A ống ốnglà một đoạn ống đúc sẵn, hoàn chỉnh với mặt bích, phụ kiện, van hoặc đầu mối hàn, được cắt và hàn tại xưởng theo kích thước của bản vẽ đẳng cự, và được vận chuyển đến địa điểm sẵn sàng để bắt vít vào vị trí.
Lý do người mua trả tiền cho việc chế tạo ống cuộn thay vì cắt ống tại hiện trường rất đơn giản: việc chế tạo tại xưởng chuyển công việc lành nghề, hàn, kiểm tra và thử nghiệm thủy tĩnh ra khỏi tiến độ xây dựng và vào một môi trường được kiểm soát, đồng thời nó nén hàng tuần lao động ngoài hiện trường vào một thang máy duy nhất.
Nhưng toàn bộ giá trị của một ống cuộn sẽ bị hủy nếu kích thước sai. Một ống cuộn dài quá 4 mm không vừa với hai mặt bích; một mặt bích bị xoay một lỗ bu lông ra khỏi vị trí sẽ mất hàng giờ để sửa chữa trên đường dây trực tiếp.
Trang này bao gồm hệ thống dung sai chi phối việc chế tạo ống ống, phương pháp hàn đằng sau nó và dữ liệu mà người mua nên đưa vào RFQ để các ống cuộn đến địa điểm dự án và rơi vào đúng vị trí.
Tại sao chế tạo cửa hàng lại đánh bại chế tạo hiện trường về chi phí và chất lượng
Trường hợp kinh tế đối với ống cuộn được thực hiện theo ba con số: năng suất hàn, khả năng tiếp cận kiểm tra và nén theo lịch trình. Một thợ hàn trong xưởng với bộ định vị và nguồn điện được định mức cho công việc sẽ hoàn thành mối hàn đối đầu trong khoảng một nửa thời gian của mối hàn tương tự ở độ cao trên giàn giáo. Mỗi mối hàn trong xưởng đều có thể được chụp X quang, kiểm tra thủy tĩnh và sửa chữa trong các điều kiện được kiểm soát trước khi xuất xưởng.
Và bởi vì các cuộn cuộn được thực hiện song song trong khi công việc xây dựng được tiến hành tại công trường, nên lộ trình quan trọng của dự án sẽ rút ngắn theo độ dài của chu kỳ chế tạo. Người mua trả phí bảo hiểm cho chính ống chỉ và dự án sẽ hoàn lại tiền gấp nhiều lần nhờ giảm lao động tại công trường, giảm số giờ giàn giáo và cần cẩu cũng như ít chậm trễ do thời tiết hơn.
Chất lượng là lý do thứ hai. Trong cửa hàng, người thợ hàn làm việc trên một bộ định vị, việc lắp đặt mối nối được kiểm tra bằng cách căn chỉnh đường ống trong một thiết bị cố định, mối hàn được thực hiện ở vị trí thuận lợi nhất và mối hàn hoàn thiện được kiểm tra bằng đường ống trên băng ghế thay vì trên một cột. Tỷ lệ loại bỏ trên các mối hàn tại xưởng luôn thấp hơn so với các mối hàn tại hiện trường và mối hàn tại xưởng bị loại bỏ được sửa chữa trong khi ống chỉ vẫn còn trong xưởng chứ không phải sau khi nó đã được lắp đặt.
Hệ thống dung sai kích thước: những con số quyết định sự phù hợp
Kiểm soát kích thước trên ống chỉ bắt đầu bằng bản vẽ đẳng cự. Mỗi ống chỉ có một số ống chỉ và mọi kích thước trên bản vẽ đều có một dải dung sai. Các giá trị bên dưới là các dải tiêu chuẩn ngành được áp dụng cho chế tạo ống chỉ, phù hợp với PFI ES-3 và các thông số kỹ thuật chung của dự án:
| Kích thước | Dung sai điển hình | Nó chi phối cái gì |
| Chiều dài mặt đối mặt (mặt bích với mặt bích) | ±3 mm (±1/8 in) | Đường bao tổng thể của ống chỉ; kích thước được tải nhiều nhất trên bản vẽ |
| Độ dài từ tâm đến tâm và từ tâm đến mặt | ±3 mm | Chiều dài chạy giữa tâm nhánh và mặt bích cuối |
| Vị trí kết nối chi nhánh | ±3 mm | Vị trí cất cánh của nhánh dọc đường chạy |
| Xoay lỗ bu lông mặt bích | ±1,5 mm tại vòng tròn bu lông | Liệu các bu lông mặt bích có thẳng hàng với mặt bích giao phối tại chỗ hay không |
| Độ vuông góc của mặt bích (nghiêng) | 1 mm trên 200 mm đường kính mặt bích | Mặt bích vuông góc với trục ống |
| Độ lệch ở các mối hàn chu vi, NPS 24 và nhỏ hơn | Tối đa 1,6 mm bên trong/bên ngoài | Căn chỉnh gốc mối hàn giữa các đầu ống, khớp nối hoặc mặt bích |
| Sai lệch ở các mối hàn chu vi, NPS 26 và lớn hơn | tối đa 3,2 mm | Mối nối có tường nặng |
Hai trong số những hàng này gây ra hầu hết các vấn đề về trang web. Dung sai xoay của lỗ bu-lông mặt bích là điều mà người mua quên nêu rõ: mặt bích được hàn lệch khỏi vị trí đồng hồ 5 mm có nghĩa là các đinh tán không thể đi qua mặt bích giao phối và việc điều chỉnh tại chỗ là lỗ khoan lại hoặc mặt bích thay thế.
Hàng độ vuông góc của mặt bích quan trọng ở bất kỳ vị trí nào ống cuộn bắt vít vào máy bơm, van hoặc vòi bình, vì mặt bích nghiêng tạo ra ứng suất uốn vào vòi thiết bị khi khớp được kéo lên. Nêu rõ cả hai con số trên RFQ, thay vì để nhà chế tạo áp dụng các giá trị mặc định của riêng họ, là cách bảo hiểm rẻ nhất trong việc mua toàn bộ ống chỉ.
Điều quan trọng cần lưu ý là những dung sai này không được tích lũy. Ống cuộn có kích thước +2 mm ở mối hàn đầu tiên và +2 mm ở mối hàn thứ hai vẫn nằm trong đường bao ±3 mm chỉ khi người chế tạo kiểm soát từng kích thước từ điểm chuẩn trên bản vẽ chứ không phải bằng chuỗi dung sai dọc theo ống cuộn. Các bản vẽ và quy trình kiểm tra phải nêu rõ điểm cuối mà từ đó tất cả các kích thước được đo.
Hàn, co ngót và bù chiều dài cắt
Chế tạo ống chỉ là công việc hàn, và hàn làm kim loại co lại. Mối hàn đối đầu một lần trên ống không gỉ thành mỏng có thể đóng mối nối 1-2 mm; mối hàn nhiều đường trên thép carbon thành nặng có thể co lại 3-4 mm dọc theo trục. Một nhà chế tạo cắt mọi đường ống theo kích thước bản vẽ và sau đó hàn sẽ tạo ra một ống chỉ ngắn bằng tổng độ co của mối hàn.
Các cửa hàng có kinh nghiệm sẽ bù đắp bằng cách cộng thêm giới hạn co ngót đo được cho mỗi chiều dài cắt và bằng cách tạo ra kích thước vừa vặn, chứ không phải kích thước cắt, mà là kích thước được kiểm soát. Kích thước bản vẽ áp dụng cho ống cuộn đã hoàn thiện giữa các mặt bích và cửa hàng kiểm soát nó bằng cách kiểm tra kích thước ở giai đoạn lắp ráp và lặp lại sau khi hàn.
Quy trình hàn trên ống cuộn tuân theo vật liệu và mã. Các cuộn thép carbon được hàn bằng gốc GTAW và SMAW trong phạm vi chất lượng hiện trường hoặc FCAW nếu dự án cho phép. Các cuộn dây bằng thép không gỉ và hợp kim niken đều là GTAW, với chất độn phù hợp và nhiệt độ giữa các lớp được kiểm soát và không cần gia nhiệt trước đối với các loại austenit.
Tất cả các mối hàn được thực hiện bởi các thợ hàn đạt tiêu chuẩn ASME Phần IX và các thông số kỹ thuật của quy trình hàn (WPS) đều được xác nhận theo cùng một lộ trình. Đối với các dịch vụ quan trọng, các mối hàn được chụp X quang 100%; đối với các dịch vụ quy trình tiêu chuẩn, dự án thường chỉ định tỷ lệ phần trăm RT có PT trên thẻ gốc và thẻ giới hạn.
Sau khi hàn, mỗi ống chỉ được kiểm tra trực quan, kiểm tra kích thước và sau đó kiểm tra áp suất. Áp suất thử thủy tĩnh thường bằng 1,5 lần áp suất thiết kế đối với loại đường ống, được áp dụng theo thông số kỹ thuật của dự án và ống chỉ được giữ ở áp suất thử đủ lâu để kiểm tra các mối nối.
Khi không thể thử thủy lực, thử nghiệm khí nén ở áp suất giảm sẽ được sử dụng với các biện pháp phòng ngừa an toàn cần thiết. Sau đó, ống cuộn đã thử nghiệm sẽ được làm sạch, bảo vệ các đầu và che mặt bích trước khi vận chuyển.
Chuẩn bị cuối và lắp ráp mặt bích
Các đầu của ống cuộn có mặt bích, vát cạnh để hàn ngoài hiện trường hoặc trơn và mỗi loại đầu có các điểm kiểm soát riêng. Các đầu mặt bích yêu cầu mặt bích phải vuông góc với trục ống theo quy tắc 1 mm trên 200 mm, các lỗ bu lông xoay theo vị trí đồng hồ trên bản vẽ và mặt bích được bảo vệ khỏi vết hàn và hư hỏng cơ học.
Các đầu vát yêu cầu góc vát, mặt gốc và góc đi kèm để phù hợp với thiết kế mối nối hiện trường và góc xiên thường được kiểm tra bằng thước đo biên dạng trước khi vận chuyển ống chỉ. Mặt trong của ống ở các đầu mối hàn không được có cặn và hơi ẩm vì thợ hàn hiện trường sẽ không chuẩn bị lại phần cuối; chúng sẽ phù hợp với chính xác những gì cửa hàng đã giao.
Trên các ống cuộn có mặt bích, mối hàn mặt bích với ống là mối hàn giáp mép xuyên thấu hoàn toàn đối với hầu hết các cấp áp suất, được chế tạo với mặt bích được cố định và kiểm tra độ vuông góc trước khi đi qua gốc. Đồ gá của nhà chế tạo giữ mặt bích dựa vào mặt phẳng thật trong khi mối hàn được thực hiện và mối nối hoàn thiện được kiểm tra lại sau khi làm nguội. Đây là bước mà các hàng dung sai trong bảng trên thực sự được thực thi và là bước mà người mua nên hỏi khi xác định tiêu chuẩn của một nhà sản xuất mới.
Kiểm tra và tài liệu
Lô hàng ống cuộn được đi kèm với gói tài liệu giống như bất kỳ đường ống được chế tạo nào: chứng chỉ hàn và hồ sơ WPS/PQR, chứng chỉ nhà máy vật liệu cho đường ống, phụ kiện và mặt bích, báo cáo kiểm tra kích thước, chứng chỉ kiểm tra thủy tĩnh và hồ sơ kiểm tra mối hàn bao gồm phim RT hoặc báo cáo kỹ thuật số nếu được yêu cầu.
Đối với các đơn hàng xuất khẩu, giấy chứng nhận được cấp theo EN 10204 3.1 hoặc 3.2 và việc kiểm tra bên thứ ba của SGS, BV hoặc TUV được sắp xếp theo yêu cầu. Báo cáo kích thước là tài liệu chứng minh các ống cuộn sẽ vừa khít và nó phải liệt kê mọi kích thước trên bản vẽ với giá trị đo được khi xây dựng chứ không chỉ là tuyên bố rằng ống cuộn "trong phạm vi dung sai".
Nên nhận dạng vật liệu tích cực (PMI) khi nhận cuộn hợp kim, vì không thể nhìn thấy sự khác biệt giữa 316L và 316, hoặc giữa 2205 và 2507. Trong trường hợp các cuộn được làm từ vật liệu được chứng nhận kép, giấy chứng nhận phải nêu rõ ký hiệu kép để QC của cơ sở có thể khớp vật liệu với bản vẽ.
Nội dung cần đưa vào RFQ: mười điểm dữ liệu ngăn chặn mọi tranh chấp
Một RFQ ống hoàn chỉnh thì ngắn và dày đặc. Mười mục sau đây, được nêu rõ ràng, loại bỏ gần như tất cả sự mơ hồ gây ra các vấn đề về địa điểm và tranh chấp thương mại:
- Hình ảnh đẳng cự của ống cuộn hoặc bản vẽ GA, với số, kích thước và điểm cuối của ống chỉ được xác định
- Thông số vật liệu trên mỗi dòng: tiêu chuẩn và cấp độ ống (ví dụ: ASTM A312 TP316L), tiêu chuẩn lắp đặt (B16.9), tiêu chuẩn mặt bích (loại B16.5 và mặt đối mặt)
- Mã thiết kế và lớp đường ống (ví dụ ASME B31.3, lớp 150# RF)
- Dung sai kích thước: trạng thái tuyến tính ±3 mm, góc xoay lỗ bu lông và độ vuông góc của mặt bích hoặc tên PFI ES-3
- Yêu cầu hàn: WPS/PQR, trình độ thợ hàn và tỷ lệ RT
- Yêu cầu kiểm tra: áp suất thủy tĩnh và thời gian giữ, hoặc khí nén
- Kết thúc cuối: loại vát, mặt bích, bảo vệ ren
- Đánh dấu và nhận dạng: in số ống chỉ, màu sơn trên mỗi dòng, tem vật liệu
- Tài liệu: Chứng chỉ EN 10204 3.1, báo cáo chiều, chứng chỉ kiểm tra
- Đóng gói và vận chuyển: đóng thùng, nắp cuối, nắp mặt bích và lịch trình giao hàng gắn liền với trình tự dự án
Hầu hết các tranh chấp về ống chỉ đều bắt nguồn từ một trong mười mục này bị loại khỏi RFQ và được điền vào theo mặc định. Người mua viết các hàng dung sai một cách rõ ràng và người chế tạo trả về báo cáo kích thước so với bản vẽ, đã loại bỏ hai nguyên nhân phổ biến nhất của việc làm lại hiện trường.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: Dung sai chiều dài tiêu chuẩn cho một ống ống được chế tạo là bao nhiêu?
Đáp: Tiêu chuẩn ngành là ±3 mm (±1/8 in) đối với các kích thước mặt đối mặt và tâm đối mặt đối với các cuộn cuộn lên đến khoảng NPS 10, với một số thông số kỹ thuật cho phép ±5 mm đối với các cuộn cuộn có lỗ khoan lớn trên NPS 10. Nêu rõ giá trị trên RFQ thay vì dựa vào mặc định của nhà chế tạo.
Hỏi: Tại sao dung sai xoay của lỗ bu lông mặt bích lại quan trọng?
Trả lời: Mặt bích được hàn ra khỏi vị trí đồng hồ của nó sẽ không chấp nhận các đinh tán của mặt bích đối xứng và việc chỉnh sửa tại chỗ sẽ tốn kém hơn nhiều so với việc làm lại tại xưởng. Dung sai tiêu chuẩn là ±1,5 mm tại vòng tròn bu lông và phải được ghi trên bản vẽ.
Hỏi: Việc hàn có làm thay đổi chiều dài của ống chỉ không?
Đ: Vâng. Mỗi mối hàn làm mối hàn co lại khoảng 1-4 mm tùy thuộc vào độ dày thành và số lần hàn. Các nhà chế tạo có kinh nghiệm bổ sung mức độ co ngót cho phép đối với chiều dài cắt và kiểm soát kích thước lắp đặt để ống cuộn thành phẩm đáp ứng kích thước bản vẽ.
Hỏi: Những thử nghiệm nào được thực hiện trên các ống cuộn được chế tạo trước khi vận chuyển?
A: Kiểm tra trực quan tất cả các mối hàn, kiểm tra kích thước so với bản vẽ, kiểm tra thủy tĩnh ở áp suất thử nghiệm được chỉ định và tỷ lệ chụp X quang hoặc NDT khác của dự án. Giấy chứng nhận kiểm tra và báo cáo kích thước được gửi kèm theo ống cuộn.
Hỏi: Ống cuộn có thể được làm từ hợp kim song công và hợp kim niken không?
Đ: Vâng. Các ống cuộn được chế tạo bằng hợp kim không gỉ, song công và niken bao gồm các loại 2205, 2507, Inconel, Monel và Hastelloy. WPS, kim loại phụ và bộ điều khiển đường giao nhau phải phù hợp với vật liệu và xưởng phải đủ tiêu chuẩn cho dòng hợp kim.
Hỏi: Những tài liệu nào sẽ được gửi kèm theo lô hàng ống chỉ?
A: Báo cáo kiểm tra kích thước, chứng chỉ kiểm tra thủy tĩnh, hồ sơ hàn và tài liệu tham khảo WPS/PQR, chứng chỉ vật liệu cho đường ống, phụ kiện và mặt bích cũng như báo cáo NDT. Đối với các đơn đặt hàng xuất khẩu, chứng chỉ được cấp theo EN 10204 3.1 hoặc 3.2.
