Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7163:2013 về Chai chứa khí di động - Van chai - Đặc tính kỹ thuật và thử kiểu

• Số hiệu: TCVN7163:2013
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2013

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7163 : 2013

ISO 10297 : 2006

CHAI CHỨA KHÍ DI ĐỘNG - VAN CHAI ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ THỬ KIỂU

 Transportable gas cylinders – Cylider valves - Specification and type testing

Lời nói đầu

TCVN 7163:2013 thay thế TCVN 7163:2002(ISO 10297:1999).

TCVN 7163:2013 hoàn toàn tương đương ISO 10297:2006.

 TCVN 7163:2013 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 58 Chai chứa khí biên soạn,Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ khoa học và Công nghệ công bố.

...

...

...

CHAI CHỨA KHÍ DI ĐỘNG - VAN CHAI ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ THỬ KIỂU

Transportable gas cylinders – Cylider valves - Specification and type testing

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về thiết kế, chế tạo, ghi nhãn và các phương pháp thử kiểu đối với van dùng để lắp vào chai vận chuyển khí nén, khí hóa lỏng hoặc khí hòa tan.

Tiêu chuẩn này không áp dụng đối với các van dùng cho thiết bị làm lạnh sâu, bình chữa cháy hoặc khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG).

Tiêu chuẩn này không quy định các yêu cầu riêng cần bổ sung đối với van được lắp với cơ cấu giảm áp [xem TCVN 9315 (ISO 22435)], cơ cấu tích áp dư và cơ cấu một chiều [xem TCVN 9314 (ISO 15996)], và màng nổ và cơ cấu xả áp [xem TCVN 7915 (ISO 4126), và prEN 14513)].

CHÚ THÍCH: Các yêu cầu đối với van dùng cho khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG) được qui định trong TCVN 9315 (ISO 14245) và EN 13152 và trong TCVN 9313 (ISO 15995) và EN 13153. Các yêu cầu cho van dùng cho bình làm lạnh sâu được quy định trong EN 144-1, EN 144-2 và EN 144-3.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn dưới đây là rất cần thiết đối với việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với tài liệu 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 kể cả các sửa đổi, nếu có.

...

...

...

TCVN 6550 (ISO 10156), Khí và hỗn hợp khí – Xác định tính cháy và khả năng oxy hóa để chọn đầu ra của van chai chứa khí.

TCVN 6551 (ISO 5145), Đầu ra của van chai chứa khí và hỗn hợp khí – Lựa chọn và xác định kích thước.

ISO 407, Small medical gas cylinders – Pin-index yoke –type valve connections (Chai chứa khí loại nhỏ dùng trong y tế - Mối nối và kiểu gông kẹp chặt bằng chốt).

ISO 8573-1, Compressed air – Part 1: Contaminants and Purity classes (Không khí nén – Phần 1: Các chất gây ô nhiễm và các cấp tinh khiết).

ISO 10692-1 Gas cylinders – Gas cylinders valve connections for use in the microelectronics industry- Part 1: Outlet connections (Chai chứa khí – Mối nối van chai chứa khí dùng trong công nghệ vi điện tử - Phần 1: Mối nối đầu ra).

ISO 15001 Anaesthetic and respiratory equipment – Compatibility with oxygen (Thiết bị gây mê và hô hấp – Khả năng tương thích với oxy).

3. Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu được nêu trong TCVN 6289 (ISO 10286) và các thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu sau:

3.1. Áp suất làm việc (working pressure)

...

...

...

Áp suất ổn định (khí nén) ở nhiệt độ đồng đều 15^oC đối với chai đã được nẹp lượng khí nén lớn nhất cho phép.

CHÚ THÍCH 1: Trong tiêu chuẩn này, nó tương ứng với áp suất làm việc lớn nhất của chai nước được lắp van theo dự tính sẽ được sử dụng.

CHÚ THÍCH 2: Định nghĩa này không áp dụng cho khí hóa lỏng hoặc khí hòa tan (ví dụ như axetylen).

3.2. Áp suất thử van (valve test pressure)

Pvt

Áp suất của khí tác động lên van (hoặc một môi trường chất lỏng chỉ để thử thủy lực) trong quá trình thử kiểu.

3.3. Độ kín ngoài (external leak tightness)

Độ kín đối với khí quyển (rò rỉ vào và /hoặc rò rỉ ra) khi van mở.

CHÚ THÍCH: Xem hình 1

...

...

...

Chú dẫn:

1 Mối nối đến thiết bị người sử dụng (đóng)

a Rò rỉ vào                    p = áp suất trong

b Rò rỉ ra                      p_a = áp suất khí quyển

Hình 1 – Độ kín ngoài

3.4. Độ kín trong (internal leak tightness)

Độ kín đế van (rò rỉ vào và/hoặc rò rỉ ra) khi van đóng.

CHÚ THÍCH: Xem Hình 2.

...

...

...

a Rò rỉ vào                    p = áp suất trong

b Rò rỉ ra                      p_a = áp suất khí quyển

Hình 2 – Độ kín trong

3.5. Mômen quay đóng van nhỏ nhất (minium closing torque)

T_c

Mômen quay cần thiết tác động lên cơ cấu vận hành van để đạt được độ kín trong.

3.6. Mômen quay bền (resistance torque)

Mômen quay mở hoặc đóng van lớn nhất (chọn giá trị thấp hơn) áp dụng cho cơ cấu vận hành van mà van có thể chịu được và không bị hư hỏng.

3.7. Cơ cấu vận hành van (valve operating mechanism)

...

...

...

VÍ DỤ: Trục van được tạo ren mà khi quay làm nâng cao hoặc hạ thấp vòng đệm làm kín.

3.8. Dụng cụ vận hành van (valve operating devive)

Bộ phận tác động cơ cấu vận hành của van.

VÍ DỤ: Tay quay hoặc bộ dẫn động.

3.9. Khối lượng bao gói tổng (total package mass)

Tổng khối lượng của chai chứa khí, bộ phận gá lắp cố định trên nó và lượng khí chứa lớn nhất cho phép.

Van và vành bảo vệ van là những ví dụ về các bộ phận gá lắp cố định.

4. Yêu cầu thiết kế van

4.1. Yêu cầu chung

...

...

...

4.2. Mô tả van

Tiêu chuẩn này không quy định các bộ phận mà van chai phải có. Một van chai điển hình bao gồm:

a) Thân van;

b) Cơ cấu vận hành van (để mở và đóng van);

c) Dụng cụ mở van;

d) Biện pháp để đảm bảo độ kín trong;

e) Biện pháp để đảm bảo độ kín ngoài;

f) (các) Đầu nối ra (để nạp và xả chai chứa);

g) Đầu nối vào đến chai chứa;

...

...

...

i) Ống xiphông;

j) Nút hoặc mũ có ren ở đầu nối ra;

k) Cơ cấu hạn chế sự vượt quá lưu lượng;

l) Biện pháp để tranh không khí lọt vào;

m) Cơ cấu để duy trì áp suất dư [xem TCVN 9314 (ISO 15996)];

n) Cơ cấu giảm áp suất đầu vào;

o) Lỗ giới hạn lưu lượng;

p) (các) Bộ lọc.

4.3. Vật liệu

...

...

...

Đối với những ứng dụng trong y tế và hô hấp, xem ISO 15001, đặc biệt là khi chọn vật liệu để làm giảm nguy cơ sinh ra các chất độc do quá trình cháy/phân hủy từ vật liệu phi kim loại bao gồm các chất bôi trơn.

Trong các ứng dụng y tế và hô hấp, các bộ phận tiếp xúc với không khí được mạ hoặc phủ trừ khi có biện pháp đảm bảo rằng bất kỳ các hạt sinh ra trên bề mặt đó được ngăn chặn không xâm nhập vào dòng khí.

Độ bền khí đốt trong oxy hoặc các khí có tính oxy hóa cao khác [(xem TCVN 6550 (ISO 10156)] của vật liệu phi kim loại và dầu bôi trơn, phải được xác định bằng quy trình thử thích hợp [(xem TCVN 6874-3 (ISO 11114-3)].

Do sự nguy hiểm tạo nên chất nổ axetylua, van dùng cho axetylen chỉ được chế tạo bằng hợp kim nền đồng nếu hàm lượng đồng không vượt quá 65% (khối lượng). Người chế tạo không được sử dụng bất kỳ phương pháp nào làm giầu hàm lượng đồng trên bề mặt. Vì lý do tương tự hàm lượng bạc của hợp kim, ví dụ để hàn vẩy mềm phải được giới hạn đối với van chai axetylen. Giới hạn được chấp nhận hơn cả là 43% (khối lượng), nhưng không có trường hợp nào vượt quá 50% (khối lượng).

Vật liệu phi kim loại làm kín sử dụng với không khí, các khí oxy hóa (như là nitơ oxyt), oxy và các khí giầu oxy phải có khả năng chịu được phép thử độ nhạy lão hóa.

4.4. Kích thước

4.4.1. Kích thước ngoài

Nếu van dự định được bảo vệ bằng mũ theo TCVN 6872 (ISO 11117), kích thước bên ngoài phải theo Hình 3. Nếu van là “kiểu gông kẹp chặt bằng chốt” dùng cho các khí y tế thí kích thước bên ngoài phải tuân theo ISO 407.

4.4.2. Kích thước bên trong

...

...

...

4.5. Chỗ nối van

Van thường được nối với chai bằng mối nối vào, như là ren côn phù hợp với TCVN 9316-1 (ISO 11363-1) đối với ren 17E, hoặc ren trụ ngoài phù hợp với, ví dụ, ISO 15245-1 đối với M30, hoặc bất kỳ một tiêu chuẩn nào liên quan. Van được nối với các thiết bị được nạp đầy và đem dùng bằng một hoặc nhiều đầu nối ra phù hợp với tiêu chuẩn đã được chấp nhận (như là ISO 407, TCVN 6551(ISO 5145), ISO 10692-1) hoặc bất cứ một tiêu chuẩn tương ứng nào.

CHÚ DẪN:

r_max = 32, 5 mm

R_max = 38 mm

h_max = 90 mm

L_max = 125 mm

Khi trục của ren thân van và tay quay không trùng khít nhau, khoảng cách giữa hai trục phải được cộng thêm vào r­_max.

...

...

...

CHÚ THÍCH 1: h là chiều dài phần dưới của van, khi bán kính lớn nhất lớn hơn bán kính tay quay.

CHÚ THÍCH 2: L_max là chiều dài lớn nhất của van ở vị trí đóng khi không được lắp vào chai chứa.

Hình 3 – Kích thước lớn nhất đối với van chai chứa khí được bảo vệ bằng mũ phù hợp với TCVN 6872 (ISO 11117)

4.6. Độ bền cơ học

4.6.1. Thử áp suất thủy lực

Van chai chứa khí phải có khả năng chịu đựng trong 2 h mà không có biến dạng dư, không bị rò rỉ hoặc nứt vỡ khi thực hiện phép thử áp suất thủy lực lớn gấp 1,5 lần áp suất thử van thiết kế được nối với chai chứa.

Đối với axetylen, phép thử áp lực này phải được tiến hành ở 450 bar.

Phép thử áp suất thủy lực được trình bày trong 6.9.

4.6.2. Độ bền chịu va đập cơ học

...

...

...

Phép thử va đập được trình bày trong Phụ lục A.

4.7. Cơ cấu vận hành van

Cơ cấu vận hành van phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

a) Nếu đóng van bằng cách quay thì nó phải theo chiều kim đồng hồ.

b) Phải có khả năng mở và đóng van tại áp suất thử chai chứa.

c) Được thiết kế sao cho việc lắp đặt của van không thể bị thay đổi do vô ý.

d) Van được thiết kế để đảm bảo rằng dầu bôi trơn không tương thích với oxy (nếu sử dụng) không tiếp xúc với khí oxy hóa mạnh, như đã được xác định trong TCVN 6550 (ISO 10156) (xem 4.3).

e) Đối với van dùng cho khí oxy hóa mạnh, như xác định trong TCVN 6550 (ISO 10156), khi mở toàn bộ lỗ van không được tạo nên sự tăng vọt áp suất quá mức.

CHÚ THÍCH: Điều này thường đạt được bằng một thiết kế yêu cầu nhiều vòng quay để có một độ mở hoàn toàn.

...

...

...

Phép thử sức bền mỏi đối với các thông số được nêu trong 6.12.

g) Đối với van vận hành bằng bánh tay quay với bánh tay quay có đường kính 65 mm hoặc lớn hơn, hoặc đối với van vận hành bằng chìa vặn.

- Moment quay cần để đóng van và thỏa mãn các yêu cầu 4.8 không được lớn hơn 7 N.m (momen quay lớn hơn có thể áp dụng cho van vận hành bằng chìa vặn) sau khi hoàn thiện phép thử sức bền mỏi.

- Van phải chịu được một momen quay 20 N.m không có biến dạng dư.

- Khi không thực hiện được, mômen quay đóng không được nhỏ hơn 25 N.m. Khi không thực hiện được, các bộ phận sẽ hỏng không còn giữ được áp lực.

- CHÚ THÍCH: Đối với van có bánh tay quay nhỏ, có thể áp dụng các mức mômen quay nêu trong 6.10 và 6.12.

h) Khi không thực hiện được, momen quay mở phải nhỏ hơn momen quay cần để tháo cơ chế vân hành khỏi thân van.

Phép thử momen quay vượt quá mức quy định ghi tại g) và h) được nêu trong 6.10.

i) Van phải được thiết kế để cho phép đóng kín sau khi tiếp xúc với/phơi trong ngọn lửa.

...

...

...

j) Đối với axetylen, van phải được thiết kế cho phép đóng kín van sau khi thử chịu tác động của lửa tạt lại của axetylen.

Việc phép thử lửa tạt lại của axetylen được nêu trong 6.15.

4.8. Độ rò rỉ

Độ rò rỉ bên trong không được vượt quá 6 cm^3/h (ở điều kiện tiêu chuẩn 20^oC và 1013 mbar) trên khắp phạm vi áp suất và nhiệt độ (tối thiểu là 0,1 bar đối với khí cháy được và khí độc hoặc 0,5 bar trong các trường hợp khác) được quy định tại phép thử với cơ chế vận hành ở vị trí ‘đóng’.

Độ rò rỉ bên ngoài không được vượt quá 6 cm^3’h trên toàn bộ phạm vi áp suất và nhiệt độ được quy định tại phép thử với cơ chế vận hành ở bất kỳ vị trí nào trong khoảng giữa và kể cả vị trí “mở hoàn toàn” và vị trí “đóng kín”.

Các phép thử độ kín được trình bày trong 6.11.

CHÚ THÍCH: Đối với khí tinh khiết và khí độc, nhà sản xuất và khách hàng có thể thỏa thuận tốc độ rò rỉ cho phép thấp hơn. Đối với các ứng dụng điện tử, tốc độ rò rỉ cho phép điển hình là 1 x 10-7 He atm cm^3’s.

Van phải đáp ứng các yêu cầu đối với độ rò rỉ đã nêu trên sau 2000 chu kỳ mở và đóng ở p_vt. Thử độ bền mỏi được trình bày trong 6.12.

4.9. Độ bền chống cháy

...

...

...

Phép thử sự tăng vọt áp suất oxy được trình bày trong 6.14.

5. Yêu cầu sản xuất

5.1. Chế tạo

Thân van phải được chế tạo bằng một quá trình làm sao đảm bảo khả năng hồi phục tính chất cơ học cần thiết đẻ đáp ứng các yêu cầu quy định trong tiêu chuẩn này. Phải xét đến tính không đẳng hướng của vật liệu.

CHÚ THÍCH: Xem ISO 14246.

5.2. Làm sạch

Van chai chứa phải được làm sạch để đáp ứng các yêu cầu định sử dụng. Van chai dùng cho các khí trong y tế phải được làm sạch dầu, mỡ và các chất dạng hạt phù hợp với ISO 15001.

6. Phương pháp thử kiểu

6.1. Quy định chung

...

...

...

Khi có sự thay đổi mối nối thì không yêu cầu thử kiểu.

Sự thay đối các kích thước cơ bản các bộ phận hoặc thay đổi vật liệu vì lý do của tính tương thích vật liệu với khí (ví dụ vòng đệm chữ O, nắp bịt, màng, trục, dầu bôi trơn) tạo thành biến thể kiểu trong họ van đã cho.

Biến thể kiểu yêu cầu lặp lại các phần liên quan của phép thử kiểu.

Sự thay đổi kích thước thiết kế cơ bản của các bộ phận hoặc sự thay đổi của vật liệu thân van sẽ tạo nên họ van mới và yêu cầu thử kiểu toàn bộ.

6.2. Tài liệu

Người sản xuất phải chuẩn bị sẵn cho cơ quan thử nghiệm có thẩm quyền các tài liệu sau:

a) Bộ bản vẽ kỹ thuật bao gồm bản vẽ tổng thể, danh mục các chi tiết, đặc tính của vật liệu và bản vẽ chi tiết. Bất kỳ biến dạng kiểu nào trong họ van đã cho phải được phân biệt rõ ràng;

b) Bản miêu tả van và phương pháp vận hành;

c) Thông báo phạm vi sử dụng van (khí và hỗn hợp khí, áp suất, sử dụng có hoặc không có cơ cấu bảo vệ van v.v …). Phải phân biệt rõ ràng khí nào hoặc hỗn hợp khí nào có thể sử dụng với từng biến thể kiểu van;

...

...

...

6.3. Số mẫu thử

Yêu cầu ít nhất 9 mẫu van (có thể cần nhiều mẫu hơn, phụ thuộc vào số lượng kiểu khác nhau được thử):

a) Một mẫu (số 1) để thử áp suất thủy lực;

b) Các mẫu để thử độ kín và thử độ bền mỏi như sau:

1) Khi không có biến thể kiểu được quy định, 5 mẫu của loại cơ bản sẽ được thử (số 2 đến số 6);

2) Khi quy định một biến thể kiểu, ba mẫu (số 2, 3, 4) của loại cơ bản sẽ được thử và hai mẫu (số 5a,6a) của loại biến thể sẽ được thử;

3) Khi quy định hai hoặc nhiều hơn biến thể kiểu (a, b, v.v…), hai mẫu (số 2, 3) của loại cơ bản sẽ được thử, hai mẫu (số 4a và 5a, 4b và 5b) của loại biến thể sẽ được thử;

c) Một mẫu (số 2) dùng để thử sự va chạm của ngọn lửa;

d) Một mẫu (số 7) dùng để thử bổ sung khi có yêu cầu (ví dụ thử va đập);

...

...

...

 Yêu cầu các mẫu thử bổ sung sau đây:

a) Đối với việc sử dụng với khí oxy và khí oxy hóa mạnh, ba mẫu van (10n, 11n và 12n) dùng để thử sự tăng áp suất oxy và ba mẫu van tiếp theo dùng cho từng biến thể kiểu.

b) Đối với việc sử dụng axetylen, ba mẫu van (10m, 11m và 12m) dùng để thử lửa tạt lại của axetylen và thử độ kín không rò rỉ bên trong.

6.4. Biên bản thử

Phải ghi lại một biên bản tổng hợp tất cả các phép thử đã thực hiện và kết quả thu được và biên bản phải bao gồm các tài liệu được liệt kê trong 6.2.

Biên bản này phải có chữ ký của người chịu trách nhiệm của tổ chức thử nghiệm.

Khi cần phải nhận được biên bản từ nhà sản xuất van.

6.5. Điều kiện xung quanh

Nếu không có quy định nào khác, tiến hành phép thử ở nhiệt độ phòng.

...

...

...

Đối với khí nén:

p_vt = 1,2 x p_w

Đối với khí hóa lỏng và khí hòa tan có áp lực (như là axetylen):

p_vt ít nhất bằng áp suất thử nhỏ nhất của chai chứa được trích dẫn theo quy định vận chuyển liên quan đối với khí hoặc nhóm khí đó.

6.7. Khí thử

Nếu không có quy định nào khác, tiến hành các phép thử với không khí hoặc nitơ sạch, khô không có dầu. Các yêu cầu chất lượng không khí đối với dầu phải phù hợp với cấp 2 theo ISO 8573-1 (hàm lượng dầu 0,1 mg/m^3 và hàm lượng nước 0,117 g/m^3 hoặc điểm ngưng tụ - 40^oC ở áp suất khí quyển).

6.8. Trình tự thử

Phải tiến hành các phép thử theo bản liệt kê nêu trong Bảng 1.

Ví dụ trình tự thử đối với thiết kế cơ bản với biến dạng kiểu xem Phụ lục B.

...

...

...

Trình tự thử

Phép thử và điều khoản liên quan

Điều kiện van thử

Nhiệt độ thử

^oC

Số van mẫu

Số phép thử/van

Tổng số phép thử

1

...

...

...

Như khi nhận

Nhiệt độ phòng ^a

1

11

1

2

Momen quay quá mức, 6.10

Như khi nhận

Nhiệt độ phòng ^a

...

...

...

1

2

3

Độ kín trong/ngoài, 6.11

Như khi nhận

Nhiệt độ phòng ^a

2 đến 6^b

6 hoặc 8^c

30 hoặc 40^c

...

...

...

Độ kín trong/ngoài, 6.11

Từ trình tự thử 3, hóa già ở 65^oC trong 5 ngày

Nhiệt độ phòng ^a

2 đến 6^b

6 hoặc 8^c

30 hoặc 40^c

5

Độ bền, 6.12

...

...

...

Nhiệt độ phòng ^a

2 đến 6^b

1

5

6

Độ kín trong/ngoài, 6.11

Từ trình tự thử 5

Nhiệt độ phòng ^a

2 đến 6^b

...

...

...

30 hoặc 40^c

7

Độ kín trong/ngoài, 6.11

Từ trình tự thử 6

65 ± 2,5

2 đến 6^b

6^b hoặc 8^c

30 hoặc 40^c

8

...

...

...

Từ trình tự thử 7

2 đến 6^b

6 hoặc 8^c

30 hoặc 40^c

9

Kiểm tra bằng mắt thường, 6.12

Từ trình tự thử 8

Nhiệt độ phòng ^a

...

...

...

1

5

10

Thử trong lửa 6.13

Từ trình tự thử 9

800 đến 1000 (điển hình)

2

1

1

...

...

...

Tăng vọt áp suất oxy 6.14

Như khi nhận

Xem 6.14

10 n đến 12 n

1

3

Chỉ dùng cho C₂H₂

Tạt lửa lại, 6.15

Như khi nhận

...

...

...

10 mm đến 12 mm

1

3

^a Điển hình trong phạm vi 15^oC và 30^oC.

^b Đối với biến thể kiểu bổ sung, số lượng mẫu van và các phép thử sẽ thay đổi phù hợp với Phụ lục B.

^c Tổng số phép thử là 30 không có thử chân không và là 40 nếu có yêu cầu thử chân không.

6.9. Thử áp suất thủy lực

Vì lý do an toàn phép thử áp suất thủy lực được tiến hành trước tất cả các phép thử khác. Thử áp suất thủy lực phải tiến hành trong các điều kiện sau:

a) Ty van ở vị trí mở;

...

...

...

c) Tháo cơ cấu giảm an toàn (nếu được lắp) và bịt lỗ;

d) Môi chất thử bằng nước hoặc các chất lỏng thích hợp khác;

e) Đối với khí nén áp suất thử là 1,5 x 1,5 p_w ;

f) Đối với khí hóa lỏng áp suất thử là 1,5 p_vt ;

g) Đối với khí hòa tan, như axetylen, áp suất thử là 450 bar;

h) Thời gian duy trì áp suất ³ 2 min;

Phải tăng áp suất liên tục và đều đặn. Van nguyên mẫu phải chịu được phép thử mà không có biến dạng dư hoặc gãy.

6.10. Phép thử mômen quay quá mức

Mục đích của các phép thử này là kiểm tra xem cơ cấu vận hành van có đủ độ bền và độ an toàn không nếu phải chịu mômen quay quá mức.

...

...

...

Mômen quay đóng van ở van mẫu số 8 phải được tăng dần đều cho tới khi đạt mômen quay T (xem dưới đây), tại mômen này van phải có khả năng làm việc mà không gặp trở ngại có thể nhận ra được và không có hư hỏng đáng kể nào. Sau đó mômen quay phải tăng từ từ cho tới khi xảy ra hư hỏng bất kỳ bộ phận nào của cơ cấu vận hành. Trị số này của mômen quay khi xảy ra hư hỏng không được nhỏ hơn 1,25 x T.

Sau đó phải lặp lại phép thử này, trên van mẫu số 9, nhưng với mômen mở thay cho mômen đóng.

Sau phép thử này, cơ cấu vận hành van có thể bị hư hại đáng kể và không thể làm việc. Các bộ phận duy trì áp suất không được hư hỏng. Trong khi thử không được phép tháo cơ cấu này.

Đối với van chai chứa khí công nghiệp tiêu chuẩn được lắp đặt tay vặn đường kính 65 mm hoặc lớn hơn T = 20 N.m.

Tuy nhiên, trị số T sẽ thay đổi cùng với kiểu dáng van và cơ cấu vận hành. Nó có thể thấp hơn đối với van nhỏ và cao hơn đối với van vận hành bằng chìa.

Cơ cấu vận hành không có khả năng chịu được mômen quay quá mức quy định phải được tháo ra khỏi thân van (xem 4.7).

6.11. Thử độ kín

6.11.1. Quy định chung

Mỗi trình tự thử độ kín trong và ngoài phải bao gồm một dãy phép thử ở bốn mức điều chỉnh áp suất nêu trong Bảng 2.

...

...

...

Bảng 2 – Áp suất thử đối với thử độ kín

Trình tự thử áp suất

Áp suất thử đối với thử độ kín

1

Chân không (5 x 10^-3 bar) nếu yêu cầu

2

0,1 bar đối với khí độc và dễ cháy; 0,5 bar đối với tất cả các khí khác

3

10 bar đối với tất cả các khí

...

...

...

P_vt (xem 6.6)

6.11.2. Độ kín trong

Độ kín trong phải được xác định có liên quan đến mômen quay đóng van cho từng van của 5 hoặc nhiều hơn 5 van mẫu [xem 6.3b)] phù hợp với quy trình sau:

a) Để trống chỗ nối đầu ra của van;

b) Tháo cơ cấu giảm áp (nếu được lắp) và làm kín lỗ;

c) Mở van;

d) Đặt áp suất quy định ở đầu vào của van;

e) Đóng van tới mômen quay yêu cầu. Đặc biệt quan trọng là van màng bị nén khi đóng van

f) Mở chỗ nối đầu ra của van;

...

...

...

h) Nếu tốc độ rò rỉ không chấp nhận được (xem 4.8), lặp lại trình tự thử ở một mômen quay đóng van cao hơn.

Trình tự này phải được lặp lại đối với từng áp suất thử cho trong Bảng 2.

6.11.3. Độ kín ngoài

Độ kín ngoài được xác định cho từng van của 5 hoặc nhiều hơn 5 van mẫu [xem 6.3b)] theo quy trình sau:

a) Để trống một đầu vào hoặc ra của van;

b) Tháo cơ cấu giảm áp an toàn (nếu được lắp) và làm kín lỗ;

c) Mở hoàn toàn van;

d) Duy trì áp suất quy định qua các lỗ khác;

e) Đo tốc độ rò rỉ;

...

...

...

g) Đo tốc độ rò rỉ;

Nếu có yêu cầu, thao tác f) và thao tác g) có thể được lặp lại đối với các lần đóng van từng phần khác nhau.

Đối với trình tự thử 7 của Bảng 1, tiến hành ở ()^oC, tốc độ rò rỉ ngoài phải được đo trong khi quay tay vặn.

6.12. Thử độ bền lâu

Thử độ bền lâu với 2000 chu kỳ, bao gồm mở và đóng hoàn toàn van, được tiến hành ở p_vt­ (xem Phụ lục C).

Sau mỗi lần đóng, áp suất sau mặt tựa phải giảm đến áp suất khí quyển. Phải có sự tạm dừng ít nhất 6 s ở từng vị trí đóng hoàn toàn và mở hoàn toàn.

Cần phải lưu ý để đảm bảo rằng, trong khi thử, ma sát không làm cho nhiệt độ của van vượt đáng kể nhiệt độ quy định trong Bảng 1.

Đối với van có tay vặn đường kính 65 mm hoặc lớn hơn, mômen quay đóng van dùng trong quá trình thử là 7 N.m. Không được tác dụng mômen vượt quá ở vị trí mở hoàn toàn.

Đối với van vận hành bằng chìa hoặc van màng xếp yêu cầu mômen quay đóng van nhỏ nhất (
Tc) lớn hơn 7 N.m, mômen quay được sử dụng khi thử bằng 1,5 X Tc.

...

...

...

Đối với tất cả các phép thử tiếp theo, không được dùng mômen quay vượt quá momen quay đã sử dụng trong phép thử độ bền.

Đối với van được trang bị bộ dẫn động, phép thử sẽ được hướng dẫn bằng cách sử dụng thông số do nhà sản xuất khuyến cáo, như là áp suất vận hành, điện áp cung cấp.

Khi đã hoàn thành thử độ bền và các phép thử độ kín tiếp theo, các chi tiết làm kín như màng, ống xếp và vòng đệm chữ O phải được kiểm tra bằng mắt để xem có bị mòn hay hư hỏng và phải ghi lại những phát hiện của đợt kiểm tra này.

6.13. Thử trong lửa

Cơ cấu vận hành của van mẫu (như tay vặn) được đặt 1 min trong ngọn lửa có chiều dài 150 mm được tạo bởi ống thổi LPG, sao cho ngọn lửa đạt tới nhiệt độ điển hình từ 800^oC đến 1000^oC. Cơ cấu vận hành này phải được ngọn lửa bao bọc hoàn toàn.

Dù cơ cấu vận hành có thể bị hư hỏng trong khi thử, van phải có thể đóng bằng tay sau khi làm nguội.

6.14. Sự thử tăng áp suất oxy

Phép thử này được tiến hành đối với các van được sử dụng trong tất cả các lĩnh vực mà khí hoặc hỗn hợp khí có khả năng oxy hóa lớn hơn không khí (xác định khả năng oxy hóa xem TCVN 6550 (ISO 10156). Đối với tất cả các loại van phải tiến hành thử tăng áp suất bằng oxy hóa tinh khiết.

Mục đích của phép thử này là kiểm tra xem van có chịu đựng được an toàn khi có sự tăng áp oxy.

...

...

...

Trước khi thử, phải kiểm tra việc lắp đặt phép thử mồi cháy đối với sự tăng áp yêu cầu (ví dụ về lắp đặt thử nghiệm và đặc tính của chu kỳ áp suất, xem Hình 4 và Hình 5). Đối với các van thử này, tại phía cuối ống đồng (hoặc vật liệu kim loại khác bền oxy) dài 1 m, được lắp đặt một đồng hồ đo áp suất chính xác.

Áp suất lớn nhất ở đầu cùng của ống (được đo bằng đồng hồ đo áp suất và được ghi lại trên máy đo dao động) phải đạt khoảng () ms (thời gian cần để đạt tới p_vt bắt đầu từ áp suất khí quyển).

Không quy định thời gian ổn định ở p_vt nhưng không được nhỏ hơn 3 s. Trước khi có sự tăng áp tiếp theo trong hệ thống (van mẫu và ống đồng) phải giảm xuống áp suất khí quyển. Không quy định thời gian ổn định ở áp suất khí quyển nhưng không được nhỏ hơn 3 s.

Thời gian tổng của chu kỳ áp suất phải là 30 s, như thể hiện trên Hình 5. Thời gian tổng là thời gian giữa lúc bắt đầu của hai lần tăng áp liên tiếp.

Để hiệu chỉnh, sử dụng oxy được nung nóng ở (60 ± 3)^oC.

Chất lượng oxy phải đạt:

- Độ tinh khiết nhỏ nhất 99,5 % (thể tích);

- Hàm lượng hydrocacbon < 0,01 % (thể tích).

Từng phép thử được tiến hành như sau:

...

...

...

b) tiến hành hai trình tự thử được quy định trong Bảng 3. Van thử phải ở nhiệt độ phòng tại điểm xuất phát của trình tự.

Bảng 3 – Trình tự thử

Trình tự thử

Cơ chế vận hành

Mối nối với chai chứa

1

Đóng

Mở

2

...

...

...

Được bịt kín bằng nút kim loại có ren

c) Oxy được nung sấy nóng đến (60 ± 3)^oC trong lò nung sơ bộ oxy. Dòng oxy tới van mẫu thử phải được kiểm soát bằng van mở nhanh (xem Hình 4). Phép thử bao gồm đưa van mẫu vào 20 chu kỳ áp suất từ áp suất khí quyển đến áp suất thử van (p_­vt­) (xem Hình 5).

Sau khi thử, tháo van mẫu và kiểm tra kỹ lưỡng, kể cả kiểm tra độ kín của các chi tiết phi kim loại. Không được có bất kỳ vết mồi cháy nào.

Kích thước tính bằng milimét

Chú dẫn

1 - Van vào

4 - Van mở nhanh

8 - Áp kế

...

...

...

5 - Ống

9 - Nhiệt kế

3 - Bình oxy áp suất cao

7 - Van giảm áp

11 - Bộ điều nhiệt

Hình 4 – Ví dụ về lắp đặt phép thử sự tăng áp suất

Chú dẫn

X thời gian

...

...

...

a thời gian nghỉ

Hình 5 – Đặc tính chu kỳ áp suất

6.15. Thử lửa tạt lại của axetylen

Phép thử này dùng cho van làm việc với axetylen.

Mục đích của phép thử này là xác định xem van mẫu có khả năng chịu được lửa tạt lại của axetylen hay không. Sau khi thử lửa tạt lại, phải đóng được van.

Khi van mẫu được lắp cơ cấu giảm áp, cơ cấu này phải được đóng để thử.

Chai axetylen dùng cho phép thử, phải có thể tích trống khoảng 150 cm^3 ở phía đầu chai.

Van mẫu phải được vặn vào chai axetylen có dung tích nước 5 L (có chất xốp và dung môi). Không lắp lưới lọc vào chai hoặc vào van.

Chai được nạp ít nhất một nửa lượng axetylen cho phép nạp lớn nhất. Ống mồi cháy thể tích 30 cm^3 được nối với hộp đầu ra (xem Hình 6). Ống mồi cháy này phải khóa ở một đầu bằng đĩa nổ có áp suất lớn nhất là 40 bar. Sự phân hủy axetylen lan truyền trong chai do đó làm tăng áp suất, dẫn đến sự nổ, vỡ đĩa nổ và dòng các khí phân hủy nóng bỏng thoát ra khỏi van.

...

...

...

Chai được để cho đến khi ổn định (khoảng 24 h). Sau đó kiểm tra độ kín trong của van và tốc độ rò rỉ không được vượt quá 50 cm^3/h.

Chú dẫn

1 - Thiết bị đóng hoạt động từ xa

2 - Van mẫu

3 - Chai axetylen

4 - Nhiệt kế

5 - Ống mồi cháy

6 - Đĩa nổ

...

...

...

8 - Chất xốp

a - Thể tích khoảng 30 cm^3

b - Thể tích khoảng 150 cm^3

Hình 6 – Ví dụ của thiết bị thử lửa tạt lại của axetylen

6. Ghi nhãn

Van chai chứa khí phải được ghi nhãn bền lâu và dễ đọc với nội dung sau:

a) Số hiệu của tiêu chuẩn này;

b) Ký hiệu của người sản xuất;

c) Tháng (hoặc tuần), năm sản xuất;

...

...

...

e) Dấu hiệu nhận biết mối nối đầu ra của van nếu chưa được yêu cầu bởi mối nối đầu ra liên quan.

Đối với các van đáp ứng yêu cầu 4.6.2, tổng khối lượng bao gói cho phép lớn nhất đối với van đã được phép thử phải được ghi trên nhãn (ví dụ 70 kg).

Có thể yêu cầu ghi nhãn bổ sung đối với van dùng trong thiết bị y tế và các thiết bị thở hoặc yêu cầu cao hơn.

PHỤ LỤC A

(quy định)

THỬ VA ĐẬP VAN

Trong trường hợp van chai được sử dụng trong các chai có dung tích nước lớn hơn 5 L và không được lắp bộ phận bảo vệ van trong quá trình vận chuyển, phải tiến hành các phép thử sau. Mục đích của phép thử này là để đảm bảo rằng van có đủ độ bền để chịu va đập có thể xảy ra trong chuyên chở.

Một van, ở điều kiện khóa (được khóa bằng mômen quay sử dụng trong thử độ bền lâu phù hợp với 4.7) phải được lắp vào cổ chai chứa khí được tạo ren tương ứng hoặc một vật cố định đơn giản (xem Hình A.1), với một mômen sử dụng trong vận hành [xem TCVN 7389 (ISO 13341)]. Van phải nhô ra từ cổ chai hoặc vật cố định từ một đoạn danh nghĩa như trong sử dụng.

...

...

...

VÍ DỤ: Một khối lượng bao gói 100 kg yêu cầu thử va đập đến 360 J.

Sự va đập xảy ra tại 90^o so với trục dọc của van và trùng khớp với mặt phẳng đi qua trục này.

Điểm va đập ở hai phần ba khoảng cách L từ mặt phẳng mà ren chân van gặp chai chứa, tới điểm xa nhất của thân van được đo theo trục dọc của van ( xem Hình A.1).

Điểm va đập trên van không bị làm mờ bởi các bộ phận như ren nối đầu ra, cơ cấu giảm áp,tay vặn v.v …

Van chỉ bị va đập một lần, và phải chịu năng lượng va đập tương ứng như đã trình bày trong 4.6.2. Cho phép có sự méo do va đập.

Sau khi thử, tháo van khỏi thiết bị thử, sau đó lắp van vào nguồn tạo áp và vặn vào bằng mômen quay đã dùng trong phép thử độ bền lâu, phù hợp với 4.7.

Áp suất thử van (p_vt) phải được áp dụng cho đầu vào của van. Sự rò rỉ phải tuân theo 4.8.

Chú dẫn

...

...

...

2 - Vật cố định hoặc chai chứa

3 - Van

4 - Quả dọi

a - Trục dọc

Hình A.1 – Thử va đập

PHỤ LỤC B

(tham khảo)

VÍ DỤ TRÌNH TỰ THỬ

...

...

...

Đặc tính kỹ thuật của vòng O như sau:

a) Sử dụng với O₂ – flocacbon (FKM);

b) Sử dụng với C₂H₂ – etylen propylen (EPDM);

c) Sử dụng với N₂ – cao su nitril (NBR).

Bảng B.1 – Trình tự thử để phê duyệt kiểu (thiết kế cơ bản cộng với hai kiểu biến thể)

Thiết kế cơ bản sử dụng với O₂

Kiểu sử dụng chai C₂H₂ với mối nối đầu ra khác nhau

Kiểu sử dụng chai N₂ với mối nối đầu ra khác nhau

Trình tự thử

...

...

...

Trình tự thử

Van mẫu số

Trình tự thử

Van mẫu số

1

1

-

-

-

...

...

...

2

8 và 9

-

-

-

-

3

2 và 3

3

...

...

...

3

4b và 5b

4

2 và 3

4

4a và 5a

4

4b và 5b

5

...

...

...

5

4a và 5a

5

4b và 5b

6

2 và 3

6

4a và 5a

6

...

...

...

7

2 và 3

7

4a và 5a

7

4b và 5b

8

2 và 3

8

...

...

...

8

4b và 5b

9

2 và 3

9

4a và 5a

9

10

...

...

...

-

-

-

-

Cộng thử tăng áp oxy

10 n, 11n và 12n

Cộng thử lửa tạt lại của axetylen

10 m, 11m và 12m

-

...

...

...

PHỤ LỤC C

(quy định)

THỬ ĐỘ BỀN

C.1. Van thử

Van thử phải ở nhiệt độ phòng (trong phạm vi 15^oC và 30^oC). Các van được hóa già trước theo quy trình được quy định trong Bảng 1 (trình tự 4).

C.2. Môi trường thử

Thử độ bền được tiến hành với không khí khô hoặc nitơ được lọc qua nhỏ nhất 20 mm và ở một điểm sương thấp hơn – 40^oC ở áp suất khí quyển.

Nếu sử dụng nitơ cần lưu ý đến mối nguy hiểm làm ngạt thở nếu xảy ra rò rỉ lớn.

...

...

...

C.3. Máy thử

C.3.1. Thiết bị

Hình C.1 thể hiện sự lắp đặt điển hình một thiết bị điều khiển bằng máy tính.

C.3.2. Tốc độ và sử dụng mômen quay

Máy thử phải có khả năng mở và đóng van thử ở tốc độ giữa 10 vòng/min và 30 vòng/min).

Khi kết thúc phần đóng của chu kỳ thử, mômen quay quá mức do tác động không được lớn hơn 10% trị số đã định.

C.3.3. Sự thẳng hàng

Van và trục máy phải thẳng hàng sao cho không có tải trọng mặt bên hoặc dọc trục đáng kể nào được đặt lên van trong quá trình thử.

C.3.4. Hiệu chuẩn

...

...

...

C.4. Chu kỳ thử

C.4.1. Hành trình thử của độ bền

Van thử phải được quay vòng theo chu kỳ qua toàn bộ hành trình của nó trừ khi trục không tới được gần hơn 45^o so với vị trí mở hoàn toàn. Điều đó đảm bảo rằng máy thử không đặt mômen quay lên vị trí mở hoàn toàn.

C.4.2. Thử độ bền

Phép thử này được tiến hành ở nhiệt độ phòng (trong phạm vi 15^oC và 30^oC) (xem Bảng 1).

Thử độ bền lâu với chu kỳ 2000 lần được tiến hành với mômen quay được quy định trong 6.10 với dung sai ± 5% chỉ trong hướng đóng. Đầu vào của van phải chịu áp lực trong toàn bộ phép thử đến p_vt như được định nghĩa trong 3.2 và 3.3.

Đầu ra của van được nối với cơ cấu thông hơi luôn luôn đóng trong khoảng thời gian đóng và mở của chu kỳ thử.

Sau khi van đóng, đầu ra của van phải phải được thông tới áp suất khí quyển bằng cách mở cơ cấu thông hơi. Ngay khi đạt áp suất khí quyển, phải đóng cơ cấu thông hơi và phải đo kiểm tra áp suất đầu ra, nó không được lớn hơn 1% so với p­_vt ngay trước khi bắt đầu chu kỳ tiếp theo.

Phải dừng lại ít nhất 6 s ở từng vị trí mở hoàn toàn và đóng hoàn toàn của van thử.

...

...

...

C.4.3. Báo cáo thử

Chu kỳ phải được lập báo cáo (như minh họa bằng đồ thị, xem Hình C.2).

C.5. Phép đo sau khi thử độ bền

Các phép thử quy định trong Bảng 1, trình tự thử 6, 7 và 8 phải được thực hiện toàn bộ. Đối với các phép thử này, mômen quay sử dụng trong phép thử độ bền không được vượt quá mức.

Sau đó van thử phải được kiểm tra phù hợp với trình tự 9.

a) Vị trí đóng

b) Vị trí mở

...

...

...

1 - Động cơ điện DC với bộ phận truyền momen quay

2 - Adaptor (bộ nối chuyển)

3.4 - Cấp môi chất thử

5 - Màn hình hiển thị

6 - Thiết bị truyền áp suất

7 - Van thông hơi đóng/mở/đóng

8, 10 - Đầu ra

9 - Van thông hơi : đóng

a Từ p_vt đến áp suất khí quyển

...

...

...

Hình C.2 – Sơ đồ thể hiện một chu kỳ điển hình đối với phép thử độ bền

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TCVN 6872 (ISO 11117), Chai chứa khí – Mũ và nắp bảo vệ van – Thiết kế; kết cấu và thử nghiệm

.[2] TCVN 6874-1 (ISO 11114-1) Chai chứa khí di động – Xác định tính tương thích của vật liệu làm chai chứa và làm van với khí chứa – Phần 2: Vật liệu kim loại.

[3] TCVN 6874-2 (ISO 11114-2) Chai chứa khí di động – Xác định tính tương thích của vật liệu làm chai chứa và làm van với khí chứa – Phần 1: Vật liệu phi kim loại.

[4] TCVN 6874-3 (ISO 11114-3) Chai chứa khí di động – Xác định tính tương thích của vật liệu

làm chai chứa và làm van với khí chứa – Phần 3 – Thử độ tự bốc cháy trong khí oxy.

...

...

...

[6] TCVN 7915 (ISO 4126) (tất cả các phần), Thiết bị an toàn chống quá áp.

[7] TCVN 9316-1 (ISO 13363-1) Chai chứa khí-Ren côn 17E và 25E để nối van vào chai chứa khí – Phần 1: Đặc tính kỹ thuật.

[8] TCVN 9316-2 (ISO 13363-2) Chai chứa khí-Ren côn 17E và 25E để nối van vào chai chứa khí – Phần 2: Calip nghiệm thu.

[9] TCVN 9312 (ISO 14245), Chai chứa khí – Đặc tính kỹ thuật và thử nghiệm van chai LPG tự khóa

[10] TCVN 9313 (ISO 15995), Chai chứa khí – Đặc tính kỹ thuật và thử van chai LPG vận hành bằng tay.

[11] TCVN 9314 (ISO 15996), Chai chứa khí – Van áp suất dư – Yêu cầu chung và thử kiểu

[12] TCVN 9315 (ISO 22435), Chai chứa khí – Van chai chứa khí với bộ điều áp bên trong – Yêu cầu kỹ thuật và thử kiểu.

[13] ISO/Tr 7470, Valve outlets for gas cylinders – List of provisions which are either standardized or in use.

[14] ISO 11622, Gas cylinders – Conditions for filling gas cylinders (Chai chứa khí – Điều kiện nạp chai chứa khí).

...

...

...

[16] ISO 5245-1, Gas cylinders – Parallel threads for connection of valves to gas cylinders – Part 1: Specification (Chai chứa khí – Ren trụ để nối van vào chai chứa khí – Phần 1: Đặc tính kỹ thuật).

[17] ISO 21011, Cryogenic vessels – Valves for cryogenic service (Chai chứa khí lạnh – Van dùng cho sử dụng khí lạnh)

[18] EN 144-1, Respiratory protective devices – Gas cylinder valves – Part 1: Thread connection for insert connector (Thiết bị bảo vệ hô hấp – Van chai chứa khí – Phần 1: Mối nối ren dùng cho nối ống lót).

 [19] EN 144-2, Respiratory protective devices – Gas cylinder vavles – Part 2: Outlet connections connector (Thiết bị bảo vệ hô hấp - Van chai chứa khí - Phần 2: Mối nối đầu ra)

[20] EN 144-3, Respiratory protective devices – Gas cylinder vavles – Part 3: Outlet connections for diving gases Nitrox and oxygen (Thiết bị bảo vệ hô hấp - Van chai chứa khí - Phần 3: Mối nối đầu ra dùng cho khí lặn nitrox và oxy)

[21] EN 738-3, Pressure regulators for use with medical gases – Part 3: Pressure regulators intergrated with cylinder valves (Bộ điều áp dùng cho khi y tế – Phần 3: Bộ điều áp hợp nhất với van chai chứa)

[22] EN 13152, Specification and testing of LPG cylinders valves – Self closing (Đặc tính kỹ thuật và phương pháp thử van chai chứa LPG – Van tự đóng)

[23] EN 13153, Specification and testing of LPG cylinders valves – Manually operated closing (Đặc tính kỹ thuật và phương pháp thử van chai chứa LPG – Van vận hành bằng tay)

[24] EN 14513, Transportable gas cylinders – Bursting disc pressure relief devices (excluding acetylene gas cylinders) (Chai chứa khí di động – Thiết bị giảm áp suất nổ (trừ chai chứa khí axetylen).