Sự phát triển rộng lớn của ngành công nghiệp kỹ thuật đường ống ngày nay luôn đi cùng sự những quy tắc, tiêu chuẩn (code and stardard) và kinh nghiệm thực tiễn (recommendation practical). Điều quan trọng bậc nhất của mọi công trình chính là sự an toàn của con người (safety first). Thiết kế hệ thống đường ống tuân theo các quy tắc, tiêu chuẩn hoặc các kinh nghiệm thực tiễn ngoài việc đảm bảo sự an toàn của con người, còn nhằm đảm bảo phù hợp với tiêu chuẩn hàng hóa cần thiết mua sắm trên thị trường. Mỗi kỹ sư đường ống nên có kiến thức cơ bản nhất định về về quy tắc và tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi. Piping Team thông qua bài viết này sẽ cố gắng cung cấp tổng hợp các quy tắc và tiêu chuẩn chung được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp đường ống gần đây.
Quy tắc và Tiêu chuẩn (Codes and Standards):
Quy tắc (Codes) bao gồm các quy định yêu cầu về thiết kế, vật liệu, chế tạo, lắp dựng và kiểm tra hệ thống đường ống, trong khi các tiêu chuẩn (Standards) cũng bao gồm các quy tắc thiết kế và thi công nhưng đối với các thành phần đường ống riêng lẻ như elbows, tees, mặt bích, van, và các mặt hàng khác.
Việc tuân thủ tiêu quy tắc thường được quy định nghiên ngặt bởi các cơ quan quản lý và thực thi sở tại. Các đơn vị bảo hiểm dự án hầu như đều đánh giá “việc tuân thủ các quy tắc và tiêu chuẩn” là nguyên tắc bắt buộc để thực thi các thủ tục bảo hiểm khi cần thiết.
Kinh nghiệm thực tiễn (Recommendation Practice):
Kinh nghiệm thực tiễn được đúc kết bởi các tổ chức chuyên nghiệp hoặc các cơ quan chuyên môn là bộ tài liệu tùy chọn có thể được sử dụng để đạt được những kết quả thiết kế tốt tương tự.
Mặc dù mỗi quốc gia đều có quy định và tiêu chuẩn riêng (TCVN ở Việt Nam) nhưng quy tắc và tiêu chuẩn của Mỹ vẫn được sử dụng rộng rãi nhất. Các quy tắc và tiêu chuẩn chính được sử dụng trong ứng dụng đường ống được liệt kê dưới đây:
1. ASME B31.3 - Đường ống công nghệ:
Tiêu chuẩn này thường cung cấp các quy tắc cho đường ống được tìm thấy trong các nhà máy lọc dầu, hóa chất, dược phẩm, dệt, giấy, chất bán dẫn, và các nhà máy chế biến và thiết bị liên quan bao gồm đường ống cho chất lỏng như hóa chất, sản phẩm dầu mỏ, khí, hơi nước , không khí và nước, chất rắn hóa lỏng, chất làm lạnh, chất lỏng đông lạnh, vv… Đối với ngành thiết kế dầu khí, tiêu chuẩn này là cực kỳ quan trọng.
Tiêu chuẩn này áp dụng cho các yêu cầu thiết kế dưới đây:
(a) hệ thống đường ống có áp suất thiết kế bằng hoặc lớn hơn 0 nhưng dưới 105 kPa (15 psi), với điều kiện chất lỏng được xử lý là không dễ cháy (nonflammable), không độc hại và không gây hại cho con người và nhiệt độ thiết kế của nó là từ −29 ° C ( −20 ° F) đến 186 ° C (366 ° F).
(b) hệ thống đường ống bên trong lò hơi (tuân thủ ASME B31.1)
(c) hệ thống đường ống được đặt bên trong máy sưởi
(d) bình chịu áp lực, bộ trao đổi nhiệt, máy bơm, máy nén và các thiết bị xử lý chất lỏng khác, bao gồm đường ống bên trong và các kết nối cho đường ống bên ngoài.
(e) đường ống được thiết kế theo ASME B31.4, B31.8 hoặc B31.11
(f) đường ống cho hệ thống phòng cháy chữa cháy
(g) đường ống theo quy định khác của chính phủ sở tại.
2. TIÊU CHUẨN THÀNH PHẦN ĐƯỜNG ỐNG: Các tiêu chuẩn thành phần đường ống chính được sử dụng phổ biến được liệt kê dưới đây:
ASME B36.10M: Welded and Seamless Wrought Steel Pipe (Ống thép hàn và ống đúc)
ASME B36.19M: Stainless Steel Pipe (Ống thép không gỉ)
ASME B16.9: Factory-Made Wrought Steel Butt weld Fittings (Tiêu chuẩn phụ kiện thép hàn)
ASME B16.5: Pipe Flanges and Flanged Fittings (Mặt bích ống và phụ kiện mặt bích)
ASME B16.11: Forged Fittings, Socket Welding and Threaded (Phụ kiện rèn, hàn điểm và ren)
ASME B1.1: Unified Inch Screw Threads (Tiêu chuẩn về hệ ren quốc tế)
ASME B16.20: Metallic Gaskets for Pipe Flanges (Vòng đệm kim loại cho mặt bích ống).
ASME B16.25: Butt weld Ends
ASME B16.10: Face-to-Face and End-To-End Dimensions of Valves (Kích thước phủ bì của valve)
MSS SP-58: Pipe Hangers and Supports — Materials, Design, and Manufacture. (Móc treo và thiết bị đỡ ống)
BS 6501, Phần 1: Flexible Metal Hose (Ống mềm)
NFPA 1963: Standard for Fire Hose Connections (Tiêu chuẩn cho kết nối ống mềm)
Tham khảo mã ASME B31.3 để biết thêm các tiêu chuẩn cho các thành phần khác của ống.
3. TIÊU CHUẨN ASTM:
Hiệp hội Thí nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM – American Society Testing and Material) là một tổ chức khoa học và kỹ thuật phát triển và công bố các tiêu chuẩn về đặc tính và hiệu suất của vật liệu, sản phẩm, hệ thống và dịch vụ. Các tiêu chuẩn được công bố bởi ASTM bao gồm các quy trình thí nghiệm để xác định hoặc xác minh các đặc tính, chẳng hạn như thành phần hóa học và hiệu suất đo, độ bền kéo và tính chất uốn. Tiêu chuẩn bao gồm các vật liệu tinh chế, chẳng hạn như thép, và các sản phẩm cơ bản, máy móc và thiết bị chế tạo. Nhiều tiêu chuẩn được xem tiêu chuẩn bắt buộc khi thi công các dự án có đường ống công nghệ, đặc biệt là dầu khí.
Các tiêu chuẩn chính của ASTM được liệt kê dưới đây:
A36: Carbon Structural Steel (Thép đen kết cấu)
A105: Carbon Steel Forgings, for Piping Applications (Thép đen dạng rèn)
A106: Seamless Carbon Steel Pipe for High-Temperature Service (Ống thép đen dạng đúc dùng cho lưu chất có nhiệt độ cao)
A312: Seamless, Welded, and Heavily Cold Worked Austenitic Stainless Steel Pipe (Ống thép không gỉ dạng rèn hoặc đúc)
A335: Seamless Ferritic Alloy Steel Pipe for High-Temperature Service (Ống thép không gỉ dạng đúc dùng cho lưu chất có nhiệt độ cao)
A353: Electric-Fusion-Welded Austenitic Chromium-Nickel Alloy Stainless Steel Pipe for High-temperature Service and General Applications (Ống thép không gỉ mạ crom-niken dùng cho lưu chất có nhiệt độ cao)
A671: Electric-Fusion-Welded Steel Pipe for Atmospheric and Lower Temperatures (Ống thép hàn điện cho lưu chất có nhiệt độ khí quyển và nhiệt độ thấp)
A672: Electric-Fusion-Welded Steel Pipe for High-Pressure Service at Moderate Temperatures (Ống thép hàn điện hợp nhất cho lưu chất có áp suất cao ở nhiệt độ vừa phải).
D. TIÊU CHUẨN API:
Viện Dầu khí Hoa Kỳ (API - American Petroleum Institute) xuất bản các thông số kỹ thuật, bản tin, khuyến cáo thực tế, tiêu chuẩn và các ấn phẩm khác để hỗ trợ mua sắm các thiết bị và vật liệu được tiêu chuẩn.
Tiêu chuẩn API thường được áp dụng cho van dưới đây để bạn tham khảo:
API 6D Specification for Pipeline and Piping Valves (Tiêu chuẩn cho valve của đường ống vẫn chuyển và đường ống công nghệ)
API 6FA Specification for Fire Test for Valves (Tiêu chuẩn về thí nghiệm chống cháy dành cho van)
API 598 Valves Inspection and Testing (Tiêu chuẩn về kiểm định và thí nghiệm van)
API 607 Fire Test for Quarter-turn Valves and Valves Equipped with Non-metallic Seats (Tieu chuẩn về thí nghiệp chống cháy cho các thiết bị làm kín phi kim bên trong van)
API 602 Steel Gate, Globe, and Check Valves for Sizes NPS 4 (DN 100) and Smaller for Petroleum and Natural Gas Industries (Tiêu chuẩn cho các van cổng, van cầu, van một chiều cho đường kính nhỏ hơn hoặc bằng 4 in)
API 609 Butterfly Valves: Double-flanged, Lug- and Wafer-type (Tiêu chuẩn cho van bướm kết nối mặt bích hoặc dạng lug / wafer-lug)
API 600 Steel Gate Valves — Flanged and Butt-welding Ends, Bolted Bonnet
Để biết thêm Tiêu chuẩn API, hãy tham khảo trang web API cho danh mục tiêu chuẩn được công bố.
Có một số quy tắc và tiêu chuẩn khác ngoài hoa kỳ cũng được sử dụng trong ngành công nghiệp đường ống như British Standards And Specifications, Russian Codes, DIN Standards And Specifications, Japanese Standards And Specifications, Iso Standards And Specifications.
Chúc các bạn cuối tuần vui vẻ, và hẹn gặp lại mọi người vào thứ bảy tuần tới với những bài viết hay về đường ống!