Mặt bích

Ngày nay mặt bích đã và đang trở thành một phụ kiện không thể thiếu trong quá trình thi công hệ thống đường ống ở các nhà máy, xí nghiệp. Flange được sản xuất từ nhiều nước khác nhau với nhiều hệ tiêu chuẩn khác nhau cho nên khi nhập về nước ta các loại mặt bích cũng không giống nhau. Vậy mặt bích là gì? Có những loại nào? Mời các bạn cùng chúng tôi đi tìm lời giải cho các câu hỏi này nhé!

I. Mặt bích là gì?

Mặt bích tên tiếng anh là Flange, sản phẩm có dạng khối hình tròn hoặc vuông được gia công từ thép hoặc phôi thép không rỉ nên khi cần khá nặng tay. Ngoài ra ngày nay dòng sản phẩm còn được làm từ nhựa, gang, đồng và các vật liệu khác.

Mặt bích là phụ kiện kết nối đường ống, máy bơm, Các loại van công nghiệp và các phụ kiện đường ống khác với nhau tạo thành một hệ thống đường ống hoàn chỉnh bằng bu lông. Được sản xuất theo các tiêu chuẩn JIS 5K, 10K,  16K, 20K BS 10K; PN10, PN16, DIN…

Đây là phương pháp kết nối được sử dụng nhiều thứ hai sau phương pháp hàn. Nhờ có sản phẩm này mà quá trình lắp ráp thi công hay bảo dưỡng thay thế đường ống trở nên thuận tiện hơn. Cũng chính vì thế mà mặt bích trở thành phụ kiện không thể thiếu trong các trong các hệ thống đường ống công nghiệp hiện nay.

Flange được sử dụng để kết nối đường ống với các thiết bị trong các hệ thống truyền tải nước, chất lỏng, khí gas…

Một mối nối hoàn chỉnh bao gồm ba bộ phận riêng biệt nhưng lại có liên quan chặt chẽ tới nhau đó là : mặt bích- gioăng- bu lông, được lắp ráp bởi fitter ống.

II. Kích thước của mặt bích.

Một số kích thước quan trọng của 1 Flange:

• Đường kính trong: là nơi sẽ liên kết với đường kính ngoài của ống
• Đường kính ngoài của bích ( outside diameter): được đo từ mép ngoài cùng đến mặt đối diện
• Độ dày của bích: là độ dày của vành ngoài cùng của bích, không bao gồm đường gân
• Số bu lông
• Kích thước bu lông
• Kích thước lỗ bu lông

Công thức chia lỗ trên mặt bích.

Thực ra việc chia lỗ không hề khó khăn. Vì căn bản số lượng lỗ bắt ốc vít kết nối giữa các bích với nhau còn tùy thuộc vào đường kính loại Flange lắp ống đó lớn hay nhỏ. Bên cạnh đó còn tùy thuộc vào môi trường đo chất lỏng đặc hay loãng ở nhiệt độ bao nhiêu.

• Trung bình đối với các loại bích có đường kính DN15 – DN20 – DN25 – DN32 thường người ta sẽ sử dụng 4 lỗ bắt ốc vít trên mặt.
• Đối với bích từ DN40 – DN50 – DN65 – DN80- DN100 thì thiết kế sẽ là 8 lỗ bắt vít trên mỗi mặt.
• Còn các size bích DN200  thường sẽ được thiết kế 12 lỗ bắt vít trên mặt. Size càng lớn lỗ bắt vít càng tăng.

III. Phân loại mặt bích.

Flange không chỉ có một loại mà có rất nhiều loại khác nhau. Ta có thể phân loại sản phẩm này theo những tiêu chí sau: theo kết nối đường ống, theo vật liệu cấu tạo, theo tiêu chuẩn lắp đặt, theo áp lực đường ống, theo mục đích sử dụng… Chúng ta cùng nhau đi tìm hiểu từng tiêu chí phân loại cụ thể ở dưới này nhé!

3.1. Theo cấu tạo mặt bích.

• Mặt bích hàn cổ – WANGEING NECK FLANGE (WN):

Như tên của bích rỗng, nó được xử lý để làm cổ bằng cách rèn, vì vậy nó không dày như các sản phẩm có cùng kích thước nhưng khá chắc chắn. Cổ này sẽ được vát đến cuối ống, vì vậy nó chỉ có thể được sử dụng trong các trường hợp đặc biệt sử dụng công nghệ siêu âm, hỗ trợ quét chất lượng sàng lọc.

Do đó, đối với hệ thống đường ống có áp suất cao, áp suất cao, việc lựa chọn bích hàn cổ là đáng tin cậy và hiệu quả nhất.

• Mặt bích mù – BLIND FLANGE (BF):

BLIND FLANGE hay còn gọi là bích đặc, là dang bích không có lỗ thoát ở trung tâm được dùng để thi công và bịt kín các đường ống ngăn dòng lưu chất củng như sử dụng để thử áp suất trong hệ thống. Loại này có thể hàn, bắt bu lông hoặc nối ren.

• Mặt bích ren – THREADED FLANGE (TF):

Tên của một sản phẩm với một lỗ ren ở giữa, kết nối các ống nhỏ bằng cách xoay sợi. Threaded flanges thường chỉ dùng cho hệ thống có tốc độ lưu chất thấp, nhiệt độ thấp cũng như áp suất thấp. Với các hệ thống có nhiệt độ nhỏ hơn -45 độ C và lớn hơn 20 độ C không nên sử dụng loại này để tránh rò rỉ.

Ưu điểm của Threaded flanges là dể dàng lắp đặt một cách nhanh chóng cũng như tháo dở và có thể tái sử dụng nhiều lần. Sử dụng cho các khu vực dễ tạo mối nguy hiểm khi sử dụng máy hàn để thi công.

•  Mặt bích hàn bọc đúc – SOCKET WELD FLANGE (SW):

Socket Weld flange được sử dụng kết nối cho các loại ống kích thước nhỏ và chịu áp xuất thấp. Chúng chỉ được hàn kết nối bằng một đường hàn duy nhất phía trên đường ống.

Sản phẩm được sử dụng để hàn nối ống khi luồn ống vào phía trong. Sản phẩm này thường được sử dụng cho đường ống có kích thước nhỏ thường là dưới 2 inch (DN50)và áp suất thấp vì chúng chỉ hàn một lần duy nhất.

Khác với welding neck flange, ống được đưa vào bên trong socket weld cho đến khi đầu ống cách phần bọc đúc một khoảng vừa phải (khoảng cách này gọi là expansion gap) và mối hàn điền đầy (filled weld) được thực hiện ở phần tiếp xúc bên ngoài của bích và thân ống. Kinh nghiệm tạo khoảng trống expansion gap: ống được đưa vào bích đến độ sâu tối đa, sau đó rút ra khoảng 1/16” (1,6mm).

Đặc biệt loại hàn bọc đúc là không được dùng để hàn gắn kết trực tiếp với phụ kiện fitting.

• Mặt bích hàn trượt – SLIP-ON FLANGE (SO).

Bích hàn trượt là loại sản phẩm có đường kính trong của đầu bích lớn hơn đường ống  cho phép trượt trên bề mặt giúp hàn dễ dàng hơn.

SLIP-ON FLANG được gắn với đường ống bằng cách phần mép mặt bích với thành ống và hàn đoạn cuối đường ống với vành trong của bích.

Tạo sự kết nối linh hoạt giữa các đường ống với nhau bằng cách hàn đường ống vào cả mặt trong và mặt ngoài của sản phẩm.

Bích hàn trượt đang được sử dụng phổ biến bởi tiết kiệm chi phí, dễ dàng thi công và thay đổi khoảng cách của đường ống. Tuy nhiên khi hàn đầu ống với bích là đưa đầu ống thụt vào trong so với bề mặt của mặt bích khoảng bằng với độ dày thành ống thêm 3mm, và sản phẩm này chịu được áp suất thấp.

• Mặt bích hàn lồng – Lap Joint Flange ( LJ)

Lap Joint flange thường được sử dùng đi kèm với một đoạn ống ngắn gọi là Stub End. Phụ kiện Stub End được hàn trực tiếp với ống và được giữ bởi  Lap Joint.

Ưu điểm của loại bích này là dễ dang xoay chuyển mặt bích khi lắp đặt, phần Lap Joint flange không tiếp xúc với lưu chất trong hệ thống nên có thể chế tạo bằng thép, trong khi Stub End có thể làm bằng chất liệu tốt chống ăn mòn.

Tuy nhiên hệ thống bích hàn lồng chỉ chịu được áp suất và nhiệt độ tương đối thấp.

3.2. Theo chức năng của mặt bích.

• Mặt bích rỗng.

Là tên gọi của sản phẩm có lỗ hổng hình tròn ở giữa, có nhiệm vụ để kết nối các đường ống với vật tư ngành nước, các chi tiết khác.

• Mặt bích đặc.

Bích đặc hay còn gọi là bích mù loại này không có lỗ ở giữa và thường được sử dụng để đóng kín các đầu ống mà có thể tháo lắp trở lại dễ dàng bất cứ lúc nào.  Là sản phẩm được sử dụng làm kín các đường ống, ngăn không cho lưu chất đi qua, giúp cho quá trình thử áp hệ thống tiến hành một cách dễ dàng hơn. Sản phẩm này đôi khi còn được gọi là bích bịt.

3.3. Theo tiêu chuẩn chế tạo mặt bích.

Tiêu chuẩn mặt bích là bộ thông số kích thước tiêu chuẩn, được nguyên cứu để sử dụng trong công nghệ sản xuất bích thép, bích inox. Các loại bích tiêu chuẩn sẽ đảm bảo được các thông số chịu áp suất làm việc của hệ thống trong nhiệt độ nhất định.

Các loại van nối bích được cấu tạo và sản xuất phần kết nối theo các tiêu chuẩn chung này. Chúng tuân theo bộ quy chuẩn này để đảm bảo các thiết bị van có thể dễ dàng kết nối với thiết bị khác và đường ống.

Flange giống như ống, được phân loại theo các tiêu chí sau:

a. Mặt bích tiêu chuẩn BS của Anh:

Mặt bích BS 4504, BS 6735, BS PN10, BS PN16, BS PN40 …

b. Mặt bích tiêu chuẩn JIS của Nhật Bản:

Mặt bích JIS 5k, jis 10k, jis 16k, jis 20k

c. Mặt bích tiêu chuẩn DIN của Đức:

• 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

d. Mặt bích tiêu chuẩn ASME, ANSI của Mỹ:

+ Tiêu chuẩn ASME:

• ASME B16.1 – Flange ống sắt xám và phụ kiện bích: Các lớp 25, 125 và 250
• ASME B16.5 – Mặt bích ống và phụ kiện bích: Tiêu chuẩn NPS 1/2 đến NPS 24 mét / inch
• ASME B16.24 – Falnge và phụ kiện ống hợp kim đồng đúc: Các lớp 150, 300, 600, 900, 1500 và 2500
• ASME B16.36 – Mặt bích của Orifice
• ASME B16.42 – Mặt bích ống sắt dễ uốn và bích Fitti ngs: Lớp 150 và 300
• ASME B16.47 – Bích thép đường kính lớn, NPS 26 đến NPS 60.

+ Tiêu chuẩn ANSI:

• Ansi lớp 150, ansi lớp 300, ansi 600, ansi 900, ansi 1500, ansi 2500 mặt bích …

3.4. Theo vật liệu cấu tạo.

Vật liệu của bích, về cơ bản được đặt trong quá trình lựa chọn đường ống, trong hầu hết các trường hợp, bích có cùng chất liệu với đường ống.

• Mặt bích thép.

Là loại phổ biến nhất hiện nay, được sử dụng nhiều nhất trong mọi lĩnh vực công nghiệp do tính đa dụng và giá thành khá rẻ, ngoài ra sản phẩm  loại này còn có thể mạ kẽm hoặc mạ crom.

• Mặt bích inox.

Là loại được sử dụng không phổ biến bằng vì giá thành cao. Được lắp đặt trong môi trường nhiệt độ cao và chống ăn mòn hóa học như axit, hóa chất, …

• Mặt bích nhựa:

Loại bích này ít phổ biến hơn 2 loại trên. Sử dụng với đường ống để cung cấp nước sạch hoặc ăn mòn hóa học không cao, môi trường mặn, phèn. Bích nhựa có trọng lượng rất nhẹ và giá thành cũng tương đối rẻ

• Mặt bích gang.

Bích gang phổ biến nhất là 150 # và 300 #. Mặt bích gang thường được ứng dụng trong các sản phẩm liên quan đến van gang áp suất thấp và vòi phun trên các thiết bị gang như máy bơm và tua bin.

• Mặt bích đồng và một số bích gia công từ các vật liệu ít sử dụng khác, chỉ trong các trường hợp riêng biệt.

3.5. Theo bề mặt tiếp xúc.

• Mặt bích lồi (RF) Raised Face.

Flange Raised là loại phổ biến nhất được sử dụng trong các ứng dụng của nhà máy quá trình và dễ dàng xác định nhất. Nó được gọi là một mặt nâng lên vì các bề mặt đệm được nâng lên 1/16 đến ¼  phía  trên mặt vòng tròn bắt vít. Loại bích này có gương (có gờ), khi kết nối giữa hai mặt bích thường sử dụng vòng đệm kim loại. Loại phổ biến nhất thường được dùng là SPIRAL WOUND GASKET (vòng đệm kim loại xoắn ốc)

Mục đích của RF là tập trung nhiều áp lực hơn vào một khu vực đệm nhỏ hơn và do đó làm tăng khả năng ngăn chặn áp lực của khớp.

• Mặt bích phẳng (FF) Flat Face.

Mặt bích mặt phẳng có bề mặt đệm trong cùng mặt phẳng với mặt vòng tròn bắt vít. Khi kết nối giữa hai bích thường sử dụng vòng đệm phi kim loại. Thường là vòng đệm non – asbestos hoặc loại gasket khác tùy theo yêu cầu kỹ thuật.

Bích phẳng không bao giờ được bắt vít vào mặt nâng lên. Khi kết nối bích gang phẳng với bích thép carbon, phải tháo mặt trên bích thép carbon và phải có miếng đệm toàn mặt.

Mặt bích phẳng được sử dụng trên các mặt bơm hoặc trên mặt sợi thủy tinh trong đó mô-men nén của miếng đệm sẽ làm hỏng thân bích và trên bích gang đôi khi được tìm thấy trên các thiết bị cơ học có thể gây ra các biến chứng do tính chất dễ vỡ của gang. Bích bằng thép rèn thường được tìm thấy xếp hạng 150 # và 300 #.

•  Mặt bích rãnh (RTJ) Ring type joint.

Mặt bích rãnh loại vòng thường được sử dụng ở áp suất cao (Loại 600 và xếp hạng cao hơn) và các dịch vụ nhiệt độ cao trên 800 ° F (427 ° C).

RTJ có các rãnh cắt vào mặt của chúng. Bích RTJ có thể có một mặt nhô lên với một rãnh vòng được gia công vào nó. Khuôn mặt nổi lên này không phục vụ như bất kỳ phần nào của phương tiện niêm phong. Đối với các bích RTJ bịt kín bằng các miếng đệm vòng, các mặt nhô lên của các bích được kết nối và thắt chặt có thể tiếp xúc với nhau. Trong trường hợp này, miếng đệm nén sẽ không chịu thêm tải trọng ngoài sức căng của bu lông, độ rung và chuyển động không thể làm hỏng thêm miếng đệm và làm giảm sức căng kết nối.

Mối nối kiểu vòng (RTJ) được coi là quả nhất để sử dụng trong thiết kế đường ống. Thay vì sử dụng một miếng đệm giữa các mặt bích kết nối, RTJ có một rãnh sâu trong một vòng được chia sẻ quanh mặt.

Vòng đệm loại vòng phải được sử dụng trên loại này. Vòng đệm Loại gioăng là vòng đệm kim loại, thích hợp cho các ứng dụng áp suất cao và nhiệt độ.

3.6. Theo áp lực đường ống

Mỗi hệ thống đường ống sẽ có áp lực khác nhau. Vì vậy tùy theo áp lực của từng hệ thống đường ống chúng ta sẽ có các loại tương ứng.

• Mặt bích 5K
• Mặt bích 10K
• Mặt bích 16K
• Mặt bích 20K

IV. Khi chọn mặt bích cần chú ý điều gì?

Khi chọn mặt bích cần chú ý những điều sau:

• Chọn tiêu chuẩn bích là loại nào? Ví dụ : Tiêu chuẩn : DIN, AISI, JIS. Chọn sai tiêu chuẩn không thể lắp lẫn nhau.
• Loại bích  (cổ hàn, trượt, ren, mặt bích khớp)
• Xác định kích thước đường ống.
• Chọn vật liệu bích. Vật liệu thép, inox, nhựa PVC, đồng,…
• Lịch trình ống (đối với hàn cổ và ổ cắm)
• Loại bích (FF; RF, RTJ) : theo ASME B16.5, mặt nâng là mặt chuẩn cho bích (các mặt khác nhau, như RTJ hoặc FF mặt phẳng, phải được đặt hàng cụ thể)
• Bề mặt hoàn thiện  (mịn, cổ, răng cưa đồng tâm, vv)
• Chọn bích rỗng hay bích đặc.

V. Các nguyên nhân gây rò rỉ ở mặt bích là gì?

Rò rỉ Flange thường phổ biến ở các lý do sau đây:

Miệng một phần có nghĩa là đường ống và bích không vuông góc và khác nhau, và các sản phẩm không song song. Rò rỉ  xảy ra khi áp suất trung bình bên trong vượt quá áp lực tải của miếng đệm. Tình trạng này chủ yếu được gây ra trong quá trình cài đặt hoặc bảo trì và dễ dàng tìm thấy hơn. Miễn là việc kiểm tra thực tế được hoàn thành khi hoàn thành dự án, loại tai nạn này có thể tránh được.

• Hai Flange không tương thích, có nghĩa là đường ống và mặt bích thẳng đứng, nhưng hai sản phẩm không giống nhau. Các Flange không đồng tâm, làm cho các bu lông xung quanh không thể tự vít vào các lỗ bu lông. Trong trường hợp không có thêm miếng đệm mà chỉ sử dụng bulong vít vào sẽ làm giảm sức căng của hai Flange. Hơn nữa, bề mặt niêm phong của bề mặt niêm phong cũng bị lệch, do đó rất có thể xảy ra rò rỉ.
• Hở miệng, có nghĩa là khoảng cách mặt bích quá lớn. Khi khe hở của bích quá lớn và gây ra tải trọng bên ngoài, chẳng hạn như tải trọng dọc trục hoặc uốn cong, miếng đệm sẽ bị sốc hoặc rung, và lực nhấn sẽ bị mất, do đó mất dần động năng bịt kín và gây ra sự cố.
• Lỗ sai có nghĩa là đường ống đồng tâm với Flange, nhưng khoảng cách giữa các lỗ bu lông của hai bích là tương đối lớn. Lỗ sai sẽ gây ra căng thẳng cho bu lông, và lực sẽ không bị loại bỏ, điều này sẽ gây ra lực cắt trên bu lông. Khi thời gian dài, bu lông sẽ bị cắt, dẫn đến hỏng con dấu.
• Khi Flange được lắp đặt, hai mặt bích tương đối chuẩn. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất hệ thống, sau khi đường ống đi vào môi trường, nhiệt độ của đường ống thay đổi, làm cho đường ống bị giãn nở hoặc biến dạng, do đó Flange phải chịu tải trọng uốn hoặc lực cắt. Gây hỏng gioăng.
• Miếng đệm bị ăn mòn, trong thời gian sử dụng miếng đệm bị ăn mòn do phẩn ứng hóa học. Môi trường ăn mòn xâm nhập vào miếng đệm, và miếng đệm bắt đầu mềm ra, mất lực nhấn và làm cho mặt bích bị rò rỉ.
• Sự giãn nở và co lại, do sự giãn nở nhiệt và sự co lại của môi trường chất lỏng, bu lông mở rộng hoặc co lại, do đó miếng đệm tạo ra một khe hở và môi trường bị rò rỉ qua áp suất.

Trên đây là những thông tin cơ bản về Flange. Hi vọng những chia sẻ của chúng tôi giúp khách hàng có thêm những thông tin bổ ích để có thể lựa chọn được những sản phẩm phù hợp với hệ thống của mình.

Hiện tại Âu Việt đang cung cấp các loại mặt bích có xuất xứ từ Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản, Anh… Với đầy đủ mẫu mã, chủng loại và kích thước. Các sản phẩm có sẳn số lượng lớn tại kho, bảo hành dài hạn và nhiều chế độ hậu mãi hấp dẫn. Quý khách có nhu cầu tư vấn kỹ thuật hay báo giá mặt bích hãy liên hệ Hotline 0968 481 237 để được hỗ trợ nhanh nhất.