Kỹ thuật lốc tròn ống, tấm Inox để chế tạo bồn bể công nghiệp

Lốc tròn ống và tấm Inox là công đoạn then chốt khi chế tạo bồn, bể công nghiệp: quyết định độ tròn, kích thước, khả năng kín khít và tuổi thọ sản phẩm. Bài viết này tổng hợp nguyên lý, cách chọn máy, tính toán đường kính, quy trình lốc–hàn–nắn, kiểm soát lỗi và tiêu chuẩn kiểm tra dành cho kỹ sư và xưởng gia công. Nội dung thuộc nhóm kỹ thuật gia công Inox (cắt, chấn, dập, lốc) nhưng được trình bày độc lập, có thể áp dụng ngay cho dự án mới và cải tiến quy trình hiện hữu.

Tại sao lốc tròn Inox là khâu quyết định trong chế tạo bồn, bể

– Ảnh hưởng trực tiếp đến: độ tròn (ovality), kích thước trong/ngoài danh nghĩa, chiều dài cạnh thẳng ở mép (flat end), khe hở hàn, nội ứng suất.
– Tác động đến các bước sau: độ thẳng đường sinh khi gá lắp, ổn định hồ quang và độ ngấu khi hàn mối dọc/vành, biến dạng sau hàn, chi phí nắn chỉnh và thời gian thử kín.

Nguyên lý lốc tròn và đặc thù của Inox

Inox austenit (304/304L, 316/316L) có giới hạn chảy thấp (≈205 MPa) nhưng độ hóa bền nguội và đàn hồi hồi (springback) cao hơn thép carbon. Vì vậy cùng bề dày, lực lốc lớn hơn và cần “quá uốn” (overbend) nhiều hơn để đạt đường kính yêu cầu.

Các kiểu máy lốc

– Máy 3 trục initial pinch: tiết kiệm, phù hợp dải dày mỏng–trung bình; cần đảo tấm để tiền uốn (prebending) hai mép; chiều dài cạnh thẳng lớn hơn.
– Máy 3 trục double pinch/biến hình: cho tấm dày hơn, hạn chế cạnh thẳng, hỗ trợ lốc côn.
– Máy 4 trục: prebending được cả hai mép không cần đảo tấm, kiểm soát tốt đường kính, năng suất cao; phù hợp sản xuất bồn bể hàng loạt, đường kính lớn.
– Phụ trợ: con lăn đội đỉnh/đỡ biên cho vỏ mỏng đường kính lớn, con lăn côn, crowning con lăn để bù “phình bụng”.

Chọn máy lốc và năng lực phù hợp

Quy tắc đường kính tối thiểu và bề dày

– Đường kính tối thiểu khả thi phụ thuộc đường kính con lăn trên (D_top), kết cấu máy và vật liệu. Quy tắc thực hành từ nhà sản xuất máy:
+ Thép carbon: D_min ≈ 1.1–1.3 × D_top.
+ Inox austenit: D_min ≈ 1.3–1.5 × D_top do springback cao hơn.
(Nguồn tham khảo: tài liệu kỹ thuật của Faccin, Davi – nhà sản xuất máy lốc tấm)
– Công suất prebending thường thấp hơn rolling capacity; ví dụ máy “lốc 12 mm” thường chỉ prebend tốt khoảng 9–10 mm.
– Chiều dài làm việc của máy ≥ chiều dài “course” vỏ bồn; với bồn lớn, ưu tiên máy 4 trục có CNC để lặp lại chính xác.

Phụ kiện quan trọng cho bồn bể lớn

– Crowning con lăn để chống “phình bụng” ở giữa vỏ.
– Giá đỡ biên/đầu (side/overhead supports) cho tấm mỏng D lớn.
– Đồ gá lốc côn, thước đai đo đường kính (strap), cảm biến đo ovality.
– Hệ thống làm sạch con lăn, tách biệt dụng cụ dùng riêng cho Inox để tránh nhiễm sắt.

Tính toán và chuẩn bị: từ bản vẽ tới cài đặt máy

– Vật liệu: chọn mác 304L/316L theo môi trường; dùng bản tiêu chuẩn ASTM A240/A240M.
– Bề dày và dung sai: theo bản vẽ/tiêu chuẩn thiết kế (ASME VIII cho bình chịu áp, API 650/620 cho bể hàn).
– Bù đàn hồi (overbend): với 304/316 t ≤ 8–10 mm, thường đặt bán kính lốc nhỏ hơn R mục tiêu 1–3% và bổ sung 1–2 lượt “ép chỉnh” cuối. Với t dày hơn, cần thử nhanh một đoạn rồi hiệu chỉnh.
– Cạnh thẳng (flat end):
+ Không tiền uốn: mỗi mép có thể để lại E ≈ 1.1–1.5 × D_top (không chấp nhận cho mối hàn dọc).
+ Prebending tốt: E có thể giảm xuống ≈ 1–2 × t (máy 4 trục) hoặc 1.5–2 × t (máy 3 trục).
– Chuẩn bị mép: vát mép V/K theo WPS; làm sạch nẹp dầu/ba via; giữ màng PE chống xước nếu cần hoàn thiện bề mặt sau.

Ví dụ nhanh: yêu cầu ống Inox 304L, t = 6 mm, D_trong = 1200 mm.
– Chọn máy có D_top phù hợp: với Inox, D_min ≈ 1.4 × D_top ⇒ D_top ≤ 857 mm (máy phổ thông đáp ứng).
– Cài đặt bán kính đặt (R_set) ≈ 0.98 × R_target trong lượt cuối, kiểm tra bằng đai đo; nếu đường kính hồi lớn hơn 1% thì tăng overbend thêm 0.5–1%.

Quy trình lốc tấm thành ống vỏ bồn (SOP tham khảo)

1) Kiểm tra vật liệu: chứng chỉ mác, bề dày, bề mặt; tách biệt khu vực Inox.
2) Gá thẳng tấm, căn song song con lăn; làm sạch con lăn.
3) Prebending mép 1: tăng lực dần, đạt bán kính gần danh nghĩa, chiều dài flat end theo mục tiêu (≈1–2 × t).
4) Đảo/điều chỉnh để prebend mép 2 tương tự.
5) Lốc thân: 2–4 lượt theo bậc lực, kiểm độ tròn sau mỗi lượt bằng đai đo hoặc cữ tròn.
6) Hiệu chỉnh overbend: đặt R_set nhỏ hơn mục tiêu 1–3% cho lượt cuối.
7) Kẹp mép, căn thẳng đường sinh; tack weld mối dọc (≥3 điểm/m).
8) Hàn mối dọc:
– t ≤ 3 mm: GTAW (TIG) một lớp, đệm khí Argon trong (back purging).
– 3–12 mm: TIG root + GMAW (MIG) lớp đắp; hoặc SAW với đồ gá phù hợp.
– Dùng dây ER308L cho 304L, ER316L cho 316L (ISO 14343/AWS A5.9).
– Purge đến O2 < 50–100 ppm để tránh cháy vàng/ôxy hóa mặt trong (khuyến nghị của TWI). 9) Kiểm tra NDE mối dọc: thẩm thấu màu PT (ASTM E1417) và/hoặc RT/UT theo yêu cầu. 10) Nắn tròn sau hàn: đưa ống vào máy, lốc “nhẹ” 1–2 lượt để giảm ovality. 11) Ghép các course: căn chỉnh, tack, hàn mối vành theo WPS; kiểm tra biến dạng và nắn chỉnh. 12) Gia công phụ kiện: cổ ống, tấm gia cường, gân cứng; hàn theo trình tự đối xứng giảm biến dạng. 13) Làm sạch xỉ/oxit, trung hòa, rửa kỹ; chuẩn bị cho thử kín.

Lốc ống sẵn có và lốc thép hình làm gân

– Lốc ống sẵn có thành vòng/coil: dùng máy uốn 3 con lăn cho ống/hộp; kiểm soát chống bẹp bằng ru-lô lót hoặc cát khô (đối với đường kính nhỏ, t mỏng).
– Lốc thép hình (flat bar, V, U) làm gân tăng cứng cho bồn mỏng D lớn: chọn con lăn theo mặt lăn, dùng “crown” phù hợp để vòng khép kín, hàn đầu–đuôi và gia công phẳng mối nối.

Tạo hình đáy/chỏm bồn và đoạn côn

– Chỏm elip/torispherical:
+ Gia công chuyên dụng (spin forming, press forming), hoặc ghép cánh hoa (petal) rồi hàn đỉnh–vành.
+ Kiểm soát bán kính mép để ghép với vỏ trụ không hở/hụt.
– Đoạn côn: dùng máy lốc có đồ gá côn, chỉnh lệch con lăn biên theo góc côn; lốc từ đường sinh dài đến ngắn; tránh nhăn biên bằng giảm bước tiến–tăng lực ép tại mép dày.

Kiểm soát sai số, lỗi thường gặp và cách khắc phục

– Ovality vượt quá: do overbend thiếu, nắn sau hàn kém; giải pháp: tăng overbend 0.5–1%, lốc “lụa” lại sau hàn, dùng crowning và gối đỡ biên.
– “Phình bụng” (barrel) hoặc “thắt eo”: do con lăn không crown/áp lực không đều; cân chỉnh song song, dùng crowning, giảm bước tiến giữa tấm.
– Đầu to–đầu nhỏ (taper): do lệch trục hoặc cấp lực không đều; căn trục, chia lượt lốc đối xứng.
– Nếp nhăn biên khi lốc côn/mỏng: giảm bước tiến, tăng lực ép tại biên, dùng kẹp biên chống nhăn.
– Cạnh thẳng dài: prebend chưa đủ; tăng hành trình prebend và kiểm độ dài E trước khi lốc thân.
– Cháy màu/mặt trong ôxy hóa: purge chưa đạt; tăng lưu lượng Argon, bịt kín khe hở, theo dõi O2.
– Nhiễm sắt/điểm rỉ: tách dụng cụ, dùng bàn chải Inox, xử lý pickling–passivation.

Hàn ghép, nắn tròn, thử kín và xử lý bề mặt

– WPS/PQR theo tiêu chuẩn (ASME IX/AWS D1.6 cho Inox), ưu tiên L-grade để giảm nhạy cảm ăn mòn tinh giới.
– Nắn tròn sau hàn: bắt buộc với vỏ mỏng D lớn hoặc mối hàn nhiệt cao.
– Thử kín:
+ Bể chứa khí áp thấp: thử khí xà phòng, chân không cục bộ.
+ Bồn/bình: thủy lực theo API 650 (bể) hoặc ASME VIII UG-99 (bình chịu áp); áp và thời gian giữ theo bản vẽ.
– Làm sạch–thụ động hóa: theo ASTM A380/A967; dùng gel pickling (HNO3 + HF) loại bỏ nhiệt màu, rửa–trung hòa, kiểm tra bề mặt; có thể đánh bóng cơ (Ra theo yêu cầu quy trình CIP/SIP).

An toàn và bảo vệ bề mặt Inox

– An toàn máy lốc: vùng kẹp con lăn là điểm kẹp nguy hiểm; dùng bàn đạp khẩn cấp, cấm đeo găng lỏng, khóa điện khi bảo trì.
– Nâng hạ: dùng đai vải, tránh xích thép trực tiếp lên bề mặt; lót cao su.
– Bảo vệ bề mặt: tách biệt khu vực thép carbon, không mài bằng đá đã mài thép đen, giữ màng PE đến trước khi hàn.

Vật liệu Inox, dây hàn và khí bảo vệ khuyến nghị

– 304/304L: nước sạch, thực phẩm; dây ER308L, khí Ar 99.99% (TIG), Ar+2%CO2 hoặc Ar+O2 rất thấp (MIG cho Inox; ưu tiên Ar+2%CO2/1–2%O2 chuyên dụng Inox).
– 316/316L: môi trường clorua nhẹ–trung bình; dây ER316L; có thể dùng backing flux tape khi purge khó.
– Purging: lưu lượng 5–10 lít/phút, xả khí đến O2 < 50–100 ppm trước khi hàn chân; bịt kín hai đầu, có lỗ thoát nhỏ chống áp.

Tiêu chuẩn và dung sai tham khảo

– Vật liệu: ASTM A240/A240M (tấm Inox).
– Thiết kế/chế tạo: ASME Section VIII Div.1 (bình chịu áp), API 650/620 (bể hàn).
– Hàn: ASME IX, AWS D1.6/ISO 9606-1 (chứng nhận thợ hàn).
– Làm sạch/thụ động hóa: ASTM A380, ASTM A967.
– NDE: ASTM E1417 (PT), ASME V (UT/RT).
– Dung sai độ tròn tham khảo: bể hàn API 650 thường giới hạn độ méo tròn ≤ 1% D; bình chịu áp thường khắt khe hơn (≤ 0.5% tùy đặc tả).
Nguồn: ASME BPVC; API 650; ASTM A240/A380/A967; khuyến nghị hàn/purging của TWI; hướng dẫn máy lốc của Faccin/Davi.

Dịch vụ và vật tư tại Inox Cường Thịnh

– Cung cấp tấm–ống–phụ kiện Inox 304/304L/316L chuẩn chứng chỉ, cắt quy cách, vát mép, lốc tròn 3/4 trục theo bản vẽ.
– Tư vấn lựa chọn máy, set-up thông số lốc, quy trình hàn–nắn–thử kín tối ưu chi phí.
Liên hệ để được tư vấn và báo giá tốt: Hotline 0343.417.281 • Email inoxcongnghiep.cuongthinh@gmail.com

Kết luận

Lốc tròn ống và tấm Inox cho bồn, bể công nghiệp đòi hỏi chọn đúng máy (3/4 trục), hiểu springback của Inox, prebending đúng để khống chế cạnh thẳng, cài đặt overbend hợp lý, quy trình hàn có purge, nắn tròn sau hàn và hoàn thiện bề mặt theo chuẩn. Áp dụng các quy tắc D_min theo D_top, kiểm soát dung sai độ tròn và tuân thủ tiêu chuẩn (ASME/API/ASTM) sẽ giúp bồn bể đạt độ kín, bền và sạch bề mặt. Cần hỗ trợ kỹ thuật hoặc gia công trọn gói, hãy liên hệ Inox Cường Thịnh để tối ưu chi phí và tiến độ.