Chai chứa khí - chai chứa khí không hàn - tiêu chuẩn an toàn và đặc tính - phần 1

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 6295 : 1997

ISO/TR 13763 : 1994

CHAI CHỨA KHÍ - CHAI CHỨA KHÍ KHÔNG HÀN - TIÊU CHUẨN AN TOÀN VÀ ĐẶC TÍNH

Gas cylinders - Seamless gas cylinders - Safety and performance criteria

Lời nói đầu

TCVN 6295 : 1997 hoàn toàn tương đương với ISO/TR 13763 : 1994

TCVN 6295 : 1997 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 KHÔNG HÀN - TIÊU CHUẨN AN TOÀN VÀ ĐẶC TÍNH

Gas cylinders - Seamless gas cylinders - Safety and performance criteria

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này đưa ra hướng dẫn cho việc chuẩn bị biên soạn các tiêu chuẩn mới về chai chứa khí, soát xét các tiêu chuẩn về chai chứa khí đang hiện hành và xác định các hướng về các tiêu chuẩn thiết kế và kiểm tra được coi như các thông tin có liên quan đến an toàn và đặc tính trong khi sử dụng các chai chứa khí không hàn với dung tích nước từ 0,5 I đến 150 I. Các nguyên lý này cũng được áp dụng cho các chai với dung tích chứa nước ngoài giới hạn nêu trên.

Khi áp dụng hướng dẫn này phải nêu ra các trình tự thực hiện khuyến khích áp dụng và các yêu cầu giới hạn.

2. Các tiêu chuẩn an toàn và đặc tính

Trong quá trình sử dụng, các chai có thể phải chịu đựng việc vận chuyển, sự thay đổi nhiệt độ và môi trường ăn mòn.

Trong điều kiện như vậy cần phải chế tạo ra các sản phẩm bền chắc trong tất cả các điều kiện làm việc khắc nghiệt được tính đến

Chai chứa khí cần phải:

a) bền vững dưới tác động của điều kiện vận hành;

b) trong trường hợp xảy ra vỡ thì sự phá hủy phải có cơ chế phá hủy dẻo;

c) bền vững trong điều kiện tăng và giảm áp suất liên tục:

d) bền vững trong các điều kiện môi trường bình thường;

e) chịu được áp xuất thử;

f) đảm bảo độ kín khí.

g) thích hợp với khí mà nó chứa.

Bảng 1 và Bảng 2 liệt kê các thông số đảm bảo việc tuân thủ với các tiêu chuẩn trên, các phương pháp thử cho từng thông số và các giá trị định lượng chấp nhận được khí áp dụng

3. Định nghĩa và ký hiệu

Các định nghĩa và ký hiệu sau được áp dụng trong tiêu chuẩn này:

3.1. Hệ số an toàn áp dụng: là tỷ số giữa áp suất thử và áp suất gia tăng lớn nhất

3.2. Hệ số an toàn nổ: là tỷ số giữa áp suất nổ nhỏ nhất và áp suất thử

3.3. Hệ số an toàn tổng: là tích số của hệ số an toàn áp dụng với hệ số an toàn nổ (tức là tỷ số giữa áp suất nổ nhỏ nhất và áp suất gia tăng lớn nhất).

3.4. Hệ số chảy (hệ số an toàn thiết kế): là tỷ số giữa áp suất tại lúc bắt đầu biến dạng dẻo và áp suất thử.

3.5. Hệ số ứng suất thiết kế (F) (có thể thay đổi): là tỷ số giữa ứng suất ở thành tương đương tại áp suất thử và giới hạn chảy nhỏ nhất được đảm bảo Re:

Tổng quát                    

Trừ khi:                         F     ≤ 0,85

Re/Rg ≤ 0,90

và tỷ số nổ Pb/Ph ≥ 1,6 thì phải thỏa mãn phép thử.

3.6. Độ bền chảy: là khả năng của vật liệu chống lại biến dạng dẻo

3.7. Độ bền kéo: là khả năng của vật liệu chống lại đứt,

3.8. Độ cứng: là khả năng chống lại việc hình thành vết lõm.

3.9. Khả năng biến cứng: là khả năng của vật liệu bị hóa cứng trong toàn bộ khối lượng của nó

3.10. Độ dài: là khả năng của vật liệu chống lại sự phát triển của vết nứt

3.11. Độ dẻo: là khả năng của vật liệu thay đổi hình dạng khi biến dạng dẻo.

3.12. Phá hủy dẻo: là phá hủy bằng biến dạng dẻo.

3.13. Phá hủy dòn: là phá hủy không có biến dạng dẻo.

3.14. Độ bền va đập: là khả năng bền vững trong va đập không bị gẫy.

3.15. Nhiệt độ chuyển tiếp: là nhiệt độ mà tại đó dạng phá hủy thay đổi là dạng dẻo sang dạng dòn

3.16. Khí vĩnh cửu: là khí có nhiệt độ tới hạn thấp hơn -10°C.

3.17. Khí hóa lỏng được: là khí có nhiệt độ tới hạn cao hơn và bằng -10°C.

3.18. Phá hủy mới: là phá hủy do tác động của tải trọng chu kỳ (thay đổi).

3.19. Thiết kế mới: Một chai được coi là thiết kế mới khi so sánh với một thiết kế đã được phê duyệt đang hiện hành khi:

a) được chế tạo ở một nhà máy khác;

b) được chế tạo bằng một công nghệ khác;

c) được chế tạo từ một vật liệu có thành phần hóa học danh nghĩa khác;

d) được nhiệt luyện cách khác;

e) hình dạng cơ bản và chiều dầy cơ bản thay đổi so với đường kính chai và chiều dầy thành nhỏ nhất được tính toán;

f) giới hạn chảy thấp nhất được đảm bảo đã thay đổi nhiều hơn 50 N/mm²;

g) chiều dài của chai được tăng lên quá 50%;

Chú thích - Các chai có tỷ số L/D < 3 không được dùng để tham khảo cho bất kỳ thiết kế mới nào có tỷ số L/D > 3.

h) đường kính bị thay đổi nhiều hơn 5%.

J) việc tăng áp suất thử thủy lực dẫn tới yêu cầu phải thay đổi chiều dầy thiết kế của thành.

Chú thích - Khi chai được dùng ở áp suất làm việc thấp hơn áp suất thiết kế được phê duyệt thì nó không được coi là một thiết kế mới.

3.20. Các ký hiệu

Chú thích - Thuật ngữ “giới hạn chảy” nghĩa là giới hạn chảy trôn R_ch hay (đối với vật liệu không thể hiện rõ ràng giới hạn chảy) là giới hạn quy ước 0,2% (dãn dài không tỷ lệ) R_r0,2.

R_g là giá trị nhỏ nhất của giới hạn bền kéo được người chế tạo chai đảm bảo cho các chai đã chế tạo xong, tính bằng N/mm²;

R_m là giá trị thực tế của giới hạn bền kéo được xác định bằng thử kéo, tính bằng N/mm²;

S_c là diện tích mặt cắt ngang ban đầu của mẫu thử kéo theo ISO 6892, tính bằng mm².

4. Vật liệu chế tạo

Vật liệu dùng, để chế tạo các chai chứa khí phải được sản xuất bằng các công nghệ đảm bảo vật liệu có độ sạch có thể chấp nhận được. Chúng phải thích hợp với công nghệ chế tạo các chai đã chọn và có các đặc tính theo yêu cầu, nếu cần chúng được nhiệt luyện để ngăn ngừa sự hư hỏng trong sử dụng. Vật liệu không được giảm chất lượng do hóa già tự nhiên.

5. Thiết kế

5.1. Các thông số thiết kế

Ứng suất thiết kế lá ứng suất tương đương của thành chai tại áp suất thứ P_h. Ứng suất thiết kế được lấy nhỏ hơn giới hạn chảy nhỏ nhất được đảm bảo hoặc giới hạn quy ước 0,2% của vật liệu chế tạo. Thiết kế chai và các yêu cầu chế tạo phải sử dụng ứng suất thiết kế được tính bằng tích hệ số ứng suất thiết kế F nhân với giới hạn chảy nhỏ nhất được đảm bảo R_e của vật liệu chế tạo. Các giá trị F của một số vật liệu xác định theo hình 1.

5.2. Áp suất gia tăng trong quá trình sử dụng

Áp suất gia tăng lớn nhất trong quá trình sử dụng phải bằng áp suất gia tăng trong chai tại nhiệt độ chuẩn quốc gia. Các chai xuất khẩu phải được thiết kế để áp suất gia tăng lớn nhất ở nhiệt độ 65^oC không được vượt quá áp suất thử.

Chú thích - Nhiệt độ chuẩn quốc gia do cơ quan có thẩm quyền quy định.

5.3. Áp suất thử

Áp suất thứ được dùng để tính toán chiều dày nhỏ nhất của thành chai và để thử chai. Nó được tính bằng 1,5 lần áp suất nạp ở 15°C đối với khí vĩnh cửu.

5.4. Áp suất nổ

Áp suất nổ là áp suất tại đó chai bị vỡ do áp suất. Áp suất nổ không được nhỏ hơn giá trị tính toán P_r ≥ 1,6 P_h

5.5. Công thức thiết kế

Chiều dày thiết kế của thành chai được tính theo công thức:

ngoài ra chiều dày của thành chai cũng phải thỏa mãn công thức:

a >  + 1mm đối với chai bằng thép

hay       a >  + 1mm đối với chai bằng nhôm

với giá trị tuyệt đối nhỏ nhất a = 1,5 mm.

Hình 1 - Hệ số “F” đốl với thép tôi và ram

6. Kiềm tra và thử

Cần quan tâm đến số lần, loại và tần số thử để khẳng định chai không có các khuyết tật có thể gây ra sự cố trong quá trình sử dụng và chai được chế tạo theo đúng thiết kế.

Bảng 1 và 2 nêu chi tiết các phép thử và các phụ lục hướng dẫn về các quy trình thử của một số phép thử còn ít được biết đến (ít thông dụng).

Xem tiếp: Chai chứa khí - chai chứa khí không hàn - tiêu chuẩn an toàn và đặc tính - phần 2

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