Vật liệu gioăng công nghiệp chia thành ba nhóm lớn: phi kim, bán kim loại và kim loại, mỗi nhóm hợp với một dải nhiệt độ, áp lực và kiểu mặt bích riêng. Bài này vẽ toàn cảnh các loại vật liệu hay gặp ở nhà máy, từ bìa nén, vật liệu beater addition, graphite, PTFE, cao su tới gioăng xoắn và gioăng kim loại, để người bảo trì biết mối nối của mình thuộc nhóm nào trước khi đi vào chọn mác.
Vật liệu gioăng chia thành mấy nhóm?
- Phi kim: bìa gioăng nén, vật liệu beater addition, graphite dẻo, PTFE, cao su tấm. Mềm, dễ cắt từ tấm, kín ở lực siết vừa phải; dùng cho phần lớn mặt bích phẳng ở áp thấp đến trung bình.
- Bán kim loại: kết hợp kim loại với vật liệu mềm, như bìa nén lõi lưới thép, gioăng xoắn kim loại, gioăng răng cưa phủ lớp mềm. Chịu áp và nhiệt cao hơn, ít bị đẩy bật.
- Kim loại: vòng kim loại đặc lắp vào rãnh mặt bích, dùng cho áp và nhiệt rất cao, đòi lực siết lớn và mặt bích gia công chính xác.
Càng đi từ phi kim sang kim loại, khả năng chịu áp và nhiệt càng tăng, nhưng mặt bích càng phải tốt và lực bulông càng phải lớn. Chọn nhóm “mạnh” hơn mức cần không làm mối nối kín hơn, chỉ làm lắp đặt khó hơn.
Bảng tổng quan các loại vật liệu gioăng
Số liệu chỉ ghi cho các nhóm Charminar có công bố phiếu kỹ thuật. Các loại còn lại mô tả chung, vì giới hạn thật phụ thuộc từng nhà sản xuất và từng mác.
| Loại vật liệu | Cấu tạo | Điểm mạnh | Giới hạn chính | Dòng Charminar |
|---|---|---|---|---|
| Bìa nén amiang | Sợi amiang chrysotile, chất độn, cao su | Chịu nhiệt cao, tới 550°C (CJ-27 OIL) | Bị hạn chế ở nhiều nước | CJ-9, CJ-23 EXTRA, CJ-27 OIL, CJ-29 ACID |
| Bìa nén không amiang | Sợi aramid, thuỷ tinh, khoáng, NBR | Phục hồi trên 50% ở phần lớn mác, áp tới 150 kg/cm² (HNA-400) | Nhiệt liên tục tối đa 350°C (HNA-700) | 8 mác HNA |
| Bìa nén lõi lưới thép | Bìa nén ép trên lưới thép | Áp tới 160 kg/cm² (CJ-25 SUPER, HNA-400 METALLIC) | Cắt khó hơn bìa thường | CJ-25 SUPER, 4 mác HNA METALLIC |
| Beater addition mềm | Sợi cellulose, NBR hoặc SBR | Mỏng 0,30–1,50 mm, ôm sát, kinh tế | Nhiệt tối đa 150°C | HYTITE-60, S-309, N-9080 |
| Beater addition mật độ cao | Sợi cellulose gia cường, cao su | Tỷ trọng từ 1,20 g/cm³, bền kéo cao | Nhiệt 180–290°C tuỳ mác | N-9092, HP-15, SUPERFLEX-89, CS-9813, S-9081 |
| Vật liệu mặt nắp máy | Chất độn vô cơ, sợi, NBR | Ép lên lõi thép đục lỗ | Nhiệt tối đa 220°C | HNA-1000, HNA-2000, HNA-3000 |
| Tấm cách nhiệt | Vật liệu mật độ trung bình | Chịu tới 400°C, chống cháy | Dùng cách nhiệt, không làm kín áp lực | HT-50 |
| Graphite dẻo | Graphite giãn nở ép tấm, thường có lõi kim loại | Chịu nhiệt cao, kháng hoá chất rộng | Giòn, dễ gãy khi cắt và tháo | Không có |
| PTFE | Nhựa PTFE nguyên chất hoặc có chất độn | Trơ với hầu hết hoá chất | Bị chảy dưới tải, nhiệt thấp hơn bìa nén | Không có |
| Cao su tấm | NBR, EPDM, FKM, cao su tự nhiên… | Rất mềm, kín ở lực siết thấp | Nhiệt và áp thấp | Không có |
| Gioăng xoắn kim loại | Dải kim loại cuộn xen chất độn mềm | Chịu áp, nhiệt cao và chu kỳ nóng lạnh | Cần mặt bích đúng chuẩn, lực siết lớn | Không có |
| Gioăng kim loại đặc | Vòng thép hoặc hợp kim | Áp và nhiệt rất cao | Mặt bích có rãnh riêng, dùng một lần | Không có |
Vật liệu gioăng dạng bìa nén gồm những loại nào?
Bìa nén là loại vật liệu gioăng phổ biến nhất cho mặt bích đường ống, vì một tấm cắt được mọi cỡ và chịu được dải môi chất rộng. Dòng amiang của Charminar nằm trong danh mục bìa amiang Charminar, từ CJ-9 (350°C, 35 bar) tới CJ-27 OIL (550°C, 150 kg/cm²). Dòng không amiang nằm trong danh mục bìa không amiang Charminar HNA, từ HNA-100 (150°C liên tục) tới HNA-700 (350°C liên tục).
Khi mặt bích áp cao, rung hoặc tháo lắp nhiều lần, bản bìa không amiang lõi lưới thép giữ tấm chắc hơn, ví dụ HNA-400 METALLIC ghi 160 kg/cm². Bản chất của bìa nén được giải thích ở bài bìa gioăng nén là gì.
Vật liệu gioăng beater addition và sợi cellulose dùng ở đâu?
Nhóm này xeo ướt như làm giấy, bán theo cuộn mỏng 0,30–1,50 mm. Đây là vật liệu cho gioăng dập ở động cơ, hộp số, cacte dầu, bơm và máy nén, không dùng thay bìa nén cho đường hơi hay mặt bích áp cao. Danh mục vật liệu gioăng beater addition gồm vật liệu mềm, vật liệu mật độ cao, vật liệu mặt nắp máy và tấm cách nhiệt HT-50 chịu tới 400°C.
Vật liệu gioăng graphite, PTFE và cao su khác nhau ra sao?
Graphite dẻo làm từ graphite giãn nở ép thành tấm, thường có lá kim loại hoặc lưới ở giữa để tăng độ cứng. Ưu điểm là chịu nhiệt cao và kháng được nhiều loại hoá chất; nhược điểm là giòn, dễ gãy mép khi cắt và khi tháo, và bị oxy hoá dần nếu tiếp xúc không khí ở nhiệt độ cao.
PTFE trơ với gần như mọi hoá chất, sạch, không bám dính, nên hay gặp ở đường axit mạnh, ngành thực phẩm và dược phẩm. Điểm yếu là PTFE nguyên chất bị chảy dần dưới lực siết (creep), làm mối nối chùng theo thời gian; các tấm PTFE có chất độn hoặc PTFE giãn nở được làm ra để giảm nhược điểm này.
Cao su tấm rất mềm và kín ở lực siết thấp, hợp mặt bích yếu, mặt bích nhựa, đường nước áp thấp. Loại cao su chọn theo môi chất: NBR cho dầu, EPDM cho nước nóng, FKM cho nhiên liệu và hoá chất ở nhiệt cao hơn. Giới hạn chung là nhiệt và áp thấp hơn nhiều so với bìa nén.
Dòng Charminar mà Trần Quyết phân phối không gồm ba loại này; bài chỉ mô tả để người đọc có cái nhìn đầy đủ.
Vật liệu gioăng bán kim loại và kim loại dùng khi nào?
Gioăng xoắn kim loại (spiral wound) gồm dải thép định hình cuộn xen kẽ với chất độn mềm như graphite hoặc PTFE, thường có vòng định tâm bên ngoài. Loại này chịu áp, nhiệt cao và chịu được chu kỳ nóng lạnh, hay gặp ở lọc dầu, nhà máy điện, bộ trao đổi nhiệt.
Gioăng kim loại đặc, như vòng ring joint lắp vào rãnh mặt bích, dành cho áp và nhiệt rất cao ở đầu giếng, đường ống dầu khí áp cao. Loại này đòi mặt bích có rãnh đúng chuẩn và thường chỉ dùng một lần. Cả hai loại đều không thuộc dòng Charminar mà kho phân phối.
Chọn nhóm vật liệu gioăng theo điều kiện nào?
- Mặt bích phẳng, áp thấp đến trung bình, nhiệt tới 350°C: bìa nén không amiang, ví dụ HNA-200 cho nước, dầu, nhiên liệu.
- Nhiệt liên tục trên 350°C, nơi được phép dùng amiang: bìa amiang CJ-23 EXTRA (450°C) hoặc CJ-27 OIL (550°C).
- Áp cao, rung, tháo lắp nhiều: bìa nén lõi lưới thép.
- Gioăng dập mỏng cho động cơ, hộp số, bơm: vật liệu beater addition.
- Hoá chất mà bìa sợi không chịu được, như axit clohydric 36% hay clo ướt theo bảng của Charminar: cần vật liệu khác như PTFE.
- Mặt bích chuẩn áp rất cao: gioăng xoắn hoặc gioăng kim loại theo tiêu chuẩn mặt bích.
Với nhóm bìa nén và beater addition, Trần Quyết nhập và phân phối hàng Charminar tại Việt Nam, bán tấm, cuộn, cắt lẻ và cắt gioăng theo bản vẽ. Giá theo độ dày và số lượng, báo giá trong ngày qua trang liên hệ.
Câu hỏi thường gặp
Vật liệu gioăng nào dùng phổ biến nhất cho mặt bích đường ống?
Bìa gioăng nén, vì một tấm cắt được mọi cỡ mặt bích và chịu dải môi chất rộng. Ngày nay các nhà máy chuyển dần sang bìa nén không amiang như dòng HNA.
Khi nào cần chuyển từ bìa nén sang gioăng xoắn kim loại?
Khi áp lực hoặc nhiệt độ vượt giới hạn của bìa nén, hoặc tiêu chuẩn mặt bích và hồ sơ thiết kế yêu cầu gioăng xoắn. Ví dụ đường chạy liên tục trên 350°C mà dự án cấm amiang thì bìa HNA không còn đủ.
Gioăng cao su và bìa nén, loại nào bền hơn?
Ở nhiệt và áp cao, bìa nén bền hơn vì chủ yếu là sợi và chất độn, ít bị ép chảy. Ở nước lạnh áp thấp với mặt bích yếu, gioăng cao su kín dễ hơn vì mềm.
Vật liệu gioăng nào chịu axit mạnh?
Trong dòng bìa nén, HNA-ACID và CJ-29 ACID được pha cho axit, nhưng CJ-29 ACID chỉ chịu 210°C và HNA-ACID chịu 150°C liên tục. Với axit clohydric 36%, bảng của hãng ghi không mác HNA nào dùng được; khi đó PTFE là hướng thường được xem xét.
