Thiết bị an toàn chống quá áp – phần 5 : hệ thống an toàn xả áp có điều khiển - phần 3

6.3. Thử thuỷ tĩnh

6.3.1. Ứng dụng

Phần của van chính từ cửa vào tới đế van phải được thử ở áp suất tới 1,5 lần áp suất lớn nhất do nhà sản xuất công bố dùng để thiết kế van.

Thân (vỏ) van ở phía xả của đế van phải được thử ở áp suất tới 1,5 lần áp suất ngược lớn nhất do nhà sản xuất công bố dùng để thiết kế van. Áp suất này có thể thấp hơn áp suất được cho trên mặt bích tại cửa ra.

6.3.2. Khoảng thời gian thử

Áp suất thử phải được tác dụng và duy trì ở giá trị yêu cầu trong thời gian đủ dài để cho phép thực hiện việc kiểm tra bằng mắt tất cả các bề mặt và mối nối, nhưng trong bất cứ trường hợp nào cũng không được ít hơn thời gian qui định trong Bảng 2. Đối với phép thử trên phía xả của đế van, thời gian thử phải dựa trên áp suất qui định trong 6.3.1 và độ lớn xả.

Bảng 2 - Khoảng thời gian tối thiểu cho thử thuỷ tĩnh

6.3.3. Chuẩn cứ chấp nhận

Chuẩn cứ chấp nhận là không có sự rò rỉ từ các bộ phận được thử như đã xác định trong 6.3.1.

6.3.4. Yêu cầu về an toàn

Thường phải dùng nước làm môi chất thử. Khi sử dụng các chất lỏng khác có thể cần phải có sự đề phòng bổ sung thêm. Thân van phải được thông hơi tốt để loại bỏ không khí còn bị kẹt lại.

Nếu các vật liệu có khả năng bị hư hỏng do vết nứt gãy và giòn được gắn trong bộ phận của van được thử thuỷ tĩnh thì cả van hoặc bộ phận của van và môi trường thử phải có nhiệt độ thích hợp để ngăn ngừa khả năng xảy ra sự hư hỏng này.

Không được sử dụng bất cứ dạng tải trọng va đập nào, ví dụ như thử đánh búa, tác động vào van hoặc bộ phận của van khi đang được thử áp lực.

6.4. Thử khí nén

6.4.1. Ứng dụng và khoảng thời gian thử

Có thể thực hiện việc thử áp lực với không khí hoặc khí thích hợp khác thay cho thử thuỷ tĩnh đối với thân (vỏ) van tiêu chuẩn theo sự thoả thuận của tất cả các bên có liên quan trong các trường hợp sau:

a) van được thiết kế và có kết cấu không thể chứa được chất lỏng; và/hoặc

b) van được sử dụng ở nơi không cho phép có các vết nước dù là các vết nước nhỏ.

Áp suất thử, khoảng thời gian thử phải theo qui định trong 6.3.

6.4.2. Yêu cầu về an toàn

Các mối nguy hiểm liên quan đến thử áp lực bằng khí nén phải được quan tâm và có sự đề phòng thích hợp.

Cần đặc biệt chú ý tới một số yếu tố có liên quan như sau:

a) Nếu sự phá huỷ chủ yếu của van xảy ra ở một số giai đoạn trong quá trình thử áp lực thì một năng lượng rất lớn sẽ được giải phóng; vì vậy không được có người ở ngay trong vùng lân cận van trong quá trình tăng áp suất (ví dụ, một thể tích không khí đã cho chứa một lượng năng lượng bằng 200 lần lượng năng lượng chứa trong thể tích nước tương tự khi cả hai có cùng một áp suất);

b) Rủi ro của hư hỏng vì giòn trong các điều kiện thử phải được đánh giá ở giai đoạn thiết kế và việc lựa chọn các vật liệu dùng cho van được thử bằng khí nén phải bảo đảm sao cho tránh được rủi ro do hư hỏng vì giòn trong quá trình thử. Yêu cầu này đòi hỏi phải có một giới hạn thích hợp giữa nhiệt độ chuyển tiếp của tất cả các chi tiết và nhiệt độ của kim loại trong quá trình thử.

c) Cần chú ý tới thực tế là nếu có sự giảm đi của áp suất khí giữa chỗ bảo quản có áp suất cao và van được thử thì nhiệt độ sẽ giảm đi.

6.5. Điều chỉnh áp suất hiệu chỉnh nguội

Trước khi điều chỉnh CSPRS tới áp suất hiệu chỉnh nguội khi sử dụng không khí hoặc khí khác làm môi chất thử thì CSPRS phải được thử thuỷ tĩnh theo tiêu chuẩn (xem 6.3).

6.6. Thử rò rỉ của đế van

Phải thực hiện thử rò rỉ của đế của van chính. Qui trình thử và mức rò rỉ phải được thoả thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng.

6.7. Đệm kín áp suất

Tất cả các đệm kín áp suất giữa van, đường ống chất tải/dỡ tải và đường cảm biến phải được thử rò rỉ. Nếu thích hợp giữ áp suất ở mức thấp hơn áp suất chỉnh đặt 10 % hoặc 0,35 bar, chọn giá trị nào lớn hơn trong thời gian 1 min, khi sử dụng không khí hoặc khí nitơ. Không cho phép có sự rò rỉ.

7. Thử kiểu

7.1. Qui định chung

7.1.1. Hướng dẫn

Phải xác định đặc tính làm việc và đặc tính dòng chảy của CSPRS bằng các phép thử kiểu phù hợp với điều này.

7.1.2. Ứng dụng

Điều này áp dụng cho các kiểu cơ cấu an toàn được định nghĩa trong 3.1.

7.1.3. Các phép thử

Các phép thử để xác định đặc tính làm việc phải phù hợp với 7.2 và các phép thử để xác định đặc tính dòng chảy phải phù hợp với 7.3.

Khi thực hiện riêng biệt các phép thử này thì các chi tiết của van chính có ảnh hưởng tới dòng môi chất phải đầy đủ và được lắp đặt trong van.

Qui trình thử, trang bị và thiết bị thử phải bảo đảm sao cho có thể xác lập được khả năng làm việc và lưu lượng ở áp suất xả trong các điều kiện áp suất ngược.

7.1.4. Mục tiêu của các phép thử

Mục tiêu của các phép thử là xác định trong các điều kiện làm việc riêng các đặc tính riêng của CSPRS. Các đặc tính sau đây là ví dụ, có thể có các đặc tính khác.

a) áp suất chỉnh đặt;

b) độ quá áp;

c) các thời gian chức năng;

d) áp suất xả;

e) áp suất đóng;

f) độ chênh áp;

g) khả năng tái tạo lại chức năng của CSPRS;

h) đặc tính cơ học của CSPRS như:

- khả năng đóng tốt;

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

i) độ nâng tại độ 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 đặc tính làm việc và đặc tính dòng chảy. Đối với các van có các mối nối ren trong trên đầu ra với cấu hình như đã chỉ dẫn trên Hình 3b thì phải lắp một ống có chiều dài thích hợp và chiều dài ít nhất 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 chính được tính toán theo 8.1.

7.1.7. Các thay đổi về thiết kế

Khi thực hiện các thay đổi trong thiết kế CSPRS để tác động đến hướng của dòng chảy hoặc độ nâng của van chính hoặc tính năng của CSPRS thì phải thực hiện các phép thử mới phù hợp với Điều 7.

7.2. Phép thử để xác định đặc tính làm việc

7.2.1. Yêu cầu chung

7.2.1.1. Môi chất thử

Hệ thống an toàn xả áp có điều khiển (CSPRS) dùng để làm việc với không khí hoặc khí khác phải được thử bằng hơi nước quá nhiệt, không khí hoặc khí có đặc tính đã cho. CSPRS dùng để làm việc với bất cứ loại hơi nào phải được thử với hơi nước, không khí hoặc khí khác có đặc tính đã cho. CSPRS dùng để làm việc với chất lỏng phải được thử với nước hoặc chất lỏng khác có đặc tính đã cho.

7.2.1.2. Độ quá áp

Độ quá áp là giá trị do nhà sản xuất công bố nhưng không vượt quá 10 % áp suất chỉnh đặt hoặc 0,1 bar, lấy giá trị nào lớn hơn.

7.2.1.3. Độ nâng

Độ nâng của van chính không được thấp hơn giá trị do nhà sản xuất công bố.

7.2.1.4. Giới hạn để bắt đầu đóng

Áp suất cảm biến đóng không được nhỏ hơn 93 % áp suất chỉnh đặt. Tất cả các giá trị thực phải được chứng nhận.

7.2.2. Thực hiện các phép thử

7.2.2.1. CSPRS được sử dụng trong chương trình thử

CSPRS được thử phải đại diện cho thiết kế, áp suất và phạm vi cỡ kích thước của van chính dùng để xác định đặc tính làm việc trong khả năng của phòng thử nghiệm phải tính đến tỷ số giữa diện tích cửa vào của van chính và diện tích dòng chảy và tỷ số giữa diện tích dòng chảy và diện tích cửa ra của van chính. Đối với các phạm vi cỡ kích thước của van chính 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 được giảm đi tới hai.

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

Có thể sử dụng cùng một bộ phận điều khiển cho một số các phép thử van chính.

7.2.2.2. Áp suất chỉnh đặt

Áp suất chỉnh đặt tại đó xác định đặc tính làm việc phải ở trong phạm vi các áp suất chỉnh đặt để thiết kế CSPRS và ở trong khả năng của phòng thử nghiệm.

Phải thực hiện các phép thử khi sử dụng ba áp suất chỉnh đặt khác nhau cho mỗi cỡ kích thước của van chính. 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 có thể chấp nhận được.

Trong trường hợp van chính hoặc bộ phận điều khiển có kết cấu mới hoặc kết cấu đặc biệt được chế tạo với chỉ một cỡ kích thước ở một áp suất danh định, cho phép thực hiện các phép thử ở một áp suất chỉnh đặt theo thoả thuận.

Trong trường hợp van chính hoặc bộ phận điều khiển được chế tạo với chỉ một cỡ kích thước ở các áp suất danh định khác nhau, phải thực hiện các phép thử khi sử dụng bốn áp suất chỉnh đặt khác nhau, các áp suất này phải phủ dải áp suất được sử dụng cho CSPRS.

Phạm vi chính xác của các áp suất có thể quyết định bởi khả năng của phòng thử nghiệm.

Dung sai cho phép của áp suất chỉnh đặt là ± 3 % áp suất chỉnh đặt hoặc ±0,15 bar, lấy giá trị nào lớn hơn.

7.2.2.3. Thiết bị thử

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

Trong trường hợp các áp kế tương tự dựa trên ống Bourdon thì thang đo cho 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;

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

7.3. Phép thử để xác định đặc tính dòng chảy

7.3.1. Yêu cầu chung

7.3.1.1. Môi chất thử

Sau khi đã xác lập được đặc tính làm việc đáp ứng được yêu cầu, có thể sử dụng hơi nước, không khí hoặc khí có đặc tính đã cho làm môi chất cho các phép thử đặc tính dòng chảy, trừ các CSPRS được thiết kế để làm việc với chất lỏng. CSPRS dùng để làm việc với các chất lỏng phải được thử với nước hoặc chất lỏng khác có đặc tính đã cho. Hơn nữa, khi đánh giá lượng xả, đĩa van chính phải được giữ bằng cơ khí ở độ nâng như đã xác định bởi phép thử đặc tính làm việc.

7.3.1.2. Thiết bị thử dòng chảy

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

7.3.1.3. Dung sai chấp nhận của phép thử dòng chảy

Trong tất cả các phép thử được mô tả về thử đặc tính dòng chảy, tất cả các kết quả cuối cùng phải có sai lệch trong khoảng ± 5 % của giá trị trung bình cộng, hoặc cần phải thử bổ sung tới khi đạt được yêu cầu này.

7.3.1.4. Điều chỉnh trong quá trình thử

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

7.3.1.5. Hệ số xả

Hệ số xả được xác định theo Điều 8.

7.3.1.6. Lưu lượng dòng chảy đối với van chính

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

7.3.1.7. Lưu lượng dòng chảy đối với bộ phận điều khiển

Không tính đến lưu lượng xả (nếu có) qua bộ phận điều khiển trừ khi lưu lượng này tương ứng với 25 % tổng lưu lượng.

7.3.2. Thực hiện phép thử

7.3.2.1. CSPRS được dùng trong chương trình thử

CSPRS phải là cùng loại hoặc giống hệt như các CSPRS được dùng trong các phép thử đặc tính làm việc.

Độ nâng phải là cùng độ nâng đã được xác định trong quá trình thử làm việc (vận hành).

7.3.2.2. Áp suất chỉnh đặt và cỡ kích thước van chính

Phải thực hiện phép thử đặc tính dòng chảy để xác định hệ số xả ở ba áp suất khác nhau cho mỗi một trong ba cỡ kích thước của một kết cấu van chính đã cho, trừ khi phạm vi cỡ kích thước bao hàm không quá sáu cỡ kích thước thì số cỡ kích thước được thử có thể giảm đi tới hai.

Khi một phạm vi cỡ kích thước được mở rộng đến mức các van chính được thử trước đây không đại diện cho phạm vi cỡ kích thước này nữa thì phải thực hiện thêm các phép thử với số lượng thích hợp các cỡ kích thước.

Trong tất cả các trường hợp của một thiết kế (kết cấu) van chính, phải thực hiện các phép thử ở bốn áp suất khác nhau.

Đối với các môi chất nén được, khi tỷ số giữa áp suất ngược tuyệt đối và áp suất khác thông vượt quá giá trị 0,25 thì hệ số xả có thể phụ thuộc nhiều vào tỷ số này. Khi đó phải tiến hành các phép thử ở các tỷ số nằm giữa tỷ số áp suất 0,25 và tỷ số áp suất lớn nhất yêu cầu để thu được các đường cong hoặc các bảng của hệ số xả liên quan đến tỷ số giữa áp suất ngược tuyệt đối và áp suất xả tuyệt đối. Đường cong này có thể được kéo dài để bao hàm được các phép thử với các tỷ số áp suất nhỏ hơn 0,25.

Đối với các môi chất không nén được thì hệ số xả không phụ thuộc vào tỷ số giữa áp suất ngược tuyệt đối và áp suất xả tuyệt đối.

7.3.2.3. Mẫu thu nhỏ kích thước

Khi phạm vi cỡ kích thước không thể được bao phủ đầy đủ thì phải sử dụng các mẫu theo tỷ lệ có đường kính dòng chảy không nhỏ hơn 0,2 lần đường kính dòng chảy ban đầu 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 do môi trường gây ra đối với các chi tiết di động cũng phải theo tỷ lệ.

Trong trường hợp có hộp xếp, cho phép chỉ có diện tích hiệu dụng cần tuân theo tỷ lệ.

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

Hệ số độ cứng tổng của lò xo cộng với hộp xếp, nếu có, của mẫu phải theo tỷ lệ với hệ số độ cứng của van thực.

Trước khi thực hiện các phép thử phải kiểm tra để bảo đảm cho mẫu tuân thủ các yêu cầu đã nêu trên.

7.3.2.4. Sự tương quan của độ nâng với hệ số xả

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 xác định đặc tính dòng chảy với toàn bộ độ nâng hoặc xác định muộn hơn.

Trong trường hợp độ nâng hạn chế, phải xác lập đường cong cho các phép thử liên hệ giữa hệ số xả và độ nâng của van.

7.3.2.5. Phương pháp thử

Trong trường hợp CSPRS có kết cấu mới hoặc đặc biệt được chế tạo với chỉ một cỡ kích thước ở các áp suất danh định khác nhau thì phải thực hiện các phép thử ở bốn áp suất chỉnh đặt khác nhau bao phủ phạm vi (dải) các áp suất tại đó CSPRS sẽ được xác định bởi các giới hạn của phòng thử nghiệm.

Phải tiến hành các phép thử ở các áp suất khác nhau để xác minh rằng không xảy ra sự thay đổi của hệ số xả với các vị trí có liên quan của các vòng điều chỉnh, nếu có.

Có thể sử dụng ba mẫu giống nhau về mặt hình học có các cỡ kích thước khác nhau của van chính để xác định hệ số xả. Phải chứng minh bằng thử nghiệm chức năng đúng của ít nhất là một van chính có thiết kế được chứng nhận.

7.4. 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 đo và các biên bản hiệu chuẩn dụng cụ đo (nếu có yêu cầu) đối với mục tiêu của các phép thử. Hồ sơ thử gốc phải do cơ sở tiến hành 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, hiệu chỉnh và các giá trị được sửa chữa, hiệu chỉnh phải được đưa vào biên bản thử.

7.5. Xác định hệ số xả

Để xác định hệ số xả K_d, xem 8.1.

7.6. Chứng nhận hệ số xả

Hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận K_dr của van chính không được lớn hơn 90 % hệ số xả K_d được xác định bằng thử nghiệm:

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 dòng chảy (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.

7.7. Chứng nhận CSPRS

Khi van chính và bộ phận điều khiển được chế tạo tại cùng một công ty hay không cùng một công ty được tổ hợp trong một hệ thống thì phải đáp ứng các yêu cầu của 7.1.3 và CSPRS phải được chứng nhận phù hợp với hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận của van chính.

Xem tiếp: Thiết bị an toàn chống quá áp – phần 5 : hệ thống an toàn xả áp có điều khiển - phần 4

Xem lại: Thiết bị an toàn chống quá áp – phần 5 : hệ thống an toàn xả áp có điều khiển - phần 2

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