1. Khái quát về ống đúc thép phi 21 (DN15)

Ống đúc thép phi 21 (DN15) là loại ống thép sản xuất bằng phương pháp đúc liền mạch (seamless), không có mối hàn dọc thân ống. Đây là kích thước nhỏ phổ biến, thường dùng trong các hệ thống dẫn hơi, khí, dầu, nước áp lực cao, đường ống thủy lực, đường ống trong ngành cơ khí – chế tạo.

Nhờ quy trình sản xuất đặc biệt, ống đúc phi 21 có đặc tính chịu áp lực cao, chịu nhiệt tốt, độ bền cơ học vượt trội, và an toàn hơn so với ống hàn (vốn có đường hàn yếu hơn thân ống).

---

2. Định nghĩa ống đúc thép

Ống đúc thép (Seamless Steel Pipe) là loại ống thép được sản xuất mà không sử dụng mối hàn. Phôi thép đặc được nung nóng tới trạng thái dẻo, sau đó dùng phương pháp kéo, ép hoặc khoan lỗ để tạo thành ống rỗng.

Đặc điểm của ống đúc thép:

• Không có mối hàn, loại bỏ nguy cơ bục hoặc nứt tại vị trí đường hàn.

• Khả năng chịu áp lực, chịu kéo và chịu nhiệt rất cao.

• Bề mặt trong – ngoài mịn và đồng nhất.

• Thường dùng cho các môi trường làm việc khắc nghiệt, nhiệt độ cao, áp suất cao.

Ứng dụng phổ biến:

• Đường ống trong ngành dầu khí, hóa chất.

• Đường ống thủy lực, khí nén, hơi nóng.

• Hệ thống nồi hơi, lò hơi.

• Cơ khí chế tạo, dịch vụ sửa chữa máy móc.

---

3. Quy đổi kích thước: Phi 21 – DN15 – 1/2 inch

Kích thước phi 21, DN15, 1/2 inch đều dùng để chỉ kích cỡ danh định của ống, nhưng ở các hệ quy đổi khác nhau.

Giải thích từng ký hiệu:

• Phi 21 (Φ21)

  • Là đường kính ngoài của ống (OD ≈ 21.3 mm).

  • Dùng trong hệ đo met.

• DN15

  • “DN” = Diameter Nominal (đường kính danh nghĩa).

  • DN15 tương ứng loại ống có đường kính ngoài ~21.3 mm.

  • Thường dùng trong tiêu chuẩn châu Âu, ISO.

• 1/2 inch

  • Là kích thước ren và danh nghĩa của hệ tiêu chuẩn ống thép theo inch.

  • 1/2 inch không phải đường kính ngoài, mà là kích thước danh định.

Bảng quy đổi nhanh:

---

4. Các tiêu chuẩn sản xuất phổ biến

Ống đúc thép phi 21 (DN15) có nhiều tiêu chuẩn quốc tế, tùy theo mục đích sử dụng:

a. Tiêu chuẩn ASTM (Mỹ)

Phổ biến nhất cho ống đúc:

• ASTM A106: Ống thép carbon đúc dùng cho môi trường nhiệt độ cao (lò hơi, hơi nóng).

• ASTM A53: Ống thép carbon dùng cho dẫn nước, dẫn khí, dẫn dầu.

• ASTM A333: Ống thép hợp kim thấp dùng cho môi trường nhiệt độ thấp.

b. Tiêu chuẩn API (Viện Dầu khí Hoa Kỳ)

• API 5L: Ống dẫn dầu và khí.

• API 5CT: Ống khai thác dầu khí, ống chống và ống khai thác giếng.

c. Tiêu chuẩn DIN/EN (Châu Âu)

• DIN 2391 / EN 10305-1: Ống thép chính xác dùng cho thủy lực – khí nén.

• DIN 2448 / EN 10216-1: Ống đúc dùng cho nồi hơi, áp lực cao.

d. Tiêu chuẩn JIS (Nhật Bản)

• JIS G3445: Ống thép carbon dùng cho cơ khí.

• JIS G3454/G3455/G3456: Ống chịu áp lực, nồi hơi.

e. Tiêu chuẩn GB (Trung Quốc)

• GB 8162: Ống đúc dùng cho kết cấu.

• GB 5310: Ống thép đúc dùng cho nồi hơi, áp suất cao.

2. Đặc điểm cấu tạo của ống đúc thép phi 21

1) Cấu trúc liền khối không mối hàn

Ống đúc thép phi 21 được sản xuất bằng phương pháp đúc liền mạch (seamless), tức là:

• Phôi thép khối (billet) được nung đến trạng thái dẻo.

• Sau đó được đục lỗ – kéo – cán – ép để tạo thành ống rỗng.

• Toàn bộ quá trình không sử dụng vật liệu hàn và không có đường hàn dọc theo thân ống.

Ưu điểm của cấu trúc liền khối:

• Không tồn tại điểm yếu như ở ống hàn (đường hàn dễ bị nứt, oxy hóa).

• Độ đồng nhất vật liệu cao, tính cơ học ổn định.

• Khả năng chịu lực, chịu áp, chịu uốn vượt trội.

• Độ kín tuyệt đối → thích hợp cho môi trường áp suất cao và chất lỏng dễ bay hơi.

 Vì không có mối hàn, ống đúc phi 21 được dùng nhiều trong dầu khí, khí nén, hơi nóng, thủy lực.

---

2) Độ dày thành ống

Ống đúc phi 21 có đường kính ngoài khoảng 21.3 mm, nhưng độ dày thành ống thay đổi tùy theo tiêu chuẩn SCH (Schedule) hoặc yêu cầu kỹ thuật.

Các mức độ dày phổ biến:

Ý nghĩa của độ dày thành ống:

• Thành ống càng dày → chịu được áp suất lớn hơn.

• Thành dày giúp ống bền hơn với va đập, ăn mòn, giãn nở nhiệt.

• Độ dày ảnh hưởng trực tiếp đến trọng lượng và giá thành.

---

3) Khả năng chịu áp lực cao

Ống thép đúc phi 21 vượt trội về khả năng chịu áp nhờ:

a) Cấu trúc liền mạch → Không có điểm nứt yếu

Đường hàn là điểm yếu nhất trong ống hàn, nhưng ống đúc không có mối hàn, giúp áp lực phân bố đều và ổn định.

b) Độ dày thành ống đa dạng → Chịu áp linh hoạt

Ở chuẩn SCH80 hoặc SCH160, ống đúc phi 21 có thể chịu được:

• áp suất cao,

• nhiệt độ từ 400–600°C,

• môi trường hơi nóng, dầu, khí nén mạnh.

c) Cơ tính cao nhờ thép carbon hoặc thép hợp kim

Tùy tiêu chuẩn như ASTM A106, A53, JIS, DIN… ống đúc phi 21 thường có:

• Giới hạn chảy (Yield strength): 240–415 MPa

• Giới hạn bền kéo (Tensile strength): 415–600+ MPa

• Khả năng chịu giãn nở nhiệt tốt mà không bị biến dạng.

d) Ứng dụng đặc trưng của ống đúc phi 21 chịu áp cao:

• Đường ống hơi nóng, dầu nóng, khí nén công nghiệp

• Hệ thống thủy lực áp suất cao

• Ống nồi hơi – lò hơi

• Hệ thống xăng dầu – hóa chất

• Đường ống giếng dầu – API

3. Các tiêu chuẩn quốc tế áp dụng cho ống đúc phi 21

Ống thép đúc phi 21 (DN15, 1/2 inch) được sản xuất theo nhiều tiêu chuẩn quốc tế khác nhau, tùy mục đích sử dụng (áp lực cao, cơ khí, dầu khí…).

Dưới đây là các tiêu chuẩn thông dụng nhất:

---

1) Tiêu chuẩn ASTM (A106, A53 – Hoa Kỳ)

ASTM A106

• Dòng ống thép carbon đúc liền mạch cho môi trường nhiệt độ cao (high temperature).

• Dùng trong: đường ống hơi nóng, nồi hơi, dầu nóng, khí áp cao.

• Có 3 cấp: Grade A – B – C (C chịu nhiệt/áp tốt nhất).

ASTM A53

• Tiêu chuẩn ống thép carbon dùng cho môi trường thông thường, áp lực trung bình.

• Có cả loại:

  • Type E (ống hàn điện)

  • Type S (ống đúc liền mạch)

• Dùng cho: nước – khí – dầu, hệ thống dẫn dân dụng và công nghiệp nhẹ.

---

2) Tiêu chuẩn API 5L (Viện Dầu khí Hoa Kỳ)

• Thiết kế chuyên cho đường ống dẫn dầu và khí.

• Loại seamless (đúc) và welded (hàn) đều có.

• Có 2 nhóm chính:

  • PSL1: tiêu chuẩn cơ bản.

  • PSL2: yêu cầu kỹ thuật cao hơn (bền, chịu áp, chống ăn mòn).

→ Phù hợp cho môi trường khắc nghiệt: đường ống xuyên quốc gia, khai thác dầu khí.

---

3) Tiêu chuẩn JIS (Nhật Bản)

• Phân nhóm theo ứng dụng:

  • JIS G3454: ống chịu áp dùng cho nồi hơi, hơi nóng.

  • JIS G3455: ống chịu áp trung bình – cao.

  • JIS G3456: ống chịu nhiệt độ cao.

  • JIS G3445: ống cơ khí (ống đúc hoặc ống hàn).

→ Được đánh giá cao về độ ổn định cơ tính và tính đồng đều.

---

4) Tiêu chuẩn DIN / EN (Châu Âu)

• Các tiêu chuẩn phổ biến:

  • DIN 2391 / EN 10305-1: Ống thép chính xác (precision steel tube) – dùng cho hệ thống thủy lực, khí nén.

  • DIN 2448 / EN 10216-1: Ống thép đúc dùng trong môi trường áp lực cao, nồi hơi.

→ Ưu điểm: độ chính xác cao, dung sai nghiêm ngặt, vật liệu đồng nhất.

---

So sánh sự khác nhau giữa ASTM – API – JIS – DIN

---

Kết luận nhanh:

 

• ASTM A106 → tốt nhất cho nhiệt độ cao.

• ASTM A53 → dùng cho nước – khí – dầu thông thường, chi phí rẻ hơn.

• API 5L → mạnh nhất về dầu khí – áp lực cao – đường ống dài.

• JIS → linh hoạt, dễ dùng trong công nghiệp châu Á.

• DIN → phù hợp ống chính xác – thủy lực – khí nén.

4. Phân loại ống đúc phi 21 theo cấp độ thép

Ống đúc thép phi 21 (DN15 – 1/2 inch) được phân loại dựa trên thành phần hóa học và khả năng chịu điều kiện làm việc. Ba nhóm chính gồm: thép carbon, thép hợp kim, và thép chịu nhiệt.

---

1) Ống đúc phi 21 bằng thép carbon (Carbon Steel Seamless Pipe)

Đặc điểm:

• Thành phần chính là C (carbon), kết hợp với Mn, Si.

• Độ bền cơ học tốt, dễ gia công, giá thành thấp.

• Phù hợp cho hệ thống áp lực vừa đến cao.

Các tiêu chuẩn thường dùng:

• ASTM A106 Gr.A/B/C

• ASTM A53 Gr.A/B

• JIS G3454 – G3455

• DIN/EN 10216-1

Ứng dụng:

• Dẫn nước – khí – dầu trong công nghiệp và dân dụng.

• Đường ống khí nén, hệ thống PCCC.

• Đường ống trong nhà máy chế biến, cơ khí.

• Hệ thống áp suất trung bình – cao nhưng không yêu cầu chịu nhiệt quá lớn.

???? Đây là loại phổ biến nhất đối với ống phi 21.

---

2) Ống đúc phi 21 bằng thép hợp kim (Alloy Steel Seamless Pipe)

Đặc điểm:

• Có thêm các nguyên tố hợp kim: Cr, Mo, Ni, V, Mn, Si…

• Tăng rõ rệt các đặc tính:

  • Độ bền nhiệt

  • Độ cứng và độ bền kéo

  • Khả năng chống ăn mòn

  • Chịu áp cao hơn thép carbon

Các tiêu chuẩn thường gặp:

• ASTM A335 (P11, P22, P91) – ống hợp kim dùng cho nồi hơi và nhiệt độ cao.

• DIN 17175 – ống hợp kim chịu áp.

Ứng dụng:

• Đường ống nhiệt độ cao, áp suất cao.

• Hệ thống nồi hơi – lò hơi công nghiệp.

• Đường ống hóa dầu, hóa chất, môi trường ăn mòn.

• Hệ thống hơi nóng, dầu nóng.

???? Loại này chuyên dùng khi yêu cầu độ bền superior và chịu môi trường khắc nghiệt.

---

3) Ống đúc phi 21 bằng thép chịu nhiệt (Heat-Resistant Steel Seamless Pipe)

Đặc điểm:

• Chứa lượng Cr, Mo, Ni cao giúp chịu nhiệt độ 500–650°C, thậm chí hơn.

• Giữ được:

  • Cấu trúc tinh thể ổn định ở nhiệt độ cao

  • Không bị giãn nở mạnh hoặc biến dạng

  • Chống oxy hóa ở nhiệt độ cao

Tiêu chuẩn liên quan:

• ASTM A106 Gr.C – chịu nhiệt tốt trong nhóm carbon.

• ASTM A335 (P5, P9, P11, P22, P91) – dòng hợp kim chịu nhiệt chuyên dụng.

• JIS G3456 – ống chịu nhiệt độ cao.

Ứng dụng:

• Ống hơi quá nhiệt, hơi bão hòa.

• Đường ống ống góp hơi, đường ống áp suất cực cao.

• Hệ thống tuabin, nhà máy nhiệt điện, hóa dầu.

• Lò nung, lò sấy, hệ thống trao đổi nhiệt.

5. Ưu điểm nổi bật của ống đúc thép DN15

Ống đúc thép DN15 là lựa chọn phổ biến trong các hệ thống dẫn áp suất cao, hơi nóng, dầu khí, hóa chất nhờ những ưu điểm vượt trội về cơ tính và độ bền. Các ưu điểm chính bao gồm:

---

1) Chịu nhiệt và chịu áp tốt

• Ống đúc thép được làm từ thép carbon, hợp kim hoặc chịu nhiệt, có khả năng hoạt động trong môi trường nhiệt độ từ 0°C đến 600°C tùy loại thép.

• Chịu áp lực cao, đặc biệt khi sử dụng ống SCH40, SCH80 hoặc SCH160.

• Không bị giãn nở hoặc biến dạng đáng kể dưới áp suất và nhiệt độ cao, đảm bảo an toàn hệ thống.

Ứng dụng: hệ thống hơi nóng, dầu nóng, khí nén, nồi hơi, đường ống dầu khí.

---

2) Độ bền cao, tuổi thọ dài

• Vật liệu thép nguyên chất, không hàn nối, đảm bảo cơ tính đồng nhất.

• Chống va đập, mài mòn và ăn mòn tốt, đặc biệt với ống hợp kim hoặc thép chịu nhiệt.

• Tuổi thọ trung bình lên đến 20–30 năm trong môi trường làm việc bình thường, cao hơn hẳn so với ống hàn cùng kích thước.

Lợi ích: giảm chi phí bảo trì và thay thế, nâng cao độ ổn định hệ thống.

---

3) Không bị bục nứt tại mối hàn

• Ống đúc thép là liền khối, không có mối hàn dọc thân ống.

• Loại bỏ nguy cơ nứt hoặc bục tại vị trí hàn, vốn là điểm yếu của ống hàn.

• Đảm bảo an toàn tuyệt đối cho hệ thống áp suất cao hoặc dẫn chất dễ cháy/nổ.

Ứng dụng: đường ống dẫn khí, dầu, hóa chất trong công nghiệp nặng và khai thác dầu khí.

---

4) Phù hợp cho môi trường khắc nghiệt

• Có khả năng làm việc tốt trong môi trường: áp suất cao, nhiệt độ cao, môi trường hóa chất ăn mòn hoặc hơi nóng liên tục.

• Độ bền cơ học ổn định giúp ống không bị biến dạng, co rút hay ăn mòn nhanh.

• Dễ dàng kết hợp với các phụ kiện, van, nối ren hoặc hàn chịu nhiệt.

Ví dụ ứng dụng:

• Hệ thống lò hơi – nồi hơi công nghiệp

• Đường ống khí nén và dầu khí

• Hệ thống hóa chất và dung môi ăn mòn

• Dây chuyền nhiệt điện, lọc hóa dầu, hóa chất đặc

6. Ứng dụng của ống đúc phi 21 trong công nghiệp

Ống đúc thép phi 21 (DN15, 1/2 inch) nhờ độ bền cao, chịu áp lực và nhiệt tốt, không mối hàn nên được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp.

---

1) Dẫn dầu khí

• Mục đích: Chuyển dầu, khí thiên nhiên hoặc khí nén trong các nhà máy lọc dầu, giếng khai thác.

• Ưu điểm khi sử dụng ống đúc phi 21:

  • Chịu được áp suất cao, chống rò rỉ.

  • Kháng ăn mòn tốt với môi trường dầu khí.

• Ứng dụng thực tế: đường ống dẫn khí thiên nhiên, dầu thô, dầu tinh chế, khí LPG.

---

2) Hệ thống hơi – áp lực

• Mục đích: Dẫn hơi nóng, hơi quá nhiệt trong nhà máy nhiệt điện, nồi hơi công nghiệp.

• Ưu điểm:

  • Khả năng chịu nhiệt lên đến 600°C (tùy loại thép).

  • Độ bền cao, không bị giãn nở hay nứt dưới áp suất lớn.

• Ứng dụng: đường ống nồi hơi, tuabin hơi, trao đổi nhiệt, hơi nóng trong công nghiệp chế biến.

---

3) Hệ thống PCCC (Phòng cháy chữa cháy)

• Mục đích: Dẫn nước chữa cháy hoặc khí CO₂ trong các hệ thống PCCC tòa nhà và nhà máy.

• Ưu điểm:

  • Không bị nứt tại mối hàn → đảm bảo an toàn khi áp suất nước cao.

  • Tuổi thọ lâu dài, chi phí bảo trì thấp.

• Ứng dụng thực tế: hệ thống Sprinkler, hệ thống chữa cháy tự động trong tòa nhà, nhà xưởng.

---

4) Đường ống hóa chất

• Mục đích: Dẫn hóa chất, dung môi, axit nhẹ hoặc các chất ăn mòn vừa.

• Ưu điểm:

  • Có thể sử dụng thép hợp kim hoặc thép chịu nhiệt để tăng khả năng chống ăn mòn.

  • Độ bền cơ học và chịu áp lực tốt.

• Ứng dụng thực tế: nhà máy hóa chất, dây chuyền xử lý dung môi, hệ thống dẫn axit hoặc bazơ nhẹ.

---

5) Công trình xây dựng và cơ khí

• Mục đích: Hệ thống đường ống nước, khí nén, hơi nóng, dẫn nhiên liệu trong công trình dân dụng và công nghiệp.

• Ưu điểm:

  • Độ bền cao, chịu va đập tốt, tuổi thọ dài.

  • Dễ dàng kết nối với phụ kiện ren hoặc hàn.

• Ứng dụng thực tế: hệ thống HVAC, đường ống dẫn nước kỹ thuật, nhà máy chế tạo cơ khí, nhà xưởng công nghiệp.