Ống thép mạ kẽm là gì? Đó là ống thép cacbon được phủ một lớp kẽm để chống gỉ. Trên thị trường có hai loại khác nhau hoàn toàn về cách làm và độ bền: ống tôn mạ kẽm (cán từ băng tôn đã mạ sẵn, lớp kẽm mỏng) và ống mạ kẽm nhúng nóng (hàn thành ống đen rồi mới nhúng cả ống vào bể kẽm nóng chảy, lớp kẽm dày và phủ kín cả mặt trong). Chọn nhầm loại là nguyên nhân phổ biến khiến đường ống nước hay khung ngoài trời gỉ sớm. Bài viết giải thích cách phân biệt, độ dày lớp kẽm, tuổi thọ ước tính theo môi trường, tiêu chuẩn và ứng dụng của từng loại.
Ống thép mạ kẽm là gì?
Ống thép mạ kẽm là ống thép (thường là ống hàn từ thép cacbon thấp) có lớp kẽm bao phủ bề mặt. Kẽm bảo vệ thép theo hai cách. Thứ nhất, lớp kẽm ngăn nước và ô xy tiếp xúc với thép. Thứ hai, kẽm hoạt động mạnh hơn sắt nên khi lớp mạ bị trầy, kẽm xung quanh sẽ bị ăn mòn thay cho thép, gọi là bảo vệ hy sinh. Nhờ cơ chế thứ hai, vết xước nhỏ trên ống mạ kẽm không gỉ lan ra như vết xước trên lớp sơn. Sự khác nhau giữa mạ kẽm nhúng nóng và mạ điện được phân tích kỹ trong bài mạ điện và mạ kẽm nhúng nóng khác nhau ra sao.
Hai loại ống mạ kẽm trên thị trường
1. Ống tôn mạ kẽm (mạ trước, cán ống sau)
Nguyên liệu là cuộn thép đã được mạ kẽm trên dây chuyền mạ liên tục (tôn cuộn mạ kẽm, ví dụ theo JIS G3302). Cuộn được xả băng, cán tròn, hàn đường dọc bằng hàn cao tần rồi cắt thành cây. Lớp mạ thường trong dải Z60 đến Z275, tức 60 đến 275 g/m² tính cho cả hai mặt, tương đương khoảng 4 đến 19 µm mỗi mặt.
Nhiều nơi gọi loại này là “ống mạ điện phân”. Cách gọi đó chưa chính xác: phần lớn tôn kẽm dùng làm ống được mạ bằng cách nhúng nóng liên tục, chỉ là mạ khi còn ở dạng băng phẳng nên lớp kẽm mỏng. Điểm yếu của ống tôn mạ kẽm nằm ở đường hàn: nhiệt hàn làm cháy lớp kẽm, mặt ngoài thường được xử lý phủ lại nhưng mặt trong đường hàn rất khó phủ, nên khi dẫn nước, gỉ thường bắt đầu từ đường hàn bên trong.
2. Ống mạ kẽm nhúng nóng (cán ống trước, mạ sau)
Ống đen được hàn hoàn chỉnh, sau đó tẩy dầu, tẩy gỉ bằng axit, nhúng dung dịch trợ dung rồi nhúng cả cây vào bể kẽm nóng chảy khoảng 450 °C. Kẽm thấm vào mọi bề mặt, cả lòng ống và đường hàn, tạo các lớp hợp kim sắt kẽm bám chặt với thép. Kẽm thừa trong lòng ống được thổi ra trước khi làm nguội. Theo ASTM A53, lớp kẽm của ống nhúng nóng phải đạt trung bình không dưới 0,55 kg/m² tính cả mặt trong và mặt ngoài, tương đương khoảng 77 µm.
Bảng so sánh ống tôn mạ kẽm và ống mạ kẽm nhúng nóng
| Tiêu chí | Ống tôn mạ kẽm | Ống mạ kẽm nhúng nóng |
|---|---|---|
| Thời điểm mạ | Mạ băng thép trước khi cán ống | Mạ sau khi đã thành ống |
| Lớp kẽm | Z60 đến Z275, khoảng 4 đến 19 µm mỗi mặt | Trung bình từ 0,55 kg/m² (ASTM A53), khoảng 77 µm |
| Mặt trong ống | Có kẽm, trừ mặt trong đường hàn | Phủ kín toàn bộ |
| Bề mặt | Sáng, mịn, đều màu | Xám bạc, có thể có hoa kẽm, kém mịn hơn |
| Độ bền ngoài trời | Thấp hơn | Cao, gấp nhiều lần |
| Tiêu chuẩn thường gặp | Tôn nền theo JIS G3302. Ống theo tiêu chuẩn nhà sản xuất | BS 1387 (cũ), BS EN 10255, ASTM A53 |
| Ứng dụng phù hợp | Nội thất, khung kệ, kết cấu nhẹ trong nhà | Cấp nước, phòng cháy chữa cháy, công trình ngoài trời |
| Giá | Rẻ hơn | Cao hơn do lớp kẽm dày và thêm công đoạn |
Logic tương tự áp dụng cho thép hộp: hộp từ tôn kẽm và hộp nhúng nóng khác nhau ở độ dày lớp mạ, xem bài thép hộp mạ kẽm và hai cách mạ.
Lớp kẽm dày bao nhiêu thì dùng được bao lâu?
Kẽm bị ăn mòn dần với tốc độ gần như ổn định theo môi trường. Tiêu chuẩn ISO 9223 phân cấp độ ăn mòn khí quyển và tốc độ hao mòn kẽm tương ứng. Lấy độ dày lớp kẽm chia cho tốc độ hao mòn sẽ ra thời gian ước tính trước khi thép bắt đầu bị gỉ:
| Môi trường (ISO 9223) | Hao mòn kẽm (µm/năm) | Ống tôn kẽm, khoảng 19 µm | Ống nhúng nóng, khoảng 77 µm |
|---|---|---|---|
| C2: nông thôn, ít ô nhiễm | 0,1 đến 0,7 | Trên 25 năm | Trên 100 năm |
| C3: đô thị, ven biển ít muối | 0,7 đến 2,1 | Khoảng 9 đến 27 năm | Khoảng 37 đến 110 năm |
| C4: khu công nghiệp, ven biển | 2,1 đến 4,2 | Khoảng 4,5 đến 9 năm | Khoảng 18 đến 37 năm |
| C5: công nghiệp ẩm, sát biển | 4,2 đến 8,4 | Khoảng 2 đến 4,5 năm | Khoảng 9 đến 18 năm |
Bảng chỉ tính cho mặt ngoài tiếp xúc không khí. Mặt trong ống dẫn nước bị ăn mòn theo tính chất nguồn nước (độ pH, độ cứng, clo dư, nhiệt độ). Đặc biệt với nước nóng trên khoảng 60 °C, kẽm có thể mất tác dụng bảo vệ hy sinh, vì vậy đường ống nước nóng thường dùng vật liệu khác như ống inox, ống đồng hoặc ống nhựa chịu nhiệt.
Tiêu chuẩn ống thép mạ kẽm thường gặp
- BS 1387:1985: tiêu chuẩn Anh cũ cho ống thép ren, chia ống nhẹ, trung bình, nặng. Nay được thay bằng BS EN 10255 nhưng tên BS 1387 vẫn được dùng rất phổ biến ở Việt Nam.
- ASTM A53: ống thép đen và mạ kẽm nhúng nóng của Mỹ, gồm ống hàn và ống đúc, có yêu cầu riêng về khối lượng lớp kẽm. Ý nghĩa các mã ASTM được giải thích trong bài cách đọc tiêu chuẩn ASTM.
- JIS G3452 (SGP): ống thép thông dụng của Nhật, có loại ống đen và ống mạ kẽm.
- JIS G3302: tiêu chuẩn tôn cuộn mạ kẽm, là nguyên liệu của ống tôn mạ kẽm.
Ví dụ, theo thông tin của Hòa Phát, ống thép mạ kẽm nhúng nóng của hãng có đường kính từ Φ21,2 đến Φ219,1 mm, sản xuất theo BS 1387, BS EN 10255 và ASTM A53. Hãng cũng có dòng ống tôn mạ kẽm làm từ tôn cuộn theo JIS G3302. Thông tin chi tiết về dòng ống này có trong bài các dòng ống thép Hòa Phát.
Quy cách ống mạ kẽm thông dụng
Ống mạ kẽm thường gọi theo “phi” (đường kính ngoài làm tròn) hoặc theo DN (đường kính danh nghĩa). Bảng dưới là các cỡ hay dùng trong cấp nước và phòng cháy chữa cháy. Độ dày và trọng lượng theo từng cấp nhẹ, trung bình, nặng có trong bảng quy cách ống DN, phi, SCH đầy đủ.
| Gọi theo phi | DN | Inch | Thường dùng cho |
|---|---|---|---|
| Phi 21 | DN15 | 1/2″ | Nhánh cấp nước vào thiết bị vệ sinh |
| Phi 27 | DN20 | 3/4″ | Nhánh cấp nước trong căn hộ |
| Phi 34 | DN25 | 1″ | Nhánh sprinkler, cấp nước tầng |
| Phi 42, phi 49 | DN32, DN40 | 1 1/4″, 1 1/2″ | Ống nhánh chính, lan can, giàn giáo |
| Phi 60 | DN50 | 2″ | Ống trục cấp nước, ống nhánh chữa cháy |
| Phi 76, phi 90 | DN65, DN80 | 2 1/2″, 3″ | Trục chữa cháy, ống đứng tòa nhà |
| Phi 114 trở lên | DN100 trở lên | 4″ trở lên | Ống trục chính, đường ống ngoài nhà |
Cột “thường dùng” mang tính tham khảo. Đường kính và cấp độ dày của từng tuyến ống do thiết kế quyết định theo lưu lượng và áp lực.
Ứng dụng của từng loại
- Ống mạ kẽm nhúng nóng: đường ống cấp nước lạnh, hệ thống phòng cháy chữa cháy, ống đi ngoài trời, hàng rào, giàn giáo, kết cấu nhà kính và nhà xưởng ở môi trường ẩm.
- Ống tôn mạ kẽm: khung kệ, đồ nội thất, lan can và khung trong nhà, ống luồn dây điện trong nhà, kết cấu nhẹ ít tiếp xúc nước.
Với đường ống dẫn nước có áp, nên tính đến cả hiện tượng va đập thủy lực khi đóng van đột ngột. Xem bài búa nước trong đường ống.
Cách phân biệt khi nhận hàng
- Nhìn mặt trong: ống nhúng nóng có lớp kẽm xám bạc phủ kín lòng ống. Ống tôn kẽm sáng như mặt ngoài nhưng thấy rõ một vệt đường hàn dọc thân ống.
- Nhìn bề mặt ngoài: ống nhúng nóng kém mịn hơn, có thể có hoa kẽm hoặc giọt kẽm nhỏ ở đầu ống. Ống tôn kẽm láng, đều màu.
- Đọc chữ in trên ống: tên nhà sản xuất, tiêu chuẩn (BS 1387, BS EN 10255, ASTM A53), quy cách và độ dày.
- Cân thử: ống nhúng nóng nặng hơn ống đen cùng quy cách do có thêm lớp kẽm hai mặt, với ống phi 60 mức chênh khoảng 3 đến 5%.
Lưu ý khi thi công ống mạ kẽm
- Ống nhúng nóng nên nối bằng ren, khớp nối hoặc mặt bích. Nếu buộc phải hàn, nhiệt hàn làm cháy kẽm quanh mối hàn, cần làm sạch và phủ lại bằng sơn giàu kẽm.
- Sau khi cắt ren hoặc cắt ống, phủ kẽm lạnh lên phần thép lộ ra.
- Tránh để ống mạ kẽm tiếp xúc trực tiếp với đồng trong môi trường ẩm. Nên dùng khớp nối cách điện để tránh ăn mòn điện hóa.
- Bảo quản nơi khô, kê cao, không để nước đọng giữa các ống trong bó vì dễ sinh gỉ trắng.
Chiều dày lớp mạ theo ASTM A123, ISO 1461 cho kết cấu, bu lông được tổng hợp trong bài các tiêu chuẩn mạ kẽm nhúng nóng.
Muốn đọc ký hiệu lớp mạ theo JIS, EN, ASTM trên nhãn ống và tôn, xem bài ký hiệu lớp mạ trên thép mạ kẽm.
Câu hỏi thường gặp
Ống thép mạ kẽm có bị gỉ không?
Có, nhưng chậm. Lớp kẽm bị hao mòn dần, khi hết kẽm thì thép mới gỉ. Lớp kẽm càng dày, môi trường càng ít ăn mòn thì ống dùng càng lâu.
Ống tôn mạ kẽm có làm ống nước được không?
Không nên dùng cho đường ống cấp nước lâu dài, vì lớp kẽm mỏng và mặt trong đường hàn không được bảo vệ. Đường ống nước nên dùng ống mạ kẽm nhúng nóng hoặc vật liệu khác theo thiết kế.
Ống mạ kẽm nhúng nóng nặng hơn ống đen bao nhiêu?
Thường khoảng vài phần trăm. Ví dụ ống phi 60, lớp kẽm hai mặt theo mức tối thiểu của ASTM A53 làm ống nặng thêm khoảng 3 đến 5% so với ống đen.
Có hàn được ống mạ kẽm không?
Hàn được nhưng không khuyến khích với ống nhúng nóng: khói kẽm độc, mối hàn mất lớp mạ. Nếu hàn phải thông gió tốt và phủ lại lớp chống gỉ giàu kẽm.
Ống mạ kẽm dùng được bao nhiêu năm?
Ngoài trời ở đô thị, ống nhúng nóng có thể dùng vài chục năm. Ống tôn kẽm ngắn hơn nhiều. Bảng ước tính theo môi trường ISO 9223 ở trên cho con số cụ thể theo từng loại.
Kết luận
Ống thép mạ kẽm gồm hai loại khác nhau: ống tôn mạ kẽm lớp mạ mỏng, đẹp, rẻ, hợp dùng trong nhà. Ống mạ kẽm nhúng nóng lớp mạ dày, phủ kín cả lòng ống, dùng cho cấp nước, phòng cháy và công trình ngoài trời. Khi mua, hãy hỏi rõ loại mạ, tiêu chuẩn và kiểm tra mặt trong ống. Giá các loại ống đen, ống tôn kẽm và ống nhúng nóng được cập nhật tại trang bảng giá ống thép mạ kẽm các hãng.