Bảng quy đổi DN sang phi và inch: kích thước danh nghĩa ống, van

Đổi DN sang phi không có công thức, vì DN là kích thước danh nghĩa còn phi là đường kính ngoài thực tế của ống. Cách làm đúng là tra bảng: DN50 tương ứng NPS 2 inch và ống thép phi 60,3 mm (gọi tròn là phi 60); DN100 ứng với 4 inch và phi 114,3 mm.

Lý do phải tra bảng DN sang phi là DN không đo được bằng thước. Cùng một DN, ống thép, ống PVC và ống đồng có đường kính ngoài khác nhau, còn độ dày thành ống làm đường kính trong thay đổi. Bài này trình bày bảng DN sang phi và inch cho DN15 đến DN600, giải thích vì sao các con số lệch nhau, rồi hướng dẫn xác định kích thước ống tại hiện trường và chọn van theo DN.

DN là gì: kích thước danh nghĩa theo ISO 6708

DN (Diamètre Nominal, tiếng Anh là Nominal Diameter) là ký hiệu kích thước danh nghĩa theo ISO 6708. Tiêu chuẩn này định nghĩa DN là ký hiệu chữ và số chung cho mọi chi tiết trong hệ đường ống, gồm chữ DN và một số nguyên không đơn vị, liên hệ gián tiếp với kích thước thực. Số sau DN gần với đường kính trong hoặc kích thước lắp nối tính bằng mm, nhưng không bằng chúng.

Kích thước danh nghĩa của van công nghiệp đều ghi theo DN, vì cùng DN và cùng cấp áp suất thì van, bích và ống lắp được với nhau. Nhờ vậy nhà sản xuất ở các nước khác nhau vẫn cho ra chi tiết thay thế được.

NPS: kích thước danh nghĩa theo inch

Hệ Mỹ dùng NPS (Nominal Pipe Size) tính theo inch, ví dụ 1/2″, 1″, 2″, 4″. NPS cũng là kích thước danh nghĩa, không phải số đo. DN xấp xỉ 25 lần NPS rồi làm tròn theo dãy chuẩn: 1″ là DN25, 2″ là DN50, 4″ là DN100. Một số cặp không tròn: 1/2″ là DN15, 3/4″ là DN20, 1¼” là DN32, 2½” là DN65, 5″ là DN125.

Phi (Φ): đường kính ngoài theo cách gọi ở Việt Nam

Phi là ký hiệu đường kính, trong thực tế thợ và đại lý dùng nó cho đường kính ngoài (OD) tính bằng mm. “Ống phi 60” nghĩa là OD khoảng 60 mm. Đây là giá trị đo được, nên đổi DN sang phi thực chất là tra OD của loạt ống tương ứng.

Vì sao đổi DN sang phi không theo công thức

Nhiều người thử tìm một công thức, ví dụ cộng thêm 10 mm. Cách này sai ở nhiều cỡ. DN sang phi không có công thức chung vì DN không xuất phát từ một phép đo. Từ NPS 14″ trở lên, OD bằng đúng số inch quy ra mm: 14″ là 355,6 mm, 16″ là 406,4 mm, 24″ là 609,6 mm. Dưới 14″ thì OD lớn hơn NPS: ống 2″ có OD 2,375″ (60,3 mm), ống 4″ có OD 4,5″ (114,3 mm).

Nguyên nhân là lịch sử. Ban đầu NPS gần bằng đường kính trong của ống thành tiêu chuẩn. Khi thép chịu lực tốt hơn, thành ống mỏng đi hoặc dày lên theo yêu cầu áp suất, nhưng người ta giữ nguyên OD để ren, bích và phụ kiện cũ vẫn lắp được. Độ dày đổi thì đường kính trong đổi theo, còn OD đứng yên.

Vì vậy mọi quy tắc dạng “cộng thêm vài mm” chỉ đúng ngẫu nhiên. Hệ quả cho người mua: ống phi 60 và van DN50 ghép được với nhau, nhưng không phải vì 60 gần 50, mà vì OD của ống DN50 cố định ở 60,3 mm theo ASME B36.10M và ISO 4200, còn đường kính trong thì thay đổi theo schedule.

Bảng quy đổi DN sang phi và inch từ DN15 đến DN600

Bảng DN sang phi dưới đây liệt kê OD ống thép theo ASME B36.10M và ISO 4200, cùng cách gọi phi thường dùng ở Việt Nam và OD ống nhựa tương ứng. Cột ống nhựa chỉ gần đúng, mỗi hãng PVC/HDPE có loạt kích thước riêng, cần tra catalogue nhà sản xuất khi đặt hàng.

Để tra DN sang phi, bạn chỉ cần xác định DN hoặc inch trên tem, rồi đọc cột phi, tức OD thực. Đây là cách nhanh nhất cho thợ và nhân viên kho. DN65 là điểm dễ nhầm nhất. Loạt ASME B36.10M cho OD 73,0 mm, còn loạt ISO 4200 ghi 76,1 mm. Hai loại cùng gọi là DN65 nhưng không thay thế được cho nhau ở mối nối cần khít OD, như khớp nối rãnh hoặc đầu nối nén, nên phải hỏi rõ chuẩn trước khi đặt hàng. DN125 cũng có hai giá trị tương tự: 141,3 mm theo ASME và 139,7 mm theo ISO 4200.

Phi ống khác nhau giữa ống thép, ống nhựa và ống đồng

Kết quả đổi DN sang phi phụ thuộc loạt ống: cột OD trong bảng trên dành cho ống thép, cột cuối chỉ là ống nhựa tương ứng gần đúng.

Câu hỏi đầu tiên luôn là ống làm bằng vật liệu gì. Ống thép DN50 có OD 60,3 mm. Ống PVC thoát và cấp nước loạt phi gọi là phi 60 hoặc phi 63 tùy hãng. Ống HDPE theo hệ mét gọi d63, nghĩa là OD 63 mm.

Ống nhựa luôn gọi theo OD vì phụ kiện hàn nhiệt, dán keo và nối ren đều khớp với đường kính ngoài, còn độ dày thay đổi theo cấp áp (PN hoặc SDR). Gọi theo OD cho phép cùng một bộ phụ kiện dùng cho nhiều cấp áp khác nhau, chỉ đổi độ dày thành ống. Với ống nhựa, đổi DN sang phi nghĩa là chọn cỡ d gần nhất trong loạt của hãng.

Ống đồng không dùng bảng DN sang phi của ống thép mà gọi theo OD tính bằng inch: 1/2″ là 12,7 mm, 3/4″ là 19,05 mm, 7/8″ là 22,2 mm. Ống đồng cấp nước theo ASTM B88 lại dùng kích thước danh nghĩa nhỏ hơn OD khoảng 1/8″, nên ống “1/2″ cấp nước” có OD 5/8″ (15,9 mm). Vì vậy không nên lẫn ống đồng điều hòa với ống đồng cấp nước.

Đường kính ngoài, độ dày và schedule

Schedule (SCH) là cấp độ dày thành ống thép theo ASME B36.10M và B36.19M. Với cùng DN, SCH càng cao thì thành càng dày, đường kính trong càng nhỏ và ống chịu áp càng lớn. Bảng DN sang phi chỉ cho OD; muốn biết đường kính trong phải biết thêm schedule. Ví dụ ống DN50 có OD 60,3 mm; SCH40 dày 3,91 mm nên đường kính trong là 60,3 − 2 × 3,91 ≈ 52,5 mm.

Mỗi dòng cho thấy lý do không thể lấy DN làm đường kính trong. DN100 SCH40 có ID 102,3 mm, còn SCH80 chỉ 97,2 mm: cùng DN nhưng chênh 5 mm, tương đương tiết diện giảm khoảng 10%. Chi tiết về vật liệu và các loại ống thép SCH40 và SCH80 có ở bài tổng quan riêng.

ID còn dùng để tính dung tích. Diện tích tiết diện bằng π/4 × ID², nên DN50 SCH40 chứa khoảng 2,17 lít mỗi mét ống, DN100 SCH40 chứa khoảng 8,21 lít mỗi mét. Khi súc rửa, thử áp hoặc châm hóa chất, bạn dùng giá trị này để suy ra thể tích nước trong đường ống: 100 m ống DN100 SCH40 là khoảng 821 lít.

Inch trong ren ống và inch trong DN

Inch ghi trên ren ống không phải đường kính thật của ren. Ren G1/2″ (ISO 228, còn gọi BSP song song) có đường kính ngoài khoảng 20,955 mm, chứ không phải 12,7 mm như phép đổi 1/2 inch. Vì vậy bảng DN sang phi không dùng để tra cỡ ren. Tên “1/2” kế thừa từ kích thước danh nghĩa của ống thép, tức là DN15, mà ren được cắt trên đầu ống đó. Đường kính ngoài và số ren trên inch của từng cỡ có trong bảng tra ren ống nước.

Ren G và ren NPT cùng có tên 1/2″ và cùng 14 vòng ren trên inch, nhưng góc ren khác nhau (G 55°, NPT 60°) và NPT là ren côn, còn G là ren trụ song song. Vì thế không nên vặn lẫn chúng. Để phân biệt đúng loại, xem thêm tiêu chuẩn ren ống phổ biến như BSP, NPT, Rc.

Đo ống tại hiện trường để đổi DN sang phi

Khi tem mờ hoặc ống không có ký hiệu, bạn đo OD rồi tra bảng ở trên. Có hai cách đo thực tế.

1. Dùng thước kẹp (caliper) hoặc thước kẹp cỡ lớn đo trực tiếp OD tại đoạn ống sạch, không gỉ, không bọc cách nhiệt.
2. Quấn thước dây hoặc dây mềm quanh ống, đọc chu vi rồi chia cho π (3,1416). Chu vi 189,4 mm cho OD 60,3 mm, tức DN50; chu vi 197,9 mm cho OD 63 mm.

Chiều ngược lại cũng đơn giản: đối chiếu OD đo được với cột OD trong bảng, chọn dòng gần nhất. Nếu OD khoảng 73 và 76 mm cùng gần, hỏi chuẩn ống (ASME hay ISO) trước khi quyết định.

Lưu ý sai số: ống thép hàn có dung sai OD khoảng ±1% hoặc theo tiêu chuẩn sản xuất (tham khảo), lớp gỉ hoặc sơn dày có thể thêm 0,5 – 1 mm. Muốn biết độ dày, đo thành ống tại mặt cắt hở hoặc bằng thiết bị đo siêu âm, rồi so với cột SCH để biết ID. Sai số vài phần mười mm không làm sai kết quả đổi DN sang phi, vì các cỡ liền kề cách nhau ít nhất vài mm, trừ cặp 73,0 và 76,1 mm của DN65.

Chọn van và phụ kiện theo DN

Với van mặt bích, sau khi tra DN sang phi để khớp với ống, chọn đồng thời DN và cấp áp suất: cả hai phải trùng với bích đối ứng. Tem van luôn có cặp DN–PN, và bạn nên đọc kỹ PN là gì trước khi đặt hàng để không lẫn cấp áp. Nếu hệ dùng bích Mỹ, DN đổi sang NPS rồi tra Class; kích thước bích Class 150 và 300 có trong mặt bích ANSI tra theo NPS.

Van ren (van cầu, van bi ren) ghi theo inch và ren, nên tra theo bảng ren ở trên, không theo bảng DN sang phi. Nhớ rằng ống thép DN15 vặn vào van 1/2″, còn ống nhựa d20 hoặc d21 phải qua phụ kiện chuyển.

Những lỗi thường gặp khi đổi DN sang phi

Có ba lỗi lặp lại. Một là coi DN bằng đường kính trong rồi chọn ống ngoài sai cỡ. Hai là đổi DN sang phi theo bảng ống nhựa trong khi mua ống thép, nên OD lệch vài mm và đầu nối không vừa. Ba là quên DN65 có hai chuẩn OD (73,0 và 76,1 mm), hoặc lẫn ống thép DN80 (88,9 mm) với ống nhựa d90. Trước khi chốt đơn hàng, luôn đối chiếu loại ống.

Chọn DN theo lưu lượng và vận tốc, không theo ống sẵn có

Bảng DN sang phi chỉ cho biết van nào lắp vừa ống, còn DN van không bắt buộc bằng DN ống hiện có. Tính DN từ lưu lượng và vận tốc cho phép: đường kính trong d = √(4Q / (π·v)). Ví dụ Q = 50 m³/h (0,01389 m³/s), v mục tiêu 2 m/s cho d ≈ 94 mm, chọn DN100 (ID 102,3 mm, vận tốc thực khoảng 1,7 m/s). Vận tốc nước 1 – 3 m/s là khoảng tham khảo thường dùng cho đường nén nước sạch. Bảng vận tốc khuyến nghị theo lưu chất và ví dụ cho đường hút, đường đẩy bơm, ống hơi có trong bài cách tính đường kính ống theo lưu lượng.

Van điều khiển hoặc van tiết lưu thường chọn nhỏ hơn ống một cấp để có độ mở ổn định. Van đóng mở (van cổng, van bi) chọn đúng DN ống để không tạo tổn thất áp thừa.

DN lớn hơn thì mô men đóng mở lớn hơn

Diện tích chịu áp của đĩa hoặc bi tăng theo bình phương đường kính, bán kính ma sát ở gioăng và trục cũng tăng theo, nên mô men đóng mở van bướm hoặc van bi tăng nhanh hơn tỉ lệ thuận với DN ở cùng chênh áp. Giá trị cụ thể lấy theo bảng mô men của hãng van. Khi chọn bộ điều khiển điện hoặc khí nén, cần biết mô men xoắn yêu cầu ở DN và áp thực tế, cộng hệ số an toàn thường từ 1,25 đến 1,5.

Để đối chiếu cách đổi DN sang phi với hệ inch của Mỹ, có thể xem trang Nominal Pipe Size trên Wikipedia làm tài liệu tham khảo ngoài.

Sau khi xác định được DN và phi của đường ống, bạn có thể chọn phụ kiện đường ống đúng kích thước tại Viva.

Với ống inox, ngoài DN và phi còn cần biết độ dày ống: xem SCH là gì.

Viva hỗ trợ chọn van và phụ kiện theo thông số thực tế gồm DN, cấp áp suất, vật liệu thân và kiểu nối. Bạn có thể gửi kích thước đo được hoặc ảnh tem sản phẩm đang dùng để được tra đúng DN sang phi, hoặc đến trực tiếp văn phòng tại Số 20, Ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội.

Câu hỏi thường gặp khi đổi DN sang phi