TCVN 7388-1:2013 - phần 2

7.2.3. Các mối nguy hiểm tương thích vật liệu / khí khác, bao gồm ăn mòn ứng suất và cơ chế hóa giòn hydro gây ra bởi các khí khác ngoài hydro phải được đánh giá phù hợp với TCVN 6874-1 (ISO 11114-1) và ISO 11114-4.

7.3. Tính chiều dày thành của phần hình trụ tròn

Chiều dày nhỏ nhất cho phép của thành phần hình trụ tròn (a') không được nhỏ hơn chiều dày được tính toán theo công thức (1) và (2) và phải thỏa mãn điều kiện bổ sung (3):

trong đó giá trị của F là giá trị nhỏ hơn trong hai giá trị hoặc 0,85.

R_eg / R_mg không được vượt quá 0,9

Chiều dày thành phải thỏa mãn công thức (2)

với trị số tuyệt đối nhỏ nhất của a = 1,5 mm

Tỷ số nổ phải thỏa mãn với phép thử được nêu trong công thức (3)

ρ_b / ρ_h ≥ 1,6                                (3)

CHÚ THÍCH: Thông thường ρ_h = 1,5 lần áp suất làm việc đối với các khí nén cho các chai được thiết kế và chế tạo theo tiêu chuẩn này.

7.4. Tính các đỉnh và đáy lồi của chai

7.4.1. Chiều dày b, tại tâm của đỉnh và đáy lồi không được nhỏ hơn chiều dày được xác định theo các tiêu chí sau.

Khi bán kính bên trong của khuỷu cong, r, không nhỏ hơn 0,075 D, thì

b ≥ 1,5 a đối với 0,20 ≤ H/D < 0,40

b ≥ a     đối với H / D ≥ 0,40

Để đạt được sự phân bố ứng suất đáp ứng yêu cầu trong vùng nối chuyển tiếp giữa đỉnh, đáy lồi và thành chai, chiều dày của phần đỉnh và đáy lồi phải tăng lên dần dần bắt đầu từ điểm nối chuyển tiếp, đặc biệt là đối với đáy chai. Để áp dụng quy tắc này, điểm nối chuyển tiếp giữa thành chai, đỉnh và đáy lồi của chai được xác định bởi đường nằm ngang chỉ ra kích thước H trên Hình 1.

Yêu cầu này không áp dụng cho hình dạng b.

7.4.2. Nhà chế tạo chai phải chứng minh rằng thiết kế chai đáp ứng được yêu cầu quy định bằng thử áp lực theo chu kỳ được giới thiệu chi tiết trong 9.2.2.

Các hình dạng chỉ ra trên Hình 1 là điển hình đối với các đỉnh lồi và đáy lồi của chai. Các hình dạng a, b, d và e là các đáy chai và hình dạng c và f là các đỉnh của chai.

7.5. Tính đáy lõm chai

Khi sử dụng các đáy lõm chai (xem Hình 2), các giá trị thiết kế được kiến nghị như sau:

a₁ ≥ 2 a

a₂ ≥ 2 a

h ≥ 0,12 D

r ≥ 0,075 D

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

Để đạt được sự phân bố ứng suất đáp ứng yêu cầu quy định, chiều dày của chai phải tăng lên dần trong vùng chuyển tiếp giữa phần hình trụ tròn và đáy chai.

Trong bất kỳ trường hợp nào, nhà chế tạo phải chứng minh rằng thiết kế (kết cấu) chai đáp ứng yêu cầu quy định bằng thử áp lực theo chu kỳ được giới thiệu chi tiết trong 9.2.2.

Chú dẫn:

1 Phần hình trụ tròn

Hình 1 - Các đỉnh và đáy lồi điển hình của chai

Hình 2 - Đáy lõm chai

7.6. Thiết kế cổ chai

7.6.1. Đường kính ngoài và chiều dày của cổ chai phải đủ lớn để chịu được momen xoắn khi lắp van vào chai. Momen xoắn có thể thay đổi theo đường kính ren, dạng ren và vật liệu làm kín sử dụng trong lắp van.

CHÚ THÍCH: Thông tin về momen xoắn, xem TCVN 7389 (ISO 13341).

7.6.2. Khi xác định chiều dày nhỏ nhất phải cho phép sao cho chiều dày thành cổ chai sẽ tránh được sự giãn nở dư của cổ chai trong quá trình lắp van và sau khi lắp van vào chai mà không phải dùng đến chi tiết phụ như vòng cổ. Khi sử dụng momen xoắn lớn nhất cần để lắp van vào chai [xem TCVN 7389 (ISO 13341)] và các ứng suất tạo ra khi chai chịu áp suất thử sẽ không làm hư hại đường kính ngoài và chiều dày cổ chai được định hình. Trong trường hợp đặc biệt (thí dụ chai có thành rất mỏng), khi mà bản thân cổ chai không chịu nổi ứng suất, cổ chai có thể thiết kế thêm phần gia cố, như là một vòng cổ, hoặc ép nóng trên vành đai với điều kiện là vật liệu gia cố và kích thước được nhà chế tạo quy định rõ ràng và cấu hình này là một bộ phận của quá trình phê duyệt kiểu.

7.7. Vòng chân chai

Vòng chân chai được sử dụng phải đủ cứng vững và được chế tạo từ vật liệu thích hợp với vật liệu của chai. Hình dạng của vòng chân nên là hình trụ tròn và phải tạo ra được độ ổn định của chai. Vòng chân phải được kẹp chặt vào chai bằng phương pháp khác với hàn điện, hàn đồng hoặc hàn vảy. Bất cứ khe hở nào có thể tạo ra chỗ đọng nước cũng phải được bịt kín bằng phương pháp khác với hàn điện, hàn đồng hoặc hàn vảy.

7.8. Vòng cổ chai

Vòng cổ chai được sử dụng phải đủ cứng vững và được chế tạo từ vật liệu thích hợp với vật liệu của chai và phải được kẹp chặt vào chai bằng phương pháp khác với hàn điện, hàn đồng hoặc hàn vảy.

Nhà chế tạo phải cho phép rằng tải trọng dọc trục để tháo vòng cổ phải lớn hơn 10 lần khối lượng của chai rỗng nhưng không nhỏ hơn 1000 N và momen xoắn để quay vòng cổ phải lớn hơn 100 Nm.

7.9. Bản vẽ thiết kế

Bản vẽ thiết kế phải có đầy đủ kích thước, trong đó bao gồm, các đặc tính kỹ thuật của vật liệu và các chi tiết liên quan đến thiết kế của các khớp nối cố định. Các kích thước phụ tùng không cần độ an toàn có thể do khách hàng và nhà chế tạo thỏa thuận và không cần thiết nêu trong bản vẽ thiết kế.

8. Kết cấu và yêu cầu chế tạo

8.1. Quy định chung

Chai phải được chế tạo bằng

a) Rèn hoặc rèn bằng khuôn từ một phôi thép đúc đặc hoặc

b) Chế tạo từ ống thép không hàn hoặc

c) Dập từ tấm thép phẳng

Không được bổ sung thêm kim loại trong quá trình làm kín đỉnh và đáy chai. Không được chỉnh sửa các khuyết tật do chế tạo bằng cách nút kín các đáy.

8.2. Chiều dày thành chai

Phải kiểm tra chiều dày thành chai trong quá trình chế tạo mỗi chai hoặc vỏ chai bán thành phẩm. Chiều dày thành chai tại bất kỳ điểm nào cũng không được nhỏ hơn chiều dày nhỏ nhất đã quy định.

8.3. Khuyết tật bề mặt

Bề mặt bên trong và bên ngoài của chai đã chế tạo hoàn chỉnh không được có khuyết tật ảnh hưởng xấu đến sự làm việc an toàn của chai.

CHÚ THÍCH: Xem các ví dụ trong Phụ lục A về các khuyết tật và hướng dẫn đánh giá các khuyết tật.

8.4. Kiểm tra siêu âm

8.4.1. Sau khi hoàn thành nhiệt luyện cuối cùng và sau khi đã đạt được chiều dày cuối cùng thành chai, phải kiểm tra siêu âm từng chai để phát hiện khuyết tật bên trong, bên ngoài và dưới bề mặt theo quy định của Phụ lục B.

Đối với chai hoàn chỉnh nhỏ và chiều dài hình trụ nhỏ hơn 200 mm hoặc khi có tích số ρ_h x V < 600 (đối với R_ma ≥ 650 MPa) hoặc ρ_h x V < 1200 (đối với R_ma < 650 MPa), không cần kiểm tra siêu âm.

8.4.2. Bất kể chai nào có kích cỡ nào, phải kiểm tra siêu âm bằng một quá trình kiểm tra siêu âm bổ sung theo quy định trong 8.4.1 phần diện tích hình trụ được làm kín (tạo ra vai chai và trong trường hợp chai được chế tạo từ ống kể cả đáy chai) trước khi tạo hình để phát hiện khuyết tật có thể định vị tại đỉnh chai sau khi làm kín.

CHÚ THÍCH: Việc kiểm tra không cần nêu các thử nghiệm yêu cầu trong 6.4.2.

8.5. Độ không tròn

Độ không tròn của thành hình trụ tròn của chai, nghĩa là hiệu số giữa đường kính ngoài lớn nhất và nhỏ nhất tại cùng một mặt cắt ngang của chai không được vượt quá 2 % giá trị trung bình của các đường kính này.

8.6. Đường kính trung bình

Đường kính ngoài trung bình của phần hình trụ tròn bên ngoài các vùng chuyển tiếp trên một mặt cắt ngang không được sai lệch lớn hơn ± 1% so với đường kính thiết kế danh nghĩa.

8.7. Độ thẳng

Sai lệch lớn nhất của phần hình trụ tròn của thành chai so với đường thẳng không được vượt quá 3 mm trên một mét chiều dài (xem Hình 3).

8.8. Độ thẳng đứng và tính bền vững

Đối với chai được thiết kế đứng thẳng trên đáy của nó, độ sai lệch so với phương thẳng đứng không được vượt quá 10 mm trên một mét chiều dài (xem Hình 3) và đường kính ngoài của bề mặt tiếp xúc với mặt đất được kiến nghị lớn hơn 75 % đường kính ngoài danh nghĩa.

8.9. Ren cổ chai

Ren trong cổ chai phải phù hợp với tiêu chuẩn được công nhận mà các bên nhất trí cho phép sử dụng với một van thích hợp sao cho có tác dụng làm giảm tối thiểu ứng suất cổ chai ngay sau khi có thao tác vặn van. Phải kiểm tra ren trong cổ chai bằng cách sử dụng calip phù hợp với ren cổ chai đã thỏa thuận hoặc bằng phương pháp có sự nhất trí giữa các bên.

CHÚ THÍCH: Ví dụ, khi ren cổ chai được quy định theo TCVN 9316-1 (ISO 11363-1), calip tương ứng được quy định trong TCVN 9316-2 (ISO 11363-2).

Phải đặc biệt lưu ý đến việc đảm bảo tiện chính xác ren cổ chai, ren phải có hình dạng đầy đủ và không có bất kỳ profin nhọn nào, chẳng hạn gờ sắc.

Chú dẫn:

a Lớn nhất 0,01 x l (xem 8.8)

b Lớn nhất 0,003 x l (xem 8.7)

Hình 3 - Minh họa sai lệch của phần hình trụ tròn của thành chai so với đường thẳng và so với đường thẳng đứng

9. Quy trình phê duyệt kiểu

9.1. Yêu cầu chung

Bản đặc tính kỹ thuật của mỗi thiết kế mới của chai hoặc họ chai như được xác định trong mục f) bao gồm bản vẽ thiết kế, tính toán thiết kế, các chi tiết về thép, công nghệ chế tạo và chi tiết nhiệt luyện phải được nhà chế tạo đệ trình cho cơ quan kiểm tra. Phải thực hiện các thử nghiệm phê duyệt được chi tiết hóa trong 9.2 đối với mỗi thiết kế mới dưới sự giám sát của cơ quan kiểm tra.

Mỗi chai được xem là một thiết kế mới khi so sánh với một thiết kế hiện có đã được phê duyệt, khi áp dụng tối thiểu một trong các mục sau:

a) Chai được chế tạo trong một công ty khác;

b) Chai được chế tạo bởi một quá trình công nghệ khác (xem 8.1), việc này bao gồm trường hợp khi có sự thay đổi quá trình công nghệ được thực hiện trong chu kỳ sản xuất, chẳng hạn kết thúc rèn đến giai đoạn lốc tròn và thay đổi quá trình nhiệt luyện;

c) Chai được chế tạo bằng thép có thành phần hóa học khác với quy định trong 6.2.1;

d) Chai được nhiệt luyện theo quy trình khác vượt quá giới hạn quy định trong 6.4;

e) Đáy chai hoặc profin đáy chai đã thay đổi, ví dụ lõm, lồi, bán cầu, hoặc có sự thay đổi tỷ số chiều dày / đường kính chai;

f) Chiều dài toàn bộ của chai tăng lên quá 50% (các chai có tỷ số chiều dài / đường kính nhỏ hơn 3 không được dùng làm chai chuẩn cho bất kỳ thiết kế mới nào có tỷ số trên lớn hơn 3);

g) Đường kính ngoài danh nghĩa đã thay đổi;

h) Chiều dày nhỏ nhất có cho phép đã thay đổi;

i) Áp suất thử thủy lực, ρ_h, đã tăng lên (khi một chai sẽ được sử dụng cho chế độ áp suất thấp hơn áp suất dùng để thiết kế chai xin phê duyệt kiểu thì chai này không được xem là thiết kế mới);

j) Giới hạn chảy nhỏ nhất cho phép (R_eg) và/hoặc giới hạn bền kéo nhỏ nhất cho phép (R_mg) đối với chai hoàn thiện đã thay đổi.

9.2. Thử mẫu đầu tiên

9.2.1. Yêu cầu chung

Phải có ít nhất 50 chai được nhà chế tạo cho phép là đại diện cho thiết kế mới được đưa vào thử mẫu đầu tiên. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng đặc biệt, tổng số chai yêu cầu có thể nhỏ hơn 50 cũng đủ để hoàn thành các thử nghiệm mẫu đầu tiên yêu cầu, ngoài số lượng sản xuất, nhưng trong trường hợp này, giá trị pháp lý phê chuẩn bị hạn chế cho lô sản xuất riêng biệt đó.

Trong quá trình phê duyệt kiểu, cơ quan kiểm tra phải lựa chọn các chai cần cho thử nghiệm và

a) Kiểm tra xác nhận:

- Sự phù hợp của thiết kế với các yêu cầu của Điều 7;

- Chiều dày của các thành và các đỉnh và đáy chai trên hai chai (các chai này được dùng cho thử cơ tính) đáp ứng các yêu cầu 7.3 đến 7.6, các kích thước đo được tại ít nhât là ba mặt cắt ngang của phần hình trụ tròn của chai và trên một mặt cắt dọc của đáy và đỉnh chai;

- Sự tuân thủ các yêu cầu của Điều 6;

- Sự tuân thủ các yêu cầu của 7.6, 7.7, 7.8 và 8.5 đến 8.9 đối với tất cả các chai do cơ quan kiểm tra lựa chọn;

- Các bề mặt trong và ngoài của các chai không có khuyết tật có thể gây mất an toàn cho sử dụng chai (xem các ví dụ của Phụ lục A).

b) Giám sát các thử nghiệm sau trên các chai được chọn:

- Các thử nghiệm quy định trong 10.1.2 a) (thử nổ thủy lực) trên hai chai, đã được đóng nhãn;

- Các thử nghiệm quy định trong 10.1.2 b) (thử cơ tính) trên hai chai, các mẫu thử phải đồng nhất với lô chai;

- Các thử nghiệm quy định trong 9.2.3 (thử đáy) trên hai chai được lựa chọn cho việc thử cơ tính;

- Các thử nghiệm quy định trong 9.2.2 (thử áp suất theo chu kỳ) trên ba chai, các chai đã được đóng nhãn;

- Yêu cầu hình học đối với ren cổ chai cần tuân thủ cho tất cả các chai được lựa chọn để kiểm tra.

9.2.2. Thử áp suất theo chu kỳ

Phép thử này phải được thực hiện trên chai đã được ghi nhãn bởi chất lỏng không ăn mòn tạo ra sự đảo ngược liên tiếp theo chu kỳ của áp suất giới hạn trên ở trong chai, áp suất này tối thiểu phải bằng áp suất thử thủy lực, ρ_h. Chai phải chịu được 12000 chu kỳ mà không bị phá hủy.

Đối với các chai có áp suất thử thủy lực ρ_h > 450 bar, áp suất giới hạn trên của chu kỳ có thể được giảm đi tới 2/3 áp suất thử này. Trong trường hợp này, chai phải chịu được 80 000 chu kỳ mà không bị phá hủy.

Giá trị của áp suất giới hạn dưới của chu kỳ không vượt quá 10 % áp suất giới hạn trên của chu kỳ nhưng trong mọi trường hợp không vượt quá 30 bar.

Chai phải thực sự chịu áp suất cao nhất và thấp nhất của chu kỳ trong khi thử.

Tần số đảo ngược của áp suất không được vượt quá 0,25 Hz (15 chu kỳ/min). Nhiệt độ đo được trên bề mặt ngoài của chai không được vượt quá 50^oC trong quá trình thử.

Sau thử nghiệm, các đáy chai được cắt ra để đo chiều dày và cho phép rằng chiều dày này rất gần với chiều dày nhỏ nhất được quy định trong thiết kế và phải nằm trong giới hạn dung sai sản xuất thông thường. Không được có trường hợp nào, chiều dày thực của đáy chai vượt quá chiều dày quy định trên bản vẽ hơn 15 %.

Phép thử được coi là đạt yêu cầu nếu chai đạt được số chu kỳ yêu cầu mà không có sự rò rỉ.

Xem lại: TCVN 7388-1:2013 - phần 1

Xem tiếp: TCVN 7388-1:2013 - phần 3

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