Tìm hiểu về độ cứng của ống đồng

Tại sao khi lắp đặt ống đồng, đôi khi có cảm giác ống trở nên cứng hơn? Ống đồng Toàn Phát có các độ cứng cụ thể như thế nào, tại sao cần chia ra nhiều độ cứng như thế?

I. Độ cứng của ống đồng

1. Độ cứng của ống đồng là gì?

Độ cứng là thuộc tính cơ bản của vật liệu, phản ánh tính chịu uốn, mài mòn, trày xước của vật liệu. Độ cứng của vật liệu là khả năng chống lại sự lún của bề mặt tại vị trí mà ta ấn vào đó một vật cứng hơn. Vật liệu càng khó lún thì độ cứng càng cao. Độ cứng của ống đồng cũng được xác định tương tự như thế. Thông qua xác định độ cứng của ống đồng, ta có thể đánh giá được sơ bộ độ bền và độ dẻo của ống.

Nhiều người cho rằng một vật liệu kim loại nhất định chỉ có một độ cứng duy nhất, sự thật là nó có thể có những độ cứng khác nhau. Nếu một vật liệu có độ cứng càng cao, thì giới hạn bền của vật liệu đó sẽ càng lớn và tỉ lệ nghịch với khả năng mài mòn, uốn của vật liệu đó.

Trong sản xuất ống đồng, độ cứng của ống đồng Toàn Phát tuân thủ tuyệt đối theo quy định của các tiêu chuẩn chất lượng quốc tế về ống đồng như: tiêu chuẩn ống đồng công nghiệp Nhật Bản JIS H3300; các tiêu chuẩn của hội vật liệu và thử nghiệm Mỹ như ASTM B280, B88, B68, B75; hay các tiêu chuẩn Châu Âu như EN 12449, EN12735….  Theo đó, độ cứng của ống đồng được phân thành 4 loại và có độ cứng sắp xếp theo thứ tự từ cao đến thấp là:

  • Ống cứng
  • Ống bán cứng
  • Ống ủ sáng
  • Ống ủ mềm

2. Làm sao để tạo ra ống đồng có các độ cứng khác nhau?

Giống như những kim loại khác, kim loại đồng được cấu tạo từ rất nhiều phân tử đồng, các phân tử này sắp xếp trong không gian theo một quy luật nhất định tạo thành mạng tinh thể kim loại đồng. Tại thời điểm nóng chảy, đồng ở dạng lỏng và các tinh thể được sắp xếp ngẫu nhiên và chuyển động tương đối tự do. Tuy nhiên, khi được làm nguội ở dưới nhiệt độ nóng chảy, các tinh thể sẽ sắp xếp lại thành các cấu trúc mạng tinh thể có trật tự và tạo thành các khối rắn chắc, bền vững.

Độ cứng của ống đồng phụ thuộc vào kích thước tinh thể và cấu trúc mạng tinh thể nói trên.

Bằng cách sử dụng công nghệ ủ ống đồng chuyên dụng, các nhà sản xuất ống đồng như Toàn Phát có thể khống chế được kích thước các hạt tinh thể kim loại đồng cũng như sự phân bố của các tinh thể này trong mạng tinh thể kim loại. Từ đó sản xuất ra được ống đồng có độ cứng phù hợp theo tiêu chuẩn quốc tế cũng như nhu cầu của khách hàng.

tim hieu ve do cung cua ong dong 3
Minh họa các cấu trúc tinh thể đồng (nguồn: newshub.sustech.edu.cn)

Từ ảnh trên có thể thấy, cùng là kim loại đồng, nhưng có loại được cấu tạo từ các hạt tinh thể lớn và thưa nhau, nhưng cũng có loại bao gồm các tinh thể nhỏ, xếp san sát gần như không tạo ra kẽ hở nào. Với sự khác biệt từ cấp độ tinh thể, độ cứng của ống đồng cũng thay đổi: loại có tinh thể thưa, lớn sẽ dẻo hơn, dễ uốn hơn và ngược lại.

II. Tại sao ống đồng cần có các độ cứng khác nhau?

1. Phù hợp với mục đích sử dụng

Mỗi độ cứng của ống đồng lại đáp ứng một mục đích sử dụng riêng, như:

– Ống ủ mềm: Phù hợp với các ứng dụng cần nhiều thao tác uốn, kéo… hoặc các thao tác thực hiện thủ công bằng sức người như việc lắp đặt đường ống nối giữa dàn nóng và dàn lạnh của hệ thống điều hòa…

– Ống có độ cứng cao hơn: Phù hợp các ứng dụng không yêu cầu gia công uốn nhiều bước hoặc do công nghệ gia công của người sử dụng đòi hỏi ống có độ cứng cao; Phù hợp ứng dụng tại các nhà sản xuất – nơi có máy móc uốn, kéo… gia công chuyên dụng.

Khách hàng của Toàn Phát đến từ nhiều ngành nghề khác nhau như: nhà sản xuất hoặc lắp ráp các thiết bị điện lạnh, phụ kiện điện lạnh; nhà thầu xây dựng – lắp đặt điều hòa; nhà máy sản xuất thiết bị y tế, bệnh viện dã chiến, … Mỗi một nhóm khách hàng lại có nhu cầu về ống đồng khác nhau để phù hợp với từng ứng dụng cụ thể. Do đó căn cứ vào mục đích sử dụng và thỏa thuận ban đầu của từng khách hàng, mỗi lô sản phẩm sẽ được sản xuất với độ cứng phù hợp.

Để hiểu hơn về quy trình sản xuất cũng như sản phẩm ống đồng Toàn Phát, bạn có thể tham khảo các bài viết liên quan sau:

2. Phù hợp tiêu chuẩn của từng thị trường

tim hieu ve do cung cua ong dong 1
Tùy theo tiêu chuẩn ống đồng của từng thị trường, thông số kỹ thuật của ống đồng cũng có những khác biệt nhất định.

Đối với sản phẩm ống đồng dành cho thị trường lắp đặt điều hòa trong nước, ống đồng được cung cấp ra ngoài thị trường thường được khách hàng lựa chọn dưới dạng ống ủ mềm. Bởi vì đây là loại ống có độ cứng thấp nhất, giúp người thợ lắp điều hòa có thể dễ dàng thao tác lắp đặt, uốn ống, điều chỉnh ống cho phù hợp địa hình.

Khi xuất khẩu, ống đồng Toàn Phát luôn phải tuân thủ tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm của từng thị trường. Ví dụ: xuất khẩu sang thị trường Nhật thì cần tuân thủ tiêu chuẩn ống đồng công nghiệp JIS H 3300. Khi sang thị trường châu Âu, sản phẩm cần phù hợp các tiêu chuẩn EN; thị trường Mỹ yêu cầu sản phẩm phù hợp các tiêu chuẩn ASTM; hay thị trường Úc đòi hỏi sản phẩm cần phù hợp tiêu chuẩn AS NZS… Do đặc trưng sử dụng của từng khu vực mà ngoài các tiêu chuẩn chung của ống đồng quốc tế, bản thân các tiêu chuẩn này cũng quy định cho mình những dải thông số riêng, do đó cùng một trạng thái ống (ví dụ ống cứng) nhưng giá trị quy định của các tiêu chuẩn cũng có khác biệt một số đơn vị.

III. Tại sao có cảm giác ống “hóa cứng” khi lắp đặt?

Đôi khi, trong quá trình thao tác lắp đặt ống đồng điều hòa, người lắp đặt sẽ có cảm giác ống trở nên cứng hơn trước dẫn đến khó uốn, khó thao tác, định hình hơn. Kỳ lạ hơn là không chỉ ở sản phẩm của một hãng ống đồng mà hiện tượng này còn bắt gặp trên tất cả sản phẩm của các hãng ống đồng có mặt trên thị trường. Tại sao vậy?

Nguyên nhân thực tế rất đơn giản, đó là do “Tính chất biến cứng khi gia công của kim loại”. Nghĩa là không chỉ riêng với kim loại đồng mà tất cả các kim loại khác cũng như vậy. Đây là tính chất vật lý điển hình của kim loại.

Như ta đã thấy ở trên, kim loại tồn tại dưới dạng cấu trúc mạng tinh thể không gian cố định, nếu cứ giữ mãi cấu trúc tinh thể như vậy, thì kim loại sẽ mãi mãi ở trạng thái đó (cứng hoặc mềm). Nhưng trong quá trình gia công kim loại (uốn, bẻ, vuốt nhỏ, loe rộng, mài mòn, tán mỏng.v.v.) các mạng tinh thể này xảy ra quá trình đứt gãy, các tinh thể bị đứt gãy làm cho kích thước của chúng bị chia nhỏ hơn. Hơn nữa tinh thể bị đứt gãy này sẽ bị xô lệch (vật lý gọi là sự xô lệch mạng tinh thể) và chèn vào không gian mạng tinh thể ban đầu, khiến cho các tinh thể bị sắp xếp sát nhau hơn. Tổng hợp của quá trình “đứt gãy” và “xô lệch” tinh thể này là kết quả của sự biến cứng kim loại.

Điều đó minh chứng cho một sự thực là ống càng ít bị gia công (uốn, bẻ…) thì sẽ càng giữ được tính mềm dẻo ban đầu và dễ thao tác hơn. Việc này phụ thuộc vào khi ta gia công, tính toán thiết kế để đi ống chuẩn xác hoặc sử dụng các thiết bị phụ trợ (vam uốn, lò xo uốn…) để giảm thiểu tác động ngoại lực lên ống.

Bài viết liên quan