Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12911:2020 (ISO 1402:2009) về Ống và hệ ống cao su và chất dẻo - Thử nghiệm thuỷ tĩnh

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12911:2020

ISO 1402:2009

ỐNG VÀ HỆ THỐNG CAO SU VÀ CHẤT DẺO - THỬ NGHIỆM THỦY TĨNH

Rubber and plastics hoses and hose assemblies - Hydrostatic testing

Lời nói đầu

TCVN 12911:2020 hoàn toàn tương đương ISO 1402:2009.

TCVN 12911:2020 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC45 Cao su và sản phẩm cao su biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

ỐNG VÀ HỆ THỐNG CAO SU VÀ CHẤT DẺO - THỬ NGHIỆM THỦY TĨNH

Rubber and plastics hoses and hose assemblies - Hydrostatic testing

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp thử nghiệm thủy tĩnh đối với ống và hệ ống cao su và chất dẻo, bao gồm cả các phương pháp ổn định kích thước.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để 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, bổ sung (nếu có).

TCVN 1592 (ISO 23529), Cao su - Quy trình chung để chuẩn bị và ổn định mẫu thử cho các phương pháp thử vật lý

ISO 4671, Rubber and plastics hoses and hose assemblies - Methods of measurement of the dimensions of hoses and the lengths of hose assemblies (Ống và hệ ống cao su và chất dẻo - Phương pháp đo kích thước của ống và độ dài của hệ ống)

ISO 7751, Rubber and plastics hoses and hose assemblies - Ratios of proof and burst pressure to maximum working pressure (Ống và hệ ống cao su và chất dẻo - Tỷ số áp lực thấm và áp lực nổ đối với áp lực làm việc tối đa)

ISO 8330, Rubber and plastics hoses and hose assemblies - Vocabulary (Ống và hệ ống cao su và chất dẻo - Từ vựng)

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa nêu trong ISO 8330.

4  Quy định chung

Trừ khi có quy định khác, tất cả các phép thử phải được thực hiện tại nhiệt độ tiêu chuẩn (xem TCVN 1592 (ISO 23529)).

5  Thiết bị, dụng cụ

5.1  Nguồn áp lực, có khả năng tạo áp lực theo tốc độ quy định trong 7.2.2, nâng lên đến áp lực thử yêu cầu.

5.2  Đồng hồ đo áp lực đã được hiệu chuẩn hoặc thiết bị cảm biến áp lực với đầu đọc bằng số, được lựa chọn để mỗi phép thử có áp lực thử từ 15 % đến 85 % toàn bộ thang đo.

Để đạt độ chính xác, đồng hồ đo áp lực đã được hiệu chuẩn hoặc thiết bị cảm biến áp lực với đầu đọc bằng số phải được kiểm tra theo định kỳ và nên lắp các bộ tiết chế để giảm thiểu hư hại do sốc.

5.3  Dụng cụ đo kích thước, thước kẹp trượt hoặc micrometer, thước đo độ dài, thước đo chu vi (thước π).

6  Mẫu thử

6.1  Hệ ống

Khi thử nghiệm hệ ống, phải sử dụng độ dài hệ chế tạo dùng cho phép thử.

6.2  Ống

Phải thực hiện các phép thử áp lực thủy tĩnh và áp lực nổ trên một mẫu thử ống có độ dài tự do tối thiểu bằng 600 mm khi đo biến dạng và bằng 300 mm khi không đo biến dạng, không bao gồm các đầu nối và đầu gia cường. Khi cần độ dài thử dài hơn loại hoặc kích cỡ ống cụ thể, thì độ dài thử phải được quy định trong quy định kỹ thuật của sản phẩm ống riêng biệt.

6.3  Số lượng mẫu thử

Phải thử nghiệm ít nhất hai mẫu thử.

7  Ứng dụng áp lực thủy tĩnh

7.1  Quy định chung

Phải sử dụng môi trường thử nghiệm là nước hoặc chất lỏng khác phù hợp với ống thử nghiệm.

CẢNH BÁO: Các ống và hệ ống được điều áp bằng chất lỏng có thể tiềm ẩn mối nguy hiểm. Vì lý do này, phép thử phải được thực hiện ở nơi kín thích hợp. Ngoài ra, phải tránh sử dụng không khí và các khí khác là môi trường thử nghiệm vì rủi ro cho người thao tác. Trong trường hợp đặc biệt, ở những nơi phép thử cần những môi trường như vậy, các biện pháp an toàn nghiêm ngặt là bắt buộc. Hơn nữa, ngay cả khi một chất lỏng được sử dụng làm môi trường thử nghiệm, điều cần thiết là mẫu thử phải không có không khí vì sự giãn nở đột ngột của không khí bị kẹt thoát ra khi ống nổ sẽ gây thương tích cho người vận hành.

7.2  Cách tiến hành

7.2.1  Đổ đầy chất lỏng thử vào mẫu thử, loại bỏ hết không khí và kết nối với thiết bị thử.

Đóng van và áp dụng áp lực thủy tĩnh với tốc độ tăng đều. Đo áp lực bằng cách sử dụng đồng hồ đo áp lực đã được hiệu chuẩn hoặc thiết bị cảm biến áp lực với đầu đọc bằng số (5.2).

QUAN TRỌNG: Điều quan trọng là cho phép chuyển động không giới hạn của đầu tự do hoặc đầu cắm của mẫu thử trong quá trình thử nghiệm.

7.2.2  Tốc độ tăng áp lực phải không đổi và được chọn để đạt được áp lực cuối cùng sau một chu kỳ từ 30 s đến 60 s đối với ống có đường kính trong danh nghĩa đến 50 mm. Đối với ống có đường kính trong danh nghĩa lớn hơn 50 mm và nhỏ hơn hoặc bằng 250 mm, thời gian cần thiết để đạt được áp lực cuối cùng phải từ 60 s đến 240 s. Đối với ống có đường kính trong danh nghĩa lớn hơn 250 mm, thời gian cần thiết để đạt được áp lực cuối cùng phải được quyết định giữa nhà sản xuất và người sử dụng.

8  Thử nghiệm áp lực thủy tĩnh

8.1  Thử nghiệm giữ áp lực thấm

Khi sử dụng thử nghiệm áp lực thấm để xác định rò rỉ của ống hoặc hệ ống, tạo một áp lực thấm quy định theo 7.2.2 và giữ áp lực không cho dưới 30 s và không quá 60 s, trừ khi có quy định khác theo tiêu chuẩn sản phẩm, kiểm tra mẫu thử trong suốt giai đoạn này để làm bằng chứng về sự rò rỉ, nứt, biến dạng đột ngột cho thấy sự bất thường trong vật liệu hoặc sản xuất, hoặc các dấu hiệu phá hủy khác.

Trừ khi có quy định khác đối với ống, áp lực thấm phải liên quan đến áp lực làm việc tối đa bằng tỷ lệ nêu trong ISO 7751.

CHÚ THÍCH 1: Nội dung này sử dụng thuật ngữ “áp lực làm việc tối đa” thay cho thuật ngữ không dùng nữa “áp lực làm việc thiết kế”.

CHÚ THÍCH 2: Thử nghiệm không áp dụng cho ống bị cong.

8.2  Đo biến dạng dưới áp lực

8.2.1  Quy trình chung

8.2.1.1  Thiết lập mẫu thử

Khi cần thử nghiệm để xác định sự thay đổi về độ dài, đường kính ngoài và xoắn và/hoặc cong vênh, cần làm thẳng ống hoặc hệ ống, đặt ống nằm theo chiều ngang để kiểm tra và tạo một áp lực thủy tĩnh bằng 0,7 bar (0,07 MPa). Điều này cần thiết để ổn định ống hoặc hệ ống. Tạo áp lực này khoảng 5 min sau khi hoàn thành thử nghiệm áp lực thấm. Bề mặt đỡ phần còn lại của ống/hệ ống phải đủ phẳng và trơn để cho ống/hệ ống giãn nở hoặc co lại mà không bị hạn chế. Ngoài ra, ống/hệ ống có thể được đỡ trên các con lăn hoặc lơ lửng theo chiều thẳng đứng. Khi một phần ống được sử dụng làm mẫu thử, ống cũng có thể được đặt trong một giàn đỡ thử nghiệm theo vị trí thẳng đứng.

8.2.1.2  Dấu tham chiếu

Đối với các ống dài hoặc các mẫu thử ống (xem 6.2), trong khi duy trì áp lực, tạo ba dấu tham chiếu (A, B và C) trên bề mặt ngoài, dấu giữa (B) được tạo ra ở giữa chiều dài của ống và các dấu bên ngoài (A và C) cách B (tối thiểu) 250 mm. Mỗi dấu phải bao gồm một cung trên chu vi của ống, qua đó vẽ một đường thẳng vuông góc với cung, ba đường thẳng đồng tuyến tính (xem Hình 1).

Đối với các hệ ống, đo khoảng cách giữa các bề mặt tiếp xúc của các đầu nối hoặc đặt các dấu tham chiếu trên bề mặt ống gần đầu của phần khớp nối gắn vào.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ THÍCH: Hình này cũng áp dụng cho hệ ống. (Các đầu nối không nêu trong hình này).

Hình 1 - Đo độ ổn định kích thước

8.2.1.3  Đo kích thước ban đầu

Duy trì áp lực ban đầu bằng 0,7 bar (0,07 MPa) trong khoảng 5 min và thực hiện các phép đo thích hợp (xem 8.2.2, 8.2.3 và 8.2.4) tại các dấu tham chiếu A và C, với độ chính xác ± 1 mm, sử dụng thước đo (xem 5.3) và ghi lại các kết quả này. Đồng thời đo chính xác các đường kính và chu vi bên ngoài.

8.2.2  Thay đổi theo độ dài tại áp lực thử quy định

CHÚ THÍCH: Áp lực thử phải được quy định theo quy định kỹ thuật của sản phẩm ống thích hợp và có thể là áp lực làm việc tối đa (xem Chú thích 1 trong 8.1), đo đặc trưng biến dạng ống tại áp lực thấm hoặc bất kỳ áp lực khác dưới áp lực thấm.

Nâng áp lực đến áp lực thử quy định theo tiêu chuẩn sản phẩm ống tại tốc độ quy định trong 7.2.2 và duy trì áp lực trong 5 min (hoặc lâu hơn khi được quy định trong tiêu chuẩn sản phẩm ống). Tại cuối giai đoạn này, đo độ dài giữa các dấu tham chiếu A và C, trong trường hợp hệ ống, giữa các mặt tiếp xúc của các đầu nối, với độ chính xác ± 1 mm, sử dụng thước đo (xem 5.3) và ghi lại các giá trị này.

Tính thay đổi độ dài, ∆I, biểu thị bằng phần trăm của độ dài gốc, theo công thức (1):

trong đó

Thay đổi phần trăm theo độ dài, ∆I, là dương (+) trong trường hợp tăng theo độ dài và âm (-) trong trường hợp giảm theo độ dài.

Xem Hình 3 về minh họa quy trình thử nghiệm.

8.2.3  Thay đổi theo đường kính ngoài tại áp lực thử quy định, đo tại khoảng giữa của hệ ống

8.2.3.1  Quy định chung

Tốt nhất nên xác định đường kính ngoài từ việc thực hiện các phép đo chu vi với độ chính xác 1 mm, sử dụng thước đo chu vi (xem ISO 4671). Tuy nhiên, các phép đo có thể được thực hiện trực tiếp bằng cách sử dụng các thước kẹp trượt có độ rộng cần thiết tối thiểu bằng 5 mm.

8.2.3.2  Xác định bằng đo sự thay đổi theo chu vi ngoài

Sử dụng thước đo chu vi (xem 5.3), đo chu vi tại mỗi dấu trong ba dấu tham chiếu (A, B và C) tại áp lực ban đầu bằng 0,7 bar (0,07 MPa) (xem 8.2.1.3) và tại áp lực thử theo quy định (trong khoảng thời gian đo mô tả trong 8.2.2).

Tính sự thay đổi độ dài theo đường kính, ∆D, biểu thị bằng phần trăm của đường kính gốc, theo công thức (2):

trong đó

8.2.3.3  Đo trực tiếp sự thay đổi theo đường kính ngoài

Sử dụng thước kẹp trượt (xem 5.3), đo hai đường kính vuông góc tại mỗi dấu trong ba dấu tham chiếu tại áp lực ban đầu bằng 0,7 bar (0,07 MPa) (xem 8.2.1.3) và tại áp lực thử theo quy định (trong khoảng thời gian đo mô tả trong 8.2.2).

Tính sự thay đổi độ dài theo đường kính, ∆D, biểu thị bằng phần trăm của đường kính gốc, theo công thức (2):

trong đó

8.2.4  Xoắn ống tại áp lực thử quy định

Nếu xoắn ống phát triển dưới áp lực, các đường ban đầu hình thành các dấu tham chiếu sẽ tạo nên một mô hình xoắn ốc (xem Hình 2).

Với ống tại áp lực thử quy định (trong khoảng thời gian đo mô tả trong 8.2.2), chiếu một đường thẳng dọc theo chiều dài của ống từ dấu tham chiếu A đến cung tròn tại điểm tham chiếu C, giao nhau tại C’. Ngoài ra, đối với các hệ ống ngắn, các dấu tham chiếu A và C có thể được đặt trên các đầu nối hoặc trên phần ống đậy ở cuối khớp nối.

Sau đó đo độ dài, s, của cung tròn CC’, chính xác đến milimét, sử dụng thước đo (5.3).

Tính lượng xoắn trên mét, T, biểu thị bằng độ, theo công thức (3):

trong đó

CHÚ THÍCH: Hình này cũng áp dụng cho hệ ống. (Các đầu nối không nêu trong hình này).

Hình 2 - Đo lượng xoắn

8.2.5  Cong vênh tại áp lực thử quy định

Cong vênh trong các phép thử là độ lệch so với đường thẳng được vẽ giữa hai khớp nối trong một mặt phẳng song song với bề mặt mà ống đặt trên đó tại áp lực ban đầu bằng 0,7 bar (0,07 MPa). Có thể sử dụng một sợi dây căng để thiết lập đường thẳng giữa tâm hai khớp nối. Lượng cong vênh tại áp lực thử theo quy định là độ lệch tối đa của phần ống bất kỳ so với đường thẳng được vẽ giữa tâm các khớp nối tại áp lực thử ban đầu. Biểu thị cong vênh bằng khoảng cách từ đường kẻ này đến đường tâm của ống tại điểm có độ lệch tối đa. Báo cáo kết quả chính xác đến 5 mm.

8.3  Thử nghiệm áp lực nổ

Tăng áp lực với tốc độ phù hợp với 7.2.2 đến khi ống hoặc hệ ống bị phá hủy. Vị trí và phương thức phá hủy phải được ghi lại trong báo cáo thử nghiệm.

Xem Hình 3 về minh họa quy trình thử nghiệm.

CHÚ DẪN

Trình tự thử nghiệm hoàn chỉnh này (áp lực thấm - áp lực thử - áp lực nổ) chỉ áp dụng đối với “thử nghiệm điển hình“. Đối với thử nghiệm thường xuyên, “trình tự đo“ sau khi áp lực thấm chỉ áp dụng khi tiêu chuẩn sản phẩm ống liên quan quy định điều này.

Đo độ dài và đường kính/chu vi ban đầu và đặt các dấu tham chiếu để đo xoắn giữa các điểm A và B. Đo sự tăng theo độ dài, đường kính/chu vi, xoắn và cong vênh trực tiếp ở phía trước của điểm C.

Hình 3 - Ví dụ trình tự thử nghiệm thủy tĩnh theo quy định trong tiêu chuẩn này

8.4  Thử nghiệm rò rỉ

8.4.1  Mẫu thử

Mẫu thử để thử nghiệm rò rỉ phải bao gồm hệ ống chưa được già hóa, trên đó đã gắn các đầu nối trong khoảng thời gian không dài hơn 30 ngày và không ngắn hơn 1 ngày.

8.4.2  Cách tiến hành

Cho hệ ống chịu một áp lực thử thủy tĩnh theo quy định bằng đến 70 % áp lực nổ tối thiểu quy định. Duy trì áp lực thử này theo quy định trong 5 min ± 0,5 min. Điều này được coi là một thử nghiệm phá hủy và hệ ống thử phải bị phá hủy sau khi thử nghiệm.

8.4.3  Tiêu chí phá hủy

Phải không có rò rỉ hoặc bằng chứng về sự phá hủy. Rò rỉ tại đầu nối, vỡ khớp nối hoặc vỡ ống liền kề với khớp nối phải được coi là những phá hủy khi thực hiện lắp ráp.

CHÚ THÍCH: Những sự phá hủy như vậy không cần chứng minh ống không có khả năng đáp ứng các yêu cầu quy định bằng một khớp nối thay thế.

9  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm đối với mỗi phép thử được thực hiện phải bao gồm ít nhất các thông tin sau đây:

a) mô tả đầy đủ về ống và hệ ống được thử, nếu áp dụng;

b) viện dẫn tiêu chuẩn này với năm xuất bản, nghĩa là: TCVN 12911:2020 (ISO 1402:2009);

c) phương pháp sử dụng;

d) số lượng mẫu thử được thử và độ dài của mỗi mẫu thử;

e) áp lực thử và tốc độ tăng áp lực;

f) môi trường thử (nếu khác với nước);

g) các kết quả nhận được đối với mẫu thử;

h) nếu mẫu thử bị phá hủy, vị trí và phương thức phá hủy;

i) các đặc điểm bất thường ghi được trong quá trình thử nghiệm;

j) ngày thử nghiệm.

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Quy định chung

5  Thiết bị, dụng cụ

6  Mẫu thử

6.1  Hệ ống

6.2  Ống

6.3  Số lượng mẫu thử

7  Ứng dụng áp lực thủy tĩnh

7.1  Quy định chung

7.2  Cách tiến hành

8  Thử nghiệm áp lực thủy tĩnh

8.1  Thử nghiệm giữ áp lực thấm

8.2  Đo biến dạng dưới áp lực

8.3  Thử nghiệm áp lực nổ

8.4  Thử nghiệm rò rỉ

9  Báo cáo thử nghiệm