Xin chào tất cả mọi người.
Một tuần làm việc đầy hăng say và thú vị đã trôi qua rồi, mọi người hãy cùng mình tìm hiểu về một chủ đề khá thú vị trong thiết kế đường ống nhé – Khoảng cách mối hàn (Welding distance)
Vậy “Khoảng cách mối hàn” là gì? Và tại sao chúng ta cần quan tâm tới nó khi thiết kế đường ống?
Có lẽ ngay từ tên gọi chúng ta cũng đã mường tượng ra được khái niệm về khoảng cách mối hàn . Khoảng cách mối hàn chính là khoảng cách giữa 2 chân mối hàn trong thi công. Khoảng cách này có thể là khoảng cách giữa 2 mối hàn chịu lực (mối hàn nối ống hoặc ống với fitting) hoặc khoảng cách giữa mối hàn không chịu lực (mối hàn protection shield vào ống) và mối hàn chịu lực. Tuy nhiên, khi thiết kế trên phần mềm AVEVA PDMS hay E3D, chúng ta không thể đo được khoảng cách giữa 2 chân mối hàn. Thay vào đó, chúng ta lại dễ dàng đo được khoảng cách giữa 2 tâm mối hàn với nhau.
Tại sao chúng ta cần quan tâm tới khoảng cách mối hàn?
Mỗi mối hàn đều tạo ra một khu vực ảnh hưởng nhiệt gọi là HAZ (Heat Affected Zone). HAZ là khu vực kim loại không bị nóng chảy nhưng đã trải qua sự thay đổi về tính chất vật liệu do tiếp xúc với nhiệt độ cao. Trường hợp lý tưởng nhất thì các HAZ này không được giao nhau, khi đó khoảng cách giữa 2 mối hàn sẽ đủ để đảm bảo các mối hàn không ảnh hưởng lẫn nhau. Tuy nhiên để xác định được HAZ cũng không hề dễ dàng.
ASME B31.3 và các code khác thường không quy định về khoảng cách tối thiểu giữa 2 mối hàn do đó trong các dự án đội ngũ kỹ sư của nhà thầu thiết kế hoặc chủ đầu tư sẽ tính toán thông số này. Nói chung, khoảng cách mối hàn phải đủ để giảm các trường ứng suất dư khi chúng quá gần nhau, điều này có thể ảnh hưởng tiêu cực tới độ bền gãy (fracture toughness) của vật liệu.
Trong mỗi dự án, Piping designer sẽ dựa vào khoảng cách tối thiểu giữa 2 mối hàn được quy định trong các Specification của chủ đầu tư để thiết kế đường ống. Thông số này thường được quy định trong Piping Design Basic hoặc Piping Details Standard. Hình 4 là thông số về khoảng cách hàn trong 1 dự án thực tế mà mình đang tham gia. Ở đây các bạn có thể thấy khoảng cách giữa 2 mối hàn chịu lực là maximum của 5 lần chiều rộng mối hàn (T) hoặc 50mm. Khoảng cách giữa mối hàn chịu lực và không chịu lực là maximum của 2 lần chiều dày ống (t) hoặc 40mm. Giá trị T phụ thuộc vào góc bevel của mối hàn. Để biết chính xác giá trị T này chúng ta cần căn cứ vào tài liệu khác nữa. Để đơn giản, chúng ta thường lấy T xấp xỉ bằng 2t (giả sử góc bevel là 45 độ).
Việc tuân thủ quy định về khoảng cách này sẽ giúp cho việc thi công dễ dàng hơn, tránh mối hàn quá sát nhau. Tuy nhiên, các Piping Designer như chúng ta không thể đảm bảo 100% các thiết kết đường ống tuân thủ được khoảng cách này. Có nhiều nguyên nhân trong đó nguyên nhân chủ quan xuất phát từ sự sơ suất của Piping Designer. Chúng ta bỏ sót mất bước kiểm tra khoảng cách mối hàn khi mà tiến độ công việc quá “căng”, “ngập mặt trong một núi việc”. Hoặc có thể chúng ta chưa hiểu rõ về khoảng cách mối hàn và đinh ninh rằng với thiết kết đó đã đủ chừa không gian cho 2 mối hàn. Tuy nhiên khi thi công mới phát hiện ra vấn đề.
Như các bạn thấy ở hình trên, chúng ta đã chừa khoảng cách từ tâm Olet tới arrive point của elow 110mm tuy nhiên khi thi công thì khoảng cách mối hàn chỉ còn lại 30mm và không đủ theo spec (trường hợp này khoảng cách mối hàn tối thiểu phải là 81mm). Ở Hình 6, khoảng cách từ tâm Olet tới elbow là 97mm nhưng khoảng cách giữa 2 chân mối hàn chỉ còn 60mm.
Nguyên nhân khách quan lại đến từ việc các fitting trong model chưa được update đúng với catalogue của nhà cung cấp. Chúng ta nghĩ rằng đã follow đúng spec, tuy nhiên khi hàng đã về site, bộ phận thi công mới phát hiện lỗi này.
Lời kết:
Như vậy các bạn đã cùng mình tìm hiểu về một số khái niệm và vấn đề về khoảng cách mối hàn trong thiết kết đường ống. Ngoài ra, các bạn cũng đã được xem một số ví dụ về lỗi thiết kế dẫn tới không đảm bảo khoảng cách mối hàn khi thi công. Mình mong rằng qua bài viết này các bạn sẽ hiểu rõ về khoảng cách mối hàn, nắm được một số nguyên nhân gây ra sự cố về khoảng cách mối hàn từ đó giúp các bạn tránh lặp lại trong các dự án sắp tới.
Chúc các bạn một cuối tuần vui vẻ để bắt đầu một tuần làm việc mới tràn đầy năng lượng và hiệu quả và đừng quên chia sẻ bài viết cho bạn bè cùng có kiến thức nhé!