Chai chứa khí - chai chứa khí bằng hợp kim nhôm không hàn, nạp lại được - thiết kế, cấu tạo và thử nghiệm - phần 2

P_b/P_h ≥1,6                                                                                             (3)

Khi lựa chọn giá trị nhỏ nhất được bảo hành của chiều dày vỏ hình trụ, a’, nhà chế tạo phải bảo đảm rằng chiều dày đủ để đáp ứng cho các tính toán và thử nghiệm kiểm tra theo yêu cầu.

CHÚ THÍCH: Thường có thể bảo đảm được p_h =1,5 x áp suất sử dụng của khí nén đối với các chai chứa khí được thiết kế và chế tạo theo tiêu chuẩn này.

7.3. Thiết kế các đáy chai (đầu và đáy)

7.3.1. Chiều dày và hình dạng của đáy và đầu chai chứa khí phải bảo đảm đáp ứng được các yêu cầu thử nghiệm được quy định trong 10.4 (thử nổ bằng thủy lực) và 9.2.3 (thử chu trình áp suất).

Để đạt được sự phân bố tốt của ứng suất, chiều dày thành chai chứa khí phải được tăng lên dần trong vùng chuyển tiếp giữa vỏ hình trụ và các đáy chai, đặc biệt là đáy chai. Các ví dụ về hình dạng điển hình của các đầu lồi và các đáy chai của đáy được giới thiệu trên Hình 1.

7.3.2. Chiều dày tại bất cứ phần nào của đáy chai lồi cũng không được nhỏ hơn chiều dày thành nhỏ nhất của phần hình trụ.

7.3.3. Bán kính trong vòm đáy r_i không được nhỏ hơn 1,2 x đường kính trong của vỏ và bán kính lượn chuyển tiếp bên trong r không được nhỏ hơn 10 % đường kính trong của vỏ.

7.3.4. Khi các điều kiện của 7.3.3 không được đáp ứng, nhà chế tạo chai chứa khí phải chứng minh bằng các thử nghiệm của mẫu kiểu theo yêu cầu trong 9.2 để bảo đảm rằng thiết kế có chất lượng tốt.

7.4. Thiết kế cổ chai

7.4.1. Đường kính ngoài và chiều dày của đáy chai cổ chai đã được tạo hình của chai chứa khí phải thích hợp đối với các ứng suất do lắp van vào chai chứa khí. Các ứng suất có thể thay đổi theo đường kính ren, dạng ren và vật liệu bít kín dùng cho lắp van. Phải áp dụng các yêu cầu quy định trong TCVN 7389 (ISO 13341) (hoặc theo khuyến nghị của nhà chế tạo khi không áp dụng tiêu chuẩn đã nêu) bởi vì nếu không có thể dẫn đến hư hỏng thường xuyên của chai chứa khí.

7.4.2. Khi xác định chiều dày nhỏ nhất, phải quan tâm đến chiều dày thành đạt được ở cổ chai chứa khí, chiều dày này sẽ ngăn cản sự giãn nở dư của cổ chai trong quá trình lắp ráp van đầu và lắp ráp sau đó của van vào chai chứa khí.

Trong các trường hợp riêng (ví dụ các chai có chiều dày thành rất mỏng), khi các ứng suất hình thành do lắp ráp ban đầu và lắp ráp sau đó của van vào chai chứa khí không thể được đỡ bởi bản thân cổ chai thì cổ chai có thể cần phải được gia cường bằng vành cổ chai hoặc vành được lắp ghép có gia nhiệt, với điều kiện là vật liệu gia cường và các kích thước gia cường được nhà chế tạo quy định rõ ràng và kết cấu gia cường này là một phần của thủ tục phê duyệt kiểu.

7.4.3. Chai chứa khí có thể được thiết kế có một hoặc hai lỗ nhưng cả hai lỗ này phải được bố trí dọc theo đường tâm của chai chứa khí.

Hình 1 - Các đáy chai điển hình của chai

Hình 1 - Các đáy chai điển hình của chai (kết thúc)

7.5. Vành chân chai

Khi được trang bị, vành chân chai phải đủ cứng vững và được chế tạo bằng vật liệu thích hợp với vật liệu chai chứa khí. Vành chân chai nên có dạng hình trụ và phải tạo cho chai chứa khí có độ ổn định thích hợp. Vành chân chai phải được kẹp chặt vào chai chứa khí bằng phương pháp khác với hàn, hàn vảy cứng hoặc hàn vẩy mềm. Để tránh sự xâm nhập của nước, bất cứ các khe hở nào có thể tạo thành chỗ gom nước phải được bít kín bằng phương pháp khác với hàn, hàn vẩy cứng hoặc hàn vẩy mềm.

7.6. Vành cổ chai

Khi được trang bị, vành cổ chai phải đủ cứng vững và được chế tạo bằng vật liệu thích hợp với vật liệu chai chứa khí, và phải được kẹp chặt bằng phương pháp khác với hàn, hàn vẩy cứng hoặc hàn vẩy mềm.

Nhà chế tạo phải bảo đảm lực chiều trục cần thiết để tháo vành cổ chai lớn hơn 10 x khối lượng chai chứa khí rỗng, nhưng không nhỏ hơn 1 000 N và momen xoắn nhỏ nhất cần thiết để xoay vành cổ chai là 100 N.m.

Khi nhà chế tạo chai chứa khí lắp bộ phận bảo vệ van thì bộ phận này phải phù hợp với các yêu cầu được quy định trong TCVN 6872 (ISO 11117).

7.7. Bản vẽ thiết kế

Phải lập bản vẽ có đầy đủ kích thước, bao gồm cả dung sai, các điều kiện kỹ thuật của vật liệu và viện dẫn tiêu chuẩn này.

7.8. Thiết kế chai chứa khí có độ bền cao và/hoặc độ giãn dài thấp

Yêu cầu đối với các thiết kế này được cho trong Phụ lục E.

8. Cấu tạo và chất lượng chế tạo

8.1. Quy định chung

Chai chứa khí phải được chế tạo bằng

a) Ép đùn nguội hoặc nóng từ phôi đúc hoặc phôi ép đùn hoặc phôi cán,

b) Ép đùn nguội hoặc nóng từ phôi đúc hoặc phôi ép đùn hoặc phôi cán sau đó là kéo nguội,

c) Vuốt thúc rỗng, ép chảy, ép vuốt và kéo nguội lá hoặc tấm vật liệu,

d) Làm cổ hở ở cả hai đáy chai của ống được ép đùn hoặc kéo nguội (xem Hình 2),

e) Các kỹ thuật không hàn.

Các khuyết tật chế tạo không được sửa chữa bằng bít kín.

8.2. Tạo hình đáy chai

Cổ chai phải được tạo hình bằng phương pháp thích hợp, ví dụ, rèn khuôn hoặc ép vuốt. Khi sử dụng nhiệt để tạo hình cổ/ vai chai chứa khí, phải bảo đảm đạt được sự phân bố nhiệt có kiểm soát thích hợp trước khi tạo hình, ví dụ như bằng sự nung nóng cảm ứng. Phải sử dụng biện pháp này cho bất cứ phương pháp nào được sử dụng để chế tạo vỏ chai.

Nguyên công tạo hình đáy chai được lựa chọn phải tạo ra bề mặt trơn nhẵn nhìn thấy được, đặc biệt là trong các vùng cổ/vai chai và không gây ra khuyết tật [ví dụ các vết nhăn không chấp nhận được (xem Hình 11.5) hoặc các vết nứt] sẽ ảnh hưởng xấu đến chất lượng hoặc tính toàn vẹn của chai chứa khí.

8.3. Chiều dày thành

Mỗi chai chứa khí phải được kiểm tra chiều dày thành lúc chế tạo. Chiều dày thành tại bất cứ điểm nào cũng không được nhỏ hơn chiều dày nhỏ nhất đã quy định.

Hình 2 - Các đáy chai được làm cổ

8.4. Khuyết tật nhỏ và khuyết tật bề mặt

Mỗi chai chứa khí phải được kiểm tra các khuyết tật nhỏ và các khuyết tật của bề mặt bên trong và bên ngoài lúc chế tạo.

Các bề mặt bên trong và bên ngoài của chai chứa khí hoàn thiện không được có các khuyết tật có thể có ảnh hưởng xấu đến làm việc an toàn của chai chứa khí.

Các khuyết tật này phải được loại bỏ bằng sự chỉnh sửa cục bộ (khi được phép) hoặc chai phải được loại bỏ.

Chiều dày thành của bất cứ vùng nào được chỉnh sửa cũng không được nhỏ hơn chiều dày nhỏ nhất được quy định trong thiết kế.

Các khuyết tật nhỏ phải tuân theo các yêu cầu của 11.7.

8.5. Ren cổ chai

Ren cổ chai phải tuân theo điều kiện kỹ thuật của thiết kế để cho phép sử dụng với một van tương ứng sao cho giảm tới mức tối thiểu các ứng suất hình thành sau khi lắp van.

Phải kiểm tra ren cổ chai bằng các calip tương ứng với ren cổ chai đã được thỏa thuận hoặc bằng phương pháp khác đã được thỏa thuận giữa các bên, ví dụ, khi ren bên trong cổ chai được quy định phù hợp với TCVN 9316-1 (ISO 11363-1) thì calip ren tương ứng được quy định trong TCVN 9316-2 (ISO 11363-2)

8.6. Độ tròn

Độ tròn của vỏ hình trụ, nghĩa là hiệu số giữa các đường kính ngoài lớn nhất và nhỏ nhất trong cùng một mặt cắt ngang không được vượt quá 2 % giá trị trung bình của các đường kính này.

8.7. Sự phơi nhiệt

Bất cứ sự sự phơi nhiệt nào sau khi xử lý nhiệt hoặc xử lý nhiệt ổn định cũng không được làm biến đổi các đặc tính của hợp kim nhôm được sự dụng tới mức làm cho cơ tính của hợp kim nhôm giảm xuống dưới các giá trị nhỏ nhất được bảo hành. Khi sự phơi nhiệt là cần thiết (xem 7.1.4), phải kiểm tra cẩn thận để bảo đảm rằng các tiêu chí thiết kế nhỏ nhất luôn được đáp ứng.

8.8. Độ thẳng

Sai lệch lớn nhất của phần hình trụ của vỏ so với một đường thẳng không được vượt quá 3 mm trên một mét chiều dài.

8.9. Đường kính trung bình

Đường kính trung bình không được sai lệch so với đường kính danh nghĩa theo thiết kế quá ± 1 % hoặc ± 1 mm, lấy giá trị lớn hơn.

9. Thủ tục phê duyệt kiểu

9.1. Quy định chung

Điều kiện kỹ thuật cho mỗi thiết kế mới của chai chứa khí [hoặc họ chai chứa khí trong trường hợp mục f) dưới đây] bao gồm một bản vẽ thiết kế, các tính toán thiết kế, các chi tiết về hợp kim và các chi tiết về xử lý nhiệt phải được nhà chế tạo đệ trình cho cơ quan kiểm tra. Phải thực hiện các thử nghiệm phê duyệt kiểu được chi tiết hóa trong 9.2 trên mỗi thiết kế mới dưới sự giám sát của cơ quan kiểm tra.

Một chai chứa khí phải được xem là một thiết kế mới khi được so sánh với một thiết kế đã được phê duyệt kiểu hiện có khi.

a) Được chế tạo trong một nhà máy khác; hoặc

b) Được chế tạo bởi một quá trình công nghệ khác (xem 8.1) [quá trình này bao gồm cả trường hợp khi quá trình công nghệ chính thay đổi (ví dụ, thay đổi trong phương pháp tạo hình cổ chai) được thực hiện trong thời gian chế tạo; hoặc

c) Được chế tạo bằng một hợp kim có các giới hạn thành phần khác với các giới hạn thành phần được sử dụng trong các thử nghiệm mẫu ban đầu; hoặc

d) Được xử lý nhiệt khác có các phạm vi nhiệt độ và thời gian vượt ra ngoài các phạm vi được quy định trong 6.2.3; hoặc

e) Profin của đế chai và chiều dày của đế chai đã thay đổi so với đường kính chai chứa khí và chiều dày thành tính toán nhỏ nhất; hoặc

f) Chiều dài toàn bộ của chai chứa khí đã tăng lên quá 50 % (chai chứa khí có tỷ số chiều dài/ đường kính nhỏ hơn 3 không được sử dụng làm chai chứa khí chuẩn cho bất cứ thiết kế nào có tỷ số này lớn hơn 3); hoặc

g) Đường kính ngoài danh nghĩa đã thay đổi; hoặc h) Chiều dày thành thiết kế đã thay đổi; hoặc

i) Áp suất thử thủy lực đã tăng lên (khi một chai chứa khí được sử dụng cho chế độ áp suất thấp hơn áp suất dùng cho phê duyệt thiết kế thì chai chứa khí này không được xem là một thiết kế mới); hoặc

j) Giới hạn chảy nhỏ nhất được bảo hành, Reg, và/hoặc giới hạn bền kéo nhỏ nhất được bảo hành, R_mg, đã thay đổi.

9.2. Thử mẫu kiểu

9.2.1. Quy định chung

Tối thiểu phải có 50 chai chứa khí đã được nhà chế tạo bảo hành để đại diện cho thiết kế mới, đã được xử lý nhiệt trong thời gian không vượt quá thời gian tối thiểu được yêu cầu trong 6.2 là +10 % dùng cho thử nghiệm mẫu. Nếu các chai chứa khí được phơi nhiệt theo kinh nghiệm trong quá trình xử lý phụ thêm (ví dụ, lưu hóa vật liệu xốp để sử dụng với axetylen hoặc nung nóng cho sơn bột) (xem 8.7) thì phải thực hiện thử nghiệm trên các chai chứa khí đại diện. Tuy nhiên, nếu tổng số các chai chứa khí yêu cầu nhỏ hơn 50 thì phải có đủ số chai chứa khí để hoàn thành các thử nghiệm mẫu được yêu cầu, ngoài số lượng chế tạo, nhưng trong trường hợp này hiệu lực của sự phê duyệt được giới hạn cho lô chế tạo cụ thể này.

Xem lại: Chai chứa khí - chai chứa khí bằng hợp kim nhôm không hàn, nạp lại được - thiết kế, cấu tạo và thử nghiệm - phần 1

Xem tiếp: Chai chứa khí - chai chứa khí bằng hợp kim nhôm không hàn, nạp lại được - thiết kế, cấu tạo và thử nghiệm - phần 3

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