Một tấm thép cán nóng có thể đúng mác thép, đúng chiều dày và đúng khối lượng, nhưng khi đặt xuống bàn gia công lại bị gợn sóng hoặc có mép cong. Hiện tượng này thường được gọi chung là “thép tấm cong vênh”, song nó có thể bao gồm nhiều kiểu sai lệch: độ phẳng mặt tấm, độ cong cạnh, mất vuông góc góc tấm hoặc biến dạng sau quá trình cắt/gia công. Cách gọi chung khiến việc nghiệm thu dễ thiếu cơ sở vì mỗi sai lệch có cách đo và tiêu chí khác nhau.
Để biết một tấm thép có đạt yêu cầu hay không, người mua cần xác định đó là tấm cán nóng nguyên trạng, tấm đã xả từ cuộn, hay tấm đã cắt/gia công, sau đó chọn tiêu chuẩn dung sai đúng dạng sản phẩm. Không có mức “cong dưới 5 mm là đạt” áp dụng đồng loạt cho mọi chiều dày, khổ tấm và chiều dài đo. Bài viết giải thích cơ chế, cách kiểm và ví dụ theo EN 10029, đồng thời liên hệ đến các tiêu chuẩn khác như JIS G 3193 và ASTM A6/A6M trong đúng phạm vi áp dụng.
Độ phẳng thép tấm là gì và khác cong mép, vênh góc như thế nào?
Độ phẳng (flatness) mô tả mức độ bề mặt tấm sai lệch so với mặt phẳng tham chiếu tại chiều dài đo xác định. Một tấm có thể có vùng võng xuống ở giữa hai điểm tiếp xúc của thước thẳng, hoặc một vùng gồ lên khiến tấm không đặt phẳng trên bàn kiểm. Trong khi đó, edge camber nói về mức cong của cạnh dọc tấm so với đường thẳng, và out-of-squareness là sai khác liên quan góc vuông/độ vuông của hình dạng tấm. Một tấm có thể tương đối phẳng nhưng mép vẫn cong, hoặc ngược lại.
Những biến dạng được quan sát sau khi cắt nhiệt hoặc hàn cấu kiện còn có thể liên quan ứng suất dư, lượng nhiệt đưa vào và cách gá. Chúng không nhất thiết thuộc cùng cơ sở nghiệm thu với độ phẳng của vật liệu nguyên trạng khi xuất xưởng. Bởi vậy, nếu PO chỉ ghi “thép tấm 10 mm thẳng phẳng” thì bên bán và bên mua có thể hiểu hai mức chất lượng khác nhau. Để tránh tranh chấp, nên thống nhất loại sản phẩm, tiêu chuẩn, class dung sai, chiều dài thước và vị trí đo trước khi giao.
Theo AISC — Mill Production and Tolerances, dung sai cán của thép hình và thép tấm liên quan nhiều tiêu chí như hình học, độ phẳng, độ thẳng, độ cong và bề mặt. Dung sai sản xuất là giới hạn cho vật liệu nhận từ nhà máy; nếu dự án cần dung sai chặt hơn thì yêu cầu đó phải ghi trong hồ sơ hợp đồng. Điều này cũng có nghĩa một tấm không hoàn toàn phẳng bằng mắt vẫn có thể nằm trong dung sai của tiêu chuẩn được chỉ định, trong khi tấm dùng cho công việc yêu cầu độ phẳng đặc biệt có thể cần điều kiện mua khác.
Vì sao thép tấm nóng có thể gợn sóng, bị cong hoặc vênh sau khi giao?
Trong quá trình cán nóng, thép đi qua nhiều lần biến dạng và làm nguội. Sự phân bố nhiệt độ, lực cán, mức độ kéo giãn và ứng suất dư giữa các vùng trên tấm có thể tạo ra xu hướng cong hoặc gợn sóng khi vật liệu nguội. Ở sản phẩm xả từ cuộn, độ cong vốn có khi vật liệu được quấn quanh lõi — coil set — cũng có thể ảnh hưởng tấm sau xả nếu quá trình nắn không xử lý đủ cho ứng dụng tiếp theo.
Tình trạng giao nhận cũng tác động đến độ phẳng. Một tấm dài bị kê hoặc nâng ở các vị trí không phù hợp có thể cong thêm. Việc xếp nhiều tấm có bề mặt không bằng nhau, kéo lê mép hoặc vận chuyển mà không chèn kê đúng tải có thể gây hư hại cơ học khác với sai lệch cán tại nhà máy. Khi tấm tiếp tục được cắt laser/plasma/oxy hoặc hàn bản mã, ứng suất dư có thể phân bố lại khiến chi tiết sau gia công bị vênh dù nguyên liệu trước đó vẫn đạt yêu cầu nhận hàng.
Do đó không nên quy mọi hiện tượng cong cho “lỗi nhà máy” hoặc ngược lại, đổ hoàn toàn cho vận chuyển. Cần biết thời điểm đo và trạng thái vật liệu tại thời điểm đó. Nếu dấu cong chỉ xuất hiện sau khi cắt một số chi tiết nhỏ, cần xem lại sơ đồ cắt, cách gá và nhiệt vào; bài cắt thép tấm laser, plasma và oxy giải thích vì sao HAZ và trình tự cắt có thể làm thay đổi tình trạng chi tiết cuối cùng.
Kiểm độ phẳng thép tấm bằng thước thẳng thế nào để kết quả có thể đối chiếu?
Một phương pháp phổ biến là đặt tấm trên bề mặt kiểm phù hợp, dùng thước thẳng có chiều dài xác định ở vị trí quy định và đo khe hở lớn nhất giữa thước với bề mặt tấm theo phương pháp của tiêu chuẩn. Kết quả phải gắn với chiều dài đo: một độ lệch 5 mm trên đoạn 1 m không thể tùy tiện so với giới hạn được quy định cho đoạn 2 m. Ngoài ra, một số tiêu chuẩn chỉ cho phép đo ở khu vực cách mép/đầu tấm một khoảng nhất định; đo tại mép bị hư do bốc xếp có thể không đại diện cho dung sai cán của toàn bộ tấm.
Với EN 10029:2010, tài liệu BSSA mô tả phương pháp dùng thước thẳng 1.000 mm hoặc 2.000 mm, tính sai lệch theo khoảng giữa các điểm tiếp xúc với thước. Vị trí đo được xác định cách cạnh dài tối thiểu 25 mm và cách đầu tấm theo class được yêu cầu. Tấm phải thuộc phạm vi của tiêu chuẩn trước khi so bảng, bởi EN 10029 dành cho thép tấm cán nóng theo nhóm vật liệu/độ dày/khổ cụ thể, không phải tiêu chuẩn chung cho inox, tấm nhám hoặc mọi tấm xả cuộn. Đọc BSSA — Tolerances to EN 10029 và BSI — phạm vi EN 10029.
Nếu hồ sơ dùng hệ Nhật, cần tra JIS G 3193 cho thép dẹt cán nóng ở dạng sản phẩm phù hợp. Còn với tấm kết cấu theo hệ ASTM, ASTM A6/A6M có yêu cầu chung về sản phẩm thép kết cấu và dung sai liên quan. Ba bộ tài liệu không phải chỉ khác tên gọi: khung đo, dung sai và đối tượng sản phẩm có thể khác nhau. Khi chưa khóa standard, người đo không nên tự chọn bảng số có giới hạn dễ đạt nhất.
Ví dụ: cùng lệch 8 mm trên 2 m, vì sao có lúc đạt Class N nhưng không đạt Class S?
Giả sử một đơn hàng thép tấm cán nóng 10 mm, rộng 1.500 mm có hồ sơ yêu cầu EN 10029, thuộc nhóm thép loại L theo điều kiện giới hạn chảy của tiêu chuẩn, và được kiểm trên chiều dài thước 2.000 mm ở vị trí đo hợp lệ. Với dải chiều dày lớn hơn 8 mm và nhỏ hơn 15 mm, tài liệu tổng hợp của BSSA dẫn mức dung sai độ phẳng theo Class N là 11 mm trên chiều dài đo 2 m; nếu đặt hàng theo Class S với khổ trong phạm vi nêu trong bảng, mức này là 6 mm trên 2 m cho trường hợp tương ứng.
| Dữ liệu trong ví dụ | Trường hợp đặt Class N | Trường hợp đặt Class S |
|---|---|---|
| Độ dày danh nghĩa | 10 mm | 10 mm |
| Chiều dài thước | 2.000 mm | 2.000 mm |
| Giới hạn flatness của dải ví dụ | 11 mm | 6 mm |
| Sai lệch đo giả định | 8 mm | 8 mm |
| So riêng chỉ tiêu flatness | 8 ≤ 11: không vượt giới hạn | 8 > 6: vượt giới hạn |
Phép so này cho thấy lý do phải ghi class ngay từ lúc hỏi hàng. Đây là ví dụ cách đọc bảng, không phải chứng nhận lô tấm 10 mm bất kỳ đạt hay không đạt. Người kiểm cần xác minh chính xác phiên bản tiêu chuẩn, grade, nhóm thép L/H, điều kiện chiều dày và chiều rộng, vị trí đo, loại mép, trạng thái sản phẩm và các yêu cầu bổ sung trong PO. Một tấm có thể không vượt dung sai flatness nhưng vẫn không đạt kích thước, mác hoặc ngoại quan ở các chỉ tiêu khác.
Nếu tiêu chuẩn theo hợp đồng là JIS G 3193 hoặc ASTM A6/A6M, không được lấy hai giới hạn 11 mm và 6 mm trong ví dụ EN 10029 để đánh giá. Catalogue của China Steel Corporation có bảng riêng về JIS G 3193 theo bề dày và bề rộng; các bảng đó được nhà sản xuất công bố để hỗ trợ tra cứu chứ không thay phiên bản tiêu chuẩn áp dụng theo hợp đồng.
Độ phẳng ảnh hưởng thế nào đến cắt bản mã, lắp ráp và cân tấm?
Độ phẳng kém có thể khiến tấm không áp ổn định lên bàn cắt, làm thay đổi khoảng cách giữa đầu cắt và bề mặt, tăng nhu cầu gá và ảnh hưởng độ chính xác của chi tiết. Nếu bản mã cắt ra có bề mặt vênh hoặc góc không đúng, các công đoạn khoan lỗ, hàn và lắp liên kết cũng có thể phát sinh thời gian hiệu chỉnh. Nhưng mức độ ảnh hưởng phụ thuộc kích thước chi tiết, phương pháp gia công và yêu cầu dung sai của sản phẩm sau cùng; không thể suy cứ tấm có sóng nhỏ là không dùng được.
Bên cạnh đó, **độ phẳng không đồng nghĩa khối lượng**. Barem tính kg/tấm từ T×W×L với giả định hình học và mật độ, trong khi độ vênh kiểm bằng khoảng lệch bề mặt theo thước. Một lô có khối lượng cân phù hợp vẫn cần kiểm flatness nếu hồ sơ yêu cầu. Ngược lại, không thể dùng quan sát tấm phẳng bằng mắt để xác nhận chiều dày hoặc cân. Bài công thức tính kg thép tấm và trọng lượng lý thuyết và thực tế giúp tách đúng hai nhóm kiểm tra.
Đối với tấm đã cắt từ cuộn, cần phân biệt sản phẩm trước và sau xả cuộn. Nếu đầu vào là HRC, thông tin grade, Coil ID và Heat Number giúp truy xuất lại lô; nhưng sau nắn phẳng và cắt đoạn, sản phẩm đã qua thêm một công đoạn có thể cần tiêu chí giao riêng. Tham khảo cách đọc nhãn cuộn HRC nếu đang nhận tấm xả từ cuộn thay vì tấm cán thành tấm nguyên khổ.
Đặt mua và nghiệm thu thép tấm thế nào khi dự án yêu cầu bề mặt phẳng?
Để tránh phải đo rồi tranh luận theo các bảng khác nhau, yêu cầu mua nên mô tả đầy đủ mác/tiêu chuẩn vật liệu, dạng tấm nguyên hay xả cuộn, chiều dày, chiều rộng, chiều dài, tiêu chuẩn dung sai và cấp flatness nếu có. Cũng nên ghi yêu cầu bề mặt, gia công mép, vị trí/kích thước cần kiểm, thời điểm kiểm trước hoặc sau cắt và hồ sơ đi kèm. Nếu dự án yêu cầu Class S hoặc tiêu chí riêng chặt hơn hàng phổ thông, phải nêu từ bước báo giá vì điều này ảnh hưởng nguồn hàng và khả năng cung ứng.
Với ví dụ tấm 10×1.500×6.000 mm, người mua có thể ghi: “Thép tấm cán nóng theo grade/standard được chỉ định, T=10 mm, W=1.500 mm, L=6.000 mm; dung sai kích thước và độ phẳng theo EN 10029 Class N (hoặc class khác nếu bản vẽ yêu cầu); chứng từ MTC, phương pháp nghiệm thu và điều kiện giao theo PO”. Đây chỉ là mẫu cách diễn đạt, không mặc định EN 10029 phù hợp mọi dự án hoặc nhà cung cấp có đủ chủng loại.
Khi giao, nên ghi nhận trạng thái kê tấm, ảnh toàn tấm, điểm đo/chiều dài thước, giá trị thực và mã lô. Nếu lô tấm không đạt tiêu chí nào, bên mua nên nêu rõ chỉ tiêu, vị trí đo và viện dẫn hồ sơ, thay vì viết chung “tấm bị vênh”. Trong trường hợp lô được mua về để xả/cắt, cần chốt trách nhiệm đối với biến dạng phát sinh sau gia công riêng với nghiệm thu vật tư gốc.
Thép Trần Long có nhóm thép tấm cán nóng và kiến thức cách đọc kích thước thép tấm để tham khảo trước khi mua. Khi cần kiểm nguồn hàng theo một cấp dung sai cụ thể, hãy gửi quy cách và yêu cầu đo để xác minh khả năng cung cấp. Không suy từ trang sản phẩm rằng mọi tấm đều có Class S hay đáp ứng các yêu cầu đặc biệt của dự án.
Câu hỏi thường gặp khi kiểm độ phẳng thép tấm
Tấm thép bị sóng mép có phải luôn không đạt?
Không. Cần phân biệt sai lệch flatness với edge camber và kiểm đúng tiêu chuẩn, class, vị trí cũng như chiều dài đo được chỉ định trong hợp đồng.
Đặt thước 1 m đo được 5 mm thì có thể so với giới hạn thước 2 m không?
Không thể tự quy đổi bằng nhân đôi hoặc chia đôi, vì hình dạng sóng và phương pháp của tiêu chuẩn quyết định cách đọc. Cần dùng đúng chiều dài đo và phương pháp quy định.
Tấm đã cắt laser bị vênh thì có thể kết luận do tấm gốc không đạt không?
Chưa đủ cơ sở. Nhiệt cắt, phương án nesting, gá và ứng suất dư có thể làm thay đổi hình dạng. Cần dữ liệu đo trước và sau gia công để xác định nguyên nhân.
