TCVN 8614:2010 - PHẦN 1

Tác giả Sudo Ecommerce 06/09/2024 20 phút đọc

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 8614:2010

KHÍ THIÊN NHIÊN HÓA LỎNG (LNG) - HỆ THỐNG THIẾT BỊ VÀ LẮP ĐẶT - THỬ NGHIỆM TÍNH TƯƠNG THÍCH CỦA CÁC LOẠI VÒNG ĐỆM ĐƯỢC THIẾT KẾ CHO ĐẤU NỐI BẰNG MẶT BÍCH TRÊN ĐƯỜNG ỐNG LNG

Liquefied natural gas (LNG) - Equipment and installations - Suitability testing of gaskets designed for flanged joints used on LNG piping

Lời nói đầu

TCVN 8614:2010 tương đương có sửa đổi với EN 12308:1998.

TCVN 8614:2010 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 58 Chai chứa khí phối hợp với Viện Dầu khí Việt Nam biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

KHÍ THIÊN NHIÊN HÓA LỎNG (LNG) - HỆ THỐNG THIẾT BỊ VÀ LẮP ĐẶT - THỬ NGHIỆM TÍNH TƯƠNG THÍCH CỦA CÁC LOẠI VÒNG ĐỆM ĐƯỢC THIẾT KẾ CHO ĐẤU NỐI BẰNG MẶT BÍCH TRÊN ĐƯỜNG ỐNG LNG

Liquefied natural gas (LNG) - Equipment and installations - Suitability testing of gaskets designed for flanged joints used on LNG piping

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn quy định các thử nghiệm được thực hiện để đánh giá tính tương thích của các vòng đệm được thiết kế cho đấu nối bằng mặt bích trên đường ống dẫn khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG).

Tiêu chuẩn áp dụng cho vòng đệm với:

- Áp suất danh nghĩa từ PN 16 đến PN 100;

- Đường kính danh nghĩa từ DN 10 đến DN 1000;

- Phân cấp từ cấp 150 đến cấp 900;

- Khoảng đường kính danh nghĩa cho mặt bích từ NPS 1/4 đến NPS 42.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết khi áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng 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 bản sửa đổi (nếu có).

TCVN 8610 (EN 1160), Khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) - Hệ thống thiết bị và lắp đặt - Tính chất chung của LNG.

EN 764, Pressure equipment - Terminology and symbols - Pressure, temperature, volume (Thiết bị chịu áp - Thuật ngữ và ký hiệu - Áp suất, nhiệt độ, thể tích).

EN 1333, Pipework components - Definition and selection of PN (Thành phần hệ thống đường ống - Định nghĩa và lựa chọn PN).

EN 1514-1, Flanges and their joints - Dimensions of gaskets for PN-designed flanges - Part 1: Non-metallic flat gaskets with or without inserts (Mặt bích và khớp nối - Kích thước của miếng đệm cho thiết kế mặt bích PN - Phần 1: Miếng đệm phẳng phi kim có hoặc không có chèn).

EN 1514-2, Flanges and their joints - Dimensions of gaskets for PN-designed flanges - Part 2: Spiral wound gaskets for use with steel flanges (Mặt bích và khớp nối - Kích thước của miếng đệm cho thiết kế mặt bích PN - Phần 2: Miếng đệm lõi xoắn sử dụng với mặt bích thép).

EN 1514-3, Flanges and their joints - Dimensions of gaskets for PN-designed flanges - Part 3: Non- metallic PTFE envelope gaskets (Mặt bích và khớp nối - Kích thước của miếng đệm cho thiết kế mặt bích PN - Phần 3: Miếng đệm đóng bao PTFE phi kim).

EN 1514-4, Flanges and their joints - Dimensions of gaskets for PN-designed flanges - Part 4: Corrugated, flat or grooved metallic and filled metallic gaskets fot use with steel flanges (Mặt bích và khớp nối - Kích thước của miếng đệm cho thiết kế mặt bích PN - Phần 4: Kim loại dạng lượn sóng, phẳng hay đường rãnh và kim loại cốt liệu sử dụng với mặt bích thép).

EN 1515-1, Flanges and their joints - Bolting - Part 1: Selection of bolting (Mặt bích và khớp nối - Mối ghép bulông - Phần 1: Lựa chọn mối ghép bulông).

EN 1515-2, Flanges and their joints - Bolting - Part 2: Combination of flange and bolting materials for steel flanges - PN designated (Mặt bích và khớp nối - Mối ghép bulông - Phần 2: Kết hợp mặt bích và vật liệu bắt bulông cho mặt bích bằng thép - PN được chỉ định).

ISO 6708, Pipework components - Definition and selection of DN (nominal size) (Thành phần hệ thống đường ống - Định nghĩa và lựa chọn các DN (kích thước danh nghĩa).

3. Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu viết tắt

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

3.1. Khí thiên nhiên hóa lỏng (Liquefied natural gas, LNG)

Xem TCVN 8610 (EN 1160).

3.2. Đường kính danh nghĩa (Nominal diameter, DN)

Xem ISO 6708.

3.3. Áp suất danh nghĩa (Nominal pressure, PN)

Xem EN 1333.

3.4. NPS

Ký hiệu bằng số của kích thước đường kính ngoài theo hệ mét nguồn ANSI chỉ sử dụng liên quan tới với mặt bích, nó áp dụng chung cho tất cả các thành phần trong hệ thống đường ống không theo các kí hiệu này. Đây là số làm tròn thích hợp cho mục đích tham khảo mà thông thường chỉ liên quan một phần đến kích thước chế tạo tính bằng inch.

CHÚ THÍCH 1: Sau ký hiệu NPS là số.

CHÚ THÍCH 2: NPS không phải là đối tượng để đo và không được sử dụng với mục đích tính toán.

3.5. Cấp (Class)

Kí hiệu bằng số nhằm mục đích tham chiếu, chỉ sử dụng cho mặt bích hệ mét theo ANSI.

CHÚ THÍCH 1: Kí hiệu từ “cấp" theo số mẫu tham khảo thích hợp.

CHÚ THÍCH 2: Số theo sau “cấp" không đại diện cho một giá trị đo nào và nó không được sử dụng để tính toán hoặc dẫn ra bằng đơn vị.

CHÚ THÍCH 3: Áp suất cho phép lớn nhất phụ thuộc theo số cấp, vật liệu và thiết kế của phụ kiện. Hệ số hiệu chỉnh cho phép đối với nhiệt độ, v.v..., được đưa ra ở bảng ghi các dải giá trị của p/T trong các tiêu chuẩn thích hợp.

3.6. Cấp áp suất (Class of pressure)

Áp suất danh nghĩa (PN) hay phân loại.

3.7. Áp suất cho phép (Allowable pressure, p_s)

Xem EN 764.

3.8. Tải trọng bulông yêu cầu (Required bolting load, F_a)

Lực tác dụng để đảm bảo độ cứng của các khớp nối trong điều kiện hoạt động bình thường.

4. Yêu cầu thiết kế của vòng đệm được thử nghiệm

Vòng đệm để thử nghiệm phù hợp trong tiêu chuẩn này phải đáp ứng các yêu cầu từ EN 1514-1 cho đến EN 1514-4, EN 1515-1 và EN 1515-2 và bất kì yêu cầu cần thiết nào của TCVN 8610 (EN 1160).

5. Tài liệu kĩ thuật của nhà sản xuất vòng đệm

Nhà sản xuất phải cung cấp thông số kĩ thuật áp dụng cho vòng đệm, cụ thể là:

a) Các chỉ số kích thước vòng đệm;

b) Các bản vẽ lắp ráp vòng đệm;

c) Tải trọng bulông yêu cầu F_a của khớp nối được thiết kế để đảm bảo độ kín trong điều kiện dưới đây:

1) Khoảng nhiệt độ vận hành từ -165 °C đến +60 °C;

2) Khoảng áp suất vận hành từ 0 Pa đến 1,15 lần áp suất cho phép (P_s) của khớp nối.

d) Độ dày của vòng đệm và độ cao lắp ghép, H, của mặt bích (xem Hình C.2) sau khi siết chặt bằng tải trọng bulông yêu cầu F_a.

Khi tính tải trọng bulông yêu cầu của khớp nối để điều kiện thử nghiệm ấn định như trên, nhà sản xuất sẽ tính đến như sau:

- Đặc điểm của bulông được chọn;

- Nới lỏng bulông ngược chiều do chênh lệch nhiệt của thành phần mối nối trong chu kỳ xả lạnh;

- Nới lỏng bulông xuôi chiều do thay đổi vị trí tương đối của thành phần mối nối trong lúc làm lạnh ban đầu.

Phụ lục A mô tả các ứng suất nhiệt và cơ học mà gioăng phải chịu trong mối nối, đề xuất cách siết kín mối nối.

6. Kiểm tra tính tương thích giữa tải trọng bulông và sức bền cơ học của thành phần mối nối

6.1. Tính tương thích với mặt bích

Cần thiết phải kiểm tra bằng tính toán sức bền cơ học mà tải trọng bulông yêu cầu F_a không gây phát sinh bất kì biến dạng lâu dài nào của các vòng đệm trong điều kiện ứng suất cơ nhiệt được nêu rõ trong Bảng 1.

Bảng 1 - Ứng suất được tính đến khi kiểm tra sức bền cơ học của mặt bích

Loại ứng suất	Đại lượng	Chu kỳ xả lạnh
Nhiệt độ	15 °C	Từ 15 °C xuống -165 °C cho chu kỳ dưới đây:5 min khi DN ≤ 15015 min khi 150 < DN ≤ 30060 min khi 300 < DN ≤ 1000
Áp suất tương đối bên trong khớp nối	1,15 x p_s	1,15 x p_s
Tải trọng cơ học	F_a	F_a

Cần thiết phải kiểm tra sự tính toán sức bền cơ học mà tải trọng bulông yêu cầu F_a có thể ứng dụng mà không gây phát sinh bất cứ biến dạng lâu dài nào với các bulông.

6.2. Tính tương thích với bulông

Tính tương hợp được coi như chứng minh được nếu điều kiện sau được thỏa mãn:

F_a ≤ n x F_b

Trong đó:

n là số bulông;

F_b là tải trọng cho phép lớn nhất của mỗi bulông.

Tải trọng F_a phải được tính toán dựa trên giả thiết rằng bulông chịu tải trọng kéo thuần, chịu tải trọng uốn gây ra bởi bích bị khum do siết bulông, và cũng có thể chịu tải trọng xoắn do cách siết bulông.

7. Phương tiện và trang thiết bị yêu cầu cho thử nghiệm

7.1. Thiết bị thử nghiệm

Thiết bị thử gồm 2 đoạn ống được ghép lại và giữa chúng đặt gioăng cần thử.

Đoạn ống được lắp các ống nhánh để:

- Cung cấp LNG;

- Xả đọng thiết bị thử nghiệm;

- Tạo áp thiết bị thử nghiệm;

- Đo nhiệt độ và áp suất của LNG chứa trong trục cuộn.

Phụ lục B đưa ra các tiêu chuẩn của thiết bị thử nghiệm.

7.2. Thiết bị đo

Sử dụng những thiết bị sau để đo những điều kiện thử nghiệm của vòng đệm:

- Một dụng cụ siết thủy lực hay cần siết lực để siết chặt bulông;

- Một vi kế (micrometer) với khoảng chia 0,01 mm để xác định tải trọng bulông khi lắp ráp khớp nối, hay bất kì dụng cụ đo chính xác tương tự nào khác;

- Một đầu dò nhiệt độ để đo nhiệt độ khí hay nhiệt độ LNG bên trong thiết bị thử nghiệm;

- Một cảm biến áp suất hoặc một áp kế để đo áp suất bên trong thiết bị thử nghiệm;

- Một máy dò khí với giới hạn tối thiểu 10 % giới hạn khả năng bắt lửa yếu của khí metan trong không khí để phát hiện rò rỉ khi bất kì tại vòng đệm trong khi thử nghiệm với LNG;

- Một đầu dò nhiệt độ được bố trí ở phía trên vùng ngoại biên của một mặt bích để kiểm tra trạng thái nhiệt của khớp nối trong khi xả lạnh.

8. Kiểm nghiệm

8.1. Ứng dụng của tải trọng bulông

Bulông khớp nối được siết chặt ở nhiệt độ môi trường cũng như độ lệch tương đối giữa tải trọng bulông đạt được và tải trọng bulông yêu cầu của mỗi bulông trong khoảng giữa 0 % và + 10 %. Tải trọng bulông phải được kiểm tra lại phù hợp với Phụ lục C.

8.2. Thử kín

Vòng đệm phải được kiểm tra độ kín (đối với không khí, khí thiên nhiên, khí nitơ) ở 4 mức áp suất trong 5 min, tương ứng 0,25 x p_s, 0,5 x p_s, 1 x p_s và 1,15 x p_s.

Tại mỗi mức áp suất trên, độ kín được kiểm tra bằng cách dùng bọt xà phòng đưa vào giữa các mặt bích của khớp nối.

Nếu không có bọt khí xà phòng thì vòng đệm đạt độ kín.

8.3. Thử kín ở nhiệt độ lạnh

Năm (05) chu kỳ kiểm tra sẽ được tiến hành ở nhiệt độ làm lạnh tương ứng với qui trình vận hành sau đây:

a) Nạp LNG vào thiết bị thử nghiệm, với thời gian nạp đầy như trong Bảng 2;

Bảng 2 - Thời gian nạp đầy thiết bị thử nghiệm theo đường kính danh nghĩa (DN)