Chai chứa khí axetylen - yêu cầu cơ bản phần 2: chai dùng đinh chảy - phần 3

Chú thích - Quy trình thử lửa ống khói điển hình đã được khuyến nghị được cho trong CGA Pamphlet C-12-1994.

Hình C.3 chỉ ra một kiểu mẫu các bộ phận thiết bị hợp thành thử cháy trong ống khói. Chú ý rằng chai đặt đứng thẳng trên bệ không dễ bắt cháy bên trong vỏ bọc và không phải chịu tác động trực tiếp của ngọn lửa.

Báo cáo phải lưu giữ các đặc trưng thiết kế hoặc vận hành của thiết bị thử cháy. Báo cáo này phải chỉ ra các chi tiết cấu tạo, các chi tiết của quá trình thử, ví dụ: nhiệt độ, thời gian, áp suất và các kết quả thử.

C.4.2.2. Chuẩn cứ chấp nhận

Các chuẩn cứ sau phải thực hiện đầy đủ đối với các chai đạt phép thử:

a) một hoặc một số đinh chảy phải giải thoát khí trong quá trình thử;

b) chai không được phá hủy nghiêm trọng.

Chú thích - Vết tách bửa nhỏ bởi quá nhiệt cục bộ từ ngọn lửa không khí/axetylen là chấp nhận được và không gây ra sự không đạt của phép thử.

C.4.3. Phương pháp thử lò đốt gỗ

C.4.3.1. Thiết lập phép thử

Mục đích cơ bản của phương pháp thử lò đốt gỗ là cung cấp phương tiện để đặt các chai ở tư thế nằm ngang vào trong môi trường lửa.

Chú thích - Quy trình thử lò đốt gỗ điển hình đã được khuyến nghị được cho trong CGA Pamphlet C-12-1994

Phải đặt các chai được thử sao cho toàn bộ chiều dài chịu sự tác động trực tiếp của ngọn lửa với thời gian đủ lâu để các đinh chảy thực hiện chức năng.

Phải ghi lại thời gian thử nghiệm trôi qua đến khi hoàn hành phép thử và kết quả thử.

C.4.3.2. Chuẩn cứ chấp nhận

Đối với tất cả ba chai thử, ít nhất phải có một đinh chảy thực hiện chức năng trong vòng 10 min từ khi bắt đầu thử để ngăn ngừa vỡ chai.

Nếu chai trở nên bị đánh bật ra khỏi vị trí thử theo cách làm giảm sự phơi trong lửa của chai, phép thử không tiến triển được và phải thử lại từ đầu cho một chai mới.

Chú thích - Thổi hơi thứ cấp từ vị trí không phải đinh chảy (chẳng hạn như van, các chi tiết bằng chất dẻo) không coi là không đạt, và không cần thử lại. Vết tách bửa cục bộ không coi là không đạt

Chỉ dẫn

1 Cặp nhiệt điện

2 Mỏ đốt

3 Giá đỡ mỏ đốt

4 Bộ đổi hướng gió hút

5 Ống đo áp suất

6 Khống chế gió lùa

7 Bệ

Hình C.3 - Mẫu đẳng cự đối với các bộ phận thiết bị thử cháy.

Phụ lục D

(quy định)

Quy trình thiết lập nồng độ axetylen/dung môi

D.1. Ký hiệu

a₄,a₅ là các hằng số đối với đường thể tích không đổi (xem D.2);

G là lượng axetylen trên dung tích chứa nước của vỏ chai tính bằng kilôgam trên lít;

G_bund là lượng axetylen trên dung tích chứa nước của giá chai axetylen tính bằng kilôgam trên lít;

G_opt là lượng axetylen tối ưu trên dung tích chứa nước của vỏ chai tính bằng kilôgam trên lít (điểm A trong hình D.1);

K là hệ số suy giảm đối với lượng axetylen,

m_gas là khối lượng axetylen tính bằng kilôgam;

m_sol là khối lượng dung môi tính bằng kilôgam;

N là số chu kỳ trước khi tháo giá chai để bổ sung dung môi (xem D.3);

S là khối lượng dung môi trên dung tích chứa nước của vỏ chai tính bằng kilôgam trên lít;

S_alw là lượng dư an toàn của dung môi trên dung tích chứa nước của giá chai chứa axetylen tính bằng kilôgam trên lít (xem D.3);

S_cft là dung sai nạp dung môi của chai chứa tính bằng kilôgam trên lít (xem D.3);

S_loss là hao hụt dung môi trên dung tích chứa nước của vỏ chai và chu kỳ nạp tính bằng kilôgam trên lít;

S_max là lượng dung môi lớn nhất trên dung tích chứa nước của giá chai chứa axetylen tính bằng kilôgam trên lít;

S_min là lượng dung môi ít nhất trên dung tích chứa nước của giá chai chứa axetylen tính bằng kilôgam trên lít;

S_opt là lượng dung môi trên dung tích chứa nước của vỏ chai tính bằng kilôgam trên lít ở lượng axetylen tối ưu (điểm A trong Hình D.1);

S_SO là dải làm việc của dung môi tính bằng kilôgam trên lít;

V là thể tích của dung dịch axetylen/dung môi tính bằng lít;

V_A là thể tích của dung dịch axetylen/dung môi tính bằng lít ở điểm A, xem hình D.1;

V_wc là dung tích chứa nước của vỏ chai tính bằng lít.

Chỉ dẫn

1 Đường lửa tạt lại - Đường 1

2 Đường đẳng tích - Đường 2

3 Vùng vận hành an toàn (gạch chéo)

Hình D.1 - Biểu đồ vận hành an toàn điển hình đối với chai hoặc giá chai cá biệt

D.2. Biểu đồ vận hành an toàn

Biểu đồ vận hành an toàn xác định lượng dung môi lớn nhất và nhỏ nhất cho phép đối với lượng axetylen đã cho. Biểu đồ điển hình cho trong hình D.1 và nó được chuẩn bị từ số liệu thực nghiệm. Biểu đồ chỉ ra lượng axetylen và dung môi chia cho dung tích chứa nước của vỏ chai, như vậy làm cho nó độc lập với cỡ chai thực tế.

Đường 1 biểu diễn đường lửa tạt lại. Đường này được giả định là đường thẳng và xuất phát từ điểm gốc (không có axetylen và không có dung môi) và chạy tới điểm A đã được thiết lập bởi phép thử lửa tạt lại theo phụ lục C và đã được phê duyệt bởi cơ quan có thẩm quyền.

Chú thích - Chai thử thực tế chứa hơn 5% axetylen --- điểm A' trong hình D.1

Đường 2, đường đẳng tích biểu diễn các điểm mà đối với chúng thể tích của dung dịch axetylen/dung môi là hằng số ở bất kỳ tỷ số axetylen/dung môi nào, tại một nhiệt độ quy định. Đường được vẽ qua điểm A là điểm đã được thiết lập bởi thử nhiệt độ nâng cao đã được mô tả ở trên con đường 1. Nó biểu diễn cho thể tích dung dịch cho phép trong chai.

Thể tích V của dung dịch axetylen/dung môi trong phạm vi nghiên cứu có thể biểu diễn bởi đẳng thức tuyến tính:

                                 (D.1)

Trong đó a₄ và a₅ là hằng số đã được xác định bởi thực nghiệm (các kết quả có thay đổi giữa các phòng thí nghiệm). Các giá trị cho trong Bảng D.1 phải được sử dụng cho biểu đồ trong Hình D.1.

Bảng D.1 - Hằng số công thức thể tích

Không có sự nhất trí chung nào về các giá trị đối với các hằng số trong Bảng D.1 và chúng không được dùng mà không có sự cân nhắc nào đối với bất kỳ mục đích khác. Chúng được xem xét để đưa ra giá trị phải chăng đối với thương a₄/a_5.

Phương trình đối với Đường 2 được dẫn ra như sau:

Đặt thể tích dung dịch axetylen/dung môi ở điểm A là V_A và chia công thức D.1 cho dung tích chứa nước của vỏ chai, V_wc. Sự thể hiện lượng axetylen và dung môi đã quy định (khối lượng trên dung tích chứa nước của vỏ chai)

                             (D.2)

Trong đó

                             (D.3)

Giả ra đối với G

                         (D.4)

Trong đó biểu thức sau cùng chỉ chứa hằng số. Nên có thể nhận ra từ phương trình độ dốc của đường 2 là -(a₅/a₄).

Điều đó có nghĩa là mặc dù điểm A là điểm làm việc tối ưu, bất cứ tỷ số bổ sung nào nằm giữa Đường 1 và Đường 2 là an toàn và có thể sử dụng được. Nguyên tắc đó cho phép bất kỳ chai nào được nạp an toàn với số lượng dung môi định mức ít hơn chứng tỏ rằng lượng nạp axetylen tương ứng thấp hơn.

D.3. Các giới hạn axetylen và dung môi trong giá chai

D.3.1. Sự lưu ý an toàn

Khi các chai được dùng trong giá chai, lượng axetylen trong mỗi chai phải được giảm để cho phép giá chai nạp được mà không cần bổ sung dung môi cho mỗi lần. Cần phải tìm ra mối quan hệ lượng axetylen lớn nhất cho phép và số lần một giá chai có thể nạp và tháo (số chu kỳ) trước khi giá được tháo và từng chai được kiểm tra và bổ sung. Có hai nguyên nhân đối với điều đó. Thứ nhất, cho phép hao hụt dung môi cho mỗi lần xả chai, lượng axetylen lớn nhất đối với từng chai được giảm và như vậy xác lập dung sai nạp dung môi cho chai, S_cft. Thứ hai, có sự khác nhau không thể tránh được giữa các chai có thể đưa đến, sự cung cấp dung môi thay đổi. Phải được xác định như vậy ở cả hai phía của dung sai nạp dung môi cho chai, khi thiết lập phạm vi làm việc cho dung môi, S_SO. Các phương trình xác định mối quan hệ giữa số chu kỳ cho phép, N, và lượng giảm cho phép tương ứng của axetylen đối với giá chai G_bund cho trong  D.4.

D.3.2. Hao hụt dung môi

Mỗi lần chai được xả hết, một lượng nhỏ dung môi ở thể khí trong mối cân bằng với axetylen bị mất đi.

Nói chung lượng này có thể tính như sau:

hao hụt acetone theo dung tích chứa nước của vỏ chai và chu kỳ nạp: S_loss = 7,50 x 10^-3­ kg/l.

hao hụt DMF theo dung tích chứa nước của vỏ chai và chu kỳ nạp: S_loss = 0,25 x 10^-3­ kg/l.

D.3.3. Lượng dư an toàn dung môi

Lượng dư phải được xác định đối với các đặc tính làm việc khác nhau của mỗi chai về khía cạnh nhiệt độ và tốc độ hấp thụ, phân bổ dòng khí trong giá và dàn chai, v.v.. Điều đó được biết như là lượng dư an toàn dung môi S_alw và phải tính đến sự phân bổ dung môi thay đổi. Giá trị đó có thể tính như sau:

đối với acetone theo dung tích chứa nước vỏ chai: S_alw = 0,010kg/l.

đối với DMF theo dung tích chứa nước của vỏ chai: S_alw = 0,025kg/l.

D.4. Tính toán lượng axetylen của giá chai và số chu kỳ nạp tương đương

D.4.1. Mối quan hệ giữa sự giảm lượng axetylen và số chu kỳ nạp

Để tính toán số chu kỳ nạp đối với giá chai trước khi đỡ và thay dung môi, N, với G_bund đã cho hoặc ngược lại, áp dụng các phương trình sau:

Từ hình D.1 rút ra biểu thức cho S_min và S_max. Khi đó tính N, dùng nó cho tính toán ở chu kỳ sau cùng, đưa vào giá chai mức thấp S_min là cho phép, bởi hao hụt dung môi xảy ra ở cuối chu kỳ xả hết.

                                 (D.5)

               (D.6)

                                         (D.7)

Với hệ số suy giảm K đã cho, dễ dàng tính được G_bund và thế vào biểu thức trên

G_bund = G_opt (1-K)                                     (D.8)

Với N đã cho, từ các phương trình D.5 đến D.7 rút ra biểu thức sau

                                (D.9)

Phụ lục E

(quy định)

Áp suất ổn định cho phép lớn nhất

Áp suất ổn định ở nhiệt độ đồng nhất 15^oC trong chai đang chứa lượng axetylen lớn nhất và khối lượng dung môi tương ứng phải tính toán theo công thức sau (làm tròn đến bar gần nhất).

Trong đó

P_m là áp suất ổn định lớn nhất tính bằng bar;

m_a là lượng chứa axetylen lớn nhất tính bằng kilôgam;

m_s là lượng chứa dung môi quy định tính bằng kilôgam;

a₁, a₂, a₃ là các hằng số với các giá trị đã cho trong Bảng E.1.

Bảng E.1 - Các hằng số tính áp suất ^a

Đối với các dung môi khác, áp suất ổn định cho phép lớn nhất được các nhà sản xuất xác định bằng thực nghiệm.

Phụ lục F

(quy định)

Quy trình thử đối với đinh chảy sử dụng trong chai chứa khí axetylen

F.1. Đo nhiệt độ chảy của hợp kim dễ chảy

Để xác định nhiệt độ chảy, phải tiến hành phép thử sau đây đối với hợp kim:

F.1.1. Chọn ngẫu nhiên hai mẫu hợp kim chảy từ mỗi lô (mẻ nấu) trong khuôn thỏi đúc, dây... đã chế tạo;

F.1.2. Đối với hợp kim chảy được cung cấp ở dạng thỏi đúc, phải lấy từ mỗi thỏi, hai mẫu thử, mỗi mẫu dài 50 mm đường kính xấp xỉ 6 mm để thử.

Đối với hợp kim chảy được cung cấp ở dạng dây, phải chọn từ mỗi cuộn hai mẫu thử có độ dài giữa 38 mm và 50 mm.

F.1.3. Mỗi mẫu thử phải định vị theo chiều ngang trên hai cạnh lưỡi dao đặt tách nhau sao cho các đầu của mẫu thử được treo trên cạnh lưỡi dao cách nhau 12 mm. Các mẫu thử đã được đỡ phải được nhúng trong bể glycerin ở vị trí cách đáy bể chứa ít nhất là 6 mm.

F.1.4. Hai mẫu thử lấy từ thỏi đúc hoặc cuộn phải được thử cùng thời gian. Nhiệt độ của bể phải được nâng ở tốc độ tối đa 3^oC trên phút cho đến nhiệt độ thấp hơn 5^oC so với nhiệt độ chảy nhỏ nhất của hợp kim. Sau khi nhiệt độ đã được ổn định ở mức đó, nhiệt độ của bể phải được nâng với tốc độ chậm hơn, không vượt quá 0,6^oC trên phút. Phải đo nhiệt độ bằng phương tiện đo thích hợp nhúng trong bể giữa và gần sát với mẫu thử sao cho đầu đo phải ngập cùng mức như mẫu thử.

F.1.5. Nhiệt độ chảy được tính là nhiệt độ mà khi đó đầu thứ hai của bốn đầu của các mẫu thử mất đi độ cứng vững và gục xuống, và/hoặc xảy ra sự làm gục các phần của hai mẫu thử giữa các cạnh lưỡi dao. Sau khi nhiệt độ của bể và kim loại chảy đã được ổn định, hiện tượng chảy phải xảy ra trước khi vượt quá nhiệt độ chảy lớn nhất (107^oC).

F.2. Thử đinh chảy

F.12. Cỡ mẫu

Chọn ngẫu nhiên hai mẫu đại diện từ mỗi lô và chúng phải chịu các phép thử mô tả trong F.2.2 và F.2.3. Nếu cả hai mẫu không đáp ứng các yêu cầu của F.2.2 và F.2.3, phải loại bỏ lô. Nếu một mẫu không đáp ứng các yêu cầu của F.2.2 và F.2.3, phải chọn bốn mẫu bổ sung cho các phép thử này. Nếu có bất kỳ mẫu nào trong bốn mẫu bổ sung không đáp ứng các yêu cầu của F.2.2 và F.2.3 phải loại bỏ lô.

Một lô phải bao gồm không nhiều hơn 3000 đơn vị sản phẩm mới, hoặc 3000 đơn vị đinh chảy đã được hồi phục lại được sản xuất trong một ngày.

F.2.2. Độ bền chống tụt

Đinh chảy dùng trong chai chứa khí axetylen phải được thử nghiệm để phù hợp độ bền của hợp kim chảy chống lại sự tụt và rò rỉ như sau

F.2.2.1. Đinh chảy phải được thử ở nhiệt độ được kiểm soát không thấp hơn 82^oC trong 24 h và áp suất không khí hoặc áp suất khí tiêu chuẩn không nhỏ hơn 70 % áp suất thử của chai dùng đinh chảy đó. Áp suất trong chai phải tác động trực tiếp vào đầu đinh chảy tiếp xúc với các chất chứa trong chai.

F.2.2.2. Phép thử được coi là đạt nếu không có sự rò rỉ hoặc hiện tượng tụt nhìn thấy được của đinh chảy trong khi kiểm tra đầu đinh ở phía ngoài áp suất khí quyển.

F.2.3. Xác định nhiệt độ chảy

Phép thử để xác định nhiệt độ chảy của đinh chảy phải được tiến hành như sau

F.2.3.1. Đặt một áp suất không khí hoặc áp suất khí 0,2 bar vào đinh chảy tại đầu tiếp xúc với các chất chứa trong chai.

F.2.3.2. Trong khi phải chịu áp suất này đinh chảy được nhúng trong bể nước hoặc bể glycerine được nung đến nhiệt độ lớn nhất là 95^oC (thấp hơn 3^oC so với nhiệt độ chảy nhỏ nhất đã quy định) và giữ ở nhiệt độ này trong khoảng thời gian ít nhất 10 phút.

F.2.3.3. Sau đó, nhiệt độ của bể được nâng lên với tốc độ không vượt quá 0,6^oC/phút trong quá trình đó áp suất có thể nâng đến 35 bar gauge. Khi kim loại đủ yếu để tạo ra sự rò rỉ không khí hoặc khí, nhiệt độ của bể phải được ghi lại và coi đó là nhiệt độ chảy của đinh chảy. Sự chảy phải xảy ra trong vòng 10 phút khi nhiệt độ chảy lớn nhất cho phép 107^oC đã đạt được và đã ổn định. Sự chảy phải xảy ra giữa nhiệt độ 98^oC và 107^oC.

F.2.3.4. Một phương pháp khác với F.2.3.3 được sử dụng là sau khi qua được các bước thử đã cho trong F.2.3.2 ở nhiệt độ không lớn hơn 95^oC, nhúng ngay lập tức đinh chảy vào một bể khác đã giữ nhiệt độ chảy lớn nhất 107^oC. Nếu sự rò rỉ không khí hoặc khí xảy ra trong vòng 10 phút ở nhiệt độ này, được coi là đạt yêu cầu.

F.2.3.5. Sự biến động nhiệt độ trong bể chất lỏng mà đinh chảy được nhúng vào phải giữ sao cho ít nhất bằng cách khuấy trong khi thực hiện các phép thử trong F.2.3.2, F.2.3.3 và F.2.3.4.

THƯ MỤC

[1] ISO 3893:1977: Concrete - Classification by compressive strength.

[2] ISO 4705:1983 Refillable seamless steel gas cylinders.

[3] TCVN 6292:1997 (ISO 4706:1989) Chai chứa khí bằng thép hàn có thể nạp lại.

[4] TCVN 6296:1997 (ISO 7225:1994) Chai chứa khí - Dấu hiệu phòng ngừa.

[5] ISO 9809-1:1999 Gas cylinders - Refillable seamless steel gas cylinders - Design, construction and testing - Part 1: Quenched and tempered steel cylinders with tensile strength less than 1100MPa.

[6] ISO 9809-3:1999 Gas cylinders - Refillable seamless steel gas cylinders - Design, construction and testing - Part 3: Normalized steel cylinders.

[7] TCVN 6871:2001 (ISO 10462:1994) Chai chứa khí axetylen hòa tan - Kiểm tra định kỳ và bảo dưỡng.

[8] TCVN 6715:2000 (ISO 11372:1995) Chai chứa khí axetylen hòa tan - Kiểm tra tại thời điểm nạp khí.

[9] CGA Pamphlet C-12-1994, Qualification procedure for axetylene cylinder design, compressed gas association, inc.. 1725 jefferson davis highway, arlington, VA 22202-4100, USA.

[10] Miller, S, A., ACETYLENE - Its properties. Manufacture and Uses, Volume I, Ernest Benn, Ltd., London 1965.

Xem lại: Chai chứa khí axetylen - yêu cầu cơ bản phần 2: chai dùng đinh chảy - phần 2

Sưu tầm và biên soạn bởi: https://honto.vn