Điện thoại: 0838 855 955
Hotline: 0938 216 668


Tính toán đường ống đồng


Tính chất vật lý của ống đồng, cách tính toán lựa chọn ống đồng, quy trình hàn, test áp lực ống đồng.

 

1. Tính chất vật lý của đồng

 

a. Các đặc tính của đồng: đồng là kim loại không có chuyển biến thù hình, có màu đỏ, khối lượng riêng lớn ƥ = 8,94 g/cm3, lớn gấp ba lần nhôm.

 

Nhiệt độ nóng chảy 10830C, nhiệt   độ sôi 26000C, nhiệt dung riêng Cp = 0,389 kj/kgK, độ dẫn điện λ = 385 N/mK.

 

Độ thắt tỉ đối ω = 70%, độ cứng HB = 50 – 110.

 

Tính dẫn nhiệt và dẫn điện rất cao (đứng sau bạc) do vậy được ứng dụng rộng rãi để truyền điện và truyền nhiệt (trong các thiết bị trao đổi nhiệt, các máy lạnh).

 

Tính chống ăn mòn của đồng càng cao nếu đồng càng nguyên chất. Trong không khí đồng tương đối bền vững vì tạo ra màng bảo vệ CuCO3, Cu(OH)2 không tan. Đồng ổn định hóa học cao trong nước thường, nước biển, khí quyển, a xít hữu cơ và kiềm.

 

Đồng bị ăn mòn mạnh bởi các a xít vô cơ (NHO3, H2SO4, HCL …) Đồng kém bền nóng trong các muối clorua, muối sunfua. Đồng bị ăn mòn ở nhiệt độ cao bởi hơi lưu huỳnh, các khí chứa hợp chất lưu huỳnh và hơi nước.

 

Đồng có khả năng hấp thụ khí rất mạnh nên đồng nóng chảy thường nhớt, chi tiết đúc thường có rỗ khí.

 

Đồng có tính công nghệ tốt: đồng rất dẻo, dễ cán, kéo thành những tấm mỏng và sợi rất nhỏ, rất dễ hàn nhưng tính gia công cắt kém và có độ chảy loãng kém.

 

b. Công dụng chính của đồng: đồng dùng trong công nghiệp điện (chiếm ½ sản lượng đồng) làm dây dẫn, các bộ phận trong máy biến thế, máy điện, dụng cụ đo điện.

 

Đồng dùng làm ống dẫn dầu, dẫn hơi, đinh tán, ghé đồng … Phan chế với kim loại khác để tạo, thành hợp kim đồng có cơ tính tốt làm bạc, lót trục, ecu, vitme, bánh khía … Đồng dùng để chế tạo các thiết bị trao đổi nhiệt, các nối chưng, nồi cô đặc, thiết bị làm lạnh.

 

Vì đồng đúc không tốt nên từ đồng lá người ta chế tạo ra các ống, tháp, ống ruột gà …

 

c. Các số hiệu đồng nguyên chất: Nga kí hiệu đồng nguyên chất M và số tiếp theo chỉ mức độ lẫn tạp chất.

 

MOO (99,99% Cu), MO(99,95% Cu), M1(99,9 Cu), M2 (99,7% Cu), M3 (99,5% Cu), M4 (99,0% Cu). Đồng nguyên chất dùng làm anot được ký hiệu là AMϕ có độ nguyên chất tới 99,9% Cu, tương đương với MI, nhưng lượng tạp chất trong nó (0,1%) chủ yếu là phốt pho được coi như nguyên tố có lợi cho sự hòa tan của a not khi điện  phân.

 

2. Hợp kim đồng

 

Các hợp kim đồng có cơ tính tương đối cao, tính công nghệ tốt và ít ma sát trong khi vẫn giữ được các ưu việt của đồng là tính dẫn điện, dẫn nhiệt cao, tính ổn định hóa học tốt.

 

Các nguyên tố hợp kim của đồng thường dùng là Znm, Sn, Al, Fe, Mn, Ni … chúng nâng cao rõ rệt độ bền nhưng không làm xấu tính dẻo trong phạm vi nồng độ xác định. Tính dẻo cao là một ưu việt nổi bật của hợp kim đồng.

 

Theo thành phần hóa học, các hợp kim đồng được phân ra hai nhóm chính là latông (hợp kim của đồng với kẽm) còn gọi là đồng thau và brôn (hợp kim của đồng với các nguyên tố trừ kẽm) gọi là đồng thanh.

 

a.  Latông (đồng vàng hay đồng thau): là hợp kim của đồng mà hai nguyên tố chủ yếu là đồng và kẽm. Ngoài ra còn có các nguyên tố khác như Pb, Ni, Sn...

 

Latông theo TCVN 1695-75 được ký hiệu bằng chữ L sau đó là các chữ ký hiệu tên nguyên tố hóa học và chỉ số thành phần của nó. Latông được chia thành hai nhóm:

 

- Latông đơn giản: là hợp kim của hai nguyên tố Cu-Zn với lượng chứa Zn ít hơn 45%. Zn nâng cao độ bền và độ dẻo của hợp kim đồng. Khi lượng Zn cao vượt quá 50% trong hợp kim Cu-Zn thì nó sẽ trở nên cứng và dòn.. Các mác thường dùng là LCuZn10, LCuZn20, LCuZn30 làm các ống tản nhiệt, ống dẫn và các chi tiết dập sâu vì loại này có độ dẻo cao.

 

. Tính chất: dễ đúc, gia công nóng và nguội được, ít bị ăn mòn, dễ dát mỏng, dễ kéo sợi kể cả ở trạng thái nóng và nguội.

 

. Công dụng: Chế tạo thành lá, dày, thanh, dùng trong công nghiệp. Chế tạo các chi tiết quan trọng của ô tô, máy kéo, các công trình nhiệt lực, chế tạo các phụ tùng bên ngoài của nồi hơi, máy ngưng tụ, latông với số hiệu л80 với khoảng 20%Zn nhìn bề ngoài khá giống vàng nên dùng làm đồ trang sức và dùng để trang trí л70, л60 có cơ tính tổng hợp tốt nhất trong các latông, đặc biệt có tính dẻo cao nhất nên được dùng trong công nghiệp quốc phòng để đắp vỏ đạn, làm ống dẫn và các chi tiết dập sâu.

 

- Latông phức tạp: là hợp kim trong đó ngoài Cu và Zn còn đưa thêm vào một số nguyên tố như Pb, Al, Sn, Ni… để cải thiện tính chất của hợp kim.

 

Ví dụ:

 

. Pb làm tăng tính cắt gọt ví dụ, latông лC59-1 (59% Cu, 1% Pb, còn lại 40% Zn) có tính gia công cắt tốt dùng làm các chi tiết phải qua gia công cắt sau khi đúc.

 

. Cho Stt vào latong để làm tăng tính chống ăn mòn trong nước biể. Л 070-1(70% Cu, 1% Sn) dùng làm ống và chi tiết máy của tàu biển.

 

Cho nhôm (AL) và Niken (Ni) vào latong để làm tăng cơ tính Latong лAH59-3-2 (59% Cu, 3% AL, 2% Ni) có σk = 500 N/mm3, σ = 42%.   

 

Các loại latông phức tạp thường dùng: LCuZn29Sn1, LCuZn40Pb1.

 

Theo tiêu chuẩn CDA: latông đơn giản được ký hiệu CDA 2xx, ví dụ CDA 240 tương đương với LCuZn20. Latông phức tạp được ký hiệu CDA 3xx hoặc CDA 4xx, ví dụ CDA 370 tương đương với LCuZn40Pb1.

 

b. Brôn (đồng thanh)

 

Là hợp kim của đồng với các nguyên tố khác ngoại trừ Zn. Brôn được ký hiệu bằng chữ B, tên gọi của brông được phân biệt theo nguyên tố hợp kim chính. Người ta phân biệt các loại đồng thanh khác nhau tùy thuộc vào nguyên tố hợp kim chủ yếu đưa vào: ví dụ như Cu-Sn gọi là brôn thiếc; Cu - Al gọi là brôn nhôm.

 

Brôn thiếc: là hợp kim của đồng với nguyên tố hợp kim chủ yếu là thiếc.

 

Brôn thiếc có độ bền cao, tính dẻo tốt, tính chống ăn mòn tốt, thường dùng loại BCuSn10Pb1, BCuSn5Zn2Pb5 để làm ổ trượt, bánh răng, lò xo…

 

Theo tiêu chuẩn CDA brôn thiếc được ký hiệu: CDA 5xx, ví dụ: CAD 521.

 

Nga kí hiệu: Бp và chữ tiếp theo chỉ loại của bron, ví dụ Бp. ) 0 – bron thiếc, Бp.A – bron nhôm. Các số tiếp theo sau chữ cái là chỉ số phần trăm của nguyên tố đưa vào. Brôn thiếc có các đặc tính sau:

 

. Tính đúc: do độ chảy loãng của bron thiếc nhỏ, khi kết tinh hợp kim co lại ít (độ co <1%, trong khi latong và gang – 1,5%, thép -2%), mật độ vật đúc không cao (có nhiều rỗ xốp). Chính vì lí do này cùng với đặc tính chống ăn mòn tốt (không bị hỏng trong khí quyển) có mật đen, bóng đẹp nên bron thiếc dùng rộng rãi trong đúc mỹ nghệ (tượng, chuông).

 

Tính chống ăn mòn: bron thiếc cao hơn đồng và latong. Nó rất ổn định trong không khí ẩm, hơi nước biển. Ví dụ, trong khí quyển kiểu tốc độ ăn mòn của latong là 0,0013-0,0038 mm/năm, còn bron chỉ khoảng 0,001 – 0,002 mm/năm. Trong hơi nước quá nhiệt áp suất cao, nó có tính ổn định cao hơn hẳn latong do vậy được dùng nhiều trong lò hơi – bron thiếc được chia làm hai loại: biến dạng và đúc.

 

Bron thiếc biến dạng: là loại chứa ít Sn (≤ 6% Sn) ngoài ra còn có thể thêm P, Zn, và Pb. Cho P vào để khử oxy (khử oxit thiếc SnO2), với luowjgn < 0,5% nó không ảnh hưởng đến cơ tính, nhiều P quá sẽ làm bron giòn nóng. Cho Zn vào để thay thế cho Sn là nguyên tố đắt tiền hơn. Cho Pb vào để cải thiện tính gia công cắt.

 

Các số hiệu điển hình của bron thiếc biến dạng là Бp.OЦ8-4 và Бp.OЦC 4-4-4 được dùng làm khung, bệ trong khí quyển hơi nước hay trong nước. Бp.OЦCH 4-4-4 còn được dùng làm bạc lót, Бp.OЦCH 5-2-5 làm bánh răng.

 

Bron thiếc đúc là loại chứa nhiều hơn 6% Sn và chứa nhiều hơn các nguyên tố hợp kim so với loại bron thiếc biến dạng. Бp.O10, Бp.OФ10-1, Бp.OЦ1-2 là các số liệu bron thiếc đúc được dùng làm ổ trục hay lót trục.

 

Song hiện nay có xu hướng dùng bron thiếc với lượng thiếc ít đi vì thiếc là nguyên tố đắt (có thể dưới 6% Sn). Các số hiệu điển hình của bron thiếc đúc ít thiếc là Бp.OЦC 5-5-5; Бp.OЦCH 3-7-5-1.

 

Brôn nhôm: là hợp kin của đồng với nguyên tố hợp kim chủ yếu là nhôm. Thường dùng với 5-10% Al có ưu điểm là độ bền cao tính chống mài mòn và chống ăn mòn tốt, có thể nhiệt luyện. Бp.A5 và Бp.A.7(5-7% AL) có sự kết hợp tốt giữa độ bền và độ dẻo (σ = 60%, σb = 400-500 N/mm2) được dùng làm các chi tiết làm việc trong nước biển, Бp.A.Ж. H 10-4-4 được dùng làm bạc lót, bệ trượt, mặt bích, bánh răng.

 

Brông Berili: là loại hợp kim đồng có giới hạn bền và giới hạn đàn hồi rất cao, độ cứng và tính chống ăn mòn cao, đồng thời có độ bền mới, giới hạn dẻo và chống mài mòn tốt. Thường dùng loại Bron beri có 1,5 – 2% Be với số hiệu Бp Б2. Bron beri thuộc loại vật liệu chịu nhiệt, làm việc lâu dài ở nhiệt độ 300-340 0C ngoài ra bron beri còn có tính chống ăn mòn cao, tính hàn tốt, gia công cắt do đó là vật liệu quý để làm lò xo, nhíp, màng và nhất là các chi tiết đàn hồi cần độ dẫn điện cao.

 

Nhược điểm chủ yếu của bron beri là đăt, Be là nguyên tố hiếm và quý do đó chỉ sử dụng trong những trường hợp cần thiết.

 

Bron sillic: có cơ tính, tính đàn hồi tốt hệ số ma sát nhỏ, tính chống ăn mòn cao, rẻ là loại vật liệu thay thế cho bron thiếc và bron beri đắt. Thường dùng với loại silic ít hơn 3% với các số hiệu thường dùng là Бp.KH1-3, БpKMл 3-1 trong đó Mn có tác dụng nâng cao giới hạn đàn hồi còn Ni làm tăng hiệu quả của nhiệt luyện     

 

2. Tính toán bền dày của ống đồng.

 

Công thức tính toán đường ống đồng như sau:

 

P = 2Stmin/(Dmax - 0,8tmin)

 

Trong đó:

 

P:  áp suất của hệ thống (Psi)

 

Dmax: đường kính ngoài của ống đồng. (in)

 

tmin: chiều dày của ống đồng (in)

 

Đối với mỗi hãng VRV, VRF của Daikin, fujitsu ... sẽ có quy định về chiều dày ống đồng. Hãng Daikin quy định về độ dày ống đồng như sau:

 

 

Bảng lựa chọn kích thước ống đồng, download tại đây  

 

3. Tiêu chuẩn áp dụng.

 

Đối với ống đồng thì áp dụng các tiêu chuẩn sau:

 

JIS H3300

 

ASTM B111

 

ASME SB111

 

DIN 1785

 

BS2871

 

Bảng so sánh các tiê chuẩn trên, download tại đây

 

4. Quy trình hàn ống đồng

 

Chuẩn bị dụng cụ hàn

 
Chai gas,Chai oxy
 
Dây hàn hơn 5 mét
 
Van an toàn
 
Đồng hồ chai oxy
 
Béc hàn
 
Que hàn
 
Sử dụng dũa và giấy nhám làm sạch bề mặt cần hàn và bavia. Dùng mỏ hàn hơ cho nóng mối hàn, chấm ít hàn the lên bề mặt cần hàn để làm sạch.
 
Hướng dẫn hàn ống đồng
 
Bước 1: Mở chai Oxy trước sau đó mở chai gas sau.
 
Bước 2: Kiểm tra đồng hồ chai gas và chai oxy (Đồng hồ chai gas 0.5kg và gió khoảng 0.4`0.6 kgf/cm2).
 
Bước 3: Mở và điều chỉnh van ở béc hàn (Van oxy mở trước sau đó van ga).
 
Bước 4: Mồi lửa và điền chỉnh ngọn lửa sao cho hợp lý nhất( đầu mở hàn nghiêng 1 góc 45 độ so với ống đồng )
 
Bước 5: Kết thúc hàn khoá van gas trước sau đó khoá van oxy. (Khoá chai gas trước sau đó khoá van chai oxy).
 
Mục đích việc hàn ống đồng
 
Kết nối cục nóng với mặt lạnh ta dùng ống dây bằng đồng, nếu là điều hòa mới thì ta chỉ bắt racco la được nhưng nếu điều hòa nhà bạn trong quá trình sử dụng di chuyển đến vị trí khác và quá trình thao lap dieu hoa diễn ra nhiều nên ống đồng có thể bị bẹp, gập khi đó thợ tháo lắp điều hòa phải nối ống đồng và như vậy là phải sử dụng kỹ thuật hàn ống đồng.
 
Lưu ý: Sự cố trong việc hàn hơi ống đồng chủ yếu là do việc nổ bình oxy, nguyên nhân có thể là do C2h2 hoặc gas chạy ngược về phía chai oxy sau đó gặp mồi lửa. Do vậy để đảm bảo an toàn luôn phải đảm bảo áp suất dư trong chai oxy, không được sài hết khí. Hiện tượng cháy ngược về phía chai gas hoặc acetylen thì cháy đến van chai là hết.
Khi kết thúc quá trình hàn hơi thì cần vặn giảm van oxy đến khi ngọn lửa cháy sáng sau đó tắt van nhiên liệu đi (lửa tắt phát ra tiếng bép), sau đó là tắt các van oxy. Đối với các béc hàn nhỏ người ta thường đóng van nhiên liệu lại sau đó mới đóng van oxy, không giảm lượng oxy cho mất thời gian. Mục đích là không để áp suất oxy nhỏ hơn áp suất của nhiên liệu.
 
5. Quy trình test áp lực ống đồng
 
Theo quy định, áp suất thử các thiết bị áp lực như sau: Áp suất thử kín bằng áp suất làm việc, áp suất thử bền bằng 1,5 lần áp suất làm việc. Trên cơ sở đó ta tiến hành thử áp suất các thiết bị, để thử nghiệm hệ thống ta sử dụng khí N2, tuyệt đối không được sử dụng CO2 vì nó sẽ gây ra phản ứng hóa học.
 
Tuy nhiên cần lưu ý, máy nén và thiết bị đã được thử bền tại nơi chế tạo rồi nên có thể không cần thử bền lại lần nữa, mà chỉ thử hệ thống đường ống, mối hàn.
Ta tiến hành thử kín và thử bền đường ống theo 3 bước:
 
Bước 1: Thử với áp suất 3÷5 kg/cm2 để phát hiện các mối hở ở áp suất thấp. Dùng nước xà phòng để thử, kiểm tra các mối hàn. Lưu ý khả năng rò rỉ trên đường ống nguyên là rất ít xảy ra, vì thế nên kiểm tra tại các mối hàn, mặt bích, nối van trước. Nếu đã thử hết mà không phát hiện vết xì hở mà áp suất vẫn giảm thì kiểm tra trên đường ống nguyên. Nếu phát hiện có mối hàn hở thì phải đánh dấu vị trí, sau đó xả hết khí ra. Tiến hành hàn các mối bị hở.
 
Bước 2: Nâng áp suất thử lên gần áp suất làm việc 15÷18 kg/cm2, sau đó dùng xà phòng để thử. Đồng thời kiểm tra các mối hàn, đánh dấu vị trí mối hàn bị hở. Sau đó xả hết khí ra ngoài và hàn các mối hở lại.
 
Bước 3: Tiếp tục nâng áp suất thử lên 30kg/cm2, ngâm trong 24h để thử bền cho hệ thống. sau 24 giờ không thấy áp suất giảm thì có thể đảm bảo việc thử bền, thử kín. Sau đó ta tiến hành xả hết khí trong hệ thống ra. Sau đó tiến hành chân không hệ thống.
 
Một số lưu ý khi thử bằng khí N2:
 
+ Khi nối với bình N2 không được nối trực tiếp mà phải qua một van giảm áp.
 
+ Khi thử phải đóng các van nối với các rơle áp suất HP, LP và OP nếu không có thể làm hỏng thiết bị.
 
+ Đối với mạch có các van điện tử, van tiết lưu tự động thì phải mở thông mạch bằng tay.
 
+ Sau khi thử mở van xả để thải bụi ra ngoài.
 
+ Một điều cần lưu ý là áp suất trong hệ thống phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ môi trường, tức là phụ thuộc vào giờ trong ngày, vì vậy cần kiểm tra theo một thời điểm nhất định trong ngày.
 
+ Khi phát hiện rò rỉ cần loại bỏ áp lực trên hệ thống rồi mới xử lý, tuyệt đối không được xử lý khi vẫn còn áp lực.
 
+ Chỉ sau khi thử xong hoàn chỉnh không phát hiện rò rỉ mới tiến hành bọc cách nhiệt đường ống và thiết bị
 
Xem thêm bài viết: 
 

Tin khác



Sản phẩm đã xem


Copyright © 2015 www.baogiavattu.com

Báo Giá Vật Tư tổng hợp
www.baogiavattu.com - CHUYÊN CUNG CẤP THIẾT BỊ VẬT TƯ CÔNG NGHIỆP & DÂN DỤNG!

Văn phòng: 372/5F Tùng Thiện Vương, Phường 13, Quận 8, Tp. Hồ Chí Minh

Email: baogiathietbivattu@gmail.com