Chai chứa khí - đặc tính kỹ thuật và thử nghiệm van chai lpg - van tự đóng kín - phần 1

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9312 : 2013

ISO 14245 : 2006

CHAI CHỨA KHÍ - ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ THỬ NGHIỆM VAN CHAI LPG - VAN TỰ ĐÓNG KÍN

Gas cylinders - Specifications and testing of LPG cylinder valves - Self closing

Lời nói đầu

TCVN 9312:2013 hoàn toàn tương đương với ISO 14245:2006.

TCVN 9312:2013 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 58 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 - ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ THỬ NGHIỆM VAN CHAI LPG - VAN TỰ ĐÓNG KÍN

Gas cylinders - Specifications and testing of LPG cylinder valves - Self closing

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu cho thiết kế, điều kiện kỹ thuật và thử kiểu đối với các van chai chứa khí tự đóng kín chuyên dùng cho các chai chứa LPG di động nạp lại được có dung tích nước từ 0,5 L đến 150 L. Tiêu chuẩn này có liên quan đến thiết bị gắn liền cố định dùng cho dịch vụ hơi và chất lỏng.

CHÚ THÍCH: Phụ lục B đưa ra các khuyến nghị về thử nghiệm và kiểm tra trong sản xuất.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các thiết bị lắp đặt cố định trên ô tô.

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 đã 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).

TCVN 6874-1 (ISO 11114-1), Chai chứa khí di động - Tính tương thích của vật liệu làm chai chứa và làm van với khí chứa - Phần 1: Vật liệu kim loại.

TCVN 6874-2 (ISO 11114-2), Chai chứa khí di động - Tính tương thích của vật liệu làm chai chứa khí và làm van với khí chứa - Phần 2: Vật liệu phi kim loại.

TCVN 9316-1 (ISO 11363-1), Chai chứa khí - Ren côn 17E và 25E để nối van vào chai chứa khí - Phần 1: Đặc tính kỹ thuật

3. Thuật ngữ và định nghĩa

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

3.1. Khí dầu mỏ hóa lỏng (liquefied petroleum gas)

LPG

Sản phẩm hydrocabon có nguồn gốc dầu mỏ với thành phần chính là propan (C₃H₈) hoặc butan (C₄H₁₀) hoặc hỗn hợp của cả hai loại này. Tại nhiệt độ, áp suất bình thường các hydrocacbon này ở thể khí và khi nén đến một áp suất nhất định hoặc làm lạnh đến nhiệt độ phù hợp thì chúng chuyển sang thể lỏng.

CHÚ THÍCH: LPG được phân loại phù hợp với UN1965 (hỗn hợp khí hydrocacbon hóa lỏng) hoặc NOS, UN1075 (khí dầu mỏ hóa lỏng). Ở một vài quốc gia, UN 1011 và UN 1978 có thể được sử dụng để ký hiệu cho LPG.

3.2. Van chai (cylinder valve)

Van được thiết kế dùng cho sử dụng một hoặc nhiều ứng dụng sau: nạp chất lỏng, cấp chất lỏng, cấp khí hoặc chỉ báo mức chất lỏng trong chai.

3.3. Độ kín ngoài (external tightness)

Khả năng chống rò rỉ qua thân van ra khí quyển hoặc từ khí quyển vào van khi van mở.

3.4. Độ kín trong (internal tightness)

Khả năng chống rò rỉ qua mặt tựa của van, hoặc qua các bộ phận làm kín bên trong khác khi van ở trạng thái đóng.

3.5. Ống rút (eduction tube)

Ống lắp khít với van để cho phép rút LPG lỏng từ chai khi chai ở vị trí làm việc bình thường.

3.6. Thiết bị kiểm tra mức chất lỏng định trước (fixed liquid level gauge)

Dụng cụ kiểm tra, như một ống nhúng trong chất lỏng kết hợp với một van thông hơi để xác định mức chất lỏng trong chai đã đạt đến hoặc vượt quá mức cao nhất được xác định trước.

3.7. Dụng cụ chỉ báo mức chất lỏng (liquid level indicator)

Dụng cụ kiểm tra, như một phao nổi, cho phép đo mức chất lỏng trong chai.

3.8. Thân van (valve body)

Bộ phận chính của van bao gồm chân van và/hoặc đầu ra của van và các bộ phận khác khi có yêu cầu.

3.9. Cơ cấu hạn chế lưu lượng (excess flow device (flow limiter))

Thiết bị được thiết kế để đóng hoặc đóng một phần khi dòng chảy của chất lỏng hoặc hơi đi qua nó vượt quá giá trị xác định trước và mở lại khi áp lực qua van được phục hồi thấp hơn một giá trị xác định.

3.10. Van một chiều (non-return valve)

Van được thiết kế để tự động đóng để ngăn dòng hồi ngược lại.

3.11. Van kép hơi/lỏng (vapour/liquid dual valve)

Van được thiết kế để cho phép lấy hơi hoặc chất lỏng từ chai ở vị trí hoạt động bình thường.

3.12. Vật liệu bịt (sealing element)

Vật liệu được sử dụng để có được độ kín từ bên trong.

3.13. Chân van (valve stem)

Phần của thân van được nối với chai.

3.14. Đầu ra của van (valve outlet)

Một phần của thân van có thể nối với bộ điều áp hoặc đầu nối để rút hơi hoặc chất lỏng.

CHÚ THÍCH: Đầu ra của van cũng có thể được sử dụng để nạp chai.

3.15. Thử kiểu (type test)

Một hoặc nhiều thử nghiệm được tiến hành để xác định kiểu van được thiết kế đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn này.

3.16. Lỗ lắp van của chai (cylinder opening)

Bộ phận của chai dùng để lắp van.

3.17. Cơ cấu nối nhanh (quick coupling connector)

Thiết bị sử dụng với van chai chứa khí mà không cần dụng cụ.

3.18. Áp suất thử (test pressure)

Áp suất quy định để thử van hoặc bộ phận của van, tính bằng bar.

3.19. Ống chứa cặn (sediment tube)

Bộ phận được thiết kế để giảm rủi ro các chất lạ có thể có ở trong chai đi vào van.

3.20. Nắp bảo vệ (protection cap/dust cap)

Bộ phận được lắp vào đầu ra của van và dự định dùng cho một hoặc nhiều chức năng sau:

- Để bảo vệ đầu ra;

- Để ngăn ngừa sự xâm phạm của vật lạ;

- Để chỉ ra sự không được phép thao tác.

3.21. Nắp làm kín (sealing cap)

Bộ phận được lắp hoặc gắn liền với đầu ra của van chai để tạo ra tấm chắn phụ thêm.

3.22. Cơ cấu vận hành van (valve operating mechanism)

Cơ cấu mở van khi hoặc sau khi một bộ điều áp hoặc đầu nối được lắp và tự động đóng lại khi hoặc trước khi một bộ điều áp hoặc đầu nối được tháo ra.

3.23. Cơ cấu làm kín (sealing mechanism)

Cơ cấu để đạt được độ kín trong, chống rò rỉ.

3.24. Mũ bảo vệ (protection cap)

Bộ phận có thể được vặn ren vào một phụ tùng gắn cố định vào chai để bảo vệ van chai.

3.25. Vỏ bảo vệ / nắp bảo vệ (shroud / guard)

Bộ phận có thể được hàn vào chai để bảo vệ van chai.

3.26. Khối lượng cả bì (gross mass)

Khối lượng nặng nhất của chai trên đó có lắp van, bao gồm bất cứ các phụ tùng nào được gắn cố định vào chai và khối lượng lớn nhất của hàm lượng LPG.

3.27. Van an toàn áp suất (pressure relief valve)

Van tự động xả một lượng môi chất mà không có sự trợ giúp của bất cứ năng lượng nào khác ngoài năng lượng của môi chất chứa bên trong để ngăn không cho áp suất vượt quá áp suất an toàn được xác định trước và được thiết kế để tự đóng kín lại, ngăn ngừa việc xả môi chất sau khi áp suất trong chai trở về áp suất bình thường.

CHÚ THÍCH: Tải trọng do áp suất chất lỏng bên dưới bộ phận làm kín van được đổi lại bằng lò xo.

4. Thiết kế và đặc tính kỹ thuật

4.1. Yêu cầu chung

Van phải có khả năng chịu được

- Các áp suất làm việc và áp suất thử;

- Ứng suất cơ học, bao gồm các tải trọng động như các thay đổi đột ngột (sốc) hoặc các thay đổi có chu kỳ về áp suất;

- Các nhiệt độ làm việc.

CHÚ THÍCH: Các áp suất là áp suất được đo theo áp kế trừ khi có quy định khác.

Phải có độ kín ngoài và độ kín trong đối với toàn bộ phạm vi điều kiện áp suất và nhiệt độ.

Các yêu cầu riêng liên quan đến các chức năng, độ bền cơ học, áp suất, nhiệt độ làm việc, độ kín ngoài và độ kín trong của van và các bộ phận của nó được chi tiết hóa trong các điều nhỏ sau của điều này và/hoặc trong thử nghiệm có liên quan của điều 5.

4.2. Vật liệu

4.2.1. Quy định chung

Các vật liệu tiếp xúc với LPG phải tương thích về vật lý và hóa học với LPG trong tất cả các điều kiện làm việc dùng để thiết kế van [ xem TCVN 6874-1 (ISO 11114-1) và TCVN 6874-2 (ISO 11114-2)].

Khi lựa chọn một vật liệu thích hợp cho các bộ phận của van thì điều quan trọng là không chỉ lựa chọn độ bền thích hợp khi sử dụng mà cũng cần quan tâm đến các dạng hư hỏng khác do ăn mòn khí quyển, sự khử kẽm của đồng thau, ăn mòn do ứng suất, các tải trọng va đập và hư hỏng của vật liệu.

4.2.2. Nhiệt độ làm việc

Vật liệu thiết kế van phải đáp ứng giải nhiệt độ làm việc của van.

Nhiệt độ làm việc nhỏ nhất mà van có thể chịu được trong quá trình sử dụng bình thường là âm 20^oC. Khi làm việc, nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ này có thể xuất hiện trong các khoảng thời gian ngắn, ví dụ như trong quá trình nạp. Khi cần thiết, ví dụ, trong một số quốc gia và đối với một số ứng dụng có thể phải sử dụng các nhiệt độ làm việc nhỏ nhất thấp hơn. Khi thiết bị được thiết kế cho nhiệt độ âm 40 ^oC thì các yêu cầu trong Phụ lục C phải được đáp ứng.

Nhiệt độ làm việc lớn nhất mà van có thể chịu được trong quá trình làm việc bình thường là 65^oC. Khi làm việc, nhiệt độ này có thể bị vượt quá trong các khoảng thời gian ngắn.

4.2.3. Hợp kim đồng

Các thân van bằng hợp kim đồng phải được chế tạo từ vật liệu phù hợp với các tiêu chuẩn được chấp nhận, ví dụ như EN 12164 và EN 12165 hoặc từ các hợp kim có các tính chất và tiêu chuẩn tương đương.

4.2.4. Vật liệu phi kim

Các loại vật liệu phi kim tiếp xúc với LPG phải tương thích với LPG, xem TCVN 6874-2 (ISO 11114-2). Chúng không được biến dạng, biến cứng hoặc bám dính vào thân van hoặc mặt tựa của van tới mức làm suy giảm chức năng của van.

Các vật liệu phi kim tiếp xúc với LPG phải đáp ứng các yêu cầu về độ bền đối với:

- Khi (thử nghiệm pentan);

- Chất bôi trơn;

- Sự lão hóa;

- Nhiệt độ thấp;

- Nhiệt độ cao;

- Ôzôn (khi vật liệu tiếp xúc với không khí)…

4.3. Các bộ phận chủ yếu

4.3.1. Cơ cấu vận hành van

Van phải được thiết kế sao cho hành trình di chuyển của cơ cấu vận hành van không bị thay đổi.

Cơ cấu vận hành van phải được thiết kế sao cho nó được duy trì cố định và tiếp xúc trực tiếp với thân van khi không có bộ phận làm kín để hạn chế mức độ rò rỉ khí.

4.3.2. Thân van

Nếu thân van được chế tạo có nhiều hơn một chi tiết thì phải chú ý đảm bảo rằng không thể có sự tháo rời khi không có bộ phận làm kín để hạn chế mức độ rò rỉ khí.

4.3.3. Cơ cấu làm kín

Cơ cấu làm kín phải đảm bảo độ kín trong, chống rò rỉ. Yêu cầu này có thể đạt được với một hoặc nhiều bộ phận làm kín, một trong các bộ phận làm kín này phải chịu tải trọng của lò xo để bảo đảm sự làm kín khí van không hoạt động.

Hệ thống làm kín van cũng có thể bao gồm nắp làm kín.

4.3.4. Chân van

Mối nối giữa thân van và chai chứa LPG phải là hệ thống làm kín bằng mối ghép ren phù hợp với TCVN 9361-1 (ISO 11363-1) hoặc bất cứ hệ thống nối ghép nào khác đảm bảo một mức an toàn tương đương.

Thiết kế chân van phải ngăn ngừa được sự rò rỉ, sự tháo lỏng ra trong lúc làm việc và đáp ứng các yêu cầu của 5.7.

Chân van phải chịu được momen được cho trong Bảng 3, không gây ra hư hỏng ảnh hưởng đến chất lượng sử dụng, cơ cấu vận hành, độ kín trong và độ kín ngoài. Tuy nhiên nên lưu ý rằng không nên sử dụng các giá trị momen xoắn này cho ứng dụng vận hành thông thường.

4.3.5. Đầu ra của van

Mối nối giữa van và thiết bị phải là bộ phận nối nhanh hoặc đầu nối ren. Các đầu ra của van nên phù hợp với một tiêu chuẩn như TCVN 6551 (ISO 5145), EN 12864 hoặc bất cứ hệ thống mối nối nào khác có mức độ an toàn tương đương. Trong trường hợp van kép hơi/chất lỏng, phải áp dụng các yêu cầu sau:

- Van phải có các đầu nối ra tách biệt cho hơi và chất lỏng. Chiều dày thành giữa các đường dẫn đi qua thân van không được nhỏ hơn 1 mm.

- Đầu ra cho chất lỏng phải có kết cấu khác so với đầu ra của hơi. Các van có các đầu ra cho chất lỏng và hơi phải có sự nhận dạng rõ ràng để phân biệt giữa chúng như dạng hình học của mối nối khác nhau và/hoặc đánh dấu các đầu nối ra.

- Không thể lấy được dòng lỏng ở đầu ra của van khi các mối nối đầu ra van chưa kín.

4.3.6. Cơ cấu quá dòng (bột hạn chế lưu lượng)

Các van với các đường dẫn có diện tích mặt cắt ngang tương đương hoặc lớn hơn lỗ dẫn chất lỏng đường kính 3 mm hoặc lỗ dẫn hơi đường kính 8 mm phải được bảo vệ bằng một cơ cấu quá dòng (xem 4.4.3).

4.4. Các bộ phận tùy chọn

4.4.1. Van an toàn áp suất

Van an toàn áp suất phải được thiết kế để vận hành ở pha hơi. Các van an toàn áp suất dùng cho các chai chứa LPG phải đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn quốc tế, ví dụ EN 13953.

4.4.2. Ống rút

Ống rút phải được lắp chặt vào van để đảm bảo rằng nó không bị tháo ra trong quá trình vận hành, ví dụ như sử dụng keo dán, lắp ghép ép hoặc bất cứ biện pháp cơ khí nào khác.

CHÚ THÍCH: Khi van có một ống rút được lắp vào chai thì sự hiện diện và định hướng của ống rút này nên được nhận biết một cách rõ ràng.

4.4.3. Cơ cấu quá dòng (bộ hạn chế lưu lượng)

Các cơ cấu quá dòng phải đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn quốc tế, ví dụ EN 13175.

Các cơ cấu quá dòng phải được thiết kế sao cho chức năng của chúng không cản trở hoạt động của van an toàn áp suất, nếu được sử dụng.

4.4.4. Van một chiều

Van một chiều phải được thiết kế sao cho khi được đóng kín, lưu lượng theo chiều ngược lại đi qua mặt tựa không được vượt quá 15 cm³/h không khí tại nhiệt độ phòng (cụ thể là từ 15 ^oC đến 30 ^oC).

4.4.5. Ống chứa cặn

Đầu vào của ống chứa cặn phải ở trong không gian chứa hơi khi chai ở điều kiện làm việc bình thường tại lượng nạp và nhiệt độ làm việc tối đa của nó.

4.4.6. Thước đo và mức chất lỏng cố định

Thước đo mức chất lỏng cố định vận hành bằng thông hơi tức thời một lượng hạn chế LPG khi phát hiện được sự thay đổi từ hơi thành lỏng, phải đáp ứng các yêu cầu sau:

- Mặt cắt ngang của đường dẫn qua thân thước phải được hạn chế ở một số điểm tới diện tích tương đương hoặc nhỏ hơn một lỗ có đường kính 1,5 mm.

- Lỗ phải được kiểm tra bởi vít thông hơi.

- Vít thông hơi phải được giữ trong thân thước đo hoặc được gắn cố định với thân thước đo trước.

- Hướng thông hơi phải nằm ngang hoặc hướng xuống mặt đất.

- Chiều dài của ống nhúng chìm phải được xác định theo các yêu cầu của điều kiện làm việc.

4.4.7. Nắp làm kín

Van cũng có thể được lắp với một nắp làm kín.

4.5. Độ kín chống rò rỉ

Tốc độ rò rỉ đối với độ kín ngoài và độ kín trong không được vượt quá giá trị quy định trong 5.3.

5. Thử kiểu van

5.1. Quy định chung

Chế độ thử phải bao gồm các thử nghiệm từ số 1 đến số 19 phù hợp với Bảng 1.

Tiêu chuẩn chấp nhận phải theo nội dung chi tiết trong 5.22.

Các tài liệu / báo cáo phải theo nội dung chi tiết trong Điều 6.

5.2. Quy trình thử và các yêu cầu về thử

Phải đánh số và thử nghiệm 6 van mẫu thử phù hợp với điều có liên quan được nêu trong Bảng 1. Thông thường mỗi điều sẽ chi tiết hóa "Quy trình thử" và "Yêu cầu về thử".

Các van phải được thử nghiệm với tất cả các phụ tùng của chúng, ngoại trừ mũ bảo vệ, nắp che bụi hoặc nắp làm kín, nếu thích hợp.

5.3. Các thử nghiệm độ kín ngoài và trong (thử nghiệm số 2, 6, 8, 9, 10, 12, 14, 15, 16 và 17)

5.3.1. Quy trình

Các van phải được đưa vào thử nghiệm này phù hợp với quy trình sau:

- Nhiệt độ thử phải theo nội dung được chi tiết hóa trong Bảng 1, nghĩa là nhiệt độ phòng, trừ các thử nghiệm số 16 và 17.

- Môi trường thử phải là không khí hoặc nitơ.

- Trình tự của mỗi thử nghiệm độ kín ngoài và độ kín trong phải bao gồm một thử nghiệm ở hai giá trị chỉnh đặt áp suất như đã nêu trong Bảng 2.

- Áp suất phải được tác dụng qua một phụ tùng tái tạo ra lỗ lắp ghép của chai.

Độ kín ngoài phải được xác định phù hợp với quy trình sau trên mỗi van:

- Đầu ra và các bộ phận nếu có phải được làm kín.

- Cơ cấu vận hành phải ở vị trí mở.

- Áp suất quy định phải được tác dụng vào van được mở.

- Sau khoảng thời gian ít nhất là 1 min, phải kiểm tra độ kín ngoài. Kiểm tra phải kéo dài ít nhất là 1 min.

Độ kín trong phải được xác định phù hợp với quy trình sau trên mỗi van:

- Van phải được đóng kín dưới tác dụng của áp suất.

- Đầu ra phải được giảm áp.

- Sau khoảng thời gian ít nhất là 1 min phải kiểm tra độ kín trong. Kiểm tra phải kéo dài ít nhất là 1 min.

- Van phải được giảm áp.

Xem lại: Chai chứa khí - đặc tính kỹ thuật và thử nghiệm van chai lpg - van tự đóng kín - phần 2

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