TCVN 8615-2:2010 - PHẦN 9

Tác giả Sudo Ecommerce 06/09/2024 18 phút đọc

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ, định nghĩa nêu trong TCVN 8615-1 (EN 14620-1) và các thuật ngữ, định nghĩa sau:

3.1. Biên độ biến dạng (Amplitude of strain)

Một nửa của phạm vi biến dạng.

3.2. Biến dạng lũy tiến (Progressive deformation)

Hiện tượng biến dạng từng phần của vách tăng dần dưới tác động của tải trọng tuần hoàn.

3.3. Phạm vi biến dạng (Range of strain)

Khoảng chênh lệch giữa các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất trong các đường cong biến dạng tuần hoàn.

3.4. Biến dạng một phía (Ratcheting)

Biến dạng không đàn hồi tăng dần, có thể xuất hiện ở các bộ phận chịu sự biến thiên của ứng suất cơ học.

3.5. Biến dạng không ổn định (Unstable collapse)

Hiện tượng trong đó việc đánh giá quá trình biến dạng dưới tác dụng của tải trọng tĩnh trở nên không xác định.

4. Vật liệu

4.1. Quy định chung

Nhiệt độ tại đó thép có thể chịu tác động dưới mọi điều kiện là rất quan trọng. Nhiệt độ này phải được xác định.

4.2. Nhiệt độ

4.2.1. Nhiệt độ thiết kế nhỏ nhất

Nhiệt độ thiết kế nhỏ nhất phải được sử dụng như nhiệt độ kim loại thiết kế cho quá trình lựa chọn vật liệu cho bồn chứa chất lỏng chính và phụ.

4.2.2. Nhiệt độ trung bình của ngày thấp nhất

Chủ đầu tư phải quy định cụ thể nhiệt độ trung bình của ngày thấp nhất.

4.2.3. Nhiệt độ kim loại thiết kế

Khi một bộ phận thép được bảo vệ khỏi nhiệt độ thấp của chất lỏng hay hơi bởi lớp cách nhiệt, nhiệt độ kim loại thiết kế phải được tính toán dựa trên giả thiết bất lợi nhất dưới tải trọng đó (gồm cả các tải trọng đặc biệt).

4.3. Bồn chứa chất lỏng chính và phụ

4.3.1. Lựa chọn thép

4.3.1.1. Yêu cầu chung

Những yêu cầu về vật liệu cho bồn chứa chất lỏng chính và phụ (xem 4.3.1.2) phải được lựa chọn chủ yếu tính đến độ dai lớn nhất tại nhiệt độ kim loại thiết kế. Vật liệu của bồn chứa phải phù hợp với từng loại sản phẩm chứa.

4.3.1.2. Yêu cầu về vật liệu

4.3.1.2.1. Phân loại thép

Vật liệu thép tấm được phân thành các loại sau:

- Thép loại I: Thép cacbon-mangan dùng cho nhiệt độ thấp;

- Thép loại II: Thép cacbon-mangan dùng cho nhiệt độ đặc biệt thấp;

- Thép loại III: Thép có hàm lượng niken thấp;

- Thép loại IV: Thép được tăng cường 9 % niken;

- Thép loại V: Thép austenit không gỉ.

Đối với mỗi sản phẩm chứa cụ thể, các loại thép tương ứng được nêu ra trong Bảng 1.

Bảng 1 - Sản phẩm chứa và loại thép

Sản phẩm chứa	Bể chứa đơn	Bể chứa đôi, hoặc bể chứa tổ hợp	Bể vách	Nhiệt độ của các sản phẩm chứa điển hình °C
Butan	Loại II	Loại I	-	-10
Amoniac	Loại II	Loại II	-	-35
Propan/Propylen	Loại III	Loại II	Loại V	-50
Etan/Etylen	Loại IV	Loại IV	Loại V	-105
LNG	Loại IV	Loại IV	Loại V	-165
CHÚ THÍCH: Các tác động có liên quan đến sử dụng (như nứt gãy do ứng suất ăn mòn) phải được cân nhắc trong quá trình lựa chọn vật liệu.

4.3.1.2.2. Quy định chung

4.3.1.2.2.1. Thép loại I

Thép loại I là thép hạt mịn có hàm lượng cacbon thấp, chịu được áp suất ở điều kiện nhiệt độ dưới -35 °C. Thép phải đáp ứng được các yêu cầu sau:

a) Thép phải tuân thủ theo các quy định của một tiêu chuẩn đã được công bố (ví dụ EN 10028-3). Những thép có giới hạn chảy tối thiểu lớn hơn 355 MPa không được sử dụng;

b) Thép phải ở trong điều kiện thường hóa hoặc được sản xuất bằng phương pháp cán nóng (cơ nhiệt luyện).

c) Thành phần cacbon nhỏ hơn 0,20 %. Giá trị cacbon đương lượng C_eq phải nhỏ hơn hoặc bằng 0,43 được tính theo công thức sau:

6-321x56_0

4.3.1.2.2.2. Thép loại II

Thép loại II là thép hạt mịn có hàm lượng cacbon thấp, chịu được áp suất ở điều kiện nhiệt độ dưới -50 °C. Thép phải đáp ứng được các yêu cầu sau:

b) Thép phải ở trong điều kiện thường hóa hay được sản xuất bằng phương pháp cán nóng (cơ nhiệt luyện).

c) Thành phần cacbon nhỏ hơn 0,20 %. Giá trị cacbon đương lượng C_eq phải nhỏ hơn hoặc bằng 0,43 được tính theo công thức sau:

7-350x62_0

4.3.1.2.2.3. Thép loại III

Thép loại III là thép hạt mịn có hàm lượng hợp kim niken thấp, chịu được áp suất ở điều kiện nhiệt độ dưới -80 °C. Thép phải đáp ứng được các yêu cầu sau:

a) Thép phải tuân thủ theo các quy định của một tiêu chuẩn đã được công bố (ví dụ EN 10028-4).

b) Thép phải trải được nhiệt luyện để đạt đến độ mịn và đồng nhất về cỡ hạt hoặc được sản xuất bằng phương pháp cán nóng (cơ nhiệt luyện).

4.3.1.2.2.4. Thép loại IV

Thép loại IV là thép có 9 % niken chịu được áp suất ở điều kiện nhiệt độ dưới -165 °C. Thép phải đáp ứng được các yêu cầu sau:

a) Thép phải tuân thủ theo các quy định của một tiêu chuẩn đã được công bố (ví dụ EN 10028-4).

b) Thép phải được tôi và ram.

4.3.1.2.2.5. Thép loại V

Thép loại V là thép austenit không gỉ theo theo các quy định của một tiêu chuẩn đã được công bố (ví dụ EN 10028-7).

4.3.1.2.3. Chiều dày lớn nhất của thép tấm làm vỏ

Chiều dày lớn nhất của thép tấm làm vỏ phụ thuộc vào loại thép như sau:

- Loại I, II và III: 40 mm;

- Loại IV: 50 mm;

- Loại V: Không có giới hạn trên về chiều dày.

Khi chiều dày vật liệu yêu cầu vượt quá các giá trị trên, cần phải tiến hành các khảo sát và thử bổ sung về vật liệu nhằm chứng tỏ rằng khả năng chịu phá hoại giòn là tương đương so với yêu cầu cho loại vật liệu và chiều dày tối đa nêu ở trên.

4.3.1.2.4. Dung sai thép tấm

Dung sai thép tấm phải:

- Tuân theo EN 10029:1991, Loại C, đối với các phần có chiều dày được xác định dựa trên tính toán;

- Tuân theo EN 10029:1991, Loại B, đối với các phần có chiều dày được xác định dựa trên chiều dày danh nghĩa nhỏ nhất.

4.3.2. Yêu cầu thử va đập Charpy

Các giá trị thử va đập Charpy khía chữ V cho vật liệu cơ bản, vùng chịu ảnh hưởng của nhiệt (Heat- affected zone - HAZ) và kim loại hàn phải tuân theo các yêu cầu trong Bảng 2.

Các giá trị xác định được phải là giá trị trung bình nhỏ nhất của ba mẫu thử, với chỉ một giá trị thấp hơn giá trị được xác định, nhưng không nhỏ hơn 70 % giá trị xác định đó.

Đối với chiều dày vật liệu nhỏ hơn 11 mm, phải sử dụng mẫu có kích thước nhỏ hơn. Giá trị bé nhất của thử va đập Charpy cho mẫu có kích thước nhỏ phải tỷ lệ thuận với giá trị xác định được cho mẫu có nguyên kích thước.

Phải tính đến hiệu ứng suy giảm tính chất do hàn.

CHÚ THÍCH: Với một vài vật liệu, có thể cần sử dụng các giá trị cao hơn trong thử va đập Charpy hoặc nhiệt độ thử thấp để đảm bảo vật liệu đáp ứng được các yêu cầu trong vùng chịu ảnh hưởng của nhiệt.

Phải thử va đập cho từng tấm vỏ bồn chứa chất lỏng và mỗi tấm vật liệu tổ hợp dùng để cắt ra các tấm vành khuyên của bể chứa chất lỏng. Đối với các bộ phận khác, thử va đập phải tiến hành cho mỗi mẫu vật liệu được nhiệt luyện/đúc.

Thử va đập phải được tiến hành theo TCVN 312-1 (ISO 148-1) và TCVN 5402 (ISO 9016).

Bảng 2 - Năng lượng tối thiểu của thử va đập Charpy

Phân loại	Loại thép	Năng lượng thử va đập	Hướng mẫu (theo hướng cán)
Loại I	Thép cacbon - mangan nhiệt độ thấp	27 J tại -35 °C	Ngang
Loại II	Thép cacbon - mangan nhiệt độ thấp đặc biệt	27 J tại -50 °C	Ngang
Loại III	Thép hàm lượng niken thấp	27 J tại -80 °C	Ngang
Loại IV	Thép 9 % niken	80 J tại-196 °C	Ngang
Nếu sử dụng kim loại hàn góc niken (thép loại II, III và IV) thì năng lượng độ dai va đập của vật liệu hàn và vùng chịu ảnh hưởng của nhiệt phải là 55 J.

4.3.3. Giấy chứng nhận

Các vật liệu có nhiệt độ kim loại thiết kế dưới 0 °C phải có giấy chứng nhận kiểm tra theo EN 10204:2004, 3.1.

4.4. Bồn chứa hơi / bể chứa ngoài

4.4.1. Vật liệu chế tạo tấm và các bộ phận kết cấu

Thép để làm bồn chứa hơi/bể chứa ngoài phải được lựa chọn theo Bảng 3.

CHÚ THÍCH: Các loại thép thay thế có thể được sử dụng nếu chứng tỏ được sự tương đương về tính chất (thành phần hóa học và tính chất cơ học).

Bảng 3 - Thép dùng làm bồn chứa hơi/bể chứa ngoài

Nhiệt độ kim loại thiết kế, T_DM °C	Chiều dày, e mm	Cấp vật liệu theo EN 10025:2004
T_DM ≥ 10	e ≤ 40	S235JRG hay S275JR hay S355JR
10 > T_DM ≥ 0	e ≤ 13 13 ≤ e ≤ 40	S235JRG hay S275JR hay S355JR S235JO hay S275JO hay S355JO
0 > T_DM ≥ -10	e ≤ 13 13 < e ≤ 40	S235JO hay S275JO hay S355JO S235J2G3 hay S275J2G3 hay S355J2G3
-10 > T_DM ≥ -20	e ≤ 13 13 ≤ e ≤ 40	S235J2G3 hay S275J2G3 hay S355J2G3 S235J2G3 hay S275J2G3 hay S355J2G4
Với nhiệt độ kim loại thiết kế dưới -20 °C và/hoặc Chiều dày trên 40 mm, tấm phải được thử va đập ở nhiệt độ không vượt quá nhiệt độ kim loại thiết kế và giá trị va đập nhỏ nhất là phải 27 J theo phương dọc. Với nhiệt độ kim loại thiết kế dưới 0 °C, thử va đập cho các kim loại hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt của các mối nối vỏ theo phương đứng, giá trị va đập nhỏ nhất phải là 27 J ở nhiệt độ kim loại thiết kế.