Thiết bị an toàn chống quá áp - phần 3 : tổ hợp van an toàn và đĩa nổ - phần 1

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7915-3 : 2009

THIẾT BỊ AN TOÀN CHỐNG QUÁ ÁP - PHẦN 3 : TỔ HỢP VAN AN TOÀN VÀ ĐĨA NỔ

Safety devices for protection against excessive pressure - Part 3: Safety valves and bursting disc safety devices in combination

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này qui định các yêu cầu đối với sản phẩm được lắp ráp từ sự tổ hợp trong sản xuất hàng loạt của các van an toàn hoặc CSPRS (hệ thống an toàn xả áp có điều khiển)1) theo TCVN 7915-1 (ISO 4126-1), TCVN 7915-4 (ISO 4126-4) và TCVN 7915-5 (ISO 4126-5), và đĩa nổ theo TCVN 7915-2 (ISO 4126-2) được lắp đặt trong khoảng cách không lớn hơn năm lần đường kính ống tính từ cửa vào của van. Tiêu chuẩn này qui định các yêu cầu về thiết kế, ứng dụng và ghi nhãn cho các cơ cấu trên được sử dụng để bảo vệ các bình chịu áp lực, đường ống và các thiết bị chịu áp lực khác tránh sự quá áp, các cơ cấu này bao gồm đĩa nổ, một van an toàn hoặc hệ thống an toàn xả áp có điều khiển và khi cần thiết, một đoạn ống nối ngắn hoặc chi tiết hình ống. Ngoài ra, tiêu chuẩn này còn đưa ra phương pháp để xác lập hệ số xả của tổ hợp được sử dụng trong các tổ hợp.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu dưới đây là rất cần thiết đối với việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với tài liệu có ghi năm công bố, áp dụng phiên bản được nêu. Đối với tài liệu không có năm công bố, áp dụng phiên bản mới nhất (bao gồm cả các sửa đổi).

TCVN 7915-1: 2009 (ISO 4126-1 : 2004) Thiết bị an toàn chống quá áp - Phần 1: Van an toàn.

TCVN 7915-2 : 2009 (ISO 4126-2 : 2003) Thiết bị an toàn chống quá áp - Phần 2: Đĩa nổ.

TCVN 7915-4 : 2009 (ISO 4126-4 : 2004) Thiết bị an toàn chống quá áp - Phần 4: Van an toàn có van điều khiển.

TCVN 7915-5 : 2009 (ISO 4126-5 : 2004, Technical corrigendum 2-2007) Thiết bị an toàn chống quá áp - Phần 5: Hệ thống an toàn xả áp có điều khiển (CSPRS).

TCVN 7915-6 : 2009 (ISO 4126-6 : 2003) Thiết bị an toàn chống quá áp - Phần 6: Ứng dụng, lựa chọn và lắp đặt đĩa nổ.

EN 764-7: 2002, Pressure equipment - Part 7: Safety systems for unfired pressure equipment, (Thiết bị chịu áp lực - Phần 7: Các hệ thống an toàn cho thiết bị chịu áp lực không bị cháy).

EN 13480-1: 2002, Metallic industrial piping - Part 1: General, (Đường ống công nghiệp bằng kim loại - Phần 1: Yêu cầu chung).

EN 13480-2: 2002, Metallic industrial piping - Part 2: Materials, (Đường ống công nghiệp bằng kim loại - Phần 2: Vật liệu).

EN 13480-3: 2002, Metallic industrial piping - Part 3: Design and calculation, (Đường ống công nghiệp bằng kim loại - Phần 3: Thiết kế và tính toán).

EN 13480-4: 2002, Metallic industrial piping - Part 4: Fabrication and installation, (Đường ống công nghiệp bằng kim loại – Phần 4: Chế tạo và lắp đặt).

EN 13480-5: 2002, Metallic industrial piping - Part 5: Inspection and testing, (Đường ống công nghiệp bằng kim loại - Phần 5: Kiểm tra và thử nghiệm).

EN 13480-6: 2002, Metallic industrial piping - Part 6: Additional requirements for buried piping, (Đường ống công nghiệp bằng kim loại – Phần 6: Các yêu cầu bổ sung cho đường ống được chôn lấp).

CEN/TR 13480-7: 2002, Metallic industrial piping - Part 7: Guidance on the use of conformity assessment procedures, (Đường ống công nghiệp bằng kim loại – Phần 7: Hướng dẫn sử dụng các thủ tục đánh giá sự phù hợp).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

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

3.1. Tổ hợp (combination)

Thiết bị gồm một đĩa nổ được lắp đặt trong khoảng cách không lớn hơn năm lần đường kính ống (từ cửa ra của cơ cấu kẹp màng nổ tới cửa vào của van) trước cửa vào của một van an toàn hoặc một hệ thống an toàn xả áp có điều khiển (CSPRS).

Xem Hình 1.

CHÚ DẪN

1. Van an toàn hoặc CSPRS
2. Đĩa nổ
3. Cửa vào van an toàn hoặc CSPRS
4. Cửa ra đĩa nổ.

CHÚ THÍCH: Các cấu hình của đĩa nổ khác sử dụng cùng với các van an toàn hoặc CSPRS được thử theo qui định trong TCVN 7915-6.

Hình 1 - Sơ đồ tổ hợp biểu thị khoảng cách có liên quan

3.2. Hệ số xả của tổ hợp (combination discharge capacity factor), F_d

Hệ số dùng để xác định khả năng xả của một van an toàn hoặc hệ thống an toàn xả áp có điều khiển (CSPRS) khi van an toàn hoặc CSPRS được sử dụng kết hợp với một đĩa nổ được lắp đặt trước van an toàn hoặc CSPRS.

3.3. Hệ số trở lực dòng chảy (flow resistance factor), K_r

Hệ số xác định trở lực dòng chảy trong một hệ thống đường ống do sự hiện diện của màng nổ đã nổ, tạo thành một phần của đĩa nổ được lắp trong hệ thống.

CHÚ THÍCH: Ký hiệu của hệ số trở lực dòng chảy, K_r là một hệ số không có thứ nguyên được biểu thị như sự tổn thất áp suất theo vận tốc.

3.4. Đĩa nổ (bursting disc safety device)

Thiết bị xả áp không đóng kín lại, được vận hành bởi độ chênh áp suất và được thiết kế để hoạt động bằng cách làm nổ màng nổ.

CHÚ THÍCH: Đĩa nổ là một cụm hoàn chỉnh của các chi tiết được lắp đặt bao gồm cả cơ cấu kẹp màng nổ, nếu có.

3.5. Cụm màng nổ (bursting disc assembly)

Cụm hoàn chỉnh của các chi tiết được lắp đặt trong cơ cấu kẹp màng nổ để thực hiện chức năng theo yêu cầu.

3.6. Màng nổ (bursting disc)

Chi tiết chịu áp lực và nhạy cảm với áp lực của đĩa nổ.

3.7. Cơ cấu kẹp màng nổ (bursting disc holder)

Bộ phận của một đĩa nổ để giữ cụm màng nổ ở vị trí định vị.

3.8. Áp suất nổ qui định (specified bursting pressure)

Áp suất nổ được qui định với một nhiệt độ để nổ khi xác định các yêu cầu của màng nổ.

CHÚ THÍCH: Áp suất nổ qui định được sử dụng cùng với dung sai áp suất nổ (3.11).

3.9. Áp suất nổ lớn nhất qui định (specified maximum bursting pressure)

Áp suất nổ lớn nhất được qui định với một nhiệt độ để nổ khi xác định các yêu cầu của màng nổ.

CHÚ THÍCH: Áp suất nổ lớn nhất qui định được sử dụng cùng với áp lực nổ nhỏ nhất qui định (3.10).

3.10. Áp suất nổ nhỏ nhất qui định (specified minimum bursting pressure)

Áp suất nổ nhỏ nhất được qui định với một nhiệt độ để nổ khi xác định các yêu cầu của màng nổ.

CHÚ THÍCH: Áp suất nổ nhỏ nhất qui định được sử dụng cùng với áp suất nổ lớn nhất qui định (3.9).

3.11. Dung sai áp suất nổ (performance tolerance)

Phạm vi áp suất giữa áp suất nổ nhỏ nhất qui định và áp suất nổ lớn nhất qui định hoặc phạm vi áp suất tính bằng các tỷ lệ phần trăm dương và âm hoặc các đại lượng dương và âm so với áp suất nổ qui định.

3.12. Áp suất làm việc (operating pressure)

Áp suất tồn tại ở các điều kiện làm việc bình thường trong hệ thống được bảo vệ.

3.13. Áp suất xả (relieving pressure)

Áp suất lớn nhất ở các điều kiện xả trong hệ thống chịu áp lực.

CHÚ THÍCH: Áp suất xả có thể khác với áp suất nổ của màng nổ.

3.14. Diện tích xả của đĩa nổ (bursting disc safety device discharge area)

Diện tích mặt cắt ngang nhỏ nhất của dòng chảy của đĩa nổ, có tính đến sự giảm đi của mặt cắt ngang, ví dụ, bởi các cơ cấu đỡ áp suất ngược, các cơ cấu kẹp hoặc các phần của màng nổ còn lại sau khi nổ.

3.15. Lô sản phẩm (batch)

Số lượng các màng nổ hoặc các đĩa nổ tạo thành một nhóm sản phẩm có cùng một kiểu, cùng cỡ kích thước, vật liệu và cùng các yêu cầu về áp suất nổ qui định, trong đó các màng nổ được chế tạo từ cùng một lô vật liệu.

3.16. Áp suất nổ (bursting pressure)

Giá trị độ chênh áp suất giữa hai phía của màng nổ khi màng bị nổ.

3.17. Lưu lượng xả của đĩa nổ (bursting disc safety device discharge capacity)

Lưu lượng mà một số đĩa nổ có thể xả môi chất sau khi màng nổ bị nổ.

3.18. Thời gian thay thế (replacement period)

Khoảng thời gian từ khi lắp đặt một cụm màng nổ tới khi phải thay thế nó.

3.19. Hệ thống xả áp (pressure relief system)

Hệ thống dùng để xả áp một cách an toàn của các môi chất từ thiết bị chịu áp lực để ngăn ngừa sự quá áp.

CHÚ THÍCH: Hệ thống xả áp có thể bao gồm vòi phun của thiết bị, đường ống vào, van xả giáp và đường ống xả ra môi trường/bình gom/bể chứa.

3.20. Hệ số xả (discharge coefficient), a

Hệ số xác định sự giảm của lưu lượng xả lý thuyết của một hệ thống xả áp bằng phương pháp đơn giản hóa là lắp màng nổ đã vỡ tạo thành một chi tiết của đĩa nổ.

CHÚ THÍCH: Nội dung chi tiết của phương pháp hóa được giới thiệu trong TCVN 7915-6 , Phụ lục C.

3.21. Hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận (certified derated coefficient of discharge), K_dr

Hệ số điều chỉnh việc xả đối với van an toàn.

CHÚ THÍCH: Xem TCVN 7915-1.

4. Các ký hiệu

A          diện tích dòng chảy của van an toàn (không phải diện tích che), tính bằng milimét vuông.

F_d         hệ số xả của tổ hợp

K_d         hệ số xả được chứng nhận của tổ hợp

K_dr        hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận đối với van an toàn

K_r         hệ số trở lực dòng chảy

a          hệ số xả đối với đĩa nổ.

5. Thiết kế tổ hợp

5.1. đĩa nổ phải tuân theo TCVN 7915-2 và đáp ứng các yêu cầu của 6.2.

5.2. Van an toàn phải tuân theo TCVN 7915-1 hoặc TCVN 7915-4.

5.3. Hệ thống an toàn xả áp có điều khiển (CSPRS) phải tuân theo TCVN 7915-5.

5.4. Khi sử dụng các chi tiết bổ sung để kết hợp đĩa nổ và van an toàn hoặc CSPRS thành một tổ hợp (ví dụ, chi tiết hình ống) thì các chi tiết này phải tuân theo EN 13480.

5.5. Không gian giữa đĩa nổ và van an toàn hoặc CSPRS phải được trang bị một đầu nối để ngăn ngừa hoặc phát hiện sự tăng lên không cho phép của áp suất (lực).

CHÚ THÍCH: Màng nổ, làm cơ cấu chênh áp, thì yêu cầu một áp lực cao hơn trong thiết bị, được bảo vệ để làm nổ màng nổ nếu áp lực tăng lên trong không gian giữa màng nổ và van an toàn hoặc CSPRS. Hiện tượng này xảy ra khi sự rò rỉ phát triển qua màng nổ do sự ăn mòn, do áp lực ngược trong đường ống xả hoặc nguyên nhân khác.

5.6. Sau khi nổ, các cánh nổ ra của màng nổ không được nhô vào trong cửa vào của van trừ khi ảnh hưởng của các cánh nổ ra này đến lưu lượng và tính năng làm việc của van an toàn hoặc CSPRS đã được đánh giá và chứng minh là đáp ứng các yêu cầu của Điều 7.

5.7. Việc thiết kế đĩa nổ phải bảo đảm sao cho khi nổ, vật liệu màng nổ được giải thoát ra không làm suy giảm tính năng làm việc của van an toàn hoặc CSPRS.

5.8. Cỡ kích thước danh nghĩa của ống của đĩa nổ không được nhỏ hơn cỡ kích thước danh nghĩa của cửa vào van an toàn hoặc CSPRS.

6. Lắp đặt tổ hợp

6.1. Tổ hợp thiết bị phải được lắp đặt theo TCVN 7915-6.

6.2. Độ dài mối nối từ thiết bị được bảo vệ tới cửa ra vào van an toàn nên càng ngắn càng tốt và được thiết kế sao cho tổng độ sụt xả áp tối cửa vào van an toàn hoặc CSPRS, bao gồm cả ảnh hưởng của đĩa nổ [dựa trên TCVN 7915-6, Phụ lục C] không được vượt quá 3 % áp suất chỉnh đặt của van an toàn hoặc CSPRS.

CHÚ THÍCH: Độ sụt xả áp 3 % được xác định từ dòng chảy qua tổ hợp thiết bị ở áp suất xả lớn nhất của van an toàn hoặc CSPRS.

6.3. Việc xả của tổ hợp thiết bị phải được giải quyết một cách an toàn và được phòng ngừa không cho chảy vào thiết bị khác để tạo ra mối nguy hiểm (ví dụ, chảy vào thiết bị không làm việc hoặc đang được bảo dưỡng). Ống xả giữa cửa ra của tổ hợp và môi trường hoặc hệ thống thông khí phải luôn được thoát đi một cách hoàn toàn. Phải có biện pháp để khử các phản lực sinh ra trong quá trình xả [cũng xem TCVN 7915-6, 7.2.5]. Có thể có khó khăn trong việc cung cấp các điểm thải trong một hệ thống kín, nhưng trong trường hợp này sự thải đọng của đường ống nên tránh các điểm thấp vì ở đó chất lỏng có thể tích tụ lại.

6.4. Nhà cung cấp tổ hợp thiết bị phải cung cấp hướng dẫn lắp ráp và lắp đặt tổ hợp ngoài hướng dẫn do nhà sản xuất đĩa nổ và van an toàn hoặc CSPRS cung cấp, có quan tâm đến các kết quả phân tích về mối nguy hiểm.

1) Controlled safety pressure relief system

Xem tiếp: Thiết bị an toàn chống quá áp - phần 3 : tổ hợp van an toàn và đĩa nổ - phần 2

Xem lại: Thiết bị an toàn chống quá áp - phần 2: đĩa nổ - phần 6

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