ANSI/ASME B16.21 — Tiêu chuẩn gioăng phẳng phi kim loại Mỹ
ASME B16.21-2021 · Mỹ (ASME/ANSI)
Tác giả: Hoàng Minh Đức
ANSI/ASME B16.21 là tiêu chuẩn Mỹ về gioăng phẳng phi kim loại cho mặt bích ASME B16.5 — dùng chủ đạo trong dự án dầu khí, refinery, petrochemical theo thiết kế Mỹ (Bechtel, Fluor, KBR). Phạm vi: NPS 1/2" ÷ 24", cấp áp Class 150 / 300 / 600 / 900 / 1500 / 2500. Đặc điểm: gioăng dạng ring gasket (Raised Face), không full-face như JIS. Vật liệu phổ biến: CNAF, graphite, PTFE.
Giới thiệu
ANSI B16.21 (hiện hành: ASME B16.21-2021 — Nonmetallic Flat Gaskets for Pipe Flanges) là tiêu chuẩn Mỹ về gioăng phẳng phi kim loại cho mặt bích thép ASME B16.5 (NPS 1/2" - 24") và B16.47 (NPS 26" - 60"). Tiêu chuẩn quy định kích thước trong, kích thước ngoài, độ dày gioăng tương ứng từng NPS và Class. Tại Việt Nam, ANSI/ASME B16.21 chiếm tỷ trọng nhỏ hơn DIN và JIS — chủ yếu ở dự án dầu khí thượng nguồn (offshore Vũng Tàu, BR-VT), nhà máy lọc dầu (Dung Quất, Nghi Sơn), nhà máy phân bón ure/amoniac, và terminal LNG.
Phạm vi áp dụng
- NPS (Nominal Pipe Size): 1/2" ÷ 24" theo B16.5; 26" ÷ 60" theo B16.47
- Cấp áp suất (Class): 150 / 300 / 600 / 900 / 1500 / 2500 lb (pound rating)
- Nhiệt độ: phụ thuộc vật liệu (CNAF 250°C, graphite 450°C, PTFE 200°C)
- Hình dạng: ring gasket (cho RF flange) — không full-face
Class rating — quy đổi sang MPa và PN/K (ở 38°C cold rating)
| Kích thước | Áp suất tối đa (bar, ở 38°C) | MPa | Tương đương PN (DIN) | Tương đương K (JIS) |
|---|---|---|---|---|
| Class 150 | 19.6 | ~2.0 | PN20 | 16K ÷ 20K |
| Class 300 | 51.1 | ~5.1 | PN50 | 40K |
| Class 600 | 102.1 | ~10.2 | PN100 | (vượt JIS) |
| Class 900 | 153.2 | ~15.3 | PN160 | (vượt JIS) |
| Class 1500 | 255.3 | ~25.5 | PN250 | (vượt JIS) |
| Class 2500 | 425.5 | ~42.5 | PN420 | (vượt JIS) |
Class rating phụ thuộc nhiệt độ — áp suất giảm khi nhiệt độ tăng. Bảng trên là ở 38°C (cold rating). Ở 538°C, Class 150 chỉ chịu được ~1.4 bar. Tham chiếu ASME B16.5 Table 2 cho temperature-pressure rating cụ thể.
Bảng kích thước đại diện ANSI/ASME B16.21 (mm)
| Kích thước | Class 150 ID (mm) | Class 150 OD (mm) | Class 300 OD (mm) | Class 600 OD (mm) | Dày (mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| NPS 1/2" | 22 | 47 | 54 | 54 | 1.5 |
| NPS 1" | 35 | 67 | 73 | 73 | 1.5 |
| NPS 2" | 62 | 105 | 117 | 117 | 1.5 |
| NPS 3" | 92 | 137 | 149 | 149 | 1.5 |
| NPS 4" | 117 | 174 | 181 | 193 | 1.5 |
| NPS 6" | 168 | 222 | 251 | 264 | 1.5 |
| NPS 8" | 219 | 279 | 308 | 318 | 1.5 |
| NPS 12" | 324 | 391 | 451 | 470 | 3.0 |
| NPS 24" | 632 | 752 | 873 | 940 | 3.0 |
Bảng representative theo ASME B16.21. Kích thước thực có thể chênh lệch nhỏ giữa các nhà sản xuất (Garlock, Flexitallic, Klinger). Luôn dùng spec gốc khi đặt hàng.
Vật liệu áp dụng
- CNAF (Compressed Non-Asbestos Fiber): Garlock 3000, Klingersil C-4400, Flexitallic Thermiculite — phổ biến refinery và utility line. Nhiệt đến 250°C, áp đến Class 600.
- Graphite tăng cường thép: Garlock 3125, Flexitallic Sigma — cho hơi nước áp cao, dầu nóng, process line. Nhiệt đến 450°C.
- PTFE Virgin / ePTFE: Garlock GYLON 3500, Gore GR — kháng hóa chất tuyệt đối. Nhiệt đến 200°C. Dùng acid, chlorine, HF loãng.
- Spiral wound gasket (SWG): Theo B16.20, không phải B16.21 — bắt buộc cho Class 900+ và process line áp cao. Inner ring khuyến cáo cho Class 300+.
- Kammprofile: Theo B16.20 — cho áp cực cao, thermal cycling mạnh. Không phải flat gasket; dùng khi B16.21 không đủ điều kiện.
Ứng dụng phổ biến tại Việt Nam
- Nhà máy lọc dầu Dung Quất (BSR — Bechtel/JGC thiết kế gốc)
- Nhà máy lọc dầu Nghi Sơn (NSRP — Idemitsu/Kuwait Petroleum)
- Nhà máy đạm Phú Mỹ, Cà Mau (Petrovietnam — Toyo Engineering)
- Mỏ khí Bạch Hổ, Lan Tây (offshore — thiết kế Mỹ/UK)
- Nhà máy LNG Thị Vải (PV Gas terminal — thiết kế Mỹ)
- Nhà máy nhựa Long Sơn (SCG — thiết kế đa quốc gia, mix ANSI và DIN)
Quy đổi sang tiêu chuẩn khác
| Kích thước (ASME B16.21-2021) | DIN 2690 | JIS B2404 |
|---|---|---|
| NPS 1" Class 150 | DN25 PN16 | 25A 10K |
| NPS 2" Class 150 | DN50 PN16 | 50A 10K |
| NPS 4" Class 150 | DN100 PN16 | 100A 10K |
| NPS 6" Class 300 | DN150 PN40 | 150A 30K |
Xem bảng đầy đủ tại So sánh DIN vs JIS vs ANSI.
Câu hỏi thường gặp
ANSI B16.21 và ASME B16.21 khác nhau thế nào?
Cùng một tiêu chuẩn. ANSI (American National Standards Institute) là tổ chức accredit. ASME (American Society of Mechanical Engineers) là tổ chức soạn thảo. Tài liệu chính thức ghi 'ASME B16.21' — bản hiện hành ASME B16.21-2021. Khi nói 'ANSI B16.21' là cách gọi cũ/thông dụng; cả hai chỉ cùng nội dung.
Class 150 có tương đương PN16 không?
Gần đúng về áp suất nhưng KHÔNG bằng kích thước. Class 150 ở 38°C chịu 19.6 bar (≈ PN20). Tuy nhiên NPS 2" Class 150 có OD 105mm, DN50 PN16 có OD 102mm — gần bằng nhưng PCD và số lỗ bu-lông khác. Không thể hoán đổi cơ học. Spec chính xác cần ghi cả NPS+Class hoặc DN+PN, không quy đổi áng chừng.
Khi nào dùng ANSI B16.21 vs spiral wound gasket B16.20?
B16.21 áp dụng cho gioăng phẳng phi kim loại (CNAF, graphite, PTFE) — áp đến Class 600 phổ biến. Trên Class 600 (Class 900, 1500, 2500) bắt buộc spiral wound gasket theo B16.20 hoặc kammprofile để chịu cycling áp + nhiệt cao. Refinery thường mix: low-pressure utility (water, instrument air) dùng B16.21 CNAF; process line áp cao dùng B16.20 SWG.
Mặt bích ASME B16.5 có Flat Face không?
Có nhưng hiếm. B16.5 cho phép 5 loại facing: RF (Raised Face — mặc định), FF (Flat Face), RTJ (Ring Type Joint), Tongue & Groove, Male & Female. FF chỉ dùng ở Class 150 với vật liệu gang dẻo (ductile iron) hoặc gang đúc nơi tránh ứng suất uốn. Refinery 99% dùng RF. Khi spec ghi 'NPS X Class Y' không nói facing → mặc định RF.
Mua gioăng ANSI B16.21 cho dự án refinery ở đâu?
Gioanggasket.com cung cấp gioăng ASME B16.21 đầy đủ NPS, Class, vật liệu theo spec dự án dầu khí (CNAF Garlock/Klingersil, graphite Sigraflex, PTFE Garlock GYLON). Có sẵn CO/CQ theo NACE MR0175 và ASTM khi cần. Liên hệ HN 0325 655 700, HCM 0965 148 600. Email [email protected].
ANSI B16.21 có quy định độ dày gioăng không?
Có — tiêu chuẩn quy định độ dày nominal theo bảng. Phổ biến 1/16" (1.6mm) cho NPS ≤ 12", 1/8" (3.2mm) cho NPS lớn hơn. Tuy nhiên vật liệu graphite tăng cường thép thường ship 1.5mm hoặc 2.0mm; PTFE thường 1.5mm hoặc 3.0mm. Khi đặt hàng cần ghi rõ độ dày — không nên giả định mặc định.
Liên kết liên quan
- Tổng quan tiêu chuẩn gioăng
- DIN 2690 — tiêu chuẩn châu Âu
- JIS B2404 — tiêu chuẩn Nhật
- So sánh DIN vs JIS vs ANSI
- Cấp áp suất PN là gì
Tài liệu tham chiếu
- ASME B16.21-2021 — American Society of Mechanical Engineers (asme.org)
- ASME B16.5 — Pipe Flanges and Flanged Fittings (NPS 1/2 through NPS 24)
- ASME B16.20 — Metallic Gaskets for Pipe Flanges (SWG, kammprofile)