Phân loại mặt bích inox theo tiêu chuẩn: JIS, DIN, ANSI, BS

Trong thiết kế – vận hành hệ thống đường ống inox công nghiệp, “mặt bích” là khối giao thoa giữa cơ khí – vật liệu – làm kín. Lựa chọn chỉ đúng khi đồng thời thỏa ba yêu cầu: chịu được tải cơ học tổng hợp, duy trì ứng suất siết tối thiểu để giữ kín theo thời gian, và tương thích tiêu chuẩn kích thước với van – ống – gioăng – bu lông. Bài viết này đi thẳng vào bản chất kỹ thuật của phân loại mặt bích inox theo JIS, DIN/EN 1092-1, ANSI/ASME B16.5 – B16.47 và BS 4504, chỉ ra điểm khác biệt cốt lõi, phương pháp chọn nhanh theo P–T – DN/NPS – rung/giãn nở nhiệt, cùng các lỗi lắp đặt thường gặp ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ vòng siết.

2. Khung tiêu chuẩn và triết lý thiết kế đằng sau từng “hệ”

Trước khi xem chi tiết từng chuẩn, cần hiểu triết lý: mỗi “hệ” không chỉ là bộ kích thước mà là một cấu trúc logic về tải trọng, đường đặc tính áp suất–nhiệt độ, kiểu bề mặt làm kín, và hệ bu lông – gioăng tương thích.

• JIS B2220: Triết lý “K” đơn giản, hướng tới phổ dụng trong công nghiệp châu Á. Dễ mua, nhanh thay thế. Phù hợp tuyến nước, khí, hơi áp thấp–trung bình.
• DIN → EN 1092-1: Hệ PN với bề mặt làm kín đa dạng Type A…H. Linh hoạt trong phối hợp gioăng và yêu cầu độ kín từ trung bình đến cao.
• ANSI/ASME B16.5 – B16.47: Hệ Class gắn chặt với đường đặc tính P–T theo vật liệu. RTJ xuất hiện rộng ở Class cao, phục vụ môi trường khắc nghiệt.
• BS 4504: Lịch sử ở Anh. Thực tế châu Âu đã đồng bộ EN 1092-1, nhưng tại Việt Nam còn gặp “bích BS” trong hệ thống cũ hoặc thói quen gọi tên.

Hệ quả thực hành: cùng DN hoặc NPS, vòng lỗ bu lông (PCD), số – kích thước bu lông, chiều dày thân bích, kiểu bề mặt làm kín khác nhau rõ rệt giữa các hệ. Do đó, “dịch chuẩn” luôn đòi hỏi đối chiếu bản vẽ, không dùng suy luận xấp xỉ.

3. Ba trục phân loại kỹ thuật chi phối lựa chọn

Mọi quyết định chọn bích nên quy về ba trục sau, vì chúng chi phối trực tiếp độ bền – độ kín – khả năng bảo trì.

3.1. Trục cấp áp và dải kích thước

• JIS: 5K, 10K, 16K, 20K. 10K là “xương sống” cho tuyến phổ thông. 16K/20K dùng khi áp tăng hoặc cần biên an toàn lớn.
• EN 1092-1: PN6…PN100. PN16 phổ thông. PN25–PN40 cho áp – nhiệt – rung cao hơn.
• ASME: Class 150…2500. Class 150 ~ nhóm phổ thông, Class 300 cho áp – nhiệt cao hơn, Class 600 trở lên cho môi trường khắc nghiệt, RTJ khuyến nghị.
• B16.5 vs B16.47: B16.5 áp dụng NPS 1/2”–24”. B16.47 cho NPS >24”, chia Series A/B với nguồn gốc MSS SP-44 và API 605.

3.2. Trục kiểu kết cấu (ảnh hưởng chịu lực – biến dạng mép bích)

• WN (Weld Neck): Cổ hàn côn truyền lực, phân tán ứng suất tốt, giữ đồng tâm cao. Lựa chọn ưu tiên với DN lớn, áp cao, rung/giãn nở nhiệt đáng kể.
• SO (Slip-On): Lắp nhanh, hàn vòng trong – ngoài. Thi công thuận tiện, chi phí thấp hơn WN, thích hợp DN nhỏ–trung bình và áp thấp–trung bình.
• BL (Blind): Bích mù cho bịt tuyến, thử áp, chờ mở rộng.
• TH (Threaded): Ren trong cho tuyến áp thấp, DN nhỏ – ưu tiên khi tránh hàn.
• SW (Socket Weld): Ổ cắm hàn cho DN nhỏ – trung bình, giữ đồng tâm khá, áp trung bình.
• LJ (Lap Joint): Dùng với stub end, thuận tháo lắp – căn chỉnh ở không gian chật, không lý tưởng cho áp cao.

3.3. Trục bề mặt làm kín (facing) – cơ chế truyền tải nén vào gioăng

• RF (Raised Face): Gờ nổi tập trung tải nén lên gioăng mềm như spiral wound, PTFE, graphite. Đa dụng.
• FF (Flat Face): Bề mặt phẳng, yêu cầu đối bích cũng FF, phòng biến dạng thân vật liệu giòn hoặc mặt ghép đặc thù.

4. JIS B2220 – K đơn giản nhưng phải “giữ hệ” để bảo toàn tương thích

• Vì sao JIS phổ biến: nguồn hàng đa dạng, lead time ngắn, chi phí hợp lý. 10K thường bao trùm tuyến nước, khí, hơi áp thấp–trung bình. 16K/20K dùng nơi áp – nhiệt cao hơn hoặc yêu cầu an toàn tăng.
• Kích thước và lưới bu lông: JIS dùng DN theo mm, bu lông hệ mét. PCD và số lỗ khác PN16 hay Class 150 ở cùng DN. Lắp lẫn không khả thi nếu không có bích chuyển.
• Kết cấu – facing: Đầy đủ WN, SO, BL, TH, SW, LJ. RF là mặc định phổ biến. FF dùng khi phối với thiết bị mặt phẳng hoặc vật liệu thân giòn cần phân bố áp đều.
• Tình huống dùng JIS hiệu quả
  • DN ≤ 200, áp ≤ trung bình, hệ thống nước công nghiệp – khí nén – hơi bão hòa áp thấp.
  • Yêu cầu bảo trì nhanh, kho phụ tùng theo hệ JIS sẵn có.
  • Dự án nội địa hóa chi phí với tiêu chuẩn quen thuộc.
• Cảnh báo
  • Không “ép” PN16 vào vị trí JIS 10K nếu lưới bu lông khác.
  • Xác nhận loại gioăng tương thích ngay từ đầu, đặc biệt khi thay thế van theo hệ khác.

5. DIN → EN 1092-1 – thế mạnh ở facing đa dạng, khống chế kín theo cấp

Chuyển dịch tiêu chuẩn: Hệ “DIN” lịch sử đã nhường chỗ cho EN 1092-1 trong EU. Thị trường vẫn quen gọi “bích DIN”, nhưng bản chất là EN 1092-1 PN….

Ưu điểm kỹ thuật

• PN linh hoạt: PN16 phổ thông, PN25–PN40 cho áp – nhiệt – rung cao hơn.
• Facing Type A…H: Cấu hình lưỡi–rãnh, âm–dương, O-ring giúp thiết kế kín theo cấp, kiểm soát ứng suất lên gioăng tốt hơn RF truyền thống.
• Đồng bộ phụ kiện: Bu lông hệ mét, gioăng đa dạng. Dễ kiểm soát theo tiêu chuẩn châu Âu.

Khi nào chọn EN 1092-1

• Hệ EU hoặc thiết bị nhập từ EU, yêu cầu đồng bộ tiêu chuẩn.
• Tuyến có điều kiện rung – chu kỳ nhiệt đáng kể, cần WN PN25–PN40 và facing tối ưu để giữ kín bền vững.
• Cần cấu hình gioăng đặc thù như tongue-and-groove hoặc male-female.

6. ANSI/ASME B16.5 – B16.47 – “ngôn ngữ” của hệ US, RTJ cho môi trường khắc nghiệt

Phân hạng kích cỡ

• B16.5: NPS 1/2”–24”, bao trùm phần lớn thiết bị công nghiệp Mỹ.
• B16.47: NPS >24”, chia Series A và Series B. Series A thường dày – nặng hơn, cho biên chịu lực cao hơn.

Class và đường đặc tính P–T

• Class 150: Phổ thông, tương đương khoảng PN16 ở điều kiện chuẩn nhưng không đồng nhất khi nhiệt độ tăng.
• Class 300: Áp – nhiệt cao hơn, thông dụng cho hơi bão hòa áp trung bình – cao.
• Class ≥ 600: Cân nhắc RTJ để giữ kín bền vững trước rung – nhiệt – áp và chu kỳ nhiệt.

Facing – gioăng

• RF: Dùng spiral wound, PTFE, graphite.
• RTJ: Vòng kim loại R/RX/BX, yêu cầu gia công rãnh đúng profile, kiểm soát độ nhám – độ phẳng. Lỗi nhỏ trên rãnh cũng làm giảm tuổi thọ kín.

Khi nào buộc dùng ASME

• Thiết bị nguồn gốc US.
• Nhà máy có triết lý vận hành theo ASME, cần đọc trực tiếp đường P–T theo mác thép để chốt Class.

7. BS 4504 – thực tế chuyển sang EN 1092-1, nhưng “bích BS” vẫn tồn tại trong hệ thống cũ

• Bản chất: BS 4504 là lịch sử. Thực hành EU hiện tại dùng EN 1092-1.
• Tồn tại tại Việt Nam: “Bích BS” còn vì thói quen gọi tên, hồ sơ cũ. Khi thay thế, đối chiếu lại PCD – số lỗ – chiều dày – facing. Tối ưu là chuyển dần sang EN 1092-1 để đồng bộ chuỗi cung ứng.

8. Ma trận “dịch chuẩn” và quy đổi tham khảo cho quyết định nhanh

Cảnh báo: Bảng quy đổi chỉ để định hướng. Quyết định cuối vẫn dựa trên biểu đồ P–T của tiêu chuẩn và mác vật liệu cụ thể.

Cấp áp tương đối

• JIS 10K ≈ PN16 ≈ gần Class 150 ở điều kiện chuẩn.
• JIS 16K ~ PN25 và có thể thấp hơn Class 300 khi nhiệt độ tăng.
• PN25–PN40 phủ vùng giữa Class 150–300, thấp hơn Class 600.
• RTJ chủ yếu ở Class ≥ 600 hoặc yêu cầu kín đặc biệt.

Kích cỡ tham chiếu

• DN 50 ~ NPS 2”, DN 80 ~ 3”, DN 100 ~ 4”, DN 150 ~ 6”, DN 200 ~ 8”
• Không suy đoán PCD – số lỗ theo quy đổi DN/NPS. Luôn kiểm bản vẽ chuẩn.

9. Vật liệu inox – gioăng – bu lông: bài toán “ứng suất siết tối thiểu” và độ bền kín

Vật liệu thân bích

• Inox 304: môi trường ăn mòn nhẹ – trung bình.
• Inox 316/316L: tăng kháng clorua, phù hợp nước biển pha loãng, hóa chất có ion Cl⁻.
• Ghi chú: khi nhiệt tăng, giới hạn ứng suất cho phép giảm, Class/PN tương đương ở điều kiện chuẩn không còn tương đương ở nhiệt độ cao. Luôn đọc đường P–T theo mác thép.

Gioăng (gasket)

• Spiral wound: “xương sống” cho RF, chịu được biên áp – nhiệt rộng, giữ kín tốt khi có rung.
• PTFE: kháng hóa chất, nhưng trượt lạnh và creep nếu siết thiếu.
• Graphite: chịu nhiệt cao, cần kiểm soát bề mặt và môi trường.
• RTJ: vòng kim loại R/RX/BX – yêu cầu rãnh chuẩn, mô-men siết chính xác.

Bu lông – đai ốc – vòng đệm

• Hệ mét vs inch: theo chuẩn áp dụng. Không trộn ren.
• Vật liệu: Inox A2/A4 cho môi trường ăn mòn, B7–2H cho tải cao trong ASME.
• Mô-men siết: nếu siết thiếu, ứng suất nén lên gioăng < ngưỡng cần để “đóng kín” → rò rỉ sớm sau một vài chu kỳ nhiệt. Siết quá tay có thể nứt tai bích, “nghẹn” gioăng, mất đàn hồi bù trừ.

10. Quy trình siết bu lông theo mô-men – đảm bảo phân bố tải đều và duy trì kín

Độ kín bền vững phụ thuộc phân bố tải quanh vòng lỗ. Thao tác sai tạo méo cục bộ, làm lệch mặt ghép và gây rò ngay trong chạy thử.

1. Chuẩn bị bề mặt: kiểm tra độ phẳng, độ nhám, làm sạch dầu mỡ – cặn. Với RTJ, soi rãnh bằng thước biên dạng và kính lúp kỹ thuật.
2. Bôi trơn ren – mặt tì: dùng mỡ bôi trơn phù hợp để giảm ma sát, giúp mô-men chuyển thành lực kéo bu lông hiệu quả.
3. Xếp vòng đệm: đồng bộ vật liệu vòng đệm – facing. Không để vòng đệm “ăn” vào mép lỗ.
4. Siết “chéo sao” nhiều bước:
   • Bước 1: 30% mô-men mục tiêu
   • Bước 2: 60%
   • Bước 3: 100%
   • Bước 4: kiểm vòng cuối theo chuỗi liên tục để bù biến dạng
5. Chạy thử – hồi siết: sau khi tuyến đạt nhiệt độ làm việc, kiểm tra rò. Với gioăng mềm, cân nhắc hồi siết ở thời điểm ổn định nhiệt.

Lưu ý dung sai – căn chỉnh

• Sai số đồng tâm ống – bích làm biến dạng mép ghép, khiến tải tập trung cục bộ.
• Đỡ ống kém làm tải treo lên mối ghép. WN chịu tốt hơn SO, nhưng không thay thế cho bố trí gối đỡ đúng.

11. Ma trận chọn nhanh theo bài toán hệ thống – đưa ra quyết định có cơ sở

Tuyến nước công nghiệp DN nhỏ–trung bình

• P–T: thấp–trung bình. Rung: thấp. Bảo trì: thường xuyên.
• Gợi ý: JIS 10K hoặc PN16, SO + RF với spiral wound hoặc PTFE. Bu lông inox A2.
• Lý do: thi công nhanh, chi phí tiết kiệm, đủ độ kín nếu siết đúng.

Tuyến hơi bão hòa áp trung bình

• P–T: trung bình–cao. Chu kỳ nhiệt: rõ rệt.
• Gợi ý: PN25–PN40 hoặc Class 300, WN + RF với spiral wound. Bu lông B7–2H hoặc inox chất lượng cao.
• Lý do: WN phân tán ứng suất, RF + spiral wound bù trừ tốt cho giãn nở – rung.

Khí kỹ thuật, rung đáng kể

• P–T: trung bình. Rung: cao từ máy nén – dao động ống treo.
• Gợi ý: PN25/PN40 hoặc Class 300, WN, tăng điểm đỡ ống, kiểm mô-men định kỳ.
• Lý do: nâng cứng vững mối ghép, duy trì kín sau rung.

Nhiệt – áp rất cao, khắc nghiệt

• P–T: cao. Rung: có. Chu kỳ nhiệt: nhiều.
• Gợi ý: Class ≥ 600, WN + RTJ, vòng R/RX/BX theo thiết kế.
• Lý do: RTJ cho độ kín bền vững, ít trôi lực siết do creep gioăng mềm.

12. Lỗi kỹ thuật thường gặp khi “trộn chuẩn” và cách khắc phục

• Ghép RF với FF hoặc RTJ: trái nguyên lý làm kín. RF cần gờ – gioăng mềm. FF cần phẳng – gioăng phẳng. RTJ cần rãnh – vòng kim loại.
  → Khắc phục: xác minh facing cả hai phía, dùng đúng gioăng và bích tương ứng.
• Nhầm DN – NPS và PCD – số lỗ: cùng DN/NPS nhưng PCD – đường kính ngoài – chiều dày khác.
  → Khắc phục: bắt buộc đối chiếu bản vẽ chuẩn, không dùng quy đổi miệng.
• Siết thiếu mô-men hoặc không bôi trơn: tải nén lên gioăng < ngưỡng cần để “đóng kín”.
  → Khắc phục: xây dựng bảng mô-men cho từng kích cỡ – vật liệu bu lông – loại gioăng, áp dụng siết nhiều bước.
• Bỏ qua tải treo – giãn nở: ống “kéo” mối ghép, làm méo mặt.
  → Khắc phục: bổ sung gối đỡ, khớp giãn nở ở vị trí tính toán, ưu tiên WN.
• Thay thế vật liệu gioăng không tương thích môi trường: PTFE trượt lạnh, graphite cần kiểm soát môi trường oxy hóa.
  → Khắc phục: chọn theo nhiệt – áp – hóa chất, đọc datasheet nhà sản xuất.

13. Hỏi – đáp kỹ thuật chuyên sâu

Q: JIS 10K có thể thay bằng PN16 hay Class 150 không?

A: Có thể gần tương đương cấp áp ở điều kiện chuẩn, nhưng không lắp lẫn nếu PCD – số lỗ – facing khác. Khi nhiệt tăng, đường P–T khác nhau khiến “tương đương” không còn đúng.

Q: Khi nào buộc dùng RTJ?

A: Khi áp – nhiệt cao, rung mạnh, chu kỳ nhiệt nhiều, yêu cầu kín bền lâu. RTJ giảm phụ thuộc vào creep của gioăng mềm, nhưng đòi hỏi gia công – lắp đặt chuẩn và chi phí cao hơn.

Q: SO có dùng cho rung mạnh không?

A: Không lý tưởng. SO thuận thi công nhưng mép bích không cứng bằng WN. Với rung đáng kể, chọn WN và nâng cấp gối đỡ.

Q: BS 4504 có còn phù hợp?

A: Hệ EU hiện tại dùng EN 1092-1. “Bích BS” tồn tại trong hệ thống cũ. Thay thế cần đối chiếu kích thước – facing. Nếu mở rộng, nên quy hoạch chuyển dần sang EN 1092-1 để đồng bộ.

Q: Chọn bu lông nào cho Class cao?

A:Ưu tiên B7–2H hoặc vật liệu tương đương theo ASME. Kiểm anneling – xử lý nhiệt theo yêu cầu. Với môi trường ăn mòn, cân nhắc inox A4 hoặc phủ bảo vệ, nhưng phải giữ đủ cấp bền.

14. Checklist nghiệm thu trước khi chốt mua và lắp đặt

• Xác nhận hệ chuẩn toàn tuyến: JIS hay BS lịch sử.
• Quyết định cấp áp – nhiệt theo biểu đồ P–T của mác inox cụ thể.
• Chọn kết cấu: WN cho tải nặng – rung – chu kỳ nhiệt, SO cho DN nhỏ–trung bình – áp thấp–trung bình.
• Ấn định facing theo gioăng đã chọn, không trộn RF/FF/RTJ.
• Chốt bu lông theo hệ ren – vật liệu – cấp bền. Lập bảng mô-men siết theo kích thước.
• Kiểm độ phẳng – độ nhám bề mặt, vệ sinh sạch trước khi ghép.
• Áp dụng siết chéo sao 3–4 bước, bôi trơn ren – mặt tì, hồi siết sau ổn định nhiệt.
• Kiểm tra rò bằng xà phòng, áp thử, nhiệt thử, ghi log mô-men.

15. Năng lực cung ứng – tư vấn kỹ thuật của Inox TK

Khi cần mua mặt bích inox đúng chuẩn kích thước và tiêu chuẩn kỹ thuật, hãy liên hệ Inox TK để được tư vấn nhanh và báo giá minh bạch theo chủng loại. Hàng nhập chính hãng có CO CQ theo từng lô, kho sẵn nhiều PN K Class và kiểu kết cấu để đáp ứng tiến độ