Chai chứa khí – chai thép hàn nạp lại và vận chuyển được dùng cho khí dầu mỏ hóa lỏng (lpg) – thiết kế và kết cấu - phần 2

CHÚ DẪN:

X - Tỷ số H/D

Y - Hệ số hình dạng C

Hình 3 - Các giá trị của hệ số hình dạng C đối với H/D từ 0,25 đến 0,5

6.4. Các đáy chai có hình dạng khác

Có thể sử dụng các đáy chai có hình dạng khác với qui định trong 6.3 với điều kiện là chúng có kết cấu thích hợp đã được chứng minh bằng thử mỏi phù hợp với 8.6. Đối với các đáy lồi chịu áp lực thì chiều dày nhỏ nhất của đáy tối thiểu phải bằng hai lần chiều dày được qui định trong 6.2.

6.5. Chiều dày nhỏ nhất của thành chai

6.5.1. Chiều dày thành nhỏ nhất của phần hình trụ, a, và của đáy chai, b, không được nhỏ hơn giá trị được xác định theo bất kỳ công thức nào sau đây:

Đối với D < 100 mm

a_min = b_min=1,1 mm                                                  (1)

Đối với 100 mm ≤ D ≤ 150 mm

a_min= b_min= 1,1 + 0,008 (D -100) mm                      (2)

Đối với D > 150 mm

a_min = b_min= (D/250) + 0,7 mm                            (3)

(với giá trị tối thiểu là 1,5 mm).

Các công thức này áp dụng cho các thân hình trụ và các đáy chai, không phân biệt chúng được thiết kế theo tính toán qui định trong 6.2 và 6.3 hoặc theo thử nghiệm qui định trong 6.4. Ngoại trừ các yêu cầu của 6.3, 6.4 và 6.5, bất kỳ bộ phận hình trụ nào gắn liền với đáy chai, trừ trường hợp đã nêu trong 6.5.2, cũng phải đáp ứng các yêu cầu trong 6.2 đối với thân hình trụ.

6.5.2. Không áp dụng được công thức trong 6.2 khi chiều dài phần hình trụ của chai được đo giữa các điểm bắt đầu của các phần cong hai đáy khoảng lớn hơn . Trong trường hợp này, chiều dày thành chai không được nhỏ hơn chiều dày của đáy cong (xem 6.3.2).

6.6. Thiết kế các lỗ

6.6.1. Vị trí của tất cả các lỗ phải được bố trí trên một đầu của chai.

6.6.2. Mỗi lỗ trên chai phải được gia cường bởi một vấu lồi hoặc đệm lồi bằng thép hàn được thích hợp, được gắn chắc chắn bằng hàn và được thiết kế để có đủ độ bền đồng thời không gây ra sự tập trung ứng suất. Yêu cầu này phải được xác nhận bằng tính toán thiết kế hoặc thử mỏi phù hợp với 8.6.

6.6.3. Nếu độ kín chống rò rì giữa van và chai được bảo đảm bằng vòng bít kim loại (ví dụ như đồng) thì có thể lắp một vấu lồi thích hợp ở bên trong với chai bằng phương pháp sao cho không cần phải bảo đảm độ kín chống rò rỉ một cách độc lập.

6.6.4. Trừ khi có qui định khác, ren của van phải phù hợp với đặc tính kỹ thuật đã được thừa nhận, ví dụ TCVN 7165 đối với ren 25E hoặc TCVN 7481-1 đối với ren 17E.

6.7. Bảo vệ van

Việc thiết kế chai phải đưa ra biện pháp bảo vệ chống hư hỏng đối với van để tránh làm thoát ra chất chứa bên trong, trừ khi có biện pháp bảo vệ khác cho vận chuyển, v.v... phù hợp với 7.6.

7. Chế tạo và trình độ công nhân

7.1 Chứng chỉ hàn

7.1.1. Trước khi bắt đầu sản xuất chai chứa khí theo thiết kế đã cho, được sự thỏa thuận của đơn vị có thẩm quyền, nhà sản xuất phải phê duyệt các qui trình hàn theo TCVN 6831-3, thợ hàn theo TCVN 6700-1 và người điều khiển hàn theo ISO 14732 đối với toàn bộ công việc hàn liên quan đến vỏ chịu áp lực, bao gồm cả các bộ phận không chịu áp lực. Nhà sản xuất phải lưu giữ hồ sơ về các chứng chỉ hàn.

7.1.2. Thực hiện các kiểm tra chứng nhận qui trình hàn sao cho các mối hàn phải đại diện cho các mối hàn trong sản xuất.

7.1.3. Thợ hàn phải qua các kiểm tra chứng nhận đối với loại công việc và qui trình hàn riêng.

7.2. Thép tấm và chi tiết chịu áp lực

Trước khi lắp ráp, các chi tiết chịu áp lực của chai phải được kiểm tra bằng mắt về chất lượng đồng đều và không có các khuyết tật có ảnh hưởng đáng kể đến tính toàn vẹn của chai.

7.3. Mối hàn

7.3.1. Phải hàn các mối hàn dọc và các mối hàn theo chu vi bằng các quá trình hàn hoàn toàn cơ khí hóa, hoặc nửa tự động hoặc hoàn toàn tự động để đạt được chất lượng nhất quán và lặp lại được của mối hàn.

7.3.2. Mối hàn dọc phải là loại mối hàn giáp mép có đoạn được nối thành đệm lót và số lượng mối nối không vượt quá 1.

7.3.3. Mối hàn theo chu vi phải là loại mối hàn giáp mép hoặc mối hàn giáp mép có đoạn uốn tạo thành đệm lót, nghĩa là mộng nối (xem hình 4) và số lượng mối nối không vượt quá 2.

7.3.4. Trước khi hàn kín chai, phải kiểm tra các mối hàn dọc bằng mắt từ cả hai phía phù hợp với ISO 17637. Không được dùng đệm lót không tháo được cho các mối hàn dọc.

7.3.5. Sự nóng chảy và hòa nhập của kim loại mối hàn với kim loại cơ bản phải bằng phẳng, nhẵn và không được có kim loại chảy tràn, cháy cạnh hoặc sự không đồng đều đột ngột trên bề mặt. Không được có vết nứt, rãnh, vết rỗ trên bề mặt mối hàn và bề mặt liền kề với mối hàn. Bề mặt mối hàn phải đều và bằng phẳng, không có hốc lõm. Độ dày quá mức của mối hàn (độ cao của lớp hàn) không được vượt quá một phần tư chiều rộng mối hàn.

7.3.6. Các mối hàn giáp mép phải có sự chảy ngấu hoàn toàn.

7.3.7. Các mối hàn giáp mép có đệm lót (mộng nối) phải có sự chảy ngấu hoàn toàn ở chân mối hàn khi được kiểm tra bằng khắc ăn mòn có thể nhận thấy bằng mắt, thử uốn và thử kéo.

7.4. Dung sai

7.4.1. Độ tròn

Độ không tròn bên ngoài của thân hình trụ phải được giới hạn sao cho để hiệu số giữa đường kính ngoài lớn nhất và đường kính ngoài nhỏ nhất trong cùng một mặt cắt ngang không lớn hơn 1 % giá trị trung bình của các đường kính này đối với các chai hai mảnh, và 1,5 % đối với các chai ba mảnh. Phép đo không được thực hiện trên bất kỳ mối hàn nào mà phải đo liền kề với mối hàn.

7.4.2. Độ thẳng

Trừ khi có qui định khác được chỉ ra trên bản vẽ của nhà sản xuất, sai lệch lớn nhất so với một đường thẳng của thân chai hình trụ không được vượt quá 0,3 % chiều dài phần thân hình trụ.

CHÚ DẪN:

a - Độ vát mép tùy chọn

b - Theo ý muốn

c - Chiều sâu của đoạn uốn = e₁

d - Bên trong chai để tránh gãy, vỡ do sắc nhọn

e - Chiều dày của kim loại đoạn uốn

e₁ - Chiều dày của kim loại không tạo ra đoạn uốn

Hình 4 - Minh họa mối nối hàn giáp mép có đệm lót ( mộng gối) điển hình

7.4.3. Độ thẳng đứng

Khi chai được đặt đứng trên bệ, sai lệch độ thẳng đứng không được vượt quá 25 mm trên một mét chiều dài.

7.5 .Các chi tiết phụ không chịu áp lực

7.5.1. Khi gắn các bộ phận phụ không chịu áp lực vào chai bằng hàn thì các bộ phận này phải được làm bằng thép thích hợp và có tính hàn (xem 5.2).

7.5.2. Các bộ phận phụ phải được thiết kế để cho phép kiểm tra các mối hàn, và các mối hàn này phải cách xa các mối nối hàn dọc và theo chu vi, và được thiết kế sao cho tránh được sự đọng nước.

7.5.3. Khi có lắp vành chân chai thì vành phải có độ bền thích hợp để đạt được độ ổn định và phải được gắn vào chai sao cho không ngăn cản việc kiểm tra bất kỳ mối hàn chịu áp lực nào. Bất cứ vành chân chai nào cũng phải có khả năng thoát nước một cách thích hợp và không gian bị bịt kín bởi vành chân chai phải được thông hơi thích hợp, ví dụ bằng các lỗ.

7.6. Bảo vệ van

Khi không đáp ứng được các yêu cầu của 6.7 thì nhà sản xuất phải qui định rằng chai phải được vận chuyển trong thùng bao gói hoặc giá đỡ hoặc phải được cung cấp một số phương tiện bảo vệ van có hiệu quả khác trong quá trình vận chuyển, trừ khi có thể chứng minh được rằng van có thể chống lại được hư hỏng mà không làm rò rỉ chất chứa trong chai.

7.7. Bịt kín các lỗ

Khi chai chưa được lắp van hoặc các thiết bị an toàn thì tất cả các lỗ phải được bịt kín bằng nút làm bằng vật liệu không hấp thụ không khí, hơi ẩm vào các lỗ để bảo vệ ren và ngăn ngừa sự xâm nhập của hơi ẩm.

7.8. Xử lý nhiệt

7.8.1. Ngoại trừ yêu cầu cho phép trong 7.8.4, chai phải được cung cấp ở trạng thái xử lý nhiệt (thường hóa hoặc khử ứng suất) (xem 3.2 và 3.3).

7.8.2. Nhà sản xuất chai phải lưu hồ sơ để chỉ ra rằng chai đã được xử lý nhiệt (thường hóa hoặc khử ứng suất) sau khi hoàn thành tất cả các công việc về hàn và để chỉ ra sự thích hợp của quá trình xử lý nhiệt.

7.8.3. Không được phép xử lý nhiệt cục bộ

7.8.4. Có thể cung cấp chai ở trạng thái chưa được xử lý nhiệt (thường hóa hoặc khử ứng suất) khi nhà sản xuất tuân theo các yêu cầu sau:

a) Chai phải có kết cấu gồm ba mảnh;

b) Các đáy chai phải có dạng nửa elip hoăc dạng chỏm cầu phù hợp với hình 1, và chiều sâu dập lõm phải được giới hạn bởi:

≤ 0,26                                            (4)

và h ≤ 8b                                                     (5)

c) Chai chỉ được chế tạo từ thép có tổ chức hạt mịn với cỡ kính thước hạt lớn nhất là 8, ở trạng thái cung cấp khi được thử phù hợp với ISO 643;

d) Phải tiến hành thử mỏi ba mẫu cho mỗi loại phù hợp với 8.6.

Bất cứ thay đổi tiếp sau nào về thiết kế, chiều dày vật liệu, đặc tính kỹ thuật của vật liệu hoặc qui trình hàn đều cần phải thực hiện thêm các phép thử về mỏi.

8. Thử nghiệm

8.1. Thử cơ tính

8.1.1. Yêu cầu chung

8.1.1.1. Khi không được nêu ra trong các yêu cầu của điều này thì phải thực hiện các phép thử cơ tính phù hợp với các tài liệu sau:

a) Vật liệu cơ bản:

- TCVN 197 trong trường hợp thử kéo;

- ISO 7438, nếu thích hợp, trong trường hợp thử uốn theo chiều dày của mẫu thử bằng 3 mm, hoặc lớn hơn hoặc nhỏ hơn 3 mm.

b) Tiến hành thử các mẫu thử mối hàn phù hợp với 8.1.2.

8.1.1.2. Phải thực hiện tất các các phép thử cơ tính để kiểm tra các tính chất của vật liệu cơ bản và của mối hàn trên vỏ, chịu áp lực của các chai chứa khí trên các mẫu thử được lấy từ chai đã hoàn thiện.

8.1.2. Các loại thử nghiệm và đánh giá kết quả thử

8.1.2.1. Các thử nghiệm

Phải tiến hành các thử nghiệm sau cho mỗi loại chai mẫu.

a) Đối với các chai chỉ có các mối hàn theo chu vi (chai gồm có hai mảnh), lấy một màu thử từ các vị trí được chỉ dẫn trên Hình 5.

- Một thử kéo (phù hợp với ISO 5178) cho vật liệu cơ bản theo hướng dọc của chai (1). hoặc nếu không thể thực hiện được thì theo hướng chu vi hoặc ở tâm của một đáy hình đĩa;

- Một thử kéo (phù hợp với ISO 4136) cho mẫu thử ở vị trí vuông góc với mối hàn theo chu vi (2);

- Một thử uốn (phù hợp với ISO 7438) cho mẫu thử ở vị trí mặt đỉnh của mối hàn theo chu vi (3);

- Một thử uốn (phù hợp với ISO 7438) cho mẫu thử ờ vị trí mặt chân của mối hàn theo chu vi (4);

- Một thử thô đại (phù hợp với ISO 17639) cho mẫu thử ở vị trí được lựa chọn ngẫu nhiên trên mối hàn theo chu vi.

Các mẫu thử không đủ phẳng phải được làm phẳng bằng dập nguội. Trong tất các các mẫu thử uốn có chứa mối hàn thì mối hàn phải được gia công cơ ngang bằng với bề mặt của kim loại cơ bản.

b) Đối với các chai có các mối hàn dọc và theo chu vi (chai có ba mảnh), các mẫu thử được lấy từ các vị trí như chỉ dẫn trên Hình 6:

- Một thử kéo (phù hợp với ISO 5178) cho vật liệu cơ bản của phần hình trụ theo hướng dọc của chai (1), hoặc nếu không thể thực hiện được thì theo hướng chu vi;

- Một thử kéo (phù hợp với ISO 5178) cho vật liệu cơ bản từ một đáy hình đĩa (2);

- Một thử kéo (phù hợp với ISO 4146) cho mẫu thử ở vị trí vuông góc với mối hàn dọc (3);

- Một thử kéo (phù hợp với ISO 4146) cho mẫu thử ở vị trí vuông góc với mối hàn theo chu vi (4);

- Một thử uốn (phù hợp với ISO 7438) cho mẫu thử ở vị trí mặt đỉnh của mối hàn dọc (5);

- Một thử uốn (phù hợp với ISO 7438) cho mẫu thử ở vị trí mặt chân của mối hàn dọc (6);

- Một thử uốn (phù hợp với ISO 7438) cho mẫu thử ở vị trí mặt đỉnh của mối hàn theo chu vi (7):

- Một thử uốn (phù hợp với ISO 7438) cho mẫu thử ở vị trí mặt chân của mối hàn theo chu vi (8);

- Một thử thô đại (phù hợp với ISO 17639) cho mẫu thử ở vị trí được lựa chọn ngẫu nhiên trên mối hàn theo chu vi.

Các mẫu thử không đủ phẳng phải được làm phẳng bằng dập nguội. Trong tất các các mẫu thử uốn có chứa mối hàn thì mối hàn phải được gia công cơ ngang bằng với bề mặt của kim loại cơ bản.

Việc hàn vấu lồi để lắp van phải được kiểm tra tối thiểu là bằng chụp tia bức xạ hoặc kiểm tra bằng mắt phù hợp với 8.4. Ngoài ra, phải kiểm tra một mẫu cho mỗi quá trình hàn của các bộ phận phụ không chịu áp lực để bảo đảm rằng vùng chịu ảnh hưởng nhiệt không mở rộng lớn hơn 40 % chiều dày thành của vỏ chịu áp lực.

8.1.2.2. Thử kéo

8.1.2.2.1. Thử kéo trên vật liệu cơ bản

8.1.2.2.1.1. Thực hiện qui trình thử kéo như đã cho trong tiêu chuẩn tương ứng phù hợp với 8.1.1.1. Không gia công cơ hai mặt của mẫu thử đại diện cho thành bên trong và thành bên ngoài của chai.

8.1.2.2.1.2. Các giá trị thu được đối với ứng suất chảy, độ bền kéo và độ giãn dài không được nhỏ hơn các giá trị do nhà sản xuất chai bảo đảm và không có trường hợp nào được nhỏ hơn các giá trị cho trong đặc tính kỹ thuật của vật liệu.

8.1.2.2.2. Thử kéo trên mối hàn

8.1.2.2.2.1. Phải thực hiện thử kéo vuông góc với mối hàn (xem ISO 4136) trên mẫu thử có mặt cắt ngang giảm nhỏ nhất với chiều rộng 25 mm và chiều dài mở rộng xa các cạnh mối hàn 15 mm (xem Hình 7). Ở xa phần giữa này chiều rộng của mẫu thử phải tăng dần lên.

8.1.2.2.2.2. Giá trị độ bền kéo thu được Rm không được nhỏ hơn giá trị do nhà sản xuất chai bảo đảm R_g và không có trường hợp nào được nhỏ hơn các giá trị cho trong đặc tính kỹ thuật của vật liệu, không phân biệt vết đứt gãy xảy ra ở vị trí nào trong mặt cắt ngang của phần giữa mẫu thử.

8.1.2.3. Thử uốn

8.1.2.3.1. Phương pháp tiến hành thử uốn được cho trong ISO 7438. Mẫu thử uốn phải có chiều rộng 25 mm. Con lăn uốn được đặt ở giữa mối hàn khi thực hiện phép thử (xem Hình 8).

8.1.2.3.2. Không được xuất hiện các vết nứt trong mẫu thử khi mẫu thử đã uốn quanh con lăn uốn tới góc 180° (xem Hình 8).

CHÚ DẪN:

1 - các vị trí thay đổi của mẫu thử cho thử kéo.

2 - Mẫu thử cho thử kéo

3 - Mẫu thử cho thử uốn (mặt đỉnh mối hàn)

4 - Mẫu thử cho thử uốn (mặt chân mối hàn)

Hình 5 - Các mẫu thử được lấy từ các chai gồm có hai mảnh

Xem lại: Chai chứa khí – chai thép hàn nạp lại và vận chuyển được dùng cho khí dầu mỏ hóa lỏng (lpg) – thiết kế và kết cấu - phần 1

Xem tiếp: Chai chứa khí – chai thép hàn nạp lại và vận chuyển được dùng cho khí dầu mỏ hóa lỏng (lpg) – thiết kế và kết cấu - phần 3

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