Chai chứa khí - cụm chai - yêu cầu về thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và kiểm tra - phần 1

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10118:2013

ISO 10961:2010

CHAI CHỨA KHÍ - CỤM CHAI - YÊU CẦU VỀ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, THỬ NGHIỆM VÀ KIỂM TRA

Gas cylinders - Cylinder bundles - Design, manufacture, testing and inspection

Lời nói đầu

TCVN 10118:2013 hoàn toàn tương đương với ISO 10961:2010.

TCVN 10118:2013 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN/TC58 Chai chứa khí biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

CHAI CHỨA KHÍ - CỤM CHAI - YÊU CẦU VỀ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, THỬ NGHIỆM VÀ KIỂM TRA

Gas cylinders - Cylinder bundles - Design, manufacture, testing and inspection

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và kiểm tra ban đầu cụm chai chứa khí di động. Tiêu chuẩn này áp dụng được cho các cụm chai chứa khí nén, khí hóa lỏng và các hỗn hợp khí. Tiêu chuẩn này cũng áp dụng cho các cụm chai chứa axetylen.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các kiện chai trong đó các chai được nối ống với nhau trong một khung (giá) đỡ được thiết kế để cố định một cách thường xuyên với phương tiện cơ giới đường bộ, toa xe đường sắt hoặc trên mặt đất như một thùng chứa bảo quản của khách hàng. Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các cụm chai được thiết kế để sử dụng trong các điều kiện môi trường hoặc vận hành khắc nghiệt khi cần có các yêu cầu bổ sung đặc biệt để duy trì các tiêu chuẩn an toàn, độ tin cậy và chất lượng sử dụng, ví dụ, các cụm chai chứa khí ở ngoài khơi.

Một số ứng dụng chuyên dùng (ví dụ, điện tử học) yêu cầu phải có sự tiếp cận khác trong thiết kế. Với sự thỏa thuận của cơ quan kiểm tra, đường ống góp và các chi tiết của đường ống có thể được thiết kế và thử nghiệm ở áp suất thích hợp với các điều kiện làm việc.

Các yêu cầu riêng đối với các cụm chai axetylen khi chứa axetylen trong một dung môi được đề cập trong Phụ lục B. Tuy nhiên, tiêu chuẩn này không bao hàm các cụm chai axetylen gồm các chai axetylen không có dung môi.

Tiêu chuẩn này chủ yếu áp dụng cho các khí công nghiệp khác với các khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG), nhưng cũng có thể sử dụng được cho các khí dầu mỏ hóa lỏng.

Trừ khi có quy định khác, các chai riêng biệt trong các cụm chai sẽ phải tuân theo các tiêu chuẩn áp dụng cho các chai riêng biệt. Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu bổ sung cho áp dụng khi các chai riêng biệt được lắp trong một cụm chai.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn có ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 6296 (ISO 7225), Chai chứa khí - Dấu hiệu phòng ngừa.

TCVN 7163 (ISO 10297), Chai chứa khí di động - Van chai - Điều kiện kỹ thuật và thử kiểu.

ISO 13769, Gas cylinders - Stamp marking (Chai chứa khí - Ghi nhãn).

ISO 14113, Gas welding equipment - Rubber and plastics hose and hose assemblies for use with industrial gases up to 450 bar (45 MPa) (Thiết bị hàn khí - Ống mềm và bộ phận ống mềm bằng cao su và chất dẻo dùng cho các khí công nghiệp có áp suất tới 450 bar (45 MPa).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau.

3.1. Cụm chai [(cylinder bundle)(bundle)]

Tổ hợp di chuyển được gồm có một khung chứa từ hai chai chứa khí trở lên, mỗi chai có dung tích đến 150 L và dung tích của tổ hợp chai không lớn hơn 3000 L hoặc 1000 L trong trường hợp các khí độc hại, được nối với ống góp bằng các van chai hoặc phụ tùng ống nối sao cho các chai được nạp, vận chuyển, đuổi hết khí chứa mà không cần phải tháo ra.

3.2. Khung (frame)

Các chi tiết kết cấu và phi kết cấu của một cụm chai phối hợp các chi tiết cấu thành khác nhau lại với nhau để bảo vệ các chai trong cụm, các van và đường ống góp và làm cho cụm chai có thể vận chuyển được.

3.3. Van chai (cylinder valve)

Van được lắp vào chai và nối với các chai trong cụm chai thông qua đường ống góp.

3.4. Phụ tùng nối chai (cylinder fitting)

Chi tiết cấu thành của cụm chai không có khả năng ngắt sự dẫn khí được sử dụng làm phương tiện để nối với đường ống góp của cụm chai với các chai riêng biệt khi không dùng các van chai để lắp với các chai.

3.5. Đường ống góp (manifold)

Hệ thống ống để nối các van chai hoặc các phụ tùng nối chai với van chính hoặc đầu nối chính.

3.6. Van chính (main valve)

Van được lắp với đường ống góp và được sử dụng để tạo ra sự cách ly trong cụm chai.

3.7. Đầu nối chính (main connection)

Có nghĩa là tạo ra đầu nối dẫn khí cho cụm chai.

3.8. Khối lượng bì (tare weight)

Khối lượng của cụm chai khi các chai không chứa khí.

3.9. Khối lượng cả bì lớn nhất (maximum gross weight)

Tổng số của khối lượng bì của cụm chai và khối lượng nạp lớn nhất cho phép.

3.10. Khí nén (compressed gas)

Khí khi được chứa có áp suất luôn ở trạng thái khí hoàn toàn ở - 50 °C (bao gồm tất cả các khí có nhiệt độ tới hạn ≤ - 50 °C).

[GHS]

3.11. Khí hóa lỏng (liquefied gas)

Khí khi được chứa có áp suất luôn có một phần ở trạng thái lỏng ở nhiệt độ trên - 50 °C.

[GHS]

CHÚ THÍCH: Cần có sự phân biệt giữa

a) Khí hóa lỏng áp suất cao: khí có nhiệt độ tới hạn giữa - 50 °C và + 65 °C, và

b) Khí hóa lỏng áp suất thấp: khí có nhiệt độ tới hạn trên + 65 °C.

3.12. Áp suất thử bền (proof test pressure)

Áp suất thử thủy lực bền tính toàn vẹn kết cấu của đường ống góp.

3.13. Áp suất nổ (burst pressure)

Áp suất cao nhất (của cụm chai chứa khí) đạt được trong một chai hoặc đường ống góp của cụm chai trong quá trình thử nổ.

CHÚ THÍCH: Được sửa lại cho thích hợp từ TCVN 6289 (ISO 10286).

3.14. Áp suất làm việc (working pressure)

Áp suất đặt đối với một loại khí nén hoặc khí hòa tan ở nhiệt độ ổn định là 288 K (15 °C) cho toàn bộ cụm chai.

3.15. Áp suất thử cụm chai (bundle test pressure)

Áp suất thử của chai và đường ống góp được lắp với nhau.

3.16. Khối lượng nạp lớn nhất cho phép (maximum permissible filling weight)

Tỷ số giữa dung tích nước nhỏ nhất của các chai trong cụm chai và tỷ số nạp của khí chứa.

3.17. Khí rất độc hại (very toxic gas)

Khí có LC₅₀ nhỏ hơn hoặc bằng 200 ppm (V/V), trong đó giá trị LC₅₀ tương đương với một giờ phơi ra trước khí và ppm (V/V) chỉ thị các phần triệu theo thể tích.

CHÚ THÍCH: Được sửa lại cho thích hợp từ TCVN 6176 (ISO 10298).

3.18. Khí độc hại (toxic gas)

Khí có LC₅₀ lớn hơn 200 ppm nhưng nhỏ hơn hoặc bằng tới 5000 ppm, trong đó giá trị LC₅₀ tương đương với một giờ phơi ra trước khi và ppm (v/v) chỉ thị các phần triệu theo thể tích.

CHÚ THÍCH: Được sửa lại cho thích hợp từ TCVN 6176 (ISO 10298).

3.19. Áp suất nạp (filling pressure)

Áp suất mà một cụm chai được nạp tại thời điểm nạp.

3.20. Nhà sản xuất cụm chai (bundle manufacturer)

Đơn vị lắp ráp các chi tiết cấu thành khác nhau của một chùm chai thành một cấu hình cuối cùng.

3.21. Cơ quan kiểm tra (inspection body)

Cơ quan kiểm tra và thử nghiệm độc lập được cơ quan có thẩm quyền công nhận.

3.22. Cơ quan có thẩm quyền (competent authority)

Bất cứ cơ quan nhà nước nào hoặc cơ quan được chỉ định hoặc được chấp nhận khác khi có quyền lực pháp lý, về vận chuyển các hàng hóa nguy hiểm và phê duyệt các chai chứa khí.

CHÚ THÍCH: Chấp nhận Quy định mẫu của Liên hiệp quốc (UN).

4. Thiết kế

4.1. Quy định chung

Việc thiết kế cụm chai phải tính đến khả năng lắp ráp, kiểm tra và vận hành dễ dàng của cụm chai.

Tất cả các chi tiết cấu thành chịu áp lực tối thiểu phải được thiết kế để vận hành an toàn ở phạm vi nhiệt độ -20°C đến +65°C.

Khi có yêu cầu các nhiệt độ làm việc vượt ra ngoài phạm vi trên, việc thiết kế cụm chai phải tính đến các yêu cầu bổ sung (ví dụ, vật liệu bít kín riêng). Các cụm chai được nạp theo khối lượng không được có các chi tiết cấu thành quan trọng có thể tháo ra được mà không dùng đến các dụng cụ, trừ nắp bảo vệ đầu ra của van chính.

4.2. Vật liệu

Các vật liệu dùng cho các chai, van và tất cả các chi tiết tiếp xúc với khí chứa phải được lựa chọn phù hợp với các tiêu chuẩn liên quan về tính tương thích [ví dụ, TCVN 6874-1 (ISO 11114-1) và TCVN 6874-2 (ISO 11114-2)].

4.3. Khung

4.3.1. Khung phải kẹp giữ chắc chắn tất cả các chi tiết cấu thành của cụm chai và phải bảo vệ chúng không bị hư hỏng có thể dẫn đến sự rò rỉ. Hư hỏng này có thể là do rung, va đập hoặc các tải trọng nâng vận chuyển trong hoạt động bình thường. Phương pháp kẹp giữ chai phải giảm tới mức tối thiểu bất cứ chuyển động thẳng đứng hoặc nằm ngang hoặc quay nào của chai. Phải ngăn ngừa toàn bộ sự dịch chuyển có thể gây ra biến dạng quá mức trên đường ống góp (xem 7.2.2.2). Bộ phận lắp phải có khả năng chịu được sự nâng vận chuyển mạnh, bao gồm cả bị rơi hoặc bị đổ.

Ngoài ra, không được gây ra rò rỉ khí trong quá trình nâng cụm chai (xem 4.3.2).

4.3.2. Khung phải có đặc điểm được thiết kế cho nâng và vận chuyển cụm chai. Các cụm chai thường được nâng bằng xe có càng nâng, kích nâng hoặc cần trục. Nếu cụm chai được thiết kế để nâng bằng cần trục thì trên khung phải có các vòng treo để nâng. Cho phép có các thiết kế khác nhau có một hoặc nhiều vòng để nâng.

CHÚ THÍCH: Có thể áp dụng các quy định theo pháp luật khi sử dụng các vòng treo để nâng.

Trong tất cả các trường hợp, các vòng treo để nâng phải được thiết kế để chịu được tải trọng thiết kế bằng 2 lần khối lượng cả bì lớn nhất. Các cụm chai có nhiều hơn một vòng treo để nâng phải được thiết kế sao cho góc nhỏ nhất ở chân dây treo a = 45 ° so với phương nằm ngang trong quá trình nâng bằng vòng treo để nâng (xem Hình 1).

CHÚ DẪN:

1 Vòng treo để nâng.

2 Cụm chai chứa khí.

a Góc ở chân dây treo.

Hình 1 - Góc nhỏ nhất ở chân dây treo

Khi sử dụng bốn vòng treo để nâng, kết cấu của chúng phải bảo đảm đủ bền để cho phép nâng cụm chai chỉ bằng hai vòng treo.

Khi sử dụng hai hoặc bốn vòng treo để nâng, các vòng treo đối diện với nhau theo đường kính phải được điều chỉnh thẳng hàng với nhau để cho phép nâng chính xác khi sử dụng các chốt vòng kẹp.

Thiết bị nâng phải được thiết kế để không can thiệp vào bất cứ chi tiết chịu áp lực nào, ví dụ, đường ống góp.

Khi một cụm chai được thiết kế để di chuyển bằng xe có càng nâng, nó phải có hai khoảng hở (lỗ) lắp chạc nâng trên mỗi mặt bên được nâng. Các khoảng hở lắp càng nâng phải được bố trí đối xứng với trọng tâm và kích thước của chúng phải thích hợp với càng nâng dùng để di chuyển cụm chai.

Các khoảng hở lắp càng nâng phải được thiết kế sao cho cụm chai không thể tự tháo ra khỏi càng nâng một cách bất ngờ.

4.3.3. Các chi tiết kết cấu của khung phải được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng bằng 2 lần khối lượng cả bì lớn nhất của cụm chai. Các mức ứng suất thiết kế không được vượt quá 0,9 lần giới hạn chảy của vật liệu.

4.3.4. Thiết kế khung phải bảo đảm không có các phần nhô ra khỏi kết cấu bên ngoài của khung để có thể gây ra nguy hiểm.

4.3.5. Không được có các chi tiết trong đó nước và các mảnh vụn có thể tích tụ để làm tăng khối lượng bì của cụm chai được nạp theo khối lượng hoặc gây ra ăn mòn.

4.3.6. Sàn của khung cụm chai không được cong vênh trong điều kiện hoạt động bình thường, và phải dễ dàng thải nước và các mảnh vụn từ vùng xung quanh đế của các chai.

4.3.7. Thiết kế phải bảo đảm tính ổn định trong các điều kiện hoạt động bình thường. Trọng tâm phải ở trong mặt chân đế của cụm chai khi được quay đi một góc không nhỏ hơn 12 ° theo cả hai chiều.

4.3.8. Nếu khung được thiết kế có bất cứ cửa ra vào hoặc nắp nào thì chúng phải có khả năng kẹp chặt đúng vị trí bằng then, các then này không được bật ra khỏi vị trí với các tải trọng va đập trong vận hành.

4.3.9. Phải duy trì được sự tiếp cận tới tất cả các van cần được vận hành trong điều kiện làm việc bình thường hoặc trong tình trạng khẩn cấp.

4.4. Chai chứa

Các chai trong nhóm chai phải thích hợp cho dịch vụ cung cấp khí dự định sử dụng.

Chúng phải có cùng một áp suất thử, cùng một cỡ kích thước và phải phù hợp với các tiêu chuẩn thích hợp cho các chai chứa khí riêng biệt.

4.5. Van chai và các phụ tùng của chai

4.5.1. Các van chai hoặc phụ tùng của chai phải được lắp vào ren ở đầu vào của các chai trong cụm chai. Các van và phụ tùng được lựa chọn sẽ phụ thuộc vào dịch vụ cung cấp khí của cụm chai và các yêu cầu về vận hành (ví dụ, đối với các khí không được bao hàm trong 4.5.4 thì không yêu cầu phải lắp các van vào chai).

Đối với axetylen, xem Phụ lục B.

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

Xem tiếp: Chai chứa khí - cụm chai - yêu cầu về thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và kiểm tra - phần 2