Thép

Tuổi thọ ống thép mạ kẽm nhúng nóng ngoài trời, ven biển: bao nhiêu năm?

Đã đăng trên bởi Thép Cường Phát

Ống thép mạ kẽm nhúng nóng ngoài trời bền bao nhiêu năm phụ thuộc vào hai con số: độ dày lớp kẽm và tốc độ kẽm bị ăn mòn tại nơi đặt ống. Khi nơi đặt ống ở ven biển, tốc độ này có thể lớn hơn vùng đô thị vài lần, nên cùng một lớp kẽm thì tuổi thọ chênh nhau từ chục năm đến gần trăm năm. Bài này đưa công thức, bảng tính tuổi thọ theo độ dày lớp mạ và nhóm môi trường theo ISO 9223, và những điểm cần kiểm tra khi mua.

Tóm tắt nhanh

  • Công thức ước lượng: tuổi thọ lớp kẽm (năm) ≈ độ dày lớp mạ (micromet) chia cho tốc độ ăn mòn kẽm (micromet mỗi năm). Lớp mạ 85 micromet ở môi trường C4 (gần biển, dưới 1 km) có khoảng 20 đến 40 năm.
  • ISO 9223:2012 chia môi trường thành C1 đến C5 và CX. Tốc độ ăn mòn kẽm lần lượt: dưới 0,1; 0,1-0,7; 0,7-2,1; 2,1-4,2; 4,2-8,4; 8,4-25 micromet mỗi năm.
  • Bờ biển không có một mức duy nhất: dưới 1 km cách biển rơi vào C4, vài trăm mét sát biển có thể rơi vào C5, vùng bắn nước mặn là CX. Cùng một ống, C5 chỉ bằng khoảng một nửa tuổi thọ ở C4.
  • Con số này tính cho môi trường không khí bên ngoài; ống chôn trong đất hoặc dẫn nước bên trong có cơ chế ăn mòn khác.
  • Đoạn cắt, ren, hàn sau khi mạ làm lộ thép; tuổi thọ thực tế của hệ thống thường do các điểm này quyết định.

Tuổi thọ thép mạ kẽm nhúng nóng tính thế nào

Lớp kẽm bảo vệ thép theo hai cách: che chắn bề mặt và hy sinh (kẽm bị ăn mòn trước thép). Khi lớp kẽm mòn hết, thép bắt đầu gỉ. Nếu giả thiết tốc độ mòn đều, thời gian đó xấp xỉ bằng độ dày lớp mạ chia cho tốc độ mòn kẽm. Đây là cách các bảng tuổi thọ của hiệp hội mạ kẽm nhúng nóng tính ra, ví dụ bảng của Hiệp hội Mạ kẽm nhúng nóng Nam Phi (HDGASA) dựa trên ISO 9223:2012 và ISO 1461:2009.

Tốc độ mòn lấy từ phân loại ăn mòn khí quyển của ISO 9223, đo bằng mất mát kẽm trong năm đầu. Bảng sau là các nhóm theo tổng hợp của Hiệp hội Mạ kẽm Hoa Kỳ (AGA) và bảng mô tả môi trường của HDGASA:

Nhóm Tốc độ ăn mòn kẽm (micromet/năm) Môi trường điển hình theo ISO 9223 (mô tả tham khảo)
C1 dưới 0,1 Trong nhà khô, có điều hòa; vùng khô, lạnh, rất ít ô nhiễm
C2 0,1 – 0,7 Nhà kho không điều hòa; vùng nông thôn, thị trấn nhỏ ôn đới khô hoặc mát
C3 0,7 – 2,1 Đô thị; cách biển khoảng 1 đến 30 km tùy gió và địa hình
C4 2,1 – 4,2 Cách biển dưới 1 km hoặc ô nhiễm cao; không nằm trong vùng bắn nước mặn
C5 4,2 – 8,4 Khu công nghiệp ô nhiễm nặng; vài trăm mét sát biển
CX 8,4 – 25 Vùng bắn nước mặn, cầu cảng, công trình ngoài khơi

Mô tả môi trường chỉ là hướng dẫn chung theo cả hai nguồn; nên xét điều kiện thực tế tại vị trí đặt ống (hướng gió, địa hình, cây cối, mức ô nhiễm) trước khi chọn nhóm.

Bảng tuổi thọ lớp kẽm theo độ dày và môi trường

Bảng dưới do chúng tôi tính theo công thức: số năm thấp nhất bằng độ dày chia cho tốc độ mòn cao của nhóm, số năm cao nhất bằng độ dày chia cho tốc độ mòn thấp. Các mốc độ dày 55, 70, 85 micromet là mức trung bình tối thiểu của ISO 1461 cho thép dày từ 1,5 đến 3 mm, trên 3 đến 6 mm và trên 6 mm. Mốc 45 và 75 micromet là mức trung bình tối thiểu cho ống và hộp thành mỏng và thành dày mà trang thép hộp mạ kẽm nhúng nóng của website dẫn. Đơn vị: năm.

Nhóm Tốc độ (µm/năm) Lớp mạ 45 µm Lớp mạ 55 µm Lớp mạ 70 µm Lớp mạ 75 µm Lớp mạ 85 µm
C3 0,7 – 2,1 21 – 64 26 – 79 33 – 100+ 36 – 100+ 40 – 100+
C4 2,1 – 4,2 11 – 21 13 – 26 17 – 33 18 – 36 20 – 40
C5 4,2 – 8,4 5,4 – 11 6,5 – 13 8,3 – 17 8,9 – 18 10 – 20
CX 8,4 – 25,0 1,8 – 5,4 2,2 – 6,5 2,8 – 8,3 3,0 – 8,9 3,4 – 10

Đối chiếu độc lập: bảng của HDGASA cho lớp mạ 85 micromet khoảng 20 đến 40 năm ở C4 và 10 đến 20 năm ở C5, trùng với bảng tính trên. Với lớp mạ 55 micromet, bảng của HDGASA cho 13 đến 26 năm ở C4 và 6,5 đến 13 năm ở C5, cũng trùng.

Cách dùng bảng

  1. Xác định độ dày thành ống (ví dụ DN50 hạng trung dày 3,6 mm) để biết mốc lớp mạ tối thiểu mà tiêu chuẩn áp dụng cho ống đó. Nếu theo ISO 1461, thành 3,6 mm thuộc nhóm trên 3 đến 6 mm, lớp mạ trung bình tối thiểu 70 micromet.
  2. Xác định nhóm môi trường theo vị trí lắp đặt. Cùng một ống đặt cách biển 3 km (thường C3) và đặt cách biển 300 m (có thể C5) cho tuổi thọ chênh nhau nhiều lần.
  3. Lấy khoảng số năm trong bảng. Nếu hạng mục cần độ tin cậy cao, tính theo cận thấp.

Ví dụ: ống thành 3,6 mm theo ISO 1461 có lớp mạ 70 micromet. Ở C3 khoảng 33 đến 100 năm, ở C4 khoảng 17 đến 33 năm, ở C5 khoảng 8,3 đến 17 năm. Hai ống giống hệt nhau, đặt hai nơi khác nhau, có thể phải bảo trì sớm hơn nhau hơn một chục năm.

Giới hạn của phép tính

  • Tốc độ ăn mòn từ năm đầu. ISO 9223 xác định nhóm từ mất mát kẽm trong năm đầu, nên các bảng được trình bày là ước lượng thận trọng, theo mô tả của AGA. Tốc độ thực tế có thể giảm theo thời gian khi lớp sản phẩm ăn mòn hình thành.
  • Chỉ áp dụng cho không khí bên ngoài. Ống dẫn nước, ống chôn đất, ống ngâm trong hóa chất hoặc nước biển có tốc độ ăn mòn khác và không được các bảng này mô tả.
  • Chưa kể hư hại cơ học. Trầy xước, cắt, khoan sau khi mạ làm lộ thép.
  • Độ dày thực khác mức tối thiểu. Mức trong bảng là trung bình tối thiểu theo tiêu chuẩn; lớp mạ thực tế thường dày hơn hoặc mỏng hơn ở từng điểm.
  • Nhóm môi trường không cố định. Công trình ở rìa vùng, trong khu công nghiệp hoặc trong vi khí hậu đặc biệt có thể khác.

Kiểm tra lớp mạ khi nhận ống

  1. Yêu cầu ghi độ dày lớp mạ trong đơn. Ghi rõ “mạ kẽm nhúng nóng, lớp mạ trung bình tối thiểu X micromet theo tiêu chuẩn Y”, thay vì chỉ ghi “mạ kẽm”.
  2. Nhìn bề mặt. Theo trang thép hộp nhúng nóng của website, bề mặt mạ nhúng nóng thường xám bạc hoặc xám mờ, có hoa kẽm và vệt chảy nhẹ; bề mặt sáng bóng đều màu, phẳng mịn thường là hàng mạ từ tôn kẽm.
  3. Đo lớp mạ bằng máy đo bề dày lớp phủ. Đo nhiều điểm trên thân ống, tránh mối hàn, rồi so với mức yêu cầu trong hợp đồng hoặc chứng chỉ.
  4. Kiểm tra mặt trong. Mạ nhúng nóng phủ kẽm cả mặt trong ống, còn ống từ tôn mạ có lớp kẽm trên phần tôn trừ đường hàn.
  5. Xem chứng chỉ. Tiêu chuẩn ống (ASTM A53, BS EN 10255), tiêu chuẩn mạ và kết quả thử.

Khác nhau giữa mạ nhúng nóng và ống từ tôn mạ kẽm

Theo trang thép hộp nhúng nóng của website, ống nhúng nóng có lớp kẽm 45 đến 85 micromet trở lên theo TCVN 5408, còn ống làm từ tôn kẽm có khoảng 5 đến 13 micromet mỗi mặt tùy ký hiệu Z. Áp công thức tuổi thọ ở trên, lớp 13 micromet ở môi trường C3 chỉ khoảng 6 đến 19 năm, và ở C4 khoảng 3 đến 6 năm, ngắn hơn nhiều so với lớp 70 micromet của ống nhúng nóng. Chi tiết về hai phương pháp mạ ở bài mạ kẽm nhúng nóng và mạ kẽm điện phân; so sánh hộp đen và hộp mạ ở bài thép hộp đen và thép hộp mạ kẽm.

Làm gì để kéo dài tuổi thọ

  • Hạn chế cắt, ren, hàn sau mạ. Đặt ống đã cắt theo kích thước hoặc mạ sau gia công nếu hồ sơ cho phép.
  • Xử lý chỗ hư. Đoạn cắt và mối hàn nên phủ lại bằng sơn giàu kẽm, theo thực hành sửa lớp mạ hư hại; hãy xác nhận vật liệu với đơn vị thi công.
  • Cho nước thoát. Tránh vị trí nước đọng thường xuyên, đặc biệt ở đầu ống nằm ngang và chân trụ.
  • Rửa định kỳ ở ven biển. Muối bám lâu trên bề mặt làm bề mặt ẩm lâu hơn; rửa định kỳ bằng nước ngọt là biện pháp bảo dưỡng thông thường.
  • Sơn phủ thêm khi ở C5 trở lên. Mạ kẽm cộng sơn phủ thường kéo dài tuổi thọ so với chỉ mạ kẽm; hỏi nhà cung cấp sơn về hệ phù hợp.

Đường ống mạ kẽm dùng trong hệ thống chữa cháy ngoài trời cần xét thêm yêu cầu của hồ sơ thiết kế, xem ống thép mạ kẽm cho hệ thống PCCC. Tra cỡ và độ dày trên trang thép ống mạ kẽm nhúng nóng và bảng giá ống thép mạ kẽm; bảng độ dày tiêu chuẩn có ở bài độ dày ống thép mạ kẽm.

Câu hỏi thường gặp

Ống thép mạ kẽm nhúng nóng ngoài trời dùng được bao nhiêu năm?

Không có một con số chung. Lớp mạ 70 micromet ở môi trường đô thị (C3) ước khoảng 33 đến 100 năm, gần biển (C4) khoảng 17 đến 33 năm, sát biển (C5) khoảng 8 đến 17 năm theo công thức độ dày chia tốc độ mòn. Hãy xác định môi trường thật trước khi áp con số.

Ống mạ kẽm ven biển có bền không?

Bền ngắn hơn nội địa. Ở dưới 1 km cách biển, ISO 9223 xếp vào C4 với tốc độ mòn kẽm 2,1 đến 4,2 micromet mỗi năm, tức khoảng một phần ba đến một nửa tuổi thọ ở đô thị C3. Vài trăm mét sát biển có thể là C5. Nên chọn lớp mạ dày và cân nhắc sơn phủ.

Lớp mạ nhúng nóng dày bao nhiêu micromet?

Theo ISO 1461, mức trung bình tối thiểu là 45 micromet với thép dưới 1,5 mm, 55 micromet với thép từ 1,5 đến 3 mm, 70 micromet với thép trên 3 đến 6 mm và 85 micromet với thép trên 6 mm. Ống và hộp mạ theo tiêu chuẩn riêng có thể có mức khác, hãy xem chứng chỉ.

Ống mạ kẽm từ tôn kẽm có dùng ngoài trời được không?

Dùng được ở vị trí có che chắn nhưng lớp kẽm mỏng (khoảng 5 đến 13 micromet mỗi mặt) nên tuổi thọ ngoài trời ngắn hơn nhiều so với mạ nhúng nóng, và đường hàn hay mép cắt là chỗ gỉ đầu tiên. Hạng mục ngoài trời lâu dài nên dùng ống mạ nhúng nóng.

Có thể phủ lại lớp mạ khi bị hư không?

Có thể xử lý cục bộ ở chỗ cắt, hàn hoặc trầy bằng sơn giàu kẽm. Với hư hại diện rộng, cần phương án do đơn vị mạ hoặc tư vấn đề xuất. Bảo trì sớm khi mới có vài điểm gỉ rẻ hơn nhiều so với để gỉ lan.

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: chúng tôi không có toàn văn ISO 9223 và ISO 1461; tốc độ ăn mòn và mô tả môi trường lấy từ hai tài liệu của hiệp hội mạ kẽm nêu trên, còn bảng tuổi thọ do chúng tôi tính bằng công thức độ dày chia tốc độ và đối chiếu với bảng HDGASA ở mốc 55 và 85 micromet. Các mốc 70 và 75 micromet được tính bằng cùng công thức. Mức 45 và 75 micromet cho ống, hộp lấy theo trang thép hộp nhúng nóng của website, cần đối chiếu với tiêu chuẩn mạ áp dụng cho từng loại ống. Mô tả tuổi thọ là ước lượng thận trọng, không phải bảo hành; tuổi thọ thực tế phụ thuộc điều kiện lắp đặt và bảo trì. Việc xếp một địa điểm cụ thể vào nhóm C3, C4 hay C5 cần xét điều kiện thực tế.

Đánh giá