Thép

Ống thép đúc và ống thép hàn: khác biệt, chịu áp, giá

Đã đăng trên bởi Thép Cường Phát

Ống thép đúc không có mối hàn dọc thân, còn ống thép hàn được cuốn từ băng thép rồi hàn kín mép. Nhưng khác biệt thực tế khi mua hàng không nằm ở câu “đúc thì chịu áp hơn”. Với áp suất của hệ thống dân dụng và xưởng, ống hàn đúng tiêu chuẩn vẫn dư sức; ống đúc chỉ thật sự cần khi nhiệt độ, chu kỳ tải hoặc môi chất đòi hỏi. Bài này tính cụ thể áp suất cho phép, áp suất thử tại nhà máy và chi phí quy ra mỗi cây 6 m để bạn chọn đúng.

Tóm tắt nhanh

  • ASTM A53 gồm ba loại: F (hàn lò), E (hàn điện trở) và S (đúc). Ghi “ASTM A53” trên đơn hàng chưa cho biết ống đúc hay ống hàn; phải ghi thêm loại S hoặc E.
  • Hệ số mối hàn theo ASME B31.3: ống đúc 1,00; ống hàn điện trở A53 loại E 0,85; ống hàn lò loại F 0,60. Cùng độ dày, ống loại E cho phép áp suất thấp hơn 15% so với ống đúc.
  • Tính thử: ống DN50 dày 3,91 mm (SCH 40) loại E vẫn chịu khoảng 13,9 MPa theo công thức B31.3 (giả thiết ở dưới), trong khi đường ống chữa cháy trong nhà bị giới hạn 1 MPa. Áp suất hiếm khi là lý do để chọn ống đúc.
  • Thử thủy tĩnh tại nhà máy theo A53 áp dụng cho cả ống hàn lẫn ống đúc, nên ống hàn A53 có chứng chỉ thử áp không “kém” hơn về phép thử này.
  • Không phân biệt được ống đúc và ống hàn chỉ bằng mắt. Căn cứ là chữ “seamless” hoặc loại S trên chứng chỉ và dòng in trên thân ống.

Hai cách làm ra một cây ống thép

Ống hàn điện trở (ERW). Băng thép cán nóng hoặc cán nguội được cuốn tròn qua các trục, hai mép ép vào nhau và hàn bằng dòng điện cao tần, không dùng que hàn hay kim loại bù. Ba via ngoài được gọt phẳng ngay trên dây chuyền. Cách làm này cho đường kính ngoài rất đều, thành mỏng đến trung bình và giá thành thấp. Theo trang giá ống thép đen của website, các cỡ thông dụng trong nước có độ dày khoảng 0,7 đến 6,35 mm.

Ống đúc (liền mạch, seamless). Phôi thép đặc được nung nóng, xuyên lỗ thành ống thô rồi cán hoặc kéo đến kích thước cần. Không có đường hàn, nên không có vùng ảnh hưởng nhiệt của mối hàn. Đổi lại, độ dày thành thường kém đều hơn và độ nhám lòng ống cao hơn, theo mô tả trên trang giá ống thép đen của website. Ống đúc phổ biến ở thành dày, áp lực và nhiệt độ cao.

Ngoài hai loại trên còn ống hàn lò (furnace butt weld, loại F của A53) và các ống hàn đường kính rất lớn. Loại F có hệ số mối hàn thấp nhất nên ít gặp ở hồ sơ thiết kế hiện nay.

So sánh ống thép đúc và ống thép hàn theo tiêu chí kiểm chứng được

Bảng này chỉ giữ những tiêu chí có số liệu hoặc quy định đi kèm, bỏ các nhận xét chung chung kiểu “bền hơn” hay “chất lượng cao hơn”.

Tiêu chí Ống thép hàn (ERW, ASTM A53 loại E) Ống thép đúc (ASTM A53 loại S, A106)
Cách tạo mối nối dọc Hàn điện trở cao tần dọc thân Không có mối hàn
Hệ số mối hàn Ej (ASME B31.3) 0,85 1,00
Dải độ dày hay gặp ở thị trường trong nước Khoảng 0,7 đến 6,35 mm ở cỡ thông dụng Từ khoảng 3 mm đến vài chục mm
Nguồn hàng tại Việt Nam Sản xuất trong nước, có sẵn theo bó Chủ yếu nhập khẩu, đặt theo lô
Giá theo kg Thấp hơn Cao hơn đáng kể
Dung sai độ dày (ASTM A53) Thành không mỏng hơn danh nghĩa quá 12,5% Thành không mỏng hơn danh nghĩa quá 12,5%
Thử thủy tĩnh tại nhà máy theo A53 Có, từng cây Có, từng cây
Nhiệt độ làm việc cao (hơi nước, lò hơi) Cần xét theo tiêu chuẩn thiết kế A106 là tiêu chuẩn ống đúc cho nhiệt độ cao

Hàng thứ hai và hàng thứ bảy là hai chỗ ít bài viết nhắc tới. Hệ số mối hàn là cách bộ quy chuẩn thiết kế “phạt” ống có mối hàn; còn phép thử thủy tĩnh thì ống hàn và ống đúc theo A53 đều phải qua. Cả hai được giải thích ở các phần sau.

Tiêu chuẩn: ASTM A53 có cả ba loại, ASTM A106 chỉ có ống đúc

Theo trang tiêu chuẩn của ASTM, A53/A53M bao gồm ống thép đúc và hàn, đen và mạ kẽm nhúng nóng, cỡ NPS 1/8 đến NPS 26. Trong đó có ba loại: S (đúc), E (hàn điện trở) và F (hàn lò), cấp bền A và B. Một tổng hợp của nhà phân phối cho biết loại F chỉ có cấp A. Cấp A có giới hạn chảy tối thiểu 205 MPa và bền kéo 330 MPa; cấp B là 240 MPa và 415 MPa.

ASTM A106 khác ở chỗ chỉ dành cho ống thép carbon đúc dùng ở nhiệt độ cao, cỡ NPS 1/8 đến NPS 48 theo trang tiêu chuẩn của ASTM. Vì vậy một cây ống ghi A106 chắc chắn là ống đúc, còn một cây ghi A53 thì chưa chắc.

Ghi trên bản vẽ hoặc đơn hàng Hiểu là gì Cần hỏi thêm
ASTM A106 Gr.B Ống đúc, dùng nhiệt độ cao Độ dày theo SCH, chiều dài
ASTM A53 Gr.B Type S Ống đúc Độ dày theo SCH, đen hay mạ kẽm
ASTM A53 Gr.B Type E Ống hàn điện trở Có thử thủy tĩnh từng cây, hệ số mối hàn 0,85 khi tính theo B31.3
ASTM A53 Gr.A Type F Ống hàn lò, chỉ cấp A Có đúng là hồ sơ cho phép loại F không (hệ số 0,60)
ASTM A53 Gr.B (không ghi loại) Chưa xác định Phải hỏi lại loại S hay E trước khi chốt

Chịu áp: hệ số mối hàn làm thay đổi con số nào

Bộ tiêu chuẩn đường ống ASME B31.3 tính độ dày yêu cầu theo công thức t = P·D / [2(S·E·W + P·Y)]. Trong đó P là áp suất thiết kế, D đường kính ngoài, S ứng suất cho phép của vật liệu, E hệ số chất lượng mối hàn dọc, W hệ số cường độ mối hàn (lấy 1 ở nhiệt độ thấp) và Y là hệ số phụ thuộc vật liệu, bằng 0,4 cho thép ferrit ở nhiệt độ không quá 482 °C. Theo tài liệu tổng hợp về B31.3, E bằng 1,00 cho ống đúc, 0,85 cho ống hàn điện trở và 0,60 cho ống hàn lò.

Để thấy hệ số này lớn cỡ nào, bảng dưới tính áp suất cho phép của ống thép carbon cấp B với các giả thiết rõ ràng:

  • S = 138 MPa, giá trị ứng suất cho phép của ASTM A106 Gr.B ở nhiệt độ từ -29 đến 100 °C theo tổng hợp của Project Materials. A53 Gr.B có cùng mức cơ tính tối thiểu (240/415 MPa) nên dùng giá trị này để minh họa.
  • Độ dày tính là độ dày danh định trừ 12,5% dung sai nhà máy; không tính dư ăn mòn, không tính ren hay rãnh.
  • Áp suất cho phép P = 2·S·E·t / (D – 2·Y·t), suy từ công thức trên.
Cỡ ống (đường kính ngoài x dày SCH 40, mm) Dày tính sau trừ 12,5% (mm) P cho phép, ống đúc E = 1,00 P cho phép, ống hàn E = 0,85
DN50 (60,3 x 3,91) 3,42 16,4 MPa (164 bar) 13,9 MPa (139 bar)
DN100 (114,3 x 6,02) 5,27 13,2 MPa (132 bar) 11,2 MPa (112 bar)
DN150 (168,3 x 7,11) 6,22 10,5 MPa (105 bar) 8,9 MPa (89 bar)
DN200 (219,1 x 8,18) 7,16 9,3 MPa (93 bar) 7,9 MPa (79 bar)

Đọc bảng: ống hàn điện trở thấp hơn ống đúc đúng 15% ở mọi cỡ, nhưng con số tuyệt đối vẫn rất lớn. Ví dụ DN100 hàn điện trở dày 6,02 mm cho phép khoảng 11 MPa. Đây là giá trị minh họa theo công thức, không phải áp suất làm việc được phép của cả hệ thống, vì mặt bích, van, mối ren và nhiệt độ sẽ quyết định mức thấp hơn.

Độ dày thật sự cần cho áp suất phổ biến

Cũng với giả thiết trên, nếu đảo công thức để tìm độ dày tối thiểu theo áp suất thiết kế thì được kết quả sau:

Cỡ ống Áp suất thiết kế Dày tối thiểu, ống đúc Dày tối thiểu, ống hàn E = 0,85 Dày SCH 40 để so sánh
DN50 1,0 MPa 0,22 mm 0,26 mm 3,91 mm
DN50 1,6 MPa 0,35 mm 0,41 mm 3,91 mm
DN50 2,5 MPa 0,54 mm 0,64 mm 3,91 mm
DN100 1,0 MPa 0,41 mm 0,49 mm 6,02 mm
DN100 1,6 MPa 0,66 mm 0,78 mm 6,02 mm
DN100 2,5 MPa 1,03 mm 1,21 mm 6,02 mm

Các độ dày tính được đều nhỏ hơn 1 mm, trong khi SCH 40 dày từ 3,91 mm trở lên. Nói cách khác, ở áp suất 1,0 đến 2,5 MPa, độ dày ống không bị quyết định bởi áp suất mà bởi ăn mòn, ren, khả năng hàn, độ cứng khi vận chuyển và lắp đặt. Với khí nén công nghiệp thường dưới 1,6 MPa hay nước chữa cháy trong nhà bị giới hạn 1 MPa theo điều 5.5.12 của TCVN 7336:2021, ống hàn đạt tiêu chuẩn không bị hạn chế bởi yếu tố “có mối hàn”. Việc phải dùng ống đúc đến từ chỗ khác: nhiệt độ cao, tải mỏi theo chu kỳ, môi chất độc hại hoặc yêu cầu bắt buộc của hồ sơ thiết kế.

Thử thủy tĩnh tại nhà máy: ống hàn và ống đúc A53 cùng một công thức

Theo mô tả của nhà sản xuất Wheatland Tube, áp suất thử thủy tĩnh của ống A53 được tính bằng công thức Barlow P = 2St/D, với S bằng 60% giới hạn chảy tối thiểu (18.000 psi cho cấp A, 21.000 psi cho cấp B), làm tròn đến 50 psi nếu dưới 1.000 psi và đến 100 psi nếu trên, và không vượt trần 2.500 psi với ống có đường kính ngoài từ 3,5 inch (88,9 mm) trở xuống. Công thức không phân biệt ống đúc hay ống hàn; theo trang giá ống thép đen của website, mỗi cây được giữ áp ít nhất 5 giây để phát hiện rò rỉ.

Bảng dưới áp dụng công thức cho ống SCH 40. Dấu * nghĩa là kết quả công thức vượt trần nên lấy 2.500 psi.

Cỡ ống Đường kính ngoài x dày (mm) Áp suất thử cấp A Áp suất thử cấp B
DN50 60,3 x 3,91 2.300 psi (159 bar) 2.500 psi (172 bar) *
DN80 88,9 x 5,49 2.200 psi (152 bar) 2.500 psi (172 bar) *
DN100 114,3 x 6,02 1.900 psi (131 bar) 2.200 psi (152 bar)
DN150 168,3 x 7,11 1.500 psi (103 bar) 1.800 psi (124 bar)
DN200 219,1 x 8,18 1.300 psi (90 bar) 1.600 psi (110 bar)

Hai điều rút ra. Thứ nhất, cùng độ dày SCH 40, ống càng to thì áp suất thử càng thấp vì ứng suất trong thành ống tỉ lệ với đường kính. Thứ hai, đây là áp suất thử để phát hiện khuyết tật, không phải áp suất làm việc. Với ống cỡ lớn có thành dày hơn SCH 40, mức trần cho phép của các cỡ lớn khác nhau giữa các nguồn thứ cấp (2.800 hoặc 3.000 psi), nên bảng không liệt kê và bạn cần xem bảng thử áp trong chính tiêu chuẩn.

Khi nào mới cần ống đúc

Bảng quyết định dưới đây áp dụng cho ống thép carbon. Nếu hồ sơ thiết kế nói rõ khác, hồ sơ thiết kế được ưu tiên.

Điều kiện sử dụng Chọn Lý do kiểm chứng được
Nước chữa cháy trong nhà, áp suất làm việc tối đa 1 MPa Ống hàn có chứng chỉ thử áp Độ dày yêu cầu theo áp suất dưới 1 mm, xem bảng ở trên
Khí nén xưởng dưới 1,6 MPa, nhiệt độ thường Ống hàn ASTM A53 loại E hoặc EN 10255 Cùng lý do, cộng thêm thử kín từng cây
Hơi nước, dầu nóng, nhiệt độ cao Ống đúc theo A106 hoặc theo hồ sơ A106 là tiêu chuẩn ống đúc cho nhiệt độ cao
Tải thay đổi theo chu kỳ, rung mạnh, thủy lực áp cao Ống đúc hoặc theo thiết kế Mối hàn là vùng tập trung ứng suất, thiết kế thường dùng hệ số thấp hơn
Kết cấu: cột, giàn, trụ, lan can Ống hàn theo ASTM A500 hoặc JIS G3444 Chịu lực theo tiết diện và cấp bền, không phụ thuộc mối hàn dọc
Cần lòng ống chính xác để lắp chi tiết trượt Ống đúc rồi gia công, hoặc ống hàn đặt theo đường kính trong Ống đúc dày hơn ở lòng, có dư gia công

Giá: so sánh đúng cách

Website có bảng giá niêm yết cho ống thép đen hàn, tổng hợp tháng 09/2026, với đơn giá thị trường dùng để quy đổi là 17.000 đến 20.000 đồng/kg, chưa gồm phí vận chuyển và thay đổi theo thời điểm. Ống đúc nhập khẩu được ghi nhận là có giá theo kg cao hơn rõ rệt nhưng không có đơn giá niêm yết để đặt cạnh, vì thường đặt theo lô.

Do đó cách so sánh chính xác là quy về cùng đơn vị. Cùng đường kính ngoài và độ dày thì khối lượng bằng nhau (công thức kg/m = (D – t) x t x 0,02466), nên chênh lệch chỉ nằm ở đơn giá theo kg và chi phí gom hàng. Ví dụ với ống hàn đen, theo mức giá niêm yết nêu trên:

Quy cách Khối lượng (kg/m) Khối lượng cây 6 m (kg) Tiền cây 6 m ở 17.000 – 20.000 đ/kg (đồng, làm tròn nghìn)
DN50 SCH 40 5,44 32,6 555.000 – 652.000
DN100 SCH 40 16,07 96,4 1.640.000 – 1.929.000

Khi xin báo giá ống đúc, hãy yêu cầu ghi đơn giá theo kg, loại tiêu chuẩn (A106 hay A53 loại S), độ dày theo SCH, chiều dài cây, thời gian giao và có kèm chứng chỉ vật liệu theo lô hay không. Có đủ các dòng này mới so sánh được với ống hàn cùng quy cách. Chi tiết về các cỡ ống và độ dày xem bảng giá ống thép đen.

Cách kiểm tra khi nhận hàng

  1. Đọc chứng chỉ trước khi nhìn cây ống. Tìm chữ “seamless” hoặc loại S đối với ống đúc, loại E đối với ống hàn điện trở, cùng tiêu chuẩn, cấp bền, số mẻ.
  2. Đối chiếu dòng in trên thân ống với chứng chỉ. Số mẻ hoặc tiêu chuẩn trên thân phải khớp với chứng chỉ của lô.
  3. Đo độ dày bằng thước kẹp ở đầu ống, tránh vị trí đường hàn. Đo ít nhất ba điểm quanh chu vi. Độ dày đo được không nhỏ hơn 87,5% độ dày danh nghĩa theo dung sai A53; ví dụ ống 3,91 mm không được mỏng hơn khoảng 3,42 mm.
  4. Cân vài cây và so với khối lượng lý thuyết. Dung sai khối lượng của A53 là cộng trừ 10%. DN50 SCH 40 dài 6 m nặng lý thuyết khoảng 32,6 kg, nên cây nằm ngoài khoảng 29,4 đến 35,9 kg cần xem lại.
  5. Nhìn mặt cắt đầu ống. Ống hàn có vệt đường hàn dọc thân ở mặt trong; nhưng vì ba via có thể được gọt, vệt này không đủ để kết luận, chỉ dùng như dấu hiệu phụ.

Sai lầm hay gặp khi chọn giữa ống đúc và ống hàn

  • Gọi mọi ống thành dày là ống đúc. Ống hàn dày 4 đến 6 mm của nhà máy trong nước vẫn là ống hàn. Nếu cần ống đúc thật, ghi rõ trong đơn và kiểm tra chữ “seamless” trên chứng chỉ.
  • Chỉ ghi “ASTM A53”. Tiêu chuẩn này gồm cả loại E và S, nên chưa đủ để biết bạn nhận ống nào.
  • Cho rằng ống đúc luôn dùng được ở mọi áp suất. Giới hạn áp suất cuối cùng do phụ kiện, mặt bích và van quyết định, không chỉ do ống.
  • So giá ống đúc với ống hàn mà không so độ dày thật. Một cây mỏng hơn danh nghĩa nhưng đơn giá thấp hơn có thể không rẻ hơn khi quy về khối lượng thực.
  • Bỏ qua cách đặt đường hàn khi uốn nguội. Với ống hàn, đặt đường hàn dọc ở mặt bên của cung uốn để không bị kéo nứt, theo hướng dẫn trên trang giá ống thép đen của website.

Để chọn tiếp cỡ ống và độ dày, xem bảng quy đổi phi, DN, inch, SCH và bảng tra trọng lượng ống thép tròn. Nếu ống dùng cho đường ống chữa cháy, đọc thêm ống thép mạ kẽm cho hệ thống PCCC và tiêu chuẩn ống thép BS 1387, ASTM A53, JIS G3444, TCVN 3783. Danh mục đầy đủ nằm ở trang thép ống.

Câu hỏi thường gặp

Ống thép đúc có chịu áp tốt hơn ống thép hàn không?

Có, nhưng mức chênh được tính cụ thể: theo ASME B31.3, ống hàn điện trở lấy hệ số mối hàn 0,85 nên áp suất cho phép thấp hơn ống đúc 15% khi cùng vật liệu và độ dày. Con số tuyệt đối vẫn lớn: DN50 SCH 40 loại hàn cho phép khoảng 13,9 MPa trong giả thiết nêu ở bài. Hệ thống áp suất thấp thường không cần ống đúc.

Ống ASTM A53 là ống đúc hay ống hàn?

Có thể là cả hai. A53 gồm loại S (đúc), E (hàn điện trở) và F (hàn lò). Muốn biết đang cầm loại nào, đọc chứng chỉ của lô và dòng in trên thân ống, rồi ghi rõ loại trong đơn đặt hàng. Ống A106 thì chỉ có ống đúc.

Làm sao phân biệt ống đúc với ống hàn bằng mắt thường?

Không đáng tin. Đường hàn bên trong ống hàn có thể bị gọt hoặc mờ, trong khi ống đúc có bề mặt thô và độ dày kém đều. Cách chắc chắn là chứng chỉ chất lượng ghi seamless hoặc loại S, kèm dòng in trên thân khớp với chứng chỉ.

Ống đúc đắt hơn ống hàn bao nhiêu?

Website chỉ ghi ống đúc có giá theo kg cao hơn rõ rệt và đặt theo lô, không niêm yết đơn giá nên không có con số chính xác để nêu. Hãy xin báo giá theo kg cho đúng quy cách, tiêu chuẩn và độ dày rồi nhân với khối lượng cây để so với bảng giá ống hàn.

Đường ống chữa cháy trong nhà có bắt buộc dùng ống đúc không?

Theo TCVN 7336:2021, điều 5.5.1 chỉ nói đường ống có thể bằng kim loại, nhựa hoặc kim loại nhựa phù hợp với quy định hiện hành, không bắt buộc ống đúc. Hồ sơ thiết kế được duyệt của từng công trình mới là căn cứ cuối cùng.

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 áp suất cho phép và độ dày tối thiểu là phép tính minh họa theo công thức B31.3 với giả thiết nêu trong bài, không thay thế tính toán của kỹ sư thiết kế và không phải thông số bảo đảm của sản phẩm nào. Giá trị ứng suất cho phép lấy theo A106 Gr.B và áp dụng tạm cho A53 Gr.B. Hệ số mối hàn đối chiếu qua tài liệu tổng hợp thứ cấp, cần kiểm tra lại với bản B31.3 hiện hành. Công thức và mức trần áp suất thử A53 lấy từ bài của một nhà sản xuất, chưa đối chiếu với toàn văn ASTM A53; mức trần cho cỡ lớn có nguồn ghi khác nhau nên không đưa vào bảng. Dung sai ±10% khối lượng và 12,5% độ dày lấy theo tóm tắt trên trang giá ống thép đen của website, cần kiểm tra với bản gốc tiêu chuẩn.

Đánh giá