Bình chân không có phải bình chịu áp lực không? Luật Nhật

Nhà cung cấp Nhật gửi báo giá hoặc bản vẽ một máy sấy chân không, hay một bồn khuấy có vỏ gia nhiệt (jacket), cho nhà máy của bạn. Bảng thông số ghi "−0,1 MPaG", còn trong thư kèm có dòng 第一種圧力容器 非該当 (dai-isshu atsuryoku yoki higaito), nghĩa là "không thuộc bình chịu áp lực loại 1". Bộ phận EHS hỏi: ghi như vậy có đúng không, và bồn này hút chân không có an toàn không?

Câu trả lời ngắn gọn: một thiết bị không trở thành bình chịu áp lực theo Luật An toàn và Vệ sinh Lao động của Nhật chỉ vì nó chạy ở chân không. Việc phân loại phụ thuộc vào chức năng của thiết bị (gia nhiệt, phản ứng, tách chất hay chứa chất lỏng nhiệt độ cao), áp suất dư dương cao nhất khi sử dụng và kích cỡ của nó. Vỏ gia nhiệt bằng hơi, bước nén chuyển liệu bằng nitơ hay tiệt trùng bằng hơi có thể đưa một phần thiết bị vào nhóm bị quản lý, dù phía sản phẩm chỉ chịu chân không.

Câu hỏi về pháp lý và câu hỏi về độ bền là hai việc khác nhau. Một bồn nằm ngoài phạm vi quy định vẫn phải chịu được khí quyển ép từ bên ngoài vào, nên bồn kín dùng ở áp suất khí quyển không thể đem ra hút chân không như vậy. Bài này đi qua các loại theo luật Nhật, sang phần áp suất ngoài, rồi kết thúc bằng những thứ cần gửi cho nhà cung cấp và một mẫu RFQ.

Một lưu ý cho nhà máy tại Việt Nam: các loại dưới đây là phân loại của luật Nhật, áp dụng cho thiết bị lắp tại Nhật. Thiết bị lắp tại Việt Nam còn phải đáp ứng quy định của Việt Nam, xem phần gần cuối bài.

Mục lục

1. Áp suất dư và áp suất tuyệt đối trên bản vẽ Nhật
2. Nhật Bản phân loại bình chịu áp lực thế nào
3. Thiết bị có vỏ gia nhiệt: phân loại riêng vỏ và bình trong
4. Những bước có áp suất dương ẩn trong quy trình "chân không"
5. Độ bền chân không khác với áp suất định mức
6. Gửi gì cho nhà cung cấp Nhật
7. Thiết bị lắp tại Việt Nam và giới hạn của bài này
8. Câu hỏi thường gặp
9. Nguồn

Áp suất dư và áp suất tuyệt đối trên bản vẽ Nhật

Trước khi áp dụng bất kỳ định nghĩa nào, hãy đưa mọi áp suất về cùng một gốc. Áp suất dư (gauge) lấy khí quyển xung quanh làm mức 0, còn áp suất tuyệt đối (absolute) lấy chân không hoàn toàn làm mức 0. Bản vẽ Nhật ghi áp suất dư là "MPaG" và áp suất tuyệt đối là "kPa abs" hoặc "MPa abs". Cùng một mức chân không cho hai con số khác nhau, mà các ngưỡng pháp lý bên dưới đều là áp suất dư dương, nên lẫn lộn hai loại sẽ dẫn đến phân loại sai.

Hình 1: Cùng một mức chân không, đọc theo áp suất tuyệt đối và áp suất dư

Với môi trường xung quanh ở 101,3 kPa, áp suất bên trong 20,0 kPa abs tương ứng −81,3 kPa gauge.

Trên màn hình nhỏ, hãy vuốt ngang để xem hình.

Thang chia chỉ mang tính minh họa. Áp suất khí quyển thực tế thay đổi theo độ cao và thời tiết.

Giả sử môi trường xung quanh là 101,3 kPa và bình ở 20,0 kPa abs, áp suất dư được tính như dưới đây. Áp suất dư âm chỉ có nghĩa là "thấp hơn khí quyển"; áp suất tuyệt đối thì không bao giờ xuống dưới 0.

Khi một tài liệu ghi "−0,08 MPaG" còn tài liệu khác ghi "20 kPa abs", hãy đổi cả hai về cùng đơn vị và cùng gốc trước khi so sánh. Ngoài ra hãy xem dải đo trong thông số của đồng hồ, và kiểm tra giá trị hiển thị có hợp với loại đồng hồ và nguyên lý đo của nó hay không.

Nhật Bản phân loại bình chịu áp lực thế nào

Ở Nhật, "bình chịu áp lực" theo nghĩa pháp lý là các loại được định nghĩa trong Lệnh thi hành Luật An toàn và Vệ sinh Lao động (Điều 1, khoản 5–7). Loại của một bình do các định nghĩa này quyết định, không phải do tên sản phẩm trong catalogue. Bốn thuật ngữ bạn sẽ gặp trên tài liệu tiếng Nhật là:

• Dai-isshu atsuryoku yoki (第一種圧力容器): bình chịu áp lực loại 1
• Kogata atsuryoku yoki (小型圧力容器): bình chịu áp lực cỡ nhỏ, một tập con nhỏ hơn của loại 1 với yêu cầu nhẹ hơn
• Dai-nishu atsuryoku yoki (第二種圧力容器): bình chịu áp lực loại 2, dành cho khí chịu áp suất
• Kan'i yoki (簡易容器): "bình đơn giản", là bình nằm ngoài loại 1 và loại 2 nhưng đáp ứng các điều kiện cụ thể ở Điều 13, khoản 3, mục 26 hoặc 27 của Lệnh. Đây không phải tên chung cho mọi bình không bị quản lý.

Nồi hơi, thiết bị cấp hơi hoặc nước nóng cho thiết bị khác, được phân loại riêng và không nằm trong bài này. Hiệp hội Nồi hơi Nhật Bản (Japan Boiler Association) có trang tổng quan về cách phân loại nồi hơi và bình chịu áp lực (tiếng Nhật).

Loại 1: xác định theo việc diễn ra bên trong bình

Loại 1 bắt đầu từ chức năng của bình, không phải từ một con số áp suất. Lệnh liệt kê bốn dạng (trong tiếng Nhật ký hiệu i, ro, ha, ni, tương đương a, b, c, d), rồi loại trừ các bình nhỏ khỏi danh sách đó.

Hình 2: Bốn dạng của loại 1 và điều kiện áp suất của từng dạng

Dạng (a)–(c) yêu cầu áp suất bên trong lớn hơn áp suất khí quyển. Dạng (d) được xác định theo nhiệt độ của chất lỏng.

Dạng	Việc diễn ra trong bình	Điều kiện trong định nghĩa
(a) Gia nhiệt	Nhận hơi hoặc môi chất gia nhiệt khác (hoặc tự sinh hơi) để gia nhiệt chất rắn hay chất lỏng	Áp suất bên trong cao hơn khí quyển; không gồm (b) và (c)
(b) Phản ứng	Phản ứng trong bình sinh ra hơi	Áp suất bên trong cao hơn khí quyển
(c) Tách chất	Đun nóng chất lỏng để sinh hơi và tách các thành phần	Áp suất bên trong cao hơn khí quyển
(d) Chất lỏng nhiệt độ cao	Chứa chất lỏng nóng hơn một mức nhiệt độ quy định (ngoài (a)–(c))	Nhiệt độ chất lỏng cao hơn điểm sôi của nó ở áp suất khí quyển

Tóm tắt Lệnh thi hành Luật An toàn và Vệ sinh Lao động, Điều 1, khoản 5. Các ngưỡng loại trừ theo kích cỡ và theo tích áp suất × thể tích được áp dụng riêng sau bước kiểm tra này.

Với dạng (d), hãy so nhiệt độ chất lỏng với điểm sôi của nó ở áp suất khí quyển, không phải điểm sôi ở áp suất vận hành. Với hỗn hợp thì thành phần cũng ảnh hưởng. Dù rơi vào dạng nào, các ngưỡng loại trừ theo kích cỡ bên dưới mới quyết định loại cuối cùng.

Ngưỡng loại trừ theo kích cỡ và bình chịu áp lực cỡ nhỏ

Một bình thuộc một trong bốn dạng trên vẫn bị loại khỏi loại 1 nếu đủ nhỏ. Các trường hợp loại trừ gồm:

• áp suất dư từ 0,1 MPa (khoảng 1 bar) trở xuống và thể tích bên trong từ 0,04 m³ (40 L) trở xuống
• áp suất dư từ 0,1 MPa trở xuống và đường kính trong thân từ 200 mm trở xuống với chiều dài từ 1.000 mm trở xuống
• tích của áp suất dư tối đa (MPa) và thể tích bên trong (m³) từ 0,004 trở xuống

Vì vậy, một bình dạng (d) chỉ dùng ở chân không không thuộc loại 1. Nếu áp suất dư cao nhất khi sử dụng là 0 MPa thì tích áp suất × thể tích cũng bằng 0, rơi vào mức loại trừ 0,004. Đừng đưa độ sâu chân không (ví dụ 0,08 MPa) vào công thức như thể nó là áp suất dương. Vỏ gia nhiệt riêng hoặc công đoạn có áp suất dương nào khác phải được đánh giá theo điều kiện của chính nó.

Trong loại 1, một bình chịu áp lực cỡ nhỏ (kogata atsuryoku yoki) là bình đáp ứng một trong hai điều kiện sau:

• áp suất dư từ 0,1 MPa trở xuống, và thể tích bên trong từ 0,2 m³ (200 L) trở xuống, hoặc đường kính trong thân từ 500 mm trở xuống với chiều dài từ 1.000 mm trở xuống
• tích của áp suất dư tối đa (MPa) và thể tích bên trong (m³) từ 0,02 trở xuống

Điều kiện thứ hai đứng độc lập; bình không cần đồng thời ở mức 0,1 MPa trở xuống. Ví dụ, một bình thuộc dạng loại 1 có áp suất dư tối đa 0,20 MPa và thể tích 0,080 m³ cho tích bằng 0,016, nên rơi vào nhóm cỡ nhỏ.

Bình cỡ nhỏ và bình đơn giản có thủ tục nhẹ hơn bình loại 1 đầy đủ, nhưng vẫn có yêu cầu riêng. Bình cỡ nhỏ phải qua kiểm định riêng từng chiếc (kobetsu kentei). Một số bình gia nhiệt rơi khỏi loại 1 có thể thuộc mục 26 với tư cách bình đơn giản, và khi đó áp dụng tiêu chuẩn kết cấu cho nồi hơi đơn giản và thiết bị liên quan (Kan'i boiler-to kozo kikaku).

Mục 26 có các giới hạn loại trừ riêng, khác với giới hạn của loại 1 ở trên, nên đừng áp lại các con số 0,04 m³ và 0,004 ở đó. "Kiểm tra nhẹ hơn" không có nghĩa là "không có quy tắc thiết kế".

Loại 2: khí ở áp suất dư từ 0,2 MPa trở lên

Bình chịu áp lực loại 2 chứa khí ở áp suất dư từ 0,2 MPa (khoảng 2 bar) trở lên và không thuộc loại 1. Bình còn phải đáp ứng điều kiện kích cỡ: thể tích bên trong từ 0,04 m³ trở lên, hoặc đường kính trong thân từ 200 mm trở lên với chiều dài từ 1.000 mm trở lên. Chỉ cần thỏa một trong hai điều kiện kích cỡ.

Một bồn ở nhiệt độ phòng chỉ chứa khí dưới chân không thì không bao giờ đạt điều kiện 0,2 MPa. Nhưng một bình khí nén (air receiver) không thuộc loại 1, chạy ở 0,20 MPa áp suất dư và chứa 0,050 m³ thì đáp ứng cả hai điều kiện. Nếu một bồn thường ở chân không bị nén áp để đẩy sản phẩm ra, bước đó cũng phải được tính.

Bình khí nằm ngoài loại 2 vẫn có thể là bình đơn giản theo mục 27, áp dụng cho khí có áp suất cao hơn khí quyển với các điều kiện trong đó có thể tích bên trong lớn hơn 0,1 m³. Vì thế "dưới 0,2 MPa" không tự động có nghĩa là "không bị quản lý". Ngược lại, chỉ riêng thể tích lớn không đưa một bồn khí nhiệt độ phòng chỉ dùng chân không vào mục 27, vì điều kiện áp suất dương được xét trước.

Lệnh cũng loại trừ một số thiết bị thuộc luật khác, như Luật An toàn Khí áp suất cao hoặc Luật Kinh doanh Điện, cùng thiết bị nhiên liệu của tàu thuyền và xe cơ giới. Với bất kỳ trường hợp nào nằm ở vùng xám đó, hãy hỏi nhà cung cấp họ đã áp dụng luật nào và mục nào.

Thiết bị có vỏ gia nhiệt: phân loại riêng vỏ và bình trong

Vỏ gia nhiệt (jacket) là lớp vỏ ngoài bao quanh bình, dẫn hơi hoặc nước nóng. Phía sản phẩm có thể ở chân không trong khi phía hơi ở áp suất dương, nên gọi cả thiết bị là "thiết bị chân không" thì chưa giải quyết được việc phân loại.

Hình 3: Bình trong ở chân không, vỏ gia nhiệt hơi có áp

Thành chung chịu hiệu giữa áp suất tuyệt đối phía hơi và phía sản phẩm.

Hình minh họa với áp suất môi trường 0,1013 MPa. Loại theo luật, thể tích cần đánh giá và nhiệt độ thiết kế của thiết bị thật phụ thuộc vào kết cấu và mục đích sử dụng.

Trong ví dụ này, vỏ gia nhiệt ở 0,4013 MPa abs (0,30 MPaG) còn phía sản phẩm ở 0,0200 MPa abs. Thành chung bị ép vào trong với chênh áp 0,3813 MPa, lớn hơn tải mà riêng khí quyển tạo ra lên thành đó.

Hãy đưa cho nhà cung cấp áp suất, nhiệt độ và thể tích của bình trong và của vỏ gia nhiệt một cách riêng rẽ, kể cả trường hợp chỉ một phía có áp. Yêu cầu họ ghi kết quả phân loại theo luật và kết quả kiểm tra độ bền thành chung thành hai mục riêng. Như vậy phạm vi của báo giá sẽ rõ ràng.

Những bước có áp suất dương ẩn trong quy trình "chân không"

Những bước hay bị bỏ sót nhất là phá chân không bằng nitơ, nén chuyển liệu, vệ sinh và tiệt trùng. Khi nguồn nitơ hoặc hơi có áp suất cao, thông số kỹ thuật cần nói rõ bình chỉ quay về áp suất khí quyển hay được giữ ở mức cao hơn khí quyển, cùng cách giảm áp, cắt hoặc giới hạn áp suất.

Hạ áp suất đặt của van an toàn không tự nó làm thay đổi loại của bình. Quy tắc an toàn nồi hơi và bình chịu áp lực của Nhật định nghĩa áp suất sử dụng tối đa (saiko shiyo atsuryoku) là áp suất dư cao nhất mà kết cấu cho phép sử dụng, không phải điểm đặt của van. Hãy đối chiếu áp suất làm việc cho phép lớn nhất (MAWP) trên nameplate và data sheet với áp suất đặt và công suất xả của van an toàn, và coi việc chọn cỡ van là một hạng mục kiểm tra riêng bên cạnh độ bền của bình.

Độ bền chân không khác với áp suất định mức

Dưới chân không, khí quyển ép vào thành bình từ ngoài vào. Một thân trụ mỏng chịu nén như vậy có thể đột ngột sụp ở một mức tải nhất định. Đó là hiện tượng oằn (buckling, mất ổn định), một dạng hỏng khác hẳn với nổ vỡ do áp suất bên trong.

Định mức chịu áp suất trong 0,2 MPa không chứng minh bình chịu được chân không. Khả năng chịu áp suất ngoài phụ thuộc vào đường kính thân, chiều dài, độ dày thành và vị trí các vành gia cường, nên hãy kiểm tra bản tính toán thiết kế hoặc thông số kỹ thuật xem có ghi mức chân không cho phép hay không.

Thân bình không phải điều duy nhất cần lo. Nắp phẳng bị võng và bề mặt làm kín bị biến dạng. Dù thân bình vẫn chịu được, nắp hoặc cửa nối bị biến dạng có thể gây rò, và bình sẽ không đạt mức chân không bạn đã yêu cầu.

Hình 4: Nắp Ø600 mm chịu lực đẩy vào trong khoảng 23 kN

Chênh áp 81,3 kPa nhân với diện tích nắp. Đây không phải phép tính độ dày hay oằn.

Bên trái: nhìn từ phía trước. Bên phải: mặt cắt qua nắp. Kích thước và áp suất chỉ để minh họa; hình không vẽ đúng tỷ lệ.

Một nắp tròn đường kính 0,600 m có diện tích khoảng 0,283 m². Nhân với chênh áp 81,3 kPa giữa bên ngoài và bên trong, tổng lực ép vào trong khoảng 23,0 kN (tương đương khoảng 2,3 tấn lực). Diện tích càng lớn thì lực càng lớn.

Gần chân không hoàn toàn, lực lên chính nắp đó tiến tới khoảng 28,6 kN (khoảng 2,9 tấn lực). Với khí quyển ở bên ngoài, chênh áp không thể vượt quá chừng một atm, nhưng chênh áp đó tác dụng lên toàn bộ diện tích và kết cấu phải chịu được.

Chân không không chỉ do bơm tạo ra. Khi hơi nước trong bình kín nguội đi và ngưng tụ, áp suất bên trong giảm xuống, cùng hiệu ứng mà bình ngưng dùng để giữ áp suất thấp. Một bồn vừa được xông hơi rồi đóng kín có thể tự tạo ra chân không.

Ở những nơi cần ngăn chân không ngoài ý muốn, thiết bị dùng van phá chân không (vacuum breaker) cho không khí vào. Với bình được thiết kế để giữ chân không, phần bảo vệ phải phù hợp với điều kiện quy trình; lắp một van để bình luôn thông với khí quyển sẽ làm hỏng chính quy trình.

Bình bị sụp vào trong (implosion) vẫn nguy hiểm. Mảnh vỡ và chất bên trong có thể văng ra, nhất là từ bình thủy tinh và kính quan sát. "Nó sụp vào trong nên không có gì văng ra" không phải là lý do để bỏ che chắn hay bỏ kiểm tra hư hại.

Gửi gì cho nhà cung cấp Nhật

Hãy liệt kê điều kiện vận hành theo từng bước, không chỉ mức chân không bình thường. Đặt cả chu trình, từ nạp liệu đến vệ sinh, lên một tờ sẽ khó bỏ sót những lần nén áp ngắn hay nhiệt độ tăng vọt, và cho nhà cung cấp thấy cần thiết kế cho những tổ hợp áp suất nào.

Hình 5: Từ các bước quy trình đến các mục trong thông số kỹ thuật

Ghi riêng bình trong và vỏ gia nhiệt, và ghi rõ các điều kiện có xảy ra đồng thời hay không.

Bước hoặc trạng thái	Điều kiện cần ghi	Tài liệu cần yêu cầu
Khử bọt / sấy	Áp suất tuyệt đối thấp nhất, nhiệt độ cao nhất và chất chứa trong bình trong	Điều kiện thiết kế áp suất ngoài và bản tính độ bền
Gia nhiệt bằng hơi	Áp suất và nhiệt độ lớn nhất của vỏ gia nhiệt, cùng điều kiện bình trong tại cùng thời điểm	Bản vẽ, thể tích và loại theo luật của cả hai khoang
Phá chân không bằng nitơ / nén chuyển liệu	Áp suất cấp, giới hạn trên trong bình, và cách giới hạn hoặc cắt	P&ID và thông số các thiết bị an toàn
Vệ sinh / làm nguội	Nhiệt độ vệ sinh, hơi ngưng tụ, thông hơi khi xả dịch	Sổ tay vận hành và quy trình
Bảo trì / lắp lại	Nắp, gioăng, kính quan sát theo chỉ định, và cách lắp	Danh sách linh kiện, hồ sơ kiểm tra, tài liệu kiểm định

Điền số liệu từ thông số kỹ thuật của từng thiết bị. Nếu chưa rõ luật nào được áp dụng, hãy đưa điều kiện cho nhà chế tạo và cơ quan có thẩm quyền để họ xác định.

Bản vẽ cần thể hiện kết nối đường chân không và đường nitơ, van cách ly, đồng hồ áp suất và thiết bị an toàn, với số tag khớp với danh sách các bước. Tài liệu thể hiện được mức chi tiết này là P&ID (sơ đồ đường ống và thiết bị đo), chứ không chỉ là PFD (sơ đồ dòng quy trình).

Nắp và gioăng thay thế phải giữ đúng tổ hợp chịu chân không ban đầu. Cùng kích thước danh nghĩa chưa chứng tỏ hai chi tiết thay thế được cho nhau; hãy đối chiếu kiểu kết nối (ren hay mặt bích) và điều kiện siết bu lông với linh kiện chỉ định và bản vẽ.

Trong RFQ, hãy yêu cầu loại theo luật và điều kiện thiết kế áp suất trong/ngoài thành các dòng riêng. Nếu thông số kỹ thuật mua hàng (kobai shiyosho) còn ghi cả tài liệu phải nộp và phạm vi kiểm tra, bạn sẽ không phải đi tìm bằng chứng về mức chân không sau khi hàng đã giao. Các mục đó cũng đáng kiểm tra lại khi bản vẽ phê duyệt (shonin-zu) được gửi về.

Câu hỏi dành cho nhà cung cấp

Danh sách dưới đây có thể dán thẳng vào email hoặc biên bản họp kỹ thuật với phía Nhật.

• Họ đã áp dụng loại nào cho bình trong và cho vỏ gia nhiệt (loại 1, cỡ nhỏ, loại 2, bình đơn giản hay không thuộc loại nào), và theo mục nào của Lệnh?
• Họ dùng áp suất dư tối đa và thể tích bên trong nào để quyết định?
• Áp suất ngoài thiết kế là chân không hoàn toàn (FV) hay một giới hạn nêu rõ? Ở nhiệt độ thiết kế nào?
• Định mức áp suất ngoài chỉ dựa trên thân bình, hay còn gồm cả nắp, cửa nối, kính quan sát và gioăng?
• Họ đã kiểm tra trường hợp vỏ gia nhiệt có áp trong khi bình trong ở chân không chưa?
• Cái gì giới hạn áp suất khi phá chân không bằng nitơ, nén chuyển liệu và tiệt trùng?
• MAWP trên nameplate là bao nhiêu, và áp suất đặt cùng công suất xả của van an toàn là bao nhiêu?
• Có luật nào khác áp dụng không (ví dụ Luật An toàn Khí áp suất cao)?
• Thiết bị sẽ lắp ở Việt Nam: họ có tài liệu nào (bản tính, chứng chỉ vật liệu, hồ sơ thử) mà đơn vị kiểm định tại Việt Nam có thể yêu cầu không?

Mẫu nội dung RFQ

Bạn có thể sao chép và điều chỉnh (mọi giá trị đều là giả định). Nên gửi bản tiếng Anh hoặc tiếng Nhật cho nhà cung cấp; bản tiếng Việt dưới đây giúp nội bộ thống nhất ý trước khi gửi.

Vui lòng báo giá bồn chân không có vỏ gia nhiệt theo danh sách các bước vận hành đính kèm. Trong báo giá, xin nêu riêng: (1) loại theo Luật An toàn và Vệ sinh Lao động của Nhật cho bình trong và cho vỏ gia nhiệt, kèm áp suất dư tối đa và thể tích bên trong đã dùng; (2) áp suất thiết kế trong và ngoài cùng nhiệt độ thiết kế của từng khoang, kể cả trường hợp vỏ gia nhiệt 0,30 MPaG trong khi bình trong ở chân không hoàn toàn; và (3) các tài liệu sẽ nộp để chứng minh mức chân không (bản tính độ bền, bản vẽ và hồ sơ kiểm tra), gồm cả nắp, kính quan sát và các cửa nối. Thiết bị sẽ lắp đặt tại Việt Nam; xin cho biết các tài liệu có thể cung cấp cho đơn vị kiểm định tại đó.

Thiết bị lắp tại Việt Nam và giới hạn của bài này

Các loại nêu trên đến từ luật Nhật. Thiết bị lắp tại nhà máy ở Việt Nam chịu sự điều chỉnh của quy định Việt Nam, trước hết là Luật An toàn, vệ sinh lao động 2015 và các văn bản hướng dẫn về thiết bị có yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn lao động. Việc một thiết bị "không thuộc loại 1" theo luật Nhật không có nghĩa là nó không cần kiểm định ở Việt Nam, và ngược lại.

Theo hiểu biết của biên tập, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn nồi hơi và bình chịu áp lực (QCVN 01:2008/BLĐTBXH) lấy ngưỡng theo áp suất làm việc dương (khoảng trên 0,7 bar), và TCVN 8366:2010 là tiêu chuẩn thiết kế, chế tạo bình chịu áp lực. Theo cách đọc sơ bộ này, một bồn chỉ chạy chân không ở nhiệt độ phòng có thể nằm ngoài ngưỡng, còn vỏ gia nhiệt hơi 0,30 MPaG (khoảng 3 bar) thì cần được xem xét riêng. Đây chỉ là gợi ý để đặt câu hỏi, không phải kết luận: hãy kiểm tra bản văn bản hiện hành và hỏi đơn vị kiểm định hoặc cơ quan quản lý lao động địa phương.

• Thiết bị lắp ngoài Việt Nam và Nhật. Ở Mỹ, chẳng hạn, ASME Section VIII Division 1 có một đoạn phạm vi về bình áp suất thấp (U-1(c)(2)(h)) thường được viện dẫn cho bình chỉ chạy chân không. Hãy xác nhận nguyên văn trong ấn bản mà nơi lắp đặt dùng.
• Ai quyết định. Bài này giải thích cách đọc phân loại, không phải cách ra quyết định phân loại. Khi chưa rõ điều khoản nào áp dụng cho thiết bị thật, hãy đưa điều kiện cho nhà chế tạo và cơ quan có thẩm quyền (ở Nhật là Văn phòng Thanh tra Tiêu chuẩn Lao động địa phương, Rodo Kijun Kantokusho) để họ xác nhận.
• Nồi hơi và các luật khác. Nồi hơi, thiết bị khí áp suất cao và thiết bị thuộc Luật Kinh doanh Điện theo các quy tắc khác.
• Ngưỡng có thể thay đổi. Hãy kiểm tra văn bản hiện hành của Lệnh trước khi dựa vào bất kỳ con số nào.

Câu hỏi thường gặp

Bồn chân không có phải bình chịu áp lực loại 2 theo luật Nhật không?

Không, nếu nó chỉ chứa khí ở nhiệt độ phòng dưới chân không, vì loại 2 yêu cầu khí ở áp suất dư từ 0,2 MPa trở lên. Nếu một bước như nén chuyển liệu bằng nitơ đạt tới 0,2 MPa áp suất dư, hãy kiểm tra trước xem bình có thuộc một dạng của loại 1 không, rồi mới áp dụng các điều kiện kích cỡ.

Bình chân không có cần kiểm định như bình chịu áp lực không?

Điều đó phụ thuộc vào chức năng và loại của bình chứ không phụ thuộc vào tên gọi. Nếu phía sản phẩm ở chân không nhưng vỏ gia nhiệt chạy ở áp suất dương, mỗi khoang được đánh giá theo điều kiện riêng của nó, và tài liệu cần thiết nên được thống nhất với nhà chế tạo. Với thiết bị lắp tại Việt Nam, còn phải hỏi yêu cầu kiểm định theo quy định Việt Nam.

Có thể hút chân không một bồn kín dùng ở áp suất khí quyển không?

Không nên làm theo cách đó. Bồn đóng kín được ở áp suất khí quyển không chứng tỏ nó chịu được chân không. Hãy dùng thiết bị mà nhà chế tạo ghi định mức chịu chân không, và bảo đảm nắp, kính quan sát và các điểm nối có cùng mức áp suất và nhiệt độ.

Thiết kế "chân không hoàn toàn" (full vacuum) nghĩa là gì?

Thường có nghĩa là bình được thiết kế cho chênh áp ngoài khi bên trong gần chân không tuyệt đối. Định mức này cũng cần kèm áp suất môi trường và nhiệt độ thiết kế; với bình có vỏ gia nhiệt, thông số kỹ thuật nên nêu cả điều kiện của vỏ xảy ra cùng lúc.

Có van an toàn thì bình có không bị sụp dưới chân không không?

Không. Van an toàn xả áp suất dương dư, còn van phá chân không cho khí vào khi ở chân không. Lớp bảo vệ đầu tiên là kết cấu được thiết kế cho chân không, kết hợp với giới hạn áp suất và thiết bị bảo vệ phù hợp quy trình.

Nguồn

• Định nghĩa bình chịu áp lực loại 1, cỡ nhỏ, loại 2 và bình đơn giản: e-Gov, Lệnh thi hành Luật An toàn và Vệ sinh Lao động, Điều 1 khoản 5–7 và Điều 13 khoản 3 mục 26–27 (tiếng Nhật)
• Định nghĩa áp suất sử dụng tối đa: Bộ Y tế, Lao động và Phúc lợi Nhật Bản (MHLW), Quy tắc an toàn nồi hơi và bình chịu áp lực, Điều 1 khoản 6 (tiếng Nhật)
• Tổng quan các loại: Cục Lao động Tokyo, điều kiện cấp giấy phép theo Luật An toàn và Vệ sinh Lao động (tiếng Nhật)
• Phân loại nồi hơi và bình chịu áp lực: Hiệp hội Nồi hơi Nhật Bản (tiếng Nhật)
• Áp suất ngoài, oằn, nắp và bề mặt làm kín: Pfeiffer Vacuum, "3.4 Vacuum chambers" (chỉ phần kết cấu; các loại theo quy định châu Âu không được áp dụng cho Nhật)
• Nắp kín ở áp suất khí quyển so với dùng ở chân không: MONOVATE, hỏi đáp về các loại nắp (tiếng Nhật)
• Vai trò của van phá chân không: TLV, van phá chân không công suất lớn (tiếng Nhật)
• Nguy hiểm của đồ thủy tinh dưới chân không: University of Pennsylvania EHRS, "SOP: Glassware Under Vacuum"
• Phạm vi ASME Section VIII Division 1 và bình chân không: Fermilab ES&H Manual, Chapter 5033 "Vacuum Vessel Safety"