suất yêu cầu không nhất thiết chống được lực đẩy phát sinh tại các đoạn cong, tê hoặc đầu bịt kín. Mối nối có khả năng chịu lực hoặc các biện pháp thiết kế khác để chống lực đẩy sẽ giải quyết tải trọng đó.

Chuyển mô tả chưa rõ ràng thành thông số kỹ thuật có thể sử dụng

Thay thế phù hợp nhất cho “Cấp C” là mô tả có thể truy xuất, liên kết ống với tiêu chuẩn, phiên bản, đường kính danh nghĩa, cấp áp suất đầy đủ và loại mối nối. Tiêu chí chấp nhận vật liệu và hệ thống bảo vệ cần được nêu cùng với mô tả đó; mọi yêu cầu riêng của dự án cần được ghi rõ riêng.

Các tài liệu hỗ trợ cần thống nhất về những thông tin nhận dạng này. Dấu in trên ống xác lập mối liên hệ với sản phẩm được cung cấp; hồ sơ kích thước thể hiện các yêu cầu về thành ống; kết quả thử cơ tính hỗ trợ việc chứng minh sự phù hợp của vật liệu; và hồ sơ thử thủy tĩnh ghi nhận phép thử chế tạo theo quy định. Mỗi tài liệu cung cấp bằng chứng cho một phần khác nhau của thông số kỹ thuật.

Chứng chỉ chung ghi “gang dẻo, cấp C” không giải quyết được các chi tiết còn thiếu. Nếu báo giá ghi C40 nhưng bản vẽ sử dụng một cấp độ dày cũ, cần giải quyết rõ ràng sự khác biệt này trên cơ sở cùng đường kính và yêu cầu sử dụng.

Cho đến khi xác định được thông số kỹ thuật áp dụng, “Ống gang dẻo cấp C” vẫn chỉ là mô tả cần được làm rõ. Thông tin quyết định là ký hiệu cấp áp suất đầy đủ và các tài liệu liên kết ký hiệu đó với ống thực tế và cụm mối nối.