Bìa gioăng nén là tấm vật liệu làm kín dạng phẳng, ép từ sợi, chất độn và cao su, dùng để cắt gioăng đặt giữa hai mặt bích cho nước, hơi, dầu, khí hay hoá chất không rò ra ngoài. Tên tiếng Anh là compressed jointing sheet. Bài này giải thích cấu tạo, cách sản xuất và cách đọc phiếu kỹ thuật, lấy số liệu từ hàng Charminar (Ấn Độ).
Bìa gioăng nén dùng để làm gì?
Hai mặt bích dù gia công kỹ vẫn có vết xước, gợn tiện và độ cong rất nhỏ. Khi siết bulông, tấm bìa bị ép lại, chảy vào các khe đó và chặn đường đi của môi chất. Khi đường ống nóng lên rồi nguội đi, bìa phải đàn hồi trở lại một phần để giữ lực ép, nếu không mối nối sẽ rò sau vài chu kỳ.
Bìa nén dùng chủ yếu cho mối nối tĩnh: mặt bích đường ống, nắp van, thân bơm, bộ trao đổi nhiệt, nắp nồi hơi, cửa thăm bồn chứa, máy nén. Người bảo trì mua tấm nguyên khổ rồi cắt gioăng tại xưởng, hoặc đặt cắt sẵn theo bản vẽ. Một tấm bìa cắt được nhiều cỡ, nên kho bảo trì chỉ cần giữ vài mác thay vì hàng trăm mã gioăng.
Bìa gioăng nén cấu tạo từ những thành phần nào?
Mọi tấm bìa nén đều có ba phần, mỗi phần quyết định một mặt của tính năng. Vì thế hai tấm cùng màu nhưng khác mác có thể hành xử khác hẳn trên mặt bích.
- Sợi gia cường: giữ độ bền kéo và chống bìa bị đẩy bật ra khỏi mặt bích. Bìa amiang dùng sợi amiang trắng (chrysotile); bìa không amiang dùng sợi aramid, sợi thuỷ tinh, sợi khoáng hoặc sợi cellulose.
- Chất độn khoáng: lấp đầy khoảng trống giữa các sợi, tăng tỷ trọng và độ chịu nhiệt. Phần này cháy rất ít khi nung, nên tỷ lệ hao hụt khi nung phản ánh lượng chất hữu cơ trong tấm.
- Chất kết dính cao su: buộc sợi và chất độn thành khối, cho bìa độ dẻo và độ đàn hồi. Cao su nitrile (NBR) chịu dầu tốt; cao su SBR và cao su tự nhiên (NR) hợp với nước, hơi và kiềm loãng. Ví dụ, CJ-9 của Charminar làm từ sợi amiang chrysotile, sợi khoáng và cao su tự nhiên.
Một số mác có thêm lõi lưới thép ép giữa hai lớp bìa. Lưới thép không làm bìa kín hơn, nhưng giúp tấm chịu áp cao hơn và ít bị xé khi tháo lắp. Ở Charminar, nhóm này gồm CJ-25 SUPER (amiang, lõi lưới kẽm) và bốn mã bìa không amiang lõi lưới thép HNA METALLIC.
Bìa gioăng nén được sản xuất như thế nào?
Chữ “nén” trong tên gọi chỉ đúng công đoạn quan trọng nhất: hỗn hợp sợi, chất độn và cao su được ép dưới nhiệt độ và áp lực cao cho tới khi thành tấm đặc, đồng đều. Quy trình chung gồm năm bước.
- Chọn nguyên liệu: chọn loại sợi và loại cao su theo môi chất mà mác đó hướng tới, ví dụ NBR cho mác chịu dầu.
- Trộn: sợi, chất độn và cao su được trộn kỹ để sợi phân bố đều, không vón cục.
- Cán tạo tấm: hỗn hợp được cán qua trục thành tấm thô có độ dày gần đúng.
- Ép nóng và lưu hoá: tấm thô vào máy ép nóng; nhiệt làm cao su lưu hoá, áp lực ép tấm đặc và đồng đều.
- Kiểm tra: đo độ dày, tỷ trọng, độ nén, độ phục hồi, độ bền kéo và độ trương nở trong dầu, nhiên liệu theo các phép thử ASTM, DIN hoặc IS.
Cách làm này khác hẳn vật liệu beater addition, vốn được xeo ướt từ huyền phù sợi trong nước giống như làm giấy. Vì được ép đặc, bìa nén có tỷ trọng cao hơn và chịu nhiệt, chịu áp tốt hơn, trong khi vật liệu beater addition mềm hơn và thường bán theo cuộn mỏng.
Các thông số trên phiếu kỹ thuật bìa gioăng nén nghĩa là gì?
Bảng dưới lấy ba mác đại diện cho ba kiểu cấu tạo: bìa amiang CJ-9 (đo ở dày 1,5 mm), bìa không amiang HNA-200 và bìa không amiang lõi lưới thép HNA-400 METALLIC (đo ở dày 2,0 mm).
| Chỉ tiêu | CJ-9 (amiang) | HNA-200 (không amiang) | HNA-400 METALLIC (lõi lưới thép) |
|---|---|---|---|
| Độ dày mẫu đo | 1,5 mm | 2,0 mm | 2,0 mm |
| Lõi lưới thép | không | không | có |
| Tỷ trọng | 2,20 g/cm³ | 1,70–2,00 g/cm³ | 1,70–2,10 g/cm³ |
| Độ nén | 6–14% | 7–15% | 7–15% |
| Độ phục hồi | > 40% | > 50% | > 50% |
| Độ bền kéo | > 6,7 MPa | > 8 N/mm² (ASTM F152) | chưa công bố |
| Tăng khối lượng trong dầu ASTM số 3 | chưa công bố | < 15% | < 10% |
| Tăng độ dày trong dầu ASTM số 3 | chưa công bố | < 10% | < 8% |
| Tăng khối lượng trong nhiên liệu B | chưa công bố | < 10% | < 10% |
| Hao hụt khi nung | < 28% | < 35% | < 30% |
| Độ kín với khí nitơ (DIN 3535) | chưa công bố | < 1,0 cm³/phút | 0,5 cm³/phút |
| Nhiệt độ tối đa | 350°C | 220°C liên tục, 300°C đỉnh | 350°C liên tục, 510°C đỉnh |
| Áp lực tối đa | 35 bar | 100 kg/cm² | 160 kg/cm² |
- Độ nén (compressibility): phần trăm bìa mỏng đi dưới tải thử. Độ nén cao giúp lấp mặt bích gồ ghề, nhưng quá cao thì bìa dễ bị ép chảy.
- Độ phục hồi (recovery): phần độ dày bìa lấy lại khi bỏ tải. Con số này cho biết bìa còn “đẩy ngược” vào mặt bích bao nhiêu khi ống giãn nở theo nhiệt.
- Hao hụt khi nung (ignition loss): phần khối lượng cháy mất khi nung, chủ yếu là cao su và sợi hữu cơ. Số càng thấp, tấm càng nhiều thành phần vô cơ.
- Độ kín (sealability): lượng khí nitơ lọt qua mẫu trong một phút. Số càng nhỏ, bìa càng kín.
Hãng ghi rõ các số trên là giá trị điển hình ở một độ dày nhất định và chỉ để tham khảo. Mức nhiệt và áp tối đa là hai giới hạn riêng của vật liệu, không phải mức mà mối nối luôn đạt được cùng lúc; kết quả thật còn phụ thuộc mặt bích, lực siết và cách lắp.
Bìa gioăng nén có những nhóm nào?
Theo thành phần sợi, bìa nén Charminar chia hai họ. Họ amiang mang mã CJ, gồm CJ-9, CJ-23 EXTRA, CJ-27 OIL, CJ-29 ACID trong danh mục bìa amiang Charminar, cùng CJ-25 SUPER có lõi lưới kẽm. Họ không amiang mang mã HNA, gồm tám mác trong danh mục bìa không amiang Charminar HNA và bốn mác lõi lưới thép.
Mỗi mác được pha cho một nhóm môi chất. Ví dụ bìa amiang CJ-9 dành cho nước, hơi, khí và kiềm loãng ở ứng suất thấp; bìa không amiang HNA-200 là mác đa dụng cho nước, dầu, nhiên liệu. Cách đi từ điều kiện vận hành tới đúng mác được trình bày trong bài cách chọn bìa gioăng nén.
Bìa gioăng nén khác gioăng cao su ở điểm nào?
Tấm cao su đặc mềm, đàn hồi mạnh và kín tốt ở áp thấp, nhưng dưới lực siết lớn và nhiệt cao, cao su bị ép chảy và mất lực giữ theo thời gian. Bìa nén chủ yếu là sợi và chất độn, cao su chỉ để kết dính, nên giữ hình dạng ở nhiệt độ và áp lực cao hơn nhiều; nước lạnh áp thấp hợp gioăng cao su, còn hơi, dầu nóng và hoá chất là chỗ của bìa nén. Bù lại, bìa nén cứng hơn và cần mặt bích tương đối phẳng cùng lực siết đủ lớn để kín.
Bìa gioăng nén Charminar bán theo khổ và độ dày nào?
Lấy CJ-9 làm ví dụ, hãng công bố các độ dày 0,25; 0,5; 0,8; 1; 1,5; 2; 3; 4; 5 và 6 mm, độ dày khác làm theo yêu cầu. Khổ tấm gồm 1500 x 3100 mm, 1500 x 1500 mm, 1500 x 1000 mm, 1500 x 2000 mm, 1270 x 1270 mm, 1270 x 3810 mm và 3000 x 3000 mm. Bề mặt có màu đỏ, xám hoặc phủ graphite.
Charminar sản xuất tại Ấn Độ, Trần Quyết nhập và phân phối tại Việt Nam. Kho bán tấm nguyên khổ, cắt lẻ theo kích thước, cắt gioăng theo bản vẽ và giao toàn quốc; CO/CQ cung cấp theo lô hàng. Giá theo độ dày và số lượng, báo giá trong ngày qua trang liên hệ.
Câu hỏi thường gặp
Bìa gioăng nén có dùng lại được sau khi tháo không?
Không nên. Sau khi siết, bìa đã bị ép mỏng và chỉ phục hồi một phần (CJ-9 trên 40%, HNA-200 trên 50% theo phiếu hãng), nên lắp lại sẽ không đủ lực đẩy vào mặt bích. Mỗi lần tháo mối nối nên cắt gioăng mới.
Vì sao cùng là bìa nén mà mác này chịu dầu, mác kia chịu axit?
Do loại sợi, chất độn và cao su kết dính khác nhau. Ví dụ CJ-27 OIL được pha cho dầu, nhiên liệu, còn CJ-29 ACID đổi một phần khả năng chịu nhiệt (chỉ 210°C) để lấy khả năng chịu axit. Vì thế phải chọn theo môi chất trước, không chọn theo màu tấm.
Tỷ trọng bìa cao hơn có nghĩa là bìa tốt hơn không?
Không hẳn. Tỷ trọng chủ yếu cho biết tấm được ép đặc tới đâu và chứa bao nhiêu chất độn. CJ-9 có tỷ trọng 2,20 g/cm³, cao hơn HNA-200 (1,70–2,00 g/cm³), nhưng độ phục hồi lại thấp hơn. Nên xem cùng lúc độ nén, độ phục hồi và giới hạn nhiệt, áp.
Có thể mua bìa nén đã cắt sẵn thành gioăng không?
Có. Ngoài tấm nguyên khổ, kho cắt lẻ theo kích thước và cắt gioăng theo bản vẽ hoặc theo cỡ mặt bích tiêu chuẩn. Khi đặt, gửi đường kính trong, đường kính ngoài, số lỗ bulông và độ dày cần.
Bìa gioăng nén có an toàn khi cắt và lắp không?
Bìa không amiang dòng HNA cắt và lắp như vật liệu kỹ thuật thông thường. Bìa amiang CJ dùng sợi chrysotile, loại bị hạn chế ở nhiều nước, nên cần kiểm tra quy định của ngành hoặc dự án, hạn chế tạo bụi khi cắt và thu gom phế liệu theo quy định. Dự án cấm amiang thì chuyển sang mác HNA tương đương.
