Trong việc lắp ráp và thi công đường ống dẫn lưu chất công nghiệp thì mặt bích là 1 phụ kiện không thể thiếu. Flange có nhiều loại, tiêu chuẩn khác nhau nên trước khi chọn mua thì khách hàng cần cân nhắc thật kỹ. Và đừng bỏ qua bài giới thiệu tổng hợp của ThuyKhiDien về thiết bị này.
Mặt bích là gì?
Mặt bích chính là 1 phụ kiện của hệ thống, 1 phương pháp để kết nối van thủy lực, máy bơm… vào đường ống hay giữa các vật tư với vật tư nhằm bố trí, sắp xếp thiết bị để tạo nên 1 hệ thống đường ống hoàn chỉnh.
Tại mỗi đất nước, mỗi khu vực thì con người lại sử dụng thiết bị này với tiêu chuẩn khác nhau mà ở phần sau, chúng tôi sẽ phân tích cụ thể hơn.
Cấu tạo, bản vẽ của mặt bích
Các Flange có dạng hình khối tròn, vuông được sản xuất từ các vật liệu tốt như: thép vuông, đồng, hợp kim thép hoặc nhựa… Tùy theo từng loại mà cấu tạo của nó cũng sẽ có những điểm khác biệt.
Dưới đây là bản vẽ Flange tham khảo như sau:
Vì sao nên sử dụng mặt bích
Có 4 lý do khiến chúng ta phải dùng mặt bích, đó là:
+ Vận hành, bảo trì van đơn giản, không tốn kém.
+ Lắp đặt, kiểm tra hay sửa chữa dễ dàng, không mất nhiều thời gian.
+ Phù hợp với nhiều loại ống khác nhau như: Ống nước, ống dẫn gas, ống dẫn dầu, ống khí đốt… phục vụ công nghiệp.
+ Kiểm tra và điều chỉnh nhanh chóng.
Xem thêm: Van bướm là gì? Cấu tạo, nguyên lý của Butterfly valve
Kích thước của mặt bích
Có 2 phần mà hầu hết các kỹ thuật chú ý đó là: kích thước và số lượng lỗ trên mặt của Flange.
Các kích thước quan trọng
Một mặt bích thì sẽ có 6 kích thước mà người dùng cần quan tâm đó là:
+ Kích thước bu lông.
+ Kích thước lỗ bu lông.
+ Đường kính trong của bích: Là nơi liên kết với đường kính ngoài của phụ kiện này.
+ Đường kính ngoài của bích: Đo từ mép ngoài đến mặt đối diện.
+ Số bu lông.
+ Độ dày của mặt bích.
Công thức chia lỗ trên mặt bích
Rất nhiều khách hàng nhầm tưởng việc chia lỗ khó nhưng nếu hiểu thì sẽ cảm thấy khá dễ dàng số lượng lỗ bắt vít sẽ phụ thuộc vào yếu tố: nhiệt độ môi trường, môi trường đặc hay loãng, đường kính của các Flange lắp ống.
Ví dụ như: Những loại mà đường kính bé từ DN15, DN20, DN5, DN32 thì người ta bố trí 4 lỗ.
Những loại đường kính trung bình từ DN40 – DN100 thì bề mặt có 8 lỗ.
Các đường kính DN200 thì sẽ có 12 lỗ bắt vít. Những loại bích có đường kính càng lớn thì số lỗ càng nhiều.
Phân loại mặt bích
Theo vật liệu
Nếu phân chia theo vật liệu thì có rất nhiều loại mặt bích. Thông thường, khách hàng sẽ chọn thiết bị này dựa trên vật liệu của đường ống
Mặt bích thép
Nó chính là loại được đánh giá bền bỉ nhất, phổ biến nhất. Do tính chất của nó là đa dụng và rẻ nên ứng dụng nhiều trong công nghiệp. Một số hãng thì người ta còn mạ kẽm, mạ crom để tăng khả năng chắc chắn.
Mặt bích inox
Do phụ kiện này được làm từ inox hoàn toàn nên có giá thành cao hơn so với các loại còn lại. Nó chuyên biệt được dùng trong môi trường có nhiệt cao, những công việc có tính chất dễ bị ăn mòn, oxi hóa, tính chất khắc nghiệt, hóa chất…
Mặt bích nhựa
Loại phụ kiện nhựa này thì chúng ta chỉ có thể bắt gặp trên các đường ống nước tại nhà máy, khu chung cư, bệnh viện hay những môi trường có tính ăn mòn thấp, nơi nước phèn, nước mặn.
Ưu điểm của loại này đó là trọng lượng nhẹ và giá thành rẻ, dễ dàng tìm mua tại các cửa hàng kỹ thuật, điện nước.
Mặt bích đồng
Ngoài những chất liệu trên thì đồng cũng được nhiều hãng sản xuất chọn. Tuy trọng lượng nặng hơn nhưng độ cứng cáp tốt, ít bị oxi hóa.
Mặt bích gang
Loại được dùng phổ biến là có kích thước 150 hoặc 300. Nó ứng dụng trong nhưng hệ thống có sử dụng các van bằng gang có mức áp suất thấp và các những vòi phun trên thiết bị bằng van khác như: tua bin, bơm…
Theo tiêu chuẩn lắp ráp
Tiêu chuẩn BS của Anh
Dựa trên tiêu chuẩn kỹ thuật của Anh thì có: BS 4504, BS 6735, BSPN10, BSPN16, BSPN40.
Tiêu chuẩn ASME, ANSI của Mỹ
Nếu theo tiêu chuẩn Ansi của Mỹ ta có: Ansi class 150, Ansi class 300, Ansi 600, Ansi 900, Ansi 1500, Ansi 2500…
Nếu theo tiêu chuẩn ASME thì có các loại: ASME B16.1, ASME B16.5, ASME B16.24, ASME B 16.36, ASME B16.42, ASME B16.47.
Tiêu chuẩn JIS Nhật Bản
Các loại Flange theo tiêu chuẩn Nhật như: JIS 5k, JIS 10k và JIS 16k, JIS 20k.
Tiêu chuẩn DIN của Đức
Theo tiêu chuẩn của Đức thì có các loại:
DIN 2502 / DIN 2503 / DIN 2527
DIN 2565 / DIN 2566 / DIN 2573 / DIN 2576
DIN 2627 / DIN 2628 / DIN 2629
DIN 2630 / DIN 2631 / DIN 2632
DIN 2633 / DIN 2634 / DIN 2635
DIN 2636 / DIN 2637 / DIN 2638
Theo kiểu kết nối
Mặt bích ren – Threaded Flanges (TF)
Nó có 1 lỗ nhỏ ở giữa, dạng ren để kết nối với các ống nhỏ hơn bằng cách vặn xoáy ren. Do là ghép ren nên việc gia công, sử dụng cũng dễ dàng hơn rất nhiều. Nó thích hợp để dùng khi mà việc hàn nối mặt bích trên ống nhựa, ống sắt vuông khó khăn.
Mặt bích hàn bọc đúc – Socket Weld Flange (SW)
SW là loại bích hàn bọc đúc chuyên dùng cho các đường ống có kích thước bé và khả năng chịu áp thấp do chúng khi lắp chỉ được hàn 1 đường duy nhất ở phía trên của đường ống. Chức năng của nó là dùng để hàn nối ống khi muốn luồn ống dẫn vào phía trong.
Do chỉ hàn 1 lần nên chúng tôi thường khuyên khách hàng sử dụng cho những ống dẫn lưu chất có đường kính 2 inch và áp nhỏ để đảm bảo độ bền.
Khác với WN, SW có ống sẽ đưa vào bên trong cho đến khi đạt 1 khoảng cách vừa phải giữa đầu ống với phần bọc đúc. Mối hàn được thực hiện tại phần tiếp xúc bên ngoài của thân ống và mặt bích. Chúng tôi thường tạo khoảng trống expansion gap bằng cách: Đưa ống vào bích đạt đến độ sâu lớn nhất sau đó rút ra khoảng 1.6mm. Lưu ý, phụ kiện SW không dùng để hàn gắn với phụ kiện 1 cách trực tiếp.
Mặt bích hàn trượt – Slip-on Flange (SO)
Đặc điểm của phụ kiện này đó là đường kính trong của đầu bích luôn lớn hơn đường kính ống để nó có thể trượt trên bề mặt dễ dàng. SO sẽ gắn phần thành ống với mép mặt bích và hàn vành trong của bích với đoạn cuối của đường ống.
Thông qua phương pháp hàn nối đường ống với mặt trong, ngoài của thiết bị sẽ tạo nên sự linh hoạt giữa các đường ống.
Ưu điểm của thiết bị đó là: Có thể thay đổi khoảng cách của đường ống, thi công và lắp đặt thuận tiện, giá thành phải chăng, tiết kiệm chi phí, chịu được áp suất thấp. Khi hàn thì cần chú ý sao cho đầu ống thụt vào bên trong so với bề mặt của bích 1 khoảng bằng với độ dày của thành ống cộng thêm 3mm.
Mặt bích hàn cổ – Welding Neck Flange (WN)
WN thực chất là một bích rỗng có phần cổ được hàn bằng phương pháp rèn. Nó không có độ dày quá lớn so với các thiết bị cùng kích cỡ nhưng vẫn đảm bảo được độ chắc chắn. Do các cổ này được thiết kế vát đến cuối ống nên có thể ứng dụng để hỗ trợ quét sàng lọc chất lượng hay công nghệ siêu âm. Vì vậy mà nếu những hệ thống có nhiệt cao, áp lực lớn thì Welding Neck Flange là 1 lựa chọn hợp lý.
Mặt bích lồng – Lap Joint Flange (LJ)
LJ là tên viết tắt của Lap Joint Flange, nó không hoạt động riêng lẻ mà luôn lắp kèm với Stub end – một đoạn ống ngắn. Nó được hàn để gắn trực tiếp lên ống và được giữ lại bởi LJ.
Điểm nổi bật của phụ kiện này đó là: Người dùng có thể xoay chuyển khi lắp theo yêu cầu. Tuy nhiên, nó lại không thích hợp cho các ứng dụng có áp và nhiệt cao. Phần không tiếp xúc với lưu chất trong hệ thống có thể được làm bằng thép và các đoạn ống ngắn được làm từ chất liệu chống ăn mòn.
Mặt bích mù – Blind Flange (BF)
Ngoài tên gọi này thì nhiều người gọi nó là bích đặc bởi vì nó k có lỗ rỗng ở trung tâm. Chức năng của nó là bịt kín đường ống, ngăn dòng chảy để test áp chính xác. Để lắp BF vào hệ thống, người ta có thể lắp ren, hàn hoặc bắt bu lông.
Theo áp lực
Mỗi một hệ thống trong một ứng dụng khác nhau thì đường ống có yêu cầu áp lực khác nhau. Các hãng sản xuất dựa trên các áp lực thông dụng của đường ống mà thiết kế các mặt bích phù hợp như:
+ Loại 5K
+ Loại 10K
+ Loại 16K
+ Loại 20K
Theo chức năng
Mặt bích rỗng
Những phụ kiện này có lỗ rỗng dạng hình tròn ở giữa thì người ta gọi là loại rỗng. Chức năng của nó là giúp kết nối vật tư ngành nước với đường ống được chắc chắn.
Mặt bích đặc
Đặc điểm của nó là không có lỗ rỗng ở giữa nên nhiều nơi người ta gọi nó là bích bịt. Kỹ thuật dùng nó để đóng kín những phần đầu ống mà khi cần thì có thể tháo lắp 1 cách dễ dàng. Ngoài ra, nó còn tham gia ngăn dòng lưu chất chảy qua van, hỗ trợ quá trình test áp trong hệ thống được chính xác và thuận lợi hơn.
Theo bề mặt
Mặt bích phẳng – Flat Face (FF)
Người ta gọi nó là Flat Face bởi vì nó và mặt vòng tròn bắt vít có cùng 1 mặt phẳng. Khi kết nối 2 mặt của bích loại FF này thì người ta sử dụng vòng đệm bằng chất liệu phi kim loại. Tùy theo yêu cầu và đặc điểm của từng công việc mà các vòng đệm gaske hoặc non – asbestos được sử dụng.
Lưu ý đối với FF thì không được bắt vít vào mặt nâng. Khi muốn kết nối các FF bằng gang với các bích làm bằng thép carbon thì tháo mặt trên của bích thép và lắp thêm 1 miếng đệm toàn mặt.
Một số hệ thống sử dụng FF trên mặt sợi thủy tinh hay mặt bơm. Nếu bích gang thì momen nén miếng đệm sẽ gây hỏng thân bích và trên các bích gang. Một số trường hợp có thể tìm thấy các mảnh trên thiết bị cơ học do gang có tính chất dễ vỡ. Nếu các bích thép rèn thi độ bền cao hơn, loại 150 hay 300 thường dùng.
Mặt bích lồi – Raised Face (RF)
Raised face là loại mặt bích dạng lồi. Nó cũng chính là loại được dùng phổ biến nhất hiện nay trên thị trường. Người dùng có thể dễ dàng nhận biết và xác định được nó bằng mắt thường. Tên gọi của nó xuất phát từ 1 mặt lồi lên, nâng lên. Bề mặt đệm được nâng lên 1/16 cho đến ¼ ở phía trên mặt vòng tròn bắt vít bu lông.
Thiết kế của loại này có gờ nên khi cần kết nối 2 mặt của bích thì cần phải có 1 vòng đệm bằng kim loại. Chúng tôi thường thấy các nhà máy sử dụng loại vòng đệm kim loại hình xoắn ốc.
Nhiệm vụ chính của RF đó chính là tập trung áp lực nhiều hơn vào 1 khu vực đệm bé từ đó có thể tăng khả năng ngăn chặn áp lực từ khớp.
Mặt bích rãnh – Ring type joint (RTJ)
Người ta ưu tiên chọn các Flange loại RTJ để sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu nhiệt cao 800 độ F tương đương 427 độC và áp lực lớn.
Đặc điểm của loại này đó là có các rãnh cắt vào mặt của nó. Một mặt của nó sẽ nhô lên cao hơn với 1 rãnh vòng được gia công, đính kèm. Phần nổi lên này sẽ không tham gia phục vụ của phương tiện, chi tiết niêm phong. Những bích RTJ khác được bịt kín bằng vòng đệm, những mặt nổi lên được kết nối, thắt chặt sẽ tiếp xúc với nhau. Vòng đệm lúc này sẽ chỉ chịu tải trọng của sức căng bu lông còn những yếu tố như độ rung hay chuyển động thì không làm giảm sức căng hay ảnh hưởng đến độ bền của miếng đệm.
Những mối nối của loại RTJ được đánh giá là dễ dùng nhất là khi dùng cho các đường ống. Nếu như các loại khác sử dụng một miếng đệm giữa các mặt của bích thì loại Ring type joint có 1 rãnh khắc sâu và được chia sẻ quanh mặt.
Vòng đệm dùng riêng cho phụ kiện này để đáp ứng nhu cầu làm việc trong môi trường có nhiệt và áp suất cao thì phải được làm bằng kim loại hoàn toàn.
Ứng dụng mặt bích trong công nghiệp
Ưu điểm lớn nhất của các mặt bích đó là dễ sử dụng, linh động trong mọi không gian và tình huống nên nó được ứng dụng rất rộng rãi: Hệ thống cấp nước tòa nhà, hệ thống phòng cháy chữa cháy, hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy, nhà máy sản xuất phân bón, hóa chất, cơ khí chế tạo, phân phối gas, dầu…
Một số lưu ý khi chọn mặt bích
Và tất nhiên việc chọn lựa phụ kiện này cũng không hề dễ dàng chút nào. Tuy nhiên, để khách hàng có thể thuận lợi trong việc chọn thì chúng tôi có những lưu ý như sau:
+ Xác định rõ tiêu chuẩn là BS hay ASME, ASNI hay JIS, DIN vì nếu sai lệch thì chúng nó không được lắp lẫn nhau.
+ Cân nhắc chọn loại bích cho phù hợp: Hàn cổ, hàn bọc đúc, hàn trượt, ren, mù, lỏng hay hàn cổ.
+ Đo và xác định chính xác đường kính ống.
+ Vật liệu mặt bích sẽ phải thích hợp với điều kiện môi trường làm việc nên người dùng có thể chọn nhựa PVC, đồng, sắt, inox.
+ Độ hoàn thiện của bề mặt: Răng cưa đồng tâm, mịn hay cổ ren.
+ Đối với loại hàn cổ hay cổ cắm thì còn phải chú ý đến lịch trình của ống.
+ Loại bích là RTJ hay RF, FF, nếu theo tiêu chuẩn ASME B16.5 thì mặt nâng là mặt chuẩn dùng cho bích. Riêng loại FF hay RTJ thì mặt đó là mặt phẳng nên cần đặt hàng để gia công riêng.
+ Mặt bích rỗng hay đặc.
+ Giá cả, hãng sản xuất, nhà cung cấp uy tín.
Nguyên nhân gây rò rỉ mặt bích
Trong quá trình sử dụng lâu dài thì sẽ xuất hiện hiện tượng rò rỉ tại mặt bích. Nguyên nhân có thể dẫn đến rò rỉ này đó là đường ống và mặt bích không vuông góc với nhau hoặc không được đặt song song với nhau. Đa phần là do lắp đặt có sai sót và chỉ được phát hiện ra khi bảo dưỡng và vệ sinh định kỳ. Các lỗi này hoàn toàn có thể tránh được nếu quá trình dùng được thường xuyên quan sát và bảo trì.
+ Khi 2 mặt Flange không tương đồng, không giống với nhau nên nó và đường ống thẳng đứng thì 2 mặt không trùng tâm với nhau. Hậu quả là các bu lông không thể vít vặn vào các lỗ bu lông đã cố định sẵn. Nếu giữa các chi tiết này không có miếng đệm thì khi các bu lông gắn vào các lỗ sẽ tạo nên sức căng trên bề mặt của flange. Các dấu niêm phong, bề mặt niêm phong cũng sẽ bị lệch đi ít nhiều gây ra rò rỉ dầu.
+ Khi khoảng cách của thiết bị này quá lớn sẽ gây nên tình trạng hở miệng. Nếu khe hở ngày càng lớn dần thì nó sẽ tạo nên những tình trạng không mong muốn như: Tải trọng dọc trục hay uốn cong, những miếng đệm bị rung, sốc, lực nhấn bị mất nên động năng bịt kín chi tiết này bị giảm dần và dẫn đến sự cố.
+ Khi lỗ trên phụ kiện này sai có nghĩa là khi các flange và đường ống đồng tâm với nhau nhưng khoảng cách giữa các lỗ này thì lại quá lớn. Hậu quả là các bu lông bị căng. Kết hợp với lực sẽ gây ra tình trạng có lực cắt trên bu lông. Nếu trong 1 thời gian dài không khắc phục thì bị hỏng hóc.
+ Gioăng bị hỏng. Ban đầu thì 2 mặt thiết bị này được lắp rất chuẩn xác nhưng sau 1 thời gian sử dụng, đường ống dưới tác động của môi trường sẽ bị biến dạng như giãn nở hay co lại. Nó sẽ kéo theo các flange bị tải trọng tác động nên phải chịu lực cắt, lực uốn. Lâu ngày, gioăng của mặt bích sẽ bị hỏng.
+ Ngoài ra, sau 1 thời gian dùng, các phản ứng hóa học có thể xảy ra và làm miếng đệm bị ăn mòn. Tính chất của môi trường làm việc sẽ gây nên ăn mòn và làm cho gioăng này mất đi lực nhấn, độ đàn hồi nên flange bị rò rỉ.
+ Do tính chất của chất lỏng trong môi trường có thể co lại hoặc giãn nở nên bu lông cũng vậy. Miếng đệm lúc này không kín, nó tạo ra 1 khe hở nhỏ nên sẽ bị rò rỉ chất lỏng, áp suất.
Đến đây, chắc bạn đã có thể hiểu cơ bản các về thiết bị này rồi. Nếu còn những thắc mắc thì liên hệ với TKĐ để được hỗ trợ và giải đáp nhé.
