Tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K là gì

Tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K là gì và vì sao tiêu chuẩn này lại được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống đường ống công nghiệp tại châu Á, cũng như được áp dụng phổ biến trong tiêu chuẩn van Shinyi? Nếu bạn chưa biết thì hãy cùng các kỹ sư của chúng tôi tìm hiểu đầy đủ trong bài viết dưới đây!

1. Phạm vi của tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K

Tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K quy định phạm vi áp dụng về kích thước và áp suất làm việc của mặt bích trong hệ thống đường ống công nghiệp, làm cơ sở cho việc lựa chọn và thiết kế phù hợp với từng điều kiện vận hành.

1.1. Phạm vi kích thước và áp suất định mức

Tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K được áp dụng cho các loại mặt bích JIS 10K có kích thước danh định từ 10A ~ 1500A. Với dải kích thước rộng, tiêu chuẩn JIS 10K đáp ứng tốt nhiều quy mô hệ thống khác nhau, từ các tuyến ống nhỏ trong hệ thống điều khiển đến các đường ống chính có đường kính lớn trong nhà máy công nghiệp, nhà máy lọc dầu và hệ thống cấp thoát nước. Đặc biệt, JIS 10K còn được sử dụng làm cơ sở thiết kế mặt bích cho các dòng van Shinyi, đảm bảo tính đồng bộ và khả năng lắp lẫn trong thực tế thi công.

Theo quy định của JIS 10K, áp suất danh định tương ứng nằm trong khoảng từ 1.0 MPa ~ 1.4 MPa, phụ thuộc vào nhóm vật liệu chế tạo bích JIS 10K cũng như điều kiện nhiệt độ làm việc. Cụ thể, theo Bảng 11 của JIS B 2220:2012 (nằm trong bộ cơ khí của tiêu chuẩn JIS) là nền tảng quan trọng của tiêu chuẩn bích JIS 10K:

• Nhóm vật liệu 001, 002, 003a (thép carbon): Áp suất làm việc tối đa 1.4 MPa ở nhiệt độ thường đến 120°C, giảm xuống còn 1.0 MPa khi nhiệt độ tăng lên 300°C
• Nhóm vật liệu 021a, 021b, 022a, 022b (thép không gỉ): Duy trì mức 1.4 MPa trong dải nhiệt độ đến 120°C và giảm còn 1.0 MPa tại 300°C
• Nhóm vật liệu 023a, 023b (thép không gỉ carbon thấp): Đặc tính áp suất tương tự, tuy nhiên có xu hướng giảm nhẹ hơn khi làm việc ở điều kiện nhiệt độ cao

Nhờ các quy định rõ ràng về kích thước và áp suất, tiêu chuẩn JIS 10K được xem là một trong những tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K phổ biến, đảm bảo tính đồng bộ, an toàn và độ bền lâu dài cho hệ thống đường ống công nghiệp

1.2. Loại chất lưu thông và ống áp dụng

Tiêu chuẩn bích JIS 10K được áp dụng và thiết kế theo để vận chuyển các loại chất lưu thông đa dạng: Hơi nước, khí nén, gas, nước, dầu và các chất lỏng công nghiệp khác. Tiêu chuẩn này áp dụng cho:

• Đường ống thông thường (JIS G 3452)
• Đường ống áp suất (JIS G 3454)
• Đường ống áp suất cao (JIS G 3455)
• Đường ống nhiệt độ cao (JIS G 3456)
• Đường ống hợp kim (JIS G 3458)
• Đường ống thép không gỉ (JIS G 3459, JIS G 3468)

Đặc biệt, mặt bích JIS 10K kiểu nhẹ (10K light type) chỉ được sử dụng cho dòng chảy ổn định ở nhiệt độ 120°C hoặc thấp hơn và áp suất 0.7 MPa hoặc thấp hơn, với kích thước từ 10A ~ 400A

2. Phân loại mặt bích theo tiêu chuẩn JIS 10K

Tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K phân loại mặt bích theo kết cấu và phương pháp kết nối nhằm đáp ứng các yêu cầu khác nhau về áp suất, nhiệt độ và điều kiện lắp đặt trong hệ thống đường ống

2.1 Các loại mặt bích JIS 10K hàn (Welding Flanges)

Theo tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K, có 4 loại mặt bích hàn chính:

A) Mặt bích JIS 10K hàn kiểu đĩa phẳng (SOP – Slip-on Welding Flange Plate Type)

• Đây là loại phổ biến nhất trong JIS 10K, áp dụng cho kích thước từ 10A ~ 1500A
• Mặt bích SOP có cấu trúc đơn giản, dễ gia công và lắp đặt. Đường kính trong (d_o) dao động từ 17.8 mm (10A) đến 1529 mm (1500A). Độ dày mặt bích (t) dao động từ 12 mm (10A-15A) đến 50 mm (1500A)

B) Mặt bích JIS 10K hàn kiểu có gờ (SOH – Slip-on Welding Flange Hubbed Type)

• Loại này được thiết kế cho các kích thước từ 250A ~ 1500A trong tiêu chuẩn bích JIS 10K. Đặc điểm nổi bật là có phần gờ (hub) tạo độ bền cao hơn, phù hợp với áp suất và nhiệt độ làm việc khắt khe hơn.
• Đường kính gờ phía nhỏ (a) và đường kính gờ phía lớn (b) được quy định rõ ràng trong Bảng 15 của tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K B 2220:2012

C) Mặt bích JIS 10K hàn ổ cắm (SW – Socket Welding Flange)

• Áp dụng cho kích thước nhỏ từ 10A ~ 80A, mặt bích SW có độ sâu ổ cắm (S) được tiêu chuẩn hóa từ 10 mm đến 16 mm.
• Đây là lựa chọn tối ưu cho đường ống nhỏ, đảm bảo mối hàn chắc chắn và dễ kiểm tra

D) Mặt bích JIS 10K hàn cổ (WN – Welding Neck Flange)

• Loại mặt bích cao cấp nhất trong mặt bích JIS 10K, áp dụng cho toàn bộ kích thước từ 10A ~ 1500A.
• Thiết kế với phần cổ dốc (taper) 1.25 độ đến 2 độ, tạo sự chuyển tiếp mượt mà giữa ống và mặt bích, giảm ứng suất tập trung. Độ dài tổng (T) dao động từ 29 mm đến 218 mm

2.2 Các loại mặt bích JIS 10K khác

• Mặt bích khớp nối lỏng (LJ – Lap Joint Flange): Áp dụng cho kích thước 15A đến 600A, mặt bích LJ không có bề mặt tiếp xúc gasket riêng. Đây là lựa chọn kinh tế cho hệ thống cần tháo lắp thường xuyên
• Mặt bích ren (TR – Threaded Flange): Theo tiêu chuẩn JIS 10K, mặt bích ren chỉ áp dụng cho kích thước 10A đến 150A với ren côn theo JIS B 0203 (từ Rc 3/8 đến Rc 6). Vuông góc của trục ren với bề mặt tiếp xúc gasket phải trong phạm vi 0.9 mm trên 100 mm chiều dài trục
• Mặt bích liền (IT – Integral Flange): Là mặt bích tạo thành một phần không tách rời với van, bơm hoặc thiết bị. Kích thước từ 10A đến 1500A
• Mặt bích mù (BL – Blank Flange): Sử dụng để bịt kín đầu đường ống, áp dụng cho toàn bộ kích thước 10A ~ 1500A

3. Chi tiết kỹ thuật và dung sai theo tiêu chuẩn JIS 10K

Tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K quy định chi tiết các thông số kích thước, dung sai và yêu cầu lắp ghép nhằm đảm bảo độ chính xác, khả năng lắp lẫn và độ kín của mặt bích trong quá trình vận hành

3.1 Mặt bích JIS 10K thông thường

Bảng 15 của tiêu chuẩn JIS B 2220 quy định kích thước cho mặt bích JIS 10K thông thường, áp dụng cho tất cả các loại: SOP, SOH, SW, LJ, TR, WN, IT, BL với phạm vi kích thước từ 10A ~ 1500A.

Theo Bảng 15 của tiêu chuẩn JIS 10K, các kích thước quan trọng được chú giải như sau:

• Đường kính ngoài mặt bích (D)
  • 10A: 90 mm → 1500A: 1795 mm
  • Dung sai: ±1.5 mm cho D ≤ 600 mm, ±3 mm cho D > 600 mm
• Đường kính vòng tròn tâm lỗ bu lông (C)
  • 10A: 65 mm → 1500A: 1700 mm
  • Dung sai: ±0.5 mm cho C ≤ 950 mm, ±1.5 mm cho C > 950 mm
• Đường kính lỗ bu lông (h)
  • 10A ~ 90A: 15 mm (M12)
  • 100A ~ 200A: 19 ~20 mm (M16-M20)
  • 250A ~ 500A: 23 ~ 24 mm (M20-M22)
  • 550A ~ 900A: 33 mm (M30)
  • 1000A ~ 1200A: 39 mm (M36)
  • 1350A ~ 1500A: 45 mm (M42)
  • Dung sai: ±0.5 mm
• Số lượng bu lông
  • 10A ~ 80A: 4 bu lông
  • 90A ~ 200A: 8 bu lông
  • 225A: 12 bu lông (kích thước đặc biệt)
  • 250A ~ 400A: 12 ~ 16 bu lông
  • 450A ~ 600A: 16 ~ 24 bu lông
  • 700A ~ 1500A: 24 ~ 40 bu lông

3.2 Mặt bích JIS 10K loại nhẹ

Bảng 16 quy định kích thước cho mặt bích JIS 10K kiểu nhẹ (10K light type), chỉ áp dụng cho SOP (10A đến 350A) và SOH (chỉ 400A). Loại này chỉ sử dụng cho nhiệt độ ≤120°C và áp suất ≤0.7 MPa

3.2 Dung sai chế tạo

Các quy định về dung sai trong tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K nhằm đảm bảo độ chính xác lắp ghép, khả năng làm kín và tính đồng bộ khi mặt bích được kết nối với đường ống, van và các phụ kiện tiêu chuẩn.

Theo Bảng 22, tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K quy định dung sai chi tiết như sau:

A) Đường kính trong (d_o)

Dung sai cho bíc JIS 10K SOP, SOH, SW, LJ:

• • ≤400: +1/0 mm
  • 401-600: +1.5/0 mm
  • 601-800: +2/0 mm
  • 801-1000: +2.5/0 mm
  • >1000: +3/0 mm

Độ lệch tâm vòng tròn lỗ bu lông: Trong phạm vi 0.5 mm Bước lỗ bu lông: ±0.5 mm

B) Độ dày mặt bích (t)

• ≤20 mm: +1.5/0 mm (FF, MF, TG) hoặc +1.5/0 mm (RF)
• 21-50 mm: +2/0 mm (FF, MF, TG) hoặc +2/0 mm (RF)
• >50 mm: +3/0 mm (FF, MF, TG) hoặc +3/0 mm (RF)

C) Đường kính bề mặt tiếp xúc gasket (g):

• ≤700 mm: ±0.5 mm
• >700 mm: ±1.5 mm

Độ nghiêng của mặt bu lông-đai ốc so với bề mặt gasket: Trong phạm vi 1 độ

3.3 Yêu cầu bu lông và đai ốc

Theo mục 21.2 của JIS B2220:2012, khi sử dụng bu lông lục giác theo JIS B 1180 và đai ốc lục giác theo JIS B 1181:

• Sử dụng Cấp A hoặc B
• Vòng đệm phẳng chuỗi thông thường cấp A theo JIS B 1256:
  • Kích thước ren danh định M24 trở xuống: Độ cứng 200HV
  • Khi điểm chảy hoặc độ bền chịu 0.2% của bu lông ở nhiệt độ thường vượt 640 N/mm²: Độ cứng 300HV

4. Bề mặt và lớp mạ theo tiêu chuẩn bích JIS 10K

Trong tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K, bề mặt tiếp xúc và lớp mạ không chỉ là yếu tố hoàn thiện mà còn quyết định trực tiếp đến độ kín, khả năng chống ăn mòn và độ bền làm việc của mặt bích

4.1 Các kiểu bề mặt tiếp xúc

Tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K quy định 4 loại bề mặt tiếp xúc gasket:

A) Mặt phẳng toàn bộ (FF – Full Face)

• Đường kính bề mặt tiếp xúc (g) bằng đường kính ngoài mặt bích (D). Áp dụng cho tất cả các loại mặt bích SOP, SOH, SW, TR, BL. Độ dày mặt bích (t) và chiều cao mặt bích (f) là 1 mm cho kích thước nhỏ, 2 mm cho kích thước lớn
• Đặc biệt quan trọng: Theo mục 21.1 của JIS B 2220:2012, đối với mặt bích SOP và BL kiểu FF có kích thước 250A trở lên, nên sử dụng gasket toàn bộ thay vì gasket vòng để tránh mômen uốn quá mức lên mặt bích.

B) Mặt lồi (RF – Raised Face)

• Đường kính bề mặt lồi (g) nhỏ hơn đường kính ngoài mặt bích, dao động từ 46 mm (10A) đến 1635 mm (1500A)
• Độ cao mặt lồi (f) là 1 mm cho kích thước dưới 32A, 2 mm cho 32A ~ 300A, và 3 mm cho trên 300A. Áp dụng cho WN, IT và một số loại SOH, SW.

C) Mặt âm dương (MF – Male-Female Face)

• Bao gồm ghép đôi giữa mặt lồi nam (MF-M) và mặt lõm cái (MF-F). Đường kính mặt lồi nam (C3) dao động từ 38 mm đến 1592 mm
• Độ cao mặt lồi (l3) là 6 mm, độ sâu mặt lõm (l4) là 5 mm. Loại này tạo độ kín cao hơn cho ứng dụng áp suất cao

D) Mặt chân răng và rãnh (TG – Tongue and Groove)

• Tương tự MF nhưng với kích thước chân răng (TG-T) nhỏ hơn một chút
• Đường kính chân răng (C1) và đường kính rãnh (C2) chênh lệch 1 mm để đảm bảo lắp ghép chính xác

4.2 Độ nhám bề mặt tiếp xúc

Theo Bảng 9, tiêu chuẩn JIS 10K (JIS B 2220:2012) quy định độ nhám bề mặt (Ra – Roughness Average) như sau:

• FF, RF, MF: Ra từ 3.2 đến 6.3 μm
• TG: Ra từ 3.2 μm hoặc thấp hơn
• Để đạt Ra 3.2 μm: Bán kính mũi dao 0.8mm, bước tiến dao 0.25-0.30 mm và để đạt Ra 6.3 μm: Bán kính mũi dao 0.8-1.6 mm, bước tiến dao 0.35 ~ 0.60mm
• Bề mặt tiếp xúc FF, RF, MF phải được gia công bằng dao tiện đầu tròn. Mối hàn của mặt bích hàn với ống phải được gia công nhẵn đạt Ra 12.5 μm hoặc tốt hơn

4.3 Lớp mạ và quy trình mạ

• Lớp mạ:
  • Mặt bích JIS 10K được mạ kẽm nhúng nóng có thể được mài hoặc gia công để loại bỏ lớp mạ ở bề mặt đường kính trong (trừ đường kính trong nhỏ của SW và đường kính trong của WN). Mặt bích được mạ kẽm nhúng nóng có thể được mài hoặc gia công để loại bỏ lớp mạ ở bề mặt đường kính trong (trừ đường kính trong nhỏ của SW và đường kính trong của WN).
  • Theo mục 15a và 17.4, mặt bích mạ kẽm nhúng nóng phải đạt yêu cầu: không đạt điểm cuối trong kiểm tra đồng sunfat sau 5 chu kỳ ngâm theo JIS H 0401
• Quy trình mạ:
  • Mạ sau gia công. Nếu mạ nhúng nóng và phải loại bỏ lớp mạ ở một số vị trí, có thể mạ trước với dung sai gia công phù hợp.
  • Làm sạch bằng phun cát, tẩy axit trước mạ.
  • Vật liệu kẽm cho mạ nhúng nóng là kẽm cất theo JIS H 2107 hoặc tương đương

5. Vật liệu theo tiêu chuẩn bích JIS 10K

Đối với tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K, việc lựa chọn vật liệu là yếu tố cốt lõi để đảm bảo khả năng làm việc ổn định trong các điều kiện áp suất, nhiệt độ và môi trường khác nhau.

5.1 Nhóm vật liệu thép carbon

• Nhóm 001 (Độ bền kéo tối thiểu: 400 N/mm²):
  • Thép cán: SS 400 (JIS G 3101) với hàm lượng carbon tối đa 0.35%
  • Thép rèn: SF 390A (JIS G 3201) với hàm lượng carbon tối đa 0.35%
  • Thép đúc: SC 410 (JIS G 5101)
• Nhóm 002 (Độ bền kéo: S 20C ≥ 400 N/mm², S 25C ≥ 440 N/mm²):
  • Thép cán: S 20C, S 25C (JIS G 4051)
  • Thép rèn: SF 440A (JIS G 3201), SFVC 1 (JIS G 3202)
  • Thép đúc: SC 480 (JIS G 5101), SCPH 1 (JIS G 5151)
• Nhóm 003a:
  • Thép rèn: SFVC 2A (JIS G 3202)
  • Thép đúc: SCPH 2 (JIS G 5151)

5.2 Nhóm vật liệu thép không gỉ (inox)

• Nhóm 021a, 021b (SUS 304)
  • SUS 304 (cán) (JIS G 4304, JIS G 4305)
  • SUS F304 (rèn) (JIS G 3214)
  • SCS 13A, SCS 19A (đúc) (JIS G 5121)
• Nhóm 022a, 022b (SUS 316)
  • SUS 316 (cán) (JIS G 4304, JIS G 4305)
  • SUS F316 (rèn) (JIS G 3214)
  • SCS 14A, SCS 16A (đúc) (JIS G 5121)

5.3 Nhóm vật liệu thay thế theo ASTM

Bên cạnh các quy định về vật liệu theo hệ tiêu chuẩn JIS B 2220:2012, tiêu chuẩn bích JIS 10K còn cho phép đối chiếu và sử dụng các mác vật liệu tương đương theo tiêu chuẩn ASTM như sau:

• Nhóm 1.1: ASTM A515-70, A516-70, A537 CL1, A105, A350 LF2, A216 WCB
• Nhóm 2.1: ASTM A240-304/304H, A182 F304/F304H, A351 CF3/CF8
• Nhóm 2.2: ASTM A240-316/316H, A182 F316/F316H, A351 CF3M/CF8M
• Nhóm 2.3: ASTM A240-304L/316L, A182 F304L/F316L

6. Kiểu tra trong tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K

Tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K quy định các yêu cầu kiểm tra nhằm xác nhận chất lượng vật liệu, phát hiện khuyết tật và đảm bảo mối quan hệ an toàn giữa áp suất và nhiệt độ trong quá trình vận hành

6.1 Kiểm tra khuyết tật

• Kiểm tra thẩm màu: Áp dụng cho mặt bích thép đúc theo JIS Z 2343-1. Mục 7.2.1 yêu cầu mặt bích thép đúc phải đạt yêu cầu về độ hoàn thiện trong kiểm tra thấm màu theo tiêu chuẩn riêng của từng loại thép đúc
• Kiểm tra từ tính: Theo mục 7.2.2 và 17.2, mặt bích thép đúc phải đáp ứng JIS Z 2320-1, đảm bảo không có khuyết tật ảnh hưởng đến độ bền
• Kiểm tra siêu âm: Mục 7.2.3 quy định mặt bích thép rèn và thép đúc phải đạt yêu cầu kiểm tra siêu âm theo tiêu chuẩn riêng. Đối với thép rèn S 20C và S 25C, áp dụng quy định của JIS G 3201

6.2 Mối quan hệ áp suất & nhiệt độ

Đây là yếu tố quan trọng nhất cần kiểm tra trong tiêu chuẩn mặt bích JIS 10K. Theo Bảng 11, phân cấp theo Division:

• Division I: Áp suất làm việc tối đa – áp dụng cho mặt bích có độ dày lớn
• Division II: Áp suất hạn chế hơn Division I – áp dụng cho kích thước và loại mặt bích cụ thể
• Division III: Áp suất hạn chế nhất – áp dụng cho mặt bích kích thước lớn hoặc kiểu đặc biệt

Ví dụ cụ thể cho tiêu chuẩn bích JIS 10K nhóm vật liệu 001:

• TL (Temperature Limit) đến 120°C: Division I = 1.4 MPa, Division II = 1.0 MPa, Division III = 1.0 MPa
• 220°C: Division I = 1.2 MPa, Division II = 1.0 MPa
• 300°C: Division I = 1.0 MPa, Division II = 1.0 MPa

7. Ghi nhãn tiêu chuẩn bích JIS 10K

Bích JIS 10K phải được đánh dấu các thông tin sau trên bề mặt chu vi bằng các phương pháp không phai mờ (đóng dấu, khắc chữ, khắc điện phân, phun):

• Áp suất danh định, kích thước danh định và ký hiệu vật liệu:
  • Ví dụ: 10K 300 SS 400 / 10K 80 SCS 13A / 10K 1000A SFVC 1
  • Ký hiệu A của kích thước danh định có thể bỏ qua
  • Đối với mặt bích JIS 10K kiểu nhẹ, thêm ký hiệu L: 10K L 150 S 20 C
  • Đối với mặt bích WN có kích thước thay thế, thêm ký hiệu H: 10K H 1000A SFVC 1
• Số nấu chảy hoặc số đúc, hoặc số kiểm soát chất lượng có thể truy xuất
• Tên nhà sản xuất, tên viết tắt hoặc nhãn hiệu
• Thông tin cần thiết khác không gây nhầm lẫn với các mục trên

Cấu trúc: Số tiêu chuẩn + Phân loại mặt bích + Phân loại bề mặt gasket + Áp suất danh định + Kích thước danh định + Ký hiệu vật liệu

• Ví dụ 1: JIS B 2220 SOP FF 10K 150A S 20 C
  • Chú thích: Mặt bích hàn kiểu đĩa, mặt phẳng toàn bộ, 10K, 150A, S 20 C
• Ví dụ 2: JIS B 2220 BL FF 16K 200A S 25 C
  • Chú thích: Mặt bích mù, mặt phẳng toàn bộ, 16K, 200A, S 25 C

SYV

Đại lý ShinYi Valve (SYV) | Website |  + postsBio ⮌

Tác giả SYV của ShinYiValve là nhóm tác giả gồm những kỹ sư chuyên ngành valve (van), am hiểu về vật liệu - tiêu chuẩn valve và ống - đồng thời là những người từng thiết kế và thi công các hệ thống đường ống, đặc biệt là hệ thống cấp thoát nước

• SYV

  https://shinyivalve.com.vn/author/admin/

  Tiêu chuẩn JIS là gì
• SYV

  https://shinyivalve.com.vn/author/admin/

  DN200 là phi bao nhiêu
• SYV

  https://shinyivalve.com.vn/author/admin/

  DN150 là phi bao nhiêu
• SYV

  https://shinyivalve.com.vn/author/admin/

  DN125 là phi bao nhiêu