Chai chứa khí - cụm chai chứa axetylen - điều kiện nạp và kiểm tra khi nạp - phần 2

Tác giả Sudo Ecommerce 06/09/2024 25 phút đọc

Nếu khối lượng của cụm chai chứa axetylen sau khi làm giảm khí dư xuống dưới khối lượng bì BS_min hoặc khối lượng bì BA_min (phụ thuộc vào khối lượng bì nào của cụm chai được dùng làm cơ sở), nghĩa là tổn thất của dung môi lớn hơn phạm vi hoạt động của dung môi, cụm chai không được nạp lại axetylen. Cụm chai phải được tháo ra, và mỗi chai chứa axetylen riêng biệt phải được nạp lại dung môi tới giá trị lớn nhất quy định cho chai của cụm chai.

Nếu khối lượng của cụm chai chứa axetylen sau khi làm giảm khí dư vượt quá khối lượng bì thích hợp B_max được ghi nhãn trên cụm chai, phải kiểm tra cụm chai và xác định lý do của khối lượng vượt quá mức này trước khi tiếp tục xử lý thêm.

6.3. Số lần nạp liên tiếp

Khi đã đạt được số lần nạp liên tiếp lớn nhất được xác lập theo 4.2.3, cụm chai không được nạp lại axetylen. Cụm chai phải được tháo dỡ ra và mỗi chai chứa axetylen riêng biệt phải được nạp lại dung môi tới khối lượng lớn nhất của dung môi.

6.4. Kiểm tra trong quá trình nạp

Phải xác minh rằng tất cả các van chai đều ở vị trí mở để cho axetylen được phân bố đều cho tất cả các chai.

Phải kiểm tra rò rỉ của tất cả các mối nối trong cụm chai trong quá trình nạp.

Nếu các chai được làm nguội trong quá trình nạp, phải chú ý rằng tất cả các chai được làm nguội ở cùng một tốc độ xấp xỉ như nhau.

6.5. Kiểm tra sau khi nạp

6.5.1. Kiểm tra độ kín

Sau khi cụm chai đã được nạp, người nạp phải bảo đảm

- Van chính không bị rò rỉ;

- Không có các rò rỉ rõ rệt khác trong cụm chai.

6.5.2. Kiểm tra khối lượng và áp suất

Sau khi cụm chai đã được nạp phải xác minh rằng khối lượng axetylen của cụm chai không bị vượt quá. Để bảo đảm cho lượng dung môi được nạp đúng cần kiểm tra khối lượng thực thể không vượt quá khối lượng thô lớn nhất. Kết quả phải được ghi lại và lưu giữ tới lần nạp dung môi tiếp sau.

Phải cho phép có đủ thời gian để đạt tới sự cân bằng áp suất trước khi đóng kín các van chai (chỉ áp dụng nếu không có van chính) hoặc chuyên chở.

CHÚ THÍCH: Không cần thiết phải kiểm tra bảo đảm cho áp suất của cụm chai tương đương với áp suất làm việc trong các điều kiện sau:

- Khối lượng thô (cả bì) lớn nhất của cụm chai không bị vượt quá; và

- Khối lượng của dung môi đã được xác minh là đúng phù hợp với 6.2.

Tuy nhiên, có thể có lý do để thực hiện kiểm tra áp suất (ví dụ vì cụm chai có khó khăn khi nạp).

Nếu áp suất quá cao ở nhiệt độ môi trường xung quanh và khối lượng thô lớn nhất không bị vượt quá thì có thể xảy ra các tình trạng sau:

- Thiếu dung môi;

- Dung môi bị nhiễm bẩn, ví dụ: bởi nước;

- Nồng độ của các khí khác cao trong axetylen và chúng không hòa tan được trong dung môi được sử dụng;

Ngược lại, nếu áp suất ở nhiệt độ môi trường xung quanh quá thấp, có nghĩa là khối lượng của dung môi vượt quá mức.

7. Nạp riêng biệt các chai trong cụm chai chứa axetylen

Các chai trong cụm chai có thể được nạp như các chai riêng biệt.

Trong trường hợp này, cụm chai chứa axetylen phải được tháo dỡ ra trước mỗi lần nạp và các chai chứa axetylen phải được xử lý và nạp như các chai riêng biệt phù hợp với TCVN 6715 (ISO 11372). Khối lượng lớn nhất của axetylen của các chai riêng biệt không được giảm đi.

Phụ lục A
(Quy định)

Phương pháp xác lập các điều kiện nạp của các cụm chai chứa axetylen

A.1. Quy định chung

A.1.1. Ứng dụng

Phụ lục này áp dụng cho các cụm chai được nạp trong khi các chai được lắp trong cụm chai.

A.1.2. Biểu đồ vận hành an toàn

Trong “Biểu đồ vận hành an toàn” có thể thấy cách thức thu được các khối lượng lớn nhất và nhỏ nhất của dung môi và phạm vi hoạt động của dung môi tùy thuộc vào khối lượng lớn nhất của axetylen (do nhà sản xuất quy định). Biểu đồ điển hình được giới thiệu trên Hình A.1.

CHÚ DẪN:

1 Các điều kiện nạp cho thử kiểu một chai chứa khí riêng biệt.

2 Các điều kiện nạp của chai chứa khí riêng biệt.

3 Đường đánh lửa ngược.

4 Đường dung tích không đổi.

5 Phạm vi hoạt động của dung môi.

6 Các điều kiện nạp của cụm chai.

m_S Khối lượng của dung môi (trục x) tính bằng kilôgam.

m_A Khối lượng của axetylen (trục y) tính bằng kilôgam.

m_{A,105 %} Khối lượng của axetylen trong chai cho thử kiểu, tính bằng kilôgam.

m_A0 Khối lượng lớn nhất của axetylen của chai riêng biệt [như đã quy định trong TCVN 6715 (ISO 11372)], tính bằng kilôgam.

_m_A,b Khối lượng lớn nhất của axetylen của các chai trong cụm chai, tính bằng kilôgam.

m_S0 Khối lượng quy định của dung môi của chai riêng biệt [ như đã quy định trong TCVN 6715 (ISO 11372)], tính bằng kilôgam.

m_Smin Khối lượng nhỏ nhất của dung môi của các chai trong cụm chai, tính bằng kilôgam.

m_Smax Khối lượng lớn nhất của dung môi của các chai trong cụm chai, tính bằng kilôgam.

t Lượng dư an toàn của dung môi (xem A.2).

Hình A.1 - Ví dụ của biểu đồ vận hành an toàn

A.1.3. Đường đánh lửa ngược

“Đường đánh lửa ngược” trên Hình A.1 được giả thiết là đường thẳng (tỷ số axetylen - dung môi không đổi) và bắt đầu tại gốc (không có axetylen và không có dung môi) và kéo dài tới các điều kiện nạp của một chai riêng biệt đã được xác minh là an toàn bằng thử nghiệm nhiệt độ nâng cao và thử nghiệm đánh lửa ngược và đã được cơ quan có thẩm quyền phê duyệt.

CHÚ THÍCH: Đối với thử nghiệm nhiệt độ nâng cao và thử nghiệm đánh lửa ngược, các chai thử chứa lượng axetylen lớn hơn mức quy định 5 %.

Đường đánh lửa ngược được cho bởi

Các điều kiện nạp với cùng một tỷ số axetylen - dung môi đã được phê duyệt cho chai riêng biệt được đại diện cho đường đánh lửa ngược. Vì vậy các điều kiện nạp ở trên và dưới đường này phải được xem là an toàn.

A.1.4. Đường thể tích không đổi

“Đường thể tích không đổi” trên Hình A.1 biểu thị các điểm tại đó ở một nhiệt độ quy định thể tích của dung dung dịch axetylen/dung môi là không đổi.

Thể tích V, tính bằng lít, của dung dịch axetylen/dung môi ở nhiệt độ đã cho được cho bởi:

V = a₄ × m_A + a₅ × m_S (A.2)

Trong đó a₄ và a₅ là các hằng số có các giá trị được cho trong Bảng A.1. Thể tích V₀, tính bằng lít, như đã cho bởi các điều kiện nạp đối với chai riêng biệt, được xem là an toàn vì đã vượt qua được thử nhiệt độ nâng cao. Thể tích này được cho bởi:

V₀ = a₄ × m_A₀ + a₅ × m_S₀(A.3)

Thể tích V của dung dịch axetylen dung môi trong một chai chứa axetylen không được vượt quá V₀. Các điều kiện nạp có cùng một thể tích trên nhưng có tỷ số axetylen - dung môi thấp hơn được cho bởi đường thể tích không đổi. đường này thu được bằng giải các phương trình (A.2) và (A.3) và sau đó giải với m_A.

Các điều kiện nạp trên đường thể tích không đổi có cùng một thể tích nhưng tỷ số axetylen - dung môi thấp hơn các điều kiện nạp cho phép đối với các chai riêng biệt. Vì thế các điều kiện nạp trên và dưới đường này cũng phải được xem là an toàn.

Các hằng số a₄ và a₅ đã được xác định bằng thực nghiệm đối với nhiệt độ 15^oC và phải sử dụng các giá trị được cho trong Bảng A.1.

Bảng A.1 - Các giá trị của a4 và a5

	Axeton	DMF
A₄, L/kg	1,91	1,75
A₅, L/kg	1,25	1,05
a₄/a₅	1,53	1,67

Theo đó, mặc dù các điều kiện nạp cho chai riêng biệt với m_A0 và m_S0 là điểm vận hanh tối ưu, bất cứ tỷ số bổ sung nào nằm bên dưới đường đánh lửa ngược và đường thể tích không đổi là an toàn và có thể được sử dụng. Đây là nguyên lý cho phép các chai được nạp một cách an toàn trong cụm chai mà không cần phải tháo dỡ cụm chai đối với một số lần nạp liên tiếp.

A.2. Giới hạn của axetylen và dung môi trong cụm chai

Trước tiên, khối lượng lớn nhất của axetylen cho các chai trong cụm phải được quy định. Thường phải giảm đi tới 90 % khối lượng lớn nhất của axetylen của chai riêng biệt như quy định trong TCVN 6715 (ISO 11372) (xem 4.2.1).

Khối lượng lớn nhất và nhỏ nhất của dung môi và số lần nạp lớn nhất liên tiếp thu được là một hàm số của khối lượng lớn nhất của axetylen cho chai của cụm chai dựa trên các xem xét về tổn thất trung bình của dung môi và lượng dư an toàn của dung môi.

Khi các chai được sử dụng trong cụm chai, khối lượng axetylen trong mỗi chai phải được giảm đi để cho phép tăng phạm vi hoạt động của dung môi có hai lý do cho vấn đề này.

1) Tổn thất dung môi

Mỗi lần làm rỗng chai, một lượng nhỏ dung môi bi cuốn theo axetylen và bị tổn thất.

L là tổn thất trung bình của dung môi trong mỗi chu kỳ, tính bằng kilôgam trên lít (kg/L) (có liên quan với dung tích nước của chai). Thông thường có thể lấy các lượng tổn thất như sau:

Tổn thất axeton: L = 0,007 50 kg/L (có liên quan với dung tích nước của chai);

Tổn thất DMF: L = 0,000 25 kg/L (có liên quan với dung tích nước của chai).

2) Lượng dư an toàn của dung môi

Phải có lượng dư cho các đặc tính vận hành khác nhau của mỗi chai trong cụm chai, nhiệt độ, tốc độ hấp thụ, phân bố lưu lượng khí trong đường ống dẫn của cụm chai v.v… Đây là lượng dư an toàn của dung môi t.

Có thể lấy các giá trị như sau:

Đối với axeton: t = 0,010 kg/L (có liên quan với dung tích nước của chai);

Đối với DMF: t = 0,025 kg/L (có liên quan với dung tích nước của chai).

A.3. Khối lượng của dung môi và số lần nạp lớn nhất liên tiếp

A.3.1. Tính toán khối lượng của dung môi

Khi sử dụng lượng dư an toàn của dung môi t được cho trong A.2, khối lượng lớn nhất của dung môi m_Smax và khối lượng nhỏ nhất của dung môi m_Smin có thể được tính toán đối với khối lượng quy định của axetylen như sau:

Đại lượng bổ sung của dung môi (m_Smax - m_S0) làm tăng khối lượng bì của chai chứa khí axetylen được gọi là khối lượng bì được sửa đổi và được chỉ ra trên chai bằng một vòng chất dẻo hoặc kim loại hoặc nhãn hoặc một biện pháp thích hợp khác. Khối lượng bì này phải bao gồm bất cứ các thay đổi nào đối với khối lượng bì riêng biệt có thể là do lấy đi hoặc thêm vào các chi tiết cố định khác nhau (các nắp hoặc bộ phận bảo vệ v.v…). Để đạt được mục đích này, nhãn cố định ban đầu của chai không được thay đổi.

A.3.2. Tính toán số lần nạp lớn nhất liên tiếp

Tổn thất dung môi trong một số lần nạp liên tiếp trước khi tháo một cụm chai để nạp lại dung môi không được vượt quá phạm vi hoạt động của dung môi. Khi sử dụng tổn thất trung bình của dung môi cho một chu kỳ L như đã cho trong A.2, số lần nạp lớn nhất liên tiếp N được tính toán như sau:

Phụ lục B
(Quy định)

Xác định khối lượng của dung môi trong cụm chai trong quá trình kiểm tra khi nạp

Việc xác định khối lượng trung bình thực tế của dung môi trong cụm chai được đưa trở về để nạp với dung môi là axeton hoặc DMF đạt được bằng cách đo áp suất, nhiệt độ và khối lượng của cụm chai và thực hiện tính toán tiếp sau như mô tả dưới đây. Thường phải sẵn có kết quả tính toán cho người nạp, ví dụ: dưới dạng bảng hoặc biểu đồ chỉ thị khối lượng axetylen còn dư.

Phép đo khối lượng của cụm chai sẽ chỉ cho tổng các khối lượng của dung môi và axetylen trong cụm chai nhưng không chỉ ra sự thiếu hụt hoặc dư thừa khối lượng của dung môi và của axetylen trong cụm chai.

Tỷ số axetylen - dung môi trung bình thực tế trong các chai của cụm chai phải được xác định theo phương trình sau:

Trong đó

F là tỷ số axetylen - dung môi thực tế;

m_A là khối lượng trung bình của axetylen còn dư trong các chai của cụm chai, tính bằng kilôgam;

m_S là khối lượng trung bình thực tế của dung môi trong các chai của cụm chai, tính bằng kilôgam;

f(p,T) là một hệ số phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ và dung môi.

Vì khả năng hòa tan của axetylen trong axeton và DMF khác nhau cho nên có hai phương trình khác nhau dùng cho tính toán f(p,T).

Đối với axeton, f(p,T) được xác định bằng phương trình sau:

(B.2)

Đối với DMF, f(p,T) được xác định bằng phương trình sau:

(B.3)

Trong đó

p là áp suất thực tế trong cụm chai, tính bằng bar;

T là nhiệt độ của chai trong cụm chai, tính bằng ^oC.

Dựa trên tỷ số axetylen-dung môi tính toán thực tế F trong cụm chai [xem Phương trình (B.1)], khối lượng trung bình thực tế của dung môi chứa trong các chai của cụm chai được tính toán như sau:

Phương trình được sử dụng cho các cụm chai có khối lượng bì BS:

m_S = (B.4)

Phương trình được sử dụng cho các cụm chai có khối lượng bì BA:

m_s = (B.5)

Trong đó:

m_b là khối lượng thực tế của cụm chai, tính bằng kilôgam;

khối lượng bì B_A_max, khối lượng bì BS_max là khối lượng của cụm chai được ghi nhãn trên cụm chai, tính bằng kilôgam;

m_Smax là khối lượng lớn nhất của dung môi trong các chai của cụm chai, tính bằng kilôgam;

m_S là khối lượng trung bình thực tế của dung môi trong các chai của cụm chai, tính bằng kilôgam;

m_A là khối lượng trung bình của axetylen còn dư trong các chai của cụm chai, tính bằng kilôgam;

m_{A bão hòa} là axetylen bão hòa trong các chai của cụm chai, tính bằng kilôgam;

n là số lượng chai trong cụm chai.

CHÚ THÍCH: Các phương trình (B.4 và (B.5) thu được như sau:

Khối lượng thực tế của cụm chai được đo trước khi nạp có thể được biểu thị như sau (tùy thuộc vào sử dụng khối lượng bì BS hoặc khối lượng bì BA).

m_b = khối lượng bì BS_max - n.m_{A bão hòa} - n. m_Smax + n.m_S + n.m_A (B.6)

m_b = khối lượng bì BA_max - n.m_Smax + n.m_S + n.m_A (B.7)

Khi xem xét tỷ số axetylen - dung môi thực tế F trong cụm chai như đã tính toán theo phương trình (B.1) và giải theo m_S sẽ dẫn đến các phương (B.4) và (B.5) để tính toán khối lượng thực tế của dung môi chứa trong cụm chai.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] UN Recommendations on the Transport of Dangerous Goods - Model Regulations, United Nations, Geneva, as amended, (Khuyến nghị của Liên Hiệp quốc tế về vận chuyển các hàng hóa nguy hiểm - Các quy định mẫu đã được sửa đổi - Liên hiệp quốc - Geneva).

[2] TCVN 7052 (ISO 3807), (Tất cả các phần) Chai chứa khí axetylen - Yêu cầu cơ bản.

[3] TCVN 7078-4 (ISO 80000-4), Đại lượng và đơn vị - Phần 4: Cơ học).

[4] IGC Doc 26/04/E, Permissible charge/filling conditions for acetylene cylinders, (Lượng nạp cho phép/điều kiện nạp cho các chai chứa axetylen).

Xem lại: Chai chứa khí - cụm chai chứa axetylen - điều kiện nạp và kiểm tra khi nạp - phần 1

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