Phần 7: Lựa chọn vật liệu cho các điều kiện đặc biệt
Ở phần lớn vị trí, quá trình lựa chọn có thể bắt đầu từ điều kiện vận hành rồi lần lượt lọc theo nhiệt, mài mòn, va đập và ăn mòn.
Tuy nhiên, một số ứng dụng không thể bắt đầu theo trình tự này.
Nếu vị trí có yêu cầu về tiếp xúc thực phẩm, nhiệt cực cao, hóa chất ăn mòn mạnh hoặc chống cháy, yêu cầu tuân thủ và hồ sơ áp dụng cần được kiểm tra trước. Một vật liệu có thể phù hợp hoàn toàn về tính chất kỹ thuật nhưng vẫn không thể sử dụng nếu thiếu chứng nhận hoặc hồ sơ bắt buộc cho ứng dụng cụ thể.
Vì vậy, với các điều kiện đặc biệt, phạm vi vật liệu cần được thu hẹp theo yêu cầu bắt buộc của ứng dụng trước khi tiếp tục đánh giá tính chất vật liệu.
1. Bốn điều kiện có thể làm thay đổi trình tự lựa chọn
Có bốn nhóm điều kiện cần được tách riêng:
Trong các trường hợp này, trình tự lựa chọn cần chuyển thành:
- Xác định yêu cầu bắt buộc của ứng dụng
- Kiểm tra chứng nhận và hồ sơ cần có
- Thu hẹp các nhóm đáp ứng yêu cầu
- Tiếp tục lọc theo điều kiện vận hành thực tế
Điểm khác biệt nằm ở bước đầu tiên. Danh sách vật liệu được phép xem xét đã bị giới hạn trước khi đi sâu vào cơ tính.
2. Cần xác định sớm vị trí có thuộc điều kiện đặc biệt hay không
Có thể bắt đầu bằng ba câu hỏi:
- Vật liệu có tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm không?
- Nhiệt đỉnh tại vị trí có vượt 550 °C không?
- Vị trí có nằm trong phạm vi yêu cầu chống cháy của nhà máy không?
Nếu một câu trả lời là “có”, cần kiểm tra thêm yêu cầu áp dụng trước khi tiếp tục lựa chọn vật liệu.
Riêng với môi trường hóa chất, cần xác định cụ thể:
- tên hóa chất
- nồng độ
- nhiệt độ
Không nên chỉ mô tả chung là “môi trường ăn mòn mạnh”, bởi cùng một vật liệu có thể phù hợp với hóa chất này nhưng không phù hợp với hóa chất khác.
3. Yêu cầu tuân thủ cần được tra theo quy định đang có hiệu lực
Các yêu cầu về chứng nhận hoặc hồ sơ có thể thay đổi theo:
- thời điểm
- ngành
- loại sản phẩm
- vị trí sử dụng
- phạm vi tiếp xúc
Vì vậy, không nên lấy một số hiệu quy định từ tài liệu cũ rồi mặc định áp dụng cho mọi trường hợp.
Khi ứng dụng có yêu cầu bắt buộc, cần tra quy định đang có hiệu lực tại thời điểm sử dụng và để bộ phận có thẩm quyền của nhà máy xác nhận phạm vi áp dụng.
Bên cung cấp vật liệu có thể cung cấp chứng nhận và hồ sơ liên quan, nhưng không thay nhà máy quyết định yêu cầu nào là bắt buộc đối với ứng dụng cụ thể.
4. Sau bước tuân thủ mới tiếp tục lọc theo điều kiện vận hành
Khi danh sách vật liệu đã được thu hẹp theo yêu cầu bắt buộc, quá trình lựa chọn quay lại trình tự kỹ thuật thông thường:
Nhiệt → mài mòn → va đập → ăn mòn
Một vật liệu đáp ứng đầy đủ chứng nhận nhưng không chịu được nhiệt độ tại vị trí vẫn phải bị loại.
Ngược lại, một vật liệu có cơ tính rất phù hợp nhưng không đáp ứng yêu cầu bắt buộc của ứng dụng cũng không được giữ lại.
Hai lớp điều kiện cần được tách rõ:
- điều kiện được phép sử dụng
- điều kiện làm việc phù hợp về kỹ thuật
Chỉ khi đáp ứng cả hai, vật liệu mới tiếp tục được xem xét.
Bạn có thể tìm hiểu thêm về trình tự lọc theo bốn yếu tố trong Phần 2: 4 yếu tố tác động và trình tự lựa chọn vật liệu.
5. Nhiệt cực cao làm phạm vi vật liệu thu hẹp nhanh
Nhiệt là một trong những điều kiện có thể loại cả nhóm vật liệu ngay từ đầu.
Theo bảng phân nhóm đang sử dụng trong hệ thống bài viết:
Mốc cần chú ý là 750 °C. Theo bảng này, trên mức đó không còn nhóm kim loại trong phạm vi lựa chọn.
Tuy nhiên, các mốc trên chỉ dùng để lọc theo nhóm.
Trong cùng một nhóm, từng mác có thể có giới hạn nhiệt khác nhau đáng kể. Sau khi xác định được nhóm, vẫn phải kiểm tra bản thông số hiện hành của mác dự kiến sử dụng.
Bạn có thể tìm hiểu thêm về cách sử dụng trần nhiệt trong quá trình lựa chọn tại Phần 2: 4 yếu tố tác động và trình tự lựa chọn vật liệu.
6. Khả năng chống hóa chất phải gắn với môi trường cụ thể
Cụm từ “trơ hóa học” không mô tả một khả năng tuyệt đối.
Một vật liệu có thể ổn định trong môi trường này nhưng không phù hợp với môi trường khác.
Vì vậy, khi đánh giá khả năng làm việc trong hóa chất, tối thiểu cần có ba thông tin:
- tên hóa chất
- nồng độ
- nhiệt độ
Ví dụ, trong bảng vật liệu đang sử dụng, đá bazan đúc nóng chảy có phạm vi trơ hóa tương đối rộng. Tuy nhiên, nhóm này đồng thời có trần nhiệt khoảng 350 °C và khả năng chịu va đập thấp hơn các nhóm kim loại.
Điều này cho thấy một vật liệu mạnh về khả năng chống tác động hóa học vẫn cần tiếp tục được đánh giá theo nhiệt, va đập và các điều kiện còn lại.
Không nên sử dụng nhận định “chống ăn mòn tốt” để thay thế việc kiểm tra môi trường hóa chất thực tế.
7. Một số yêu cầu cần được xác định ngay từ đơn hàng
Có những yêu cầu nếu không được thống nhất trước khi đặt hàng thì sau khi vật liệu đã được sản xuất hoặc giao tới nhà máy rất khó bổ sung.
Các yêu cầu này nên được đưa vào hồ sơ mua sắm trước khi đặt hàng thay vì chờ tới bước nghiệm thu mới bổ sung.
Điều này đặc biệt quan trọng với những thông số cần được sử dụng làm tiêu chí kỹ thuật hoặc điều kiện nghiệm thu.
Bạn có thể tìm hiểu thêm về sự khác nhau giữa mức bảo đảm, trị số điển hình và giá trị quy đổi trong Phần 1: Tính chất vật liệu và các đánh đổi khi lựa chọn.
8. Ba câu hỏi cần được xác nhận trước khi mua
Trước khi chốt phương án cho một ứng dụng có điều kiện đặc biệt, cần trả lời rõ ba câu:
- Vị trí này có yêu cầu tuân thủ nào và bộ phận nào của nhà máy xác nhận?
- Chứng nhận cần có phải còn hiệu lực đến thời điểm nào?
- Nếu đổi nhà cung cấp, hồ sơ hoặc chứng nhận có cần được đánh giá lại hay không?
Ba câu hỏi này giúp phân định rõ trách nhiệm giữa:
- kỹ thuật
- chất lượng
- pháp chế
- mua sắm
- nhà cung cấp
Nếu chưa xác định rõ yêu cầu bắt buộc, việc so sánh các vật liệu dựa trên độ cứng, tuổi thọ hoặc giá thành vẫn còn thiếu một điều kiện đầu vào quan trọng.
9. Với tiếp xúc thực phẩm, bảng cơ tính không đủ để kết luận vật liệu sử dụng được
Tại vị trí tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm, vật liệu không chỉ cần đáp ứng yêu cầu về mài mòn, nhiệt hoặc thi công.
Còn phải kiểm tra yêu cầu áp dụng cho chính ngành, sản phẩm và hình thức tiếp xúc đó.
Bên cung cấp có trách nhiệm cung cấp hồ sơ hoặc chứng nhận của vật liệu.
Nhưng việc xác định ứng dụng cụ thể bắt buộc phải đáp ứng yêu cầu nào thuộc về phía nhà máy.
Vì vậy, bộ phận kỹ thuật không nên tự kết luận vật liệu “dùng được cho thực phẩm” chỉ dựa trên:
- thành phần vật liệu
- độ cứng
- khả năng chống mòn
- nhiệt độ làm việc
Các thông tin cơ lý tính không thay thế hồ sơ tuân thủ của ứng dụng.
10. Chịu nhiệt cao và đáp ứng yêu cầu chống cháy là hai vấn đề khác nhau
Một vật liệu có thể làm việc ở nhiệt độ rất cao nhưng điều đó không tự động chứng minh vật liệu đáp ứng yêu cầu chống cháy của vị trí.
Hai vấn đề cần được tách riêng:
Khả năng chịu nhiệt trả lời vật liệu còn duy trì khả năng làm việc ở nhiệt độ nào.
Yêu cầu chống cháy thuộc nhóm yêu cầu an toàn của ứng dụng và cần được đánh giá theo tiêu chí riêng.
Nếu vị trí nằm trong phạm vi có yêu cầu chống cháy, cần kiểm tra riêng:
- tiêu chí áp dụng
- phương pháp đánh giá
- hồ sơ hoặc chứng nhận cần có
Không nên suy từ một giá trị trần nhiệt sang kết luận về khả năng đáp ứng yêu cầu chống cháy.
11. Trách nhiệm của các bộ phận
Điểm cần giữ rõ là bên cung cấp không quyết định yêu cầu tuân thủ của nhà máy.
Nhà cung cấp cung cấp hồ sơ và chứng nhận của vật liệu.
Nhà máy xác định hồ sơ nào là bắt buộc đối với ứng dụng cụ thể.
12. Lưu ý khi áp dụng kiến thức
Một, bài viết cung cấp khung lựa chọn cho các điều kiện đặc biệt, không thay thế việc tra quy định hiện hành của từng ứng dụng.
Hai, không nên sử dụng một số hiệu quy định cũ làm căn cứ mặc định cho mọi dự án. Phạm vi áp dụng cần được xác nhận tại thời điểm lựa chọn.
Ba, “trơ hóa học” phải được đánh giá theo từng môi trường cụ thể. Tên hóa chất, nồng độ và nhiệt độ là ba dữ liệu cần có trước khi kết luận.
Bốn, các trần nhiệt trong bài được trình bày theo nhóm vật liệu. Khi đi tới mác cụ thể, cần kiểm tra lại tài liệu kỹ thuật hiện hành của nhà sản xuất.
Năm, khả năng chịu nhiệt cao không thay thế yêu cầu chống cháy, cũng như cơ tính phù hợp không thay thế chứng nhận cần thiết cho ứng dụng tiếp xúc thực phẩm.
Với điều kiện đặc biệt, bước đầu tiên không phải tìm vật liệu cứng hơn hay chịu nhiệt cao hơn.
Bạn cần xác định trước vật liệu nào được phép sử dụng trong phạm vi ứng dụng, sau đó mới tiếp tục lọc theo điều kiện vận hành. Cách làm này giúp tránh trường hợp phương án đúng về kỹ thuật nhưng không đủ hồ sơ để triển khai trong thực tế.
