Các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế áp dụng cho ống mềm   và khớp giãn nở inox (ASTM - ASME - JIS - DIN,…)

1. Tổng quan

Trong các ngành công nghiệp như hóa chất, dầu khí, thực phẩm, dược phẩm, HVAC, nhiệt điện và xử lý nước, ống mềm Inox (Stainless Steel Flexible Hose) và khớp giãn nở Inox (Stainless Steel Expansion Joint) là những thiết bị quan trọng giúp

• Hấp thụ rung động
• Bù giãn nở nhiệt
• Bù sai lệch lắp đặt
• Bảo vệ bơm, van và đường ống

Tuy nhiên, để đảm bảo độ bền, an toàn vận hành, các sản phẩm ống mềm Inox và khớp giãn nở Inox phải được chế tạo theo các tiêu chuẩn quốc tế như:

2. Vì sao cần tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế ?

Nếu sản phẩm không được chế tạo theo tiêu chuẩn:

• Bellows dễ nứt
• Mối hàn bị bung
• Áp suất làm việc không đạt
• Tuổi thọ giảm
• Tăng chi phí bảo trì
• Nguy cơ tai nạn công nghiệp

Ngược lại, khi sản xuất đúng tiêu chuẩn:

• Tuổi thọ tăng
• Đáp ứng các điều kiện kỹ thuật
• Độ an toàn cao
• Được chấp nhận trong các dự án EPC quốc tế (Là các dự án quy mô lớn được thực hiện bởi một nhà thầu chính (Tổng thầu EPC) cho chủ đầu tư. Nhà thầu này chịu trách nhiệm toàn diện từ khâu thiết kế, cung ứng vật tư thiết bị cho đến thi công và bàn giao công trình hoàn chỉnh).

3. Các hệ thống tiêu chuẩn Quốc tế áp dụng cho ống mềm và khớp giãn nở inox

3.1 Hệ thống tiêu chuẩn ASTM áp dụng cho ống mềm inox

Tiêu chuẩn ASTM là gì ?

ASTM là tổ chức tiêu chuẩn vật liệu lớn nhất thế giới của Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ. ASTM quy định:

• Thành phần hóa học của vật liệu
• Cơ tính vật liệu
• Phương pháp thử
• Kiểm tra vật liệu

ASTM A240: Tiêu chuẩn phổ biến nhất cho vật liệu chế tạo bellows.

Áp dụng cho:

• Inox 304
• Inox 304L
• Inox 316
• Inox 316L

Ví dụ thành phần hóa học Inox 316L: 16-18% Cr, 10-14% Ni, 2-3% Mo, ≤0.03% C

Hình 1: Ống bellows của khớp giãn nở được chế tạo bằng Inox 316L

Hình 2: Ống bellows của khớp giãn nở đường kính lớn được chế tạo bằng Inox 316 tại Dân đạt

ASTM A269 - Áp dụng cho:

• Ống inox không có đường hàn dọc thân ống
• Ống inox hàn,…

Dùng chế tạo:

• Đầu nối
• Cổ bích (Stub End)
• Ống dẫn cứng,…

ASTM A276 - Áp dụng cho:

• Thanh tròn inox
• Ty giằng
• Tai bản lề,…

ASTM A312: Tiêu chuẩn quan trọng cho đường ống inox công nghiệp.

Áp dụng:

• SCH 10S
• SCH 40S
• SCH 80S

SCH 10S (Schedule 10S): là chỉ số tiêu chuẩn quy định độ dày thành ống mỏng, thường được áp dụng cho các loại ống thép không gỉ (SCH10 có độ dày là 2.77mm).

Thường dùng chế tạo:

• Đầu hàn
• Ống kết nối expansion joint

 3.2 Tiêu chuẩn ASME do Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ áp dụng cho ống mềm và khớp giãn nở

 ASME B31.3 - Áp dụng cho:

• Nhà máy hóa chất
• Nhà máy hóa dầu/Tổ hợp hóa dầu
• Nhà máy lọc dầu

Quy định:

• Thiết kế áp lực
• Tính toán ứng suất
• Kiểm tra đường ống

ASME Section VIII - Áp dụng:

• Bình chịu áp
• Khớp giãn nở (Expansion Joint) áp suất cao

Quy định:

• Thiết kế
• Thử áp
• Hệ số an toàn

3.3 Tiêu chuẩn EJMA (Tiêu chuẩn quan trọng nhất cho khớp giãn nở)

EJMA là tiêu chuẩn do Hiệp hội Các Nhà sản xuất Khớp giãn nở Hoa Kỳ được sử dụng rộng rãi nhất thế giới. Áp dụng cho:

• Bellows
• Expansion Joint

EJMA Quy Định

• Chiều dày bellows
• Số lớp bellows
• Số sóng bellows
• Áp suất làm việc
• Chu kỳ tuổi thọ bellows

Hình 3: Khớp giãn nở Inox sản xuất theo tiêu chuẩn EJMA

Hình 4: Ống mềm Inox sản xuất theo tiêu chuẩn EJMA

 3.4 JIS là tiêu chuẩn do Hệ thống Tiêu chuẩn Công nghiệp Nhật Bản đưa ra

JIS B 2352

Áp dụng cho:

• Ống mềm kim loại (Flexible Metal Hose)
• Khớp giãn nở (Expansion Joint)

Quy định:

• Kích thước
• Áp suất
• Vật liệu

JIS G4305

Tiêu chuẩn thép không gỉ tấm.

Hình 5: Ống mềm Inox sản xuất theo tiêu chuẩn JIS tại Công ty Dân Đạt

3.5 Tiêu Chuẩn DIN Của Đức

DIN 28195: Tiêu chuẩn nổi tiếng cho:

• Khớp giãn nở kim loại
• Bellows kim loại

Áp dụng trong:

• Nhà máy hóa chất
• Nhà máy điện
• Hệ thống hơi nóng

DIN EN 14917: Tiêu chuẩn quy định các yêu cầu về:

1. Thiết kế (Design)

• Tính toán độ bền bellows
• Ứng suất màng
• Ứng suất uốn
• Áp suất thiết kế
• Chu kỳ làm việc (Cycle Life)

Dựa trên:

• EJMA
• EN 13445
• ASME VIII

2. Vật liệu (Materials)

Áp dụng cho:

• Inox 304
• Inox 304L
• Inox 316
• Inox 316L
• Inox 321
• …

Theo các tiêu chuẩn:

• EN 10028
• EN 10088

3. Chế tạo (Manufacturing)

Yêu cầu:

• Tạo sóng bellows
• Hàn dọc
• Hàn vòng
• Xử lý nhiệt (nếu cần)
• Kiểm soát biến dạng

4. Thử nghiệm

Thông thường:

P_test = 1.43 P_design     

Ví dụ:

• Áp suất thiết kế = 10 bar
• Áp suất test: P_test = 1.43×10 = 14.3 bar

6. Ghi nhãn (Marking)

Trên nhãn phải có:

• Nhà sản xuất
• Mã sản phẩm
• Kích thước
• Nhiệt độ thiết kế
• Áp suất thiết kế
• Vật liệu
• Năm sản xuất
• Số seri

Hình 6: Ví dụ về nhãn sản phẩm

Hình 7: Khớp giãn nở theo tiêu chuẩn DIN được sản xuất tại Công ty Dân đạt

4. Tiêu chuẩn thử áp lực (Hydrostatic Test)

Một trong những thử nghiệm bắt buộc.

Công thức:                 P_test = 1.5 × P_working  

Trong đó:

• P_test = áp suất thử
• P_working = áp suất làm việc

Ví dụ

Áp suất làm việc: 10 bar

Áp suất thử:  P_test = 1.5 P_working = 1.5 × 10 = 15 bar

Như vậy sản phẩm phải chịu được áp suất thử 15 bar trước khi xuất xưởng.

Bảng 1: Quy định thử áp lực thủy tĩnh (Hydrostatic Test) trong nhiều tiêu chuẩn quốc tế, tuy nhiên cách xác định áp suất thử có thể khác nhau tùy loại thiết bị hoặc yêu cầu khách hàng.

Phương pháp kiểm tra và tiêu chí đạt

5. Tính giãn nở nhiệt theo ASME và EJMA

Công thức:     ΔL = α.L.ΔT  

Trong đó:

• ΔL = độ giãn nở
• α = hệ số giãn nở nhiệt
• L = chiều dài ống
• ΔT = chênh lệch nhiệt độ

Ví dụ: Đường ống Inox 316, có chiều dài L = 20 m ở nhiệt độ T₁ = 30°C. Tính chiều dài giãn nở của ống khi nhiệt độ tăng lên T₂ = 220°C

Ta có ΔT = T₂ – T₁ = 220 – 30 = 190°C, hệ số giãn nở nhiệt của Inox α = 16 × 10⁻⁶ /°C

Chiều dài giãn nở nhiệt: ΔL = 16×10⁻⁶ × 20 × 190 = 0.0608 m ≈ 60.8 mm

Kết luận: Đường ống dài 20 m có thể giãn nở hơn 60 mm, do đó cần sử dụng:

• Khớp giãn nở (Expansion Joint)
• Vòng giãn nở (Expansion Loop)
• Ống mềm (Flexible Hose)

Để tránh phá hỏng hệ thống.

6. Các thử nghiệm quan trọng theo ASTM – EJMA – DIN

1. Hydrostatic Test

Kiểm tra áp lực nước.

2. Pneumatic Test

Kiểm tra bằng khí nén.

3. Kiểm tra rò rỉ bằng khí Heli (Helium Leak Test)

Phương pháp này bơm khí Heli vào thiết bị và dùng máy dò chuyên dụng để phát hiện các lỗ rò rỉ siêu nhỏ mà mắt thường hay các phương pháp đo áp suất thông thường không thể nhận biết được. Áp dụng trong:

• Dược phẩm
• Sản xuất chất bán dẫn
• Khí tinh khiết

4. Kiểm tra tuổi thọ bellows (Cycle Life Test)

Bảng 2: Tuổi thọ bellows theo tiêu chuẩn EJMA

Bảng 3: Tuổi thọ bellows theo tiêu chuẩn Châu Âu cho khớp giãn nở kim loại

Tiêu chí đạt sau thử nghiệm:

Tuổi thọ bellows Inox thực tế phụ thuộc vào:

• Số lớp
• Chiều dày
• Số sóng
• Chiều cao sóng
• Áp suất làm việc
• Chuyển vị

7. Các tiêu chuẩn quốc tế áp dụng trong thiết kế và chế tạo ống mềm, khớp giãn nở

8. Kết Luận

Đối với các dự án công nghiệp hiện đại, việc lựa chọn ống mềm Inox và khớp giãn nở Inox không chỉ dựa trên kích thước hay giá thành mà còn phải căn cứ vào các tiêu chuẩn quốc tế như ASTM, ASME, EJMA, JIS và DIN.

Một sản phẩm đạt chuẩn phải đảm bảo:

• Vật liệu theo ASTM A240 hoặc JIS G4305
• Thiết kế theo EJMA
• Tính toán theo ASME B31.3
• Kiểm tra áp lực theo tiêu chuẩn quốc tế
• Có hồ sơ CO, CQ, giấy chứng nhận kiểm tra chất lượng (Mill Test Certificate) đầy đủ

Đây chính là nền tảng để hệ thống đường ống vận hành ổn định, an toàn và đạt tuổi thọ trên 10–20 năm trong các ngành hóa chất, dầu khí, thực phẩm, dược phẩm, HVAC và năng lượng.

9. Tư vấn thực tế

Nếu anh/chị đang:

• Thiết kế hệ thống hơi / HVAC / hóa chất
• Gặp hiện tượng rung, nứt ống, xì rò

Nên cung cấp những thông tin về:

• Áp suất – nhiệt độ làm việc
• Đường kính ống
• Chiều dài tuyến ống
• Môi chất

Dân Đạt sẽ tư vấn đúng loại (tránh chọn sai gây hỏng hệ thống).

CÔNG TY TNHH SX - TM & DV DÂN ĐẠT

►Hotline: 0862.618.918

►Email: dandatflex@gmail.com

►Website: https://dandat.com.vn