“Pipe Stress Analysis” là gì? Tại sao đây là bước quan trọng nhất trong Thiết Kế Đường Ống?
TỔNG QUAN VỀ PIPE STRESS ANALYSIS
Pipe stress analysis (phân tích ứng suất đường ống) là một phương pháp phân tích để xác định cách hệ thống đường ống hoạt động dựa trên vật liệu, áp suất, nhiệt độ, chất lỏng và các yếu tố phụ trợ. Đây là bước cuối cùng trước khi chỉnh sửa lại bản vẽ mô hình thiết kế để đưa ra chế tạo, sản xuất, lắp đặt / thi công ở công trường và cũng là hoạt động quan trọng nhất trong Thiết kế đường ống. Vì khi đường ống được bố trí theo quy trình thiết kế, những đường ống này cần được kiểm tra bằng phân tích ứng suất đường ống để đảm bảo chúng sẽ hoạt động trơn tru trong suốt quy trình. Phân tích ứng suất đường ống là cách làm cho nhà máy nói chung và đường ống nói riêng trở nên an toàn, tiết kiệm và hiệu quả hơn.
Phương pháp phân tích có thể đơn giản bằng cách kiểm tra, tính toán bằng tay đến phức tạp bằng các phần mềm chuyên sâu. Khi một hệ thống đường ống không có lực bên ngoài tác động lên hệ thống đường ống, kiểm tra hoặc tính toán tay thường là đủ. Tuy nhiên đối với trường hợp hệ thống có áp suất cao, nhiệt độ cao, chất lỏng nguy hiểm hoặc lực bên ngoài lớn tác động lên hệ thống đường ống, lúc này có thể cần phải có phần mềm hỗ trợ tính toán. Cùng với sự phát triển của công nghệ và các phương pháp số đặc biệt là phương pháp phần tử hữu hạn, ngày nay các phần mềm kỹ thuật có thể mô phỏng, tính toán, và thể hiện kết quả chính xác trong thời gian ngắn để giúp các kỹ sư đưa ra các phân tích, so sánh và lựa chọn giải pháp tối ưu nhất. Các phần mềm kỹ thuật thông dụng cho phân tích ứng suất đường ống bao gồm: ROHR2, CAESAR II, AutoPIPE, CAEPIPE, TRIFLEX.
Trong đó phần mềm CAESAR II đang được các nhà thầu xây lắp dự án công nghiệp lớn ở Việt Nam và trên thế giới sử dụng, bởi khả năng tích hợp với các phần mềm mô hình 3D như PDMS, SP3D. Các bạn cần lưu ý rằng chỉ hiểu về phần mềm là chưa đủ, quan trọng hơn hết cần phải hiểu về các loại ứng suất đường ống khác nhau, quy trình và các công việc khác liên quan đến phân tích ứng suất đường ống để phân tích ứng suất một cách tốt nhất. Vì vậy ngoài việc thông thạo phần mềm hỗ trợ, các kỹ sư cần phải hiểu biết một cách toàn diện về thiết kế đường ống.
Công việc cụ thể của kỹ sư Pipe Stress Analysis bao gồm:
- Tính toán ứng suất tại các mặt cắt trên đường ống và so sánh với với giá trị cho phép theo tiêu chuẩn.
- Xác định lực tác dụng vào thiết bị, bình chứa và làm thỏa mãn yêu cầu của nhà sản xuất về lực do đường ống tác dụng vào bình chứa.
- Đưa ra lời khuyên về các giá đỡ và xác định lực tác dụng của đường ống vào các giá đỡ.
- Xác định chuyển vị của từng vị trí trên đường ống trong trường hợp hoạt động.
- Tính toán tác động của trong lượng, áp suất, nhiệt độ, tải gió, tải sóng và đông đất đến chuyển vị và ứng suất tại các mặt cắt trên đường ống.
Phân tích ứng suất ống được thực hiện chủ yếu để đảm bảo an toàn công nghệ, cho dù bạn đang thiết kế hệ thống sưởi ấm tòa nhà hay đường dẫn khí áp suất cao trong nhà máy lọc dầu, vì an toàn công nghệ là yêu cầu tối quan trọng trong quy trình thiết kế. Một lý do khác khi phân tích là để tăng tuổi thọ của đường ống. Hầu hết các kỹ sư đều không cân nhắc đến việc xem một phần của đường ống như là một thiết bị độc lập, nhưng thực tế mỗi đường ống hoạt động không khác gì một máy bơm. Cả hai đều có bộ phận chuyển động và phải được thiết kế cũng như bảo trì đúng cách để đảm bảo hoạt động một cách tốt nhất. Phân tích ứng suất ống cũng được sử dụng để bảo vệ thiết bị, bởi vì đường ống không khác gì với một đòn bẩy lớn được kết nối với một thiết bị chuyên dụng. Nếu không được đảm bảo và thiết kế đúng cách, có thể dẫn đến phá hủy toàn bộ thiết bị.
TRIỂN VỌNG VÀ CƠ HỘI NGHỀ NGHIỆP
Trong khi nghề kỹ sư xây dựng, kỹ sư cầu đường, kỹ sư cơ khí trở nên phổ biến hơn khi được nhiều bạn sinh viên kỹ thuật lựa chọn để định hướng, thì số lượng kỹ sư thiết kế đường ống (Cơ khí, công nghệ) chất lượng cao vẫn thiếu hụt trầm trọng, và các nhà tuyển dụng đang “khát” kỹ sư thiết kế đường ống hơn bao giờ hết. Tuy nhiên với kiến thức của sinh viên kỹ thuật mới tốt nghiệp hiện nay không đủ để đáp ứng yêu cầu công việc. Bởi vì thực trạng chung của giáo dục Đại Học ở nước ta còn nặng về lý thuyết, thiếu thực hành và kiến thức học chưa sát với nhu cầu doanh nghiệp. Do đó, tất cả kỹ sư khi vào làm việc cho phòng thiết kế đường ống (Piping design) đều phải trải qua rất nhiều khóa học bắt buộc đào tạo về thiết kế đường ống.
Bên cạnh đó, hầu hết các kỹ sư thiết kế có kinh nghiệm đều đã trải qua các khóa học chuyên sâu, có chứng chỉ quốc tế hoặc là thành viên của các hiệp hội chuyên môn. Họ hiểu các chuẩn quốc tế như JIS, ASME, ASTM, PMCS, SPR, HVAC & Freezer, Solar Gas Turbine and Gas Compressor, Laser Alignment, Maximo, Amos… và có mức thu nhập cao cũng như cơ hội thăng tiến tốt trong nghề nghiệp. Vì thiết kế tổng thể là “xương sống”, và phòng thiết kế đường ống và luôn được ưu tiên hàng đầu, vì vậy nếu bạn có chuyên môn tốt, khả năng học hỏi, thích nghi nhanh, có thể sẽ được công ty cử sang nước ngoài đào tạo. Hiện nay đã có một số người Việt Nam đảm nhận những chức danh cao thay thế người nước ngoài và thường bắt đầu sự nghiệp là kỹ sư đường ống như Project Engineering Manager, Senior Construction Manager… với mức lương từ khoảng 4000 USD – 6000 USD/ tháng.
Lộ trình phát triển của nghề kỹ sư thiết kế đường ống thường sẽ qua 3 giai đoạn. Ở giai đoạn khởi điểm đối với sinh viên mới ra trường sẽ bắt đầu ở vị trí Piping Designer, sau khoảng 10 năm kinh nghiệm sẽ lên vị trí Senior Piping Designer/ Senior Mechanical Designer. Ở giai đoạn thứ 3, để lên vị trí Manager sẽ mất thêm khoảng từ 5-8 năm tùy thuộc vào năng lực và định hướng của mỗi cá nhân. Tóm lại, đây là nghề có triển vọng cao và khá phát triển trong bối cảnh mở cửa, hội nhập quốc tế, chào đón các nhà đầu tư nước ngoài như hiện nay, vì hầu hết các lĩnh vực xây dựng, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng tại Việt Nam đã có những bước tiến đáng kể theo tiêu chuẩn quốc tế.
Hiện nay, nhu cầu về nhân lực trong ngành kỹ thuật nói chung và ngành kỹ thuật cơ khí nói đang tăng mạnh không chỉ tại Việt Nam mà còn ở hầu hết các nước trên thế giới. Đáp ứng xu hướng đi lên của công nghiệp hoá – hiện đại hoá và ứng dụng công nghệ vào thực tiễn sản xuất, ngành cơ khí chiếm tỷ lệ quan trọng trong toàn bộ nền công nghiệp, trở thành một trong những thước đo để đánh giá mức độ phát triển của nhiều quốc gia. Cụ thể, các doanh nghiệp trong nước đã và đang đẩy mạnh đầu tư để tăng hiệu quả hoạt động của sản phẩm máy móc, thiết bị nhằm tạo nên lợi thế cạnh tranh tốt ở thị trường trong nước và thị trường thế giới. Điều này mở ra cơ hội rất lớn đối với nghề kỹ sư cơ khí, đặc biệt là những ai am hiểu chuyên ngành kỹ thuật thiết kế cơ khí để sẵn sàng cung cấp những ý tưởng hoàn thiện, tạo ra kết cấu hoàn chỉnh mang lại hiệu suất hoạt động tối ưu nhất cho thiết bị, máy móc.
(Lộ trình phát triển của nghề kỹ sư thiết kế đường ống – Nguồn: zippia.com)
ĐỐI TƯỢNG PHÙ HỢP VỚI NGHỀ KỸ SƯ ĐƯỜNG ỐNG
Sinh viên khối kỹ thuật (cơ khí, đóng tàu, xây dựng, hóa dầu, thiết bị dầu khí) có định hướng làm việc bên lĩnh vực liên quan đến đường ống công nghệ, tính toán ứng suất đường ống, bể chứa áp lực.
- Kỹ sư giám sát thi công, kỹ sư QA/QC, kỹ sư vận hành bảo trì liên quan tới hệ thống đường ống muốn phát triển sang mảng thiết kế.
- Kỹ sư liên quan trong dự án như: Công nghệ, điện, thiết bị, kết cấu, xây dựng, quản lý dự án tham gia nâng cao kiến thức.
- Kỹ sư thiết kế đường ống công nghệ tham gia nâng cao kiến chuyên môn áp dụng cho công việc.
- Các kỹ sư, quản lý thiết kế tham gia nâng cao kiến thức.
Bên cạnh đó các kỹ sư kỹ thuật khác như hóa dầu, cơ khí xây dựng hay thậm chí là cả các kỹ sư chuyên môn về điện, máy tính cũng có thể trở thành kỹ sư thiết kế đường ống nếu họ có một môi trường tiếp xúc và lượng kiến thức chuyên môn nhất định. Các kỹ sư làm việc trong lĩnh vực giám sát đường ống, kết cấu, công trình công nghiệp, vận hành hệ thống cũng rất phù hợp.
———-
Liên hệ:
Số điện thoại: 0906 657 379 / Hotline: 02822207373
Email: training@antdemy.vn
———–
Antdemy là đơn vị đầu tiên và duy nhất hiện nay tại Việt Nam đào tạo về lĩnh vực thiết kế hệ thống đường ống theo tiêu chuẩn ASME.