Tiêu chuẩn ống inox vi sinh: ASTM A270, ASME BPE, EN 10357

Ống inox vi sinh là “xương sống” của hệ thống đường ống trong nhà máy thực phẩm, đồ uống, sữa và dược phẩm – nơi yêu cầu bề mặt sạch, không kẽ hở, dễ vệ sinh và truy xuất nguồn gốc vật liệu. Bài viết này tổng hợp các tiêu chuẩn cốt lõi (ASTM A270, ASME BPE, EN 10357…), các yêu cầu kỹ thuật quan trọng, cách so sánh và lựa chọn, cũng như checklist đặt hàng – nghiệm thu phù hợp thực tế thị trường Việt Nam.

Ống inox vi sinh là gì và khi nào cần dùng?

Ống inox vi sinh (sanitary/hygienic tubing) là ống thép không gỉ có:
– Vật liệu phù hợp tiếp xúc sản phẩm (thực phẩm/dược phẩm), thường là 304/304L, 316/316L.
– Đường hàn trong được làm phẳng (bead-rolled) hoặc hàn không gờ, bề mặt trong sạch, độ nhám Ra thấp để hạn chế bám bẩn/vi sinh.
– Được kiểm soát sạch bề mặt, đóng nắp hai đầu, bọc bảo vệ; có chứng chỉ vật liệu và kiểm định đi kèm.

Dùng khi hệ thống cần CIP/SIP, hạn chế “điểm chết”, thoát cạn, và đáp ứng yêu cầu chất lượng – an toàn sản phẩm.

Hệ tiêu chuẩn quốc tế chủ đạo

ASTM A270 – Sanitary Tubing

– Phạm vi: Ống inox hàn hoặc đúc liền (welded/seamless) cho ngành sữa, thực phẩm, dược phẩm.
– Mác thép phổ biến: TP304/304L, TP316/316L. 316L được ưu tiên cho môi trường clorua/corrosion cao.
– Bề mặt: Yêu cầu đánh bóng cơ học trong/ngoài theo đặt hàng; độ nhám Ra thường chỉ định trong hợp đồng (thực phẩm thường ≤0.8 µm; ứng dụng đòi hỏi cao hơn có thể ≤0.5 µm).
– Hàn: Ống hàn phải xử lý gờ trong (bead rolling) để giảm tích tụ cặn. Vùng hàn được bảo vệ khí, không cháy xém.
– Nhiệt luyện: Ủ dung dịch (solution annealed) và thụ động hóa bề mặt theo ASTM A967/A380 khi yêu cầu.
– Kiểm tra: Kiểm tra không phá hủy (eddy current) hoặc thử áp/hydrostatic theo yêu cầu; kích thước, độ dày và độ tròn theo dung sai tiêu chuẩn.
– Tài liệu: Chứng chỉ MTC theo EN 10204 3.1 thường được yêu cầu trong dự án.

Lưu ý: ASTM A270 có các yêu cầu bổ sung (Supplementary Requirements) để tăng kiểm soát độ sạch bề mặt, thử nghiệm, truy xuất – nên nêu rõ khi đặt hàng.

ASME BPE – Bioprocessing Equipment

– Phạm vi: Tiêu chuẩn tham chiếu hàng đầu trong dược phẩm/sinh học; bao trùm ống, phụ kiện, bề mặt, thiết kế lắp đặt (drainability, dead-legs), vật liệu, truy xuất.
– Bề mặt: Phân loại bề mặt làm việc ướt (wetted surfaces) với các mức đánh bóng cơ học và điện hóa (electropolish). Thực hành phổ biến:
– Dược phẩm nước tinh khiết/WFI/tiêm: thường yêu cầu Ra ≤0.5 µm (≈20 µin), hay Ra thấp hơn nếu electropolish.
– Thực phẩm/đồ uống sạch cao: Ra ≤0.8 µm (≈32 µin).
Ghi chú: Ký hiệu và trị số bề mặt cụ thể thay đổi theo phiên bản tiêu chuẩn – cần viện dẫn phiên bản ASME BPE áp dụng trong hợp đồng.
– Vật liệu: Ưu tiên 316L với thành phần lưu huỳnh được kiểm soát hẹp để tối ưu hàn/tạo bề mặt; kiểm soát ferrite vùng hàn để chống nứt và ăn mòn.
– Thiết kế vệ sinh: Khuyến nghị độ dốc thoát cạn tối thiểu khoảng 1% (1:100) cho đường ống chính; hạn chế dead-leg bằng tỷ lệ L/D nhỏ (nhiều dự án áp dụng L/D ≤ 2 đối với bề mặt ướt – xác nhận theo URS/DS).
– Truy xuất: Đòi hỏi nhận diện nhiệt luyện/heat number, hồ sơ vệ sinh bề mặt, quy trình hàn (WPS/PQR), hồ sơ thợ hàn, thiết bị hàn quỹ đạo (orbital) và biên bản kiểm tra.

EN 10357 (thay thế DIN 11850), ISO 2037, 3-A, ISO 2852 và các tiêu chuẩn liên quan

– EN 10357: Ống inox hàn cho ngành thực phẩm, hóa chất và các ứng dụng vệ sinh tại châu Âu. Quy định dãy kích thước (series) và dung sai; thường dùng cùng phụ kiện theo ISO 2852 (kẹp/tri-clamp), DIN 11851 (liên kết ren), hoặc BS 4825.
– ISO 2037: Ống inox cho sữa và thực phẩm; vẫn được nhiều nhà máy viện dẫn về kích thước và lắp ghép.
– 3-A Sanitary Standards: Quy định thiết kế hợp vệ sinh cho thiết bị ngành sữa/thực phẩm tại Bắc Mỹ; hỗ trợ đảm bảo cleanability.
– EHEDG: Hướng dẫn thiết kế vệ sinh và kiểm chứng khả năng làm sạch (không phải tiêu chuẩn vật liệu nhưng rất được coi trọng trong thẩm định vệ sinh).
– ISO 2852: Liên kết kẹp (clamp/tri-clamp) – đảm bảo tương thích phụ kiện.

Yêu cầu kỹ thuật quan trọng khi chọn ống vi sinh

Vật liệu và khả năng chống ăn mòn

– 304/304L: Phù hợp đa số đồ uống, sữa, thực phẩm ít clorua.
– 316/316L: Bổ sung Mo, chống pitting/crevice tốt hơn trong môi trường clorua, nước muối, sốt mặn, hóa chất CIP khắc nghiệt; là lựa chọn mặc định cho dược phẩm.
– Carbon thấp (L): Hạn chế ăn mòn kẽ hạt sau hàn.
– Thành phần lưu huỳnh và ferrite vùng hàn: Nên kiểm soát theo thông lệ ASME BPE để cân bằng hàn tốt, bề mặt mịn và chống nứt.

Bề mặt và độ nhám (Ra)

– Thực phẩm/đồ uống: thường yêu cầu Ra ≤0.8 µm trên bề mặt ướt.
– Dược phẩm/sinh học: thường yêu cầu Ra ≤0.5 µm; nhiều hệ thống chọn electropolish để giảm Ra và tăng thụ động hóa.
– Đo kiểm: Đo Ra bằng thiết bị chuẩn (cut-off phù hợp), kèm báo cáo điểm đo đại diện; kiểm tra boroscope vùng hàn trong.
– Xử lý bề mặt: Pickling/passivation theo ASTM A380/A967; electropolish khi quy định.

Hàn và xử lý mối hàn

– Hàn quỹ đạo TIG với khí trơ bảo vệ trong/ngoài; tuyệt đối tránh oxy hóa (sugaring) bên trong.
– Nén gờ mối hàn (bead rolling) hoặc kiểm soát điều kiện hàn để mối hàn phẳng, không bậc.
– Sau hàn: làm sạch hóa học và thụ động hóa; đo Ra tại/qua mối hàn để đảm bảo không vượt mức.

Kích thước, dung sai và áp suất

– Dãy kích thước phổ biến:
– Hệ inch (Bắc Mỹ): 1/2″–4″ OD (12.7–101.6 mm); độ dày thường 18–16 gauge (≈1.2–1.65 mm) tùy yêu cầu.
– Hệ metric/EN: Dãy 13.5–104 mm; độ dày 1.0–2.0 mm theo series.
– Dung sai OD, độ dày, độ tròn/độ ôvan theo tiêu chuẩn áp dụng (ASTM A270 hoặc EN 10357).
– Thiết kế áp suất: Sanitary tubing không theo schedule pipe; kiểm tra áp suất làm việc theo tiêu chuẩn thiết kế đường ống (ví dụ ASME B31.3) và độ dày thực tế.

Kiểm định và chứng chỉ

– Thử không phá hủy: Eddy current hoặc hydrostatic theo đặt hàng.
– Phân tích vật liệu: PMI, kiểm soát ferrite vùng hàn khi yêu cầu.
– Độ nhám: Báo cáo Ra; chứng nhận electropolish/passivation.
– Truy xuất: MTC EN 10204 3.1; đánh dấu heat number trên ống; biên bản vệ sinh – đóng gói sạch (end caps, túi PE).
– Tương thích phụ kiện: Ferrule/Clamp theo ISO 2852, DIN 11851, SMS – xác nhận cùng hệ với ống.

So sánh nhanh: ASTM A270, ASME BPE, EN 10357

– Mục đích
– ASTM A270: Tiêu chuẩn sản phẩm ống sanitary – tập trung vào ống và yêu cầu cơ bản.
– ASME BPE: Bộ khung toàn diện cho dược phẩm/sinh học – bề mặt, thiết kế, hàn, lắp đặt, tư liệu.
– EN 10357: Ống sanitary theo châu Âu – kích thước series và dung sai dùng với phụ kiện ISO/DIN/BS.
– Bề mặt
– A270: Cho phép đặt hàng Ra mục tiêu, đánh bóng/BA; cần chỉ rõ khi mua.
– BPE: Phân hạng bề mặt chi tiết (cơ học/EP), kiểm soát chặt cho bề mặt ướt.
– EN 10357: Ra thường quy định qua thỏa thuận kỹ thuật và phụ lục/tiêu chuẩn phụ kiện.
– Ứng dụng
– Thực phẩm/đồ uống: A270 hoặc EN 10357 + 3-A/EHEDG.
– Dược phẩm: Ưu tiên theo ASME BPE (có thể yêu cầu ống đáp ứng cả A270 và BPE).

Checklist đặt hàng và nghiệm thu thực tế

– Tiêu chuẩn/phiên bản: ASTM A270 hoặc EN 10357, và/hoặc ASME BPE (nêu phiên bản).
– Mác thép: 316L (hoặc 304L nếu phù hợp).
– Kích thước: OD, độ dày; hệ inch hay metric; series (nếu EN 10357).
– Bề mặt:
– Bên trong: Ra yêu cầu (ví dụ ≤0.5 µm dược phẩm; ≤0.8 µm thực phẩm); electropolish có/không.
– Bên ngoài: Ra hoặc lớp hoàn thiện (matte/BA) theo nhu cầu vệ sinh – thẩm mỹ.
– Hàn: Ống hàn bead-rolled; cho phép ống seamless nếu dự án yêu cầu.
– Nhiệt luyện: Solution annealed; passivation theo ASTM A967; ghi rõ nếu cần EP.
– Thử nghiệm: Eddy current/hydrostatic; Ra report; PMI; ferrite số (nếu yêu cầu).
– Chứng chỉ: EN 10204 3.1; biên bản EP/passivation; kiểm tra đóng gói sạch (end caps + túi PE).
– Phụ kiện tương thích: ISO 2852 tri-clamp, DIN 11851, SMS – ghi rõ hệ tiêu chuẩn.
– Đóng gói – vận chuyển: Không trầy xước, không nhiễm sắt; pallet khô; màng bọc.

Mẫu thông số mua hàng gợi ý:
– Ống inox vi sinh 316L, ASTM A270, OD 38.1 mm x 1.65 mm, bên trong Ra ≤0.5 µm, electropolish; bead-rolled; solution annealed + passivation ASTM A967; thử eddy current; MTC EN 10204 3.1; đóng nắp hai đầu và túi PE; tương thích ferrule ISO 2852.

Lỗi phổ biến tại Việt Nam và cách tránh

– “Đánh bóng cho đẹp” nhưng không kiểm soát Ra: Yêu cầu báo cáo đo Ra và kiểm tra boroscope.
– Ống công nghiệp giả danh sanitary: Kiểm tra bead-rolled, end caps, bao gói sạch, MTC 3.1.
– Không tương thích phụ kiện: Xác nhận chuẩn clamp/ren ngay từ đầu (ISO 2852 vs DIN 11851 vs SMS).
– Trộn lẫn 304 và 316L: Thực hiện PMI tại hiện trường khi nghiệm thu.
– Hàn không bảo vệ khí/purge: Quy định quy trình hàn quỹ đạo, lưu hồ sơ WPS/PQR/thợ hàn.

Ứng dụng và chọn độ nhám – một số tình huống điển hình

– Đồ uống có đường, sữa tiệt trùng: 316L ở khu vực CIP khắc nghiệt; Ra trong ≤0.8 µm đủ; ưu tiên mối hàn phẳng và drainability tốt.
– Nước tinh khiết/WFI dược phẩm: 316L electropolish; Ra ≤0.5 µm; hàn quỹ đạo; slope ~1% hoặc hơn; hạn chế dead-leg (L/D nhỏ); truy xuất đầy đủ.
– Môi trường clorua cao (nước mặn, sốt mặn): 316L, kiểm soát clo trong CIP; xem xét thiết kế tránh khe kẽ (crevice).

Bảo quản, vận chuyển và lắp đặt để giữ chuẩn “vi sinh”

– Bảo quản khô, sạch; không đặt trực tiếp trên nền bê tông ẩm; dùng end caps và túi PE nguyên vẹn.
– Nâng hạ bằng đai vải; tránh kéo lê gây xước; không dùng bàn chải thép carbon.
– Lắp đặt với khí trơ purge; vệ sinh – thụ động hóa sau hàn; kiểm tra Ra và boroscope trước khi đóng hệ.
– Làm sạch trước vận hành: Xả rửa, passivation theo quy trình được phê duyệt; lưu trữ hồ sơ.

Kết luận

Để hệ thống đường ống thực phẩm và dược phẩm vận hành an toàn, sạch và bền, hãy lựa chọn ống inox vi sinh đúng tiêu chuẩn:
– ASTM A270 và EN 10357 cung cấp khung tiêu chuẩn sản phẩm ống.
– ASME BPE là “chuẩn vàng” cho dược phẩm, quản lý sâu bề mặt, hàn và thiết kế vệ sinh.
– Trọng tâm kỹ thuật gồm: chọn mác (ưu tiên 316L), kiểm soát Ra (≤0.8 µm cho thực phẩm; ≤0.5 µm hoặc EP cho dược phẩm), mối hàn phẳng – không oxy hóa, thử nghiệm đầy đủ và truy xuất 3.1.

Áp dụng checklist đặt hàng – nghiệm thu, kết hợp kiểm tra thực tế (Ra, boroscope, PMI), bạn sẽ tránh được sai sót phổ biến và bảo đảm hệ thống đạt chuẩn vệ sinh quốc tế ngay từ ngày đầu vận hành.