Bình chịu áp lực loại 1, loại 2 của Nhật: bảng giá trị PV

Bản thông số của khách hàng Nhật ghi rõ bình khí nén bạn đang báo giá không được thuộc dai-nishu atsuryoku yoki. Kỹ sư ở công ty mẹ hỏi bộ trao đổi nhiệt dùng hơi mới có phải "ichi-atsu" hay không. Hoặc một bình xưởng bạn chế tạo theo ASME Section VIII sắp được đưa sang nhà máy ở Nhật, và bên mua hỏi bình cần những kiểm tra nào ở đó. Câu hỏi trong cả ba trường hợp là một: theo luật Nhật, bình này thuộc loại nào?

Trả lời ngắn gọn: Luật An toàn và Vệ sinh Lao động của Nhật chia bình chịu áp lực thành hai nhóm chính. Bình chịu áp lực loại 1 (dai-isshu atsuryoku yoki, 第一種圧力容器) là bình dùng để gia nhiệt, phản ứng hoặc làm bay hơi bên trong, hoặc chứa chất lỏng ở nhiệt độ trên điểm sôi tại áp suất khí quyển. Bình chịu áp lực loại 2 (dai-nishu atsuryoku yoki, 第二種圧力容器) chứa khí ở áp suất dư (gauge) từ 0,2 MPa (khoảng 2 bar) trở lên. Bình loại 1 đầy đủ cần kiểm tra tính năng hằng năm và tự kiểm tra hằng tháng, còn bình loại 2 tự kiểm tra mỗi năm một lần.

Một bình thuộc loại nào do bốn yếu tố quyết định: bình chứa gì và dùng để làm gì, áp suất làm việc tối đa cho phép, thể tích bên trong, và đường kính trong cùng chiều dài của thân bình. Bài viết đi lần lượt qua từng yếu tố, kèm bảng tra nhanh, ví dụ tính giá trị PV, quy trình kiểm tra, lưu đồ phân loại và danh sách có thể gửi cho phía Nhật.

Mục lục

1. Bình chịu áp lực theo luật Nhật là gì
2. Còn ở Việt Nam thì sao?
3. Bình chịu áp lực loại 1 và loại 2 khác nhau thế nào
4. Các mức của loại 1 và giá trị PV
5. Các mức của loại 2 và quy tắc kích thước
6. Kiểm tra và thủ tục theo từng loại
7. Người phụ trách tác nghiệp và công việc cần chứng chỉ
8. Cách phân loại một bình: lưu đồ quyết định
9. Danh sách cần xác nhận với phía Nhật
10. Giới hạn của bài viết này
11. Hỏi đáp thường gặp
12. Nguồn tham khảo

Bình chịu áp lực theo luật Nhật là gì

Theo luật Nhật, bình chịu áp lực là bình có áp suất bên trong vượt áp suất khí quyển, không kể nồi hơi. Bộ trao đổi nhiệt, nồi hấp (autoclave), thiết bị chưng cất và bình chứa khí nén là các ví dụ điển hình.

Nồi hơi thuộc một nhóm riêng. Nồi hơi dùng lửa hoặc nguồn nhiệt khác đun nước để tạo hơi hoặc nước nóng có áp suất trên áp suất khí quyển, rồi cấp đi nơi khác. Nhiều bình chịu áp lực nằm ở phía nhận hơi đó.

Chai khí và các bình chứa khí cao áp khác thuộc một luật khác, Luật An toàn Khí cao áp. Bình chịu sự điều chỉnh của luật này, của Luật Kinh doanh Điện hoặc của Luật Kinh doanh Khí được miễn các quy định về giấy phép chế tạo và kiểm tra của Luật An toàn và Vệ sinh Lao động. Tuy vậy một số nghĩa vụ vẫn còn, chẳng hạn phải chỉ định người phụ trách tác nghiệp cho bình loại 1.

Hình 1: Các bình chịu áp lực thường gặp trong nhà máy

Bộ trao đổi nhiệt dùng hơi thường là bình loại 1. Bình tích khí nén của máy nén khí thường là bình loại 2.

Chỉ là ví dụ điển hình. Loại thực tế phụ thuộc vào mục đích sử dụng (gia nhiệt, phản ứng, bay hơi hoặc chứa khí), áp suất làm việc tối đa cho phép, thể tích bên trong, đường kính trong và chiều dài thân bình.

Bình có áp suất bên trong có thể gây thiệt hại nghiêm trọng nếu bị nổ, nên Luật An toàn và Vệ sinh Lao động của Nhật quản lý bình theo ba hướng:

• Yêu cầu về kết cấu do các quy chuẩn của nhà nước quy định, chẳng hạn Quy chuẩn kết cấu bình chịu áp lực (Construction Code for Pressure Vessels).
• Các kiểm tra theo luật khi chế tạo và khi lắp đặt (kiểm tra mối hàn, kiểm tra kết cấu, kiểm tra nghiệm thu và các kiểm tra khác).
• Sau khi lắp đặt, bình tiếp tục nằm trong chu kỳ kiểm tra tính năng hoặc tự kiểm tra định kỳ.

Luật chia bình chịu áp lực thành loại 1 và loại 2. Bình thuộc kiểu loại 1 nhưng nhỏ hơn là bình chịu áp lực cỡ nhỏ (kogata atsuryoku yoki), còn bình quá nhỏ để thuộc cả hai loại thì được gọi thông tục là bình đơn giản (kan'i yoki).

Cách phân loại này là luật Nhật và áp dụng cho bình dùng tại Nhật. Tại nhà máy ngoài Nhật, quy định của nước sở tại và cơ quan quản lý địa phương mới quyết định việc phải làm. Ngoài Nhật, bạn dễ gặp các thuật ngữ này nhất trong thông số và bản vẽ do kỹ sư Nhật viết, hoặc khi một bình sắp được đưa sang Nhật.

Còn ở Việt Nam thì sao?

Việt Nam không dùng cách chia "loại 1 / loại 2" của Nhật, và cũng không có bảng quy đổi chính thức giữa hai hệ thống. Bình chịu áp lực đặt tại nhà máy ở Việt Nam chịu sự điều chỉnh của Luật An toàn, vệ sinh lao động 2015 và các văn bản hướng dẫn. Bình nằm trong danh mục máy, thiết bị có yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn lao động thì phải được kiểm định theo quy định.

Theo danh mục hiện hành, ngưỡng thường được nêu cho bình chịu áp lực là áp suất làm việc trên 0,7 bar. Quy chuẩn kỹ thuật thường được dẫn là QCVN 01:2008/BLĐTBXH, còn về thiết kế và chế tạo thường dẫn TCVN 8366:2010. Hãy đối chiếu số hiệu, phiên bản và danh mục mới nhất với đơn vị kiểm định hoặc bộ phận an toàn của nhà máy trước khi dựa vào các con số này.

Điều cần nhớ khi làm việc với phía Nhật: một bình "không thuộc phạm vi" theo luật Nhật vẫn có thể phải kiểm định ở Việt Nam, và ngược lại. Hai việc cần xác nhận riêng: bình thuộc loại nào theo thông số Nhật, và bình có thuộc danh mục thiết bị nghiêm ngặt của Việt Nam không.

Bình chịu áp lực loại 1 và loại 2 khác nhau thế nào

Ở hiện trường, kỹ sư Nhật thường gọi tắt loại 1 là ichi-atsu (一圧) và loại 2 là ni-atsu (二圧). Bảng dưới đây cho thấy hai loại khác nhau ở đâu.

Hạng mục	Loại 1 (ichi-atsu)	Loại 2 (ni-atsu)
Chứa gì và dùng làm gì	Gia nhiệt, phản ứng hoặc bay hơi; chất lỏng ở trên điểm sôi tại áp suất khí quyển	Chứa khí ở áp suất dư từ 0,2 MPa (khoảng 2 bar) trở lên
Cách xác định loại	Giá trị PV, cộng với đường kính trong và chiều dài thân	Thể tích bên trong, cộng với đường kính trong và chiều dài thân (không dùng giá trị PV)
Khi chế tạo và lắp đặt	Giấy phép chế tạo và kiểm tra kết cấu; thông báo lắp đặt và kiểm tra nghiệm thu	Phải đạt kiểm định riêng từng chiếc
Sau khi lắp đặt	Kiểm tra tính năng, thường mỗi năm một lần, cộng với tự kiểm tra hằng tháng	Tự kiểm tra ít nhất mỗi năm một lần
Người phụ trách tác nghiệp	Bắt buộc, có miễn trừ cho bình nhỏ hơn	Không bắt buộc
Thiết bị điển hình	Bộ trao đổi nhiệt dùng hơi, nồi hấp (autoclave)	Bình tích khí nén của máy nén khí

Khác biệt thực sự nằm ở thứ bên trong bình và điều xảy ra với nó:

• Loại 1: bình mà việc gia nhiệt, phản ứng hoặc bay hơi tạo ra hơi bên trong, và bình chứa chất lỏng ở trên điểm sôi tại áp suất khí quyển
• Loại 2: bình chứa khí ở áp suất dư từ 0,2 MPa trở lên, trừ trường hợp đã thuộc loại 1

Đôi khi loại 1 được mô tả là "bình chứa chất lỏng bão hòa", nhưng luật quy định bốn kiểu. Loại do bình làm gì quyết định, không chỉ do trạng thái của chất bên trong.

Hình 2: Bốn kiểu bình chịu áp lực loại 1

Thiết bị gia nhiệt, thiết bị phản ứng và thiết bị bay hơi thuộc loại này khi áp suất bên trong vượt áp suất khí quyển. Bình tích thuộc loại này khi chứa chất lỏng ở trên điểm sôi tại áp suất khí quyển (Lệnh thi hành, Điều 1, mục 5).

Thiết bị gia nhiệtLàm nóng chất rắn hoặc chất lỏng bằng hơi hay môi chất nhiệt khác. Bộ trao đổi nhiệt, nồi nấu, thiết bị tiệt trùng

Thiết bị phản ứngSinh hơi bên trong nhờ phản ứng hóa học hoặc quá trình tương tự. Nồi hấp (autoclave)

Thiết bị bay hơiĐun chất lỏng cho bay hơi để tách các thành phần. Thiết bị chưng cất, thiết bị chiết

Bình tíchChứa chất lỏng ở trên điểm sôi tại áp suất khí quyển. Bình tích nhiệt, bể chứa khí hóa lỏng

Thiết bị ví dụ lấy từ tài liệu của một nhóm nghiên cứu thuộc Bộ Y tế, Lao động và Phúc lợi Nhật Bản (MHLW) năm 2006. Mục đích sử dụng và kích thước quyết định loại bình, không phải tên thiết bị.

Hai loại được tách riêng vì khi nổ, bình loại 1 gây thiệt hại lớn hơn nhiều. Chất lỏng nóng chỉ còn ở thể lỏng nhờ áp suất sẽ bốc hơi tức thì khi áp suất giảm, và sự giãn nở đột ngột làm vụ nổ dữ dội hơn. Vì vậy quy định cho loại 1 chặt hơn. Mỗi loại còn chia nhỏ hơn nữa, như phần sau trình bày. Nếu chỉ cần phân loại một bình cụ thể, bạn có thể nhảy thẳng đến lưu đồ phân loại.

Các mức của loại 1 và giá trị PV

Bình kiểu loại 1 chia thành ba mức theo kích thước và áp suất. Từ chặt nhất đến nhẹ nhất: bình chịu áp lực loại 1 > bình chịu áp lực cỡ nhỏ > bình đơn giản. "Bình đơn giản" không phải thuật ngữ do luật định nghĩa. Đây là tên gọi thông tục cho các bình ghi trong Điều 13, khoản 3, mục 26 của Lệnh thi hành, chỉ cần chế tạo theo Quy chuẩn kết cấu nồi hơi đơn giản (Construction Code for Simple Boilers, etc.).

Luật Nhật dùng hai phép thử: áp suất làm việc tối đa cho phép nhân thể tích bên trong (giá trị PV), và kích thước thân bình. Nếu bình thỏa điều kiện của mức nhẹ hơn ở một trong hai phép thử, bình được xếp vào mức nhẹ hơn.

• Không thuộc loại 1: PV ≤ 0,004, hoặc ở áp suất từ 0,1 MPa trở xuống thì "thể tích ≤ 0,04 m³" hoặc "đường kính trong ≤ 200 mm và chiều dài ≤ 1.000 mm"
• Bình chịu áp lực cỡ nhỏ: PV ≤ 0,02, hoặc ở áp suất từ 0,1 MPa trở xuống thì "thể tích ≤ 0,2 m³" hoặc "đường kính trong ≤ 500 mm và chiều dài ≤ 1.000 mm"

Phân loại theo giá trị PV

Gọi P là áp suất làm việc tối đa cho phép tính bằng MPa (áp suất dư) và V là thể tích bên trong tính bằng m³. Giá trị PV phân loại các bình kiểu loại 1 như dưới đây. Các ngưỡng chỉ đúng với đúng các đơn vị này, nên hãy đổi từ bar hoặc lít trước khi tính (1 bar = 0,1 MPa; 1.000 lít = 1 m³).

Hình 3: Thang giá trị PV và các nghĩa vụ chính của từng mức

Giá trị nằm đúng trên ranh giới thì thuộc mức nhẹ hơn ("trở xuống" là phía nhẹ).

Bình chịu áp lực loại 1PV > 0,02

Giấy phép chế tạo, kiểm tra mối hàn, kiểm tra kết cấu, thông báo lắp đặt, kiểm tra nghiệm thu; kiểm tra tính năng, thường mỗi năm một lần, cộng với tự kiểm tra ít nhất mỗi tháng một lần

Bình chịu áp lực cỡ nhỏ0,004 < PV ≤ 0,02

Phải đạt kiểm định riêng từng chiếc. Tự kiểm tra ít nhất mỗi năm một lần

Bình đơn giản (thông tục)0,001 < PV ≤ 0,004

Phải đạt Quy chuẩn kết cấu nồi hơi đơn giản. Không có kiểm tra của cơ quan nhà nước hay tổ chức được đăng ký

Ngoài phạm viPV ≤ 0,001

Không thuộc quy chuẩn kết cấu và kiểm tra (cũng được loại trừ: áp suất từ 0,1 MPa trở xuống với thể tích từ 0,01 m³ trở xuống)

P = áp suất làm việc tối đa cho phép tính bằng MPa (áp suất dư); V = thể tích bên trong tính bằng m³. Càng lên trên, quy định càng chặt. Chỉ dùng thang này cho bình kiểu loại 1 (gia nhiệt, phản ứng, bay hơi hoặc chất lỏng trên điểm sôi), không bao giờ dùng cho loại 2.

Áp suất được tính là áp suất dư tối đa mà kết cấu bình cho phép, không phải áp suất vận hành thông thường (Quy tắc an toàn nồi hơi và bình chịu áp lực, Điều 1). Trong thực tế, hãy lấy giá trị này từ bản thông số hoặc bản vẽ của bình. Nếu lấy áp suất vận hành đọc trên đồng hồ, bình có thể bị xếp vào loại nhẹ hơn loại thực sự của nó.

Van an toàn được chỉnh để mở ở áp suất không vượt quá áp suất làm việc tối đa cho phép (Điều 65 của cùng quy tắc). Nếu bình có hai van an toàn trở lên, từ van thứ hai có thể chỉnh cao hơn tối đa 3%. Khi phân loại bình, hãy xem áp suất thiết kế và cài đặt van an toàn cùng lúc.

Hãy dùng áp suất dư, không dùng áp suất tuyệt đối, khi tính PV. Áp suất tuyệt đối làm giá trị PV lớn lên và có thể đẩy bình vào loại chặt hơn mức luật quy định.

Hình 4: Ví dụ tính giá trị PV (bình kiểu loại 1)

Các con số giả định, để minh họa cách đi đến từng mức.

Ví dụ A: Bộ trao đổi nhiệt dùng hơi để làm nóng chất lỏng (thiết bị gia nhiệt), V = 0,3 m³, P = 0,5 MPa (khoảng 5 bar)

PV = 0,5 × 0,3 = 0,15 > 0,02 → Bình chịu áp lực loại 1

Ví dụ B: V = 0,05 m³, P = 0,3 MPa

PV = 0,3 × 0,05 = 0,015 (trên 0,004, đến 0,02) → Bình chịu áp lực cỡ nhỏ

Ví dụ C: V = 0,01 m³, P = 0,3 MPa

PV = 0,3 × 0,01 = 0,003 (trên 0,001, đến 0,004) → Bình đơn giản

Ví dụ D: V = 0,002 m³, P = 0,4 MPa

PV = 0,4 × 0,002 = 0,0008 ≤ 0,001 → Ngoài phạm vi

Trường hợp ranh giới: V = 0,01 m³, P = 0,4 MPa

PV = 0,4 × 0,01 = 0,004 → "0,004 trở xuống" nên không thuộc loại 1

Ví dụ C có áp suất trên 0,1 MPa nên không thuộc diện loại trừ "từ 0,1 MPa trở xuống với thể tích từ 0,01 m³ trở xuống". PV đúng bằng 0,02 là bình chịu áp lực cỡ nhỏ.

Ví dụ A là bình loại 1, nhưng vì là thiết bị gia nhiệt có thể tích bên trong từ 5 m³ trở xuống nên không cần người phụ trách tác nghiệp (Lệnh thi hành, Điều 6, mục 17). Bình vẫn cần kiểm tra tính năng và tự kiểm tra hằng tháng.

Phân loại theo đường kính và chiều dài thân

Với bình có áp suất làm việc tối đa cho phép từ 0,1 MPa (áp suất dư, khoảng 1 bar) trở xuống, đường kính trong và chiều dài thân cũng quyết định mức của bình.

Hình 5: Bình kiểu loại 1 ở áp suất từ 0,1 MPa trở xuống, theo kích thước thân

Nếu một trong hai kích thước vượt khung của mức nhẹ hơn, riêng phép thử kích thước không hạ được bình xuống mức đó.

Nếu phép thử theo thể tích hoặc theo PV cho ra mức nhẹ hơn thì mức nhẹ hơn vẫn được ưu tiên.

• Đường kính trong ≤ 200 mm và chiều dài ≤ 1.000 mm: không thuộc loại 1 (bình đơn giản hoặc ngoài phạm vi)
• Đường kính trong ≤ 500 mm và chiều dài ≤ 1.000 mm: bình chịu áp lực cỡ nhỏ
• Đường kính trong > 500 mm hoặc chiều dài > 1.000 mm: loại 1 theo phép thử kích thước (nếu theo thể tích hoặc PV bình thuộc mức nhẹ hơn thì áp dụng mức nhẹ hơn)

Bình ở áp suất từ 0,1 MPa trở xuống còn có điều kiện về thể tích (từ 0,04 m³ trở xuống thì được loại trừ; từ 0,2 m³ trở xuống là bình cỡ nhỏ). Nhưng ở áp suất đó, các thể tích này luôn cho PV ≤ 0,004 và PV ≤ 0,02. Vì vậy với bình áp suất thấp, phép thử kích thước thân mới là phép thử bổ sung thêm điều gì đó so với giá trị PV. Hãy chú ý các bình dài và hẹp có thể tích lớn: khi thân dài hơn 1.000 mm, phép thử kích thước không còn giúp hạ mức.

Với các trường hợp sát ranh giới, chẳng hạn cách đo chiều dài thân, hãy hỏi nhà chế tạo hoặc Văn phòng Thanh tra Tiêu chuẩn Lao động địa phương của Nhật (Labour Standards Inspection Office). Bình giãn nở kín của hệ nước nóng là một ví dụ quen thuộc có thể rơi vào loại 1 hoặc loại 2, tùy nhiệt độ và áp suất của nước.

Các mức của loại 2 và quy tắc kích thước

Phía loại 2 chỉ có hai mức: bình chịu áp lực loại 2 và bình đơn giản, trong đó loại 2 chặt hơn. Loại 2 không dùng giá trị PV. Bình chứa khí ở áp suất dư từ 0,2 MPa trở lên và thỏa một trong hai điều kiện kích thước là loại 2. Một điều kiện dựa trên thể tích bên trong, điều kiện kia dựa trên kích thước thân.

Phân loại theo áp suất và thể tích

• Từ 0,2 MPa trở lên và thể tích từ 0,04 m³ (40 lít) trở lên: bình chịu áp lực loại 2 (Lệnh thi hành, Điều 1, mục 7 (a))
• Trên áp suất khí quyển nhưng dưới 0,2 MPa, và thể tích trên 0,1 m³ (100 lít): bình đơn giản (Điều 13, khoản 3, mục 27)
• Các trường hợp còn lại (ví dụ dưới 0,2 MPa và thể tích từ 0,1 m³ trở xuống): ngoài phạm vi

Lấy ví dụ một bình tích khí nén 0,5 m³ (500 lít) ở đầu ra của máy nén khí, dùng ở 0,93 MPa (khoảng 9,3 bar). Bình trên 0,2 MPa và trên 0,04 m³ nên là bình chịu áp lực loại 2. Cũng bình 0,5 m³ đó nhưng chỉ dùng đến 0,15 MPa thì không phải loại 2. Vì lớn hơn 0,1 m³, bình là bình đơn giản và phải được chế tạo theo quy chuẩn kết cấu tương ứng.

Phân loại theo đường kính và chiều dài thân

Phép thử này áp dụng cho bình khí ở áp suất từ 0,2 MPa trở lên.

Hình 6: Loại 2 theo đường kính và chiều dài thân (từ 0,2 MPa trở lên)

Đường kính trong từ 200 mm trở lên và chiều dài từ 1.000 mm trở lên thì là bình loại 2, kể cả khi thể tích dưới 0,04 m³.

Lệnh thi hành, Điều 1, mục 7 (b). Bình khí từ 0,2 MPa trở lên, dưới 0,04 m³ và nằm ngoài khung kích thước thì ngoài phạm vi. Bình cũng không thể là bình đơn giản, vì mức đó đòi hỏi thể tích trên 0,1 m³.

Thân bình dài và hẹp có thể khiến một bình nhỏ trở thành loại 2. Một hình trụ đường kính trong 200 mm, dài 1.000 mm chứa khoảng 0,031 m³, chưa tới 0,04 m³, nhưng vẫn là loại 2 theo phép thử kích thước. Ngược lại, bình 0,03 m³ dùng ở 0,9 MPa với thân 250 mm × 600 mm không thỏa điều kiện nào và nằm ngoài phạm vi. Chỉ bình khí dưới 0,2 MPa mới có thể là bình đơn giản.

Kiểm tra và thủ tục theo từng loại

Mỗi mức có thủ tục riêng khi chế tạo và lắp đặt, cộng với các kiểm tra lặp lại sau đó:

• Bình chịu áp lực loại 1: kiểm tra tính năng (seino kensa) do tổ chức kiểm tra được đăng ký như Hiệp hội Nồi hơi Nhật Bản (JBA) thực hiện, thường mỗi năm một lần, để gia hạn giấy chứng nhận kiểm tra, cộng với tự kiểm tra định kỳ ít nhất mỗi tháng một lần
• Bình chịu áp lực cỡ nhỏ: tự kiểm tra định kỳ ít nhất mỗi năm một lần
• Bình chịu áp lực loại 2: tự kiểm tra định kỳ ít nhất mỗi năm một lần
• Bình đơn giản: không có quy định kiểm tra định kỳ hay tự kiểm tra (bình phải đạt quy chuẩn kết cấu)

Bình chịu áp lực cỡ nhỏ, bình loại 2 và bình đơn giản không cần thông báo lắp đặt và không có kiểm tra khi lắp đặt.

Tự kiểm tra định kỳ xem xét hư hỏng của thân bình, độ mòn của bu lông nắp, và hư hỏng của đường ống và van. Kết quả phải được ghi lại và lưu giữ ba năm (Quy tắc, các Điều 67, 88 và 94). Bình loại 1 có kiểm tra ở mọi giai đoạn từ chế tạo đến sử dụng, chia giữa nhà chế tạo và bên sử dụng.

Hình 7: Quy trình kiểm tra bình chịu áp lực loại 1

Các bước chia giữa nhà chế tạo và công ty lắp đặt, sử dụng bình.

Nhà chế tạo

BƯỚC 1Giấy phép chế tạoDo Cục trưởng Cục Lao động cấp tỉnh cấp, kèm kết quả xem xét thiết kế của tổ chức được đăng ký

BƯỚC 2Kiểm tra mối hànĐăng ký trước khi hàn; do tổ chức kiểm tra được đăng ký thực hiện

BƯỚC 3Kiểm tra kết cấuSau khi hoàn thành, tổ chức được đăng ký kiểm tra bình, gồm cả thử áp suất thủy tĩnh, rồi đóng dấu

NGOÀI RAKiểm tra sử dụngBắt buộc với bình nhập khẩu và bình để chưa lắp đặt từ một năm trở lên

Bên sử dụng (công ty vận hành bình)

BƯỚC 4Thông báo lắp đặtNộp cho Văn phòng Thanh tra Tiêu chuẩn Lao động địa phương ít nhất 30 ngày trước khi khởi công

BƯỚC 5Kiểm tra nghiệm thuVăn phòng thanh tra kiểm tra bình và đường ống, rồi cấp giấy chứng nhận kiểm tra

BƯỚC 6Kiểm tra tính năngGiấy chứng nhận có hiệu lực một năm và được gia hạn nhờ kiểm tra của tổ chức được đăng ký

SUỐT QUÁ TRÌNH DÙNGTự kiểm tra định kỳBên sử dụng làm ít nhất mỗi tháng một lần; lưu hồ sơ ba năm

Quy tắc an toàn nồi hơi và bình chịu áp lực, các Điều 49–75; Luật An toàn và Vệ sinh Lao động, Điều 88. Tùy kết quả kiểm tra tính năng, giấy chứng nhận có thể được gia hạn dưới một năm hoặc trên một năm đến hai năm.

Kiểm tra tính năng đòi hỏi chuẩn bị như làm nguội và vệ sinh bình (Quy tắc, Điều 75), nên thiết bị phải dừng mỗi lần kiểm tra. Ảnh hưởng đến sản xuất đó là lý do kỹ sư Nhật khi thiết kế bình cho nhà máy cố gắng giữ bình ngoài loại 1 nếu có thể. Khi không tránh được, một cách làm phổ biến là xếp kiểm tra tính năng vào đợt dừng máy bảo dưỡng định kỳ đã lên kế hoạch, để nhà máy chỉ dừng một lần.

Thủ tục vẫn tiếp tục sau khi lắp đặt. Sửa đổi thân hoặc đáy bình cần thông báo thay đổi và kiểm tra thay đổi. Khởi động lại bình sau thời gian ngừng sử dụng cần kiểm tra tái sử dụng, và khi thôi sử dụng thì phải trả lại giấy chứng nhận kiểm tra.

Bình chế tạo ngoài Nhật

Nếu bạn chế tạo hoặc cung cấp một bình sẽ dùng tại Nhật, phân loại của Nhật vẫn áp dụng. Theo Hiệp hội Nồi hơi Nhật Bản, bình loại 1 được kiểm tra ở từng giai đoạn, gồm chế tạo, nhập khẩu và lắp đặt. Bình chịu áp lực cỡ nhỏ và bình loại 2 phải đạt kiểm định riêng từng chiếc (kobetsu kentei) khi chế tạo hoặc nhập khẩu. Bình loại 1 nhập khẩu trải qua kiểm tra sử dụng ghi ở Hình 7.

Một số tổ chức kiểm tra ngoài Nhật được Bộ Y tế, Lao động và Phúc lợi Nhật Bản (MHLW) công nhận để kiểm tra thiết bị áp lực cho thị trường Nhật. Apave, LRQA và TÜV Rheinland đều mô tả dịch vụ thuộc loại này. MHLW cũng đã ban hành hướng dẫn về việc xử lý kiểm tra sử dụng và kiểm định riêng từng chiếc khi hồ sơ kèm giấy chứng nhận phù hợp của cơ quan kiểm tra nước ngoài được chỉ định. Con đường nào áp dụng cho bình của bạn, và tổ chức kiểm tra Nhật sẽ còn kiểm tra những gì, cần thống nhất với bên nhập khẩu và tổ chức kiểm tra trước khi bắt đầu chế tạo.

Dấu ASME tự nó không chứng minh bình phù hợp Quy chuẩn kết cấu bình chịu áp lực của Nhật. Trong một báo cáo năm 1998 của chính phủ Nhật, Bộ Lao động khi đó cho biết bình chế tạo theo tiêu chuẩn ASME có thể được công nhận là phù hợp, với các tài liệu chứng minh tương đương được xem xét từng trường hợp. Thực tế có thể đã thay đổi từ đó, nên hãy xác nhận yêu cầu hiện hành trước khi cho rằng thiết kế ASME được chấp nhận nguyên trạng. Với bình thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN), cũng cần hỏi riêng phía Nhật như vậy.

Người phụ trách tác nghiệp và công việc cần chứng chỉ

Công việc vận hành bình loại 1 yêu cầu người sử dụng lao động chỉ định một người phụ trách tác nghiệp bình chịu áp lực loại 1 (sagyo shunin-sha, Lệnh thi hành, Điều 6, mục 17). Một số bình trong phạm vi loại 1 được miễn:

• Bình chịu áp lực cỡ nhỏ
• Thiết bị gia nhiệt (Điều 1, mục 5 (a)) có thể tích bên trong từ 5 m³ trở xuống
• Thiết bị phản ứng, thiết bị bay hơi và bình tích (mục 5 (b)–(d)) có thể tích bên trong từ 1 m³ trở xuống

Người phụ trách tác nghiệp phải có chứng chỉ của Nhật, và chứng chỉ nào còn tùy bình có thuộc thiết bị hóa chất hay không (Quy tắc, Điều 62):

• Bình loại 1 thuộc thiết bị hóa chất: người đã hoàn thành khóa huấn luyện kỹ năng dành cho người phụ trách tác nghiệp bình chịu áp lực loại 1 (thiết bị hóa chất)
• Bình loại 1 khác: kỹ sư vận hành nồi hơi có chứng chỉ (cấp đặc biệt, cấp 1 hoặc cấp 2), hoặc người đã hoàn thành khóa dành cho người phụ trách tác nghiệp bình loại 1 thuộc thiết bị hóa chất hoặc khóa phổ thông
• Bình loại 1 cũng chịu sự điều chỉnh của Luật An toàn Khí cao áp hoặc luật tương tự: người có chứng chỉ người phụ trách tác nghiệp bình loại 1 chỉ định (specified) cũng đủ điều kiện

Nhiệm vụ của người phụ trách gồm giữ cho áp suất không vượt áp suất làm việc tối đa cho phép và giữ cho van an toàn hoạt động. Khi bình được dùng lần đầu hoặc đổi chất chứa bên trong, người phụ trách giải thích phương pháp làm việc và trực tiếp chỉ huy công việc. Người phụ trách còn kiểm tra nhiệt độ và áp suất trong bình khi cần, xử lý ngay mọi bất thường, ghi lại tình trạng vận hành và bàn giao khi đổi ca (Điều 63). Tên người phụ trách phải được niêm yết ở nơi dễ thấy tại chỗ đặt bình (Điều 66).

Một số công việc khác trên bình loại 1 ở Nhật cũng cần nhân sự có chứng chỉ. Hàn cần thợ hàn nồi hơi đặc biệt có chứng chỉ (thợ hàn nồi hơi thông thường được hàn các phần dày từ 25 mm trở xuống, cùng một số trường hợp khác). Việc bảo dưỡng bình loại 1 đủ lớn để cần người phụ trách tác nghiệp dành riêng cho thợ bảo dưỡng nồi hơi có chứng chỉ (Lệnh thi hành, Điều 20; Quy tắc, các Điều 55 và 70). Bình loại 2, bình chịu áp lực cỡ nhỏ và bình đơn giản không có yêu cầu người phụ trách tác nghiệp.

Cách phân loại một bình: lưu đồ quyết định

Hãy đi qua các câu hỏi theo thứ tự: trước hết bình chứa gì và dùng làm gì, rồi đến áp suất, cuối cùng là kích thước. Hãy coi kết quả là câu trả lời sàng lọc. Khi cách phân loại chưa rõ, hãy hỏi nhà chế tạo, Văn phòng Thanh tra Tiêu chuẩn Lao động địa phương hoặc Hiệp hội Nồi hơi Nhật Bản.

Hình 8: Lưu đồ phân loại bình chịu áp lực

Bắt đầu từ trên cùng. P = áp suất làm việc tối đa cho phép (MPa, áp suất dư); V = thể tích bên trong (m³).

Q1. Bình có chịu sự điều chỉnh của Luật An toàn Khí cao áp, Luật Kinh doanh Điện, Luật Kinh doanh Khí hoặc luật tương tự không?

• CóÁp dụng luật đó (được miễn các quy định về giấy phép và kiểm tra của Luật An toàn và Vệ sinh Lao động; nghĩa vụ chỉ định người phụ trách tác nghiệp bình loại 1 vẫn còn)
• KhôngSang Q2

Không

Q2. Gia nhiệt, phản ứng hoặc bay hơi có sinh hơi bên trong không, hay bình chứa chất lỏng ở trên điểm sôi tại áp suất khí quyển (áp suất bên trong cao hơn áp suất khí quyển)?

• CóPhía loại 1. Sang Q3
• KhôngNếu chỉ chứa khí, sang Q5

Có

Q3. PV ≤ 0,004, hoặc ở áp suất từ 0,1 MPa trở xuống thì V ≤ 0,04 hay thân có đường kính trong ≤ 200 mm và dài ≤ 1.000 mm?

• CóKhông thuộc loại 1. Bình đơn giản nếu PV > 0,001; ngoài phạm vi nếu PV ≤ 0,001 (hoặc ở áp suất từ 0,1 MPa trở xuống với V ≤ 0,01)
• KhôngSang Q4

Không

Q4. PV ≤ 0,02, hoặc ở áp suất từ 0,1 MPa trở xuống thì V ≤ 0,2 hay thân có đường kính trong ≤ 500 mm và dài ≤ 1.000 mm?

• CóBình chịu áp lực cỡ nhỏ
• KhôngBình chịu áp lực loại 1 (xem thể tích để biết có cần người phụ trách tác nghiệp không)

Bình khí từ Q2

Q5. Khí có áp suất từ 0,2 MPa trở lên, và V ≥ 0,04 hoặc thân có đường kính trong ≥ 200 mm và dài ≥ 1.000 mm?

• CóBình chịu áp lực loại 2
• KhôngBình đơn giản nếu dưới 0,2 MPa với V > 0,1; còn lại là ngoài phạm vi

Bình dùng trên tàu thuộc Luật An toàn Tàu biển và hệ thống nhiên liệu của xe cơ giới, cùng một số loại khác, cũng được loại trừ. Khi còn nghi ngờ, hãy hỏi Văn phòng Thanh tra Tiêu chuẩn Lao động địa phương hoặc Hiệp hội Nồi hơi Nhật Bản.

Bộ trao đổi nhiệt của ví dụ A trả lời "có" ở Q2 và "không" ở Q3 và Q4, nên là bình loại 1. Bình tích khí nén 0,93 MPa, 0,5 m³ đi từ Q2 sang Q5 như một bình khí và kết thúc ở loại 2.

Đừng phân loại chỉ dựa vào tên thiết bị. Hai bộ trao đổi nhiệt có thể thuộc các điều khoản khác nhau, tùy một bộ làm nóng chất lỏng bằng hơi còn bộ kia chỉ làm mát bằng nước làm mát.

Danh sách cần xác nhận với phía Nhật

Dù bạn mua, đặt thông số hay cung cấp bình, hãy xác nhận các mục sau với nhà chế tạo trước khi thiết kế hoặc mua, để sau này không sót thủ tục bắt buộc nào.

• Áp suất làm việc tối đa cho phép (áp suất dư, MPa) và áp suất cài đặt của các van an toàn, lấy từ thông số hoặc bản vẽ, không lấy áp suất vận hành
• Thể tích bên trong (m³), cùng đường kính trong và chiều dài thân (mm)
• Chất chứa và mục đích dùng: gia nhiệt, phản ứng, bay hơi, chất lỏng trên điểm sôi tại áp suất khí quyển, hay chỉ chứa khí
• Luật nào áp dụng: Luật An toàn và Vệ sinh Lao động, hay Luật An toàn Khí cao áp hoặc luật khác
• Loại mà phía Nhật dự kiến (loại 1, bình chịu áp lực cỡ nhỏ, loại 2, bình đơn giản hoặc ngoài phạm vi), và ai đã xác nhận
• Hồ sơ cần có: kiểm định riêng từng chiếc, dấu kiểm tra kết cấu, giấy chứng nhận kiểm tra và các hồ sơ tương tự
• Với bình nhập khẩu: tổ chức kiểm tra nào xử lý kiểm tra sử dụng hoặc kiểm định riêng từng chiếc, và có cơ quan kiểm tra nước ngoài tham gia không
• Với loại 1: ai nộp thông báo lắp đặt (ít nhất 30 ngày trước khi khởi công) và kiểm tra tính năng hằng năm khớp với lịch dừng máy thế nào
• Với bình đặt tại Việt Nam: bình có thuộc danh mục thiết bị có yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn lao động không, và đã được kiểm định theo quy định Việt Nam chưa

Bạn có thể đưa các mục này vào thông số kỹ thuật mua hàng (kobai shiyosho).

Mẫu email gửi khách hàng hoặc nhà cung cấp Nhật

Hãy sửa các phần trong ngoặc vuông cho phù hợp, và dịch sang tiếng Anh hoặc tiếng Nhật nếu phía Nhật cần:

Tiêu đề: Loại bình chịu áp lực của [mã thiết bị / tên thiết bị]

Kính gửi [tên],

Để xác nhận loại bình chịu áp lực theo Luật An toàn và Vệ sinh Lao động của Nhật, anh/chị vui lòng kiểm tra giúp các giá trị dưới đây:

1. Áp suất làm việc tối đa cho phép (MPa, áp suất dư): [giá trị]
2. Thể tích bên trong (m³): [giá trị]
3. Đường kính trong và chiều dài thân (mm): [giá trị]
4. Chất chứa và mục đích dùng (gia nhiệt / phản ứng / bay hơi / chất lỏng trên điểm sôi / chứa khí): [giá trị]
5. Luật áp dụng (Luật An toàn và Vệ sinh Lao động hay Luật An toàn Khí cao áp): [giá trị]

Dựa trên các giá trị này, chúng tôi hiểu bình thuộc [loại 1 / bình chịu áp lực cỡ nhỏ / loại 2 / bình đơn giản]. Nếu cách hiểu của anh/chị khác, xin cho chúng tôi biết, cũng như những kiểm tra và hồ sơ anh/chị cần từ phía chúng tôi.

Trân trọng,
[tên của bạn]

Giới hạn của bài viết này

• Bài viết giải thích các quy tắc phân loại trong Luật An toàn và Vệ sinh Lao động của Nhật. Bài không thay thế cho chính văn bản luật hay quyết định của cơ quan có thẩm quyền.
• Các trường hợp sát ranh giới (cách đo chiều dài thân, bộ trao đổi nhiệt chỉ làm mát, bình chuyển đổi giữa áp suất và chân không) cần được xác nhận với nhà chế tạo, Văn phòng Thanh tra Tiêu chuẩn Lao động địa phương hoặc tổ chức kiểm tra.
• Bình thuộc Luật An toàn Khí cao áp và các luật khác theo quy tắc khác, không được trình bày ở đây.
• Ngoài Nhật, quy chuẩn và cơ quan quản lý thiết bị áp lực của nước sở tại áp dụng, bất kể tài liệu Nhật gán cho bình loại nào. Với Việt Nam, các số hiệu quy chuẩn nêu ở trên cần được đối chiếu với bản hiện hành.
• Quy định về bình nhập khẩu và cơ quan kiểm tra nước ngoài thay đổi theo thời gian. Hãy xác nhận con đường hiện hành với bên nhập khẩu và tổ chức kiểm tra.

Hỏi đáp thường gặp

Ichi-atsu và ni-atsu nghĩa là gì?

Đây là cách gọi tắt ở hiện trường: ichi-atsu là bình chịu áp lực loại 1 và ni-atsu là bình chịu áp lực loại 2. Ichi-atsu gồm các bình gia nhiệt, phản ứng, bay hơi, hoặc chứa chất lỏng trên điểm sôi. Ni-atsu gồm các bình chứa khí từ 0,2 MPa trở lên. Ichi-atsu chịu quy định nặng hơn: kiểm tra tính năng hằng năm và tự kiểm tra hằng tháng. Bình ni-atsu phải đạt kiểm định riêng từng chiếc và tự kiểm tra mỗi năm một lần.

Bình tích khí nén của máy nén khí có phải bình chịu áp lực loại 2 không?

Có, nếu áp suất làm việc tối đa cho phép từ 0,2 MPa trở lên và thể tích từ 0,04 m³ (40 lít) trở lên, hoặc thân có đường kính trong từ 200 mm và dài từ 1.000 mm trở lên. Bình tích loại 2 cần tự kiểm tra ít nhất mỗi năm một lần, lưu hồ sơ ba năm. Thân dài và hẹp có thể khiến cả bình nhỏ thành loại 2, nên hãy kiểm tra cả thể tích lẫn kích thước thân.

Bộ trao đổi nhiệt có phải bình chịu áp lực loại 1 không?

Bộ trao đổi nhiệt nhận hơi hoặc dầu tải nhiệt để làm nóng chất lỏng hay chất rắn là thiết bị gia nhiệt và thuộc phạm vi loại 1. Tùy kích thước, nó có thể là bình chịu áp lực cỡ nhỏ hoặc bình đơn giản. Bộ trao đổi nhiệt chỉ làm mát thì khó kết luận hơn. Hãy kiểm tra chất lỏng bên trong có ở trên điểm sôi tại áp suất khí quyển hay không, hoặc có chứa khí từ 0,2 MPa trở lên không, và xác nhận với nhà chế tạo hoặc Văn phòng Thanh tra Tiêu chuẩn Lao động địa phương.

Bình chịu áp lực cỡ nhỏ và bình đơn giản khác nhau thế nào?

Bình chịu áp lực cỡ nhỏ là một nhóm do luật định nghĩa: bình nhỏ hơn của kiểu loại 1. Bình phải đạt kiểm định riêng từng chiếc và tự kiểm tra ít nhất mỗi năm một lần. "Bình đơn giản" là tên gọi thông tục cho các bình nhỏ nằm dưới mức bình cỡ nhỏ, cùng một số trường hợp khác. Chúng phải được chế tạo theo Quy chuẩn kết cấu nồi hơi đơn giản, nhưng không có cơ quan nhà nước hay tổ chức được đăng ký nào kiểm tra.

Bình chân không có phải bình chịu áp lực không?

Không, nếu bình chỉ chạy dưới chân không. Thiết bị gia nhiệt, thiết bị phản ứng và thiết bị bay hơi loại 1, cùng mọi bình loại 2, đều đòi hỏi áp suất bên trong cao hơn áp suất khí quyển. Bình chuyển đổi giữa áp suất và chân không được phân loại theo trạng thái có áp.

Nguồn tham khảo

• Định nghĩa các loại, người phụ trách tác nghiệp, bình đơn giản: e-Gov, Lệnh thi hành Luật An toàn và Vệ sinh Lao động (các Điều 1, 6, 12, 13, 14, 20) (tiếng Nhật)
• Kiểm tra, tự kiểm tra, chứng chỉ và nhiệm vụ của người phụ trách tác nghiệp: e-Gov, Quy tắc an toàn nồi hơi và bình chịu áp lực (Điều 1, 49–95, 125) (tiếng Nhật)
• Giấy phép chế tạo, kiểm tra khi chế tạo, thông báo lắp đặt: e-Gov, Luật An toàn và Vệ sinh Lao động (Điều 37, 38, 88) (tiếng Nhật)
• Nồi hơi so với bình chịu áp lực và thiết bị ví dụ: MHLW, "Nồi hơi và bình chịu áp lực", tài liệu số 4 của nhóm nghiên cứu, tháng 8/2006 (tiếng Nhật)
• Phân loại và nghĩa vụ: Hiệp hội Nồi hơi Nhật Bản, phân loại bình chịu áp lực loại 1 (cỡ nhỏ) (tiếng Nhật); phân loại bình chịu áp lực loại 2 (tiếng Nhật)
• Phạm vi người phụ trách tác nghiệp: Hiệp hội Nồi hơi Nhật Bản, công việc vận hành bình chịu áp lực loại 1 (tiếng Nhật)
• Kiểm tra tính năng: Hiệp hội Nồi hơi Nhật Bản, kiểm tra tính năng là gì (tiếng Nhật)
• Cơ quan kiểm tra nước ngoài cho thị trường Nhật: Apave, công nhận của MHLW; LRQA, dịch vụ kiểm tra MHLW; TÜV Rheinland, xuất khẩu thiết bị áp lực sang Nhật
• Bình chế tạo theo ASME và hàng nhập khẩu (1998): Văn phòng Nội các, báo cáo của Hội đồng Thanh tra viên về tiếp cận thị trường, mục 3-(14)