Thiết bị an toàn chống quá áp – phần 6: ứng dụng, lựa chọn và lắp đặt đĩa nổ - phần 1

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7915-6 : 2009

THIẾT BỊ AN TOÀN CHỐNG QUÁ ÁP – PHẦN 6: ỨNG DỤNG, LỰA CHỌN VÀ LẮP ĐẶT ĐĨA NỔ

Safety devices for protection against excessive pressure - Part 6: Application, selection and installation of bursting disc safety devices

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này hướng dẫn việc ứng dụng, lựa chọn và lắp đặt các đĩa nổ dùng để bảo vệ thiết bị chịu áp lực khỏi sự quá áp và/hoặc quá chân không.

Phụ lục A cung cấp danh mục thông tin do khách hàng cung cấp cho nhà sản xuất.

Phụ lục B đưa ra hướng dẫn về thời gian thay thế cho một màng nổ và Phụ lục C đưa ra hướng dẫn xác định lưu lượng khối lượng, đối với các môi chất một pha, của một hệ thống xả áp có chứa một đĩa nổ.

Phụ lục E là một qui trình không bắt buộc để xác lập trở lực dòng chảy của cụm màng nổ đã nổ.

Các yêu cầu về chế tạo, kiểm tra, thử nghiệm, ghi nhãn, chứng nhận và bao gói các đĩa nổ được cho trong TCVN 7915-2 (ISO 4126-2).

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) Thiết bị an toàn chống quá áp - Phần 5: Hệ thống an toàn xả áp có điều khiển (CSPRS)

TCVN 7915-7 : 2009 (ISO 4126-7 : 2004) Thiết bị an toàn chống quá áp - Phần 7: Dữ liệu chung

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa trong TCVN 7915-1: 2009 và các thuật ngữ sau.

3.1. 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.

3.2. Cụm màng nổ (bursting disc assembly)

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

3.3. Màng nổ (bursting disc)

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

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

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

3.5. Màng nổ có hình vòm thông thường (ám chỉ tác động về phía trước) (conventional domed bursting disc)

Màng nổ được tạo hình vòm theo chiều của áp lực nổ (nghĩa là áp lực nổ tác dụng vào phía lõm của màng nổ) (xem Hình 1 của TCVN 7915-2: 2009).

3.6. Màng nổ có rãnh (slotted lined bursting disc)

Màng nổ được chế tạo từ hai hoặc nhiều lớp vật liệu trong đó có ít nhất là một lớp được xẻ rãnh hoặc tạo khe hở để điều chỉnh áp lực nổ của màng nổ.

3.7. Màng nổ có hình vòm ngược (ám chỉ tác động ngược lại) (reverse domed bursting disc)

Màng nổ được tạo thành vòm theo chiều ngược lại với áp lực nổ (nghĩa là áp lực nổ tác dụng vào phía lồi của màng nổ) (xem Hình 2 của TCVN 7915-2: 2009).

3.8. Màng nổ graphit (graphite bursting disc)

Màng nổ được chế tạo từ graphit, graphit được tẩm, graphit mềm dẻo hoặc hợp chất graphit và được thiết kế để nổ do các lực uốn hoặc cắt.

CHÚ THÍCH: Áp dụng các định nghĩa sau:

a) graphit: một dạng tinh thể của nguyên tố cacbon;

b) graphit được tẩm: graphit tron đó có các lỗ xốp hở được tẩm bằng một vật liệu trám;

c) graphít mềm dẻo: một cấu trúc graphit được tạo thành bằng cách nén nóng các hỗn hợp có các lớp graphit xen kẽ;

d) hợp chất graphit: được chế tạo từ hai hoặc nhiều vật liệu khác biệt và có các tính chất khác nhau trong đó tỷ lệ của graphit vượt quá 50 % theo trọng lượng.

3.9. 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 (được sử dụng cùng với dung sai áp suất nổ, xem 3.13).

3.10. 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 (được sử dụng cùng với áp suất nổ nhỏ nhất qui định, xem 3.11).

3.11. 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 (được sử dụng cùng với áp suất nổ lớn nhất qui định, xem 3.10).

3.12. Nhiệt độ để nổ (coincident temperature)

Nhiệt độ của màng nổ gắn liền với một áp suất nổ (xem 3.9, 3.10 và 3.11) là nhiệt độ mong đợi của màng nổ khi nó cần phải nổ.

3.13. 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 hoặc các đại lượng dương và âm so với áp suất nổ qui định.

3.14. Áp suất làm việc (operating presure)

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

3.15. Áp suất xả (relieving pressure)

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

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

3.16. Nhiệt độ xả (relieving temparature)

Nhiệt độ trong các điều kiện xả của hệ thống chịu áp lực.

CHÚ THÍCH: Nhiệt độ này có thể khác với nhiệt độ để nổ được qui định cho màng nổ.

3.17. Độ chênh áp suất ngược (differential back pressure)

Độ chênh áp qua một màng nổ theo chiều ngược lại với áp suất nổ.

CHÚ THÍCH: Độ chênh áp suất ngược có thể là kết quả của áp suất trong hệ thống xả từ các nguồn khác và/hoặc kết quả của chân không ở phía trước màng nổ.

3.18. Diện tích xả của đĩa nổ (bursting disc safety device dischange area)

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

3.19. 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 các yêu cầu về áp suất nổ qui định, trong đó các màng nổ được chế tạo từ cùng một lô vật liệu.

3.20. Áp suất nổ (bursting pressure)

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

3.21. Cơ cấu đỡ áp suất ngược (back pressure support)

Bộ phận của đĩa nổ ngăn ngừa sự hư hỏng của màng nổ do độ chênh áp suất ngược.

CHÚ THÍCH: Cơ cấu đỡ áp suất ngược dùng để ngăn ngừa sự hư hỏng của màng nổ khi áp suất của hệ thống giảm xuống thấp hơn áp suất khí quyển đôi khi được gọi là cơ cấu đỡ chân không.

3.22. Lớp phủ (coating)

Lớp vật liệu kim loại hoặc phi kim loại được phủ lên các chi tiết của đĩa nổ theo một qui trình phủ.

3.23. Lớp bọc (lining)

Lá hoặc các lá kim loại hoặc phi kim loại bổ sung để tạo thành một bộ phận của cụm màng nổ hoặc cơ cấu kẹp màng nổ.

3.24. Lớp mạ (plating)

Lớp kim loại mạ lên màng nổ hoặc cơ cấu kẹp màng nổ theo một qui trình mạ.

3.25. Tấm chắn nhiệt độ (temperature shield)

Bộ phận bảo vệ màng nổ tránh nhiệt độ quá cao.

3.26. Hệ số làm việc (operating ratio)

Tỷ số giữa áp suất làm việc và giới hạn nhỏ nhất của áp suất nổ (xem Hình 1).

CHÚ THÍCH 1: Trong trường hợp một hệ thống chịu áp lực có áp suất làm việc tính bằng bar theo áp kế và áp suất khí quyển ở phía sau màng nổ.

CHÚ THÍCH 2: Trong trường hợp một hệ thống chịu áp lực có áp suất ngược ở phía sau đĩa nổ, hệ số làm việc là giá trị của độ chênh áp giữa phía trước và phía sau màng nổ chia cho giới hạn nhỏ nhất của áp suất nổ được biểu thị như độ chênh áp.

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

Lưu lượng môi chất mà một đĩa nổ có thể xảy ra sau khi màng nổ bị nổ.

3.28. Thời gian thay thế (replacement period)

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

3.29. Hệ thống xả áp (pressure relief system)

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

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

3.30. Hệ số xả (discharge coefficient)

Hệ số xác định độ giảm của lưu lượng xả lý thuyết của một hệ thống xả áp bằng phương pháp đơn giản (xem C.2) gắn với một màng nổ đã bị nổ tạo thành một phần của một đĩa nổ.

CHÚ THÍCH: Hệ số xả được ký hiệu bằng a.

3.31. Hệ số trở lực dòng chảy (flow resistance factor)

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: Hệ số trở lực dòng chảy được ký hiệu bằng K_R, là một hệ số không thứ nguyên được biểu thị như sự tổn thất áp suất theo vận tốc.

3.32. Áp suất cơ bản (base pressure)

Áp suất ghi được tại ống vào của hệ thống thử dòng chảy màng nổ.

3.33. Nhiệt độ cơ bản (base temperature)

Nhiệt độ ghi được tại ống vào của hệ thống thử dòng chảy màng nổ.

3.34. Áp suất lớn nhất cho phép, PS (maximum allowable pressure)

Áp suất lớn nhất dùng để thiết kế thiết bị do nhà sản xuất qui định.

4. Ký hiệu và đơn vị

Bảng 1 - Các ký hiệu và mô tả các ký hiệu

5. Ứng dụng

5.1. Theo yêu cầu của tiêu chuẩn có liên quan đối với thiết bị được bảo vệ, có thể sử dụng các đĩa nổ như là cơ cấu xả áp duy nhất cùng với các van an toàn hoặc là một bộ phận của một thiết bị tổ hợp.

5.2. Lưu lượng xả của một hệ thống bao gồm một đĩa nổ và giới hạn lớn nhất của áp suất nổ của nó (xem Hình 1) ở nhiệt độ để nổ phải bảo đảm sao cho áp suất xả lớn nhất không được vượt quá các yêu cầu của thiết bị được bảo vệ. Các Phụ lục C, D và E đưa ra các phương pháp để xác định lưu lượng xả của một hệ thống xả áp gắn với các đĩa nổ.

5.3. Việc sử dụng một đĩa nổ như là cơ cấu xả áp suất duy nhất có thể được ưu tiên cho các trường hợp sau:

a) mức tăng áp suất có thể làm cho mức đáp ứng của van an toàn trở nên không thích hợp;

b) không thể cho phép có sự rò rỉ môi chất trong các điều kiện làm việc;

c) các điều kiện làm việc có thể gây ra sự lắng đọng làm cho van an toàn không hoạt động;

d) ảnh hưởng của nhiệt độ thấp có thể ngăn cản sự hoạt động của van an toàn;

e) yêu cầu có các diện tích xả lớn.

CHÚ THÍCH: đĩa nổ là một cơ cấu xả áp lực (suất) không đóng kín trở lại, sau khi nổ cơ cấu này có thể dẫn đến tổng tổn thất áp suất/dung lượng từ thiết bị được bảo vệ.

Đối với tất cả các ứng dụng, hệ thống xả áp phải bảo đảm sao cho sau khi nổ của cụm màng nổ, bất cứ sự vỡ ra thành mảnh hoặc bất cứ sự phóng ra nào của vật liệu cũng không được:

a) gây ra sự hạn chế của dòng chảy không chấp nhận được trong hệ thống xả áp;

b) làm suy giảm sự vận hành đúng của bất cứ cơ cấu an toàn nào;

c) ảnh hưởng tới lưu lượng (xả) được chứng nhận của bất cứ cơ cấu an toàn nào khác.

5.4. Có thể sử dụng các đĩa nổ cùng với các van an toàn được vận hành bằng van điều khiển hoặc hệ thống an toàn xả áp có điều khiển (CSPRS) (theo TCVN 7915-4 và TCVN 7915-5) khi tiêu chuẩn có liên quan cho phép. Việc ứng dụng các đĩa nổ không được dẫn đến sự quá áp trong thiết bị được bảo vệ.

5.4.1. Các đĩa nổ cùng với van an toàn có thể được sử dụng trong các trường hợp sau:

a) trong lắp ghép nối tiếp, để bảo vệ an toàn chống ăn mòn, sự tắc nghẽn hoặc các điều kiện làm việc có thể ảnh hưởng đến tính năng của van an toàn;

b) trong lắp ghép nối tiếp, để ngăn ngừa sự rò rỉ;

c) trong lắp ghép nối tiếp, để ngăn ngừa tổng tổn thất dung lượng từ thiết bị được bảo vệ sau khi màng nổ bị nổ;

d) trong lắp ghép song song, như là một bộ phận bảo vệ bổ sung.

5.4.2. Khi một đĩa nổ được lắp trước một van an toàn thì phải đáp ứng các yêu cầu sau:

a) các yêu cầu qui định về nổ của đĩa nổ phải tuân theo các yêu cầu có liên quan của thiết bị được bảo vệ;

b) đối với các ứng dụng mà đĩa nổ tạo thành một bộ phận của thiết bị tổ hợp, các yêu cầu phải tuân theo tiêu chuẩn áp dụng cho thiết bị này.

c) không gian giữa màng nổ và van an toàn phải được trang bị phương tiện để phòng ngừa sự tạo thành áp suất không chấp nhận được.

CHÚ THÍCH: Các màng nổ, khi là các cơ cấu chênh áp sẽ cần đến một áp lực cao hơn trong thiết bị được bảo vệ để làm nổ màng nổ nếu có áp suất tạo ra trong không gian giữa màng nổ và van an toàn bởi có thể có sự rò rỉ trong màng nổ do sự ăn mòn hoặc do áp suất ngược trong đường ống xả hoặc nguyên nhân khác.

5.4.3. Khi một đĩa nổ được lắp sau van an toàn thì phải đáp ứng các yêu cầu sau:

a) các đĩa nổ và đường ống xả phải được thiết kế sao cho không làm suy giảm đặc tính làm việc của van an toàn;

b) không gian giữa màng nổ và van an toàn phải được trang bị phương tiện để ngăn ngừa sự tạo thành áp suất không chấp nhận được.

CHÚ THÍCH: Một van an toàn được chất tải bằng lò xo khi không cân bằng sẽ không thể mở được ở áp suất chỉnh đặt của van nếu có áp suất ngược được tạo thành giữa van an toàn và đĩa nổ. Có thể cần đến một kết cấu riêng cho van an toàn.

c) giới hạn lớn nhất của áp suất nổ của màng nổ ở nhiệt độ để nổ cộng với áp suất bất kỳ trong đường ống xả không được vượt quá:

1) các giới hạn áp suất ngược của van an toàn;

2) áp suất thiết kế của bất cứ ống hoặc phụ tùng nối ống nào giữa van an toàn và đĩa nổ;

3) áp suất cho phép bởi tiêu chuẩn có liên quan.

Xem tiếp: Thiết bị an toàn chống quá áp – phần 6: ứng dụng, lựa chọn và lắp đặt đĩa nổ - phần 2

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

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