Chai chứa khí - chai chứa khí bằng kim loại không được nạp lại - đặc tính kỹ thuật và phương pháp thử - phần 1

Tác giả Sudo Ecommerce 06/09/2024 26 phút đọc

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 7051 : 2002

ISO 11118:1999

CHAI CHỨA KHÍ - CHAI CHỨA KHÍ BẰNG KIM LOẠI KHÔNG ĐƯỢC NẠP LẠI - ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ

Gas cylinders - Non-refillable metallic gas cylinders Specification and test methods

Lời nói đầu

TCVN 7051 : 2002 hoàn toàn tương đương với ISO 11118 : 1999;

TCVN 7051 : 2002 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 58 Bình chứa ga biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường ban hành.

CHAI CHỨA KHÍ - CHAI CHỨA KHÍ BẰNG KIM LOẠI KHÔNG ĐƯỢC NẠP LẠI - ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ

Gas cylinders - Non-refillable metallic gas cylinders Specification and test methods

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này qui định các yêu cầu tối thiểu đối với vật liệu, thiết kế, kết cấu và trình độ tay nghề, qui trình chế tạo và phương pháp thử tại nơi chế tạo đối với chai chứa khí bằng kim loại không được nạp lại có kết cấu hàn; hàn vảy cứng hoặc không hàn dùng chứa khí nén, khí hoá lỏng và khí hoà tan ở nhiệt độ thường.

Chú thích - Các loại khí đặc trưng được phép chứa trong các chai được giới hạn bởi các yêu cầu của ISO, quốc gia hoặc quốc tế.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các chai khí:

a) có áp suất vận hành cho phép lớn nhất không vượt quá 250 bar (nghĩa là p_ms ≤ 250 bar);

b) tích số giữa áp suất vận hành cho phép lớn nhất và dung lượng nước không vượt quá 1000 bar. lít (nghĩa là p_ms. V ≤1000 bar. I);

c) áp suất vận hành cho phép lớn nhất vượt quá 35 bar, dung lượng nước không vượt quá 5 I (nghĩa là, đối với p_ms > 35 bar; khi V < 5l.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các chai vượt quá giới hạn áp suất và thể tích nêu trên, đối với các chai này có thể tham khảo tiêu chuẩn chai được nạp lại.

Tiêu chuẩn này cũng không áp dụng cho chai khí đẩy 1/ chai định lượng soi khí và bình chứa dạng cầu.

2. Tiêu chuẩn trích dẫn

ISO 3166-1 Mã đại diện cho tên các quốc gia và vùng lãnh thổ - Phần 1: Mã quốc gia (Codes for the representation of names of countries and subdivisions - Part 1: Country codes).

ISO 3574:1986 Thép tấm cácbon cán nguội chất lượng ram và thương mại (Cold reduced carbon steel sheet of commercial and drawing qualities).

TCVN 7052:2002 (ISO 3807) Chai axetylen - Các yêu cầu cơ bản (Dissolved acetylene cylinders - Basic requirements).

ISO 4705:1983 Chai chứa khí bằng thép không hàn được nạp lại (Refillable seamless steel gas cylinders).

TCVN 6292:1997 (ISO 4706) Chai chứa khí - Chai chứa khí bằng thép hàn có thể nạp lại (Refillable welded Steel gas cylinders).

TCVN 197:2002 (ISO 6892:1998) Vật liệu kim loại - Thử kéo ở nhiệt độ thường (Metallic materials - Tensile testing at ambient temperature).

ISO 7866:1999 Chai chứa khí - Chai chứa khí bằng hợp kim nhôm không hàn có thể nạp lại - Thiết kế, kết cấu và thử nghiệm (Gas cylinders - Refillable seamless aluminium alloy gas cylinders - Design, construction and testing).

ISO 9809-1:1999 Chai chứa khí - Chai chứa khí bằng thép không hàn có thể nạp lại - Thiết kế, kết cấu và thử nghiệm – Phần 1: Chai chứa khí bằng thép tôi và ram có độ bền kéo nhỏ hơn 1100 MPa (Gas cylinders - Refillable seamless Steel gas cylinders - Design, construction and testing - Part 1: Quenched and tempered steel cylinders with tensile strength greater than or equal to 1100 MPa).

TCVN 6874-1:2001 (ISO 11114-1) Chai chứa khí di động - Tính tương thích của vật liệu làm chai và làm van với khí chứa – Phần 1: Vật liệu kim loại (Transportable gas cylinders - Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents - Part 1: Metallic materials).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các định nghĩa và thuật ngữ sau:

3.1. Lô (Batch): Lượng các chai hoàn chỉnh và đã thử áp lực có cùng thiết kế, thiết kế mẫu, dung lượng nước, vật liệu, nhiệt luyện (nếu có) và qui trình chế tạo, được chế tạo liên tục trong một ca sản xuất kéo dài tới 12 h.

3.2. Thân chai (Cylindrical shell): Phần hình trụ của chai, trừ hai đầu, song song với đường trục của chai.

3.3. Đầu, đáy (Heads, ends): Phần của chai không song song với đường trục của chai.

3.4. Chứng chỉ vật liệu (Materal certificate): Tài liệu, do nhà sản xuất vật liệu cung cấp, xác định thành phần hoá học, tính chất cơ học, nhiệt luyện, công nghệ chế tạo hoặc các tính chất khác nếu có yêu cầu.

3.5. Áp suất nổ (Burst pressure): Áp suất lớn nhất đạt tới trong chai khi thử nổ.

3.6. Áp suất vận hành cho phép lớn nhất (Maximum permissible operating pressure): Áp suất lớn nhất cho phép khi sử dụng.

3.7. Áp suất thử (Test pressure): Áp suất qui định sử dụng khi thử áp lực (xem phụ lục A).

3.8. Áp suất làm việc (Working pressure): Áp suất khí vĩnh cửu được đặt ở nhiệt độ không đổi 15^oC (288 K) (xem phụ lục A).

3.9. Nhiệt độ vận hành lớn nhất (Maximum operating temperature): Nhiệt độ môi trường lớn nhất ở nước sử dụng chai mà các khí chứa trong chai có thể thoát ra.

3.10. Nhiệt độ vận hành nhỏ nhất (minimum operating temperature): Nhiệt độ môi trường nhỏ nhất ở nước sử dụng chai mà các khí chứa trong chai có thể thoát ra.

4. Ký hiệu

a Chiều dày tính toán nhỏ nhất của thân chai, tinh bằng milimét;

D Đường kính ngoài danh nghĩa của chai, tính bằng milimét;

F Hệ số ứng suất thiết kế (thay đổi);

p_n Áp suất thử thủy lực, tính bằng bar3), lớn hơn áp suất khí quyển;

p_ms Áp suất vận hành cho phép lớn nhất, tính bằng bar²⁾, lớn hơn áp suất khí quyển:

p_w Áp suất làm việc, tính bằng bar³⁾, lớn hơn áp suất khí quyển;

R_e Giá trị ứng suất chảy nhỏ nhất, tính bằng mega pascal, của chai thành phẩm;

R_g Giá trị độ bền kéo nhỏ nhất, tính bằng mega pascal, của chai thành phẩm;

V Dung lượng nước của chai, tính bằng lít.

5. Vật liệu

5.1. Yêu cầu chung

5.1.1. Chai chứa khí không được nạp lại được làm bằng thép cacbon hoặc thép hợp kim thấp, thép không gỉ austenit, nhôm hoặc hợp kim nhôm.

Vật liệu sử dụng được qui định theo loại (xem 5.2) và thành phần hoá học (xem 5.3).

Vật liệu không được phép có nếp gấp, vết nứt, phân lớp hoặc các khuyết tật khác.

5.1.2. Người chế tạo chai phải qui định các yêu cầu về cơ tính và thành phần hoá học cho người cung cấp vật liệu.

5.1.3. Người chế tạo chai phải nhận được chứng chỉ vật liệu từ người sản xuất hoặc người cung cấp vật liệu. Chứng thư này phải do người sản xuất vật liệu thực hiện và phải phù hợp với các yêu cầu của vật liệu.

5.1.4. Người chế tạo chai phải kiểm tra xác nhận rằng vật liệu phù hợp với các yêu cầu của mình.

5.1.5.Tất cả các vật liệu sử dụng trong kết cấu của phần chịu áp lực của chai phải được nhận biết bằng số hiệu hoặc mã hiệu đúc.

5.1.6. Thép phải thích hợp cho việc sử dụng ở nhiệt độ vận hành nhỏ nhất hoặc ở âm 20^oC tuỳ theo nhiệt độ nào thấp hơn.

5.1.7. Vật liệu dùng để chế tạo chai phải tương thích với khí chứa (như là khi ăn mòn, khí hoá giòn) theo qui định của TCVN 6874-1: 2001 (ISO 11114-1).

5.1.8. Chai chứa axetylen hoà tan phải có khối lượng chất xốp thích hợp. Chai hoàn chỉnh chứa chất xốp phải đạt các yêu cầu của TCVN 7052:2002 (ISO 3807).

5.2. Loại vật liệu

5.2.1. Thép cacbon và thép hợp kim thấp

5.2.1.1. Thép dùng để chế tạo chai chứa khí được sản xuất trong lò điện hoặc bằng phương pháp thổi oxy bazơ, phải có đặc tính không hoá già và là thép lặng.

5.2.1.2. Thép cacbon dùng làm chai hàn hoặc hàn vảy cứng vuốt nguội sâu phải phù hợp với bảng 1 của ISO 3574 :1986, có đặc tính không hoá già, chịu kéo, không có biến dạng kéo và có hàm lượng nhôm lớn hơn 0,01%.

Thành phần hoá học theo các yêu cầu của 5.3.1.1.

5.2.1.3. Thép các bon dùng làm các chai hàn khác phải có thành phần hoá học theo các yêu cầu của 5.3.1.2. Giới hạn bền kéo lớn nhất không lớn hơn 700 MPa.

5.2.1.4. Thép cacbon làm chai được chế tạo từ thép ống không hàn có hai đầu được tạo hình toàn bộ, vuốt nóng và hoàn thiện phải có thành phần hoá học theo yêu cầu ở 5.3.1.3.

5.2.1.5. Thép hợp kim thấp phải đáp ứng các yêu cầu của ISO 4705, TCVN 6292:1997 (ISO 4706), ISO 9809-1 hoặc ISO 9809-2.

5.2.2 Nhôm và hợp kim nhôm

5.2.2.1. Không được sử dụng hợp kim nhôm có giới hạn bền kéo lớn hơn 500 MPa.

5.2.2.2. Nhôm và hợp kim nhôm phải có thành phần hoá học theo các yêu cầu của 5.3.2.

5.2.2.3. Nhôm và hợp kim nhôm dùng làm chai không hàn phải theo các yêu cầu của ISO 7866.

5.2.3. Thép không gỉ austenit

5.2.3.1. Đối với thép không gỉ austenit. giới hạn bền kéo lớn nhất không lớn hơn 800 MPa.

5.2.3.2. Người chế tạo chai phải lưu ý việc giảm độ bền của vật liệu trong vùng ảnh hưởng nhiệt của tất cả các mối hàn.

5.2.3.3. Thép austenit dùng hàn tất cả các loại chai phải phù hợp với ISO 9328-5.

5.2.3.4 Thành phần hoá học phải theo các yêu cầu của 5.3.3.

Chú thích 1 - Có nguy cơ của độ nhạy sự ăn mòn giữa các hạt là kết quả của việc hàn / gia công nóng thép không gỉ. Trong những trường hợp như vậy cần cân nhắc việc tiến hành thử ăn mòn giữa các hạt, ví dụ như được quy định trong ISO 3651-2.

Chú thích 2 - Một số mác thép không gỉ có khả năng nhạy cảm với gãy do ứng suất môi trường. Trong trường hợp này phải thực hiện các biện pháp phòng ngừa riêng.

5.3. Thành phần hoá học

5.3.1. Thép cacbon và thép hợp kim thấp

5.3.1.1. Thép cacbon theo quy định ở bảng 1 của ISO 3574 : 1986 có tính chất không hoá già, chịu kéo dùng cho các chai hàn hoặc hàn vảy cứng vuốt nguội sâu phải có giới hạn thành phần hoá học như sau, tính bằng (m/m):

Cacbon	≤ 0,12
Mangan	≤ 0,5
Photpho	≤ 0,025
Lưu huỳnh	≤ 0,025

5.3.1.2. Thép cacbon dùng làm chai hàn khác với vuốt nguội sâu có thành phần hoá học như sau, tính bằng (m/m):

Cacbon	≤ 0,025
Mangan	≤ 0,5
Photpho	≤ 0,025
Lưu huỳnh	≤ 0,025

5.1.3. Thép cacbon dùng làm chai được chế tạo từ ống thép không hàn có hai đầu được tạo hình toàn bộ, vuốt nóng và hoàn thiện phải có giới hạn thành phần hóa học như sau, tính bằng (m/m):

Cacbon	≤ 0,55
Mangan	≤ 1, 2
Photpho	≤ 0,025
Lưu huỳnh	≤ 0,025

5.3.1.4. Thép hợp kim thấp phải theo 5.2.1.5.

5.3.2. Nhôm và hợp kim nhôm

Nhôm và hợp kim nhôm có thể dùng để chế tạo chai chứa khí với điều kiện chúng đáp ứng tất cả các yêu cầu của tiêu chuẩn này và có hàm lượng chì và bismut lớn nhất không quá 0,003%.

Chú thích - Danh mục các hợp kim đã đăng ký được lưu giữ ở Aluminum Association Inc trong “Hồ sơ đăng ký ký hiệu hợp kim quốc tế và giới hạn thành phần hoá học đối với nhôm gia công áp lực và hợp kim nhôm gia công áp lực".

5.3.3. Thép không gỉ austenit

Thép không gỉ austenit phải đáp ứng các yêu cầu của ISO 9328-5.

6. Kiểm tra và thử

Việc đánh giá sự phù hợp được yêu cầu tiến hành theo đúng các quy định hiện hành.

Để đảm bảo rằng các chai là đúng theo tiêu chuẩn này chúng phải được cơ quan thanh tra có thẩm quyền (sau đây gọi là thanh tra) kiểm tra và thử theo các điều 9, 10 và 11. Thanh tra viên phải có thẩm quyền đối với việc kiểm tra chai.

7. Thiết kế

7.1. Qui dịnh chung

7.1.1. Việc tính chiều dày thân chai của các bộ phận chịu áp lực liên quan đến ứng suất chảy (R_c).

7.1.2. Mối liên quan giữa áp suất làm việc, áp suất vận hành lớn nhất và áp suất thử theo phụ lục A.

7.1.3. Thiết kế hai đầu phải sao cho các bộ phận chịu áp lực khi chịu áp suất thử (p_n) không có biến dạng dư nhin thấy bằng mắt thường.

7.2. Tính kích thước các bộ phận chịu áp lực

Chiều dày nhỏ nhất của thân chai của các bộ phận chịu áp lực không được nhỏ hơn bất kỳ giá trị nào trong ba giá trị theo a), b) hoặc c) dưới đây.

a) chiều dày nhỏ nhất của thân chai không được nhỏ hơn giá trị cần để áp suất nổ nhỏ nhất lớn hơn hai lần áp suất thử thuỷ lực (p_h) và thoả mãn các yêu cầu của 9.2.4.5 và điều 11.

b) chiều dày nhỏ nhất của thân chai không được nhỏ hơn giá trị tính toán theo công thức Lame- Von Mises như sau:

trong đó F = 1

c) chiều dày nhỏ nhất của thân chai không được nhỏ hơn giá trị tính toán bằng cách sử dụng một trong hai công thức sau:

đối với thép : a =

đối với nhôm và hợp kim nhôm : a =

7.3. Bản vẽ thiết kế

Bản vẽ thiết kế đầy đủ của chai được cung cấp phải bao gồm ít nhất các nội dung sau:

a) yêu cầu kỹ thuật của vật liệu kể cả R_e và R_g tính bằng megapascan;

b) áp suất thử tính bằng bar;

c) áp suất nổ nhỏ nhất tính bằng bar;

d) chiều dày thân chai nhỏ nhất tính bằng milimet;

e) dung lượng nước nhỏ nhất tính bằng lít;

f) đường kính ngoài danh nghĩa của chai tính bằng milimet;

g) kích thước hai đầu tinh bằng milimet;

h) chiều dài toàn bộ chai tính bằng mllimet;

i) nhiệt luyện (nếu có);

j) phương pháp chế tạo;

k) tên gọi qui trình hàn/hàn vảy cứng;

I) các yêu cầu kỹ thuật nối van;

m) nhận dạng thiết kế chai và số phê duyệt;

n) số hiệu tiêu chuẩn thiết kế (TCVN 7051:2002 (ISO 11118));

o) ngày tháng và dấu hiệu nhận biết sự sửa lại bản vẽ;

p) dấu hiệu nhận biết người chế tạo;

q) nội dung và vị trí ghi nhãn.

8. Kết cấu và trình độ tay nghề

8.1. Kết cấu

8.1.1. Qui định chung

8.1.1.1. Loại kết cấu

Chai được chế tạo không hàn, hàn hoặc hàn vảy cứng.

8.1.1.2. Kết cấu không hàn

Chai không hàn được chế tạo bằng

a) đúc hoặc rèn

b) chế tạo từ ống không hàn hoặc

c) đập từ thép tấm.

Tiến hành hàn và hàn vảy cứng đối với phụ kiện và các lỗ (xem 8.1.2) và phải đáp ứng các yêu cầu của 9.2.6. Hơn nữa:

- chỉ tiến hành hàn các chai được làm từ vật liệu hàn được;

- chỉ tiến hành hàn vảy cứng các chai được làm từ các vật liệu không bị giảm đặc tính bởi phương pháp này.

8.1.1.3. Kết cấu hàn

Các mối hàn dọc và mối hàn chu vi được hàn bằng phương pháp bán tự động hoặc tự động.

Mối hàn dọc, nếu có, phải là loại mối hàn giáp mép như được minh hoạ ở hình 1.a).

Các mối hàn chu vi nếu có, phải là loại mối hàn chồng mép hoặc giáp mép. Mối nối hàn được minh họa ở hình 1 a), b). c), d) hoặc e).

Mối nối hàn phải có độ bền lớn hơn giới hạn bền của thành chai thành phẩm.

Qui trình hàn và người thực hiện phải được quy định bằng văn bản được các bên nhất trí. Tốt nhất việc qui định phải bao gồm, các mối hàn đại điện cho việc chế tạo trong sản xuất tương ứng với các thông số của vật liệu và phương pháp hàn phải qui định lại qui trình và người thực hiện nếu có sự thay đổi của bất kỳ thông số cần thiết nào. Hồ sơ qui định này phải được người chế tạo lưu giữ thành tập.

1⁾ Chai khí đẩy là bình không được nạp lại không có cơ cấu định lượng bên trong, có dung tích nước lớn nhất là 11 và có áp suất vận hành cho phép lớn nhất được giới hạn (do nước sử dụng qui định). Chai định lượng sol khí là bình thành mỏng không được nạp lại có cơ cấu định lượng bên trong, có dung tích nước lớn nhất là 1 I và có áp suất vận hành cho phép lớn nhất được giới hạn (do nước sử dụng qui định).

3) 1 bar = 10⁵Pa = 0,1 MPa.

Xem tiếp: Chai chứa khí - chai chứa khí bằng kim loại không được nạp lại - đặc tính kỹ thuật và phương pháp thử - phần 2

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