Áp lực PN là gì

PN là gì, nó là kí hiệu mà chúng ta thường bắt gặp trên thân các phụ kiện kết nối của một hệ thông đường ống, kí hiệu quen thuộc với các kỹ sư đường ống và phụ kiện. Vậy những tiêu chuẩn và ý nghĩa của áp lực PN như thế nào chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

1 Áp lực PN là gì

Áp lực PN chính là áp suất danh nghĩa, có tên Tiếng Anh đầy đủ là Pressure Nominal, tiêu chuẩn đường ống được tính theo đơn vị bar.

Dạng kí hiệu PN được sử dụng chủ yếu trong các hệ thống nước, hệ thống khí có áp lực. Không khó để chúng ta bắt gặp kí hiệu áp lực PN trên một số loại vật liệu như: Ống nước, các loại van công nghiệp bao gồm van bướm, van bi, van an toàn, van cổng và một số loại phụ kiện ống nước như mặt bích inox, khớp nối mềm inox…

2 Tìm hiểu về các tiêu chuẩn PN thường gặp

Trên các hệ thống và sản phẩm công nghiệp hiện nay có nhiều tiêu chuẩn PN khác nhau, để hiểu rõ hơn chúng ta cùng timg hiểu về quy định chung của tiêu chuẩn PN và một vài tiêu chuẩn phổ biến dưới đây.

2.1 Định nghĩa tiêu chuẩn PN là gì?

Tiêu chuẩn PN hay còn được gọi với tên đầy đủ là tiêu chuẩn về áp lực đường ống, có thể được tính theo đơn vị là bar hoặc kgf/cm2. Đây là thông số theo tiêu chuẩn quốc tế được quy chuẩn chung cho các hệ thống công nghiệp, dùng để đưa ra mức áp chuẩn cho thiết bị và hệ thống để có thể làm việc hiệu quả nhất. Thực ra tiêu chuẩn PN ở mỗi thiết bị sẽ được kí hiệu trên thân để khách hàng có thể lựa chọn chính xác nhất.

2.2 Quy định về chất lượng kỹ thuật tiêu chuẩn PN

Tiêu chuẩn PN không phải là định dạng tiêu chuẩn của Việt Nam mà được áp dụng theo tiêu chuẩn quốc tế. Tất cả những kí hiệu PN trong ống nước và số hiệu áp lực được ghi trên ống nước đều được ghi theo tiêu chuẩn chung của quốc tế đặc biệt là theo tiêu chuẩn của châu Âu.

2.3 Tiêu chuẩn PN10 PN16 là gì?

★  Tiêu chuẩn PN16 van cổng: Đối với van cổng có ghi trên thân PN16 đây là áp lực mà van cổng có thể hoạt động bình thường ở dải áp 16 bar.

★ Tiêu chuẩn PN của khớp nối: Với khớp nối chống rung hoặc cao su trên thân đều ghi tiêu chuẩn để bạn dễ dàng lựa chọn áp cũng như kiểu kết nối bích phù hợp cho hệ thống đường ống.

★  Các loại áp lực theo tiêu chuẩn châu Âu là

PN2,5 – áp suất tối đa 2,5 bar
PN4 – áp suất tối đa 4 bar
PN6 – áp suất tối đa 6 bar
PN10 – áp suất tối đa 10 bar
PN16 – áp suất tối đa 16 bar

Trong đó, 1 bar = 10⁵ Pa (N/m²) = 0,1 N/mm² = 10,197 kp/m²  = 10,20m = 0,98 H₂O 69 atm = 14,50 psi (lbf/in² ) = 10^6 dyn/cm² = 750 mmHg

★  Bảng chuyển đổi gần đúng giữa các đơn vị áp lực :

3 Kí hiệu và ý nghĩa kí hiệu PN

Trên một số thiết bị như van cổng, van bi, van cầu có các kí hiệu như PN10, PN16,PN40,… tuy nhiên không phải ai cũng biết và hiểu về ý nghĩa của những kí tự này để có thể áp dụng một cách phù hợp vào trong thực tế đời sống. Vậy ý nghĩa của kí hiệu đó là gì? Cùng tìm hiểu PN10 và PN16 để hiểu rõ vấn đề này:

• PN10: còn được hiểu là áp suất tối đa mà thiết bị chịu đựng được trong điều kiện thủy tĩnh là 10 bar, tương đương với 10kgf/cm2.
• PN16: là chỉ số thể hiện áp lực làm việc tối đa với điều kiện hoạt động liên tục là 16bar

Từ những cách giải thích trên ta có thể dễ dàng hiểu được : PN25 là 25 bar, PN63 là 63 bar, PN40 là 40 bar,… Có một số trường hợp sử dụng thiết bị có áp lực cao lên đến PN100, PN200 thậm chí là PN300 và còn hơn thế nữa.

3.1 Ý nghĩa mặt bích ký hiệu PN

Mặt bích ký hiệu PN không chỉ thể hiện áp lực làm việc mà còn có chứa các thông số liên quan đến kích thước và kiểu kết nối của mặt bích. Những loại mặt bích có chứa thông số như là : DN15, DN20 giúp người dùng hiểu biết về các kích thước tiêu chuẩn, trong khi đó PN10 hay PN16 cho biết mức áp suất làm việc tối đa của sản phẩm. Cụ thể là :

• Mặt bích BS PN10 có áp lực làm việc tương đương với loại JIS 10K.
• Khác với măt bích PN10 thì mặt bích có ký hiệu PN16 có thể được kết nối với loại BS PN16, DIN PN16.

3.2 Ý nghĩa kí hiệu PN trên ống nước

♦ Ký hiệu PN trong ống nước thể hiện thông số áp lực làm việc của thiết bị. Nó thể hiện áp lực chịu đựng tối đa của thiết bị khi hoạt động liên tục trong điều kiện nhiệt độ bình thường hoặc các môi trường đặc biệt.

♦ Như vậy trên mỗi thân ống ta sẽ biết được áp lực chịu đựng tối đa của loại ống đó, đồng thời có thể chọn lựa được loại ống phù hợp nhất với mục đích sử dụng của mình. Đặc biệt là các công trình xây dựng đường ống có quy mô lớn.

Ví dụ PN10 là thông số chỉ áp lực làm việc tối đa của thiết bị trên điều kiện vận hành liên tục trên hệ thống là 10bar.

♦ Việc có hiểu biết về ý nghĩa ký hiệu PN trong ống nước hợp lý để sử dụng thiết bị dài lâu và hiệu quả.
Khi đã hiểu ký hiệu PN trong ống nước là gì bạn cần phải chọn lựa sản phẩm đúng với tiêu chuẩn áp lực. Để có thể nâng cao tuổi thọ của sản phẩm, cũng như toàn bộ hệ thống trong quá trình hoạt động.

♦ Dựa vào ký hiệu PN này những người thợ điện nước xác định lựa chọn  được sản phẩm phù hợp nhất để sử dụng lắp đặt cho hệ thống của nhà bạn.

4 Cách tính chỉ số áp lực PN là gì

Chỉ số PN của ống nhựa sẽ được xác định trên cơ sở độ bền yêu cầu tối thiểu MRS (minimum required strength) của vật liệu chế tạo ống, hệ số thiết kế (hay hệ số an toàn) và tỷ số kích thước chuẩn SDR (standard dimension ratio – là tỷ lệ giữa đường kính ngoài danh nghĩa và độ dày thành danh nghĩa của ống), theo công thức sau:

PN = 20MRs / [C x (SDR-1)]

Để có cơ sở công bố áp suất danh nghĩa của một loại ống nhựa thì cần có thông số MRS của vật liệu chế tạo ống. Giá trị MRS của vật liệu được xác định thông qua phương pháp ngoại suy độ bền áp suất thủy tĩnh dài hạn 50 năm theo tiêu chuẩn ISO 9080. Phương pháp này xây dựng một đường cong suy giảm ứng suất vòng (hoop stress) (hay ứng suất thủy tĩnh (hydrostatic stress) – là ứng suất tác động lên thành ống khi sử dụng nước làm môi trường tạo áp suất)) theo thời gian.

Đây là phương pháp thử nghiệm sẽ đánh giá khả năng chịu áp suất thủy tĩnh theo bộ tiêu chuẩn TCVN 6149 (ISO 1167) của một loạt mẫu ống có đường kính từ 25 đến 63mm được tạo ra từ loại nhựa cần đánh giá MRS. Số lượng mẫu tối thiểu thử nghiệm là 30 mẫu thử, thời gian đánh giá tối thiểu của phương pháp là 9000 giờ (~ 1 năm).

Kết quả thu thập được từ dữ liệu ứng suất phá hủy của mẫu thử nghiệm theo thời gian duy trì sẽ xây dựng được đồ thị suy giảm ứng suất theo thời gian. Giá trị ứng suất ngoại suy tại thời điểm 50 năm dựa trên đường cong hồi qui được làm tròn xuống giá trị thấp hơn của dãy R10 hoặc R20 (Dãy số Renard theo ISO 3 và TCVN 7298 (ISO 497)) chính là giá trị độ bền yêu cầu tối thiểu MRS của vật liệu chế tạo ống.

Theo yêu cầu của tiêu chuẩn việc phân loại nguyên liệu theo tiêu chuẩn ISO 9080 phải được chứng nhận bởi nhà sản xuất nguyên liệu. Khi ống được sản xuất từ loại vật liệu đã biết MRS, thì ống sẽ được định danh cấp chịu áp PN và được tính theo công thức trên.

Xem thêm các sản phẩm: Mặt bích | Mặt bích thép | Mặt bích nhựa.