Phần lớn van cổng, van bướm, van 1 chiều cấp nước trên thị trường có thân bằng gang, nhưng “gang” gồm hai loại tính chất rất khác nhau: gang xám và gang cầu. Van gang xám rẻ hơn nhưng giòn, van gang cầu dẻo và chịu áp tốt hơn. Bài viết so sánh gang cầu và gang xám, cách đọc ký hiệu FC, FCD, GG, GGG trên thân van và khi nào nên chọn loại nào.
Gang xám và gang cầu khác nhau ở đâu?
Cả hai đều là hợp kim sắt – cacbon với hàm lượng cacbon khoảng 2–4%. Điểm khác nằm ở hình dạng graphit (cacbon tự do) trong tổ chức kim loại:
- Gang xám (grey cast iron): graphit dạng tấm, phiến. Đầu các tấm graphit sắc như vết nứt nhỏ, nên gang xám chịu nén tốt nhưng chịu kéo, chịu va đập kém, gãy giòn mà không biến dạng.
- Gang cầu (ductile iron, nodular iron): graphit dạng hạt cầu nhờ xử lý magie khi đúc. Hạt cầu không tạo điểm tập trung ứng suất, nên gang cầu dẻo, bền kéo gần bằng thép, chịu va đập tốt.
Tổng quan về các loại gang (xám, trắng, cầu, dẻo) xem bài tìm hiểu vật liệu gang.
Bảng so sánh gang cầu và gang xám
| Tiêu chí | Gang xám | Gang cầu |
|---|---|---|
| Hình dạng graphit | Tấm, phiến | Hạt cầu |
| Ký hiệu thường gặp | FC200, FC250 (JIS); GG20, GG25 (DIN cũ); EN-GJL-250; ASTM A126 | FCD400, FCD450, FCD500 (JIS); GGG40, GGG50 (DIN cũ); EN-GJS-400/500; ASTM A536 |
| Độ bền kéo tối thiểu | Khoảng 200–250 MPa (FC200–FC250) | Khoảng 400–500 MPa (FCD400–FCD500) |
| Độ giãn dài | Dưới 1%, gần như không có | Khoảng 7–15% tùy mác |
| Chịu va đập, búa nước | Kém, dễ nứt vỡ | Tốt |
| Giảm rung, chống mài mòn trượt | Rất tốt | Tốt |
| Đúc, gia công | Dễ, rẻ | Phức tạp hơn |
| Áp lực van thường gặp | PN10, một số PN16 cỡ nhỏ | PN16, PN25 |
| Giá | Thấp hơn | Cao hơn |
Con số trong ký hiệu cho biết độ bền kéo tối thiểu: FC250 khoảng 250 MPa, FCD450 khoảng 450 MPa, GGG50 khoảng 500 MPa. Chi tiết mác GGG50 xem bài GGG50 là gì.
Vì sao van cấp nước nên dùng gang cầu?
Đường ống cấp nước thường xuyên chịu búa nước khi bơm dừng đột ngột hoặc đóng van nhanh. Áp suất tăng vọt trong thời gian rất ngắn có thể làm nứt thân van gang xám vì vật liệu không có độ dẻo để “đàn hồi”. Gang cầu chịu được biến dạng nhỏ mà không nứt, an toàn hơn cho mạng cấp nước, PCCC, trạm bơm.
Vì lý do này, van cổng, van bướm cho cấp nước đô thị và PCCC hiện nay chủ yếu dùng thân gang cầu, phủ sơn epoxy bên trong và ngoài để chống gỉ.
Gang xám vẫn phù hợp khi áp lực thấp, ít va đập và cần giá rẻ: van nước dân dụng cỡ nhỏ, nắp hố ga, thân bơm, đế máy (nhờ khả năng giảm rung).
Cách nhận biết van gang cầu hay gang xám
- Đọc ký hiệu đúc nổi trên thân van: FCD, GGG, GJS, DI, “DUCTILE” là gang cầu; FC, GG, GJL, CI là gang xám. Đây là cách nhanh và đáng tin nhất. Cách đọc các ký hiệu khác trên van xem bài ký hiệu van công nghiệp.
- Xem catalogue, tờ thông số kỹ thuật: mục “Body material” ghi rõ mác vật liệu.
- Yêu cầu chứng chỉ CO/CQ, chứng chỉ vật liệu: với công trình, dự án cần nghiệm thu.
- Kiểm tra tổ chức kim loại trong phòng thí nghiệm: soi kim tương để thấy graphit dạng tấm hay dạng cầu, dùng khi có tranh chấp chất lượng.
Không nên dựa vào màu sơn, trọng lượng hay tiếng gõ để kết luận, vì van gang xám và gang cầu cùng kích thước có thể sơn giống nhau, khối lượng chênh lệch không đáng kể.
Chọn gang cầu, gang xám hay vật liệu khác?
| Điều kiện | Vật liệu thân van gợi ý |
|---|---|
| Nước sạch áp thấp, dân dụng, PN10 | Gang xám hoặc gang cầu |
| Cấp nước đô thị, PCCC, trạm bơm, PN16 | Gang cầu |
| Áp lực PN25 trở lên, nhiệt độ cao, hơi nóng | Thép đúc (WCB) – xem thép cacbon |
| Nước biển, hóa chất, thực phẩm | Inox hoặc nhựa |
So sánh van gang với van inox xem bài so sánh van cổng inox và van cổng gang. Sản phẩm tham khảo: van cổng gang.
Câu hỏi thường gặp
Gang cầu và gang dẻo có phải là một không?
Trong tiếng Việt, gang cầu đôi khi được gọi là “gang dẻo” vì có độ dẻo cao. Về kỹ thuật, gang dẻo (malleable iron) là loại khác, được tạo ra bằng cách ủ gang trắng. Trên van công nghiệp, vật liệu dẻo phổ biến là gang cầu (ductile iron, FCD, GGG).
FCD450 và GGG50 cái nào tốt hơn?
Cả hai đều là gang cầu. FCD450 (JIS) có độ bền kéo tối thiểu khoảng 450 MPa, GGG50 (DIN) khoảng 500 MPa nhưng độ giãn dài thấp hơn. Với van cấp nước PN16, cả hai đều đáp ứng; quan trọng hơn là chất lượng đúc và lớp sơn phủ.
Van gang xám có dùng cho PCCC được không?
Không khuyến khích. Hệ PCCC chịu áp cao và va đập khi bơm khởi động, nên dùng van gang cầu có chứng nhận phù hợp yêu cầu của công trình.
Van gang có bị gỉ không?
Có. Cả gang xám và gang cầu đều gỉ khi tiếp xúc nước và không khí, nên van gang thường được phủ sơn epoxy. Lớp sơn bong tróc sẽ làm thân van gỉ dần, cần kiểm tra khi bảo trì.
Cần tư vấn chọn van gang?
Gửi cho Van Nước Việt Nam (Viva) lưu chất, áp lực làm việc và kích thước, đội kỹ thuật sẽ tư vấn van gang cầu hay gang xám phù hợp và báo giá kèm CO/CQ. Gọi hoặc nhắn Zalo 0969 916 835, hoặc gửi yêu cầu qua trang liên hệ.
Xem tổng hợp tài liệu vật liệu tại bài vật liệu van công nghiệp.
