Lò hơi công nghiệp được sử dụng với mục đích tạo ra hơi nước và nhiệt trong các ngành công nghiệp khác nhau như sản xuất điện, xử lý hóa chất và thực phẩm… Các vật liệu chế tạo lò hơi công nghiệp sẽ phụ thuộc vào một số yếu tố, chẳng hạn như điều kiện vận hành, áp suất, nhiệt độ và loại nhiên liệu mà doanh nghiệp sử dụng. 

Bài viết này Vietnam Zero Waste muốn chia sẻ một số vật liệu chế tạo lò hơi công nghiệp phổ biến hiện nay, cùng tham khảo nhé!

Những thông tin quan trọng:

• Các vật liệu chế tạo lò hơi công nghiệp sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau mà doanh nghiệp đã đưa ra ban đầu.
• Ngoài các yếu tố liên quan đến việc vận hành, thì giá thành cũng thuộc yếu tố quan trọng ảnh hưởng rất nhiều đến quyết định của doanh nghiệp. Vì vậy, cần tham khảo kỹ giá thành tại thị trường công nghiệp Việt Nam.

Thép carbon

Thép carbon là một loại thép chứa ít nhất 90% sắt, với phần còn lại là cacbon và các nguyên tố khác. Được các doanh nghiệp lựa chọn phổ biến cho việc chế tạo lò hơi công nghiệp vì hiệu suất cao, độ bền và chi phí thấp. Tùy thuộc vào mức độ vật liệu chứa carbon, thép carbon được chia thành 3 loại như sau:

• Low carbon steel (Thép carbon thấp): Chứa khoảng 0,05 – 0,3% carbon, đây là loại thép có độ dẻo và dễ gia công nhất. Tuy nhiên, khả năng chịu áp lực và nhiệt độ của vật liệu này thấp hơn các loại thép khác.
• Medium carbon steel (Thép carbon vừa): Chứa khoảng 0,6 – 1,5% carbon, là loại thép có độ bền và độ cứng cao hơn so với thép carbon thấp.
• High carbon steel (Thép carbon cao): Chứa khoảng 0,6 – 1,5% carbon, là loại thép có độ cứng và độ bền cao nhất trong ba loại thép carbon, tuy nhiên vật liệu này “giòn” rất dễ bị gãy và khó gia công.

Đối với vật liệu chế tạo lò hơi công nghiệp này, hầu hết các nhà sản xuất đều sử dụng thép có nồng độ carbon thấp hoặc vừa nhằm đảm bảo tính an toàn và độ bền của vật liệu. 

Để có thể xử lý những vật liệu này, các nhà sản xuất sẽ áp dụng các quá trình gia nhiệt nhằm nâng cao tính đàn hồi và tăng khả năng chịu áp lực của thép trong quá trình sử dụng lò hơi công nghiệp.

Giá thành của thép carbon tại thị trường công nghiệp Việt Nam năm 2023 dao động từ khoảng 10.000 – 15.000 VNĐ/kg. Tuy nhiên, giá cả có thể thay đổi một chút tùy thuộc vào chất lượng và số lượng cụ thể mà khách hàng đặt hàng.

Thép không gỉ

Thép không gỉ là loại thép chứa <10,5% crom và <50% sắt. Các nguyên tố khác chẳng hạn như nickel, mangan, silic, photpho, lưu huỳnh và nitơ được bổ sung để tăng cường tính chất của vật liệu. Các thành phần này tạo ra một lớp phủ bảo vệ trên bề mặt thép, giúp ngăn chặn sự tích tụ của oxy và ăn mòn.

Đối với chế tạo lò hơi công nghiệp, thép không gỉ là một lựa chọn phổ biến bởi những tính chất sau:

• Kháng ăn mòn cao: Thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn rất tốt, do lớp phủ bảo vệ trên bề mặt của nó. Điều này giúp ngăn chặn sự xuất hiện của rỉ sét, độc hại cho lò hơi.
• Độ bền cơ học cao: Vật liệu thép không gỉ có độ bền cơ học và độ cứng cao, giúp chịu được tải trọng và áp suất nước cao trong lò hơi.
• Khả năng chịu nhiệt tốt: Thép không gỉ có khả năng chịu nhiệt tốt, có thể giữ được tính chất của nó trong khoảng nhiệt độ từ -320°F (-196°C) đến 1000°F (537°C).
• Dễ dàng gia công: Thép không gỉ có độ dẻo cao, nên rất dễ được gia công và hàn.

Bên cạnh đó, thép không gỉ được đưa vào sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu tính an toàn và độ bền cao, chẳng hạn như các bộ phận tiếp với nước như bể chứa nước, bồn nước, ống dẫn nước, ghi lò hơi. 

Tuy nhiên vật liệu này thường có giá thành cao hơn so với thép carbon, do đó nồi hơi công nghiệp được chế tạo từ thép không gỉ thường được sử dụng trong các ứng dụng cần tính thanh lịch và độ bền cao.

Giá thành của thép không gỉ tại thị trường công nghiệp Việt Nam dao động từ khoảng 50.000 – 80.000 VNĐ/kg. Tuy nhiên, giá cả có thể thay đổi một chút tùy thuộc vào chất lượng và số lượng cụ thể mà khách hàng đặt hàng.

Thép hợp kim

Thép hợp kim được bổ sung các nguyên tố như crom, molypden và niken, vanadium, silic, coban… nhằm cải thiện tính chất cơ học và tăng tính chịu nhiệt của vật liệu. Thép hợp kim được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau, bao gồm cả chế tạo lò hơi công nghiệp. Một số tính chất nổi bật của thép hợp kim là:

• Độ bền cứng cao: Nhờ vào việc bổ sung các hợp kim, vật liệu này sẽ có độ bền cứng cao hơn so với thép không hợp kim.
• Khả năng chịu nhiệt tốt: Các nguyên tố hợp kim trong vật liệu này cũng giúp nâng cao khả năng chịu nhiệt, cho phép vật liệu chịu được nhiệt độ cao hơn so với thép không hợp kim.
• Độ bền vững cao: Thép hợp kim có độ bền vững vô cùng cao, tức là chịu được tải trọng và áp lực trong thời gian dài.
• Độ bền mỏi và rò rỉ thấp: Sự gia tăng tính chất cơ học và chịu nhiệt của thép hợp kim cũng giúp ngăn chặn nguy cơ mỏi và rò rỉ trong quá trình sử dụng lò hơi công nghiệp.

Trong quá trình chế tạo lò hơi công nghiệp, thép hợp kim được sử dụng cho các bộ phận như hệ thống ngưng tụ, bộ làm nóng tiền xa và bộ trao đổi nhiệt. Vật liệu này được sử dụng chủ yếu do tính linh hoạt và khả năng điều chỉnh dễ dàng với những yêu cầu khác nhau của lò hơi.

Các loại vật liệu chế tạo lò hơi công nghiệp gồm:

• Thép hợp kim molybdenum (Mo)
• Thép Crom (Cr)
• Vanadium (V)
• Niken (Ni)

Đặc biệt hơn, thép hợp kim Crom – molipden (Cr – Mo) là một trong những loại thép hợp kim được các nhà sản xuất sử dụng phổ biến nhất trong việc chế tạo lò hơi công nghiệp.

Giá thành của thép hợp kim tại thị trường công nghiệp Việt Nam dao động từ khoảng 30.000 – 150.000 VNĐ/kg. Giá thành này có thể thay đổi tùy thuộc vào loại thép hợp kim cụ thể, chất lượng và số lượng đặt hàng.

Xem thêm: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động lò hơi công nghiệp

Gang

Gang là vật liệu chắc và bền được sử dụng trong các dòng nồi hơi áp suất thấp. Vật liệu này cũng có khả năng chống ăn mòn và có thể chịu được nhiệt độ cao.

Được sử dụng chủ yếu trong việc chế tạo các bộ phận của lò hơi công nghiệp như bộ phận chứa nước, bồn nước, ống nước và các thiết bị phụ trợ khác. 

Tuy nhiên, gang thường sẽ không được sử dụng để chế tạo bề mặt tiếp xúc với nước, vì vật liệu này dễ bị ăn mòn. Nếu các nhà sản xuất muốn sử dụng để chế tạo các bề mặt tiếp xúc với nước, cần thực hiện quá trình phủ lớp chống ăn mòn trên mặt gang.

Trong chế tạo lò hơi công nghiệp, gang thường được chế tạo thành hai loại chính:

• Gang xám: Có độ bền cao hơn và có thể sử dụng để chế tạo bất kỳ bộ phận trong lò hơi.
• Gang dẻo: Thường được sử dụng để chế tạo bộ phận của thân lò hơi như van, hệ thống chảy và cơ cấu kiểm soát.

Dù vậy nhưng gang không có khả năng chống ăn mòn tốt như thép không gỉ hoặc các vật liệu chống ăn mòn khác, vì thế, trong quá trình sử dụng cần bảo dưỡng và chăm sóc thường xuyên nhằm tránh tình trạng ăn mòn.

Giá thành của gang tại thị trường công nghiệp Việt Nam dao động từ khoảng 4.500 – 6.000 VNĐ/kg, tương đương khoảng 0,20 – 0,26 USD/kg. Giá cả này có thể thay đổi tùy thuộc vào chất lượng và số lượng cụ thể mà khách hàng đặt hàng.

Tuy nhiên, khi sử dụng gang để chế tạo lò hơi, cần phải chọn loại gang đúng tiêu chuẩn và đảm bảo chất lượng để đảm bảo độ bền và tính an toàn của lò hơi công nghiệp. 

Vật liệu chịu lửa

Các vật liệu chịu lửa được sử dụng để lót thành lò hơi công nghiệp với vai trò chịu nhiệt và giảm thiểu sự ăn mòn. Sẽ tùy thuộc vào nhiệt độ và áp suất hoạt động của lò hơi, nhà sản xuất sẽ sử dụng các loại vật liệu chịu lửa khác nhau.

Một trong những loại vật liệu chịu lửa được sử dụng phổ biến trong việc chế tạo lò hơi công nghiệp là gạch chịu. Vật liệu này được sản xuất bằng cách làm khối gạch lửa từ xi măng và sử dụng các nguyên liệu khác nhau nhằm với mục đích cải thiện tính chất chịu lửa của vật liệu, chẳng hạn như chất độn (silica, alumina).

Một loại vật liệu chịu lửa khác được sử dụng trong lò hơi công nghiệp là gốm sứ, chúng có khả năng chịu nhiệt và chống sự ăn mòn cao, nên thường được các nhà sản xuất sử dụng chủ yếu cho các bộ phận trong lò hơi như hệ thống chế tố, bộ trao đổi nhiệt hay các thiết bị giải nhiệt.

Ngoài ra, còn có các loại vật liệu chịu lửa khác bao gồm cả thép đúc chịu nhiệt và các hợp kim chịu lửa như nicrom, crom, molybdenum, tungsten và vanadium. Những loại vật liệu này được sử dụng để chế tạo các bộ phận như ống nước, bộ phận cứng, vòng đệm và ống kết nối trong lò hơi.

Vật liệu chịu lửa của lò hơi công nghiệp cho phép truyền nhiệt tốt, đảm bảo trong quá trình sử dụng, các bộ phận của lò hơi không bị biến dạng hay bị ăn mòn ở nhiệt độ và áp suất cao, cũng như có tính ổn định hóa học tốt trong môi trường hơi nước. Bên cạnh đó, các nhà sản xuất còn phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật tương ứng, chẳng hạn như độ bền cơ học và độ cứng cao.

Xem thêm: Bông thuỷ tinh cách nhiệt lò hơi

Vật liệu hàn

Vật liệu hàn được sử dụng trong chế tạo lò hơi công nghiệp là một phần cực kỳ quan trọng và không thể thiếu, với mục đích nối các bộ phận khác nhau của lò hơi công nghiệp lại với nhau.

Cần lưu ý vật liệu phải đáp ứng các yêu cầu về độ bền, độ bền mỏi, khả năng chịu thay đổi nhiệt độ và kháng ăn mòn. Một số vật liệu hàn được sử dụng phổ biến trong chế tạo lò hơi công nghiệp:

• Crom: Loại vật liệu có kháng ăn mòn cao, được sử dụng trong đầu đốt lò hơi, chịu được nhiệt độ từ 500°C đến 600°C .
• Niken và vật liệu hợp niken: Được sử dụng trong chế tạo bộ làm nóng tiền xa.

Trong quá trình chế tạo lò hơi công nghiệp, vật liệu hàn phải được chọn và sử dụng đúng cách để tránh tình trạng hở hàn, biến dạng hoặc làm suy yếu đi cơ tính kết cấu. Ngoài ra các kỹ thuật hàn cũng phải được thực hiện đúng cách và chính xác nhằm đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền của lò hơi công nghiệp.

Cần lưu ý khi mua và sử dụng vật liệu cho chế tạo lò hơi công nghiệp, nên đảm bảo mua từ các nhà cung cấp có uy tín và đảm bảo chất lượng để đảm bảo tính an toàn và độ bền của lò hơi.

Ngoài ra, cần tư vấn với các chuyên gia để xác định mức độ chính xác của các tiêu chuẩn kỹ thuật được áp dụng cho chế tạo lò hơi công nghiệp và các yêu cầu kỹ thuật tùy thuộc vào các ứng dụng cụ thể.

Trên đây là một số vật liệu chế tạo lò hơi công nghiệp phổ biến hiện này mà Vietnam Zero Waste muốn chia sẻ. Mong bài viết này có thể giúp các doanh nghiệp thu thập được nhiều thông tin bổ.