Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7915-4:2009 quy định các yêu cầu chung cho các van an toàn có van điều khiển, khác với van an toàn được nêu trong TCVN 7915-1 (ISO 4126-1), không phụ thuộc vào môi chất dùng để thiết kế van. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 7915-4 : 2009 THIẾT BỊ AN TOÀN CHỐNG QUÁ ÁP - PHẦN 4: VAN AN TỒN CĨ VAN ĐIỀU KHIỂN Safety devices for protection against excessive pressure - Part 4: Pilot-operated safety valves Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định yêu cầu chung cho van an tồn có van điều khiển, khác với van an toàn nêu TCVN 7915-1 (ISO 4126-1), không phụ thuộc vào môi chất dùng để thiết kế van Trong trường hợp, vận hành van thực môi chất hệ thống bảo vệ Có thể áp dụng van an tồn có van điều khiển có đường kính dòng chảy van từ mm trở lên dùng áp suất chỉnh đặt từ 0,1 bar theo áp kế trở lên Khơng có hạn chế nhiệt độ Đây tiêu chuẩn sản phẩm không đề cập đến việc sử dụng van an tồn có van điều khiển Tài liệu viện dẫn Các tài liệu cần thiết việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu có ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu khơng có năm công bố, áp dụng phiên (bao gồm sửa đổi) EN 1092-1, Flanges and their joints - Circular flanges for pipes, valves, fittings and accessories PN designated - Part 1: Steel flanges, (Mặt bích mối nối mặt bích - Mặt bích tròn dùng cho ống, van, phụ tùng nối ống thiết bị phụ, có ký hiệu PN - Phần 1: Mặt bích thép) EN 1092-2, Flanges and their joints - Circular flanges for pipes, valves, fittings and accessories PN designated - Part 2: Cast iron flanges, (Mặt bích mối nối mặt bích - Mặt bích tròn dùng cho ống, van, phụ tùng nối ống thiết bị phụ có ký hiệu PN - Phần 2: Mặt bích ngang) EN 1092-3 , Flanges and their joints - Circular flanges for pipes, valves, fittings and accessories PN designated - Part 3: Copper alloy and composite flanges, (Mặt bích mối nối bích - Mặt bích tròn dùng cho ống, van, phụ tùng nối ống thiết bị phụ có lấy ký hiệu PN - Phần 3: Mặt bích hợp kim đồng composit) prEN 1759-1, Flanges and their joints - Circular flanges for pipes, valves, fittings and accessories, Class designated - Part 1: Steel flanges NPS1/2 to24, (Mặt bích mối nối bích - Mặt bích tròn dùng cho ống, van, phụ tùng nối ống thiết bị phụ có lấy ký hiệu theo loại - Phần 1: Mặt bích thép NPS 1/2 đến 24) EN 12516-3, Valves - Shell design strength - Part 3: Experimental method, (Van - Độ bền kết cấu thân - Phần 3: Phương pháp thực nghiệm) EN 12627, Industrial Valves - Butt welding ends for steel valves, (Van công nghiệp - Các đầu mút hàn giáp mép dùng cho van thép) EN 12760, Valves - Socket welding ends for steel valves, (Van - Các đầu mút hàn theo kiểu ống nối dùng cho van thép) EN ISO 6708, Pipework components-Definition and selection of DN (nominal size) (ISO 6708: 1995), (Các phận đường ống - Định nghĩa lựa chọn DN - cỡ kích thước danh nghĩa) ISO 7-1, Pipe threads where pressure-tight joints are made on the threads - Part 1: Dimensions, tolerances and designation, (Ren ống dùng cho mối nối ren kín áp - Phần 1: Kích thước, dung sai ký hiệu ren) Thuật ngữ định nghĩa Tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau: 3.1 Van an tồn có van điều khiển (pilot operated safety valve) Cơ cấu tự vận hành gồm van van điều khiển nối với van CHÚ THÍCH: Van điều khiển phản ứng với áp suất mơi chất mà khơng có lượng khác lượng thân môi chất điều khiển vận hành van Van mở áp suất môi chất dùng để đóng van dỡ bỏ giảm Van đóng lại áp suất mơi chất tác động trở lại 3.1.1 Các kiểu van điều khiển 3.1.1.1 Van điều khiển dòng liên tục (flowing pilot) Van điều khiển xả môi chất suốt thời gian xả van an tồn có van điều khiển 3.1.1.2 Van điều khiển dòng khơng liên tục (non-flowing pilot) Van điều khiển mơi chất chảy q trình mở và/hoặc đóng van an tồn có van điều khiển 3.1.2 Các kiểu tác động van an tồn có van điều khiển 3.1.2.1 Bật/tắt (ON/OFF) Tác động đặc trưng hoạt động ổn định dẫn đến vị trí van mở hồn tồn đóng hồn toàn 3.1.2.2 Sự điều biến (modulating) Tác động đặc trưng mở đóng dần bước đĩa van chính, hàm số áp suất, có tỷ lệ khơng cần thiết phải tuyến tính 3.2 Danh sách phận Xem Hình CHÚ DẪN Thiết bị bảo vệ Đĩa Van 10 đế Van điều khiển 11 Thân Đường cảm biến 12 Cửa (đường) vào Đường chất tải/dỡ tải 13 Cửa (đường) Buồng áp lực 14 Cửa (đường) van điều khiển Vỏ che 15 Mối nối đường cảm biến: Xem thích sau Bộ phận dẫn hướng CHÚ THÍCH: Đường cảm biến từ van điều khiển nối với cửa vào van nối trực tiếp với thiết bị điều khiển Trong trường hợp đường cảm biến không nối với cửa vào van nên quan tâm đến chiều dài bảo vệ đường cảm biến tránh hư hỏng Hình - Danh mục phận van an tồn có van điều khiển 3.3 Áp suất (pressure) 3.3.1 Áp suất chỉnh đặt (set pressure) Áp suất xác định trước mà van an tồn có van điều khiển bắt đầu mở CHÚ THÍCH: Đây áp suất theo áp kế đo đường vào van áp lực có xu hướng mở van điều kiện làm việc riêng cân với lực giữ đĩa van đế 3.3.2 Áp suất lớn cho phép, PS (maximum allowable pressure) Áp suất lớn dùng để thiết kế thiết bị nhà sản xuất quy định 3.3.3 Áp suất cảm biến mở (open sensing pressure) Áp suất van điều khiển bắt đầu mở để đạt áp suất chỉnh đặt 3.3.4 Độ áp (của van an toàn có van điều khiển) [overpressure (of a pilot operated safety valve)] Độ tăng áp suất vượt áp suất chỉnh đặt, van đạt độ nâng nhà sản xuất quy định, thường biểu thị tỷ lệ phần trăm áp suất chỉnh đặt CHÚ THÍCH: Đây độ áp dùng để chứng nhận van an tồn có van điều khiển 3.3.5 Áp suất đóng (của van an tồn có van điều khiển) [reseating pressure (of a pilot operated safety valve)] Giá trị áp suất tĩnh đường vào đĩa van lại tiếp xúc với đế đĩa van độ nâng khơng (0) 3.3.6 Áp suất hiệu chỉnh nguội (cold differential test pressure) Áp suất tĩnh đường vào van an tồn có van điều khiển chỉnh đặt để bắt đầu mở thử băng thử CHÚ THÍCH: áp suất thử bao gồm giá trị hiệu chỉnh điều kiện vận hành, ví dụ, áp suất ngược và/hoặc nhiệt độ 3.3.7 Áp suất xả (relieving pressure) Áp suất lớn áp suất chỉnh đặt cộng với độ áp dùng để định cỡ kích thước van an tồn có van điều khiển 3.3.8 Áp suất ngược (built-up back pressure) Áp suất tồn đầu van dòng chảy qua van hệ thống xả tạo nên 3.3.9 Áp suất ngược dư (superimposed back pressure) Áp suất tồn đầu van thời điểm thiết bị cần phải hoạt động CHÚ THÍCH: Đây kết áp suất hệ thống xả từ nguồn khác 3.3.10 Độ chênh áp (của van an tồn có van điều khiển) [blowdown (of a pilot operated safety valve)] Độ chênh lệch áp suất chỉnh đặt áp suất đóng, thường biểu thị tỷ lệ phần trăm áp suất chỉnh đặt, trừ trường hợp áp suất nhỏ bar độ chênh áp tính bar 3.4 Độ nâng (lift) Chiều dài hành trình thực đĩa van tính từ vị trí đóng 3.5 Diện tích dòng chảy (flow area) Diện tích mặt cắt ngang nhỏ dòng chảy (nhưng khơng phải diện tích che) cửa vào đế van dùng để tính tốn lưu lượng lý thuyết dòng chảy van mà khơng trừ cản trở CHÚ THÍCH: Diện tích dòng chảy có ký hiệu A 3.6 Đường kính dòng chảy (flow diamater) Đường kính tương ứng với diện tích dòng chảy 3.7 Lưu lượng xả (discharge capacity) 3.7.1 Lưu lượng xả lý thuyết (theoretical discharge capacity) Lưu lượng tính tốn biểu thị đơn vị khối lượng đơn vị thể tích đơn vị thời gian vòi phun lý tưởng có diện tích mặt cắt ngang dòng chảy diện tích dòng chảy van 3.7.2 Hệ số xả (coefficient of discharge) Giá trị lưu lượng chảy thực tế (từ phép thử) chia cho lưu lượng chảy lý thuyết (từ tính tốn) 3.7.3 Lưu lượng (xả) chứng nhận [certified (discharge) capacity] Phần lưu lượng đo cho phép dùng làm sở cho ứng dụng van an tồn có van điều khiển CHÚ THÍCH: Lưu lượng xả chứng nhận bằng, ví dụ: a) lưu lượng đo nhân với hệ số điều chỉnh; b) lưu lượng lý thuyết nhân với hệ số xả nhân với hệ số điều chỉnh; c) lưu lượng lý thuyết nhân với hệ số điều chỉnh xả chứng nhận 3.8 Cỡ kích thước danh nghĩa, DN (nominal size) Xem EN ISO 6708 Các ký hiệu đơn vị Bảng - Các ký hiệu mô tả ký hiệu Ký hiệu Mô tả Đơn vị mm2 A Diện tích dòng chảy van an tồn (khơng phải diện tích che) C Hàm số số mũ đẳng entropi - Kb Hệ số hiệu chỉnh lưu lượng lý thuyết cho dòng chảy tới hạn - Kd Hệ số xả a a Kdr Hệ số điều chỉnh xả chứng nhận (Kd x 0,9) - Kv Hệ số điều chỉnh độ nhớt - k Số mũ đẳng entropi - M Khối lượng phân tử kg/kmol n Số lượng thử nghiệm po Áp suất xả bar (abs) pb Áp suất ngược bar (abs) pc Áp suất tới hạn bar (abs) Qm Lưu lượng khối lượng qm Lưu lượng xả riêng lý thuyết kg/(h.mm2) q’m Lưu lượng xả riêng xác định thực nghiệm kg/(h.mm2) R Hằng số khí phổ biến - To Nhiệt độ xả K Tc Nhiệt độ thực giới hạn K Độ nhớt động lực học Pa.s - kg/h o Thể tích riêng áp suất nhiệt độ xả thực m3/kg xo Độ khô nước ẩm cửa vào van áp suất nhiệt độ xả thực - Z Hệ số nén áp suất nhiệt độ xả thực - a Kd Kdr biểu thị: 0, xxx b x biểu thị: 0, xx; abs = absolute = tuyệt đối Thiết kế 5.1 Quy định chung 5.1.1 Thiết kế phải kết hợp với hướng dẫn cần thiết để bảo đảm vận hành phù hợp độ kín đế 5.1.2 Đế van khơng phải phận gắn liền với thân van phải kẹp chặt cẩn thận để tránh bị nới lỏng q trình vận hành 5.1.3 Phải có phương tiện để khóa và/hoặc niêm phong tất điều chỉnh bên ngồi cho ngăn ngừa phát điều chỉnh không phép van an tồn có van điều khiển 5.1.4 Trong trường hợp van có độ nâng hạn chế, cấu hạn chế độ nâng phải giới hạn độ nâng van mặt khác khơng cản trở vận hành van Cơ cấu hạn chế độ nâng phải thiết kế cho điều chỉnh điều chỉnh khóa lại khí niêm phong Cơ cấu hạn chế độ nâng phải nhà sản xuất van lắp đặt niêm phong Độ nâng van không hạn chế tới giá trị nhỏ mm 5.1.5 Van an tồn có van điều khiển dùng cho môi chất độc hại dễ cháy phải có van điều khiển thơng vào nơi an tồn 5.1.6 Van phải trang bị ống nối chất lỏng điểm thấp để gom chất lỏng trừ có trang bị phương tiện khác để tiêu chất lỏng 5.1.7 Ứng suất tính tốn phận chịu tải khơng vượt ứng suất quy định tiêu chuẩn thích hợp Châu Âu, ví dụ EN 12516-3 5.1.8 Trong trường hợp chi tiết bịt kín bị hư hỏng, van an tồn có van điều khiển phải xả lưu lượng chứng nhận áp suất không lớn 1,1 lần áp suất lớn cho phép thiết bị bảo vệ 5.1.9 Vật liệu dùng cho bề mặt trượt liền kề phận dẫn hướng đĩa van/giá kẹp đĩa van/trục van phải lựa chọn để bảo đảm độ bền chống ăn mòn giảm thiểu độ mài mòn tránh xây xát 5.1.10 Trong trường hợp hư hỏng hợp lý thấy trước mối nối phận khác diện tích dòng chảy hình thành phải bảo đảm cho van an toàn vận hành van điều khiển xả lưu lượng chứng nhận áp suất không lớn 1,1 lần áp suất lớn cho phép 5.1.11 Khi đối áp dư cao áp suất cửa vào phải có phương tiện để khơng cho van mở 5.1.12 Sự lắp ghép phận bổ sung với van điều khiển tổ hợp van không ngăn cản bảo vệ hệ thống áp lực hoàn cảnh 5.2 Đầu nối 5.2.1 Kiểu Các kiểu đầu nối đầu mút van an tồn có van điều khiển phải sau: Hàn giáp mép EN12627; Hàn kiểu ống nối EN 12760; Nối bích EN 1092-1; EN 1092-2; EN 1092-3; prEN 1759-1; Nối ren ISO 7-1; ren hệ inch theo ANSI/ASME B1.20.1 Có thể sử dụng kiểu đầu nối khác theo thỏa thuận nhà sản xuất khách hàng 5.2.2 Thiết kế đầu nối van Thiết kế đầu nối van thuộc kiểu phải bảo đảm cho diện tích tiết diện bên ống bắt đầu nối nhánh cửa vào van an tồn phải diện tích tiết diện bên đầu nối vào van (xem Hình 2a) Diện tích tiết diện bên đầu nối ống cửa van an tồn phải diện tích tiết diện bên cửa van trừ van có đầu nối cửa có ren (xem Hình 2b) CHÚ THÍCH: Xem Điều thử kiểu CHÚ DẪN Van Thỏa mãn yêu cầu Không thỏa mãn yêu cầu Đường kính yêu cầu van an tồn để van vận hành Hình 2a) - Cửa vào CHÚ DẪN Van Đường kính danh nghĩa ống đường kính danh nghĩa cửa van Với kết cấu cửa van, phải lắp ống thích hợp trình thử quy định 7.1.4 Hình 2b) - Cửa CHÚ DẪN Van Với kết cấu cửa van, không cần đến ống trình thử quy định 7.1.4 Hình 2c) - Cửa Hình - Thiết kế đầu nối 5.3 Yêu cầu tối thiểu lò xo Lò xo phải phù hợp với TCVN 7915-7 5.4 Vật liệu Vật liệu để chế tạo thân chịu áp lực phải phù hợp với TCVN 7915-7 Thử sản xuất 6.1 Mục đích Mục đích phép thử bảo đảm cho tất van an tồn có van điều khiển đáp ứng u cầu cho thiết kế van khơng có dạng rò rỉ từ phận chịu áp lực mối nối 6.2 Quy định chung Tất ống trung gian, đầu nối cấu khóa phải thích hợp để chịu áp suất thử Tất chi tiết phụ hàn tạm thời phải tháo cách cẩn thận vết hàn để lại phải mài ngang với vật liệu Sau mài, tất vết hàn phải kiểm tra kỹ thuật dùng hạt từ chất lỏng thẩm thấu 6.3 Thử thủy tĩnh 6.3.1 Ứng dụng Phần van từ cửa vào tới đế phải thử áp suất tới 1,5 lần áp suất lớn nhà sản xuất công bố dùng để thiết kế van an tồn có van điều khiển Thân van phía xả đế phải thử áp suất tới 1,5 lần đối áp lớn nhà sản xuất công bố dùng để thiết kế van Áp suất thấp áp suất cho mặt bích cửa van 6.3.2 Khoảng thời gian thử Áp suất thử phải tác động trì giá trị yêu cầu thời gian đủ dài phép thực việc kiểm tra mắt tất bề mặt mối nối, trường hợp khơng thời gian quy định Bảng Đối với phép thử phía xả đế, thời gian thử phải dựa áp suất quy định 6.3.1 độ lớn xả Bảng - Khoảng thời gian tối thiểu cho thử thủy tĩnh Cỡ kích thước danh nghĩa DN Áp suất danh định Đến 40 bar (4MPa) Lớn 40 bar (4 MPa) đến 63 bar Lớn 63 bar (6,3 (6,3 MPa) MPa) Khoảng thời gian tối thiểu tính phút DN 50 2 50 < DN 65 2 65 < DN 80 80 < DN 100 100 < DN 125 125 < DN 150 150 < DN 200 200 < DN 250 11 250 < DN 300 13 300 < DN 350 15 350 < DN 400 17 400 < DN 450 19 450 < DN 500 10 22 500 < DN 600 12 24 6.3.3 Chuẩn chấp nhận Chuẩn chấp nhận khơng có rò rỉ từ phận thử xác định 6.3.1 6.3.4 Yêu cầu an tồn Thường phải dùng nước có độ tinh khiết thích hợp làm mơi chất thử Khi sử dụng chất lỏng khác, cần phải có đề phòng bổ sung thêm Các thân van phải thơng tốt để loại bỏ khơng khí bị kẹt lại Nếu vật liệu có khả bị hư hỏng nứt gãy giòn phận van an toàn vận hành van điều khiển thử thủy tĩnh van an tồn có van điều khiển phận nó, mơi chất thử phải có nhiệt độ thích hợp để ngăn ngừa khả xảy hư hỏng Không sử dụng dạng tải trọng va đập nào, ví dụ thử gõ búa, tác động vào van phận van thử áp lực 6.4 Thử khí nén 6.4.1 Ứng dụng khoảng thời gian thử Nên tránh thử áp lực với khơng khí khí thích hợp khác phép thử thực thay cho thử thủy tĩnh thân van tiêu chuẩn theo thỏa thuận tất bên có liên quan trường hợp sau: a) Van thiết kế có kết cấu khơng thể chứa chất lỏng và/hoặc; b) Van sử dụng nơi khơng cho phép có vết nước dù vết nước nhỏ; Áp suất thử, khoảng thời gian thử chuẩn chấp nhận phải theo quy định 6.3 6.4.2 Yêu cầu an toàn Các mối nguy hiểm liên quan đến thử áp lực khí nén phải quan tâm có đề phòng thích hợp Cần đặc biệt ý tới số yếu tố có liên quan sau: a) Nếu phá hủy chủ yếu van xảy số giai đoạn q trình thử áp lực lượng lớn giải phóng; khơng nên có người vùng lân cận van trình tăng áp suất (ví dụ, thể tích khơng khí cho chứa lượng lượng 200 lần lượng chứa thể tích nước tương tự hai có áp suất) b) Rủi ro hư hỏng giòn điều kiện thử phải đánh giá giai đoạn thiết kế việc lựa chọn vật liệu dùng cho van thử khí nén phải bảo đảm cho tránh rủi ro hư hỏng giòn q trình thử u cầu đòi hỏi phải có giới hạn thích hợp nhiệt độ chuyển tiếp tất chi tiết nhiệt độ kim loại trình thử; c) Cần ý tới thực tế có giảm áp suất khí bình chứa áp suất cao van thử nhiệt độ giảm Không nên tới gần van thử khí nén để kiểm tra đóng van tới việc tăng áp suất hoàn thành Van thử khí nén khơng chịu tác động dạng tải va đập Phải đề phòng áp suất phát sinh vượt áp suất thử 6.5 Điều chỉnh áp suất chỉnh đặt áp suất hiệu chỉnh nguội Mỗi van an tồn có van điều khiển phải điều chỉnh tới vị trí chỉnh đặt quy định áp suất hiệu chỉnh nguội Không cho phép điều chỉnh chỉnh đặt áp suất hiệu chỉnh nguội van an tồn có van điều khiển với việc sử dụng khơng khí khí khác làm mơi chất thử trừ phận chịu áp lực đả thử trước phép thử phù hợp với 6.3 6.4 Cho phép xác định chỉnh đặt áp suất hiệu chỉnh nguội cách điều chỉnh van điều khiển Trong trường hợp cần bảo đảm cho áp suất mở van điều khiển đạt tới áp suất chỉnh đặt yêu cầu van 6.6 Thử rò rỉ đế 6.6.1 Quy định chung Thử rò rỉ đế van an tồn có van điều khiển phải thực sau điều chỉnh chỉnh đặt áp suất hiệu chỉnh nguội Quy trình thử mức rò rỉ phải theo thỏa thuận nhà sản xuất khách hàng Khi khơng theo trường hợp phải sử dụng giá trị 6.6.3 6.6.4 6.6.2 Quy trình thử Có thể thử van điều khiển van riêng biệt Để trống cửa dùng khơng khí khí nitơ để giảm áp suất cửa vào 10 % 0,35 bar so với giá trị chỉnh đặt áp suất hiệu chỉnh nguội, lấy giá trị lớn Mức rò rỉ tới áp suất chỉnh đặt 70 bar không vượt giá trị 6.6.3 6.6.4 Ở áp suất 70 bar, mức rò rỉ phải tăng lên theo tỷ lệ thuận với việc tăng áp suất chỉnh đặt áp suất hiệu chỉnh nguội Khi đường xả van điều khiển nối vào cửa van mức rò rỉ qua hai van điều khiển van cộng lại với thực phép đo mức rò rỉ cửa van Phải thực phép đo rò rỉ dạng bọt cách sử dụng ống có đường kính mm cắm sâu 13 mm vào thể tích nước 6.6.3 Mức rò rỉ van điều khiển - đế đàn hồi bọt/min - đế kim loại 20 bọt/min 6.6.4 Mức rò rỉ van - đế đàn hồi bọt/min - đế kim loại 20 bọt/min 6.7 Đệm kín áp suất Tất đệm kín áp suất van, đường ống chất tải/dỡ tải đường cảm biến phải thử rò rỉ Nếu thích hợp, giữ áp suất mức thấp áp suất chỉnh đặt 10 % 0,35 bar, chọn giá trị lớn thời gian sử dụng khơng khí khí nitơ Khơng cho phép có rò rỉ Thử kiểu 7.1 Quy định chung 7.1.1 Ứng dụng Phải xác định đặc tính làm việc đặc tính dòng chảy van an tồn có van điều khiển phép thử kiểu phù hợp với điều Điều áp dụng cho kiểu cấu định nghĩa 3.1 Đối với kiểu khác xem: - TCVN 7915-1 cho kiểu khác van an tồn có van điều khiển thân van điều khiển van an toàn tác động trực tiếp; - TCVN 7915-5 hệ thống an tồn xả áp có điều khiển (CSPRS) 7.1.2 Các phép thử Các phép thử để xác định đặc tính làm việc phải phù hợp với 7.2 phép thử để xác định đặc tính dòng chảy phải phù hợp với 7.3 Khi thực riêng biệt phép thử chi tiết van có ảnh hưởng tới dòng mơi chất phải đầy đủ lắp van Quy trình thử, đồ gá thiết bị thử phải bảo đảm cho xác lập khả làm việc lưu lượng áp suất xả điều kiện đối áp 7.1.3 Mục tiêu phép thử Mục tiêu phép thử xác định điều kiện làm việc riêng, đặc tính riêng van trước mở, xả lúc đóng Các đặc tính sau ví dụ, có đặc tính khác a) áp suất chỉnh đặt; b) độ áp; c) áp suất đóng/độ chênh áp; d) khả tái tạo lại tính van; e) đặc tính học van xác định nghe nhìn như: - khả đóng tốt; - khơng có tiếng rung, tiếng giật, kẹt và/hoặc dao động có hại; f) độ nâng áp 7.1.4 Phương pháp thử Các phép thử phải cung cấp liệu thích hợp để xác định đặc tính làm việc đặc tính dòng chảy Đối với van có mối nối ren đầu với cấu dẫn Hình 2b) phải lắp ống có chiều dày thích hợp chiều dài tối thiểu phải năm lần đường kính q trình thử 7.1.5 Kết tính tốn từ phép thử Lưu lượng lý thuyết dòng chảy tính tốn theo 8.3 8.4 8.5, sử dụng giá trị với lưu lượng thực tế dòng chảy áp suất xả hệ số xả van tính tốn theo 8.1 7.1.6 Các thay đổi thiết kế Khi thực thay đổi thiết kế van an tồn có van điều khiển để ảnh hưởng tới đường dòng chảy, độ nâng van đặc tính làm việc khác phải thực phép thử phù hợp với Điều 7.2 Các phép thử để xác định đặc tính làm việc 7.2.1 Yêu cầu chung Các van dùng để làm việc với khơng khí khí khác phải thử sử dụng khơng khí, khí khác có đặc tính cho nhiệt với nhiệt độ nhiệt tối thiểu 10 °C Các van dùng để làm việc với loại phải thử với hơi, khơng khí khí khác có đặc tính cho Các van dùng để làm việc với chất lỏng phải thử với nước chất lỏng khác có đặc tính cho Dung sai cho phép giới hạn áp dụng cho đặc tính làm việc sau: a) áp suất chỉnh đặt: ± % áp suất chỉnh đặt ± 0,15 bar, lấy giá trị lớn hơn; b) van điều khiển điều chỉnh tách biệt khỏi van áp suất dùng để điều chỉnh van điều khiển giống áp suất chỉnh đặt Áp suất mở phải nhà sản xuất quy định Việc điều chỉnh van điều khiển phải bảo đảm cho trì dung sai áp suất chỉnh đặt nêu trên; c) độ nâng: không nhỏ giá trị nhà sản xuất quy định; d) độ áp: giá trị nhà sản xuất công bố không vượt 10 % áp suất chỉnh đặt 0,1 bar, lấy giá trị lớn hơn; e) độ chênh áp, không lớn giá trị nhà sản xuất công bố, giới hạn sau: - môi chất nén được: tối thiểu : 2,0 % (khơng áp dụng cho van an tồn có van điều khiển có tác động điều biến theo 7.2.1 g) tối đa: 15 % 0,3 bar, lấy giá trị lớn - môi chất không nén được: tối thiểu : 2,5 % (không áp dụng cho van an tồn có van điều khiển có tác động điều biến theo 7.2.1 g) tối đa : 20 % 0,6 bar, lấy giá trị lớn f) độ áp độ chênh áp van an toàn có van điều khiển có độ nâng hạn chế phải có dung sai giới hạn van có độ nâng khơng hạn chế; g) độ áp độ chênh áp van an tồn có van điều khiển có tác động điều biến phải kiểm tra ổn định độ nâng khác giá trị nhỏ lớn nhà sản xuất công bố Phải thiết lập đường cong độ nâng van độ áp 7.2.2 Đặc tính mở van an tồn có van điều khiển Nhà sản xuất phải quy định kiểu van điều khiển cách vận hành van 7.2.3 Thiết bị thử Sai số thiết bị đo áp suất sử dụng q trình thử khơng lớn 0,6% số áp suất thực Trong trường hợp áp kế theo nguyên lý tương tự ống Bourdon thang đo áp suất ổn định phải lựa chọn sau: - áp suất làm việc nhỏ không nhỏ 35 % giá trị thang đo lớn nhất; - áp suất làm việc lớn không vượt 75 % giá trị thang đo lớn nhất; 7.2.4 Van sử dụng chương trình thử (tổ hợp van điều khiển van chính) Các van an tồn có van điều khiển đem thử phải đại diện cho kết cấu, phạm vi áp suất cỡ kích thước van có đặc tính làm việc u cầu Phải tính đến tỷ số diện tích cửa vào van diện tích dòng chảy tỷ số diện tích dòng chảy diện tích cửa van Đối với phạm vi cỡ kích thước van bao hàm bảy nhiều bảy cỡ kích thước phải thực phép thử ba cỡ kích thước Nếu phạm vi cỡ kích thước bao hàm khơng q sáu cỡ kích thước số lượng cỡ kích thước thử giảm tới hai Khi phạm vi cỡ kích thước mỏ rộng khiến cho van an tồn có van điều khiển thử trước khơng đại diện cho phạm vi cỡ kích thước phải thực thêm thử nghiệm số lượng thích hợp cỡ kích thước Các phép thử tổ hợp van điều khiển van phải thực sử dụng ba chỉnh đặt khác van điều khiển cho cỡ kích thước van thử Khi yêu cầu ba áp suất thử cho cỡ kích thước van u cầu đạt cách thử van với ba chỉnh đặt khác van điều khiển ba van có cỡ kích thước ba chỉnh đặt khác van điều khiển Mỗi phép thử phải thực tối thiểu ba lần để xác lập khẳng định khả tái tạo lại tính van chấp nhận Trong trường hợp van an tồn có van điều khiển thuộc cỡ kích thước chế tạo trị số áp suất danh định khác phải thực phép thử sử dụng bốn chỉnh đặt khác van điều khiển bao hàm phạm vi áp suất sử dụng cho van Đối với tất phép thử, lò xo van điều khiển phải sử dụng chỉnh đặt áp suất nhỏ Khi bao hàm cách đầy đủ phạm vi cỡ kích thước phải sử dụng mẫu van theo tỷ lệ Các mẫu có tỷ lệ giảm phải có đường kính nhỏ dòng chảy 50 mm Tất kích thước đường dòng chảy mẫu phải hồn tồn tỷ lệ với kích thước tương ứng van thực Tất kích thước chi tiết ảnh hưởng đến tồn lực đẩy môi chất đến chi tiết chuyển động phải theo tỷ lệ Trong trường hợp hộp xếp, cho phép tuân theo tỷ lệ đối đường kính hiệu dụng trung bình Độ nhám tất bề mặt đường dòng chảy mẫu không thô độ nhám bề mặt tương ứng van thực Trước thực phép thử phải kiểm tra phù hợp mẫu với yêu cầu 7.3 Các phép thử để xác định đặc tính dòng chảy 7.3.1 u cầu thử nghiệm Sau xác lập đặc tính làm việc đáp ứng u cầu, sử dụng nước, khơng khí khí khác có đặc tính cho làm mơi chất cho phép thử đặc tính dòng chảy, trừ van thiết kế để làm việc với chất lỏng Các van an tồn có van điều khiển để sử dụng với chất lỏng phải thử với nước chất lỏng khác có đặc tính cho Hơn nữa, đánh giá lượng xả, đĩa van phải hạn chế tới độ nâng nhỏ xác định phép thử đặc tính làm việc độ áp lựa chọn 7.3.2 Van sử dụng chương trình thử Van van an tồn có van điều khiển thử phải loại van tương tự van dùng cho phép thử đặc tính làm việc (xem 7.2.4) 7.3.3 Quy trình thử 7.3.3.1 Điều kiện thử Phương pháp thử, đồ gá thiết bị thử phải chấp thuận trước tiến hành thử nghiệm Phương pháp thử, đồ gá thiết bị thử phải bảo đảm cho xác lập lưu lượng độ áp điều kiện đối áp Các phép thử thực có khơng có van điều khiển 7.3.3.2 Số lượng van thử Phải thực phép thử ba áp suất khác có ba cỡ kích thước kết cấu van cho trừ phạm vi cỡ kích thước bao hàm khơng q sáu cỡ kích thước, số lượng cỡ kích thước thử giảm tới hai Khi phạm vi cỡ kích thước mở rộng từ phạm vi bao hàm bảy cỡ kích thước tới phạm vi bao hàm bảy nhiều bảy cỡ kích thước phải thực phép thử ba cỡ kích thước van (tổng cộng chín thử nghiệm) Trong trường hợp van có kết cấu kết cấu đặc biệt chế tạo cỡ kích thước áp suất danh định khác nhau, phép thử phải thực bốn áp suất chỉnh đặt khác chúng phủ toàn dải áp suất sử dụng cho van, áp suất chỉnh đặt xác định giới hạn phương tiện thử 7.3.3.3 Van có độ nâng hạn chế Đối với van có độ nâng hạn chế, xác định lưu lượng độ nâng hạn chế ngày sau phép thử để xác định đặc tính dòng chảy độ nâng đầy đủ xác định sau Trong trường hợp độ nâng hạn chế phải xác lập đường cong liên hệ hệ số xả độ nâng van, sử dụng bốn điểm tất áp suất thử 7.3.3.4 Giá trị áp suất thử Phải thực ba phép thử cho cỡ kích thước van áp áp suất thử tỷ số đối áp tuyệt đối áp suất xả tuyệt đối nhỏ 0,25 Các phép thử phải thực với đối áp áp suất khí 7.3.3.5 Dung sai chấp nhận phép thử dòng chảy Trong tất phương pháp mô tả thử đặc tính dòng chảy, tất kết cuối phải có sai lệch khoảng ± % giá trị trung bình cộng Khi khơng đạt dung sai thử nghiệm, để lập đường cong quan hệ hệ số xả tỷ số đối áp tuyệt đối áp suất xả tuyệt đối lớn 0,25 phải chấp nhận đường cong minh họa quan hệ hệ số xả thấp tỷ số cho phạm vi van thử 7.3.4 Điều chỉnh q trình thử Khơng điều chỉnh van van điều khiển trình thử nghiệm Theo sau thay đổi sai lệch điều kiện thử phải có khoảng thời gian thích hợp phép tốc độ dòng chảy, nhiệt độ áp suất đạt tới trạng thái ổn định trước lấy số liệu thị 7.3.5 Hồ sơ kết thử Hồ sơ phải bao gồm tất quan sát, phép đo, số thị dụng cụ đo biên hiệu chuẩn dụng cụ đo (nếu có yêu cầu) mục tiêu phép thử Hồ sơ thử gốc phải sở tiến hành thử nghiệm lưu giữ Bản tất biên thử phải cung cấp cho bên có liên quan đến phép thử Các sửa chữa giá trị sửa chữa phải đưa vào biên thử 7.3.6 Thiết bị thử dòng chảy Thiết bị thử phải thiết kế vận hành cho số đo lưu lượng thử dòng chảy thực phải có độ xác khoảng ± % 7.4 Xác định hệ số xả Để xác định hệ số xả Kd, xem 8.1 7.5 Chứng nhận hệ số xả Hệ số điều chỉnh xả chứng nhận Kdr van an toàn có van điều khiển khơng lớn 90 % hệ số xả Kd xác định phép thử Kdr = 0,9 Kd Không thể sử dụng hệ số xả hệ số điều chỉnh xả chứng nhận để tính tốn lưu lượng độ q áp thấp độ áp thực phép thử để xác định đặc tính dòng chảy (xem 7.3), chúng sử dụng để tính tốn lưu lượng độ q áp cao Xác định tính van an tồn có van điều khiển 8.1 Xác định hệ số xả Hệ số xả Kd tính tốn sau: n Kd q'm qm n Kd tính toán tới ba chữ số sau dấu phẩy Bất kỳ làm tròn số phải làm tròn xuống 8.2 Dòng chảy tới hạn tới hạn Lưu lượng khí nước qua lỗ, diện tích dòng chảy van an tồn, tăng lên áp suất cuối dòng giảm tới áp suất tới hạn, tới đạt dòng chảy tới hạn Sự giảm thêm áp suất hạ lưu không làm cho lưu lượng tăng thêm Dòng chảy tới hạn xảy pb p0 k /( k 1) k dòng chảy tới hạn xảy pb p0 k /( k 1) k 8.3 Lưu lượng xả dòng chảy tới hạn 8.3.1 Lưu lượng xả nước qm = 0,2883C p0 CHÚ THÍCH 1: 0,2883 R 10 8,3143 10 Giá trị áp dụng cho nước q nhiệt bão hòa khơ Hơi nước bão hòa khơ nước có tỷ phần độ khơ nhỏ 98 %, C hàm số số mũ đẳng entropi điều kiện xả CHÚ THÍCH 2: 3,948 = (k 1)(k 1) C = 3,948 k k 3600 10 R Giá trị k dùng để xác định C phải dựa điều kiện dòng chảy thực cửa vào van an toàn phải xác định từ Bảng TCVN 7915-7 8.3.2 Lưu lượng xả cho khí điều kiện dòng chảy tới hạn qm C p 0C M ZT0 3,948 k 0,2883C p0 ( k 1)(k 1) k (xem số quy tròn Bảng TCVN 7915-7) 8.4 Lưu lượng xả cho khí điều kiện dòng chảy tới hạn qm Kb p 0CK b M ZT0 2k k pb p0 k 0,2883CK b 2/k pb p0 p0 (k 1) / k (k 1) /(k 1) k 8.5 Lưu lượng xả cho chất lỏng không bốc cháy dùng làm mơi chất thử vùng chảy rối số Reynolds Re lớn 80000 qm CHÚ THÍCH: 1,61 1,61 p0 pb 3600 10 10 Xác định cỡ kích thước van an tồn có van điều khiển 9.1 Quy định chung Khơng cho phép tính lưu lượng độ áp thấp độ áp thực phép thử để xác định đặc tính dòng chảy phép tính lưu lượng độ áp cao (xem 7.5) Các van có hệ số cản xả chứng nhận xác lập dòng tới hạn đối áp cho thử nghiệm khơng có hệ số cản xả chứng nhận đối áp cao hơn, xem 7.3.3.4 9.2 Van để xả khí Khơng có phân biệt chất tên gọi chung hơi; thuật ngữ “khí” dùng để mơ tả khí Để tính tốn lưu lượng khí nào, phải giả thiết hệ số xả diện tích dòng chảy khơng đổi phải sử dụng phương trình cho Điều 9.3 Tính tốn lưu lượng CHÚ THÍCH 1: Phương trình áp dụng phụ thuộc vào mơi chất xả CHÚ THÍCH 2: Xem tính tốn Phụ lục A 9.3.1 Tính tốn lưu lượng cho (bão hòa nhiệt) dòng chảy tới hạn p0 Qm = 0,2883CAKdr 9.3.2 Tính tốn lưu lượng ẩm Phương trình sau áp dụng cho ẩm đồng có độ khô 90 % cao 0,2883CAK dr Qm p0 x0 9.3.3 Tính tốn lưu lượng mơi chất khí 9.3.3.1 Tính tốn lưu lượng mơi chất khí dòng chảy tới hạn Qm p0CAK dr A Qm p0CAK dr M ZT0 0,2883CAK dr p0 Qm M ZT0 0,2883CK dr p0 9.3.3.2 Tính tốn lưu lượng mơi chất khí dòng chảy tới hạn Qm p0 CAK dr K b M ZT0 0,2883CAK dr K b p0 CHÚ THÍCH Để xác định Kb, xem phương trình 8.4 Bảng TCVN 7915-7 9.3.4 Tính tốn lưu lượng chất lỏng Qm 1,61K dr K v A p0 pb 10 Ghi nhãn niêm phong 10.1 Ghi nhãn 10.1.1 Ghi nhãn thân van Nhãn thân van ghi vào thân van ghi nhãn kẹp chặt chắn thân van Thông tin tối thiểu sau phải ghi tất van chính: a) ký hiệu cỡ kích thước (cửa vào ), ví dụ DN xxx; b) ký hiệu vật liệu thân van; c) tên nhãn hiệu nhà sản xuất; d) mũi tên chiều dòng chảy đầu nối vào có kích thước áp suất danh định; e) số loạt 10.1.2 Ghi nhãn thân van điều khiển Nhãn thân van điều khiển ghi vào thân van ghi nhãn kẹp chặt chắn thân van Thông tin tối thiểu sau phải ghi thân van điều khiển: a) tên địa cách nhận dạng khác nhà sản xuất; b) số loạt; c) ký hiệu vật liệu thân van điều khiển; d) áp suất chỉnh đặt, tính bar theo áp kế; e) nhận dạng cổng khác trực tiếp thân van 10.1.3 Ghi nhãn biển nhận dạng Thông tin sau phải ghi biển nhận dạng kẹp chặt chắn với van an toàn: a) áp suất chỉnh đặt, tính bar theo áp kế; b) số hiệu tiêu chuẩn này, TCVN 7915-4; c) kiểu tham chiếu nhà sản xuất; d) hệ số điều chỉnh xả chứng nhận thị môi chất chuẩn: “G” khí, “S” “L” chất lỏng CHÚ THÍCH: Ký hiệu mơi chất đặt trước sau hệ số điều chỉnh xả chứng nhận, ví dụ, G-0,815 e) diện tích dòng chảy, tính milimét vng; f) giá trị nhỏ độ nâng, tính milimét, độ áp tương ứng hiển thị, ví dụ, tỷ lệ phần trăm áp suất chỉnh đặt 10.2 Niêm phong van an tồn có van điều khiển Tất điều chỉnh bên phải niêm phong Van điều khiển phải niêm phong với van PHỤ LỤC A (tham khảo) CÁC VÍ DỤ VỀ TÍNH TỐN LƯU LƯỢNG CHO CÁC MƠI CHẤT KHÁC NHAU CHÚ THÍCH: Các ký hiệu đơn vị giới thiệu Điều A.1 Tính tốn lưu lượng mơi chất dòng chảy tới hạn (xem 9.3.3.1) VÍ DỤ 1: Tính tốn diện tích dòng chảy van an tồn dùng bình chứa khí nitơ có áp suất lớn cho phép PS 55 bar theo áp kế Hệ số điều chỉnh xả chứng nhận van an toàn [ Kdr ] độ áp 10 % = 0,87 Khối lượng phân tử khí [ M ] = 28,02 Số mũ đẳng entropi khí [ k ] = 1,40 Nhiệt độ xả khí = 20 °C Lưu lượng yêu cầu khí = 1800 kg/h Áp suất chỉnh đặt = 55 bar Ẩp suất ngược áp suất khí TO = 20 + 273 = 293K PO = [55 x 1,1] + = 61,5 bar (abs) p Từ b pv k /(k 1) dòng chảy tới hạn k Diện tích yêu cầu, C 3,948 1,4 Qm A p0 CK dr M ZT0 (1,4 1/(1,4 1) 1,4 2,7 Hệ số nén đánh giá từ liệu công bố Tính tốn có liên quan sau: Áp suất quy đổi, pr p0 pc pc áp suất tới hạn = 33,94 bar (abs) (từ sổ tay nhiệt động lực học) Nhiệt độ quy đổi, Tr T0 Tc Tc nhiệt độ tới hạn = 126,05 K (từ sổ tay nhiệt động lực học); pr = 61,5/33,94 = 1,81 Tr = 293/126,05 = 2,32 Z = 0,975 (từ Hình TCVN 7915-7) 18000 A 61,5 2,7 0,87 28,02 0,975 293 397,85 mm2 VÍ DỤ 2: Khi Kdr chứng nhận độ áp % độ áp xả giữ 10 % ví dụ Tính tốn diện tích dòng chảy van sử dụng bình chứa khí nitơ có áp suất lớn cho phép PS 55 bar theo áp kế Hệ số điều chỉnh xả chứng nhận van an toàn [ Kdr ] độ áp % = 0,87 Khối lượng phân tử khí [ M ] = 28,02 Số mũ đẳng entropi khí [ k ] = 1,40 Nhiệt độ xả khí = 20 °C Lưu lượng yêu cầu khí = 1800 kg/h Áp suất chỉnh đặt van an toàn = 55 bar Áp suất ngược áp suất khí TO = 20 + 273 = 293K PO = [55 x 1,1] + = 61,5 bar (abs) Từ pb pv k /(k 1) dòng chảy tới hạn k Diện tích yêu cầu, Qm A p0 CK dr C M ZT0 3,948 1,4 1,4 (1, 1) /(1, 1) 2,7 Hệ số nén đánh giá từ liệu cơng bố Các tính tốn có liên quan sau Áp suất quy đổi, pr p0 pc pc áp suất tới hạn = 33,94 bar (abs) (từ sổ tay nhiệt động lực học) Nhiệt độ quy đổi, Tr T0 Tc Tc nhiệt độ tới hạn = 126,05K (từ sổ tay nhiệt động lực học); pr = 61,5/33,94 = 1,81 Tr = 293/126,05 = 2,32 Z = 0,975 (từ Hình TCVN 7915-7) A 18000 28,02 61,5 2,7 0,87 0,975 293 397,85 mm2 A.2 Tính tốn lưu lượng mơi chất khí dòng chảy tới hạn Ví dụ: Sử dụng giá trị từ ví dụ (nghĩa dòng chảy tới hạn), tính tốn diện tích xả yêu cầu đối áp tăng lên từ áp suất khí đến 36,0 bar theo áp kế hệ số cản xả chứng nhận 0,80 điều kiện Từ Diện tích yêu cầu pb p0 k k /( k 1) dòng chảy tới hạn Qm A M ZT0 p0 CK dr K b Kb pb p0 2k k 2/k (k 1) / k 0,989 (k 1) /(k 1) k pb p0 k (Có thể tính tốn Kb tra theo Bảng TCVN 7915-7) A 18000 28,02 61,5 2,7 0,8 0,989 0,975 293 437,471 mm2 A.3 Tính tốn lưu lượng chất lỏng (xem 9.3.4) VÍ DỤ: Tính tốn diện tích dòng chảy van cần thiết để xả dầu điều kiện sau Hệ số điều chỉnh xả van an toàn [ Kdr] nhiệt độ áp 10 % = 0,65 Lưu lượng dầu yêu cầu độ áp 10 % [ Qm ] = 45000 kg/h = 0,00107527 m3/kg = 1/mật độ Thể tích riêng [ ] Độ nhớt động lực học [ ] = 0,5 Pa.s Áp suất chỉnh đặt = 30 bar theo áp kế Áp suất ngược = bar theo áp kế Phương trình áp dụng Qm 1,61K dr K v A p0 pb v0 Tính tốn diện tích dòng chảy giả thiết mơi chất khơng có độ nhớt (nghĩa bỏ qua độ nhớt) Kv = A v0 p pb Qm 1,61K dr p0 - pb =[30 x (1 + 10/100) + 1] - (3 + 1) = 30bar A 45000 1,61 0,65 0,00107527 30 257,43 mm2 1) Chọn lỗ lớn tiếp sau A’, trường hợp A’ = 380 mm2 nhận giá trị nhỏ hệ số hiệu chỉnh độ nhớt Kv Min Kvm = A A' 257,43 = 0,68 380 2) Tính tốn số Reynolds (Re) lưu lượng dòng chảy cho lỗ lựa chọn Re Qm 3,6 A' 45000 3,6 0,5 380 1447 Từ biểu đồ TCVN 7915-7 Kv = 0,92 > 0,68 3) Nếu ví dụ trên, Kvm Kv diện tích lựa chọn đủ để xả lưu lượng cho Nếu điều khơng lặp lại q trình 1) 2) THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ANSI/ASME B1.20.1 Pipe threads, general purpose (inch) (Ren ống thông dụng) ... chỉnh đặt, tính bar theo áp kế; b) số hiệu tiêu chuẩn này, TCVN 7915-4; c) kiểu tham chiếu nhà sản xuất; d) hệ số điều chỉnh xả chứng nhận thị môi chất chuẩn: “G” khí, “S” “L” chất lỏng CHÚ THÍCH:... cửa van 6.3.2 Khoảng thời gian thử Áp suất thử phải tác động trì giá trị yêu cầu thời gian đủ dài phép thực việc kiểm tra mắt tất bề mặt mối nối, trường hợp khơng thời gian quy định Bảng Đối với... Thử khí nén 6.4.1 Ứng dụng khoảng thời gian thử Nên tránh thử áp lực với khơng khí khí thích hợp khác phép thử thực thay cho thử thủy tĩnh thân van tiêu chuẩn theo thỏa thuận tất bên có liên quan