Quy chuẩn QCVN 20:2023/BCT về An toàn đường ống dẫn khí đốt cố định bằng kim loại

• Số hiệu: QCVN20:2023/BCT
• Loại văn bản: Quy chuẩn
• Nơi ban hành: Bộ Công thương
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: 15/11/2023

PHỤ LỤC B

TÍNH TOÁN CHIỀU DÀY ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ ĐỐT CỐ ĐỊNH BẰNG KIM LOẠI

1. Chiều dày thành ống đường ống dẫn khí

Chiều dày thành ống đường ống dẫn khí được tính toán từ công thức 2.1:

P

=

2000St

FET

...

...

...

D

Ở đây:

D - Đường kính ngoài định mức của ống, mm

E - hệ số mối hàn dọc, bảng 841.1.7-1, ASME B31.8:2020

F - Hệ số thiết kế, bảng 2.1

P - Áp suất thiết kế, kPa

S - Giới hạn bền tối thiểu, MPa

T - Hệ số nhiệt độ, bảng 2.2

t: Chiều dày định mức thành ống, mm.

...

...

...

Cấp vị trí

Hệ số thiết kế, F

Cấp vị trí 1, Khu vực 1

0,8

Cấp vị trí 1, Khu vực 2

0,72

Cấp vị trí 2

0,6

Cấp vị trí 3

...

...

...

Cấp vị trí 4

0,4

Bảng 2.2 - Hệ số nhiệt độ, T

Nhiệt độ, °C

Hệ số nhiệt độ

121 hoặc thấp hơn

1,0

149

0,967

...

...

...

0,933

204

0,9

232

0,867

2. Chiều dày thành ống đường ống công nghệ

Chiều dày đường ống công nghệ:

t_m = t + c         (2.2)

Ở đây:

...

...

...

t - chiều dày tính toán

c - chiều dày bổ sung tính đến gia công ren, rãnh, ăn mòn, mài mòn cho phép. Đối với các chi tiết ren: Lấy chiều sâu ren định mức; đối với các chi tiết gia công rãnh: Chiều sâu cụ thể rãnh + dung sai hoặc 0,5 mm nếu không có dung sai cụ thể được chỉ định.

- Công thức tính chiều dày tính toán, t:

+ Đối với ống thẳng chịu áp suất trong có t<D/6:

t =

PD

(2.3)

2(SEW + PY)

...

...

...

t =

P(d + 2c)

(2.4)

2[SEW - P(1-Y)]

Ở đây:

P - Áp suất thiết kế

D - Đường kính ngoài của đường ống

d - Đường kính trong của đường ống

...

...

...

P - Áp suất thiết kế bên trong

S - Giá trị ứng suất đối với vật liệu, Bảng A-1 hoặc Bảng A-1M ASME B31.3 .2020

W - Hệ số giảm bền mối hàn, mục 302.3.5 (e) ASME B31.3:2020

Y- Hệ số, Bảng 304.1.1 ASME B31.3 :2020

Trường hợp t ≥ D/6:

- Đối với ống thẳng chịu áp suất bên trong ống có t ≥ D/6 hoặc P/SE >0,385, chiều dày tính toán yêu cầu xem xét các yếu tố như hư hỏng, tác động mỏi, ứng suất nhiệt.

- Đối với ống thẳng chịu áp suất bên ngoài ống: Mục 304.1.3 ASME B31.3:2020.

- Đối với ống cong: Mục 304.2 ASME B31.3:2020.

...

...

...

QUY ĐỊNH THỬ ÁP, THỬ KÍN ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ ĐỐT CỐ ĐỊNH BẢNG KIM LOẠI

1. Yêu cầu thử áp đối với đường ống dẫn khí vận hành ở ứng suất tiếp tuyến lớn hơn hoặc bằng 30% giới hạn chảy tối thiểu

a) Môi chất thử áp cho phép được chỉ ra trong Bảng 3.1. Môi chất thử là nước. Khí đốt có thể chỉ được sử dụng khi thử ở cấp vị trí 1, khu vực 2. Khi đó, dân chúng cần được di chuyển đến khoảng cách an toàn trong khi thử và người tiến hành thử phải trang bị với thiết bị bảo vệ cá nhân thích hợp.

b) Yêu cầu môi chất thử áp của Bảng 3.1 đối với thử áp đường ống ở cấp vị trí 3 và 4 không cần áp dụng nếu ở thời điểm đường ống lần đầu tiên sẵn sàng cho thử áp một trong hai các điều kiện sau tồn tại:

- Nhiệt độ nền ở độ sâu đường ống đủ thấp trong khi thử do môi chất thử thay đổi trạng thái và gây ra hư hỏng hoặc tắc gây nguy hiểm đường ống hoặc làm mất hiệu lực của thử nghiệm và sử dụng chất hóa học chống đông đặc là không thể.

- Nước có chất lượng đảm bảo được phê duyệt không có đủ số lượng (có lý do hợp lý).

c) Trong trường hợp một hoặc cả hai điều kiện trong Điểm b trên tồn tại, được phép sử dụng không khí hoặc khí không độc, không cháy như là môi chất thử với các điều kiện sau đây:

- Ứng suất tiếp tuyến tối đa trong quá trình thử áp thấp hơn 50% giới hạn chảy tối thiểu trong cấp vị trí 3 và ít hơn 40% giới hạn chảy tối thiểu tại cấp vị trí 4.

- Áp suất tối đa đường ống vận hành không vượt quá 80% áp suất thử tối đa tại hiện trường.

...

...

...

d) Trước khi đưa vào vận hành, hệ thống đường ống mới lắp đặt phải được thử bền trong thời gian tối thiểu như quy định tại Điểm g tại áp suất tối thiểu bằng hoặc cao hơn mức quy định tại Bảng 3.1. Áp suất tối thiểu phải đạt được tại vị trí cao nhất trong hệ thống đường ống.

đ) Đường ống dẫn khí đi qua đường cao tốc và đường sắt phải được thử độc lập trước hoặc thử kết hợp với phần ống liền kề trong cùng cách thức và áp suất tương tự như các đường ống trên mỗi phía của giao cắt.

e) Các cụm chế tạo, bao gồm cụm van đường ống chính, các đấu nối giao cắt, các ống góp vượt sông, v.v..., được lắp đặt trong các đường ống ở cấp vị trí 1 và được thiết kế phù hợp với hệ số thiết kế 0,6 có thể được thử trước độc lập hoặc thử kết hợp với các phân đoạn đường ống liền kề như yêu cầu cho cấp vị trí 1.

g) Thời gian thử: Tối thiểu là 2 giờ. Trường hợp nhà chế tạo yêu cầu thời gian thử cao hơn thì thực hiện theo quy định của nhà chế tạo.

Bảng 3.1. Yêu cầu thử đối với đường ống thép và đường trục vận hành ở ứng suất tiếp tuyến bằng hoặc lớn hơn 30% giới hạn chảy tối thiểu

Cấp vị trí

Hệ số thiết kế tối đa, F

Môi chất thử được phép

Áp suất thử tối thiểu

...

...

...

Áp suất vận hành cho phép lớn nhất, lấy giá trị nhỏ hơn

1, khu vực 1

0,8

nước

1,25 x MOP

Không

TP:1,25 hoặc DP

1, khu vực 2

0,72

...

...

...

1,25 x MOP

Không

TP:1,25 hoặc DP

0,72

không khí hoặc khí đốt

(lưu ý 1)

1,25 x MOP

1,25 x DP

TP:1,25 hoặc DP

...

...

...

0,6

nước

1,25 x MOP

Không

TP:1,25 hoặc DP

0,6

không khí (lưu ý 1)

1,25 x MOP

1,25 x DP

...

...

...

3

(lưu ý 2)

0,5

nước (lưu ý 3)

1,50 x MOP

không

TP:1,5 hoặc DP

4

0,4

...

...

...

1,50 x MOP

không

TP:1,5 hoặc DP

DP: áp suất thiết kế; MOP: Áp suất vận hành lớn nhất; TP: Áp suất thử.

Ghi chú:

- Bảng này xác định quan hệ giữa áp suất thử và áp suất vận hành tối đa cho phép sau khi thử. Nếu quyết định áp suất vận hành tối đa thấp hơn áp suất thiết kế, việc giảm tương ứng trong áp suất thử được quy định tại cột tối thiểu. Nếu áp suất thử sau khi giảm được sử dụng, áp suất vận hành tối đa sau đó không thể tăng lên đến áp suất thiết kế mà không thử lại đường ống ở áp suất thử cao hơn.

- Đường ống khí đốt cố định bằng kim loại trong các trạm được thử và chịu cấp vị trí, hệ số thiết kế, tiêu chí môi chất thử tương ứng.

- Khi thử bằng không khí hoặc khí đốt, cần đánh giá khả năng ngăn ngừa phát triển nứt gãy giòn hoặc dẻo của hệ thống đường ống ở mức ứng suất tối đa nhận được trong khi thử.

Lưu ý:

...

...

...

(2) Đường ống khí đốt cố định bằng kim loại trong trạm máy nén phải được thử bằng nước theo yêu cầu đường ống cấp vị trí 3.

(3) Đối với các trường hợp ngoại lệ, xem điểm b và c ở trên.

2. Yêu cầu thử bền đối với đường ống dẫn khí vận hành ở ứng suất tiếp tuyến nhỏ hơn 30% giới hạn chảy tối thiểu, nhưng lớn hơn 0,69 MPa

- Đường ống dẫn khí vị trí cấp vị trí 1: Phải được thử theo Mục 3 Phụ lục này.

- Đường ống dẫn khí vị trí cấp vị trí 2, 3, 4: Được thử theo Bảng 3.1 Phụ lục này, trừ trường hợp không khí hoặc khí đốt được sử dụng là môi chất thử trong giới hạn tối đa theo Bảng 3.2.

3. Thử kín đối với đường ống dẫn khí vận hành ở lớn hơn hoặc bằng 0,69 MPa

a) Đường ống dẫn khí phải được thử sau khi lắp đặt và trước khi đưa vào vận hành để chứng minh rằng nó không bị rò rỉ. Nếu thử nghiệm chỉ ra có rò rỉ, các vị trí rò rỉ phải được xác định và loại trừ.

b) Quy trình thử được sử dụng phải có khả năng chỉ ra tất cả các rò rỉ trong phân đoạn đang được thử và phải được lựa chọn sau khi xem xét dung tích của phân đoạn và vị trí của nó.

Bảng 3.2 - Ứng suất tiếp tối đa cho phép khi thử bằng không khí hoặc khí đốt

...

...

...

Cấp vị trí, % giới hạn chảy tối thiểu

2

3

4

Không khí hoặc khí không độc, không cháy nổ

75

50

40

Khí dễ cháy

...

...

...

30

30

c) Trong tất cả các trường hợp nơi đường ống chịu ứng suất trong thử bền đến mức ứng suất tiếp tuyến nhỏ nhất lớn hơn hoặc bằng 20% giới hạn chảy tối thiểu của đường ống và khí đốt hoặc không khí là môi chất thử, thử kín phải được tiến hành ở áp suất trong phạm vi từ 0,69 MPa đến giá trị yêu cầu đưa ra ứng suất tiếp tuyến bằng 20% của giới hạn chảy tối thiểu.

4. Thử kín đối với đường ống dẫn khí vận hành nhỏ hơn 0,69 MPa

a) Đường ống dẫn khí và các thiết bị liên quan vận hành nhỏ hơn 0,69 MPa phải được thử sau lắp đặt và trước khi đưa vào vận hành để chứng minh rằng nó không bị rò rỉ.

b) Khí đốt có thể được sử dụng như là môi chất thử ở áp suất tối đa có sẵn trong hệ thống phân phối tại thời điểm thử. Trong trường hợp này, kiểm tra bằng bọt xà phòng có thể được sử dụng để xác định vị trí rò rỉ tại tất cả các mối nối có thể tiếp cận trong thời gian thử.

c) Thử nghiệm tại áp suất hệ thống phân phối sẵn có theo quy định tại Điểm b trên có thể không đủ nếu lớp phủ bảo vệ đáng kể được sử dụng. Nếu lớp phủ đáng kể được sử dụng, áp suất thử kín phải là 0,69 MPa.

5. Thời gian thử kín đường ống dẫn khí

Thời gian thử kín phải đảm bảo duy trì đủ thời gian để kiểm tra toàn bộ đường ống dẫn khí được thử sau khi giữ ở áp suất thử kín tối thiểu 2 giờ. Trường hợp hồ sơ thiết kế quy định thời gian thử lâu hơn thì thực hiện theo quy định tại hồ sơ thiết kế.

...

...

...

a) Môi chất thử:

Môi chất thử là nước, trừ khi có khả năng hư hỏng do đóng băng hoặc tác động xấu do nạp nước trên hệ thống đường ống. Khi đó, có thể dùng không khí hoặc khí trơ làm môi chất thử.

b) Áp suất thử:

- Không nhỏ hơn 1,5 lần so với áp suất thiết kế.

- Khi nhiệt độ thiết kế lớn hơn nhiệt độ thử, áp suất thử được tính theo công thức sau:

Ở đây:

P: Áp suất thiết kế.

P_T: Áp suất thử.

...

...

...

S_T: ứng suất cho phép ở nhiệt độ thử.

- Trường hợp ống được nối với bình chịu áp lực như một hệ thống:

+ Nếu áp suất thử của đường ống nhỏ hơn hoặc bằng áp suất thử của bình, đường ống và bình có thể được thử với áp suất thử của đường ống.

+ Nếu áp suất thử của đường ống lớn hơn áp suất thử của bình, và việc cô lập nó là không thực tế, đường ống và bình có thể thử với áp suất thử của bình, với điều kiện áp suất thử bình không nhỏ hơn 77% áp suất thử của đường ống.

c) Thời gian thử tối thiểu là 10 phút hoặc theo quy định tại thiết kế nếu thiết kế quy định dài hơn.

d) Trường hợp thử bằng khí nén:

- Thử khí nén liên quan đến nguy hiểm do giải phóng năng lượng được tồn trữ trong khí nén. Do đó phải đặc biệt cẩn thận để giảm thiểu nguy cơ hư hỏng do nứt giòn trong thử kín bằng khí nén.

- Van an toàn phải được trang bị, có áp suất đặt không lớn hơn 110% áp suất thử hoặc áp suất thử + 0,345 MPa.

- Môi chất thử. Không khí hoặc khí trơ.

...

...

...

+ 1,33 lần áp suất thiết kế.

+ Áp suất tạo ra ứng suất áp suất danh nghĩa hoặc ứng suất dọc vượt quá 90% giới hạn chảy của phụ kiện bất kỳ nào ở nhiệt độ thử.

- Trình tự thử:

Tăng dần áp suất đến khi đạt được ở giá trị ít hơn của 1/2 áp suất thử hoặc 0,17 MPa, tiến hành kiểm tra sơ bộ phải được thực hiện, bao gồm cả kiểm tra các mối nối.

+ Tăng dần áp suất đến khi đạt áp suất thử.

+ Giảm xuống áp suất thiết kế trước khi kiểm tra rò rỉ.

7. Thử kín đường ống công nghệ

Đường ống công nghệ phải tiến hành thử kín bằng không khí hoặc khí trơ ở áp suất tối thiểu bằng 1,1 lần áp suất vận hành tối đa cho phép. Áp suất phải được nâng dần lên đến áp suất tối thiểu bằng áp suất vận hành tối đa cho phép hoặc áp suất quy định trong hồ sơ thiết kế, được giữ ổn định để kiểm tra rò rỉ qua các mối nối.

...

...

...

KHOẢNG CÁCH AN TOÀN GIỮA HAI ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ, GIỮA ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ VÀ CÁC ĐỐI TƯỢNG TIẾP GIÁP

1. Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai đường ống dẫn khí

1.1. Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai đường ống dẫn khí chôn ngầm chạy song song:

Khoảng cách theo phương ngang giữa các đường ống dẫn khí chôn ngầm liền kề chạy song song không nhỏ hơn 0,5 m và phải bảo đảm khoảng cách để bảo dưỡng, sửa chữa các đường ống dẫn khí.

1.2. Khoảng cách nhỏ nhất giữa đường ống dẫn khí chôn ngầm và đường ống dẫn khí đặt nổi.

Khoảng cách theo phương ngang giữa đường ống dẫn khí chôn ngầm và đặt nổi không nhỏ hơn 0,5m và phải bảo đảm khoảng cách để thi công, sửa chữa, bảo dưỡng.

1.3. Khoảng cách theo phương ngang giữa hai đường ống dẫn khí đặt nổi trong phạm vi các trạm van, trạm phóng nhận thoi phải bảo đảm khoảng cách để thi công, bảo dưỡng, sửa chữa.

2. Khoảng cách tối thiểu giữa đường ống dẫn khí và đối tượng tiếp giáp cần được bảo vệ

2.1. Đường ống dẫn khí đi ngầm song song với công trình:

...

...

...

Ghi chú: Công trình ngầm, công trình xây dựng khác là công trình không liên quan đến đường ống dẫn khí đốt

2.2. Khoảng cách theo phương ngang từ đường ống dẫn khí cấp 2, cấp 3 chôn ngầm đến nhà ở không nhỏ hơn 5,0m.

Khoảng cách này có thể được giảm khi áp dụng biện pháp, giải pháp kỹ thuật tăng cường theo quy định tại mục 3 Phụ lục này, nhưng không nhỏ hơn 3,0m.

2.3. Khoảng cách theo phương ngang từ đường ống dẫn khí cấp 2, cấp 3 chôn ngầm đến trường học, bệnh viện không nhỏ hơn 50 m.

2.4. Khoảng cách theo phương ngang từ đường ống dẫn khí cấp 2, cấp 3 chôn ngầm đến các di sản văn hóa cấp Quốc gia, khu bảo tồn thiên nhiên, công trình phúc lợi công cộng không nhỏ hơn 10m.

2.5. Khoảng cách giữa đường ống dẫn khí đi song song với đường bộ

Khoảng cách theo phương ngang giữa đường ống dẫn khí đi song song với đường bộ không nhỏ hơn 1,0 m từ mép ngoài đường ống dẫn khí đến chân ta luy của đường bộ và tuân theo quy định của pháp luật về đường bộ.

2.6. Khoảng cách giữa đường ống dẫn khí đi song song với đường sắt

Khoảng cách theo phương ngang giữa đường ống dẫn khí đi song song với đường sắt không nhỏ hơn 1,0 m từ mép ngoài đường ống dẫn khí đến chân ta luy của tuyến đường sắt và tuân theo quy định của pháp luật về đường sắt.

...

...

...

Đường ống dẫn khí đi song song với sông, ngòi, kênh, rạch phải tuân theo quy định của pháp luật về thủy lợi, bảo đảm khoảng cách tới bờ sông, ngòi, kênh, rạch để quản lý bờ sông, ngòi, kênh, rạch.

2.8. Khoảng cách an toàn đối với đường ống vận chuyển khí khoan xiên:

Đối với đường ống khí chôn ngầm sử dụng phương án khoan xiên phải có khảo sát đảm bảo khi sử dụng phương án khoan không ảnh hưởng và có tác động đến các công trình khác. Khoảng cách an toàn đối với đường ống vận chuyển khí khoan xiên không được nhỏ hơn khoảng cách an toàn tương ứng đối với đường ống chôn ngầm quy định tại Phụ lục này và đáp ứng các quy định về khoảng cách chuyên ngành liên quan đến công trình mà đường ống chôn ngầm đi qua.

2.9. Khoảng cách từ đường ống dẫn khí tới bến cảng, bến ca nô, bến phà phải tuân theo quy định của pháp luật liên quan.

2.10. Khoảng cách giữa đường ống dẫn khí đi song song với đập nước, đê sông, đê biển phải tuân theo quy định của pháp luật về thủy lợi.

3. Quy định giảm khoảng cách an toàn khi áp dụng các biện pháp, giải pháp kỹ thuật tăng cường

Giải pháp kỹ thuật tăng cường

Khoảng cách được phép giảm tương ứng (%)

Tăng độ dày thành ống tương ứng với hệ số f:

...

...

...

- Đường ống có cấp vị trí 2 và hệ số thiết kế không lớn hơn 0,50

- Đường ống có cấp vị trí 3 và hệ số thiết kế không lớn hơn 0,40

- Đường ống có cấp vị trí 4 và hệ số thiết kế không lớn hơn 0,30

20%

Tăng cường lớp bọc hoặc phủ trên ống bằng bê tông dày 10cm hay các vật liệu khác, lắp ống lồng

15%

Tăng độ sâu chôn ống: Tính từ độ sâu chôn ống tối thiểu, cứ tăng 0,5 m độ sâu chôn ống

10%

Tăng khả năng chống ăn mòn và định kỳ siêu âm kiểm tra độ dày thành ống hoặc có thiết bị tự động kiểm tra khuyết tật của ống.

...

...

...

Đặt trong hào bê tông tối thiểu: Sâu 1 m, dày 10 cm, có nắp bê tông dày 10 cm trên đắp đất chặt.

15%

Có tường ngăn cao trên 3 m về phía đối tượng được bảo vệ hoặc đặt các tấm ngăn cách bê tông giữa hai đường ống

5%

Ghi chú:

Khi áp dụng một hoặc nhiều giải pháp kỹ thuật tăng cường, khoảng cách tối đa được giảm không được vượt quá 50%.

Đối với những trường hợp kỹ thuật tăng cường khác không quy định theo bảng này, hệ số giảm khoảng cách sẽ được phân tích và đề xuất theo phương pháp đánh giá định lượng rủi ro.

4. Trường hợp chưa có quy định cụ thể của pháp luật về khoảng cách an toàn giữa đường ống dẫn khí đến các công trình được bảo vệ thì khoảng cách an toàn phải được xác định theo kết quả đánh giá định lượng rủi ro đối với đường ống dẫn khí./.