Chai chứa khí - đặc tính kỹ thuật và thử nghiệm van chai lpg - van vận hành bằng tay - phần 1

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9313:2013

ISO 15995:2006

CHAI CHỨA KHÍ - ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ THỬ NGHIỆM VAN CHAI LPG - VAN VẬN HÀNH BẰNG TAY

Gas cylinders - Specification and testing of LPG cylinder valves - Manually operated

Lời nói đầu

TCVN 9313:2013 hoàn toàn tương đương với ISO 15995:2006.

TCVN 9313:2013 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 VẬN HÀNH BẰNG TAY

Gas cylinders - Specification and testing of LPG cylinder valves - Manually operated

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu cho thiết kế, điều kiện kỹ thuật và kiểu van chai LPG vận hành bằng tay dùng riêng cho các chai chứa LPG di động nạp lại được có dung tích nước từ 0,5 L đến 150 L. Tiêu chuẩn này bao gồm các tài liệu viện dẫn đối với thiết bị có liên quan dùng cho dịch vụ cung cấp hơi hoặc chất lỏng.

CHÚ THÍCH: Phụ lục C đưa ra các khuyến nghị cho thử và phê duyệt kiểu.

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

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu 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 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 hydrocacbon 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: 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 hoặc từ khí quyển vào van khi van ở trạng thái mở.

3.4. Độ kín trong (internal tightness)

Khả năng chống rò rỉ qua mặt tựa của van, hoặc qua các vật liệu bịt 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 lớn nhất trong chai đã tới hoặc vượt qua chưa.

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 quá dòng (bộ 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 chênh lệch áp suất  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 và/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. Áp dụng thử (test pressure)

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

3.18. Ống chứa cặn (sediment tube)

Bộ phận được thiết kế để giảm tác hại do các chất lạ có thể có ở trong chai đi vào van.

3.19. Nắp làm kín (sealing cap)

Bộ phận được lắp thêm hoặc gắn liền với đầu ra của van chai để tạo thêm độ kín thứ cấp cho van.

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

Cơ cấu đóng mở van, ví dụ trục ren của van, khi được quay trục này sẽ làm cho vòng làm kín được nâng lên hoặc hạ xuống.

3.21. Cơ cấu làm kín (sealing mechanism)

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

3.22. Momen vận hành van (operating torque)

Momen xoắn trong quá trình mở hoặc đóng van, sau nửa vòng quay đầu tiên của tay vặn khi mở van và trước nửa vòng quay cuối cùng khi đóng kín van.

3.23. Momen mở van (opening torque)

Momen xoắn ban đầu cần thiết để mở van từ vị trí được đóng kín.

3.24. Momen đóng kín van (closing torque)

Momen xoắn cần thiết để đóng van và đạt được độ kín trong.

3.25. 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.

3.26. Vỏ/vành bảo vệ (shroud/guard)

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

3.27. Khối lượng tổng (gross mass)

Tổng khối lượng của chai bao gồm cả van, các chi tiết gắn cố định vào chai và khối lượng LPG lớn nhất chứa trong chai.

3.28. 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 bên trong để 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 vật liệu bịt van được đối lại bằng lò xo.

4. Thiết kế và đặc tính kỹ thuật

4.1. Yêu cầu chung

4.1.1. 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 được đo nếu không có quy định khác.

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

4.1.3. 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 quy định cụ thể tiếp theo 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 dùng để thiết kế van tiếp xúc với LPG phải tương thích về vật lý và hóa học với LPG trong mọi điều kiện làm việc [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 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 D 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. Theo các tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế, ví dụ EN 549, các vật liệu phi kim loại tiếp xúc với LPG phải đáp ứng các yêu cầu về độ bền đối với:

- Khí (thử khí pentan);

- Chất bôi trơn;

- Sự lão hóa;

- Nhiệt độ thấp;

- Nhiệt độ cao;

- Sự nén, ép;

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

4.3. Các bộ phận chủ yếu

4.3.1. Cơ cấu vận hành van

Cơ cấu vận hành van thường là một tay vặn.

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 vật liệu bịt để hạn chế mức độ rò rỉ khí. Trong khi sử dụng, van phải vận hành không có khó khăn ngay cả khi sử dụng kéo dài và phải thỏa mãn yêu cầu trong 5.1.7.

Cơ cấu vận hành phải chịu được momen xoắn khi mở và đóng kín van phù hợp với 5.1.2 và 5.1.3.

Khi chịu tác dụng của momen xoắn vượt quá giá trị được cho trong 5.1.2 và 5.1.3 cơ cấu vận hành không được rời ra khỏi thân van và tạo ra rò rỉ. Tuy nhiên, cơ cấu vận hành có thể bị đứt gãy hoặc không hoạt động được. Vật liệu của cơ cấu vận hành van phải chịu được sự bao trùm của ngọn lửa sao cho van vẫn có thể được đóng kín trong giai đoạn đầu của sự cố và phải thỏa mãn các yêu cầu của 5.9.

Để đảm bảo độ kín trong, chi tiết làm kín phải được gắn chặt hoặc được lắp sao cho không bật khỏi vị trí trong mọi điều kiện làm việc. Điều này đảm bảo sự chắc chắn của chi tiết làm kín mà không dựa vào chất dính hay keo dán.

Tất cả các van phải đóng kín khi được quay theo chiều kim đồng hồ và mở khi quay ngược chiều kim đồng hồ. Cơ cấu vận hành van nên được ghi nhãn nhìn thấy được bằng một phần của đường tròn và kết thúc bằng hai mũi tên. Mũi tên ghi nhãn "_" (đóng kín) và mũi tên kia được ghi nhãn "+" (mở) để chỉ báo kết quả tác động quay (xem Hình 1).

Hình 1 - Ghi nhãn trên tay vặn

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 ra một cách bất ngờ. Việc tháo ra đòi hỏi phải có thiết bị chuyên dùng.

4.3.3. Cơ cấu làm kín

Cơ cấu làm kín phải đảm bảo độ kín trong, không bị rò rỉ.

4.3.4. Chân van

Mối nối giữa van và chai chứa LPG phải là hệ thống làm kín bằng mối ghép ren phù hợp với TCVN 9316-1:2013 (ISO 11363-1:2010) 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

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 ví dụ 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 (bộ 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 4.4.4).

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 long 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.

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. Thước đo mức chất lỏng cố định

Thước đo mức chất lỏng cố định vận hành bằng cách xả thử một lượng hạn chế LPG để quan sát mức lỏng trong hơi, do đó 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 soát bởi vít xả.

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

- 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.

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

Các cơ cấu quá dòng phải đáp ứng các yêu cầu của các tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn khu vực, 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.

4.4.5. Van một chiều

Các 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 từ 15 ^oC đến 30 ^oC).

4.4.6. Dụng cụ chỉ báo chất lỏng

Các dụng cụ chỉ báo chất lỏng phải được thiết kế để không gây cản trở đến tính năng của van an toàn áp suất hoặc van quá dòng (nếu được lắp). Cơ cấu chỉ báo mức chất lỏng phải được lắp chắc chắn với van.

4.4.7. Nắp làm kín

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

4.4.8. Ống chứa cặn

Đầu vào của ống chứa cặn phải ở trong khoang hơi khi chai ở vị trí làm việc bình thường với lượng nạp và nhiệt độ làm việc tối đa của nó.

4.5. Độ kín chống rò rỉ

4.5.1. Độ kín ngoài phải được đảm bảo cho tất cả các vị trí của van, từ vị trí mở hoàn toàn tới vị trí đóng kín hoàn toàn và trong quá trình hoạt động tốc độ rò rỉ không được vượt quá giá trị trong 5.3.2.

4.5.2. Việc thiết kế và chế tạo các van phải bảo đảm sao cho chúng không rò rỉ hoặc bị tháo lỏng ra hoặc bị long ra trong quá trình vận chuyển.

4.5.3. Khi đạt được độ kín trong, momen xoắn đóng kín van cũng không được vượt quá 3 Nm.

4.6. Momen vận hành van

Momen xoắn vặn van không được vượt quá 3 Nm trong vòng đời làm việc của van và phải đáp ứng các yêu cầu của 5.12 và 5.17.

4.7. Momen mở van

Xem tiếp: Chai chứa khí - đặc tính kỹ thuật và thử nghiệm van chai lpg - van vận hành bằng tay - phần 2

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