05 phương pháp nối ống thông dụng trong xây dựng

I. Sử dụng hóa chất kết dính

1. Nguyên lý hoạt động

Với phương pháp nối ống này này, keo dính hoặc hóa chất kết dính sẽ được sử dụng để kết nối trực tiếp giữa ống với ống, hoặc kết nối thông qua một chi tiết trung gian. 

2. Cách thức

Cách nối ống sử dụng hóa chất kết dính bao gồm 3 bước.

• Bước 1: Vệ sinh ống
• Ống cần nối phải được cắt nhẵn và vuông góc với đường tâm. Mài vát đầu ống để tránh lớp hóa chất kết dính bị cạnh sắc của ống đẩy ra ngoài
• Sau đó, vạch dấu chiều dài cần ghép dán trên đầu trơn của ống
• Làm sạch bề mặt tiếp xúc của các ống cần ghép bằng vải mềm
• Bước 2: Quét keo dính/hóa chất kết dính

Dùng chổi bôi đều lớp keo dính/hóa chất kết dính lên toàn bộ bề mặt của các ống cần ghép (mặt trong và mặt ngoài) trong thời gian ngắn nhất

• Bước 3: Nối ống
• Đẩy nhanh hai đầu ống cần ghép vào cho tới khi vạch dấu chạm mặt đầu của đầu nong. Cố định cho tới khi mối ghép ổn định
• Dùng giẻ lau sạch hóa chất kế dính còn thừa trên mối nối và để nguyên chờ khô. Không được rung lắc ít nhất trong 5 phút và không thử áp trước 24h sau khi hoàn thành

3. Ứng dụng & lưu ý

Phương pháp này thường được áp dụng với ống nhựa, ống có đường kính nhỏ và áp lực rất thấp do khả năng chống chịu của mối nối không cao và không bền với các tác động của thị trường. 

Do đó, khi sử dụng phương pháp kết nối bằng hóa chất kết dính, thời gian sử dụng thường ngắn và các công trình được sử dụng không đòi hỏi tiêu chuẩn đầu nối quá khắt khe. 

II. Tạo ren ở ống

1. Nguyên lý hoạt động

Khi sử dụng phương pháp tạo ren, các công nhân sẽ tiến hành tạo ren ở đầu của hai ống cần kết nối; sau đó vặn lắp với nhau dựa trên nguyên tắc ren trong (ngoài) lắp với ren ngoài (trong). Một cách khác là có thể kết nối thông qua ống lót (sleeve) để ghép ren ngoài-ngoài hoặc trong-trong.

2. Cách thức

Với phương pháp nối ống này, các công nhân sẽ tiến hành theo các bước sau:

• Bước 1: Tạo ren nối trên hai ống cần nối bằng máy tiện ren, sau đó kiểm tra và vệ sinh các rãnh ống. 
• Bước 2: Bôi chất bôi trơn không có nguồn gốc từ dầu hỏa lên rãnh đã tạo
• Bước 3: Đặt các rãnh nối vào nhau và điều chỉnh đến khi hai rãnh khớp nhau. Có thể dùng thêm các vật dụng hoặc hóa chất kết dính tùy nhu cầu công trình

3. Ứng dụng & lưu ý

Phương pháp này thường được áp dụng cho các ống kim loại có đường kính tối đa đến 50mm. Với đường kính lớn hơn (từ đường kính 65mm trở lên), phương pháp ghép nối này không được sử dụng vì xác suất rò rỉ tăng lên rất cao. Ngoài ra, việc tháo lắp cũng rất khó khăn do cần lực xiết và không gian rất lớn. Đặc biệt lưu ý là phương pháp này không thể áp dụng để kết nối những phần ống cong và dễ tạo ra khe hở làm rò rỉ mối ghép. Do đó, khi lựa chọn phương pháp nối ống này, ta phải dùng thêm băng keo (teflon) để bịt kín. 

III. Hàn mối nối (bằng hàn điện hoặc hàn xì)

1. Nguyên lý hoạt động

Phương pháp kết nối ống bằng hàn mối nối là phương pháp dùng nhiệt làm kim loại tan chảy vào nhau, giúp liên kết trực tiếp các ống qua lớp kim loại trung gian. Đây là phương pháp ghép nối phổ biến nhất hiện nay trong gia công cơ khí, tuy nhiên cũng là phương pháp có nhiều nhược điểm nhất. 

2. Cách thức

Để nối ống bằng phương pháp hàn, ta cần trải qua những bước sau:

• Bước 1: Chuẩn bị máy hàn, que bù (nếu cần), điều chỉnh dòng điện hàn và ước lượng khoảng cách ống hợp lý. Với hai ống cần ghép nối, ta cần vệ sinh ống, mài bề mặt ghép vát và góc cùn, sau đó tiến hành đấu nối các cạnh
• Bước 2: Tiến hành hàn, bao gồm: hàn đính và hàn nối chu vi trong
• Bước 3: Thổi cực than bên ngoài và hàn nối chu vi ngoài 

3. Ứng dụng & lưu ý

Phương pháp nối ống này phù hợp để nối ống kim loại, đặc biệt là ống thép. Đây cũng là phương pháp nối ống thép phổ biến nhất hiện nay, được ứng dụng trong hầu hết các công trình có hệ thống ống thép lớn. 

Tuy nhiên, phương pháp này tồn tại nhiều nhược điểm. Phần lớn các nhược điểm này đều là do chính quy trình tạo ra mối nối. 

• Sau khi sử dụng nhiệt làm tan chảy kim loại và tạo liên kết, cần có thời gian làm nguội kim loại chỗ nối. Trong những trường hợp làm nguội nhanh, mối hàn trở nên giòn và dễ nứt gãy.
• Tổ chức của mối hàn không đồng nhất do trong quá trình dùng nhiệt làm tan chảy kim loại, các khối kim loại đắp lên nhau không đồng đều và không liên tục. Ngoài ra, xỉ hàn cũng cản trở mối liên kết này khiến mối ghép có độ tin cậy chất lượng thấp. 
• Độ tròn của ống hay độ đồng tâm giữa hai ống không được đảm bảo do quá trình hàn khiến biến dạng ống
• Nhiệt độ hàn cao làm hỏng lớp mạ kẽm, sơn; chính là bề mặt chống ăn mòn của ống
• Mối hàn chất lượng không cao nên mau chóng bị ăn mòn, đặc biệt là từ bên trong
• Chất lượng mối hàn bị phụ thuộc rất nhiều vào tay nghề, thái độ và sức khỏe của thợ hàn
• Khi tiến hành hàn, cần không gian đủ lớn và thuận tiện để hàn được hết chu vi ống
• Sau khi hàn, cần thêm bước vệ sinh xỉ hàn bên trong ống để tránh nghẹt ống và kẹt valve
• Nguy cơ cháy nổ cao do tia lửa điện hàn hoặc chập mạch điện
• Nguy cơ thiệt hại nhân mạng cũng cao hơn do các sự cố điện giật, cháy, nổ; hoặc nguy cơ tổn hại sức khỏe con người vì khói, bụi, nhiệt, điện sinh ra trong quá trình hàn
• Mối hàn chết nên không thể tháo ống sau khi hàn; chỉ có thể cắt ra và hàn lại mối khác
• Cần nhiều thời gian để hoàn thành mối hàn, và cần nguồn điện ổn định trong suốt quá trình hàn
• Sau khi hàn cần dùng X-quang để kiểm định chất lượng mối hàn khiến tốn thời gian, chi phí và ảnh hưởng đến sức khỏe
• Kiểm soát chất lượng toàn hệ thống ống khi sử dụng phương pháp hàn phức tạp do có nhiều mối nối

IV. Nối bằng mặt bích

1. Nguyên lý hoạt động

Phương pháp nối ống bằng mặt bích là phương pháp sử dụng miếng bích để hàn hoặc ghép ren ở mỗi đầu ống, từ đó liên kết các ống qua bu-lông. 

2. Cách thức

Có nhiều loại mặt bích khác nhau nên cách nối ống sử dụng mặt bích cũng có nhiều điểm khác biệt. Tuy nhiên, phần lớn việc nối ống sử dụng mặt bích dựa trên nguyên lý ghép ren hoặc hàn như đã được trình bày ở các phương pháp nối ống khác

3. Ứng dụng & lưu ý

Đây là phương pháp nối ống phổ biến cho các ống có đường kính lớn. Tuy nhiên, phương pháp này tồn tại nhiều nhược điểm: 

• Để có mặt bích phục vụ cho mối nối, cần hàn để ghép miếng bích và đầu ống. Nhược điểm của phương pháp hàn đã được trình bày ở trên
• Cần nhiều bu-lông để siết chặt mặt bích nên tốn nhiều thời gian
• Khoảng cách các ống phải đủ lớn để thuận tiện cho quá trình tháo - xiết bu-lông nên tốn nhiều không gian và mặt bằng
• Đòi hỏi sự chính xác cao khi định vị các lỗ ghép bu-lông giữa 2 mặt bích để đảm bảo bu-lông xuyên qua 2 lỗ của mặt bích
• Khi lắp những đoạn ống cong, xiên hoặc rẽ nhánh sẽ nhiều thời gian hơn cả so với hàn trực tiếp (do cần phải lấy dấu, hàn lấy chuẩn tại chỗ sau đó tháo ra để hàn chính…). Việc này đòi hỏi thợ phải có tay nghề cao và tỉ mỉ trong quá trình lắp ghép
• Hai mặt bích sẽ bị ghép cưỡng bức hoặc siêu tĩnh do ảnh hưởng của sự co rút, chuyển vị hoặc thay đổi kích thước bởi nhiệt hàn sau khi đã lấy chuẩn
• Việc bảo trì sẽ tốn nhiều thời gian do phải tháo bu-lông từ các mối ghép khiến thời gian tạm dừng hệ thống lâu 

V. Phương pháp nối ống có rãnh sử dụng gioăng và miếng đệm

1. Giới thiệu về phương pháp nối ống có rãnh sử dụng gioăng và miếng đệm

Khởi đầu vào năm 1919 và dần được hoàn thiện hơn từ năm 1925, công nghệ nối ống có rãnh mang tính cách mạng này được gọi là giải pháp đấu nối hệ ống Victaulic (Victaulic piping system solution). Mối ghép sử dụng phương pháp này được gọi là mối ghép cơ học (mechanical joint, tức không dùng nhiệt hay hoá chất), hoặc mối ghép dùng khớp nối có tạo rãnh đầu ống (mechanical grooved-end joint). Khớp nối được gọi là coupling. 

2. Nguyên lý hoạt động

Một mối ghép sử dụng phương pháp nối ống này sẽ bao gồm: 

• Hai đầu ống được tạo rãnh 
• Gioăng có công dụng ôm vào hai đầu ống
• Miếng đệm (cùm thép) hình bán nguyệt ôm vào rãnh để giữ gioăng và giữ độ cứng của mối ghép
• Bu-lông và đai ốc để siết chặt 2 miếng đệm lại

Phần ống thép được tạo rãnh có thể mua được từ các nhà máy sản xuất có uy tín. Phần gioăng, đệm và bu-lông, đai ốc có thể mua tại các cửa hàng phụ kiện, tùy theo kích thước ống và rãnh ống. 

Sau đó, sẽ tiến hành theo các bước sau để ghép ống:

• Bước 1: Kiểm tra và vệ sinh các rãnh ống và gioăng, đệm 
• Bước 2: Bôi chất bôi trơn không có nguồn gốc từ dầu hỏa lên bên ngoài và bên trong gioăng 
• Bước 3: Đặt gioăng vào cuối ống sao cho mặt trong không được nhô ra khỏi ống
• Bước 4: Lắp ống thép có rãnh còn lại vào vị trí đối đầu và điều chỉnh gioăng vào vị trí nối giữa hai ống. Cần đảm bảo ron nối ở đúng vị trí và không bị xoắn
• Bước 5: Lắp miếng đệm (cùm thép) cố định mối nối, sau đó tiến hành lắp bu-lông và đai ốc vào các vị trí trên cùm thép để cố định

3. Ứng dụng & lưu ý

Phương pháp này hiện được ứng dụng rất nhiều trên thế giới, trong nhiều lĩnh vực khác nhau, chủ yếu là nối ống thép trong các lĩnh vực như: 

• Cứu hỏa
• Điều hòa không khí
• Công nghiệp sản xuất hoá chất, hoá dầu, thực phẩm, dược phẩm, thép, ô tô, dầu khí, cầu đường, đóng tàu, giàn khoan, thuỷ điện, nhiệt điện…
• Khai thác hầm mỏ, khí đốt, những nơi dễ cháy nổ
• Hệ thống cấp & xử lý thoát nước 

Phương pháp này khắc phục được hầu hết các nhược điểm của phương pháp hàn, ngoài ra còn đem lại nhiều lợi ích khác cho chủ đầu tư, nhà thầu, công nhân thực hiện và người sử dụng. Tuy mới du nhập về Việt Nam trong thời gian gần đây, phương pháp nối ống này ngày càng được ứng dụng rộng rãi hơn; đặc biệt là trong thiết kế thi công hệ thống phòng cháy chữa cháy (PCCC) tại các công trình lớn như siêu thị, nhà máy… Đây đều là những công trình dự kiến sẽ có lượng lớn người tập trung trong một khung thời gian nhất định. Vì vậy, việc đảm bảo hệ thống ống hoạt động trơn tru, hạn chế rủi ro rò rỉ… là yêu cầu tối thiểu. 

Tùy loại ống và đặc thù công trình xây dựng mà lại có những phương pháp nối ống phù hợp khác nhau. Việc xác định rõ ràng mục đích của hệ thống ống ngay từ giai đoạn tiền thi công sẽ giúp bạn xác định được loại ống cần thiết; từ đó, chọn ra được phương pháp nối ống phù hợp nhất.