Chai chứa khí - van chai chứa khí với bộ điều áp bên trong - yêu cầu kỹ thuật và thử kiểu - phần 1

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9315 : 2013

ISO 22435 : 2007

CHAI CHỨA KHÍ - VAN CHAI CHỨA KHÍ VỚI BỘ ĐIỀU ÁP BÊN TRONG - YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ THỬ KIỂU

Gas cylinders - Cylinder valves with integrated pressure regulators - Specification and type testing

Lời nói đầu

TCVN 9315:2013 hoàn toàn tương đương với ISO 22435:2007.

TCVN 9315:2013 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 - VAN CHAI CHỨA KHÍ VỚI BỘ ĐIỀU ÁP BÊN TRONG - YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ THỬ KIỂU

Gas cylinders - Cylinder valves with integrated pressure regulators - Specification and type testing

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các van với bộ điều áp bên trong (VIRP) dùng để lắp vào chai chứa khí nén, khí hóa lỏng hoặc khí hòa tan.

Tiêu chuẩn này không áp dụng đối với các ứng dụng trong y tế (xem ISO 10524-3). Tiêu chuẩn này không bao gồm các yêu cầu kỹ thuật bổ sung đối với các van được lắp với van an toàn và đĩa nổ [xem TCVN 9314 (ISO 15996)].

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 6550 (ISO 10156), Khí và hỗn hợp khí - Xác định thế cháy và khả năng oxy hóa đối với việc lựa chọn đầu ra của van chai chứa khí.

TCVN 6551 (ISO 5145), Chai chứa khí - Đầu ra của van chai chứa khí và hỗn hợp khí - Lựa chọn và xác định kích thước.

TCVN 6872 (ISO 11117), Chai chứa khí - Mũ và nắp bảo vệ van - Thiết kế; kết cấu và thử nghiệm.

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. Xác định tính tương thích của vật liệu làm chai chứa và làm van với khí chứa - Phần 2: Vật liệu phi kim loại.

TCVN 6874-3 (ISO 11114-3), Chai chứa khí di động. Tính tương thích của vật liệu làm chai chứa và làm van với khí chứa - Phần 3: Thử độ tự bắt cháy trong khí oxy.

TCVN 7389 (ISO 13341), Chai chứa khí di động. Lắp van vào chai chứa khí.

TCVN 9314 (ISO 15996), Chai chứa khí - Van áp suất dư - Yêu cầu kỹ thuật chung và thử kiểu.

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.

ISO 2503:1998, Gas welding equipment - Pressure regulators for gas cylinders used in welding, cutting and allied processes up to 300 bar (Thiết bị hàn hơi - Các bộ điều áp cho các chai chứa khí sử dụng trong hàn, cắt và các quá trình có liên quan đến 300 bar).

ISO 3253, Gas welding equipment - Hose connections for equipment for welding, cutting and allied processes (Thiết bị hàn hơi - Các mối nối ống mềm dùng cho thiết bị để hàn, cắt và các quá trình có liên quan).

ISO 5171, Pressure gauges equipment used in welding, cutting and allied processes (Các đầu ra của van chai dùng cho thiết bị để hàn, cắt và các quá trình có liên quan).

ISO 7289, Quick-action couplings with shut-off valves for gas welding, cutting and allied processes (Các khớp nối tác động nhanh có van ngắt dùng cho hàn hơi, cắt và các quá trình có liên quan).

ISO 7291:1999, Gas welding equipment - Pressure regulators for manifold systems used in welding, cutting and allied processes up to 300 bar (Thiết bị hàn hơi - Các bộ điều áp cho các hệ thống phân phối dùng trong hàn, cắt và các quá trình liên quan đến 300 bar).

ISO/TR 7470, Valves outlets for gas cylinders - List of provisions which are either standardized or in used (Các đầu ra của van cho các chai chứa khí - Danh mục các điều khoản đã được tiêu chuẩn hóa hoặc đang sử dụng).

ISO 9090, Gas tightness of equipment for gas welding and allied processes (Độ kín khí của các thiết bị dùng cho hàn hơi và các quá trình có liên quan).

ISO 15001 Anaesthenic and respiratory equipment - Compatibility with oxygen (Thiết bị gây mê và thiết bị thở - Tính tương thích với oxy).

EN 13918, Gas welding equipment - Integrated flownmeter regulators used on cylinders for welding, cutting and allied processes - Classification, specification and tests (Thiết bị hàn hơi - Các bộ điều chỉnh, lưu lượng tích hợp dùng trên các chai cho hàn, cắt và các quá trình có liên quan - Phân loại điều kiện kỹ thuật và thử nghiệm).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

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

3.1. Bộ điều áp điều chỉnh được (adjustable pressure regulator)

Thiết bị cung cấp phương tiện điều chỉnh việc cung cấp áp suất sử dụng thông thường khi vận hành.

3.2. Áp suất đóng (closure pressure)

P₄

Áp suất đầu ra ổn định, một phút sau khi dừng dòng, từ bộ điều áp mà với áp suất này dòng được đặt ở lưu lượng tiêu chuẩn.

3.3. Van chai tích hợp bộ điều áp (cylinder valve with integrated pressure regulator)

VIPR

Cơ cấu thường được lắp với đầu nối chai chứa khí và bao gồm hệ thống van ngắt và hệ thống giảm áp.

3.4. Cửa nạp (filling port)

Điểm trên thiết bị qua đó chai được nạp.

3.5. Đặc tính dòng (flow characteristic)

Sự thay đổi của áp suất đầu ra liên quan tới tốc độ dòng từ dung lượng dòng bằng không tới dung lượng dòng lớn nhất của bộ điều áp với áp suất đầu vào giữ không đổi.

3.6. Lưu lượng kế (flow gauge)

Thiết bị đo áp suất và để điều chỉnh / hiệu chuẩn đơn vị lưu lượng / dòng.

3.7. Lưu lượng kết (flowmeter)

Thiết bị đo và chỉ thị lưu lượng của khí riêng hoặc hỗn hợp khí.

3.8. Hiện tượng trễ (hysteresis)

Sự trễ của áp suất đầu ra (kết quả) khi lưu lượng (nguyên nhân) thay đổi sau cho giá trị áp suất đầu vào không đổi, các giá trị của áp suất đầu ra đo được khi tăng lưu lượng không trùng với giá trị của áp suất đầu ra đo được khi giảm lưu lượng.

3.9. Lưu lượng xả lớn nhất (maximum discharge flow)

Q­_max

Dòng lớn nhất do bộ điều áp cung cấp ở áp suất đầu ra danh định, p₂, và tại áp suất thử đầu vào, p₃.

3.10. Lỗ định cỡ (orifice)

Lỗ thu hẹp có mặt cắt ngang đã biết để cấp lưu lượng khí không đổi khi khí được cung cấp ở áp suất không đổi phía đầu dòng.

3.11. Bộ điều áp đặt trước (pre-set pressure regulator)

Bộ điều áp không được cung cấp phương tiện để người vận hành điều chỉnh áp suất khi sử dụng bình thường.

3.12. Đặc tính áp suất (pressure characteristic)

Sự khác nhau của áp suất đầu ra với áp suất đầu vào ở điều kiện lưu lượng ban đầu riêng.

3.13. Bộ điều áp (pressure regulator)

Cơ cấu để điều chỉnh áp suất đầu vào khác nhau thành áp suất đầu ra ít thay đổi nhất.

3.14. Cơ cấu ngắt chính (main shut-off mechamism)

Van ngắt giữa chai chứa khí và cơ cấu điều chỉnh của thiết bị.

3.15. Áp suất đầu ra danh nghĩa (rated outlet pressure)

P₂

Áp suất hạ lưu đối với lưu lượng tiêu chuẩn, Q₁, được quy định trong hướng dẫn sử dụng.

3.16. Van xả áp (pressure relief vaive)

Thiết bị được thiết kế để hạ áp suất quá mức từ phía xả của bộ điều áp tại giá trị đặt trước.

3.17. Cơ cấu vận hành thứ cấp (secondary operating mechanism)

Phương tiện để đặt lưu lượng dòng xả giữa không và lớn nhất.

3.18. Lưu lượng tiêu chuẩn (standard discharge)

Q₁

Tốc độ dòng chảy/ lưu tốc được quy định trong hướng dẫn sử dụng mà với nó bộ điều áp được thiết kế để duy trì áp suất đầu ra danh nghĩa, p₂, tại áp suất thử đầu vào, p₃.

3.19. Áp suất thử đầu vào (test inlet pressure)

p₃

Áp suất đầu vào tại đó lưu lượng tiêu chuẩn của bộ điều áp, Q­₁, được đo và bằng hai lần áp suất đầu ra, p₂, cộng 100 kPa, nghĩa là p₃ = (2p₂ + 100kPa).

3.20. Áp suất thử đầu ra (test outlet pressure)

p₅

Giá trị cao nhất hoặc thấp nhất của áp suất đầu ra kết quả của sự khác nhau tại áp suất đầu vào giữa p₁ và p₃, p₂ tại các điều kiện điều chỉnh trước p₁, p₂, Q₁.

3.21. Áp suất thử van (valve test pressure)

p_vt

Đối với khí nén p_vt = 1,2 x p_w.

3.22. Áp suất làm việc (working pressure)

p_w

Áp suất đặt ở nhiệt độ đồng đều 15^oC đối với chai chứa đầy khí.

CHÚ THÍCH 1: Đối với khí nén, p_w, trong tiêu chuẩn này tương đương với p₁ trong ISO 2503.

CHÚ THÍCH 2: Định nghĩa này chỉ áp dụng đối với khí nén và không áp dụng đối với khí hóa lỏng và khí hòa tan (acetylen).

4. Ký hiệu và tên gọi

Ký hiệu sử dụng cho tính chất lý học cho trong Bảng 1.

Bảng 1 - Ký hiệu và tên gọi

5. Yêu cầu thiết kế

5.1. Quy định chung

VIRP phải vận hành thỏa mãn trên phạm vi nhiệt độ sử dụng từ -20^oC đến +65^oC. Phạm vi này có thể được mở rộng trong khoảng thời gian ngắn (ví dụ, trong quá trình nạp). Khi cần có nhiệt độ làm việc cao hơn hoặc thấp hơn trong các khoảng thời gian dài hơn, khách hàng phải quy định một cách phù hợp.

VIPR phải có khả năng chịu được các ứng suất cơ học hoặc ăn mòn hóa học mà chúng có thể phải trải qua trong quá trình phục vụ theo dự định, ví dụ trong quá trình bảo quản, lắp vào các chai, quá trình nạp, vận chuyển và ngừng sử dụng chai.

5.2. Mô tả

Tiêu chuẩn này không mô tả các bộ phận cấu thành VIPR

Một van chai có bộ điều áp thích hợp (VIPR) gồm có:

Một thân,

Một đầu nối vào chai,

Một cơ cấu ngắt chính (để cách ly thiết bị với khí áp suất cao trong chai),

Một đầu nối nạp (có thể được lắp với một van không hồi lưu hoặc một van cách ly),

Cơ cấu điều chỉnh áp suất,

Một van an toàn áp suất trên phía áp suất thấp của cơ cấu điều chỉnh và

Một đầu nối ra (cho bộ phận sử dụng cuối).

Một VIPR cũng có thể được lắp với

Một cơ cấu vận hành phụ để chỉnh đặt lưu lượng ra,

CHÚ THÍCH: Một số thiết bị có thể có cả hai cơ cấu, một số thiết bị chỉ có một cơ cấu.

Một van an toàn áp suất để bảo vệ chai,

Một ống xi phông,

Một nút hoặc nắp có ren trên đầu ra và/hoặc đầu nối nạp,

Một cơ cấu hạn chế sự quá dòng,

Một phương tiện để ngăn sự xâm nhập của không khí môi trường xung quanh,

Một cơ cấu duy trì áp suất dư [xem TCVN 9314 (ISO 15996)],

Dụng cụ chỉ báo áp suất trên phía áp suất cao và/hoặc áp suất thấp của thiết bị,

Một cơ cấu điều chỉnh (kiểm soát) lưu lượng,

Một dụng cụ chỉ báo lưu lượng (ví dụ, lưu lượng kế hoặc dụng cụ đo dòng),

Các bộ lọc.

5.3. Vật liệu

Các vật liệu kim loại và phi kim loại tiếp xúc với khí phải tương thích về hóa học và/hoặc vật lý với khí [xem TCVN 6874-1 (ISO 11114-1) và TCVN 6874-2 (ISO 11114-2)].

Vì có nguy cơ tạo thành các cacbua dễ vỡ, VIPR dùng cho axetylen có thể được chế tạo từ các hợp kim dựa trên cơ sở đồng chỉ khi hàm lượng đồng không vượt quá 70% (theo khối lượng). Nhà sản xuất không được sử dụng bất cứ quy trình nào dẫn đến làm giàu lượng đồng trên bề mặt. Cũng vì các lý do tương tự, hàm lượng bạc của các hợp kim phải được hạn chế đối với VIPR dùng cho axetylen. Giới hạn chấp nhận được thay đổi từ 43% (theo khối lượng) đến 50%  (theo khối lượng).

Sức chống bắt cháy trong oxy hoặc các khí oxy hóa cao khác [xem TCVN 6550 (ISO 10156)] của các vật liệu phi kim loại và các chất bôi trơn phải được xác lập bằng một quy trình thử thích hợp [xem TCVN 6874-3 (ISO 11114-3)]. Khi trong quá trình nạp các hỗn hợp khí có chứa oxy (ngay cả khi nếu hỗn hợp cuối cùng là chất oxy hóa kém hơn không khí), có khả năng xảy ra oxy áp suất cao sẽ tiếp xúc với vật liệu này, do đó khách hàng phải quy định một cách phù hợp. Vật liệu bít kín phi kim loại được sử dụng với không khí, oxy và các khí giàu oxy phải có khả năng chịu được thử nghiệm nhạy cảm với lão hóa.

5.4. Dụng cụ chỉ báo áp suất

Có thể sử dụng các cơ cấu khác với áp kế để chỉ báo áp suất và lưu lượng. Dụng cụ chỉ báo áp suất phải là loại an toàn, nghĩa là người vận hành không bị thương trong trường hợp hư hỏng.

Nếu sử dụng các cơ cấu khác với áp kế thì chúng phải tuân theo các đặc điểm về an toàn của ISO 5171. Yêu cầu này cũng áp dụng cho các áp kế được sử dụng để chỉ báo lưu lượng.

5.5. Đầu nối nạp

Đầu nối nạp phải được thiết kế để thực hiện các điều kiện dịch vụ đã dự định. Đầu nối nạp phải tuân theo TCVN 6551 (ISO 5145), các tiêu chuẩn quốc gia có liên quan (xem ISO/TR 7470) hoặc là đầu nối độc quyền. Nếu đầu nối nạp tách biệt với đầu nối ra và không được trang bị một van một chiều hoặc van cách ly thì nó phải được trang bị một cơ cấu kín áp, ví dụ như một nút hoặc nắp chịu áp suất của van có thể được vận hành hoặc tháo ra chỉ bằng sử dụng dụng cụ chuyên dùng. Khi thích hợp, cơ cấu này phải được thiết kế để thông hơi cho khí trước khi được tháo ra.

Nếu đầu nối nạp được chế tạo thông tới đầu nối ra thì nó phải được thiết kế sao cho không cản trở đầu nối rút khí được chế tạo phù hợp với tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn quốc tế liên quan.

Van một chiều của đầu nối nạp, nếu được lắp, phải tuân theo các yêu cầu của 5.15 sau khi thử nghiệm như đã mô tả trong 6.15.

5.6. Đầu nối với chai

Đầu nối với chai phải phù hợp với các tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế [(ví dụ, 25E xem TCVN 9316-1 (ISO 11363-1)]. Nếu sử dụng các đầu nối khác, nhà sản xuất phải cung cấp bằng chứng bảo đảm rằng có thể đạt được độ bền cơ tương đương.

5.7. Đầu nối ra

Đầu nối ra phải là

a) Phụ tùng của một hãng độc quyền; nếu sử dụng một đầu nối nhanh thì nó phải tuân theo các thử nghiệm về độ bền lâu của ISO 7289 hoặc

b) Đầu nối hàn dùng cho ống mềm (ví dụ, ISO 3253 đối với đầu nối có ren hoặc ISO 7289 đối với các đầu nối nhanh hoặc tiêu chuẩn quốc gia) hoặc

c) Đầu nối ra của van chai áp suất cao [ví dụ, TCVN 6551 (ISO 5145)].

Nếu một van áp suất dư được lắp với đầu nối ra thì nó phải được thiết kế sao cho không cản trở đầu nối được chế tạo phù hợp với tiêu chuẩn có liên quan.

5.8. Áp suất đầu ra đối với axetylen

Đối với axetylen, áp suất đóng p₄ không được vượt quá 1,5 bar đối với tất cả các áp suất đầu vào khi cơ cấu điều chỉnh áp suất được nạp đầy.

5.9. Van điều chỉnh lưu lượng

Nếu lắp một van điều khiển lưu lượng thì núm điều khiển lưu lượng và trục van phải được giữ sao cho chúng không thể bị tháo ra mà không sử dụng dụng cụ để tháo.

Phải kiểm tra sự phù hợp bằng cách cố tháo núm điều khiển và trục van mà không sử dụng dụng cụ để tháo.

5.10. Cơ cấu điều chỉnh áp suất

Cơ cấu điều chỉnh áp suất, nếu được lắp, phải được giữ ở vị trí và chỉ tháo ra được bằng sử dụng dụng cụ. Van chai có bộ điều áp tích hợp (VIPR) phải được thiết kế sao cho van của bộ điều áp không thể giữ được ở vị trí mở do lò xo của bộ điều áp được nén tới chiều dài nhỏ nhất của nó và do đó cho phép khí đi qua từ phía áp suất cao đến phía áp suất thấp. Đối với VIPR được thiết kế để cho phép nạp vào chai thông qua đầu nối ra thì có thể sử dụng dụng cụ chuyên dùng để giữ cho van của bộ phận điều áp ở vị trí mở chỉ dùng cho nạp.

Phải kiểm tra sự phù hợp bằng mắt quan sát.

5.11. Lọc

Đế van bộ điều áp phải được bảo vệ tránh sự nhiễm bẩn bởi các hạt bụi bẩn (ví dụ như bằng cách sử dụng một bộ lọc). Phải lắp đặt một bộ lọc bụi có mặt cắt ngang hiệu dụng tương thích với lưu lượng xả bên trong bộ điều áp ở phía đầu dòng của van bộ điều áp. Bộ lọc phải giữ lại các hạt lớn hơn hoặc bằng 0,1 mm.

5.12. Van ngắt chính

Xem tiếp: Chai chứa khí - van chai chứa khí với bộ điều áp bên trong - yêu cầu kỹ thuật và thử kiểu - phần 2

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