Thiết bị an toàn chống quá áp - phần 1: van an toàn - Phần 3

- không có tiếng rung, tiếng giật, sự kẹt và/hoặc dao động có hại;

f) độ nâng khi quá áp.

7.1.5. Phương pháp thử

Các phép thử phải cung cấp các dữ liệu thích hợp để có thể xác định được các đặc tính làm việc và dòng chảy. Đối với các van có các mối nối ren trong trên đầu ra với cấu hình như đã chỉ dẫn trên Hình 1b) thì phải lắp một ống có chiều dài thích hợp và chiều dài tối thiểu phải bằng năm lần đường kính trong quá trình thử.

7.1.6. Kết quả được tính toán từ các phép thử

Lưu lượng lý thuyết của dòng chảy được tính toán theo 8.3 hoặc 8.4 và 8.5, khi sử dụng giá trị này cùng với lưu lượng thực tế của dòng chảy ở áp suất xả thì hệ số xả của van được tính toán theo 8.1.

7.1.7. Thay đổi về thiết kế

Khi thực hiện các thay đổi về thiết kế van an toàn để tác động tới hướng của dòng chảy, tới độ nặng hoặc các đặc tính làm việc khác thì phải thực hiện các phép thử mới phù hợp Điều 7.

7.2. Phép thử để xác định đặc tính làm việc

7.2.1. Yêu cầu chung

Áp suất chỉnh đặt tại đó xác định đặc tính làm việc phải là các áp suất chỉnh đặt nhỏ nhất và lớn nhất dùng để thiết kế lò xo. Các van dùng cho không khí và khí khác phải được thử khi sử dụng hơi quá nhiệt với nhiệt độ quá nhiệt tối thiểu là 10 ^oC, không khí hoặc khí khác có đặc tính đã biết. Các van dùng cho bất cứ loại hơi nào cũng phải được thử với hơi, không khí hoặc khí khác có đặc tính đã biết. Các van dùng cho chất lỏng phải được thử với nước hoặc chất lỏng khác có đặc tính đã biết.

Dung sai cho phép hoặc các giới hạn áp dụng cho các đặc tính làm việc như sau:

a) áp suất chỉnh đặt: ± 3 % áp suất chỉnh đặt hoặc ± 0,15 bar, lấy giá trị nào lớn hơn;

b) độ nâng: không thấp hơn giá trị do nhà sản xuất qui định;

c) độ quá áp: giá trị do nhà sản xuất qui định nhưng không được vượt quá 10 % áp suất chỉnh đặt hoặc 0,1 bar, lấy giá trị nào lớn hơn;

d) độ chênh áp: không lớn hơn giá trị do nhà sản xuất công bố, nhưng ở trong giới hạn sau:

môi chất nén được: tối thiểu: 2,0 % (không áp dụng được cho các van an toàn có đặc tính mở theo tỷ lệ tuân theo 7.2.1 f);

tối đa: 15 % hoặc hoặc 0,3 bar, lấy giá trị nào lớn hơn;

môi chất không nén được: tối thiểu: 2,5 % (không áp dụng được cho các van an toàn có đặc tính mở theo tỷ lệ tuân theo 7.2.1 f);

tối đa: 20 % hoặc 0,6 bar, lấy giá trị nào lớn hơn.

e) độ quá áp và độ chênh áp của các van có độ nâng bị hạn chế phải có cùng một dung sai hoặc các giới hạn như các van có độ nâng không bị hạn chế;

f) độ quá áp và độ chênh áp của các van có đặc tính mở theo tỷ lệ phải được kiểm tra và ổn định đối với các độ nâng khác nhau giữa các giá trị nhỏ nhất và lớn nhất do nhà sản xuất công bố. Phải thiết lập đường cong giữa độ nâng của van và độ quá áp.

7.2.2. Đặc tính mở của van an toàn

Nhà sản xuất phải qui định đặc tính của độ nâng cho tất cả các van an toàn.

7.2.3. Thiết bị thử

Sai số của thiết bị đo áp suất được sử dụng trong quá trình thử không được lớn hơn 0,6 % số chỉ áp suất thực.

Trong trường hợp các áp kế tương tự dựa trên ống Bourdon, thang đo đối với các áp suất ổn định phải được lựa chọn như sau:

- áp suất làm việc nhỏ nhất không được nhỏ hơn 35 % giá trị của thang đo lớn nhất;

và

- áp suất làm việc lớn nhất không được vượt quá 75 % giá trị của thang đo lớn nhất;

7.2.4. Van được sử dụng trong chương trình thử

Các van an toàn được thử phải đại diện cho kết cấu, phạm vi áp suất và cỡ kích thước của các van có đặc tính làm việc yêu cầu. Phải tính đến tỷ số của diện tích cửa vào của van và diện tích dòng chảy và tỷ số của diện tích dòng chảy và diện tích cửa ra của van.

Đối với các phạm vi cỡ kích thước bao hàm bảy hoặc nhiều hơn bảy cỡ kích thước thì phải thực hiện các phép thử trên ba cỡ kích thước. Nếu phạm vi cỡ kích thước bao hàm không quá sáu cỡ kích thước thì số lượng các cỡ kích thước được thử có thể giảm đi tới hai.

Khi một phạm vi cỡ kích thước được mở rộng khiến cho các van an toàn được thử trước không đại diện được cho phạm vi cỡ kích thước này thì phải thực hiện thêm các phép thử trên số lượng thích hợp các cỡ kích thước.

Các phép thử phải thực hiện khi sử dụng ba lò xo khác nhau cho mỗi kích thước của van được thử. Có thể đạt được yêu cầu này bằng cách thử nghiệm một van với ba lò xo khác nhau hoặc ba van có cùng một cỡ kích thước với ba lò xo khác nhau. Mỗi phép thử phải được thực hiện tối thiểu là ba lần để xác lập và khẳng định khả năng tái tạo lại tính năng của van có thể chấp nhận được.

Trong trường hợp các van thuộc một cỡ kích thước chỉ được chế tạo ở các trị số áp suất danh định khác nhau thì phải thực hiện các phép thử với việc sử dụng bốn lò xo khác nhau bao hàm phạm vi các áp suất được sử dụng cho các van.

Khi không thể bao hàm được một cách đầy đủ phạm vi cỡ kích thước thì phải sử dụng các mẫu theo tỷ lệ có đường kính dòng chảy không nhỏ hơn đường kính dòng chảy ban đầu nhân với 0,2 hoặc 50 mm, lấy giá trị nào lớn hơn.

Tất cả các kích thước của đường đi dòng chảy trong mẫu phải hoàn toàn tỷ lệ với các kích thước tương ứng của van thực.

Tất cả các kích thước của các chi tiết có thể ảnh hưởng đến toàn bộ lực đẩy gây ra bởi môi trường đến các chi tiết chuyển động cũng phải theo tỷ lệ.

Trong trường hợp các hộp xếp, cho phép tuân thủ theo tỷ lệ chỉ đối với diện tích hiệu dụng.

CHÚ THÍCH: Diện tích hiệu dụng là diện tích của hộp xếp dùng để tính toán các tải trọng trên mặt mút (diện tích pittông).

Tổng tốc độ của lò xo cộng với hộp xếp, nếu có, của mẫu phải tỷ lệ với tổng tốc độ của van thực.

Độ nhám của tất cả các bề mặt của đường đi dòng chảy của mẫu không được thô hơn độ nhám của các bề mặt tương ứng của van thực.

Trước khi thực hiện các phép thử phải kiểm tra sự phù hợp của mẫu với các yêu cầu trên.

7.3. Các phép thử để xác định đặc tính của dòng chảy

7.3.1. Yêu cầu đối với thử nghiệm

Sau khi các phép thử xác định đặc tính làm việc (xem 7.2) đã đáp ứng được yêu cầu, có thể sử dụng hơi nước, không khí hoặc khí khác có đặc tính đã biết làm môi chất cho các phép thử đặc tính của dòng chảy, trừ các van được thiết kế để làm việc với chất lỏng.

Các van dùng cho chất lỏng phải được thử với nước hoặc chất lỏng khác có đặc tính đã biết. Hơn nữa, khi đánh giá lượng xả, đĩa van phải được giữ ở độ nâng được xác định bởi phép thử đặc tính làm việc (xem 7.2.1b).

7.3.2. Van được sử dụng trong chương trình thử

Các van an toàn được thử phải cùng là loại van an toàn hoặc giống như các van an toàn được dùng cho các phép thử đặc tính làm việc (xem 7.2.4).

7.3.3. Qui trình thử

7.3.3.1. Điều kiện thử

Có thể lắp một cữ chặn hành trình để giới hạn độ nâng ở giá trị được xác định theo 7.2.1b).

Có thể thực hiện các phép thử khi có lắp hoặc không lắp lò xo. Khi lò xo ở trong đường đi của dòng chảy thì phải lắp lò xo khi tiến hành thử.

Các phép thử phải được tiến hành ở các áp suất khác nhau để xác định không có sự thay đổi của hệ số xả với các vị trí điều chỉnh có liên quan của lò xo.

7.3.3.2. Số lượng các van thử

Phải thực hiện các phép thử ở ba áp suất khác nhau cho mỗi một trong ba cỡ kích thước của một kết cấu van đã cho trừ phạm vi cỡ kích thước bao hàm không quá sáu cỡ kích thước, khi đó số lượng cỡ kích thước được thử có thể giảm tới hai.

Khi một phạm vi cỡ kích thước được mở rộng từ phạm vi bao hàm ít hơn bảy cỡ tới phạm vi bao hàm bảy hoặc nhiều hơn bảy cỡ thì phải thực hiện các phép thử trên ba cỡ kích thước của các van (tổng cộng là chín phép thử).

Trong trường hợp các van có kết cấu mới hoặc kết cấu đặc biệt thì chỉ chế tạo một cỡ kích thước ở các áp suất danh định khác nhau, các phép thử phải được thực hiện ở bốn áp suất chỉnh đặt khác nhau, các áp suất này phủ toàn bộ dải áp suất cao sẽ được sử dụng cho van, hoặc ở các áp suất chỉnh đặt được xác định bởi các giới hạn của phương tiện thử.

7.3.3.3. Van có độ nâng hạn chế

Đối với các van có độ nâng hạn chế, có thể xác định lưu lượng ở độ nâng hạn chế ngay sau các phép thử để xác định đặc tính dòng chảy ở độ nâng đầy đủ hoặc có thể xác định sau đó.

Trong trường hợp độ nâng hạn chế hoặc các van có đặc tính mở theo tỷ lệ thì phải lập một đường cong liên hệ giữa hệ số xả và độ nâng của van.

7.3.3.4. Giá trị áp suất thử

Các phép thử dòng chảy trên một van có lắp lò xo phải được thực hiện ở áp suất chỉnh đặt cộng với độ quá áp như đã sử dụng để xác định đặc tính làm việc với áp suất ngược của khí quyển.

Khi van được thử không có lò xo và một cữ chặn hình trình được lắp như trong 7.3.3.1, áp suất thử có thể giảm xuống tới giá trị mà tỷ số giữa áp suất ngược tuyệt đối và áp suất xả tuyệt đối nhỏ hơn 0,25. Sau đó, phải thực hiện các phép thử ở ba tỷ số áp suất khác nhau nhỏ hơn 0,25 với áp suất ngược khí quyển.

Đối với các môi chất nén được, tỷ số giữa áp suất ngược tuyệt đối và áp suất xả tuyệt đối vượt quá giá trị 0,25 thì hệ số xả có thể phụ thuộc ở mức độ lớn vào tỷ số này. Khi đó các phép thử phải được tiến hành ở các tỷ số áp suất 0,25 và tỷ số áp suất lớn nhất yêu cầu để nhân được các đường cong hoặc các bảng liên hệ giữa hệ số xả và tỷ số giữa áp suất ngược tuyệt đối và áp suất xả tuyệt đối, đường cong này có thể được mở rộng để bao hàm các phép thử với các tỷ số áp suất nhỏ hơn 0,25.

Phải sử dụng đường cong này để xác lập hệ số xả ở bất cứ áp suất chỉnh đặt và độ quá áp nào, nó cũng được sử dụng để xác lập hệ số xả trong các điều kiện áp suất ngược.

7.3.3.5. Dung sai chấp nhận cả phép thử dòng chảy

Trong tất cả các phương pháp đã mô tả về thử đặc tính của dòng chảy, tất cả các kết quả cuối cùng phải có sai lệch trong khoảng ± 5 % giá trị trung bình cộng.

Khi không đạt được các dung sai này trong thử nghiệm để lập ra đường cong quan hệ giữa hệ số xả và tỷ số giữa áp suất ngược tuyệt đối và áp suất xả tuyệt đối lớn hơn 0,25 thì phải chấp nhận đường cong minh họa quan hệ giữa hệ số xả thấp nhất và tỷ số này cho phạm vi các van được thử.

7.3.4. Điều chỉnh trong quá trình thử

Không được điều chỉnh van trong quá trình thử nghiệm. Theo sau bất cứ thay đổi hoặc sai lệch nào trong các điều kiện thử phải có một khoảng thời gian thích hợp để cho phép tốc độ dòng chảy, nhiệt độ và áp suất đạt tới trạng thái ổn định trước khi lấy số liệu chỉ thị.

7.3.5. Hồ sơ và kết quả thử

Hồ sơ thử phải bao gồm tất cả các quan sát, các phép đo, các số chỉ thị của dụng cụ và các biên bản hiệu chuẩn dụng cụ (nếu có yêu cầu) đối với mục tiêu của các phép thử. Hồ sơ thử ban đầu phải do cơ sở tiến hành các thử nghiệm lưu giữ. Bản sao của tất cả các biên bản thử phải được cung cấp cho mỗi bên có liên quan đến các phép thử. Các sửa chữa và các giá trị được sửa chữa phải được đưa vào biên bản thử.

Nhà sản xuất hoặc đại diện của nhà sản xuất phải lưu giữ bản sao của các biên bản thử và các phần bổ sung của các biên bản thử trong thời gian mười năm sau khi van an toàn cuối cùng đã được sản xuất.

7.3.6. Thiết bị thử dòng chảy

Thiết bị thử phải được thiết kế và vận hành sao cho các số đo lưu lượng khí thử dòng chảy thực phải có độ chính xác trong khoảng ± 2 %.

7.4. Xác định hệ số xả

Để xác định hệ số xả K_d, xem 8.1.

7.5. Chứng nhận hệ số xả

Hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận K_d của van an toàn không được lớn hơn 90 % hệ số xả K_d được xác định bởi phép thử.

K_dr = 0,9 K_d

Không thể sử dụng hệ số xả hoặc hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận để tính toán lưu lượng ở độ quá áp thấp hơn độ quá áp tại đó đã thực hiện các phép thử để xác định đặc tính lưu lượng (xem 7.3), mặc dù chúng có thể được sử dụng để tính toán lưu lượng ở bất cứ độ quá áp nào cao hơn.

8. Xác định tính năng của van an toàn

8.1. Xác định hệ số xả

Hệ số K_d được tính toán như sau: 

8.2. Dòng chảy tới hạn và dưới tới hạn

Lưu lượng dòng chảy của khí hoặc hơi nước đi qua một lỗ, ví dụ như diện tích mặt cắt ngang dòng chảy của một van an toàn tăng lên khi áp suất ở cuối dòng chảy giảm đi tới áp suất tới hạn, cho đến khi đạt được dòng chảy tới hạn. Nếu tiếp tục giảm áp suất ở cuối dòng chảy thì lưu lượng sẽ không tăng lên nữa.

Dòng chảy tới hạn xảy ra khi:

và dòng chảy dưới tới hạn xảy ra khi:

8.3. Lưu lượng xả ở dòng chảy tới hạn

8.3.1. Lưu lượng xả đối với hơi nước

Giá trị này áp dụng cho hơi nước quá nhiệt và hơi nước bão hòa khô. Hơi nước bão hòa khô ở đây là hơi nước có độ khô tối thiểu 98 %, trong đó C là một hàm số của mũ đẳng entropi ở điều kiện xả.

Giá trị k được dùng để xác định C phải dựa trên các điều kiện dòng chảy thực tại cửa vào van an toàn và phải được xác định theo Bảng 1 trong TCVN 7915-7.

8.3.2. Lưu lượng xả cho khí bất kỳ trong điều kiện dòng chảy tới hạn

8.5. Lưu lượng xả cho chất lỏng không bốc cháy dùng làm môi chất thử trong vùng chảy rối ở đó số Reynolds R_o bằng hoặc lớn hơn 80000.

Xem tiếp: Thiết bị an toàn chống quá áp - phần 1: van an toàn - Phần 4

Xem lại: Thiết bị an toàn chống quá áp - phần 1: van an toàn - Phần 2

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