Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7915-1:2009 Thiết bị an toàn chống quá áp - Phần 1 - Van an toàn

• Số hiệu: TCVN7915-1:2009
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2009

Ký hiệu	Mô tả	Đơn vị
A	Diện tích dòng chảy của van an toàn (không phải diện tích che)	mm^2
C	Hàm số của số mũ đẳng entropi	-
Kb	Hệ số hiệu chỉnh lưu lượng lý thuyết cho dòng chảy dưới tới hạn	-
Kd	Hệ số xả ^a	-
Kdr	Hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận (Kd x 0,9) ^a	-
Kv	Hệ số điều chỉnh độ nhớt	-
k	Số mũ đẳng entropi	-
M	Khối lượng phân tử	kg/kmol
n	Số lượng phép thử	-
po	Áp suất xả	bar (abs)
pb	Áp suất ngược	bar (abs)
pc	Áp suất tới hạn	bar (abs)
Qm	Lưu lượng khối lượng	kg/h
qm	Lưu lượng xả riêng lý thuyết	kg/(h.mm^2)
q’m	Lưu lượng xả riêng xác định bằng thực nghiệm	kg/(h.mm^2)
R	Hằng số khí phổ biến	-
To	Nhiệt độ xả	K
Tc	Nhiệt độ tới hạn	K
µ	Độ nhớt động lực học	Pa.s
v	Thể tích riêng ở áp suất và nhiệt độ xả	m^3/kg
x	Độ khô của hơi nước ẩm ở đường vào của van tại áp suất và nhiệt độ xả ^b	-
Z	Hệ số nén ở áp suất và nhiệt độ xả thực tế	-
^a Kd và Kdr được biểu thị bằng 0,xxx. ^b x được biểu thị 0,xx. abs = absolute = tuyệt đối.

5. Thiết kế

5.1. Qui định chung

5.1.1. Thiết kế phải phù hợp với các hướng dẫn cần thiết để đảm bảo sự vận hành phù hợp và độ kín của mặt tựa.

5.1.2. Mặt tựa của van an toàn khi không phải là một bộ phận gắn liền với thân van phải được kẹp chặt cẩn thận để tránh bị nới lỏng trong quá trình vận hành.

5.1.3. Trong trường hợp khi độ nâng của van có thể được giảm đi để phù hợp với lưu lượng xả yêu cầu thì sự hạn chế của độ nâng không được cản trở tới sự vận hành của van. Cơ cấu hạn chế độ nâng của van phải được thiết kế sao cho nếu có thể điều chỉnh được thì sự điều chỉnh này có thể được khóa lại bằng cơ khí và được niêm phong để không điều chỉnh được. Cơ cấu hạn chế độ nâng phải do nhà sản xuất van lắp đặt và niêm phong. Độ nâng của van không được nhỏ hơn 30 % của độ nâng không bị hạn chế hoặc 1 mm, chọn giá trị nào lớn hơn.

5.1.4. Phải có các phương tiện để khóa và/hoặc niêm phong tất cả các điều chỉnh ở bên ngoài sao cho có thể ngăn ngừa hoặc phát hiện ra các sự điều chỉnh không được phép đối với van an toàn.

5.1.5. Van an toàn dùng cho các môi chất độc hại hoặc dễ cháy phải có kiểu nắp đậy kín để ngăn ngừa sự rò rỉ ra môi trường hoặc nếu được thông hơi thì phải được bố trí để xả vào nơi an toàn.

5.1.6. Phải có biện pháp để ngăn ngừa chất lỏng tích tụ lại trên phía xả của thân van an toàn.

5.1.7. Ứng suất tính toán của các bộ phận chịu tải không được vượt quá ứng suất được qui định trong tiêu chuẩn thích hợp, ví dụ EN 12516-3.

...

...

...

5.1.9. Vật liệu dùng cho các bề mặt trượt liền kề như bộ phận dẫn hướng, và đĩa van/cơ cấu kẹp đĩa van/trục van phải được lựa chọn để đảm bảo độ bền chống ăn mòn và giảm thiểu độ mòn, tránh sự xây xát.

5.1.10. Không cho phép các chi tiết bịt kín có thể ảnh hưởng có hại đến đặc tính làm việc của van do các lực ma sát.

5.1.11. Dụng cụ nới phải được cung cấp khi được quy định.

5.1.12. Van an toàn phải được thiết kế sao cho sự gãn vỡ của bất cứ chi tiết nào hoặc sự hư hỏng của bất cứ bộ phận nào cũng sẽ không làm tắc nghẽn sự xả qua van.

5.2. Đầu nối

5.2.1. Kiểu

Các kiểu của đầu nối phải như sau:

Hàn giáp mép               EN 12627;

Hàn kiểu ống nối           EN 12760;

...

...

...

                                    EN 1092-2;

                                    EN 1092-3;

                                    pr EN 1759-1;

Nối ren                          ISO 7-1; đối với ren hệ inch theo ANSI/ASME B1.20.1.

Có thể sử dụng các kiểu đầu nối khác theo thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng.

5.2.2. Thiết kế các đầu nối của van

Thiết kế các đầu nối của van thuộc bất cứ kiểu nào cũng phải đảm bảo sao cho diện tích tiết diện trong của ống ngoài hoặc đầu nối nhánh tại cửa vào của van an toàn ít nhất phải bằng diện tích tiết diện trong của đầu nối vào của van (xem Hình 1a).

Diện tích tiết diện trong của đầu nối ống ngoài tại cửa ra của van an toàn ít nhất phải bằng diện tích tiết diện trong của cửa ra của van, trừ các van có các đầu nối cửa ra có ren trong (xem Hình 1b).

CHÚ THÍCH: Xem Điều 7 về thử kiểu.

...

...

...

CHÚ DẪN

1 Van

2 Thỏa mãn yêu cầu

3 Không thỏa mãn yêu cầu

4 Đường kính trong yêu cầu của van an toàn để vận hành đúng

Hình 1) – Cửa vào

CHÚ DẪN

1 Van

...

...

...

Với kết cấu này tại cửa ra của van, phải lắp một ống thích hợp trong quá trình thử như quy định trong 7.1.5

Hình 1b – Cửa ra

CHÚ DẪN

1 Van

Với kết cấu này tại cửa ra của van, không cần đến ống trong quá trình thử như quy định trong 7.1.5

Hình 1c) – Cửa ra

5.3. Yêu cầu tối thiểu đối với lò xo

Lò xo phải phù hợp với TCVN 7915-7.

...

...

...

Vật liệu để chế tạo các thân chịu áp lực của van phải phù hợp với TCVN 7915-7.

6. Thử trong sản xuất

6.1. Mục đích

Mục đích của các phép thử này là đảm bảo cho tất cả các van an toàn đáp ứng được các yêu cầu cho thiết kế van và không có bất cứ dạng rò rỉ nào từ các bộ phận chịu áp lực hoặc các mối nối.

6.2. Qui định chung

Cho phép thực hiện một phép thử lựa chọn có hiệu lực tương đương (ví dụ, các phép thử kết cấu kết hợp với việc lấy mẫu theo thống kê) với thử thủy tĩnh đối với van có:

- các đầu mút nối ren, và

- đường kính lớn nhất của cửa vào là 32 mm; và

- tỷ số giữa áp suất nổ và áp suất thiết kế tối thiểu là 8; và

...

...

...

- để sử dụng với các môi chất không nguy hiểm;

và cũng cho các van như trên nhưng có:

- áp suất thiết kế, lớn hơn 40 bar; và

- tỷ số giữa áp suất nổ và áp suất thiết kế tối thiểu là 10; và

- vật liệu là loại đã được gia công hoặc rèn.

Tất cả các ống trung gian, các đầu nối và các cơ cấu khóa phải thích hợp để chịu được áp suất thử một cách an toàn.

Tất cả các chi tiết phụ được hàn tạm thời phải được tháo ra một cách cẩn thận và các vết hàn để lại phải được mài ngang bằng với vật liệu cơ bản. Sau khi mài, tất cả các vết hàn này phải được kiểm tra bằng các kỹ thuật dùng hạt từ hoặc chất lỏng thẩm thấu.

6.3. Thử thủy tĩnh

6.3.1. Ứng dụng

...

...

...

Thân van trên phía xả của mặt tựa 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.

6.3.2. Khoảng thời gian thử

Áp suất thử phải được tác động 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 các phép thử trên phía xả của mặt tựa, 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 thủy tĩnh

Cỡ kích thước danh nghĩa

DN

Áp suất danh định

Đến 40 bar

(4 MPa)

...

...

...

đến 63 bar (6,3 MPa)

Lớn hơn 63 bar

(6,3 MPa)

Khoảng cách thời gian tối thiểu tính bằng phút

DN ≤ 50

50 < DN ≤ 65

2

2

2

...

...

...

3

4

65 < DN≤ 80 

80 < DN≤ 100

2

2

3

4

4

...

...

...

100 < DN ≤ 125

125 < DN ≤ 150

2

2

4

5

6

7

150 < DN ≤ 200

...

...

...

3

3

5

6

9

11

250 < DN ≤ 300

300 < DN ≤ 350

4

...

...

...

7

8

13

15

350 < DN ≤ 400

400 < DN ≤ 450

4

4

9

...

...

...

17

19

450 < DN ≤ 500

500 < DN ≤ 600

5

5

10

12

22

...

...

...

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 sử dụng nước làm môi chất thử. Khi sử dụng các chất lỏng khác có thể cần phải có sự đề phòng bổ sung thêm. Các 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 sự nứt gãy vì giòn của một bộ phận trong van an toàn được thử thủy tĩnh thì cả van an toàn hoặc bộ phận của nó 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 gõ 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 thủy tĩnh đối với thân van tiêu chuẩn, với sự thỏa thuận của các bên có liên quan trong các trường hợp sau:

...

...

...

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

Áp suất (lực) thử và 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 khí nén phải được quan tâm và có các sự đề phòng thích hợp.

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

a) nếu sự phá hủy chính của van xảy ra ở một số giai đoạn nào đó trong quá trình thử áp lực thì một năng lượng rất lớn sẽ được giải phóng; vì vậy không nên có người ở ngay trong vùng lân cận của van trong quá trình tăng áp suất (ví dụ, một thể tích không khí đã cho chứa một lượng năng lượng bằng 200 lần 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 khí nén phải đảm bảo sao cho tránh được rủi ro của sự 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 có áp suất cao và van được thử thì nhiệt độ sẽ giảm đi.

6.5. Điều chỉnh áp suất hiệu chỉnh nguội

...

...

...

6.6. Thử rò rỉ của mặt tựa

Phải thực hiện thử rò rỉ mặt tựa của van an toàn. Phương pháp thử và mức rò rỉ phải theo thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng.

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 van an toàn bằng các phép thử kiểu phù hợp với điều này.

7.1.2. Ứng dụng

Điều này áp dụng cho các kiểu van an toàn được định nghĩa trong 3.1.1. Đối với các kiểu khác xem:

- TCVN 7915-4 cho các kiểu van an toàn có van điều khiển;

...

...

...

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 có ảnh hưởng tới dòng môi chất phải đầy đủ và được lắp trong van.

Phương pháp thử, đồ gá và thiết bị thử phải đảm bảo 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 vận hành riêng các đặc tính sau của van trước khi mở, trong khi xả và lúc đóng. Có các đặc tính chủ yếu và các đặc tính khác:

a) áp suất chỉnh đặt;

b) độ quá áp;

c) áp suất đóng;

...

...

...

e) đặc tính cơ học của van được xác định bằng nghe hoặc nhìn như:

- khả năng đóng tốt;

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

f) độ nâng khi 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 các đặc tính làm việc và dòng chảy. Đối với các van có các mối nối ren trong trên đầu ra với cấu hình như đã chỉ dẫn trên Hình 1b) thì phải lắp một ống có chiều dài thích hợp và chiều dài tối thiểu 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 được tính toán theo 8.1.

7.1.7. Thay đổi về thiết kế

...

...

...

7.2. Phép thử để xác định đặc tính làm việc

7.2.1. Yêu cầu chung

Áp suất chỉnh đặt tại đó xác định đặc tính làm việc phải là các áp suất chỉnh đặt nhỏ nhất và lớn nhất dùng để thiết kế lò xo. Các van dùng cho không khí và khí khác phải được thử khi sử dụng hơi quá nhiệt với nhiệt độ quá nhiệt tối thiểu là 10 ^oC, không khí hoặc khí khác có đặc tính đã biết. Các van dùng cho bất cứ loại hơi nào cũng phải được thử với hơi, không khí hoặc khí khác có đặc tính đã biết. Các van dùng cho chất lỏng phải được thử với nước hoặc chất lỏng khác có đặc tính đã biết.

Dung sai cho phép hoặc các giới hạn áp dụng cho các đặc tính làm việc như sau:

a) áp suất chỉnh đặt: ± 3 % áp suất chỉnh đặt hoặc ± 0,15 bar, lấy giá trị nào lớn hơn;

b) độ nâng: không thấp hơn giá trị do nhà sản xuất qui định;

c) độ quá áp: giá trị do nhà sản xuất qui định nhưng không được vượt quá 10 % áp suất chỉnh đặt hoặc 0,1 bar, lấy giá trị nào lớn hơn;

d) độ chênh áp: không lớn hơn giá trị do nhà sản xuất công bố, nhưng ở trong giới hạn sau:

môi chất nén được: tối thiểu: 2,0 % (không áp dụng được cho các van an toàn có đặc tính mở theo tỷ lệ tuân theo 7.2.1 f);

...

...

...

môi chất không nén được: tối thiểu: 2,5 % (không áp dụng được cho các van an toàn có đặc tính mở theo tỷ lệ tuân theo 7.2.1 f);

tối đa: 20 % hoặc 0,6 bar, lấy giá trị nào lớn hơn.

e) độ quá áp và độ chênh áp của các van có độ nâng bị hạn chế phải có cùng một dung sai hoặc các giới hạn như các van có độ nâng không bị hạn chế;

f) độ quá áp và độ chênh áp của các van có đặc tính mở theo tỷ lệ phải được kiểm tra và ổn định đối với các độ nâng khác nhau giữa các giá trị nhỏ nhất và lớn nhất do nhà sản xuất công bố. Phải thiết lập đường cong giữa độ nâng của van và độ quá áp.

7.2.2. Đặc tính mở của van an toàn

Nhà sản xuất phải qui định đặc tính của độ nâng cho tất cả các van an toàn.

7.2.3. Thiết bị thử

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

Trong trường hợp các áp kế tương tự dựa trên ống Bourdon, thang đo đối với các áp suất ổn định phải được lựa chọn như sau:

...

...

...

và

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

7.2.4. Van được sử dụng trong chương trình thử

Các van an toàn được thử phải đại diện cho kết cấu, phạm vi áp suất và cỡ kích thước của các van có đặc tính làm việc yêu cầu. Phải tính đến tỷ số của diện tích cửa vào của van và diện tích dòng chảy và tỷ số của diện tích dòng chảy và diện tích cửa ra của van.

Đối với các phạm vi cỡ kích thước 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 giảm đi tới hai.

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

Các phép thử phải thực hiện khi sử dụng ba lò xo khác nhau cho mỗi kích thước của van được thử. Có thể đạt được yêu cầu này bằng cách thử nghiệm một van với ba lò xo khác nhau hoặc ba van có cùng một cỡ kích thước với ba lò xo khác nhau. 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 của van có thể chấp nhận được.

Trong trường hợp các van thuộc một cỡ kích thước chỉ được chế tạo ở các trị số áp suất danh định khác nhau thì phải thực hiện các phép thử với việc sử dụng bốn lò xo khác nhau bao hàm phạm vi các áp suất được sử dụng cho các van.

Khi không thể bao hàm được một cách đầy đủ phạm vi cỡ kích thước thì phải sử dụng các mẫu theo tỷ lệ có đường kính dòng chảy không nhỏ hơn đường kính dòng chảy ban đầu nhân với 0,2 hoặc 50 mm, lấy giá trị nào lớn hơn.

...

...

...

Tất cả các kích thước của các chi tiết có thể ảnh hưởng đến toàn bộ lực đẩy gây ra bởi môi trường đến các chi tiết chuyển động cũng phải theo tỷ lệ.

Trong trường hợp các hộp xếp, cho phép tuân thủ theo tỷ lệ chỉ đối với diện tích hiệu dụng.

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

Tổng tốc độ của lò xo cộng với hộp xếp, nếu có, của mẫu phải tỷ lệ với tổng tốc độ của van thực.

Độ nhám của tất cả các bề mặt của đường đi dòng chảy của mẫu không được thô hơn độ nhám của các bề mặt tương ứng của van thực.

Trước khi thực hiện các phép thử phải kiểm tra sự phù hợp của mẫu với các yêu cầu trên.

7.3. Các phép thử để xác định đặc tính của dòng chảy

7.3.1. Yêu cầu đối với thử nghiệm

Sau khi các phép thử xác định đặc tính làm việc (xem 7.2) đã đáp ứng được yêu cầu, có thể sử dụng hơi nước, không khí hoặc khí khác có đặc tính đã biết làm môi chất cho các phép thử đặc tính của dòng chảy, trừ các van được thiết kế để làm việc với chất lỏng.

...

...

...

7.3.2. Van được sử dụng trong chương trình thử

Các van an toàn được thử phải cùng là loại van an toàn hoặc giống như các van an toàn được dùng cho các phép thử đặc tính làm việc (xem 7.2.4).

7.3.3. Qui trình thử

7.3.3.1. Điều kiện thử

Có thể lắp một cữ chặn hành trình để giới hạn độ nâng ở giá trị được xác định theo 7.2.1b).

Có thể thực hiện các phép thử khi có lắp hoặc không lắp lò xo. Khi lò xo ở trong đường đi của dòng chảy thì phải lắp lò xo khi tiến hành thử.

Các phép thử phải được tiến hành ở các áp suất khác nhau để xác định không có sự thay đổi của hệ số xả với các vị trí điều chỉnh có liên quan của lò xo.

7.3.3.2. Số lượng các van thử

Phải thực hiện các phép thử ở ba áp suất khác nhau cho mỗi một trong ba cỡ kích thước của một kết cấu van đã cho trừ phạm vi cỡ kích thước bao hàm không quá sáu cỡ kích thước, khi đó số lượng cỡ kích thước được thử có thể giảm tới hai.

...

...

...

Trong trường hợp các van có kết cấu mới hoặc kết cấu đặc biệt thì chỉ chế tạo một cỡ kích thước ở các áp suất danh định khác nhau, các phép thử phải được thực hiện ở bốn áp suất chỉnh đặt khác nhau, các áp suất này phủ toàn bộ dải áp suất cao sẽ được sử dụng cho van, hoặc ở các áp suất chỉnh đặt được xác định bởi các giới hạn của phương tiện thử.

7.3.3.3. Van có độ nâng hạn chế

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 để xác định đặc tính dòng chảy ở độ nâng đầy đủ hoặc có thể xác định sau đó.

Trong trường hợp độ nâng hạn chế hoặc các van có đặc tính mở theo tỷ lệ thì phải lập một đường cong liên hệ giữa hệ số xả và độ nâng của van.

7.3.3.4. Giá trị áp suất thử

Các phép thử dòng chảy trên một van có lắp lò xo phải được thực hiện ở áp suất chỉnh đặt cộng với độ quá áp như đã sử dụng để xác định đặc tính làm việc với áp suất ngược của khí quyển.

Khi van được thử không có lò xo và một cữ chặn hình trình được lắp như trong 7.3.3.1, áp suất thử có thể giảm xuống tới giá trị mà tỷ số giữa áp suất ngược tuyệt đối và áp suất xả tuyệt đối nhỏ hơn 0,25. Sau đó, phải thực hiện các phép thử ở ba tỷ số áp suất khác nhau nhỏ hơn 0,25 với áp suất ngược khí quyển.

Đối với các môi chất nén được, tỷ số giữa áp suất ngược tuyệt đối và áp suất xả tuyệt đối vượt quá giá trị 0,25 thì hệ số xả có thể phụ thuộc ở mức độ lớn vào tỷ số này. Khi đó các phép thử phải được tiến hành ở các tỷ số áp suất 0,25 và tỷ số áp suất lớn nhất yêu cầu để nhân được các đường cong hoặc các bảng liên hệ giữa hệ số xả và tỷ số giữa áp suất ngược tuyệt đối và áp suất xả tuyệt đối, đường cong này có thể được mở rộng để bao hàm các phép thử với các tỷ số áp suất nhỏ hơn 0,25.

Phải sử dụng đường cong này để xác lập hệ số xả ở bất cứ áp suất chỉnh đặt và độ quá áp nào, nó cũng được sử dụng để xác lập hệ số xả trong các điều kiện áp suất ngược.

...

...

...

Trong tất cả các phương pháp đã mô tả về thử đặc tính của dòng chảy, tất cả các kết quả cuối cùng phải có sai lệch trong khoảng ± 5 % giá trị trung bình cộng.

Khi không đạt được các dung sai này trong thử nghiệm để lập ra đường cong quan hệ giữa hệ số xả và tỷ số giữa áp suất ngược tuyệt đối và áp suất xả tuyệt đối lớn hơn 0,25 thì phải chấp nhận đường cong minh họa quan hệ giữa hệ số xả thấp nhất và tỷ số này cho phạm vi các van được thử.

7.3.4. Điều chỉnh trong quá trình thử

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

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

Nhà sản xuất hoặc đại diện của nhà sản xuất phải lưu giữ bản sao của các biên bản thử và các phần bổ sung của các biên bản thử trong thời gian mười năm sau khi van an toàn cuối cùng đã được sản xuất.

7.3.6. Thiết bị thử dòng chảy

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

...

...

...

Để xác định hệ số xả K_d, xem 8.1.

7.5. Chứng nhận hệ số xả

Hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận K_d của van an toàn không được lớn hơn 90 % hệ số xả K_d được xác định bởi phép thử.

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 lưu lượng (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.

8. Xác định tính năng của van an toàn

8.1. Xác định hệ số xả

Hệ số K_d được tính toán như sau:

...

...

...

Lưu lượng dòng chảy của khí hoặc hơi nước đi qua một lỗ, ví dụ như diện tích mặt cắt ngang dòng chảy của một van an toàn tăng lên khi áp suất ở cuối dòng chảy giảm đi tới áp suất tới hạn, cho đến khi đạt được dòng chảy tới hạn. Nếu tiếp tục giảm áp suất ở cuối dòng chảy thì lưu lượng sẽ không tăng lên nữa.

Dòng chảy tới hạn xảy ra khi:

và dòng chảy dưới tới hạn xảy ra khi:

8.3. Lưu lượng xả ở dòng chảy tới hạn

8.3.1. Lưu lượng xả đối với hơi nước

CHÚ THÍCH 1: 0,2883 =

...

...

...

CHÚ THÍCH 2: 3,948 =

Giá trị k được dùng để xác định C phải dựa trên các điều kiện dòng chảy thực tại cửa vào van an toàn và phải được xác định theo Bảng 1 trong TCVN 7915-7.

8.3.2. Lưu lượng xả cho khí bất kỳ trong điều kiện dòng chảy tới hạn

8.5. Lưu lượng xả cho chất lỏng không bốc cháy dùng làm môi chất thử trong vùng chảy rối ở đó số Reynolds R_o bằng hoặc lớn hơn 80000.

CHÚ THÍCH: 1,61 =

...

...

...

9.1. Qui định chung

Không cho phép tính toán lưu lượng ở độ quá áp thấp hơn độ quá áp tại đó thực hiện các phép thử để xác định đặc tính của dòng chảy, nhưng cho phép tính toán lưu lượng ở bất cứ độ quá áp nào cao hơn (xem 7.5).

Các van có hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận được xác lập trên dòng tới hạn ở áp suất ngược thử có thể không có cùng một hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận ở áp suất ngược cao hơn, xem 7.3.3.4.

9.2. Van để xả khí hoặc hơi

Không có sự phân biệt giữa các chất dưới tên gọi chung là hơi; thuật ngữ “khí” được dùng để mô tả cả khí và hơi;

Để tính toán lưu lượng cho bất cứ khí nào, phải giả thiết diện tích và hệ số xả là không đổi và phải sử dụng các phương trình cho trong Điều 8.

9.3. Tính toán lưu lượng

CHÚ THÍCH 1: Phương trình được áp dụng phụ thuộc vào môi chất được xả.

CHÚ THÍCH 2: Xem tính toán trong Phụ lục A.

...

...

...

Q_m = 0,2883C AK_dr

9.3.2. Tính toán lưu lượng cho hơi nước ẩm

Phương trình sau đây chỉ áp dụng cho hơi nước ẩm đồng nhất có độ khô 90 % và cao hơn

Q_m =

9.3.3. Tính toán lưu lượng đối với các môi chất khí

9.3.3.1. Tính toán lưu lượng đối với các môi chất khí ở dòng chảy tới hạn

Q_m = p_oCAK_dr

A =

9.3.3.2. Tính toán lưu lượng đối với các môi chất khí ở dòng chảy dưới tới hạn

...

...

...

Xem phương trình trong 8.4 và Bảng 3 của TCVN 7915-7.

9.3.4. Tính toán lưu lượng đối với chất lỏng

Q_m = 1,61K_drK_vA

10. Ghi nhãn và niêm phong

10.1. Ghi nhãn trên vỏ của van an toàn

Việc ghi nhãn trên vỏ của van an toàn có thể là nhãn được ghi ngay trên thân van hoặc nhãn được ghi trên một tấm nhãn được kẹp chặt chắc chắn trên thân van. Thông tin tối thiểu sau đây phải được ghi nhãn trên tất cả các van:

a) ký hiệu cỡ kích thước (cửa vào), ví dụ DN xxx;

b) ký hiệu vật liệu của thân van;

c) tên hoặc nhãn hiệu của nhà sản xuất;

...

...

...

10.2. Ghi nhãn trên tấm biển nhận dạng

Thông tin sau đây phải được ghi trên tấm biển nhận dạng được kẹp chặt chắc chắn với van an toàn:

a) áp suất chỉnh đặt, tính bằng bar theo áp kế;

b) số hiệu của tiêu chuẩn này (TCVN 7915-1);

c) tham chiếu kiểu của nhà sản xuất;

d) hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận và chỉ thị môi chất chuẩn:

“G” đối với khí, “S” đối với hơi nước và “L” đối với chất lỏng;

CHÚ THÍCH: Ký hiệu môi chất có thể được đặt trước hoặc sau hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận, ví dụ G – 0,815.

e) diện tích dòng chảy, tính bằng milimét vuông;

...

...

...

10.3. Niêm phong van an toàn

Tất cả các điều chỉnh bên ngoài phải được niêm phong.

PHỤ LỤC A

(tham khảo)

CÁC VÍ DỤ VỀ TÍNH TOÁN CỠ KÍCH THƯỚC CHO CÁC MÔI CHẤT KHÁC NHAU

CHÚ THÍCH: Các ký hiệu và đơn vị theo Điều 4.

A.1. Tính toán lưu lượng đối với các môi trường khí ở dòng chảy tới hạn (xem 9.3.3.1)

VÍ DỤ 1: Tính toán diện tích dòng chảy của một van an toàn được dùng trên bình chứa khí nitơ, có áp suất lớn nhất cho phép, PS là 55 bar theo áp kế.

...

...

...

Khối lượng phân tử của khí [ M ]                                                = 28,02

Số mũ đẳng entropi của khí [ k ]                                                = 1,40

Nhiệt độ xả của khí                                                        = 20 ^oC

Lưu lượng yêu cầu của khí [ Q_m ]                                   = 18000 kg/h

Áp suất chỉnh đặt                                                          = 55 bar

Áp suất ngược                                                              áp suất khí quyển

T_o = 20 + 273 = 293 K

P_o = [55 x 1,1] + 1 = 61,5 bar (abs)

Từ dòng chảy là tới hạn

...

...

...

C = 3,948

Hệ số nén có thể được đánh giá từ các dữ liệu được công bố.

Các tính toán có liên quan như sau:

Áp suất qui đổi, p_r =

trong đó:

p_c  là áp suất tới hạn = 33,94 bar (abs) (từ sổ tay nhiệt động lực học).

Nhiệt độ qui đổi, T_r =

trong đó

T_c là nhiệt độ tới hạn = 126,05 K (trừ sổ tay nhiệt động lực học).

...

...

...

T_r = 293/126,05 = 2,32

Z = 0,975 (từ Hình 1 của TCVN 7915-7)

A =

VÍ DỤ 2: Khi K_dr­ được chứng nhận ở độ quá áp 5 % và độ quá áp xả giữ ở 10 % như trong ví dụ 1.

Tính toán diện tích dòng chảy của một van an toàn được dùng trên một bình chứa khí nitơ có áp suất lớn nhất cho phép PS là 55 bar theo áp kế.

Hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận của van an toàn [K_dr] ở độ quá áp 5 % = 0,87.

Khối lượng phân tử của khí [ M ]                                                = 28,02

Số mũ đẳng entropi của khí [ k ]                                                = 1,40

Nhiệt độ xả của khí                                                        = 20 ^oC

...

...

...

Áp suất chỉnh đặt                                                          = 55 bar

Áp suất ngược                                                              áp suất khí quyển

T_o = 20 + 273 = 293 K

P_o = [55 x 1,1] + 1 = 61,5 bar (abs)

Từ dòng chảy là tới hạn

Diện tích yêu cầu, A =

C = 3,948

Hệ số nén có thể được đánh giá từ các dữ liệu được công bố. Các tính toán có liên quan như sau:

Áp suất qui đổi, p_r =

...

...

...

p_c  là áp suất tới hạn = 33,94 bar (abs) (từ sổ tay nhiệt động lực học).

Nhiệt độ qui đổi, T_r =

trong đó

T_c là nhiệt độ tới hạn = 126,05 K (trừ sổ tay nhiệt động lực học).

p_r  = 61,5/33,94 = 1,81

T_r = 293/126,05 = 2,32

Z = 0,975 (từ Hình 1 của TCVN 7915-7)

A =

A.2. Tính toán lưu lượng đối với các môi trường khí ở dòng chảy dưới tới hạn (xem 9.3.3.2)

...

...

...

Từ dòng chảy là tới hạn

CHÚ THÍCH:  Từ

Diện tích yêu cầu A =

K_b =  = 0,989

(Có thể tính toán K_b hoặc tra theo Bảng 3 của TCVN 7915-7).

A = = 437,471 mm^2

A.3. Tính toán lưu lượng đối với các chất lỏng (xem 9.3.4)

VÍ DỤ: Tính toán diện tích dòng chảy của van cần thiết để xả dầu trong các điều kiện sau:

Hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận của van an toàn [ K_dr ] ở độ quá áp 10 % = 0,65

...

...

...

Thể tích riêng [v]                                    = 0,00107527 m^3/kg = 1/mật độ

Độ nhớt động lực học [µ]                      = 0,5 Pa.s

Áp suất chỉnh đặt                                  = 30 bar

Áp suất ngược                                      = 3 bar

Phương trình áp dụng

Q_m = 1,61K_drK_vA

Tính toán diện tích dòng chảy khi giả thiết môi chất không có độ nhớt

K_v = 1

A =

...

...

...

A = = 257,43 mm^2

1) Chọn lỗ lớn hơn tiếp sau A’, trong trường hợp này A’ = 380 mm^2 và nhận được giá trị nhỏ nhất của hệ số điều chỉnh độ nhớt.

            K_vm = 257,43 / 380 = 0,68

2) Tính toán số Reynolds (R_e) đối với lưu lượng dòng chảy đã cho và lỗ được lựa chọn

R_e =

=

Từ biểu đồ trong TCVN 7915-7

K_v = 0,92 > 0,68

3) Nếu như trong ví dụ trên, K_vm ≤ K_v thì diện tích được lựa chọn đủ để xả lưu lượng đã cho. Nếu điều này không đúng thì lặp lại các quá trình 1) và 2) ở trên.

...

...

...

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] ANSI/ASME B1.20.1 Pipe threads, general purpose (inch) (Ren ống thông dụng).