Tiêu chuẩn mặt bích là gì ?| tiêu chuẩn JIS, ANSI, DIN, BS

Khi bước vào thế giới vật tư công nghiệp, bạn sẽ nhanh chóng nhận ra rằng không phải tất cả mặt bích đều được tạo ra như nhau. Để đảm bảo sự an toàn, tương thích và hiệu quả trên quy mô toàn cầu, các tổ chức tiêu chuẩn hóa đã ra đời, thiết lập nên những quy tắc kỹ thuật chặt chẽ. Mỗi hệ tiêu chuẩn phản ánh triết lý kỹ thuật và nhu cầu công nghiệp của khu vực khai sinh ra nó. Dưới đây, chúng ta sẽ “giải mã” bốn hệ tiêu chuẩn mặt bích phổ biến và có tầm ảnh hưởng lớn nhất hiện nay.

Các tiêu chuẩn mặt bích phổ biến

Tiêu chuẩn mặt bích là thông số kích thước tiêu chuẩn được nghiên cứu. Nhằm phục vụ cho công tác sản xuất ra các loại mặt bích. Với mỗi tiêu chuẩn thì độ dày, và khoảng cách tâm lỗ bắt bu lông sẽ khác nhau. Phù hợp cho từng điều kiện, và thông số làm việc cho từng môi trường làm việc khác nhau.

Dưới đây là các tiêu chuẩn mặt bích phổ biến nhất trên thế giới:

Tiêu chuẩn ANSI/ASME (Mỹ)

Khi nói đến các ứng dụng chịu áp lực cao và nhiệt độ khắc nghiệt, tiêu chuẩn của Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI) và Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ (ASME) là tiêu chuẩn vàng. ASME là đơn vị soạn thảo các quy chuẩn kỹ thuật, và ANSI là đơn vị công nhận và ban hành chúng.

ASME B16.5 & B16.47 là gì?
- ASME B16.5: Đây là tiêu chuẩn phổ biến nhất, quy định cho các loại mặt bích và phụ kiện nối bích có kích thước đường ống từ 1/2 inch đến 24 inch.
- ASME B16.47: Khi kích thước đường ống vượt quá 24 inch (lên đến 60 inch), tiêu chuẩn này sẽ được áp dụng. Nó được chia thành hai chuỗi (Series): Series A (dày hơn, nặng hơn) và Series B (mỏng hơn, nhẹ hơn).
Cách phân loại theo “Class”: Class 150, 300, 600… và ý nghĩa Điểm đặc trưng nhất của hệ ANSI/ASME là phân loại mặt bích theo “Class” (Lớp áp suất). Các con số như Class 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500 không trực tiếp chỉ áp suất chịu đựng tối đa theo đơn vị PSI. Thay vào đó, nó là một định danh cho khả năng chịu đựng áp suất ở các mức nhiệt độ khác nhau. Một quy tắc chung: Class càng cao, mặt bích càng dày, nặng, và có khả năng chịu được áp suất và nhiệt độ càng lớn. Ví dụ, một mặt bích Class 300 sẽ khỏe hơn đáng kể so với mặt bích Class 150 ở cùng một kích thước.
Phạm vi ứng dụng phổ biến: Với khả năng chịu lực vượt trội, mặt bích tiêu chuẩn ANSI/ASME là lựa chọn hàng đầu trong các ngành công nghiệp nặng như: Dầu khí (khai thác và chế biến), hóa dầu, nhà máy điện (nhiệt điện, điện hạt nhân), và các hệ thống xử lý áp suất cao.

Tiêu chuẩn DIN (Đức)

Đại diện cho sự chính xác và tính hệ thống của kỹ thuật Đức, tiêu chuẩn DIN (Deutsches Institut für Normung) là hệ quy chiếu cực kỳ phổ biến tại châu Âu và nhiều khu vực khác trên thế giới.

Giới thiệu về hệ tiêu chuẩn DIN: Hệ thống DIN bao gồm hàng ngàn tiêu chuẩn cho mọi lĩnh vực. Trong lĩnh vực mặt bích, các tiêu chuẩn như DIN 2576, DIN 2633, DIN 2527… quy định chi tiết kích thước cho từng loại mặt bích (mặt bích phẳng, mặt bích cổ hàn, mặt bích mù…).
Cách phân loại theo áp suất danh nghĩa “PN”: PN6, PN10, PN16, PN40… Khác với “Class” của Mỹ, hệ thống DIN sử dụng chỉ số PN (Pressure Nominale – Áp suất danh nghĩa). Chỉ số này rất trực quan: PN10 có nghĩa là mặt bích được thiết kế để hoạt động an toàn ở áp suất tối đa 10 Bar (khoảng 145 PSI) ở nhiệt độ phòng. Các cấp PN phổ biến bao gồm PN6, PN10, PN16, PN25, PN40.
Các ngành công nghiệp thường dùng: Mặt bích DIN được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp tổng hợp, xử lý nước và nước thải, công nghiệp hóa chất, hệ thống HVAC (sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí) và xây dựng dân dụng.

Tiêu chuẩn JIS (Nhật Bản)

Tiêu chuẩn Công nghiệp Nhật Bản (JIS – Japanese Industrial Standards) là hệ quy chiếu thống trị tại Nhật Bản và có ảnh hưởng sâu rộng đến các nước châu Á, trong đó có Việt Nam.

Giới thiệu hệ tiêu chuẩn JIS: Được phát triển bởi Hiệp hội Tiêu chuẩn Nhật Bản, hệ JIS nổi tiếng với sự cân bằng giữa hiệu quả, chi phí và hiệu suất.
Cách phân loại theo áp suất “K”: 5K, 10K, 16K, 20K… Hệ JIS phân loại áp suất bằng một đơn vị đặc trưng là “K”. Các cấp áp suất phổ biến là 5K, 10K, 16K, 20K. Tương tự như PN, chỉ số này liên quan trực tiếp đến áp suất. Ví dụ, mặt bích JIS 10K có khả năng chịu được áp suất khoảng 10 kgf/cm² (tương đương xấp xỉ 10 Bar).
Tại sao lại rất phổ biến trong ngành cấp thoát nước, hàng hải? So với ANSI/ASME ở cùng một cấp áp suất tương đương, mặt bích JIS thường có thiết kế mỏng và nhẹ hơn, giúp tiết kiệm vật liệu và giảm chi phí. Điều này làm cho chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng không yêu cầu áp suất quá cao như hệ thống cấp thoát nước, phòng cháy chữa cháy, và đặc biệt là trong ngành công nghiệp đóng tàu – một thế mạnh của Nhật Bản và Hàn Quốc.

Tiêu chuẩn BS (Anh)

Tiêu chuẩn Anh (BS – British Standards) là một hệ tiêu chuẩn có lịch sử lâu đời. Tuy nhiên, trong bối cảnh hội nhập kinh tế châu Âu, vai trò của nó đã có sự thay đổi.

Đề cập ngắn gọn về tiêu chuẩn BS: Tiêu chuẩn BS, ví dụ như BS 4504, đã từng rất phổ biến và có nhiều đặc điểm kích thước tương đồng với tiêu chuẩn DIN của Đức. Bạn vẫn có thể bắt gặp chúng trong các hệ thống đường ống cũ hoặc các dự án được thiết kế theo thông số của Anh.
Mối liên hệ với DIN và việc nó đang dần được thay thế: Để hài hòa hóa tiêu chuẩn trên toàn châu Âu, tiêu chuẩn BS cho mặt bích đã dần được thay thế bởi tiêu chuẩn châu Âu chung là EN 1092-1. Tiêu chuẩn này kết hợp và thống nhất nhiều khía cạnh từ cả hai hệ thống DIN và BS. Vì vậy, đối với các dự án mới tại châu Âu ngày nay, người ta thường chỉ định mặt bích theo tiêu chuẩn EN 1092-1 thay vì BS 4504.

Bảng so sánh và hướng dẫn tra cứu nhanh các tiêu chuẩn mặt bích

Việc phân biệt các tiêu chuẩn mặt bích có thể gây bối rối, nhưng khi nắm được những đặc điểm cốt lõi, mọi thứ sẽ trở nên rõ ràng hơn. Phần này sẽ cung cấp cho bạn một công cụ so sánh trực quan và hướng dẫn thực tế để bạn có thể nhận diện, đọc và lựa chọn đúng loại mặt bích cho nhu cầu của mình.

Cách nhanh nhất để thấy được sự khác biệt giữa ba “gã khổng lồ” này là đặt chúng cạnh nhau. Bảng dưới đây tóm tắt các khía cạnh quan trọng nhất.

Bảng so sánh trực quan (ANSI vs. DIN vs. JIS)
Tiêu chí	ANSI / ASME (Mỹ)	DIN (Đức)	JIS (Nhật Bản)
Khu vực phổ biến	Châu Mỹ, Trung Đông, các dự án Dầu khí toàn cầu.	Châu Âu, các ngành sản xuất công nghiệp chung.	Châu Á (đặc biệt là Nhật Bản, Hàn Quốc, Đông Nam Á).
Đơn vị áp suất	Class (Lớp áp suất): 150, 300, 600… Là định danh cấp áp suất-nhiệt độ.	PN (Áp suất danh nghĩa): PN10, PN16, PN40… Đơn vị là Bar.	K: 5K, 10K, 20K… Đơn vị là kgf/cm² (gần tương đương với Bar).
Đặc điểm nhận dạng	Thường dày, nặng và khỏe nhất ở cùng kích thước. Bề mặt gồ (Raised Face) rất phổ biến.	Kích thước hệ mét tròn trịa. Thường mỏng hơn ANSI nhưng dày hơn JIS ở cùng cấp áp suất.	Thường mỏng và nhẹ nhất, giúp tối ưu chi phí cho các ứng dụng áp suất thấp và trung bình.
Ứng dụng điển hình	Áp suất cực cao, nhiệt độ khắc nghiệt, hóa dầu, năng lượng.	Cấp thoát nước, hóa chất, HVAC, công nghiệp tổng hợp.	Cấp thoát nước, PCCC, đóng tàu, các ứng dụng không yêu cầu áp lực quá cao.

Lưu ý quan trọng: Không thể lắp lẫn mặt bích của các tiêu chuẩn khác nhau, ngay cả khi chúng có cùng kích thước danh định (DN). Sự khác biệt về đường kính vòng chia bu lông (PCD), số lượng và kích thước lỗ bu lông sẽ ngăn cản việc lắp đặt.

Tra cứu nhanh các thông số và tiêu chuẩn mặt bích tại:

Hướng dẫn cách đọc thông số khắc trên mặt bích

Mỗi chiếc mặt bích tiêu chuẩn đều được khắc các thông tin quan trọng giống như một “chứng minh thư kỹ thuật”. Việc hiểu các ký hiệu này là kỹ năng cơ bản để đảm bảo bạn đang sử dụng đúng sản phẩm.

Tên nhà sản xuất / Logo: Cho biết nguồn gốc xuất xứ của sản phẩm, rất quan trọng cho việc truy xuất chất lượng.
Kích thước danh định (DN hoặc NPS): Chỉ kích thước của đường ống mà nó sẽ kết nối. Ví dụ: DN50 (hệ mét) hoặc 2″ (hệ inch, NPS – Nominal Pipe Size).
Cấp áp suất (PN hoặc Class): Đây là thông tin quan trọng nhất để xác định tiêu chuẩn. Mặt bích sẽ có hoặc là ký hiệu Class (ví dụ: 150LB, CL300) cho tiêu chuẩn ANSI/ASME, hoặc là ký hiệu PN (ví dụ: PN16) cho tiêu chuẩn DIN, hoặc là ký hiệu K (ví dụ: 10K) cho tiêu chuẩn JIS.
Vật liệu (Material): Cho biết loại vật liệu chế tạo. Ví dụ:
- A105 hoặc SA105N: Thép carbon rèn, dùng phổ biến.
- F304/304L hoặc SS304: Thép không gỉ (inox) 304/304L.
- F316/316L hoặc SS316: Thép không gỉ (inox) 316/316L, chống ăn mòn tốt hơn.
Số mẻ nấu (Heat Number): Đây là mã số truy xuất nguồn gốc quan trọng nhất, ví dụ HEAT NO: 12345. Mã này cho phép nhà sản xuất tra cứu lại toàn bộ hồ sơ về thành phần hóa học và tính chất cơ học của lô vật liệu đã sản xuất ra chiếc mặt bích đó, thường được ghi trong Chứng chỉ kiểm tra vật liệu (Mill Test Certificate – MTC).

Xem thêm:

Ý nghĩa của các thông số và ký hiệu được hiển thị trên mặt bích

Làm thế nào để chọn đúng tiêu chuẩn cho dự án của bạn?

Việc lựa chọn không phải là “tiêu chuẩn nào tốt nhất?” mà là “tiêu chuẩn nào phù hợp nhất?”. Hãy xem xét 4 yếu tố then chốt sau đây để đưa ra quyết định chính xác.

1. Áp suất và Nhiệt độ làm việc: Đây là yếu tố quyết định hàng đầu. Hệ thống của bạn hoạt động ở áp suất và nhiệt độ bao nhiêu? Các ứng dụng áp suất cực cao và nhiệt độ lớn (ví dụ: đường ống hơi nóng, hóa dầu) gần như chắc chắn sẽ yêu cầu mặt bích ANSI/ASME Class cao. Ngược lại, hệ thống cấp nước sinh hoạt chỉ cần DIN PN10/PN16 hoặc JIS 10K là đủ.

2. Lưu chất bên trong đường ống: Lưu chất là gì? Là nước sạch, nước thải, hóa chất ăn mòn, hay khí gas dễ cháy? Yếu tố này quyết định đến vật liệu của mặt bích (thép carbon, inox 304, inox 316…). Đồng thời, các ngành công nghiệp xử lý lưu chất nguy hiểm thường có quy định nghiêm ngặt ưu tiên sử dụng tiêu chuẩn ANSI/ASME vì độ an toàn cao.

3. Quốc gia xuất xứ của thiết bị đi kèm: Đây là yếu tố thực tế không thể bỏ qua. Nếu bạn mua một máy bơm từ Đức, gần như chắc chắn nó sẽ đi kèm mặt bích tiêu chuẩn DIN. Do đó, bạn bắt buộc phải mua mặt bích DIN tương ứng để kết nối. Việc cố gắng lắp ghép các thiết bị khác tiêu chuẩn là không thể và cực kỳ tốn kém để sửa chữa.

4. Yêu cầu của Chủ đầu tư / Hồ sơ thiết kế: Trong mọi dự án lớn, luôn có một tài liệu gọi là “Chỉ dẫn kỹ thuật đường ống” (Piping Specification). Tài liệu này do chủ đầu tư hoặc tổng thầu biên soạn và là “luật” của dự án. Nếu hồ sơ thiết kế đã ghi rõ “Toàn bộ mặt bích sử dụng phải tuân thủ tiêu chuẩn ASME B16.5, Class 300”, thì bạn phải tuân thủ tuyệt đối yêu cầu đó.

Câu hỏi thường gặp về tiêu chuẩn mặt bích (FAQ)

Làm thế nào để phân biệt mặt bích tiêu chuẩn ANSI và DIN bằng mắt thường?

Mặc dù cách chính xác nhất là đọc các thông số được khắc trên thân, bạn hoàn toàn có thể phân biệt chúng bằng mắt thường qua một vài đặc điểm chính:

Độ dày và Trọng lượng: Ở cùng một kích thước danh định, mặt bích ANSI thường dày hơn, to bản và nặng hơn đáng kể so với mặt bích DIN. Điều này thể hiện rõ triết lý thiết kế ưu tiên sự bền bỉ, chắc chắn của tiêu chuẩn Mỹ cho các ứng dụng áp lực cao.
Số lượng lỗ bu lông: Đây là một dấu hiệu nhận biết khá tin cậy. Ví dụ, với kích thước DN100 (4 inch):
- Mặt bích DIN PN16 sẽ có 8 lỗ bu lông.
- Mặt bích ANSI Class 150 cũng có 8 lỗ bu lông, nhưng đường kính vòng chia bu lông lại khác nhau.
- Tuy nhiên, mặt bích ANSI Class 300 lại có tới 8 lỗ bu lông với kích thước lớn hơn.
Bề mặt (Face): Mặt bích ANSI thường có phần mặt gồ (Raised Face – RF) được gia công rất rõ ràng và cao hơn so với mặt bích DIN.

Kết luận: Nếu bạn thấy một chiếc mặt bích trông “cơ bắp”, dày dặn và chắc nịch, khả năng cao đó là tiêu chuẩn ANSI. Tuy nhiên, luôn luôn kiểm tra các ký hiệu được khắc để có sự khẳng định chắc chắn 100%.

PN16 trên mặt bích có nghĩa là gì? Nó chịu được áp suất tối đa bao nhiêu bar?

“PN” là viết tắt của cụm từ tiếng Pháp “Pressure Nominale”, có nghĩa là “Áp suất danh nghĩa”. Đây là đơn vị đo áp suất trong hệ tiêu chuẩn DIN và EN.

Con số đi theo sau chỉ thị áp suất làm việc tối đa mà mặt bích có thể chịu được, tính bằng bar, ở điều kiện nhiệt độ phòng (khoảng 20°C).

Vì vậy, một chiếc mặt bích có khắc chữ PN16 có nghĩa là nó được thiết kế để vận hành an toàn dưới áp suất danh nghĩa là 16 bar.

Cảnh báo quan trọng: Khả năng chịu áp suất này sẽ giảm xuống khi nhiệt độ vận hành tăng lên. Đối với các ứng dụng có nhiệt độ cao, bạn bắt buộc phải tra cứu biểu đồ quan hệ Áp suất – Nhiệt độ (Pressure-Temperature Rating Chart) của tiêu chuẩn tương ứng để đảm bảo an toàn tuyệt đối.

Tại sao không nên hàn mặt bích từ các nhà sản xuất khác nhau vào cùng một hệ thống?

Về mặt lý thuyết, hai mặt bích cùng tiêu chuẩn từ hai nhà sản xuất khác nhau có thể lắp bu lông với nhau. Tuy nhiên, trong các hệ thống đường ống hàn chuyên nghiệp, việc trộn lẫn sản phẩm từ nhiều nhà cung cấp là điều tối kỵ vì những lý do sau:

Mất kiểm soát chất lượng và truy xuất nguồn gốc: Các dự án chuyên nghiệp yêu cầu mọi vật liệu phải có Chứng chỉ kiểm tra vật liệu (MTC) để truy xuất nguồn gốc. Việc sử dụng mặt bích từ một nhà sản xuất duy nhất giúp đơn giản hóa việc quản lý hồ sơ, đảm bảo toàn bộ hệ thống tuân thủ một chuẩn chất lượng đồng nhất.
Sự không đồng nhất về vật liệu: Dù cùng mác thép (ví dụ A105), thành phần hóa học vi lượng và quy trình luyện kim của mỗi nhà sản xuất có thể khác nhau. Sự khác biệt này có thể ảnh hưởng đến khả năng hàn và hiệu suất chống ăn mòn lâu dài.
Quy trình sản xuất không đồng nhất: Quy trình rèn, dập và đặc biệt là xử lý nhiệt có thể khác nhau, dẫn đến cấu trúc vi mô và tính chất cơ học (độ cứng, độ dẻo) của sản phẩm cuối cùng không hoàn toàn giống nhau. Điều này có thể tạo ra các điểm yếu tiềm tàng trên đường hàn.

Vì vậy, để đảm bảo tính toàn vẹn, an toàn và dễ dàng quản lý chất lượng, các chuyên gia luôn khuyến nghị sử dụng sản phẩm từ một nhà sản xuất uy tín duy nhất cho một hạng mục công việc.

Mua mặt bích cần cung cấp những thông tin gì cho nhà cung cấp?

Để nhận được báo giá chính xác và sản phẩm đúng yêu cầu ngay từ lần đầu tiên, hãy cung cấp cho nhà cung cấp của bạn một “bản yêu cầu” đầy đủ 7 thông tin sau:

Tiêu chuẩn: ANSI/ASME, DIN, JIS, hay EN?
Loại mặt bích: Mặt bích rỗng (Slip-On), cổ cao (Welding Neck), mù (Blind), ren (Threaded)…?
Kích thước danh định: DN (ví dụ: DN80) hoặc NPS (ví dụ: 3 inch)?
Cấp áp lực: Class (ví dụ: Class 150), PN (ví dụ: PN16), hay K (ví dụ: 10K)?
Vật liệu: Thép Carbon (A105), Inox 304/304L, Inox 316/316L…?
Loại bề mặt: Mặt gồ (Raised Face – RF), Mặt phẳng (Flat Face – FF)?
Số lượng: Bao nhiêu chiếc?

Ví dụ một yêu cầu đặt hàng chuẩn: “Vui lòng báo giá cho tôi 50 chiếc mặt bích rỗng (Slip-On), tiêu chuẩn DIN, kích thước DN100, cấp áp lực PN16, vật liệu Thép không gỉ 304, bề mặt RF.”