Thép

Ống thép đen dùng làm gì? 7 ứng dụng và lưu ý chống gỉ

Đã đăng trên bởi Thép Cường Phát

Ống thép đen là ống thép tròn chưa mạ, nên rẻ hơn ống mạ kẽm nhưng phải tự lo chống gỉ. Nó được dùng ở bảy nhóm việc: kết cấu khung, giàn giáo, đường ống dầu và khí nén, chữa cháy sơn đỏ, cơ khí chế tạo, hàng rào lan can và ống bảo vệ cáp. Mỗi nhóm đòi hỏi một cặp thông số khác nhau: đường kính ngoài với độ dày, độ cứng, lòng ống hay lớp sơn. Bài này đưa số tính sẵn cho từng việc để bạn chọn đúng cỡ ngay từ đầu.

Tóm tắt nhanh

  • Ống giàn giáo 48,3 mm dày 2,5 mm so với dày 3,2 mm: mô men quán tính giảm khoảng 18% và khối lượng giảm khoảng 21%. Tiết kiệm thép là mất độ cứng, không phải “ống nhẹ cho tiện”.
  • Lòng ống không bằng DN: ống phi 60 (đường kính ngoài 59,9 mm) dày 3,0 mm có lòng 53,9 mm, dày 4,0 mm còn 51,9 mm.
  • Sơn một lớp lót và một lớp phủ cho 100 m ống đường kính ngoài 60,3 mm cần khoảng 4,9 lít sơn theo giả thiết trong bài, chưa kể sơn lại mối hàn.
  • Không dùng ống đen dẫn nước sinh hoạt vì lòng ống gỉ làm nước có màu và cặn.
  • Gỉ vàng mỏng sau vài tuần để kho là gỉ bề mặt, chà sạch được; ống rỗ hoặc gỉ đóng vảy không nên dùng cho đường ống chịu áp.

Ống thép đen dùng làm gì: bảy ứng dụng và điều cần có cho từng việc

Bảng tổng hợp dưới đây dựa trên mô tả ứng dụng ở trang giá ống thép đen của website, bổ sung phần cỡ ống và yêu cầu chứng chỉ để bạn đối chiếu khi đặt hàng.

Ứng dụng Cỡ hay dùng (đường kính ngoài, mm) Giấy tờ nên có Chống gỉ cần làm
1. Kết cấu: cột, kèo, giàn, trụ Từ 48 đến 114, dày 2,5 đến 4,0 Tiêu chuẩn kết cấu (ASTM A500 hoặc JIS G3444) kèm cấp bền Sơn lót và sơn phủ, bịt đầu ống
2. Giàn giáo và chống đỡ 48,3, dày 3,2 hoặc 4,0 theo EN 39 Độ dày thực đo được, không chỉ tên gọi phi 49 Sơn hoặc mạ, kiểm tra định kỳ
3. Dẫn dầu, khí nén, hơi áp thấp Từ 21 đến 219 Chứng chỉ thử áp (ASTM A53 hoặc EN 10255) Sơn ngoài, giữ lòng ống khô, xả nước ngưng
4. Chữa cháy sơn đỏ Từ 21 đến 168 tùy tuyến Theo hồ sơ thiết kế đã duyệt Sơn đỏ và đánh số theo thiết kế
5. Cơ khí: con lăn, trục rỗng, khung máy Theo chi tiết lắp ghép Dung sai đường kính ngoài và độ dày thực Sơn hoặc phủ dầu bảo vệ
6. Hàng rào, trụ cổng, lan can, trụ biển báo Từ 42 đến 114 Độ dày thực, mô men kháng uốn nếu có tải ngang Sơn nhiều lớp, sơn lại mối hàn
7. Ống bảo vệ cáp, ống siêu âm cọc khoan nhồi Theo thiết kế Gọt ba via mặt trong Bịt đầu ống, quấn băng nếu chôn ngầm

1. Kết cấu: tra nhanh tiết diện để chọn cỡ

Ống tròn chịu lực đều theo mọi phương, ít đọng bụi nhưng liên kết phức tạp hơn thép hộp. Trước khi chọn, nên có sẵn số liệu tiết diện. Bảng dưới tính từ đường kính ngoài D và độ dày t bằng các công thức: diện tích A = π/4(D² – d²), mô men quán tính I = π/64(D⁴ – d⁴), mô men kháng uốn W = 2I/D, bán kính quán tính r = √(I/A), với d là đường kính trong. Cột ‘tải lý thuyết tối đa’ là giá trị nhỏ hơn giữa tải Euler của cột hai đầu khớp dài 1,5 m (E = 200 GPa) và tải chảy A x 235 MPa.

D x t (mm) Đường kính trong (mm) Khối lượng (kg/m) A (cm²) I (cm⁴) W (cm³) r (cm) Tải lý thuyết tối đa, cột 1,5 m
48,3 x 2,5 43,3 2,82 3,60 9,46 3,92 1,62 83,0 kN
48,3 x 3,2 41,9 3,56 4,53 11,59 4,80 1,60 101,6 kN
48,3 x 4,0 40,3 4,37 5,57 13,77 5,70 1,57 120,8 kN
59,9 x 2,5 54,9 3,54 4,51 18,60 6,21 2,03 105,9 kN
59,9 x 3,0 53,9 4,21 5,36 21,76 7,27 2,01 126,0 kN
75,6 x 3,0 69,6 5,37 6,84 45,16 11,95 2,57 160,8 kN
88,3 x 3,0 82,3 6,31 8,04 73,21 16,58 3,02 188,9 kN
113,5 x 3,0 107,5 8,17 10,41 159,07 28,03 3,91 244,7 kN
113,5 x 4,0 105,5 10,80 13,76 206,51 36,39 3,87 323,4 kN

Giới hạn chảy 235 MPa chọn theo mức tối thiểu của mác STK400 trong JIS G3444; thép thực tế có thể cao hơn, nhưng chứng chỉ của lô mới là căn cứ. Các số trong bảng chưa có hệ số an toàn, chưa kể độ cong ban đầu hay lệch tâm, nên chỉ dùng để so sánh các cỡ với nhau, không dùng làm tải cho phép.

2. Giàn giáo: dày 3,2 hay 2,5 mm khác nhau bao nhiêu

Giàn giáo kiểu ống rời và cùm khóa dùng ống đường kính ngoài 48,3 mm; tiêu chuẩn EN 39 được trang giá ống thép đen của website nêu với độ dày 3,2 hoặc 4,0 mm. Thị trường hay gọi là phi 49 hoặc phi 48 và bán cả loại mỏng hơn. Từ bảng trên: ống 48,3 x 3,2 có I = 11,59 cm⁴ và nặng 3,56 kg/m; ống 48,3 x 2,5 có I = 9,46 cm⁴ và nặng 2,82 kg/m. Nghĩa là mỏng đi 0,7 mm làm mất khoảng 18% độ cứng và tải Euler giảm theo đúng tỉ lệ đó (từ 101,6 xuống 83,0 kN ở cột 1,5 m). Ngược lại ống dày 4,0 mm tăng khoảng 19% độ cứng so với 3,2 mm. Khi nhận hàng, đo độ dày thật bằng thước kẹp thay vì tin tên gọi.

3. Đường ống dầu, khí nén, hơi áp thấp

Ống đen là vật liệu truyền thống cho dầu DO, dầu FO, khí nén xưởng, hơi áp thấp. Ba nguyên tắc từ trang giá ống thép đen: mua ống có chứng chỉ thử áp thay vì ống kết cấu mỏng; với khí nén, nước ngưng sinh gỉ nên thiết kế độ dốc, bẫy nước và xả đáy; không dùng cho nước sinh hoạt. Về chọn ống đúc hay ống hàn cho tuyến này, xem bài ống thép đúc và ống thép hàn.

4. Chữa cháy sơn đỏ

Theo điều 5.5.15 TCVN 7336:2021, ống sprinkler dạng ướt sơn màu đỏ và đánh số “1”. Điều 5.5.1 để mở loại vật liệu nên ống đen sơn đỏ là phương án được thiết kế lựa chọn khi hồ sơ cho phép; lớp sơn đỏ vừa nhận diện vừa bảo vệ. Chi tiết điều khoản, bảng quy cách theo DN và phép tính kiểm tra xem bài ống thép mạ kẽm cho hệ thống PCCC.

5. Cơ khí: lòng ống thật sự bao nhiêu

Con lăn băng tải, ống lồng trượt, khung máy, trục rỗng đều phụ thuộc vào đường kính trong. Bảng sau cho đường kính trong d = D – 2t và tiết diện lòng ống:

Đường kính ngoài (mm) Độ dày (mm) Đường kính trong (mm) Tiết diện lòng ống (cm²)
21,20 1,8 17,6 2,43
26,65 2,0 22,6 4,03
33,50 2,3 28,9 6,56
42,20 2,5 37,2 10,87
48,10 3,0 42,1 13,92
59,90 2,0 55,9 24,54
59,90 3,0 53,9 22,82
59,90 4,0 51,9 21,16
88,30 3,0 82,3 53,20
113,50 4,0 105,5 87,42

Cùng phi 60, độ dày 2,0 mm cho lòng 55,9 mm và độ dày 4,0 mm chỉ còn 51,9 mm; mỗi 1 mm độ dày làm lòng nhỏ đi 2 mm. Nếu chi tiết lắp trượt cần lòng đúng 50 mm, phải đo thực tế hoặc đặt ống theo đường kính trong chứ không tra theo DN.

6. Hàng rào, trụ cổng, lan can, trụ biển báo

Trụ chịu uốn do tải ngang, nên chọn theo W thay vì chỉ theo tên phi. Ví dụ ống 60,3 x 3,0 có W = 7,37 cm³; mô men bắt đầu chảy ở 235 MPa là khoảng 1,73 kN·m. Nếu tải ngang đặt cách chân trụ 1,1 m thì lực làm thép bắt đầu chảy khoảng 1,57 kN trước mọi hệ số an toàn. Tải thực tế và hệ số an toàn do thiết kế quyết định; con số trên chỉ cho thấy độ lớn. Ống đặt ngoài trời cần sơn nhiều lớp và sơn lại mối hàn.

7. Ống bảo vệ cáp, ống siêu âm kiểm tra cọc khoan nhồi

Ống đen còn dùng làm ống bảo vệ cáp điện đi ngầm và ống siêu âm trong cọc khoan nhồi. Ống bảo vệ cáp nên được gọt ba via mặt trong để không cứa vỏ cáp khi kéo. Với tuyến chôn ngầm, sau khi làm sạch, quấn băng chống ăn mòn gốc bitum hoặc PE hay dùng ống bọc PE từ nhà máy.

Lưu ý chống gỉ cho ống thép đen

Làm sạch và sơn đúng trình tự

  1. Làm sạch dầu chống gỉ tạm thời và gỉ vàng bằng giẻ, chổi sắt hoặc mài.
  2. Sơn lót chống gỉ. Ngoài trời nên dùng hệ epoxy rồi polyurethane; trong nhà dùng alkyd là đủ, theo hướng dẫn trên trang giá ống thép đen.
  3. Sơn phủ lớp cuối, sơn lại ngay các mối hàn vì đây là điểm gỉ đầu tiên.
  4. Bịt kín hai đầu ống kết cấu để gỉ không phát triển trong lòng ống.

Tính lượng sơn cho ống

Diện tích sơn ngoài mỗi mét ống là π x D. Lượng sơn lý thuyết (lít) = diện tích x DFT / (10 x tỷ lệ thể tích đặc), và lượng sơn thực cần mua phải chia thêm cho hệ số hao hụt. Công thức độ phủ lý thuyết (m²/lít) = (tỷ lệ thể tích đặc % x 10) / DFT (micromet) được trình bày bởi Promain; cùng nguồn cho biết nhà thầu thường dự trù hao hụt 10 đến 20%. Bảng dưới là ví dụ với các giả thiết: lớp lót thể tích đặc 50%, DFT 60 micromet; lớp phủ thể tích đặc 45%, DFT 40 micromet; hệ số hao hụt 0,8; chiều dài 100 m.

Đường kính ngoài (mm) Diện tích sơn 100 m Lớp lót Lớp phủ Tổng hai lớp
48,3 15,2 m2 2,3 lít 1,7 lít 4,0 lít
60,3 18,9 m2 2,8 lít 2,1 lít 4,9 lít
114,3 35,9 m2 5,4 lít 4,0 lít 9,4 lít

Các giả thiết là ví dụ, không phải thông số của sản phẩm sơn cụ thể. Khi mua, thay vào công thức thể tích đặc và DFT ghi trong bảng dữ liệu của chính loại sơn bạn dùng. Bề mặt có gỉ hoặc nhám cần nhiều sơn hơn.

Bảo quản trong kho và kiểm tra gỉ khi nhận hàng

  • Kê ống cao khỏi nền, có mái che hoặc bạt thoáng; không bọc kín nilon dưới nắng; xếp dốc nhẹ để nước mưa chảy ra khỏi lòng ống; nhập trước dùng trước.
  • Gỉ vàng mỏng sau vài tuần là gỉ bề mặt, chà sạch được.
  • Ống bị rỗ, gỉ đóng vảy hoặc móp đầu ống không dùng cho đường ống chịu áp.
  • Muốn biết gỉ ăn sâu bao nhiêu, mài sạch chỗ gỉ rồi đo độ dày bằng thước kẹp và so với chỗ sạch cùng cây. Nếu ống ASTM A53 đo thấp hơn khoảng 87,5% độ dày danh nghĩa (cây 3,0 mm là khoảng 2,6 mm), không nên dùng cho đường ống áp lực.

Sai lầm hay gặp

  • Sơn phủ lên ống còn dầu hoặc gỉ rời, lớp sơn bong sau một mùa mưa.
  • Quên sơn lại sau khi hàn và thử áp.
  • Dùng ống đen mỏng cho nước sinh hoạt hoặc nước uống.
  • Mua ống cho giàn giáo theo tên phi 49 mà không đo độ dày.

Cần chọn ống theo từng cỡ và độ dày, xem bảng giá ống thép đen, bảng tra trọng lượng ống thép tròn đen và mạ kẽm và các trang cỡ phi như ống thép phi 49, ống thép phi 60. Nếu hạng mục ở ngoài trời lâu dài, so sánh thêm với thép ống mạ kẽm nhúng nóng.

Câu hỏi thường gặp

Ống thép đen dùng cho nước sinh hoạt được không?

Không nên. Lòng ống đen gỉ theo thời gian làm nước có màu và cặn, ống mỏng dần từ trong ra. Nước sinh hoạt nên dùng ống mạ kẽm nhúng nóng, ống nhựa hoặc inox tùy thiết kế. Ống đen phù hợp với nước chữa cháy, nước kỹ thuật, dầu và khí nén.

Ống thép đen khác ống mạ kẽm ở điểm nào?

Ống đen không có lớp kẽm, chỉ có lớp dầu chống gỉ tạm thời, nên giá theo kg thấp nhất nhưng phải sơn. Ống mạ kẽm có lớp kẽm sẵn; loại làm từ tôn mạ có kẽm mỏng hơn, còn loại nhúng nóng có kẽm cả trong lẫn ngoài. Chi tiết so sánh lớp kẽm xem bài mạ kẽm nhúng nóng và mạ kẽm điện phân.

Ống đen trong nhà có cần sơn không?

Vẫn nên sơn lót. Lớp dầu chống gỉ của nhà máy bay hơi dần và không khí trong xưởng đủ ẩm để gỉ hình thành, nhất là ở mối hàn. Kết cấu trong nhà chỉ cần một lớp lót alkyd và một lớp phủ.

Ống đen dày bao nhiêu thì đủ làm trụ hàng rào?

Phụ thuộc vào chiều cao trụ và tải ngang, không có một con số chung. Dùng mô men kháng uốn W trong bảng ở trên để so sánh các cỡ: ống 60,3 x 3,0 có W = 7,37 cm³ gấp khoảng 1,5 lần ống 48,3 x 3,2 (4,80 cm³). Tải thực tế do thiết kế quyết định.

Ống đen có hàn được không?

Hàn được. Cần lau sạch dầu, mài hết gỉ trong phạm vi 20 đến 30 mm quanh mối hàn, và với ống dày từ khoảng 3 đến 4 mm trở lên nên vát mép để hàn ngấu. Sơn lại mối hàn ngay sau khi hàn.

Cần báo giá nhanh? Gọi/Zalo 0967 483 714 – gửi quy cách và khối lượng, Cường Phát Steel báo giá theo đơn hàng.

Nguồn tham khảo

Ghi chú về mức độ chắc chắn: các bảng tiết diện, lòng ống, tải lý thuyết và lượng sơn do chúng tôi tính theo công thức vật lý với giả thiết nêu trong bài; không phải tải cho phép và không thay thế tính toán của kỹ sư. Hướng dẫn chống gỉ, sơn, lưu kho, hàn và ứng dụng lấy từ trang giá ống thép đen của website, tổng hợp từ thực hành chung chứ chưa đối chiếu với tiêu chuẩn sơn cụ thể. Quy định EN 39 cho giàn giáo lấy theo trang này, chưa đối chiếu với bản tiêu chuẩn. Giới hạn chảy 235 MPa là mức tối thiểu của mác STK400, thép thực tế phải kiểm tra theo chứng chỉ.

Đánh giá