Close

Tháng Một 17, 2019

TCVN 8607-3:2010 – phần 1

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 8607-3:2010

ISO 11119-3:2002

CHAI CHỨA KHÍ BẰNG COMPOSITE – ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ – PHẦN 3: CHAI CHỨA KHÍ COMPOSITE ĐƯỢC BỌC TOÀN BỘ BẰNG SỢI GIA CƯỜNG CÓ CÁC ỐNG LÓT KIM LOẠI HOẶC PHI KIM LOẠI KHÔNG CHIA SẺ TẢI

Gas cylinders of composite construction – Specification and test methods – Part 3: Fully wrapped fibre reinforced composite gas cylinders with non-load-sharing metallic or non-metallic liners

Lời nói đầu

TCVN 8607-3:2010 hoàn toàn tương đương với ISO 11119-3:2002.

TCVN 8607-3:2010 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 58 Chai chứa khí phối hợp với Viện dầu khí – Tập đoàn dầu khí Việt Nam biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ tiêu chuẩn ISO 11119 còn các tiêu chuẩn sau:

– ISO 11119-1:2002 Gas cylinders of composite construction – Specification and test methods – Part 1: Hoop wrapped composite gas cylinders;

– ISO 11119-2:2002 Gas cylinders of composite construction – Specification and test methods – Part 2: Fully wrapped fibre reinforced composite gas cylinders with load-sharing metal liners

CHAI CHỨA KHÍ BẰNG COMPOSITE – ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ – PHẦN 3: CHAI CHỨA KHÍ COMPOSITE ĐƯỢC BỌC TOÀN BỘ BẰNG SỢI GIA CƯỜNG CÓ CÁC ỐNG LÓT KIM LOẠI HOẶC PHI KIM LOẠI KHÔNG CHIA SẺ TẢI

Gas cylinders of composite construction – Specification and test methods – Part 3: Fully wrapped fibre reinforced composite gas cylinders with non-load-sharing metallic or non-metallic liners

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này qui định các yêu cầu cho chai chứa khí bằng vật liệu composite có dung tích nước lên đến 450 l, để chứa và vận chuyển khí nén hoặc khí hóa lỏng với dải áp suất thử lên đến 650 bar1.

Tiêu chuẩn này áp dụng đối với:

a) Chai chứa khí bằng composite được bọc toàn bộ và có một ống lót kim loại hoặc phi kim loại không chia sẻ tải (tức là ống lót mà không chia sẻ tải trọng thiết kế chai) và tuổi thọ thiết kế từ 10 năm trở lên. Đối với chai tuổi thọ thiết kế vượt quá 15 năm, việc xác định lại chất lượng được khuyên dùng đối với các chai này để vẫn sử dụng chúng sau 15 năm.

Các chai này có kết cấu dạng ống lót được quấn toàn bộ bằng sợi carbon hoặc sợi aramid hoặc sợi thủy tinh (hoặc sợi hỗn hợp của các loại sợi đó) trong một khuôn nhựa để gia cường theo chiều dọc và theo chu vi.

b) Chai composite không có ống lót (bao gồm chai không có ống lót chế tạo từ hai phần được ghép với nhau) và với áp suất thử dưới 60 bar. Đối với chai có tuổi thọ thiết kế vượt quá 15 năm, việc xác định lại chất lượng được khuyên dùng đối với các chai này để vẫn sử dụng chúng sau 15 năm.

Các chai này có kết cấu:

Ở dạng một lõi dùng một lần có bọc ngoài với sợi carbon hoặc sợi aramid hoặc sợi thủy tinh (hoặc sợi hỗn hợp của các loại sợi đó) trong một khuôn nhựa để gia cường theo chiều dọc và chu vi;

Ở dạng hai nửa được ghép lại với nhau.

ISO 11439 được áp dụng cho chai được sử dụng như bình chứa nhiên liệu lắp trên phương tiện sử dụng khí tự nhiên.

ISO 11623 qui định việc kiểm tra định kỳ và thử lại các chai bằng vật liệu composite.

Tiêu chuẩn này không đề cập đến thiết kế, lắp đặt và tính năng của ống lót bảo vệ tháo được. Trường hợp nào có lắp các ống lót bảo vệ đó cần được xem xét riêng.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi (nếu có).

TCVN 197:2002 (ISO 6892:1998), Vật liệu kim loại – Thử kéo ở nhiệt độ thường;

TCVN 256-1:2006 (ISO 6506-1-2005), Vật liệu kim loại – Thử độ cứng Brinell – Phần 1: Phương pháp thử;

TCVN 257-1:2007 (ISO 6508-1-2005), Vật liệu kim loại – Thử độ cứng Rockwell – Phần 1: Phương pháp thử (thang A, B, C, D, E, F, G, H, K, L, M);

TCVN 6296:2007 (ISO 7225:2005), Chai chứa khí – Dấu hiệu phòng ngừa;

TCVN 6874-1:2001 (ISO 11114-1:1997), Chai chứa khí di động – Xác định tính tương thích của vật liệu làm chai và làm van với khí chứa. Phần 1: Vật liệu kim loại);

TCVN 6874-2:2002 (ISO 11114-2:2000), Chai chứa khí di động – Xác định tính tương thích của vật liệu làm chai và làm van với khí chứa. Phần 2: Vật liệu phi kim loại;

TCVN 7389:2004 (ISO 13341:1997), Chai chứa khí di động – Lắp van vào chai chứa khí;

ISO 527-1:1993, Plastics – Determination of tensile properties – Part 1: General principles (Nhựa – Xác định đặc tính kéo – Phần 1: Nguyên tắc chung);

ISO 527-2:1993, Plastics – Determination of tensile properties – Part 2: Test conditions for moulding and extrusion plastics (Nhựa – Xác định đặc tính kéo – Phần 2: Kiểm tra điều kiện để đúc và đùn nhựa);

ISO 11439:2000, Gas cylinders – High pressure cylinders for the on-board storage of natural gas as a fuel for automotive vehicles (Chai chứa khí – Chai chứa khí áp lực cao cho tàng trữ khí tự nhiên làm nhiên liệu cho ô tô);

ISO 13769:2002, Gas cylinders – Stamp marking (Chai chứa khí – Ghi nhãn bằng đóng dấu);

ASTM D 2343-95, ASTM D 2343-95, Standard Test Method for Tensile Properties of Glass Fiber Strands, Yarns and Rovings Used in Reinforced Plastics (Phương pháp thử chuẩn đặc tính kéo của xơ sợi thủy tinh, sợi và sợi thô được sử dụng trong chất dẻo gia cố);

ASTM D 4018-99, Standard Test Methods for Properties of Continuous Filament Carbon and Graphite Fiber Tows (Phương pháp thử chuẩn đối với đặc tính của sợi carbon liên tục và sợi graphite);

SACMA SRM 16R-94 2, Recommended Test Method for Tow Tensile Testing of Carbon Fibers (Phương pháp thử được khuyến nghị để thử kéo sợi carbon).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa trong ISO 11119-1 và các thuật ngữ, định nghĩa

3.1. Sợi aramid (aramid fibre)

Sợi aramid liên tục ở dạng kéo, được sử dụng để gia cường.

3.2. Lô (batch)

Thuật ngữ chung về một hệ các phần tử hoặc vật liệu đồng nhất.

CHÚ THÍCH: Số lượng các phần tử trong một lô có thể thay đổi theo ngữ cảnh mà thuật ngữ được sử dụng.

3.3. Lô ống lót kim loại (batch of metallic liners)

Số lượng của các ống lót có cùng đường kính, chiều dài, chiều dày danh nghĩa và kiểu thiết kế từ cùng một vật liệu đúc và xử lý nhiệt theo cùng điều kiện nhiệt độ và thời gian.

3.4. Lô ống lót phi kim loại (batch of non-metallic liners)

Số lượng của các ống lót có cùng đường kính, chiều dài, chiều dày danh nghĩa và kiểu thiết kế cùng kết cấu và cùng một lô vật liệu và cùng một qui trinh sản xuất.

3.5. Lô chai thành phm (batch of finished cylinders)

Số lượng sản xuất lên đến 200 chai thành phẩm được sản xuất liên tục (cộng với số chai thành phẩm được yêu cầu để thử nghiệm phá hủy), có cùng đường kính, chiều dài, chiều dày danh nghĩa và thiết kế.

3.6. Áp suất nổ (burst pressure)

Áp suất cao nhất đạt được trong chai khi thử nổ.

3.7. Sợi cacbon (carbon fibre)

Sợi cacbon ở dạng kéo liên tục, được sử dụng để gia cường.

3.8. Bọc bằng composite (composite overwrap)

Sự kết hợp của sợi và vật liệu liên kết.

3.9. Dịch vụ khí chuyên dụng (delicated gas service)

Dịch vụ, trong đó một chai được sử dụng chỉ với một khí hoặc hỗn hợp khí đặc biệt.

3.10. Sợi tương đương (equivalent fibre)

Sợi được sản xuất từ cùng một nguyên liệu thô danh nghĩa, sử dụng cùng quy trình sản xuất và có cùng một cấu trúc vật lý và cùng tính chất vật lý danh nghĩa, và có giới hạn bền kéo trung bình và modun kéo nằm trong giới hạn sai số ± 5 % tính chất của sợi trong thiết kế chai được phê duyệt.

CHÚ THÍCH: Các sợi cacbon được làm từ cùng vật liệu ban đầu có thể tương đương với nhau, nhưng các sợi cacbon, sợi aramit và sợi thủy tinh là không tương đương với nhau.

3.11. Ống lót tương đương (equivalent liner)

Ống lót tương đương với một ống lót trong một mẫu thử nghiệm chai trước đây khi đáp ứng một trong những yêu cầu sau:

– Ống lót của thiết kế đã thử nghiệm mẫu ngoại trừ nó đã được sản xuất tại một nhà máy khác.

– Ống lót của thiết kế đã thử nghiệm mẫu ngoại trừ nó đã được sản xuất bằng cách sử dụng nhiều quá trình khác nhau để sản xuất các mẫu thiết kế thử nghiệm.

– Ống lót của thiết kế đã thử nghiệm mẫu ngoại trừ việc nó có được xử lý nhiệt bên ngoài các giới hạn quy định tại các mẫu thiết kế thử nghiệm.

3.12. Lớp phủ ngoài (exterior coating)

Lớp vật liệu được phủ cho các chai để bảo vệ hoặc cho các mục đích thẩm mỹ.

CHÚ THÍCH: Lớp phủ có thể trong suốt hoặc có màu.

3.13. Chai được quấn toàn bộ (fully- wrapped cylinder)

Chai được gia cố với sợi trong một khuôn nhựa được kéo căng theo cả chu vi và chiều dọc.

3.14. Sợi thủy tinh (glass fibre)

Sợi thủy tinh ở dạng kéo, được sử dụng để gia cường.

3.15. Ống lót (liner)

Phần bên trong của chai composite, là ống kim loại hoặc phi kim loại, có mục đích để chứa khí và truyền áp lực khí lên các sợi.

3.16. Vật liệu liên kết (matrix)

Là vật liệu được sử dụng để liên kết và giữ các sợi cố định.

3.17. Ống lót không chia sẻ tải (non-load-sharing liner)

Ống lót có áp suất nổ nhỏ hơn 5 % áp suất nổ danh nghĩa của chai composite thành phẩm.

4. Ký hiệu

Xem Bảng 1.

Bảng 1 – Ký hiệu và tên gọi

Ký hiệuTên gọiĐơn vị
pbÁp suất nổ của chaibar
phÁp suất thử nghiệmbar
pmaxÁp suất phát triển lớn nhất tại 65 °Cbar
pwÁp suất làm việcbar

5. Kiểm tra và thử nghiệm

Việc đánh giá sự phù hợp được yêu cầu để thực hiện theo quy định liên quan hiện hành.

Để đảm bảo các chai phù hợp với tiêu chuẩn này, phải được kiểm tra và thử nghiệm phù hợp với các Điều 6, 7, 8 và 9 bởi tổ chức kiểm tra được chỉ định (sau đây gọi là “tổ chức kiểm tra”). Tổ chức kiểm tra kiểm tra chai composite.

6. Vật liệu

6.1. Vật liệu ống lót

6.1.1. Các ống lót (bao gồm cả phần nối kim loại gia cường gắn với ống lót kim loại) được sản xuất từ vật liệu thích hợp cho loại khí được chứa. Xem TCVN 6874-1 (ISO 11114-1) và TCVN6874-2 (ISO 11114-2). Hơn nữa, vật liệu lót sẽ được nhà sản xuất đánh giá và được tổ chức kiểm tra chấp thuận sự phù hợp với các ứng dụng cụ thể. Phần nối kim loại gia cường gắn với một ống lót phi kim loại phải được gia công theo các yêu cầu về tính năng của tiêu chuẩn này.

6.1.2. Các vật liệu sử dụng phải có chất lượng đồng nhất và thích hợp. Nhà sản xuất chai bằng composite phải kiểm tra xác định mỗi lô mới của vật liệu xem chúng có tính năng đúng yêu cầu và có chất lượng thỏa đáng hay không, và lưu giữ các hồ sơ đó có thể xác định được các lô vật liệu sử dụng cho sản xuất chai chứa khí. Giấy chứng nhận sự phù hợp từ nhà sản xuất vật liệu ống lót được chấp nhận đối với mục đích kiểm tra xác định.

6.2. Vật liệu composite

6.2.1. Vật liệu bao bọc ngoài phải là sợi cacbon, hoặc sợi aramid hoặc sợi thủy tinh hoặc hỗn hợp giữa các loại sợi trên.

6.2.2. Các khuôn nhựa và, đối với việc chế tạo chai từ hai nửa, chất kết dính phải được làm bằng polymer phù hợp với các ứng dụng, môi trường và tuổi thọ của sản phẩm, ví dụ như epoxy hoặc epoxy được cải biến với amin hay chất lưu hóa anhydrit, este vinyl hoặc polyeste.

6.2.3. Các nhà cung cấp các vật liệu sợi, các vật liệu thành phần khuôn nhựa, và nếu có thể, kể cả các thành phần chất kết dính phải cung cấp các tài liệu hướng dẫn cần thiết cho các nhà sản xuất chai composite để có thể khả năng nhận biết rõ các lô vật liệu sử dụng trong sản xuất cho phù hợp.

6.2.4. Các vật liệu được sử dụng phải có chất lượng đồng nhất và thích hợp. Nhà sản xuất chai composite kiểm tra xác định để đảm bảo rằng từng lô mới của vật liệu có tính chất chính xác và có chất lượng thỏa mãn, và lưu giữ các hồ sơ mà từ đó có thể được xác định các lô vật liệu được sử dụng để sản xuất chai. Giấy chứng nhận sự phù hợp từ nhà sản xuất vật liệu được xem là cơ sở để chấp nhận theo mục đích kiểm tra xác định.

6.2.5. Lô vật liệu phải được nhận biết và lập thành tài liệu gửi cho tổ chức kiểm tra.

6.2.6. Nhà sản xuất phải đảm bảo sẽ không có phản ứng bất lợi giữa các ống lót và các sợi gia cường bằng việc phủ một lớp phủ bảo vệ phù hợp với ống lót trước quá trình bọc (nếu cần).

7. Thiết kế và chế tạo

7.1. Qui định chung

7.1.1. Chai chứa khí bằng composite có ống lót bằng kim loại hoặc phi kim loại không chia sẻ tải hoặc không có ống lót phải bao gồm các phần sau:

– đối với chai có một ống lót, một ống lót kim loại hoặc phi kim loại bên trong không chia sẻ tải đáng kể;

– các phần nối kim loại có các kết nối ren, là một phần của thiết kế;

– lớp bọc ngoài composite được tạo thành bởi các lớp sợi liên tục trong một khuôn; khi không sử dụng ống lót lớp bọc này có thể được chế tạo từ hai nửa ống sau đó lắp ráp lại với nhau;

– một lớp phủ bên ngoài tùy chọn để bảo vệ; nếu lớp phủ này là một phần không thể thiếu trong thiết kế thì nó phải là vĩnh cửu.

CHÚ THÍCH: Chai cũng có thể bao gồm các bộ phận khác như vòng, chân đế v.v.

7.1.2. Chai có thể được thiết kế chỉ có một hoặc hai lỗ mở dọc theo trục tâm. Các đường ren song song được kéo dài tới tận cổ hoặc phải có số đường ren đủ để lắp van.

7.1.3. Các chai bằng composite phải được tổ chức kiểm tra xác định. Tổ chức kiểm tra phải xác nhận rằng thiết kế, chế tạo, kiểm tra và thử nghiệm được thực hiện theo tiêu chuẩn này. Các ví dụ về giấy chứng nhận được trình bày tại Phụ lục A và Phụ lục B.

7.1.4. Các chai phải được thiết kế với độ tin cậy cao trong điều kiện chịu tải trọng và tải có chu kỳ. Do đó cần tính đến các tính chất của các sợi composite riêng rẽ và thiết lập tỷ lệ ứng suất nhỏ nhất tương ứng của chúng.

Tỉ số ứng suất của sợi được xác định bằng ứng suất của sợi ở áp suất nổ thiết kế tối thiểu chia cho ứng suất của sợi tại áp suất bằng 2/3 lần áp suất thử nghiệm.

Tỉ số ứng suất nhỏ nhất của sợi được thể hiện như sau:

– sợi thủy tinh: 3,4

– sợi aramid: 3,1

– sợi cacbon: 2,4

1 1 bar = 105 Pa

2 SACMA: Suppliers of Advanced Composite Materials Association.

Xem tiếp: TCVN 8607-3:2010 – phần 2

Sưu tầm và biên soạn bởi: https://longcuong.com

Mở Chat
1
Close chat
Xin chào! Cảm ơn bạn đã ghé thăm website. Hãy nhấn nút Bắt đầu để được trò chuyện với nhân viên hỗ trợ.

Bắt đầu

error: Content is protected !!
Click để liên hệ