Van bi thép dùng cho dầu khí, hóa dầu và các ngành công nghiệp liên quan - Phần 1

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9447:2013

ISO 17292:2004

VAN BI THÉP DÙNG CHO DẦU KHÍ, HÓA DẦU VÀ CÁC NGÀNH CÔNG NGHIỆP LIÊN QUAN

Metal ball valves for petroleum, petrochemical and allied industries

Lời nói đầu

TCVN 9441:2013 hoàn toàn tương đương với ISO 5208:2008

TCVN 9441:2013 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN/TC 153 Van công nghiệp biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

Mục đích của tiêu chuẩn này là xác lập các yêu cầu cơ bản và thực hành cho mặt bích, đế hàn, đầu hàn đối tiếp và đầu nối ren của van bi thép có dòng chảy trong bi dạng lỗ thường, lỗ giảm một bậc, lỗ giảm hai bậc phù hợp với yêu cầu kĩ thuật trong ngành công nghiệp dầu khí, hóa dầu và các ứng dụng công nghiệp liên quan mà đã được tổ chức dầu mỏ của Mỹ ban hành các tiêu chuẩn tương đương API 608.

Đây không phải là mục đích thay thế tiêu chuẩn cũ ISO 7121 hoặc tiêu chuẩn khác không thuộc ngành lọc dầu, lọc khí và ứng dụng trong công nghiệp gas tự nhiên.

Trong tiêu chuẩn này, van mặt bích ký hiệu theo loại có mặt bích phù hợp với tiêu chuẩn ASME B16.5. Van mặt bích ký hiệu theo PN có mặt bích tuân theo EN 1092-1. Van có đầu nối ren có thể có ren tuân theo ISO7-1 hoặc B1.20.1.

VAN BI THÉP DÙNG CHO DẦU KHÍ, HÓA DẦU VÀ CÁC NGÀNH CÔNG NGHIỆP LIÊN QUAN

Metal ball valves for petroleum, petrochemical and allied industries

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu cho chuỗi van bi thép cho ngành dầu khí, hóa dầu, công nghiệp gas và các ứng dụng công nghiệp liên quan.

Tiêu chuẩn này bao gồm các van có các kích thước danh nghĩa DN

- 8, 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500

tương ứng với các đường ống có kích thước danh nghĩa NPS

- 1/4, 3/8, 1/2, 3/4, 1, 1 1/4, 1 1/2, 2, 2 1/2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20;

và được áp dụng cho các áp suất có ký hiệu

- Loại 150, 300, 600, 800 (Loại 800 chỉ áp dụng cho các van có dòng chảy giật cấp và với đầu nối ren, đế cắm hàn);

- PN 16,25, 40.

Tiêu chuẩn này bao gồm điều khoản để thử nghiệm và kiểm soát các đặc trưng của van như sau:

- Mặt bích và đầu hàn giáp mối với kích thước 15DN500 (1/2  NPS  20);

- Đế cắm hàn và đầu lắp ren với kích thước 8  DN  50 (1/4  NPS  2);

- Thân van có mặt tỳ hở với lỗ khoan bi thủng, khoan giật 1 cấp và giật 2 cấp;

- Vật liệu.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn có ghi năm công bố thì chỉ áp dụng phiên bản đã nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các bổ sung, sửa đổi:

TCVN 4683-2 (ISO 965-2), Ren hệ mét thông dụng ISO, Dung sai. Phần 2: Giới hạn kích thước dùng cho ren ngoài và ren trong thông dụng. Loại dung sai trung bình.

TCVN 6700-1 (ISO 9606-1), Kiểm tra chấp nhận thợ hàn. Hàn nóng chảy. Phần 1: Thép.

TCVN 7292 (ISO 261), Ren vít hệ mét thông dụng ISO. Vấn đề chung.

TCVN 7701-1 (ISO 7-1), Ren ống cho mối nối kín áp được chế tạo bằng ren. Phần 1: Kích thước, dung sai và ký hiệu

TCVN 7701-2 (ISO 7-2), Ren ống cho mối nối ống kín áp. Phần 2: Kiểm tra bằng calip giới hạn.

TCVN 8985 (ISO 15607), Đặc tính kỹ thuật và sự chấp nhận các quy trình hàn kim loại. Quy tắc chung.

TCVN 8986-1 (ISO 15609-1), Đặc tính kỹ thuật và sự chấp nhận các quy trình hàn kim loại. Đặc tính kỹ thuật của quy trình hàn. Phần 1: Hàn hồ quang.

TCVN 9441 (ISO 5208), Van công nghiệp - Thử áp lực cho các van kim loại.

ISO 4032, Hexagon nuts, style 1 - Product grades A and B ISO 4033, Hexagon nuts, style 2 - Product grades A and B ISO 4034, Hexagon nuts - Product grade C (Đai ốc 6 cạnh, Kiểu 1 - Cấp độ A và B)

ISO 4033, Hexagon nuts, style 2 - Product grades A and B (Đai ốc 6 cạnh kiểu 2 - Cấp độ A và B)

ISO 4034, Hexagon nuts - Product grade C (Đai ốc 6 cạnh - Cấp độ C)

ISO 5209, General purpose industrial valves - Marking (Van công nghiệp công dụng chung - Ghi nhãn)

ISO 5752, Metal valves for use in flanged pipe systems - Face-to-face and centre-to-face dimensions (Van kim loại sử dụng trong hệ thống đường ống lắp mặt bích, - Kích thước từ mặt tới mặt, từ tâm tới mặt)

ISO 6708:1995, Pipework components - Definition and selection of DN (nominal size) (Các bộ phận của hệ thống đường ống - Định nghĩa và lựa chọn DN (Kích thước danh nghĩa)

ISO 10497, Testing of valves - Fire type-testing requirements (Thử van - Yêu cầu thử chịu lửa)

ISO 15610, Specification and qualification of welding procedures for metallic meterials - Qualification based on tested welding consumables (Chỉ tiêu kỹ thuật và chất lượng của quy trình hàn vật liệu kim loại - Cơ sở chất lượng kiểm tra sự cháy của kim loại)

ISO 15614-1, Specification and qualification of welding procedures for metallic meterials - Welding procedure test - Part 1: Arc and gas welding of steels and arc welding of nickel and nickel alloys (Chỉ tiêu kỹ thuật và chất lượng của quy trình hàn vật liệu kim loại - Kiểm tra quy trình hàn - Phần 1 hàn hồ quang và hàn khí vật liệu thép, hàn hồ quang của Niken và hợp chất của niken)

ISO 15614-2, Specification and qualification of welding procedures for metallic meterials - Welding procedure test - Part 2: Arc welding of aluminium and its alloys (Chỉ tiêu kỹ thuật và chất lượng của quy trình hàn vật liệu kim loại - Kiểm tra quy trình hàn - Phần 2 hàn hồ quang vật liệu nhôm và hợp kim nhôm)

EN 1092-1, Flanges and their joints - Circular flanges for pipes, valves, fittings and accessories, PN - designated - Part 1: Steel flanges (Mặt bích và lắp ghép mặt bích - mặt bích tròn cho ống, van, phụ tùng nối và phụ kiện, ký hiệu PN - phần 1 - Mặt bích thép)

EN 1333, Pipework components - Definition and selection of PN (Các bộ phận của hệ thống đường ống - Định nghĩa và lựa chọn PN)

EN 10269, Steels and nickel alloys for fasteners with specified elevated and/or low temperature properties EN 12982, Industrial valves - End-to-end and centre-to-end dimensions for butt welding end valves ASME B1.1, Unified inch screw threads, UN and UNR thread form (Thép và hợp kim niken cho các chi tiết siết chặt với quy định tăng hoặc giảm nhiệt độ EN 12982, Van công nghiệp - Kích thước từ đầu mút tới đầu mút và từ tâm tới đầu mút cho van đầu hàn đối tiếp ASME B1.1, Ren theo hệ Inch dạng ren UN và UNR)

EN 12982, Industrial valves - End-to-end and centre-to-end dimensions for butt welding end valves ASME B1.1, Unified inch screw threads, UN and UNR thread form (Van công nghiệp - Kích thước từ đầu này tới đầu kia và kích thước từ tâm tới mặt đầu của van đầu hàn ASME B1.1, chỉ định riêng với ren vít hệ Anh, ren theo hệ Inch dạng ren UN và UNR)

ASME B1.20.1, Pipe threads, general pupose, inch (Ren ống, công dụng chung)

ASME B16.5, Pipe flanges and flanged fittings (Mặt bích ống và phụ tùng mặt bích)

ASME B16.10, Face to face and end to end dimensions of valves (Kích thước từ mặt tới mặt và từ đầu này tới đầu kia của van)

ASME B16.20, Metallic gaskets for pipe flanges: Ring joints spiral wound and jacketed (Đệm kim loại cho mặt bích ống: đệm tròn, rãnh xoắn và vỏ)

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này, các định nghĩa cho ký hiệu áp suất, nhóm loại, và kích thước danh nghĩa của van NPS được cung cấp ở ASME B16.34, các định nghĩa về ký hiệu áp suất PN được cung cấp trong EN 1333 và sau đây sẽ áp dụng các định nghĩa đó.

3.1. DN
Ký hiệu bằng chữ và số cho kích thước các thành phần của một hệ thống đường ống, được dùng để tham chiếu, bao gồm các chữ cái DN và tiếp theo là một số không thứ nguyên gián tiếp liên quan đến kích thước vật lý, tính bằng mm, kích thước dòng chảy hoặc đường kính ngoài của đầu nối.

[ISO 6708:1995, Định nghĩa 2.1]

3.2. Thiết kế chống tĩnh điện (anti - static design)

Thiết kế đảm bảo sự truyền liên tục của dòng điện giữa thân van, bi và trụ của van

4. Áp suất/Nhiệt độ danh nghĩa

4.1. Van

Áp suất/nhiệt độ danh nghĩa làm việc của van được quy định trong tiêu chuẩn này phải nhỏ hơn áp suất/nhiệt độ danh nghĩa của vỏ (xem 4.2) và áp suất/nhiệt độ danh nghĩa của mặt tỳ (xem 4.3).

4.2. Vỏ

4.2.1. Áp suất/nhiệt độ danh nghĩa của vỏ van chịu áp lực phải tuân theo quy định trong bảng áp suất/nhiệt độ ASME B16.34, cho van được phân loại theo loại, hoặc EN-1092-1 cho các van ký hiệu theo PN.

4.2.2. Nhiệt độ tương ứng với áp suất danh nghĩa của vỏ là nhiệt độ cao nhất cho phép đối với vỏ chịu áp của van. Nhìn chung, nhiệt độ cao nhất này là nhiệt độ của chất lỏng chứa trong van. Người sử dụng tự chịu trách nhiệm khi sử dụng áp suất danh nghĩa liên quan tới nhiệt độ khác với nhiệt độ của chất lỏng trong van. Với nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ thấp nhất trong bảng áp suất/nhiệt độ (4.2.1), áp suất làm việc phải thấp hơn hoặc bằng áp suất ứng với nhiệt độ thấp nhất quy định. Cần có sự xem xét cẩn thận trước sự sụt giảm của độ dẻo, và độ bền va đập của vật liệu trong điều kiện nhiệt độ thấp.

4.3. Mặt tỳ và gioăng kín

4.3.1. Những chi tiết phi kim loại như mặt tỳ, gioăng, hoặc trụ thân van có thể hạn chế lên áp suất/nhiệt độ danh nghĩa. Bất kì những hạn chế nào cũng phải được ghi rõ trên nhãn mác van theo quy định 7.4.

4.3.2. Mẫu thiết kế cần phải được thiết kế sao cho polytetrafluoroethylene (PTFE) và cả PTFE gia cường được sử dụng để chế tạo mặt tỳ thì áp suất/nhiệt độ danh nghĩa nhỏ nhất phải như đã quy định trong Bảng 1.

4.3.3. Áp suất/nhiệt độ danh nghĩa của mặt tỳ cho các vật liệu khác làm mặt tỳ phải theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất. Tuy nhiên áp suất/nhiệt độ làm việc danh nghĩa không được vượt quá áp suất/nhiệt độ danh nghĩa của vỏ van.

Bảng 1 - Áp suất/nhiệt độ danh nghĩa tối thiểu của mặt tỳ

Đơn vị đo áp suất: bar (1 bar = 0,1 Mpa = 10⁵ Pa; 1 Mpa = 1N/mm²)

5. Thiết kế

5.1. Dòng chảy

Dòng chảy bao gồm lỗ tròn của mặt tỳ thông với bi và thân van. Thân van bao gồm các yếu tố cấu thành nối từ bi đến các đầu nối liên kết như đầu ren, đầu hàn hoặc mặt bích ghép nối. Tóm lại, dòng chảy qua bi và thân van được gọi là dòng chảy đường ống. Theo tiêu chuẩn này thì lỗ được phân thành 3 loại: lỗ thường, giảm 1 bậc hay giảm 2 bậc. Đường kính nhỏ nhất của lỗ phải bằng đường kính của 1 hình trụ giả định phù hợp với Bảng 2.

5.2. Thân

5.2.1. Chiều dày thân

5.2.1.1. Chiều dày thân nhỏ nhất của van, kí hiệu t_m, phải được quy định ở Bảng 3. Trừ trường hợp các van có đầu hàn đối tiếp, các đầu hàn để nối với ống phải phù hợp Hình 1.

5.2.1.2. Chiều dày thân nhỏ nhất có thể chấp nhận, được đo từ bề mặt ướt bên trong tới điểm trên thân mà tại đó khả năng đóng kín của thân còn hiệu lực.

Bảng 2 - Đường kính hình trụ giả định áp dụng cho cỡ lỗ đã phân loại

5.2.1.3. Một số vùng trên thân van có độ dày nhỏ hơn độ dày tối thiểu, có thể chấp nhận được nhưng phải thỏa mãn tất cả các yêu cầu sau:

- Khu vực có độ dày nhỏ hơn độ dày tối thiểu có thể được bao bọc bởi một đường tròn có đường kính không lớn hơn 0.35, trong đó d là đường kính nhỏ nhất của lỗ cho trong Bảng 2 và t_m là chiều dày thành nhỏ nhất cho trong Bảng 3.

- Chiều dày đo được không nhỏ hơn 0.75 t_m.

- Các đường tròn bọc được tách rời nhau, có khoảng cách giữa các cạnh không nhỏ hơn 1,75.

5.2.1.4. Nhà sản xuất lưu ý thêm các yếu tố khác như mối nối ghép bu lông, tải trọng lắp ghép, độ cứng vững cần thiết để giữ cho các phần tử thẳng hàng nhau, các thiết kế chi tiết của van và các điều kiện hoạt động cụ thể, từ đó chịu trách nhiệm quyết định thành vỏ dày hơn hay không.

5.2.2. Mặt bích

5.2.2.1. Mặt bích trên thân van phải phù hợp với yêu cầu của ASME B16.5 với van phân loại thép loại và EN1092-1 với van phân loại theo PN. Mặt bích có gờ (mặt bích nổi) phải được cung cấp trừ khi có quy định khác của người mua.

5.2.2.2. Kích thước từ mặt tới mặt của van mặt bích phải theo quy định của ASME B16.20 hoặc ISO 5752, chuỗi cơ sở 1, 14 và 27 cho van phân loại theo PN, với dung sai thích hợp: DN <= 250 là ± 2mm, và DN >= 300 là ± 4 mm.

5.2.2.3. Mặt bích thân hoặc nắp thân van phải được đúc hoặc rèn liền với thân, nắp hoặc mặt bích đúc hoặc được hàn ngấu. Nếu người mua yêu cầu cấu trúc mặt bích liền thì phải chỉ định rõ. Khi mặt bích được hàn vào thân, thợ hàn và quy trình hàn phải tuân thủ tiêu chuẩn ASME-BPVC, Phần IX hoặc quy định của tiêu chuẩn TCVN 6700-1 (ISO 9606-1) và TCVN 8985 (ISO 15607), TCVN 8986-1 (ISO 15609-1), ISO 15614-1, ISO 15614-2 và ISO 15610. Các vòng định hướng gắn liền hoặc tháo được, là đồ gá trong quá trình hàn, phải được loại bỏ sau khi hàn, nhưng phải lưu ý đảm bảo độ dày tối thiểu của vỏ. Sau khi hàn phải xử lý nhiệt để đảm bảo vật liệu thân van và mặt bích đáp ứng được toàn bộ điều kiện làm việc, phải thực hiện này như là các yêu cầu đối với đặc tính của vật liệu.

5.2.2.4. Bề mặt bích phải tuân thủ theo quy định ASME B16.5 với van phân loại theo loại hoặc EN 1092-1 cho van phân loại theo PN, trừ trường hợp bên mua yêu cầu khác.

5.2.3. Đầu hàn

5.2.3.1. Các đầu hàn phải được thực hiện phù hợp với Hình 1 và Bảng 4, trừ trường hợp có yêu cầu riêng của khách hàng.

5.2.3.2. Kích thước từ đầu này tới đầu kia cho các loại van phải phù hợp với tiêu chuẩn ASME B16.10 với các mẫu dài hay ngắn, hoặc phù hợp với EN 12.982 cho van phân loại theo PN.

Xem tiếp: Van bi thép dùng cho dầu khí, hóa dầu và các ngành công nghiệp liên quan - Phần 2

Xem lại: Van công nghiệp - thử áp lực cho van kim loại - phần 2

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