3 loại bồn chứa nước & Tại sao mặt cắt thép không gỉ lại thắng thế

Ba loại bể chứa nước chính là bể chứa bằng polyetylen (nhựa), bể chứa bằng sợi thủy tinh (GRP) và bể chứa bằng thép - với các thùng thép được chia thành các thiết kế theo từng phần bằng thép hàn và thép không gỉ. Mỗi loại phục vụ một loạt các ứng dụng riêng biệt dựa trên yêu cầu về công suất, môi trường lắp đặt, ngân sách và chất lượng nước. Trong số tất cả các lựa chọn, bể chứa thép không gỉ đã trở thành giải pháp ưa thích cho việc lưu trữ nước đô thị, thương mại và công nghiệp do lắp ráp mô-đun, đặc tính bề mặt hợp vệ sinh, độ bền kết cấu và tuổi thọ dài hơn 30 năm. Hướng dẫn này giải thích sâu hơn về cả ba loại và chỉ ra chính xác vị trí các bể phân đoạn bằng thép không gỉ hoạt động tốt hơn các lựa chọn thay thế.

Sơ lược về ba loại bể chứa nước chính

Trước khi xem xét chi tiết từng loại, bảng dưới đây cung cấp sự so sánh trực tiếp giữa các tiêu chí liên quan đến quyết định nhất.

Loại 1: Bồn nước Polyethylene (Nhựa)

Bể chứa polyetylen được sản xuất thông qua quy trình đúc quay (đúc quay) để tạo ra các thùng chứa liền khối, liền mạch với nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau. Chúng là loại bể được sử dụng rộng rãi nhất cho các ứng dụng nông nghiệp và dân dụng vừa và nhỏ do chi phí trả trước thấp và dễ vận chuyển.

Ưu điểm của bồn chứa Polyethylene

• Chi phí thấp: Một bể chứa polyethylene 5.000 lít thường có giá thấp hơn 40–60% so với một bể chứa bằng thép hoặc GRP có dung tích tương đương.
• Nhẹ và dễ vận chuyển; không cần cẩu cho các đơn vị nhỏ hơn.
• Chống ăn mòn tự nhiên; không cần lớp lót bên trong cho hầu hết các loại nước.
• Có sẵn ở dạng công thức cấp thực phẩm được chứng nhận NSF/ANSI 61 cho nước uống được.

Hạn chế của bồn chứa Polyethylene

• Bức xạ tia cực tím làm suy giảm polyme theo thời gian, gây ra hiện tượng giòn và nứt vi mô - đặc biệt khi lắp đặt ngoài trời trên mặt đất.
• Công suất được giới hạn hiệu quả ở mức khoảng 50.000 lít do những hạn chế về cơ cấu và sản xuất.
• Không thể sửa chữa tại hiện trường; bình bị nứt thường phải thay thế toàn bộ.
• Không thích hợp để đựng nước nóng có nhiệt độ trên khoảng 50°C mà không bị biến dạng.
• Một số loại có thể lọc chất dẻo hoặc truyền mùi vị trong thời gian dài nếu không được chứng nhận phù hợp.

Bể chứa bằng polyetylen phù hợp nhất cho thu gom nước mưa dân dụng, tưới tiêu quy mô nhỏ và lưu trữ hóa chất nơi nhu cầu năng lực còn khiêm tốn và ngân sách là hạn chế chính.

Loại 2: Bồn chứa nước bằng sợi thủy tinh (GRP)

Bể nhựa gia cố thủy tinh (GRP) được sản xuất bằng cách cán các lớp thảm sợi thủy tinh với nhựa polyester hoặc nhựa epoxy. Cấu trúc hỗn hợp thu được mang lại tỷ lệ cường độ trên trọng lượng tuyệt vời và khả năng chống chịu tốt với nhiều loại hóa chất. Bể GRP có thể được sản xuất dưới dạng khối nguyên khối hoặc hệ thống bảng điều khiển từng phần, mang lại cho chúng tính linh hoạt cao hơn polyetylen ở công suất lớn hơn.

Ưu điểm của xe tăng GRP

• Kháng hóa chất tuyệt vời - thích hợp để lưu trữ chất lỏng mạnh có thể ăn mòn thép nhẹ.
• Nhẹ hơn thép ở cường độ kết cấu tương đương, giảm yêu cầu tải trọng nền móng.
• Có sẵn ở dạng cắt để lắp đặt thông qua các điểm truy cập hạn chế như tầng hầm hoặc phòng thực vật.
• Có thể được sản xuất bằng chất ức chế tia cực tím và áo gel để sử dụng ngoài trời.

Hạn chế của xe tăng GRP

• Sự xuống cấp của lớp gel và lớp lót bên trong có thể xảy ra trong vòng 15–20 năm, đưa các hạt mịn vào nước dự trữ và cần được kiểm tra cũng như lót lại.
• Dễ bị hư hại do va chạm - một cú va chạm mạnh có thể gây ra sự phân tách mà không phải lúc nào cũng có thể nhìn thấy được từ bên ngoài.
• Các mối nối GRP cắt sử dụng gioăng cao su cần được thay thế định kỳ để duy trì độ kín nước.
• Các thành phần nhựa có thể không đáp ứng các tiêu chuẩn nước uống được nếu không có lớp laminate bên trong được chứng nhận NSF-61 cụ thể.

Bể GRP được sử dụng rộng rãi trong cấp nước tòa nhà thương mại, hệ thống chữa cháy và kho chứa hóa chất công nghiệp trong đó khả năng tương thích hóa học và công suất tầm trung khiến chúng trở thành một lựa chọn thiết thực.

Loại 3: Bồn chứa nước bằng thép - và Tại sao Bồn chứa từng phần bằng thép không gỉ lại dẫn đầu danh mục

Bể chứa nước bằng thép chia thành hai loại riêng biệt: bồn chứa bằng thép nhẹ (thép cacbon) , đòi hỏi lớp phủ epoxy hoặc bitum bên trong để chống ăn mòn, và bể chứa bằng thép không gỉ , vốn có khả năng chống ăn mòn. Với thép không gỉ, phương pháp xây dựng bảng mặt cắt đã trở thành thiết kế chủ đạo cho các ứng dụng công suất lớn do sự kết hợp độc đáo giữa tính linh hoạt lắp ráp tại chỗ và tính toàn vẹn của cấu trúc.

Bồn chứa nước bằng thép nhẹ và thép không gỉ

Bể thép nhẹ có chi phí vật liệu ban đầu thấp hơn nhưng cần có lớp phủ bảo vệ phải được kiểm tra và sơn lại sau mỗi 5–10 năm. Lớp phủ bị hỏng dẫn đến nhiễm rỉ sét trong nước được lưu trữ - một vấn đề nghiêm trọng trong các ứng dụng nước uống được. Thép không gỉ loại bỏ hoàn toàn lớp phủ , khiến nó trở thành tiêu chuẩn được lựa chọn để lưu trữ nước uống trên toàn thế giới.

Bể chứa phân đoạn bằng thép không gỉ là gì?

Một bể chứa phân đoạn bằng thép không gỉ được chế tạo từ các tấm phẳng hoặc tôn được ép tại nhà máy - thường là 1m × 1m hoặc 0,5m × 0,5m — được vận chuyển đóng gói phẳng đến địa điểm và bắt vít với nhau bằng gioăng silicon cấp thực phẩm và ốc vít bằng thép không gỉ. Bể thành phẩm có thể từ vài nghìn lít đến vài triệu lít, được lắp ráp hoàn toàn bởi kỹ thuật viên tại chỗ mà không cần thiết bị hàn.

Các tấm thường được ép từ Lớp thép không gỉ 304 (1.4301) cho các ứng dụng nước uống tiêu chuẩn, hoặc Lớp 316 (1.4401) nơi tiếp xúc với clorua từ nước ngầm mặn hoặc môi trường ven biển là mối lo ngại. Độ dày của bảng dao động từ 1,5mm đối với bể nhỏ hơn đến 4mm trở lên đối với lắp đặt đầu cao công suất lớn.

Bồn chứa từng phần bằng thép không gỉ được lắp ráp như thế nào

1. Nền bê tông cốt thép hoặc thép được chuẩn bị để đỡ trọng lượng chứa đầy của bể.
2. Các tấm đế được đặt và bắt vít cùng với nhau bằng bu lông thép không gỉ và dải đệm silicon cấp thực phẩm giữa các mặt bích.
3. Các tấm tường được dựng lên từng hàng, với các thanh giằng bên trong hoặc các thanh nẹp góc được bổ sung theo các khoảng thời gian xác định để chống lại áp suất thủy tĩnh.
4. Các tấm mái - bằng phẳng, dốc hoặc hình vòm - được lắp sau cùng, cùng với cửa kiểm tra, ống thông hơi, cửa xả tràn và kết nối đầu vào/đầu ra.
5. Việc kiểm tra độ kín nước (thử nghiệm lấp đầy) được thực hiện trước khi đưa vào vận hành.

Bởi vì tất cả các bộ phận đều được đóng gói phẳng, Thùng 100.000 lít có thể được vận chuyển trong container vận chuyển tiêu chuẩn và được lắp ráp ở một vị trí mà cần cẩu không thể tiếp cận được, đủ lớn để nâng một chiếc xe tăng nguyên khối tương đương.

Ưu điểm chính của bồn phân đoạn bằng thép không gỉ so với các loại khác

1. Khả năng mở rộng không giới hạn thông qua việc bổ sung bảng điều khiển

Không giống như bể GRP bằng polyetylen hoặc một mảnh, bể phân đoạn bằng thép không gỉ có thể được mở rộng sau khi lắp đặt ban đầu chỉ bằng cách thêm nhiều tấm hơn. Một bể chứa 200.000 lít có thể được mở rộng lên 400.000 lít mà không cần phá bỏ và thay thế cấu trúc hiện tại — một lợi thế đáng kể về vận hành và chi phí cho các cơ sở trồng trọt.

2. Đặc tính vệ sinh vượt trội cho nước uống được

Thép không gỉ có bề mặt không xốp, được đánh bóng bằng điện ức chế sự hình thành màng sinh học và sự bám dính của vi khuẩn hiệu quả hơn nhiều so với nhựa hoặc thép tráng. Thép không gỉ loại 304 hoàn toàn tuân thủ các hướng dẫn của WHO về vật liệu tiếp xúc với nước uống và đáp ứng các tiêu chuẩn bao gồm BS EN 1825, WRAS (Anh), NSF/ANSI 61 (Hoa Kỳ) và AS/NZS 4020 (Úc/New Zealand).

3. Độ bền kết cấu và khả năng chống địa chấn

Hệ thống bảng điều khiển bắt vít với các thanh tăng cứng bên trong cho phép các bể chứa phân đoạn bằng thép không gỉ được thiết kế để chống lại tải trọng địa chấn, lực nâng của gió và áp suất thủy tĩnh cao. Các bể chứa được sử dụng trong hệ thống cấp nước đô thị ở những vùng dễ xảy ra động đất - bao gồm Nhật Bản và New Zealand - hầu như chỉ được thiết kế theo từng phần bằng thép không gỉ vì lý do này.

4. Tuổi thọ lâu dài với mức bảo trì tối thiểu

Không có lớp phủ bên trong để xuống cấp, bồn chứa phân đoạn bằng thép không gỉ được lắp đặt đúng cách có thể duy trì hoạt động từ 30 đến 50 năm . Việc bảo trì được giới hạn ở việc vệ sinh định kỳ (thường là hàng năm), kiểm tra miếng đệm 5–10 năm một lần và siết chặt các ốc vít sau chu kỳ nhiệt. Không có biện pháp sơn lại, lót lại hoặc sửa chữa kết cấu nào có thể so sánh được với những gì thùng thép nhẹ yêu cầu.

5. Tính linh hoạt của việc lắp đặt trong không gian hạn chế

Kích thước bảng điều khiển 1m × 1m có nghĩa là tất cả các bộ phận đều đi qua cửa và cầu thang tiêu chuẩn. Điều này làm cho bể chứa phân đoạn bằng thép không gỉ trở thành lựa chọn thực tế duy nhất để lắp đặt bể chứa dung tích lớn trong phòng máy ở tầng hầm, vỏ trên mái nhà với khả năng tiếp cận cần cẩu hạn chế hoặc các tòa nhà hiện có mà việc cải tạo cấu trúc là không khả thi.

Các loại bể chứa bằng thép không gỉ: 304 so với 316

Chọn đúng loại thép không gỉ là một trong những quyết định quan trọng nhất về vật liệu trong thông số kỹ thuật của bể.

Đối với phần lớn các ứng dụng lưu trữ nước uống trong thành phố và thương mại, Lớp 304 cung cấp đủ khả năng chống ăn mòn với chi phí thấp hơn . Loại 316 phải được chỉ định ở bất cứ nơi nào nguồn nước có hàm lượng clorua trên 200 mg/L hoặc nơi bể được lắp đặt trong phạm vi 500 mét tính từ bờ biển.

Các ứng dụng điển hình của bồn chứa phân đoạn bằng thép không gỉ

Tính linh hoạt của định dạng mặt cắt có nghĩa là các bể này xuất hiện trên nhiều ngành công nghiệp và loại cơ sở hạ tầng:

• Cấp nước đô thị: Các hồ chứa dịch vụ trên cao hoặc trên mặt đất lưu trữ nước đã xử lý cho mạng lưới phân phối - dung tích thường dao động từ 500.000L đến 5.000.000L.
• Kho lạnh nhà cao tầng: Bể chứa trên tầng thượng và tầng hầm cung cấp nước lạnh sinh hoạt và hệ thống chữa cháy, nơi việc tiếp cận ngăn cản việc cung cấp bể nguyên khối.
• Bệnh viện và cơ sở chăm sóc sức khỏe: Khi chất lượng nước và việc tuân thủ HTM 04-01 (Anh) hoặc các tiêu chuẩn tương đương là bắt buộc và rủi ro ô nhiễm do sự xuống cấp của lớp phủ là không thể chấp nhận được.
• Sản xuất thực phẩm và đồ uống: Việc lưu trữ nước xử lý và nước thành phần yêu cầu tuân thủ NSF/ANSI 61 và khả năng tương thích CIP (sạch tại chỗ).
• Dự trữ nước khẩn cấp: Việc lắp đặt phòng chống thiên tai đòi hỏi phải lắp ráp nhanh chóng tại chỗ và lưu trữ lâu dài mà không làm suy giảm chất lượng nước.
• Hệ thống chữa cháy: Bể chứa nước chữa cháy theo thông số kỹ thuật NFPA 22 hoặc BS EN 12845, trong đó tính toàn vẹn của cấu trúc và độ chính xác của thể tích bể là các yêu cầu quy định.

Cách chọn loại bể nước phù hợp cho dự án của bạn

Sử dụng các tiêu chí quyết định sau để thu hẹp lựa chọn của bạn:

• Nếu công suất dưới 10.000 lít và ngân sách là yếu tố chính: Bể chứa bằng polyetylen là sự lựa chọn thiết thực cho các ứng dụng không quan trọng, không uống được hoặc có vòng đời ngắn.
• Nếu cần lưu trữ hóa chất hoặc lưu trữ nước uống có công suất vừa phải: Bể phân đoạn GRP mang lại sự cân bằng hiệu quả về mặt chi phí giữa khả năng chống ăn mòn và công suất.
• Nếu dung tích vượt quá 50.000 lít thì yêu cầu chất lượng nước uống được hoặc thời hạn sử dụng phải trên 30 năm: Bể chứa phân đoạn bằng thép không gỉ là thông số kỹ thuật chính xác và tiêu chuẩn công nghiệp.
• Nếu trang cài đặt bị hạn chế quyền truy cập: Chỉ có các bể phân đoạn bằng thép không gỉ mới có thể được lắp ráp thực tế bên trong các kết cấu hiện có mà không cần phải phá dỡ hoặc tiếp cận bằng cần cẩu.
• Nếu dự kiến mở rộng công suất trong tương lai: Chỉ các bể phân đoạn bằng thép không gỉ mới cho phép mở rộng tiết kiệm chi phí bằng cách thêm các tấm vào hệ thống lắp đặt hiện có.

Đối với các dự án cơ sở hạ tầng lớn, chi phí ban đầu cao hơn của bể chứa phân đoạn bằng thép không gỉ luôn được chứng minh bằng chi phí trọn đời thấp hơn — khi tiết kiệm chi phí bảo trì, tránh chu kỳ lót lại và kéo dài thời gian sử dụng được tính đến trong khoảng thời gian dự án 30 năm, các bể phân đoạn bằng thép không gỉ thường mang lại tổng chi phí sở hữu thấp hơn so với các giải pháp thay thế GRP hoặc thép nhẹ được phủ.