Xin chào các độc giả thân thương của Pipingdesigners!
Bu lông (bolting) là thành phần có thể gọi là nhỏ bé nhất trong đại gia đình piping. Tuy nhiên, bolting đóng vai trò không hề “thấp bé nhẹ cân” xíu nào. Bolting (chủ yếu là stud bolt) được sử dụng để làm kín các mối siết mặt bích, đấu nối các thiết bị hay cố định đường ống (pipe support), v.v… Chúng giúp hệ thống đường ống là một hệ thống kín, không bị rò rỉ, giúp quá trình vận hành đảm bảo an toàn tuyệt đối và tuân theo đúng chức năng thiết kế. Chỉ một bolting bị trục trặc sẽ trở thành rủi ro tiềm tàng vô cùng nguy hiểm cho toàn hệ thống, trong đó đặc biệt là sự an toàn của con người.
Hôm nay, Pipingdesigners sẽ chia sẻ cho các bạn độc giả một vài bài học kinh nghiệm trong các dự án EPC / EPCI liên quan tới bolting để mọi người cùng làm giàu thêm kiến thức về piping nhé.
Nội dung bài viết gồm:
1. Lựa chọn vật liệu bolting
Vật liệu bolting được lựa chọn dựa trên đặc điểm lưu chất và vật liệu đường ống mà nó sẽ siết vào. Thông thường, đặc điểm lưu chất thường là môi trường có ăn mòn cao hay không (NACE requirement), nhiệt độ lưu chất cao hay thấp (high or low temperature), vật liệu piping thường được sử dụng đó là carbon steel (CS), low-temp. carbon steel (LTCS), stainless steel (SS), duplex stainless steel (DSS), super duplex stainless steel (SDSS).
Dựa vào các tiêu chí trên, có nhiều loại vật liệu bolting trên thị trường phù hợp với từng điều kiện khác nhau:
ASTM A193 Gr. B7 / ASTM A194 Gr. 2H
ASTM A193 Gr.B7M / ASTM A194-2HM
ASTM A320 Gr. L7 / ASTM A194 Gr. 7
ASTM A320 Gr. L7M / ASTM A194 Gr. 7M
ASTM A320 Gr. L7 / ASTM A194 Gr. 7L
ASTM A320 Gr. L7M / ASTM A194 Gr. 7ML
ASTM A320 Gr. L7M / ASTM A194 Gr. 7ML
ASTM A453 Gr. 660 Class D / ASTM A453 Gr. 660 Class D
ASTM A276 UNS S32760
Dẫu biết rằng trong các dư án, vật liệu sẽ do kỹ sư vật liệu (material engineer) lựa chọn, và kỹ sư này không thuộc bộ phận piping. Tuy nhiên, các chiến binh piping designer cũng phải đóng góp ý kiến, tham vấn cho material engineer lựa chọn vật liệu vẫn đảm bảo kỹ thuật nhưng cũng phải kết hợp với việc quản lý vật tư kho / mua sắm và phù hợp với nguồn hàng trên thị trường.
Nên chia vật tư bolt thành các nhóm tối giản nhất có thể. Việc chia quá chi tiết nhiều loại bolt cho từng lưu chất khác nhau sẽ dẫn đến nhiều chủng loại bolt, số lượng rải rác ở nhiều loại, gây khó khăn trong công tác quản lý, đặc biệt là quản lý sự thay đổi khi thiết kế thay đổi.
Khi có nhiều nhóm vật liệu, việc sử dụng bolt lẫn nhau (trong trường hợp một loại dư mà loại khác thì thiếu) sẽ khó khăn, cần phải chứng minh cơ sở kỹ thuật để thuyết phục chủ đầu tư. Nhiều nhóm vật liệu dẫn đến thời gian chờ đợi nhà cung cấp tìm nguồn hàng trên thị trường khéo dài hơn. Thậm chí, với số lượng nhỏ rải rác, chi phí mua sắm cũng bị đẩy cao hơn.
Cần cân nhắc đơn giản hóa các nhóm vật liệu bolting ít nhất có thể bằng cách chọn vật liệu có thể sử dụng được cho đa số các nhóm vật liệu các khác. Sử dụng bolt LTCS ASTM ASTM A320 Gr. L7 / ASTM A194 Gr. 7L cho nhóm vật liệu piping CS / LTCS / SS là một ví dụ. Hoặc sử dụng bolt ASTM A453 Gr. 660 Class D / ASTM A453 Gr. 660 Class D cho nhóm vật liệu SS / DSS / SDSS. Lưu ý, khi sử dụng cần có sự đồng ý của material engineer / chủ đầu tư.
2. Chiều dài bolting
Chiều dài bolting thường được lựa chọn theo kích thước bolt tiêu chuẩn trong ASME B16.5. Bolting sau khi siết sẽ còn dư ra từ 1-2 ren đều ở 2 phía.
Trong các dự án, trong nhiều trường hợp, mặt bích có độ dày không tuân thủ theo ASME B16.5 vì một số lý do thiết kế đặc biệt (GRE, Pressure Safety Valve, Thermowell, transmitter, v.v…) dẫn đến chiều dài bolting cũng phải thay đổi theo.
Đối với các bolting size lớn (từ 1.1/8” trở lên), phương pháp tensioning thường được áp dụng để siết bolt thay vì hydraulic wrench torque.
Để tensoner có thể chụp vào và kéo bolting lên thì cần phải bố trí một khoảng ren dư thực hiện điều đó. Vì thế, chiều dài bolting cần phải cộng thêm một đoạn extra bằng đúng chiều cao của nut cho việc bolt tensioning. Bên cạnh đó, đầu socket phải chụp lấy nut để siết bolt, nên trong thiết kế cần bố trí không gian có khoảng hở để socket có thể đưa vào. Đã có nhiều trường hợp thực tế không để ý điều này làm cho thi công không thể thực hiện được, phải thi công lại, sửa chữa tại công trường.
Chiều dài bolting cũng phải điều chỉnh linh động, không gò bó ở một công thức nhất định. Ví dụ, ở những vị trí flange và elbow hàn trực tiếp vào nhau. Nếu cộng chiều dài bolting thêm một đoạn bằng chiều cao nut, thì có thể xảy ra trường hợp bị clashing không lắp đặt / rút bolt ra được.
Đặc biệt ở các vị trí có insulation gasket, bolting dễ bị thiếu ren do chiều dày của các steel washer và insulation washer là lớn, 4mm. Cần chú ý ở các mối bolt joint có thành phần gasket là insulation gasket. Ngoài ra, nếu insulation gasket ở các vị trí của pressure safety valve (PSV) mà bolting khác vật liệu với PSV. Cần có insulation washer ở phía mặt bích của PSV, tuy nhiên, nhà cung cấp PSV không nhận biết được điều này, dẫn đến bolt dễ bị clashing với thân của PSV không thể lắp đặt được insulation washer.
Hình minh họa bolting khi chưa lắp insulation washer, nếu lắp đặt thì sẽ bị clashing với thân PSV.
Để tránh tình trạng bolting quá dài hoặc ngắn bị thiếu ren, cần kiểm tra kỹ, đặc biệt là size lớn, vị trí lắp đặt bolt không gian 3D, chiều dày các thành phần mà bolting sẽ siết qua (xem thông qua bản vẽ General Drawing).
3. Vật liệu coating cho bolting
Có hai loại coating thường gặp trên thị trường đó là Zn plating + PTFE và Hot Dip Galvanized.
Mỗi loại coating có ưu / nhược điểm khác nhau. Nhưng xu thế thị trường cho thấy, Zn plating + PTFE có xu hướng được các nhà đầu tư sử dụng nhiều hơn. Điểm cộng nổi bật cho phương pháp Zn Plating + PTFE là chống ăn mòn bằng lớp Zn plating, sau đó phủ PTFE đa dạng màu sắc để làm giảm ma sát tối gần như bằng 0, giúp quá trình siết bolting dễ dàng mà không dùng thêm phụ gia.
Phương pháp hot dip galvanized thường có độ ma sát cao nên cần chú ý yêu cầu nhà máy bôi thêm lớp lubricant để siết bolt dễ dàng hơn.
Trên đây là một số chia sẻ kinh nghiệm về bolting. Hãy theo dõi Pipingdesigners để cùng đón nhận thêm các loạt bài hấp dẫn phía sau nhé!!!