Phân biệt tiêu chuẩn mặt bích JIS, ANSI, DIN và BS

Cùng là mặt bích cho ống 100, nhưng chiếc theo JIS và chiếc theo ANSI không thể bắt bu lông với nhau. Đây là tình huống mà các đội bảo trì và nhà thầu cơ điện gặp thường xuyên, nhất là trong những nhà máy dùng thiết bị từ nhiều nước. Hiểu được sự khác biệt giữa bốn hệ tiêu chuẩn phổ biến tại Việt Nam là JIS, ANSI, DIN và BS sẽ giúp quý khách đặt hàng chính xác ngay từ đầu.

Vì sao có nhiều tiêu chuẩn mặt bích khác nhau?

Mặt bích ra đời cùng với sự phát triển của công nghiệp đường ống ở từng quốc gia. Nhật Bản, Mỹ, Đức và Anh đều xây dựng hệ thống riêng dựa trên đơn vị đo, cách tính áp suất và thói quen sản xuất của mình. Khi máy móc, van và bơm được xuất khẩu đi khắp thế giới, chúng mang theo tiêu chuẩn mặt bích của nước sản xuất.

Tại Việt Nam, do nguồn thiết bị đa dạng, cả bốn hệ đều cùng tồn tại. Một trạm bơm có thể dùng máy bơm châu Âu theo DIN, van Nhật theo JIS và đồng hồ lưu lượng Mỹ theo ANSI. Người làm kỹ thuật vì thế cần nắm được đặc điểm của từng hệ để chọn mặt bích nối cho đúng.

Tiêu chuẩn JIS của Nhật Bản

JIS B2220 là tiêu chuẩn mặt bích thép của Nhật, dùng hệ mét. Cấp áp được ký hiệu bằng chữ K đi kèm con số, như 5K, 10K, 16K, 20K, trong đó con số xấp xỉ áp suất làm việc tính bằng kgf/cm². Kích thước ống được gọi theo chữ A, ví dụ 100A tương ứng DN100.

JIS 10K là cấp được dùng nhiều nhất ở nước ta, có mặt trong hệ thống cấp nước, PCCC, điều hòa trung tâm và rất nhiều nhà máy có vốn đầu tư Nhật Bản. Mặt bích JIS thường mỏng và nhẹ hơn ANSI cùng cỡ, giúp tiết kiệm vật liệu cho các tuyến áp thấp và trung bình.

Tiêu chuẩn ANSI/ASME của Mỹ

ANSI/ASME B16.5 áp dụng cho mặt bích từ 1/2 inch đến 24 inch, còn kích thước lớn hơn thuộc B16.47. Hệ này dùng đơn vị inch và chia cấp áp theo Class: 150, 300, 600, 900, 1500 và 2500. Con số Class không phải áp suất trực tiếp mà là một chỉ số gắn với bảng áp suất và nhiệt độ cho từng nhóm vật liệu.

Mặt bích ANSI phổ biến trong dầu khí, hóa dầu, nhà máy điện và các dự án do tư vấn Mỹ thiết kế. Ngay cả ở Class 150, mặt bích ANSI thường dày và có vòng lỗ lớn hơn JIS 10K cùng cỡ, phản ánh xu hướng thiết kế thiên về độ an toàn cho môi trường áp và nhiệt cao.

Tiêu chuẩn DIN và EN 1092-1 của châu Âu

DIN là hệ tiêu chuẩn của Đức, sau này được hợp nhất vào tiêu chuẩn châu Âu EN 1092-1. Cấp áp ký hiệu bằng PN kèm con số bar: PN6, PN10, PN16, PN25, PN40 và cao hơn. Kích thước gọi theo DN, từ DN10 trở lên.

Điểm thú vị là ở các cỡ nhỏ, mặt bích PN10 và PN16 có cùng kích thước lỗ bu lông, chỉ khác nhau từ khoảng DN200 trở lên. Điều này giúp việc thay thế linh hoạt hơn ở tuyến nhỏ nhưng cũng dễ gây chủ quan với tuyến lớn. Thiết bị từ Đức, Ý, Đan Mạch, Thụy Điển thường dùng hệ này.

Tiêu chuẩn BS của Anh

Hệ BS có hai nhánh cần phân biệt. BS 4504 dùng hệ mét, ký hiệu PN tương tự DIN và về cơ bản tương thích với DIN ở nhiều cỡ, sau này cũng được thay thế bởi EN 1092-1. BS 10 là tiêu chuẩn cũ hơn dùng hệ inch, chia theo các bảng chữ cái như Table D, Table E, Table F, mỗi bảng ứng với một dải áp suất.

BS 10 không còn được dùng cho thiết kế mới, nhưng vẫn xuất hiện trong nhiều nhà máy, tàu biển và hệ thống được xây dựng từ trước. Khi cải tạo những công trình này, mặt bích thay thế thường phải gia công theo mẫu thật vì hàng có sẵn trên thị trường rất ít.

Bảng so sánh bốn hệ tiêu chuẩn

Ví dụ cụ thể ở cỡ DN100

Để thấy rõ vì sao không thể lắp lẫn, hãy so sánh ba mặt bích cho cùng cỡ ống 100:

Cả ba đều có tám lỗ, nhưng vòng tâm lỗ lệch nhau từ 5 đến hơn 15 mm. Nhìn bằng mắt rất dễ nhầm, chỉ khi đặt lên nhau mới thấy bu lông không thể xuyên qua.

Cách nhận biết tiêu chuẩn của một mặt bích có sẵn

Khi cần thay thế mà không có hồ sơ kỹ thuật, quý khách có thể tự xác định tiêu chuẩn theo trình tự sau:

1. Tìm ký hiệu đóng hoặc đúc trên thân bích, thường gồm tiêu chuẩn, cấp áp, cỡ ống và mác vật liệu.
2. Nếu ký hiệu đã mờ, đo đường kính ngoài, đường kính vòng tâm lỗ, số lỗ, đường kính lỗ và độ dày.
3. Đối chiếu các số đo với bảng tra của từng tiêu chuẩn; kích thước ra số lẻ theo inch là dấu hiệu của ANSI hoặc BS 10.
4. Xem xuất xứ của thiết bị đang lắp mặt bích đó để khoanh vùng nhanh hơn.

Những nhầm lẫn hay gặp khi đặt hàng

Qua các đơn hàng thay thế, chúng tôi nhận thấy một số cách hiểu sai lặp lại nhiều lần:

• Đồng nhất 10K với PN10: hai ký hiệu nghe gần giống nhau nhưng thuộc hai hệ khác nhau, kích thước lỗ bu lông không trùng.
• Nghĩ Class 150 tương đương 150 bar: thực tế áp suất cho phép của Class 150 với thép carbon ở nhiệt độ thường chỉ khoảng 20 bar.
• Gọi kích thước theo inch rồi mặc định là ANSI: nhiều người quen gọi ống DN100 là ống 4 inch, nhưng mặt bích thực tế lại theo JIS hoặc DIN.
• Bỏ qua kiểu mặt làm kín: cùng tiêu chuẩn nhưng mặt RF và FF vẫn cho kết quả ép gioăng khác nhau, đặc biệt khi nối với thiết bị bằng gang.

Cách an toàn nhất là ghi đầy đủ bốn thông tin trên đơn hàng: tên tiêu chuẩn, cấp áp, kích thước danh nghĩa và kiểu mặt làm kín, kèm vật liệu yêu cầu.

Giải pháp khi hai tiêu chuẩn phải nối với nhau

Khi một đầu là van JIS, đầu kia là máy bơm DIN, có hai cách xử lý. Cách thứ nhất là dùng mặt bích chuyển tiếp, một chi tiết có hai mặt khoan lỗ theo hai tiêu chuẩn khác nhau, hoặc khoan hai vòng lỗ xen kẽ nếu kích thước cho phép. Cách thứ hai là chèn một đoạn ống ngắn, mỗi đầu hàn một mặt bích theo đúng tiêu chuẩn của thiết bị tương ứng. Cả hai cách đều cần tính lại độ dày và cấp áp sao cho phía yếu hơn vẫn đáp ứng điều kiện làm việc.

Kết luận

JIS, ANSI, DIN và BS khác nhau từ đơn vị đo, cách ký hiệu áp suất cho tới kích thước lỗ bu lông. Ghi đúng tiêu chuẩn và cấp áp khi đặt hàng, hoặc đo kiểm cẩn thận khi thay thế, là cách đơn giản nhất để tránh lãng phí thời gian và vật tư.

Sang Hiệp Phát gia công mặt bích theo cả bốn hệ tiêu chuẩn, đồng thời nhận làm mặt bích chuyển tiếp và hàng theo mẫu cho các hệ thống cũ. Quý khách cần đối chiếu thông số có thể liên hệ 0703 270 450 để được hỗ trợ.