TCVN 10124:2013 - phần 1

Tác giả Sudo Ecommerce 06/09/2024 23 phút đọc

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10124:2013

ISO 11513:2011

CHAI CHỨA KHÍ - CHAI BẰNG THÉP, HÀN, NẠP LẠI ĐƯỢC CÓ VẬT LIỆU CHỨA KHÍ Ở ÁP SUẤT DƯỚI ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN (TRỪ AXETYLEN) - THIẾT KẾ, KẾT CÂU, THỬ NGHIỆM, SỬ DỤNG VÀ KIẾM TRA ĐỊNH KỲ

Gas cylinders - Refillable welded steel cylinders containing materials for sub- atmospheric gas packaging (excluding acetylene) - Design, construction, testing, use and periodic inspection

Lời nói đầu

TCVN 10124:2013 hoàn toàn tương đương với ISO 11513:2011

TCVN 10124:2013 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.

Gas cylinders - Refillable welded steel cylinders containing materials for sub- atmospheric gas packaging (excluding acetylene) - Design, construction, testing, use and periodic inspection

CẢNH BÁO: Tiêu chuẩn này yêu cầu sử dụng các chất và các qui trình có thể gây hại cho sức khỏe nếu không có các biện pháp phòng ngừa thích hợp. Tiêu chuẩn này chỉ đề cập đến sự thích hợp về kỹ thuật và không miễn trách nhiệm cho người sử dụng khỏi nghĩa vụ pháp lý liên quan đến sức khỏe và an toàn ở bất cứ giai đoạn nào. Vấn đề đã được thừa nhận trong soạn thảo tiêu chuẩn này là việc thực hiện các điều khoản của tiêu chuẩn được giao cho người có kinh nghiệm và được cấp chứng chỉ thích hợp.

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu tối thiểu đối với vật liệu, thiết kế, chế tạo, chất lượng chế tạo, kiểm tra và thử nghiệm trong sản xuất các chai bằng thép hàn nạp lại được để bảo quản các khí hóa lỏng và khí nén ở áp suất dưới áp suất khí quyển. Tiêu chuẩn này chỉ áp dụng cho bản thân các chai, bất kể các vật liệu được chứa trong chai (ví dụ, các chất hấp phụ, môi chất, vật chất và/hoặc các khí) và các ứng dụng có liên quan khác. Các chai có áp suất thử không lớn hơn 42 bar và dung tích nước từ 0,5 L đến 12 L được tiếp xúc với nhiệt độ môi trường xung quanh nhằm mục đích làm cho việc bảo quản ở áp suất dưới áp suất khí quyển các khí hóa lỏng và khí nén được dễ dàng. Kiểm tra ở thời điểm nạp được quy định trong Phụ lục B.

Các khí hóa lỏng có áp suất cao và áp suất thấp như quy định trong Phụ lục C có thể được nạp một cách thích hợp vào các chai này. Áp suất nạp sẽ nhỏ hơn một bar theo áp kế ở 21 °C.

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 198 (ISO 7438), Vật liệu kim loại - Thử uốn.

TCVN 7388-3:2013 (ISO 9809-3:2010), Chai chứa khí- Chai chứa khí bằng thép không hàn nạp lại được - Thiết kế, kết cấu và thử nghiệm - Phần 3: Chai bằng thép thường hoá.

TCVN 6872:2013 (ISO 11117:2013), Chai chứa khí - Mũ bảo vệ van và vỏ bảo vệ van - Thiết kế, kết cấu và thử nghiệm;

TCVN 7860 (ISO 4978), Sản phẩm thép cán phẳng để chế tạo chai chứa khí bằng phương pháp hàn.

ISO 2504, Radiography of welds and viewing conditions for films - Utilization of the recommended patterns of image quality indications (I.Q.I) [Chụp ảnh tia bức xạ các mối hàn và các điều kiện quan sát phim - Sử dụng các mẫu chỉ thị chất lượng hình ảnh (I.Q.I) được khuyến nghị].

ISO 6892-1, Metallic materials - Tensile testing - Part 1: Method of test at room temperature (Vật liệu kim loại - Thử kéo - Phần 1: Phương pháp thử ở nhiệt độ phòng).

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

ISO 15614-1, Specification and qualification of welding procedures for metallic materials - Welding procedure test - Part 1: Arc and gas welding of steels and arc welding of nickel and nickel alloys (Điều kiện kỹ thuật và cấp chứng chỉ các qui trình hàn đối với vật liệu kim loại - Thử qui trình hàn - Phần 1: Hàn hồ quang và hàn khí cháy đối với thép và hàn hồ quang đối với niken và các hợp kim niken).

ISO 17637, Non-destructive testing of welds - Visual testing of fusion-welded joints (Thử không phá hủy mối hàn - Kiểm tra bằng mắt các mối nối hàn nóng chảy).

ISO 17639, Destructive tests on welds in metallic materials - Macroscopic and microscopic examination of welds (Thử phá hủy các mối hàn trong vật liệu kim loại - Kiểm tra thô đại và vi mô các mối hàn).

UN Recommendations on the transport of dangerous goods - Model regulations, sixteenth edition, Packaging Note P200 (Kiến nghị của Liên hiệp quốc về vận chuyển các hàng hóa nguy hiểm - Các quy định mẫu - Xuất bản lần thứ 6, Chú thích về bao gói P200).

3. Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu

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

3.1. Thuật ngữ và định nghĩa

3.1.1. Giới hạn chảy (yield strength)

Giá trị tương đương với giới hạn chảy dưới, R_eL hoặc 0.92 x giới hạn chảy trên, R_eH, hoặc đối với các thép không biểu thị biến dạng dẻo quy định, là độ bền thử 0,2 %, R_p0,2

3.1.2. Khử ứng suất (stress relieving)

Sự xử lý nhiệt đối với vỏ chai chịu áp lực kéo bằng cách nung nóng tới một nhiệt độ đồng đều ở dưới điểm tới hạn dưới, AC₁ của thép và làm nguội trong không khí tĩnh.

CHÚ THÍCH: Mục tiêu của sự khử ứng suất là giảm ứng suất dư mà không làm thay đổi tổ chức luyện kim của thép.

3.1.3. Lô sản phẩm (batch)

Số lượng các chai chứa khí được gia công hoàn thiện liên tục trong một thời gian xác định, có cùng một thiết kế, kích cỡ, điều kiện kỹ thuật của vật liệu và khuôn đúc cho mỗi chi tiết chịu áp lực trên cùng một thiết bị và được xử lý nhiệt trong các điều kiện như nhau.

CHÚ THÍCH: Có thể sử dụng các nhà cung cấp khác nhau cho các chi tiết chịu áp lực khác nhau trong một lô, ví dụ, một nhà cung cấp vỏ chai, một nhà cung cấp khác cho các nút.

3.1.4. Hệ số ứng suất thiết kế, F (design stress factor)

Tỷ số giữa ứng suất tương đương của thành chai ở áp suất thử, P_h và giới hạn chảy nhỏ nhất được bảo đảm, R_eg.

3.1.5. Chứa khí ở áp suất dưới áp suất khí quyển (sub-atmospheric gas packaging)

Chứa nguồn khí để bảo quản và cung cấp khí ở áp suất dưới áp suất khí quyển bao gồm một đồ

chứa (ví dụ, chai chứa khí và van xả) để bảo quản và cung cấp khí ở áp suất nhỏ hơn 1 bar trong các điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường.

CHÚ THÍCH: Đồ chứa có thể hợp nhất với một môi chất để làm giảm áp suất của khí tới các mức dưới áp suất khí quyển.

3.2. Ký hiệu

a Chiều dày tính toán nhỏ nhất, tính bằng milimét, của vỏ chai hình trụ.

a’ Chiều dày nhỏ nhất được bảo đảm, tính bằng milimét, của vỏ chai hình trụ, bao gồm cả

lượng dư cho ăn mòn, xem 8.1).

a₁ Chiều dày nhỏ nhất được bảo đảm, tính bằng milimét, của đáy lõm tại chỗ lượn chuyển tiếp, xem Hình 1a).

a₂Chiều dày nhỏ nhất được bảo đảm, tính bẳng milimét, tại tâm của đáy lõm, xem Hình 1a).

b Chiều dày tính toán nhỏ nhất, tính bằng milimét, của đầu nút chai.

A Độ giãn dài, tính bằng phần trăm sau khi đứt.

D Đường kính ngoài của chai, tính bằng milimét.

d Đường kính trong của chai, tính bằng milimét.

F Hệ số ứng suất thiết kế.

h Chiều cao bên ngoài, tính bằng milimét của chi tiết có đáy lồi. Xem Hình 1a).

L Chiều dài của chai, tính bằng milimét.

p_b Áp suất nổ đo được, tính bằng bar, ở trên áp suất khí quyển trong thử nổ.

p_h Áp suất thử ở trên áp suất khí quyển, tính bằng bar.

p_y Áp suất quan sát được khi chai bắt đầu biến dạng dẻo trong quá trình thử nổ bằng thủy lực, tính bằng bar, ở trên áp suất khí quyển.

r Bán kính đường cong chuyển tiếp bên trong, tính bằng milimét. Xem các Hình 1 và 2.

R_eg Giới hạn chảy nhỏ nhất được bảo đảm tính bẳng megapascal (giới hạn chảy như đã định nghĩa trong 3.1.1) đối với chai được gia công hoàn thiện và được sử dụng cho tính toán thiết kế.

R_ea Giá trị của giới hạn chảy thực tính bằng megapascal (giới hạn chảy như đã định nghĩa trong 3.1.1), được xác định bằng thử kéo. Xem 9.4.2.2.

R_ma Giá trị của độ bền kéo thực tính bằng megapascal như đã xác định bằng thử kéo. Xem 9.42.2.

R_mgĐộ bền kéo nhỏ nhất được bảo đảm tính bằng megapascal, đối với chai được gia công hoàn thiện và được sử dụng cho tính toán thiết kế.

4. Kiểm tra và thử nghiệm

Phải đánh giá sự phù hợp theo các quy định có liên quan của pháp luật.

Để đảm bảo cho các chai phù hợp với tiêu chuẩn này, chúng nên được kiểm tra và thử nghiệm bởi một cơ quan kiểm tra có thẩm quyền được công nhận.

Thiết bị được sử dụng cho đo lường, thử nghiệm và kiểm tra trong quá trình sản xuất phải được bảo dưỡng và hiệu chuẩn theo một hệ thống quản lý chất lượng đã được lập thành tài liệu.

5. Vật liệu và sự giảm ứng suất

5.1. Vật liệu cho vỏ chai và phôi dập đầu chai phải phù hợp với TCVN 7860 (ISO 4978) hoặc TCVN 7388 -3 (ISO 9809-3).

CHÚ THÍCH: "Vật liệu" đề cập đến các vật liệu ở trạng thái trước khi biến đổi trong quá trình chế tạo.

Để phù hợp công nghệ sản xuất thép hiện đại và các mác thép dùng cho mục đích chịu áp lực, tiêu chuẩn này áp dụng các giới hạn như nhau về hàm lượng của lưu huỳnh và phot pho như đã cho trong 5.9.1 của TCVN 6292: 2013 (ISO 4706:2008) với các chai bằng thép hàn, nạp lại được và trong Bảng 3 của TCVN 7388-3:2013 (ISO 9809-3:2010). cần lưu ý các giới hạn sau:

- Cacbon:	≤ 0,25 %;
- Silic :	£ 0,45%;
- Mangan:	£ 1,6%;
- Photpho:	£ 0,040%;
- Sunfua :	£ 0,040 %.

5.2. Tất cả các chi tiết được hàn vào chai chứa khí phải được chế tạo bằng các vật liệu thích hợp có tính hàn.

5.3. Các vật liệu hàn do nhà sản xuất lựa chọn phải thích hợp với các vật liệu cơ bản và phải tạo ra được các mối hàn đáp ứng được các giá trị độ bền tối thiểu được sử dụng trong thiết kế chai chứa khí và được nhà sản xuất bảo đảm đối với chai được gia công hoàn thiện.

5.4. Nhà sản xuất chai chứa khí phải có các chứng chỉ phân tích mẻ nấu và cơ tính của thép được cung cấp để cấu tạo các chi tiết chịu áp lực của chai.

5.5. Nhà sản xuất phải duy trì một hệ thống nhận dạng các vật liệu được sử dụng trong chế tạo sao cho tất cả các vật liệu cho chế tạo các chi tiết chịu áp lực trong toàn bộ chai chứa khí đều có thể truy tìm được nguồn gốc của chúng.

5.6. Các mác thép được sử dụng cho chế tạo chai phải thích hợp cho dịch vụ cung cấp khí dự định sử dụng, ví dụ, các khí ăn mòn, các khí gây giòn. Xem TCVN 6874-1 (ISO 11114-1).

5.7. Vỏ chai và nút chai chịu áp lực kéo phải được cung cấp ở trạng thái khử ứng suất dư không cho phép khử ứng suất cục bộ của vỏ và nút chai chịu áp lực kéo.

Chất lượng của các mối hàn phải được kiểm tra không phá hủy (NDE) hoặc các biện pháp tương đương khác để chứng minh rằng chai chứa khí thích hợp cho phục vụ theo dự định. Xem 9.7.4.

Nhiệt độ thực của giảm ứng suất cho một loại thép đối với độ bền kéo đã cho không được sai lệch lớn hơn 30 °C so với nhiệt độ do nhà sản xuất quy định cho kiểu chai chứa khí.

5.8. Các tính chất vật liệu của các chai đã được gia công hoàn thiện phải thích hợp để đáp ứng các yêu cầu của Điều 8 và Điều 9.

Chỉ có thể sử dụng các chai chứa khí bằng thép chịu được sự giòn hydro cho các khí được ấn định thuộc điều khoản bao gói đặc biệt “d” như đã cho trong Bảng 2, P200 của các quy định mẫu UN (liên hiệp quốc). Xem Phụ lục C.

6. Thiết kế

6.1. Quy định chung

6.1.1. Tính toán chiều dày thành của các chi tiết chịu áp lực phải dựa vào giới hạn chảy nhỏ nhất được bảo đảm, R_eg đối với vật liệu cơ bản trong chai chứa khí đã được gia công hoàn thiện.

Đối với một số loại khí, có thể áp dụng các chiều dày bổ sung tính đến ăn mòn.

6.1.2. Để phục vụ cho tính toán, giá trị của giới hạn chảy, R_eg phải được giới hạn tới giá trị lớn nhất là 0,85 R_mg.

6.1.3. Áp suất bên trong dùng cho tính toán chiều dày nhỏ nhất của thành bên chai chứa khí phải là áp suất thử, P_h.

6.1.4. Phải lập bản vẽ có đầy đủ các kích thước, bao gồm cả điều kiện kỹ thuật của vật liệu.

6.2. Tính toán chiều dày thành hình trụ

Chiều dày nhỏ nhất được bảo đảm của vỏ chai hình trụ không được nhỏ hơn chiều dày tính toán theo công thức sau:

Trong đó F là giá trị nhỏ hơn trong các giá trị hoặc 0,77

không được vượt quá 0,85

Chiều dày nhỏ nhất được bảo đảm của vỏ chai cũng phải phù hợp với 6.4.

6.3. Thiết kế các loại đáy chai

CHÚ THÍCH: Ví dụ về các đáy chai điển hình được giới thiệu trên Hình 1. Hlnh 1a) là đáy lõm điển hình chịu nén và Hình 1b) là nút chai điển hình dùng để bít kín đỉnh chai.

6.3.1. Quy định chung

Chiều dày đáy chai có đáy lõm không được nhỏ hơn chiều dày thành nhỏ nhất được bảo đảm của vỏ chai hình trụ đã quy định trong 6.2.

6.3.2. Thiết kế đáy lõm chịu nén

Khi sử dụng đáy lõm [xem Hình 1a)], nên dùng các giá trị thiết kế sau:

a₁³ 2a

a₂³ 2a

h³ 0,12D

r³ 0,075D

Bản vẽ thiết kế tối thiểu phải chỉ ra các giá trị của a₁, a₂, h, r.

Trong mọi trường hợp nhà sản xuất chai phải chứng minh bằng thử nghiệm chu trình áp suất được cho trong 8.3.2 rằng thiết kế của đáy chai đáp ứng yêu cầu quy định.

CHÚ THÍCH 1: Ví dụ về một đáy lõm điển hình được giới thiệu trên Hình 1 a)

Xem tiếp: TCVN 10124:2013 - phần 1

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