TCVN7163:2002

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7163:2002 (ISO 10297:1999) về Chai chứa khí - Van dùng cho chai chứa khí nạp lại được - Đặc tính kỹ thuật và thử kiểu do Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 7163 : 2002 ISO 10297:1999 CHAI CHỨA KHÍ - VAN DÙNG CHO CHAI CHỨA KHÍ NẠP LẠI ĐƯỢC - ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ THỬ KIỂU Gas cylinders - Refillable gas cylinder valves - Specification and type testing Lời nói đ ầ u TCVN 7163 : 2002 hoàn toàn tương đương với ISO 10297 :1999. TCVN 7163 : 2002 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 58 Bình chứa ga biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị , Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành. CHAI CHỨA KHÍ - VAN DÙNG CHO CHAI CHỨA KHÍ NẠP LẠI ĐƯỢC - ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ THỬ KIỂU Gas cylinders - Refillable gas cylinder valves - Specification and type testing 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu đối với van dùng cho chai chứa khí nạp lại được và phương pháp thử các van này để phê duyệt kiểu. Tiêu chuẩn này áp dụng cho các van được lắp vào chai chứa khí có dung tích nước đến 150 I để chứa khí nén , khí hoá lỏng và khi hoà tan. Tiêu chuẩn này chỉ áp dụng cho van vận hành bằng tay vặn hoặc bằng ch ì a khóa. Tiêu chuẩn này không áp dụng cho van của thiết bị th ở , b ì nh chữa cháy, thiết bị làm lạnh hoặc khí đốt hoá lỏng (LPG). Tiêu chuẩn này không quy định các yêu cầu bổ sung riêng đối với van lắp với cơ cấu giảm áp , tích áp và một chi ề u. 2. Tiêu chuẩn trích dẫn ISO 188 Rubber, vulcanized or thermoplastic - Accelerated ageing or heat-resistance tests Cao su lưu hoá hoặc dẻo nóng - Thử lão hoá nhanh hoặc thử bền nhiệt. ISO 1817 Rubber, vulcanized - Determination of the effect of liquids . Cao su lưu hoá - Xác định ảnh hưởng của chất l ỏ ng. TCVN 6551 : 1999 (ISO 5145) Đầu ra của van chai chứa khí và hỗn hợp kh í - Lựa chọn và xác định kích thước. TCVN 6550 : 1999 (ISO 10156) Khí và hỗn hợp khí – Xác định th ế cháy v à khả năng oxy hoá đối với việc lựa chọn đầu ra của van chai chứa khí. TCVN 7165 : 2000 (ISO 10920) Chai chứa khí di động - Ren côn 25E để nối van vào chai chứa – Đ ặ c tính kỹ thuật. TCVN 6874-1 : 2001 (ISO 11114-1 : 1997) Chai chứa kh í di động - Tính tương thích của vật liệu làm chai chứa và làm van với khí chứa. Phần 1: Vật liệu kim loại. TCVN 6874-2 : 2002 (ISO 11114-2 : 2000) Chai chứa kh í di động - Tính tương thích của vật liệu làm chai chứa và làm van với khí ch ứ a. Phần 2: Vật liệu phi kim loại. TCVN 6874-3 : 2001 (ISO 11114-3 : 1997) Chai chứa khí di động - Tính tương thích của vật liệu làm chai chứa và làm van với khí chứa. Phần 3: Thử độ bốc cháy trong khí oxy. ISO 11116-1 Gas cylinders - 17E taper thread for connection of valves to gas cylinders - Part 1: Specifications. Chai chứa khí - Ren côn 17E để nối van vào chai chứa - Phần 1: Đặc tính kỹ thuật. TCVN 6872 : 2001 (ISO 11117) Chai chứa khí - Mũ bảo vệ van và nắp bảo vệ van dùng cho chai chứa khí công nghiệp và y tế - Thiết kế, kết cấu và thử nghiệm. 3. Định nghĩa và ký hiệu Trong tiêu chuẩn này sử dụng các định nghĩa và ký hiệu sau 3.1. Áp suất làm việc p w (working pressure): Á p suất ổn định ở nhiệt độ đ ồ ng đ ề u 15 o C đối với chai nạp đầy kh í . 3.2. Áp suất vận h à nh p o (operating pressure): Áp suất được tạo ra trong chai khi sử dụng. 3.3. Áp suất thử van p vt (valve test pressure): Đối với kh í vĩnh cửu p vt = 1 , 2 x p w Đối với kh í hoá lỏng và kh í hoà tan dưới áp suất (ví dụ axetylen) p vt ít nhất ph ả i bằng áp suất thử nhỏ nhất của chai trong các quy định vận chuyển hiện hành đối với khí hoặc nhóm kh í. 3.4. Độ kín bên ngoài (external tightness): Độ k í n khí quyển (rò rỉ vào và I hoặc rò rỉ ra) kh í van mở (xem hình 1). Chỉ dẫn p = áp suất trong p a = áp suất kh í quyển 1 Rò r ỉ vào 2 Rò r ỉ ra H ì nh 1 - Độ kín ngoài 3. 5. Độ k í n trong (internal tightness): Độ kín đ ể van (rò r ỉ v à o và / hoặc rò rỉ ra) khi van đóng (xem h ì nh 2). Chỉ dẫn p = áp suất trong p a = áp suất kh í quyển 1 Rò r ỉ vào 2 Rò r ỉ ra Hình 2 - Độ kín trong 3.6. Mômen quay đóng van nhỏ nhất T c (minimum closing torque) : Mômen quay đóng van nhỏ nhất sử dụng cho cơ cấu vận hành van côn để đạt được độ kín trong. 3.7. Mômen quay bền (resistance torque): Mômen quay đóng van lớn nhất sử dụng cho cơ cấu vận hành van mà van có thể chịu được mà không bị hư hỏng. 3.8. Cơ cấu vận hành van (valve operating mechanism): Cơ cấu vận hành bằng tay để đóng và mở van. 4. Các yêu cầu chung 4.1. Yêu cầu chung Van phải làm việc an toàn trong phạm vi nhiệt độ sử dụng từ -20 o C đến +65 o C . Phạm vi này có thể m ở rộng trong th ờ i gian ngắn (như trong khi nạp). Khi có yêu cầu nhiệt độ sử dụng cao hơn hoặc thấp hơn trong th ờ i gian dài hơn, người mua phải quy định điều này. Van phải chịu được bất kỳ tác động cơ học hoặc tác động hoá học nào trong điều kiện sử dụng bình thường. Van phải được làm sạch đáp ứng c á c yêu cầu sử dụng đã xác định. 4.2. Mô tả và kích thước Van chai bao gồm: - thân van; - cơ cấu vận hành van và chi tiết làm kín bên trong; - cơ cấu làm kín b ê n ngoài; - các đầu nối để sử dụng (nạp và xả); - hệ thống nối giữa van và chai chứa khí. Ngoài ra, van cũng có thể bao gồm - c ơ cấu an toàn, chống sự quá áp: - ống xiphông; - nút hoặc mũ ren, ở đầu nối ra, để đảm bảo độ kín khí hoặc để bảo vệ; - cơ cấu giới hạn sự vượt quá lưu lượng; - bộ lọc. Lỗ van phải đủ lớn để thoả mãn yêu cầu của tốc độ dòng mà không làm giảm độ bền của mối nối chân van. Đ ườ ng kính lỗ van, là 3,5 mm cho van với ren chân van 25E (xem TCVN 7165 : 2002) và là 2 mm cho van có ren chân van 17E (xem ISO 11116-1) phải được tho ả thuận giữa người mua và người cung cấp. Khi van được bảo vệ bằng mũ van phù hợp v ớ i TCVN 6872 : 2001 (ISO 11117) van phải theo kích thước cho trong hình 3. Chỉ dẫn r ≤ 32 , 5 mm h ≤ 90 mm R ≤ 38 mm L ≤ 125 mm Ch ú thích 1 - h là chi ề u cao từ điểm cuối ch â n van đến điểm mà tại đó bán kính toàn b ộ của van bằng với bán k í nh của tay vặn khi bán k í nh của van lớn hơn bán k í nh của tay vặn. Chú thích 2 - Khi các trục của van , cửa ren ch â n van và tay v ặ n không trùng nhau, khoảng cách giữa hai trục phải được tăng thêm r. Chú thích 3 - L là chi ề u dài lớn nhất của van ở vị trí đóng kh i không được lắp vào chai chứa. Chú thích 4 - R được đo đến phần xa nhất của van tính từ trục chân van và bao gồm bấ t cứ nút ho ặ c mũ bịt đầu ra và o nếu chúng đ ượ c lắp. H ì nh 3 - Kích thước lớn nhất đối với van chai chứa khí được bảo vệ bằng mũ 4.3. Vật liệu Vật liệu kim loại và ph i kim loại tiếp x ú c với chất khí phải tương thích hoá học và / hoặc vật lý với chất khí đó , ở tất c ả các điều kiện vận hành đã định (xem TCVN 6874-1 : 2001 v à TCVN 6874-2 : 2002). Tính tương th í ch của vật l i ệu với oxy và các khí oxy hoá khác, độ chống bốc ch á y của vật liệu và dầu bôi trơn, phải được xác định bằng quy trình thử thích hợp (xem TCVN 6874-3 : 2001). Van dùng cho axetylen có thể được chế tạo bằng hợp kim nền đồng nếu hàm lượng đồng không vượt quá 70% (m/m). Người chế tạo không được sử dụng bất kỳ phương pháp n à o làm giầu hàm lượng đồng t rên b ề mặt. Hàm lượng bạc của hợp kim phải được giới hạn đối với van chai axetylen. Giới hạn được chấp nhận nằm giữa 43% (m/m) và 50% (m/m) phụ thuộc vào thành phần của hợp kim. Vật liệu bịt kín phi kim loại sử dụng với không khí, oxy và các khí gi ầ u oxy phải c ó khả năng chịu được phép thử độ nhậy lão ho á phù hợp với ISO 188. Vật liệu bịt phi kim loại trong van phải chịu được phép thử trong môi trường ăn mòn phù hợp vớ i ISO 1817. 4.4. Thiết kế và chế tạo 4.4.1. Thân van Thân van phải được chế tạo bằng phương pháp công nghệ đảm bảo tạo ra cơ tính cần thiết theo các yêu cầu quy định trong tiêu chuẩn này, đặc biệt các quy định ở 5.4.2. C ần phải xem xét t í nh không đ ồ ng nhất của vật liệu. 4.4.2. Chỗ nối van Van th ườ ng được nối với chai bằng mối n ố i ren ngoài côn hoặc trụ và n ố i với thiết bị nạp và x ả bằng các đ ầ u nối ra riêng biệt, theo các tiêu chuẩn được chấp nhận. 4.4.3. Cơ cấu vận hành van Cơ cấu vận hành van được chế tạo bằng vật liệu có khả n ă ng chịu được ứng suất cơ học kể cả tải trọng động có thể có (như sự va đập hoặc sự thay đổi tải trọng có chu kỳ), và các nhiệt độ làm việc cực hạn mà van phải chịu. Vật liệu của các cơ cấu vận hành van phải chịu được phép thử trong lửa phù hợp với 5.4.10. Cơ cấu vận hành van phải thoả m ã n các điều kiện sau: - không phụ thuộc vào áp suất trong chai; - ở điều kiện bình thường, phải làm việc dễ dàng trong suốt thời gian sử dụng: - được thiết k ế sao cho không bị tự tháo lỏng khỏi thân van bởi mômen quay nhỏ hơn 40 N.m; - đư ợ c thiết kế sao cho việc ch ỉ nh đặt vị trí làm việc của van không thể bị thay đổi do vô ý ; - phải đóng van theo chiều quay kim đ ồ ng hồ; - được thiết kế để đảm bảo rằng dầu bôi trơn không tương thích với oxy, không tiếp xúc với khí oxy hoá mạnh được xác định trong TCVN 6550 : 1999 (ISO 10156); - đối với van chai axetylen, van phải được thiết kế theo các yêu cầu của 5.4.9. Đối với van dùng cho oxy hoặc khí oxy hoá mạnh, độ mở của lỗ van phải tăng d ầ n. Độ m ở toàn bộ phải lớn hơn một vòng quay của cơ cấu vận hành. Đối với van gặp khó khăn về mặt kỹ thuật giới hạn độ mở bằng cách này ( ví dụ van màng) ph ả i dùng cách khác để làm giảm toàn bộ. 4.4.4. Độ k í n Phương pháp để đạt được độ kín ngo à i bao gồm: - hộp nắp bịt; - một hoặc một số vòng đệm chữ O ; - máng; - ống xếp (màng xếp); - các cơ cấu thích hợp khác. Độ kín trong và độ k í n ngoài phải đạt được trong toàn bộ phạm vi nhiệt độ và áp suất làm việc. Độ kín ngoài phải được duy trì đ ố i với tất cả các v ị trí của ty van, từ vị trí mở , đến vị trí đóng hoàn toàn và trong khi làm việc. Tất cả các cơ cấu bịt kín phải chịu được 2000 lần đóng và mở, ở p vt , mà không phải thay thế cơ cấu bịt kín. Không cho phép điều chỉnh cơ cấu bịt kín. Áp suất nhỏ nhất trong khi thử độ kín phải l à 0,1 bar. Nếu van không quy định để sử dụng cho khí dễ nổ cháy hoặc kh í độc th ì áp suất này có thể tăng đến 0,5 bar. Theo yêu cầu của khách hàng có thể thử độ kín trong chân không. Khi kết hợp các màng hoặc màng xếp , có thể sử dụng hộp nắp bịt hoặc vòng đệm chữ O bổ sung, để đảm bảo an toàn trong trường hợp làm hư hỏng màng hoặc màng xếp. Điều này áp dụng đặc biệt đối với khí độc. Phép thử độ k í n thường được tiến hành với không kh í hoặc nitơ. Các van được ký hiệu để sử dụng với kh í nhẹ hơn không kh í hoặc với khí xuy ê n thấm tốt (ví dụ cacbon dioxit) có thể được thử với hêli. Xem định nghĩa khí dễ cháy ở TCVN 6550 :1999, và định nghĩa khí độc ở phụ lục A TCVN 6551:1999. 4.4.5. Tốc độ rò rỉ Tốc độ rò rỉ trong hoặc ngoài không được vượt quá 6 cm 3 / h ở 20 o C và 1013 mbar (1 at). Tốc đ ộ quy định này có thể được sửa đổi theo thoả thuận và đ ố i tượng áp dụng riêng, như đối với các van dùng cho kh í sạch cao hoặc khí độc mạnh, có thể quy định tốc độ rò r ỉ thấp hơn. 4.4.6. Mômen quay vận hành Đối với van vận hành bằng tay vặn , có đường kính tay vặn 65 mm , m ô men quay đóng van để đạt đ ượ c độ k í n trong phải là 7 N.m hoặc nhỏ hơn. Đối với van khác ( v í dụ v ậ n hành bằng ch ì a khoá hoặc van màng) mômen quay này có thể lớn hơn. Kích thước của tay vặn, ho ặ c các cơ cấu v ậ n hành tương đương, ph ả i thích hợp đối với mômen quay đóng van quy định (xem 5.4.3.2 và 5.4.6). M ô men quay cần thiết cho việc khoá và m ở hoàn toàn van không được tăng đáng k ể trong quy tr ì nh sử dụng van (xem 5.4.4). 5. Thử kiểu van 5.1. Quy định chung Trước khi đưa van vào sử dụng, chúng phải được thử phê duyệt kiểu (xem 5.2 và 5.3). Phê duyệt kiểu có hiệu lực đối với chủng loại van đã cho, có c ù ng thiết kế cơ bản. Khi có sự thay đổi mối nối th ì không yêu c ầ u thử phê duyệt. Sự thay đổi các bộ phận bên trong vì lý do của tính tương thích kh í / vật liệu (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 ph ầ n thích hợp của thử kiểu. Sự thay đổi kích thước thiết kế cơ bản của các bộ phận hoặc sự thay đổi của vật liệu thân van, tạo n ê n họ van mới và yêu cầu thử kiểu toàn bộ. 5.2. Tài liệu Người sản xuất phải chuẩn bị sẵn cho cơ quan thử nghiệm có thẩm quyền các tài liệu sau: - bộ bản vẽ kỹ thuật bao gồm sự lắp ráp chung, danh mục các chi tiết, đặc tính của vật liệu và bản vẽ chi tiết. Bất kỳ kiểu khác nhau nào trong họ van đã cho phải được phân biệt rõ ràng; - b ả n miêu tả van và phương pháp vận hành; - thông báo phạm vi sử dụng van (khí và hỗn h ợ p khí, áp suất sử dụng có hoặc không có cơ cấu bảo vệ van v.v...). Phải phân biệt rõ ràng khí nào ho ặ c hỗn hợp kh í nào có thể sử dụng với từng biến thể kiểu van; - chứng ch ỉ tính tương thích của vật liệu theo yêu c ầ u. 5.3. Van thử Yêu cầu ít nhất 9 mẫu van (có thể c ầ n nhiều mẫu hơn, phụ thuộc vào s ố lượng kiểu khác nhau được thử): a) một mẫu (số 1) để thử thuỷ lực; b) các mẫu để thử độ kín và thử độ bền như sau: 1) khi không quy định kiểu khác nhau , 5 mẫu để thử các đặc tính kỹ thuật cơ bản (s ố 2 đ ế n s ố 6); 2) khi quy định một kiểu khác (a), ba mẫu (số 2, 3, 4) để thử đặc t í nh kỹ thuật cơ bản và hai mẫu (số 5, 6) để thử kiểu khác; 3) khi quy định hai ho ặ c nhiều h ơ n kiểu khác nhau (a, b, v.v...), hai mẫu (số 2, 3) để thử đ ặ c t í nh kỹ thuật cơ bản, hai mẫu (số 4a và 5a, 4b và 5b) để thử cho từng kiểu khác nhau; c) một mẫu (số 2) cũng dùng để thử trong lửa; d) một mẫu (số 7) dùng để thử bổ sung khi có yêu cầu; e) hai mẫu (số 8 và 9) để xác định mômen quay vận hành. Ngoài ra , đối với việc sử dụng với khí oxy và kh í oxy ho á mạnh, ba mẫu van (số 10 , 11 và 12) được yêu cầu để thử sự tăng á p suất oxy và đối với việc sử dụng với axetylen, ba mẫu van (số 10, 11 và 12) được yêu cầu để thử độ k í n trong sau kh i lửa tạt lại. 5.4. Tiến hành thử 5.4.1. Bảng các phép thử Phải tiến hành các phép thử theo trình tự cho trong bảng 1. Ví dụ tr ì nh tự thử đ ố i với thiết kế cơ bản có c á c kiểu khác nhau xem phụ lục A. Bảng 1 - Tr ì nh tự thử (độ kín, độ bền và độ chống cháy) đối với ph ê duyệt kiểu (không có kiểu khác) Trình tự thử Phép thử và số điều khoản Điều kiện van th ử Nhiệt độ thử 0 C Số van mẫu Số phép th ử /van Tổng số phép thử 1 Thuỷ lực 5.4.2 Như khi nhận 20 ± 5 1 1 1 2 Độ kín trong/ngoài 5.4.3 Như khi nhận 20 ± 5 2 a đến 6 6 b hoặc 8 30 b hoặc 40 3 Độ kín trong/ngoài 5.4.3 Từ trình tự thử 2, hoá già ở 65 o C trong 5 ngày 20 ± 5 2 a đến 6 6 b hoặc 8 30 b hoặc 40 4 Độ b ề n 5.4.4 Từ trình tự thử 3 20 ± 5 2 a đến 6 1 5 5 Độ kín trong/ngoài 5.4.3 Từ trình tự thử 4 20 ± 5 2 a đến 6 6 b hoặc 8 30 b hoặc 40 6 Độ kín trong/ngoà i 5.4.3 Từ trình tự thử 5 65 ± 2 , 5 2 a đến 6 6 b hoặc 8 30 b hoặc 40 7 Độ k í n trong/ngoài 5.4.3 Từ trình tự thử 6 -20 ± 2 , 5 c 2 a đến 6 6 b hoặc 8 30 b hoặc 40 8 Kiểm tra bằng mắt thường 5.4.5 Từ tr ì nh tự thử 7 20 ± 5 2 a đến 6 1 5 9 Mômen quay quá mức 5.4.6 Như khi nhận 20 ± 5 8 và 9 1 2 10 Thử trong lửa 5.4.10 Từ tr ì nh tự thử 8 800 đến 1000 2 1 1 a Đối v ớ i kiểu van khác bổ sung, số lượng van mẫu và phép thử được thay đổi phù hợp với 5.3. b T ổ ng số phép thử là 30 không có thử chân không và là 40 nếu có yêu cầu thử chân không. c Đối với một số nơi trên thế giới và cách sử dụng nào đó, phép thử ở nhiệt độ thấp (như ở -30°C) c ầ n được xem xét. 5.4.2. Thử thuỷ lực Vì lý do an toàn phép thử thuỷ lực được tiến hành trước tất cả các phép thử khác. Thử thuỷ lực phải tiến hành trong các điều kiện sau: - mặt tựa van ở vị trí m ở ; - đầu ra của van được bịt k í n; - tháo cơ cấu giảm áp an toàn (nếu được lắp) và bịt lỗ; - môi chất thử, nước hoặc các chất l ỏ ng thích hợp khác; - đối với khí vĩnh cửu 1,5 x 1,5 p w ; - đối với khí hoá lỏng 1,5 p vt ; - đối với khí hoà tan, như axetylen, áp suất thử van là 450 bar; - nhiệt độ thử, nhiệt độ môi trường ( 20 ± 5)°C ; - thời gian duy tr ì áp suất, ít nhất 2 min; Phải tăng áp suất liên tục và đ ề u đặn. Van mẫu phải chịu được phép thử mà không có biến dạng dư ho ặ c gãy. 5.4.3. Thử độ kín 5.4.3.1. Quy định chung T ừ ng trình tự thử độ k í n trong và ngoài phải bao gồm phép thử ở bốn áp suất cho trong bảng 2. Phải duy tr ì áp suất thử không ít hơn 1 min. Bảng 2 - Áp suất thử đối với thử độ kín Trình tự thử áp suất Áp su ấ t thử đối với thử độ kín 1 Chân không (5 x 10 - 3 bar) nếu được quy định 2 0,1 bar đối với kh í độc và dễ cháy, 0,5 bar đối với tất cả các kh í khác 3 10 bar đối với tất c ả các khí 4 Chọn áp suất lớn hơn trong loại áp suất hoặc p vt đối với khí vĩnh cửu hoặc áp suất thử của chai chứa khí đối với khí hoá lỏng và khí hoà tan , nhưng không được nhỏ hơn 20 bar 5.4.3.2. Độ k í n trong Độ kín trong phải được xác định có liên quan đến mômen quay đóng van cho từng van của 5 ho ặ c nhi ề u hơn 5 van mẫu (xem 5.3) 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 bịt kín lỗ; c) m ở van; d) đặt áp suất quy định ở đầu vào của van; e) khoá van tới mômen yêu cầu; f) m ở chỗ nối đầu ra của van; g) ch ờ ít nhất 1 min trước khi đo tốc độ rò r ỉ mặt tựa van; h) nếu tốc độ rò rỉ không được chấp nhận (xem 4.4.5), lặp lại trình tự thử ở mômen quay đóng van cao h ơ n. Trình tự thử n à y phải được lặp lại đối với từng áp suất thử cho trong b ả ng 2. Chú thích - Đặc biệt quan trọng là van màng phải chịu áp suất thử khi van đ óng 5.4.3.3. Độ kín ngoài Độ kín ngoài được xác định cho từng van của 5 ho ặ c nhiều hơn 5 van m ẫ u (xe m 5.3) theo quy trình sau: a) để trống một lỗ đ ầ u vào hoặc đ ầ u ra của van; b) th á o cơ cấu giảm áp an toàn (nếu được lắp) và bịt kín lỗ; c) m ở hoàn toàn van; d) đ ặ t áp suất quy định qua các lỗ khác. e) đo tốc độ rò r ỉ ; f) đóng van cục bộ (từng phần). g) đo tốc độ rò rỉ; Nếu có yêu cầu , thao tác f) và thao tác g) có thể được lặp lại đối với việc đ óng van cục bộ khác nhau. Đối với việc tr ì nh tự thử 7 của bảng 1, tiến hành ở (-20 ± 2,5) o C , tốc độ r ò rỉ ngoài cũng được đo trong khi quay tay vặn. 5.4.4. Thử độ bền lâu Thử độ bền lâu với 2000 chu k ì, bao gồm mở và đóng hoàn toàn van, đ ược tiến hành ở p vt . Sau mỗi l ầ n đóng, áp suất sau mặt tựa phải thoát ra khí quyển. Phải có sự tạm dừng ít nh ấ t 6 s ở từng vị trí đóng hoàn toàn v à m ở 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 v ặ n, m ô men quay đóng vân dùng trong quá trình thử là 7 N.m. Không được tác dụng m ô men vượt quá ở vị trí mở hoàn toàn. Đ ố i với van vận hành bằng chìa hoặc van màng xếp yêu cầu mômen quay đóng van nhỏ nhất ( T c ) lớn hơn 7 N.m , mômen quay được sử dụng khi thử bằng 1,5 x T c . Đối với các van nhỏ, dùng m ô men quay đóng van nhỏ nhất nhỏ hơn 7 N. m, mômen quay được sử dụng khi thử phải bằng hai l ầ n mômen quay nh ỏ nhất phụ thuộc vào trị s ố lớn nhất l à 7 N . m. Đối với t ấ t c ả các phép thử tiếp theo, không được dùng mômen quay vượt quá monmen quay đã sử dụng trong phép thử độ b ề n. 5.4.5. Kiểm tra bằng mắt th ườ ng Khi hoàn thành thử độ b ề n và các phép thử độ kín tiếp theo, các thành phần bịt k í n như màng, màng xếp , vòng đệm chữ O phải được kiểm tra bằng m ắ t đối với sự hao mòn không được chấp nh ậ n và/ho ặ c sự hư h ỏ ng. 5.4.6. Xác định độ b ề n đối với mômen quá mức Nội dung của các phép thử này là kiểm tra xem cơ cấu vận hành van có đủ độ b ề n và độ an toàn không nếu phải chịu mômen qu á mức. Các phép thử n à y được thực hiện trên van mẫu số 8 và 9 ở áp suất khí quyển. Mômen quay đóng van ở van mẫu số 8 phải được tăng đều cho tới khi đạt m ô men quay T (xem dưới đây), ở mômen n à y van phải có khả năng làm việc mà kh ô ng gặp trở ngại có thể nhận ra được v à không có hư h ỏ ng đáng kể nào. Sau đó mômen quay phải t ă ng từ từ cho tới khi xảy ra hư h ỏ ng 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 m ẫ u số 9, nhưng với mômen mở thay cho mômen đóng. Sau phép thử này , cơ cấu vận hành van có thể bị hư hại đ á ng kể và không làm việc. Các bộ phận duy tr ì áp suất kh ô ng được hư hỏng. Trong khi thử không được phép tháo cơ c ấ u n à y. Trị số T đối với van chai chứa khí công nghiệp tiêu chuẩn được lắp tay vặn đ ườ ng kính 65 mm là 20 N.m. Trị số T sẽ thay đổi , tuy nhiên với thiết kế của van và cơ cấu v ậ n hành đối với van nhỏ , có thể nhỏ hơn và đối với van vận hành bằng chìa có thể lớn hơn . Cơ cấu vận hành không có khả năng chịu được mômen qu á mức quy định phải được tháo ra khỏi th â n van (xem 4.4.3). 5.4.7. Thử va đ ập cơ học Nếu không xác định b ả o vệ van bằng mũ hoặc các dạng bảo vệ khác, phải tiến hành thử va đập trên van mẫu s ố 7 như miêu tả trong phụ lục B. 5.4.8. Thử sự tăng áp suất oxy Phép thử này được tiến hành đối với các van được sử dụng trong tất c ả các lĩnh vực m à kh í hoặc hỗn hợp khí có th ể oxy hoá lớn hơn không khí ( định nghĩa thế oxy hoá xem TCVN 6550 : 1999 (ISO 10156) , đối với tất c ả các loại van phải tiến hành thử tăng áp suất bằng oxy t i nh khiết. Mục đích của phép thử này là kiểm tra xem van c ó chịu đựng được an toàn khi có sự tăng áp oxy. Phải thử ba van mẫu, số 10 , 11 và 12 ở điều kiện "như khi nhận" (hoặc được bôi dầu nếu d ầ u bôi trơn được sử dụng cho các van này). Trước khi thử, phải kiểm tra thiết kế thử m ồ i cháy đối với sự tăng áp yêu cầu (ví dụ về thiết kế thử và đặc tính của chu kỳ áp suất, xem hình 4 và 5). Đối với các van thử này , ở phía cu ố i của ống đ ồ ng dài 1 m lắp đ ồ ng h ồ đo áp suất. Áp suất lớn nhất ở đầu cùng của ống đ ồ ng hoặc ống bằng loại vật liệu khác có độ bền oxy tương đương (được đo bằng đ ồ ng hồ đo áp suất và được ghi lại trên máy hiện dao động) phải đạt trong khoảng ( ) ms (thời gian cần để đạt tới p vt bắt đầu từ áp suất khí quy ể n). Không quy định thời gian ổn định ở p vt nhưng không được nh ỏ hơn 3 s. Trước khi có sự tăng áp tiếp theo trong hệ thống (van mẫu và ống đ ồ ng) phải giảm áp xuống áp suất kh í quyển. Không quy định thời gian ổn định ở áp suất khí quyển nhưng không được nh ỏ hơn 3 s. Thời gian tổng của chu kỳ áp suất là 30 s , như được thể hiện trên hì nh 5. Thời gian tổng là thời gian giữa lúc bắt đầu của hai tần tăng áp liên tiếp. Khi tính toán, sử dụng oxy được nung nóng ở (60 ± 3) o C. Chất lượng oxy phải đạt: - độ t i nh khiết nhỏ nhất 99 , 5% (V /V ); - hàm lượng hydrocacbon ≤ 0 , 001% (V/ V ) Từng phép thử được tiến hành như sau: - cung cấp oxy ở nhiệt độ (60 ± 3) o C , trực tiếp vào ch ỗ nối của van được thử, bằng ống đ ồ ng có đường kính trong 5 mm và chiều dài 1 m. Vật liệu quy định và kích thước của ống cần thiết để đ ả m bảo đạt được năng lượng đã định được cấp vào van thử ; - tiến hành hai tr ì nh tự thử được quy định trong b ả ng 3. B ả ng 3 - Tr ì nh tự thử Trình tự thử Hệ thống vận hành van Mặt tựa van 1 Đóng M ở 2 M ở Được bịt kín bằng nút kim loại có ren - oxy được nung sấy nóng đến (60 ± 3) o C trong l ò nung sơ bộ oxy. Dòng oxy tới van m ẫ u thử phải được kiểm tra bằn g van mở nhanh (xem h ì nh 4). Phép thử bao gồm đưa van mẫu vào 20 chu kỳ áp suất từ áp suấ t k h í quyển đến áp suất thử van ( p v t ) (xem h ì nh 5). Sau khi thử , tháo van m ẫ u và kiểm tra kỹ lưỡng, kể cả kiểm tra độ kín của các chi tiết phi kim loại. Không được có bất k ỳ vết mồi cháy nào. Kích thước tính bằng mét Chỉ dẫn 1- Van vào 4 – Van mở nhanh 8- Bộ phận khởi động 2- Thiết bị nung s ơ bộ (bể nước nung bằ ng đi ệ n) 5- Ố ng đ ồ ng 9- Rơ le nhiệt 3- B ì nh oxy 6- Van m ẫ u P1- Áp kế 7- Van giảm áp T1- Nhiệt kế H ì nh 4 – Ví dụ của thiết bị thử mồi cháy H ì nh 5 - Đặc t í nh chu k ỳ áp suất 5.4.9. 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 m ẫ u 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 I (có chất xốp và dung môi). Không l ắ p lưới lọc vào chai hoặc vào van. Chai được nạp ít nhất một nửa lượng axetylen cho phép nạp lớn nhất . Ố ng mồi cháy thể tích 30 cm 3 được nối v ớ i hộp đầu ra (xem hình 6). Ố ng m ồ i cháy này phải khoá ở một đầu bằng đĩa nổ có áp suất nổ lớn nhất là 40 bar. Sự phân huỷ axetylen lan truyền trong chai do đó làm tăng áp suất, dẫn đến sự nổ, vỡ đĩa nổ. Các khí phân huỷ do nhiệt được thoát ra khỏi van. Sau 30 s khoá van mẫu từ khoảng cách an toàn (bằng điều khiển từ xa). Chai được để cho đến kh i ổn định (khoảng 24 h). Sau đó kiểm tra độ kín trong của van và tốc độ rò rỉ không được vượt qu á 50 cm 3 /h. Chỉ dẫn 1- Thiết bị đóng hoạt động từ xa 6- Đĩa nổ 2- Van m ẫ u 7- Dây 3- Chai axelylen 8- Chất xốp 4- Nhiệt k ế 9- Thể tích khoảng 30 cm 3 5- Ống m ồ i cháy 10- Thể tích khoảng 150 cm 3 Hình 6 - Ví dụ của thiết bị thử lửa tạt lại của axetylen 5.4.10. Thử trong lửa đối với cơ cấu vận hành van Cơ cấu vận hành van (tay vặn) mẫu được đặt trong ngọn lửa khí có chiều dài 150 mm trong 1 min, kh ô ng có sự cấp không kh í bổ sung, sao cho ngọn lửa đạt nhiệt độ từ 800 o C đến 1000 o C . Cơ cấu v ậ n hành này được ngọn lửa bao bọc hoàn toàn. Dù cơ cấu vận hành có thể bị hư hỏng trong khi thử, van phải có thể kho á bằng tay sau khi làm nguội đủ. 6. Ghi nhãn Van chai chứa kh í , phù hợp với tiêu chuẩn này, phải được ghi nhãn như sau : a) số hiệu của tiêu chuẩn này; b) ký hiệu của ng ườ i sản xuất; c) tháng, năm s ả n xuất; d) dấu hiệu mối nối chai/van; Bổ sung thêm đối với khí vĩnh cửu, phải ghi áp suất làm việc. Có thể quy định các nội dung ghi nhãn bổ sung khác nếu có yêu cầu (như mũ hoặc nắp không được yêu cầu). 7. Báo cáo thử Phải ghi bằng biên bản tổng hợp tất cả các phép thử đã tiến hành và kết quả thu được. Biên bản này phải có chữ ký của người có thẩm quy ề n của phòng thử nghiệm và phải bao gồm các bản vẽ, chi tiết, danh mục, chứng chỉ vật liệu v.v... Báo cáo này phải nhận được từ người sản xuất khi có yêu c ầ u. Phụ lục A (tham khảo) Ví dụ trình tự thử Một thiết kế van thử với ba đặc tính kỹ thuật vật liệu v ò ng chữ O khác nhau và đặc t í nh kỹ thu ậ t đầu ra khác nhau. Đặc tính kỹ thuật của vòng chữ O; a) sử dụng với O 2 - f locacbon (FKM); b) sử dụng với C 2 H 2 - etylen propylen (EPDM); c) sử dụng với CO 2 - cao su nitril (NBR). B ả ng A.1 - Trình tự thử đối với phê duyệt kiểu (thiết kế cơ b ả n cộng với hai kiểu khác nhau) Thiết kế cơ bản sử dụng v ớ i O 2 Kiểu a) sử dụng chai C 2 H 2 với mối nối đầ u ra khác nhau Kiểu b) sử dụng chai C O 2 v ớ i mối nối đ ầu ra khác nhau Tr ì nh tự thử Van mẫu số Trình tự thừ Van mẫu số Tr ì nh tự thử Van mẫu số 1 1 - - - - 2 2 và 3 2 4a và 5a 2 4b và 5b 3 2 và 3 3 4a và 5a 3 4b và 5b 4 2 và 3 4 4a và 5a 4 4b v à 5b 5 2 và 3 5 4a và 5a 5 4b và 5b 6 2 và 3 6 4a và 5a 6 4b và 5b 7 2 và 3 7 4a và 5a 7 4b và 5b 8 2 và 3 8 4a và 5a 8 4b và 5b 9 8 và 9 - - - - 10 2 - - - - Cộng thử tăng áp oxy 10 , 11 và 12 Cộng thử lửa tạt lại của axetylen 10a , 11a và 12a - - Phụ lục B (quy định) Thử va đập van Trong trường hợp van chai được sử d ụng trong các chai có dung tích nước 5 l hoặc lớn hơn, và không được lắp bộ phận bảo vệ van, phải tiến hành các thử nghi ệ m sau. Mục đích của phép thử này là để đảm b ả o rằng van có đủ độ b ề n để chịu va đập có thể xảy ra trong vận chuyển. Một van, ở điều kiện khóa ( được khoá bằng mômen được sử dụng trong thử độ bền lâu phù hợp với 5.4.4) được lắp vào cổ chai chứa khí được tạo ren tư ơ ng ứng hoặc một vật cố định đơn giản (xem hình B.1), mômen vặn chặt bằng với mômen sử dụng trong vận hành. Van phải nhô ra từ cổ chai hoặc vật cố định một đoạn danh nghĩa như tron g sử dụng. Van bị va đập bằng bi thép cứng đường kính 13 mm có vận tốc nh ỏ nhất là 3 m/s và năng lượng va đập cho trong bảng B.1. Sự va đập ở 90° tới trục dọc của van và trùng với mặt phẳng đi qua trục này. Điểm va đập ở hai ph ầ n ba kho ả ng cách L từ mặt ph ẳ ng mà ren chân van gặp chai chứa, tới điểm xa nhất của thân van được đo theo trục đọc của van (xem h ì nh B.1). Điểm va đập trên van không bị làm mờ b ở i các bộ phận như ren nối đ ầu ra, đĩa nổ, tay cầm, tay vặn v.v .... Van ch ỉ bị va đập một lần, và phải chịu năng lượng va đập tương ứng cho trong bảng B.1. Cho phép có sự méo mó do va đập. Sau khi thử, tháo van khỏi thiết bị thử, sau đó lắp van v à o ngu ồ n tạo áp v à vặn vào bằng mômen đã cho trước. Áp suất làm việc ( p w ) phải tác động vào đầu vào của van. Sự rò rỉ phải phù hợp với 4.4.5 . Bảng B.1 - Năng lượng va đ ập Dung t í ch nước của chai, V l Năng I ượng va đập 5 ≤ V <> 200 60 ≤ V ≤ 150 300 Chỉ d ẫ n 1- Bi thép cứng đường kính 13 mm 2- Vật cố định ho ặ c chai c hứa 3- Van 4- Trục dọc Hình B.1 - Thử va đập Phụ lục C (quy định) Thử độ bền C.1 . Van thử Van được thử ở nhiệt độ phòng ( 20 o C ± 5°C). Các van được hoá già theo quy trình quy định trong bảng 1. C.2 . Môi trường thử Thử độ bền tiến hành với không kh í khô hoặc nitơ được lọc ít nhất 20 ở điểm sương thấp hơn -40 o C ở á p suất khí quyển. Chú thích - Nếu sử dụng nitơ cần lưu ý mối nguy hiểm của sự làm ngạt nếu xảy ra rò r ỉ lớn . Không được tiến hành thử trong bể nước hoặc môi chất lỏng khác. C.3 Máy thử C .3.1 . Thiết bị H ì nh C.1 thể hiện sự l ắ p đặt điển h ì nh một thiết bị điều khiển bằng máy tính C .3.2 . Tốc đ ộ và sử dụng mômen quay Máy thử phải có khả năng mở và đóng van thử ở tốc độ giữa 0,167 s -1 v à 0,5 s - 1 (10 vòng/phút và 30 vòng/ph ú t). Khi kết thúc phần đóng của chu kỳ thử, mômen quay quá mức do tác dụng động kh ô ng 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 dọc trục hoặc tải trọng cạnh đáng kể đ ặ t lên van trong khi thử. C .3.4 . Hiệu chuẩn Hiệu chuẩn máy phải tiến hành tr ước khi bắt đ ầ u và sau khi hoàn thành từn g phép thử độ bền. a) Vị trí đ óng b) Vị trí mở Ch ỉ dẫn 1- Động cơ điện DC với bộ phận truyền mômen quay 6- Adaptor (bộ nối chuyển) 2- Bộ phận chỉ thị 7- Cấp nitơ N 2 , p vt 3- Bộ phận truyền áp suất 8- Đầu ra 4- Van liền thông hơi, đóng/mở/đóng 9- Van liền thông hơi, đóng 5- p vt /P a 10- p vt Hình C.1 - Sự lắp ráp điển h ì nh của thiết bị C.4 . Chu kỳ thử C .4.1 . Tác động của thử độ b ề n Van thử phải được quay vòng theo chu kỳ qua tác động toàn bộ của nó trừ đi kh ô ng lớn hơn 45° từ vị trí mở hoàn toàn. Điều đó đảm bảo r ằ ng m á y thử không đặt m ô men quay lên vị tr í mở hoàn toàn. C .4.2 . Thử độ b ề n Phép thử này được tiến hành ở nhiệt độ phòng 20 o C ± 5 o C (xem b ả ng 1 ) . Thử độ b ề n l â u với chu kỳ 2000 lần được tiến hành với mômen quay được quy định trong 5.4 .4 với dung sai ± 5% ch ỉ trong hướng đóng. Đầu vào của van phải điều áp trong toàn bộ phép th ử đến p vt như được xác định trong 3.3. Đầu ra của van được nối với cơ cấu thông hơi luôn lu ô n đóng trong thời gian ở vị tr í đóng v à m ở của chu kỳ thử. Sau khi van đóng, đầu ra của van phải được th ô ng tới áp suất khí quy ể n b ằ ng cách m ở cơ cấu thông hơi. Ngay khi đạt áp su ấ t khí quyển, phải đóng cơ cấu th ô ng hơi và áp suất đầu ra đo được không được lớn hơn 1% so với p vt ngay tr ước khi bắt đầu chu kỳ ti ế p theo Phải dừng lại ít nhất 6 s ở từng vị trí đóng hoàn toàn của van thử. Thời gian trung bình không được nhiều hơn ba chu kỳ trong một phút và không ít hơn một chu kỳ trong một phút đối với thời gian trong khi thử. Bất kỳ sự dừng lại nào l â u h ơn 5 min trong thời gian củ a chu kỳ 2000 lần thử phải được ghi lại t rong báo cáo thử. C .4.3 . Báo cáo thử Chu kỳ thử được lặp báo cáo như minh hoạ bằng đ ồ thị, xem h ì nh C.2. H ì nh C .2 - Sơ đ ồ thể hiện chu kỳ điển h ì nh đối với thử độ bền C.5 . Phép đo sau khi t hử độ bền Các phép thử quy định trong bảng 1, tr ì nh tự thử 5, 6 và 7 phải được thực hiện toàn bộ. Đối với các phép thử này , không được sử dụng mômen quay lớn hơn mômen quay đ ã sử dụng trong thử độ bền. Sau đó van thử ph ả i được kiểm tra phù hợp với tr ì nh tự 8. THƯ MỤC [1] ISO 11116 -2 Gas cylinder - 17E taper thread for connection of valves to gas cylinders - Part 2: Inspection gauges. Chai chứa khí - Ren côn 17E để nối van vào chai chứa khí - Phần 2: Calíp nghiệm thu. [2] TCVN 7166 : 2002 (ISO 11191) Chai chứa khí - Ren côn 25E để nối van vào chai chứa khí - Calíp nghiệm thu.