سیلندرهای گاز ISO 11114 - سازگاری مواد سیلندر و شیر با محتویات گاز

استاندارد «ISO 11114 سیلندرهای گاز - سازگاری مواد سیلندر و شیر با محتویات گاز» که توسط سازمان بین‌المللی استاندارد (ISO) منتشر شده است، شامل زیربخش‌های زیر است که تحت همین عنوان منتشر شده‌اند:

• استاندارد «ISO 11114-1 بخش 1: مواد فلزی» الزامات انتخاب ترکیبات ایمن از مواد فلزی سیلندر و شیر و محتویات گاز سیلندر را شرح می‌دهد. داده‌های انطباق ارائه شده مربوط به گازهای منفرد و مخلوط‌های گازی است. سیلندرها و شیرهای گاز فلزی بدون درز، فلزی جوش داده شده و کامپوزیتی که برای نگهداری گازهای فشرده، مایع و محلول استفاده می‌شوند، در نظر گرفته شده‌اند. در این استاندارد، اصطلاح سیلندر به مخازن تحت فشار قابل حمل، شامل لوله‌ها و بشکه‌های فشار اشاره دارد. ملاحظاتی مانند کیفیت محصول گاز تحویلی در نظر گرفته نشده است.

گازهای صنعتی، پزشکی و تخصصی (مانند گازهای با خلوص بالا، گازهای کالیبراسیون) را می‌توان در سیلندرهای گاز حمل یا ذخیره کرد. یکی از الزامات اساسی برای مواد مورد استفاده در ساخت چنین سیلندرها و شیرهای گازی، سازگاری با محتوای گاز است. سازگاری مواد سیلندر با محتوای گاز طی سال‌ها کاربرد عملی و تجربه ثابت شده است. مقررات و استانداردهای ملی و بین‌المللی فعلی به طور کامل این موضوع را پوشش نمی‌دهند. این استاندارد بر اساس تجربه و دانش بین‌المللی موجود است.

سازگاری اکثر مواد مورد استفاده در ساخت سیلندرها و شیرهای گاز در این استاندارد مشخص شده است. سایر موادی که سازگاری آنها در این استاندارد مشخص نشده است، می توانند مورد استفاده قرار گیرند، مشروط بر اینکه تمام جنبه های سازگاری توسط یک فرد مجاز ارزیابی و تأیید شده باشد.

رایج‌ترین مواد فلزی مورد استفاده برای سیلندرها (و غیره) عبارتند از فولاد منگنز کربنی، فولاد مولیبدن کروم، فولاد نیکل مولیبدن کروم، فولاد ضد زنگ و آلیاژهای آلومینیوم، همانطور که در استانداردهای زیر مشخص شده است:

• آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم: استانداردهای ISO 6361-2، ISO 7866 و ISO 11118.
• فولاد: استانداردهای ISO 4706، ISO 9328-5، ISO 9809-1، ISO 9809-2، ISO 9809-3، ISO 11118 و ISO 11120.
• فولاد ضد زنگ: استانداردهای ISO 9809-4 و ISO 15510.

رایج‌ترین مواد فلزی مورد استفاده برای بدنه شیرها و قطعاتی که با گاز داخلی در تماس هستند، برنج و سایر آلیاژهای مشابه مبتنی بر مس، فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ، نیکل تصفیه شده و آلیاژهای نیکل، مس-بریلیوم و آلیاژهای آلومینیوم هستند.

• استاندارد «مواد غیرفلزی ISO 11114-2» راهنمایی در مورد انتخاب و ارزیابی سازگاری بین مواد غیرفلزی و محتویات گاز برای سیلندرها و شیرهای گاز ارائه می‌دهد. این استاندارد همچنین در مورد سیلندرها، بشکه‌های تحت فشار و دسته‌های سیلندر اعمال می‌شود. این استاندارد مواد کامپوزیتی و چندلایه مورد استفاده برای سیلندرهای گاز را پوشش می‌دهد. این استاندارد سرامیک، شیشه یا چسب را پوشش نمی‌دهد.

این استاندارد به تأثیر گاز بر تغییر خواص مواد و خواص مکانیکی (مثلاً واکنش شیمیایی یا تغییر در حالت فیزیکی) می‌پردازد. خواص اساسی مواد (که معمولاً از تأمین‌کننده مواد قابل دستیابی هستند)، مانند خواص مکانیکی لازم برای اهداف طراحی، در نظر گرفته نمی‌شوند. عوامل دیگری مانند کیفیت گاز تأمین‌شده نیز در نظر گرفته نمی‌شوند.

داده‌های سازگاری ارائه شده مربوط به گازهای تک جزئی است، اما ممکن است برای مخلوط‌های گازی نیز کاربرد داشته باشد. این استاندارد برای مایعات برودتی کاربرد ندارد (استاندارد ISO 21010 در این زمینه اعمال می‌شود).

مواد غیرفلزی باید برای سرویس مورد نظر مناسب باشند. برای بوش‌های سیلندر، در صورتی مناسب هستند که سازگاری آنها در جداول ارائه شده در استاندارد به عنوان قابل قبول ذکر شده باشد، یا اگر خواص مورد نیاز توسط یک فرد واجد شرایط از طریق آزمایش‌ها یا تجربه طولانی و قابل اعتماد به طور رضایت‌بخشی اثبات شده باشد. هنگامی که از مواد بوش پلاستیکی استفاده می‌شود، باید از برآمدگی‌های فلزی استفاده شود. استاندارد ISO 11114-1 در مورد سازگاری برآمدگی‌های فلزی اعمال می‌شود.

در صورت استفاده از مواد پوشش داده شده، مناسب بودن ترکیب پس از ارزیابی و تأیید تمام جنبه‌های فنی توسط یک فرد مجاز، ارزیابی و تأیید می‌شود. این جنبه‌های فنی شامل، اما نه محدود به، سازگاری ماده پوشش با گاز مورد نظر، دوام پوشش در طول عمر مفید مورد نظر و نفوذپذیری گاز آن می‌شود.

• استاندارد «ISO 11114-3 بخش 3: آزمون احتراق خودبه‌خودی برای مواد غیرفلزی در اتمسفر اکسیژن» روشی برای تعیین دمای خوداشتعال مواد غیرفلزی در اکسیژن گازی تحت فشار را شرح می‌دهد. دمای خوداشتعال معیاری برای طبقه‌بندی مواد است و می‌تواند برای کمک به انتخاب مواد مورد استفاده در حضور اکسیژن گازی مورد استفاده قرار گیرد. این استاندارد برای استفاده در انتخاب مواد غیرفلزی برای سیلندرهای گاز و لوازم جانبی در نظر گرفته شده است، به عنوان مثال، در انتخاب موادی که الزامات آزمون نوع برای سازگاری با اکسیژن همه شیرهای سیلندر برای گازهای بسیار اکسیدکننده را برآورده می‌کنند، همانطور که در استاندارد ISO 10297 مشخص شده است.

در اصل، مقدار کمی از ماده مورد آزمایش در اکسیژن تحت فشار گرم می‌شود. برای تعیین نقطه اشتعال خودبخودی، فشار و دما به طور مداوم ثبت می‌شوند، در این نقطه افزایش ناگهانی دما و فشار مشاهده می‌شود (این نقطه، دمای اشتعال خودبخودی نامیده می‌شود).

نمونه‌های آزمایش باید به گونه‌ای تهیه شوند که از آلودگی جلوگیری شود. نمونه‌های آزمایش می‌توانند به صورت مایع یا جامد باشند. در مورد مواد جامد، ماده باید به ذرات ریز خرد شود. برای هر آزمایش از جرم نمونه‌ای بین 0,06 گرم تا 0,5 گرم استفاده می‌شود. این جرم باید با در نظر گرفتن حجم محفظه واکنش آزمایش تنظیم شود. نمونه 0,5 گرمی برای محفظه واکنش آزمایش با حجمی بین 30 سانتی‌متر مکعب تا 250 سانتی‌متر مکعب مناسب تشخیص داده شده است.

• استاندارد «ISO 11114-4 بخش 4: روش‌های آزمون برای انتخاب فولادهای مقاوم در برابر تردی هیدروژنی» روش‌های آزمون و ارزیابی نتایج را برای توصیف فولادهای مناسب برای استفاده در ساخت سیلندرهای گاز (تا 3.000 لیتر) برای هیدروژن و گازهای تردکننده حاوی هیدروژن شرح می‌دهد. این استاندارد فقط برای سیلندرهای گاز فولادی بدون درز اعمال می‌شود.

الزامات این استاندارد در صورتی که حداقل یکی از شرایط زیر برای سرویس گاز مورد نظر برآورده شود، اعمال نمی‌شود:

• اگر فشار عملیاتی گاز پر شده برای رفع شکنندگی کمتر از 20 درصد فشار تست سیلندر باشد.
• اگر فشار جزئی گاز تردکننده باردار یک مخلوط گازی برای هیدروژن و سایر گازهای تردکننده، به استثنای سولفید هیدروژن و متیل مرکاپتان، کمتر از 5 مگاپاسکال (50 بار) باشد.

در چنین مواردی، فشار جزئی نباید از 0,25 مگاپاسکال (2,5 بار) بیشتر شود. در این شرایط، می‌توان سیلندر را برای گازهای معمولی (غیرجوشان) طراحی کرد.

روش‌های آزمایش شرح داده شده در این استاندارد برای تمام فشارهای عملیاتی طراحی شده قابل اجرا هستند. این آزمایش در دمای اتاق انجام می‌شود، نه کمتر از فشار عملیاتی طراحی شده. تمام آزمایش‌ها برای ارزیابی تردی هیدروژنی، با در نظر گرفتن شرایطی که در کاربرد مورد نظر با آن مواجه خواهیم شد، انجام می‌شوند. ترکیب گاز مورد آزمایش نباید کمتر از حداکثر غلظت گاز تردکننده در کاربرد مورد نظر باشد. این آزمایش‌ها به منظور انتخاب فولاد برای سیلندرهای گاز هیدروژن/تردکننده و مخلوط‌کن انجام می‌شوند.

روش های تست شرح داده شده عبارتند از:

• آزمایش دیسک (روش الف).
• آزمایش مکانیک شکست (روش ب).
• روش آزمایش برای تعیین مقاومت استوانه‌های فولادی در برابر ترک‌خوردگی به کمک هیدروژن (روش ج).
• استاندارد «ISO 11114-5 بخش 5: روش‌های آزمون برای ارزیابی آسترهای پلاستیکی» برخی از روش‌های آزمون سازگاری با گاز را برای ارزیابی مواد پلاستیکی مناسب برای استفاده در تولید آسترهای سیلندر گاز کامپوزیتی شرح می‌دهد. این استاندارد همچنین برای ارزیابی مناسب بودن مواد ماتریس پلاستیکی مورد استفاده برای سیلندرهای نوع 5 قابل استفاده است. برخی از مایعات، مانند آب، که در آزمایش سیلندر استفاده می‌شوند، ممکن است هنگام تماس با آسترهای پلاستیکی واکنش مثبت یا منفی نشان دهند. این مسئله سازگاری تحت پوشش این استاندارد نیست.

این استاندارد برای تعیین انطباق مواد با خطرات تعریف شده در استاندارد ISO 11114-2 و ارزیابی موادی که در فهرست ذکر نشده‌اند، طراحی شده است. دو نوع آزمایش می‌تواند انجام شود:

• آزمایش روی دیسک‌ها یا نمونه‌های دیگر.
• آزمایش‌های روی سیلندرها

برای تعیین مناسب بودن مواد برای یک پرایمر خاص، باید آزمایش‌هایی مطابق با این استاندارد روی سیلندرها انجام شود. آزمایش‌ها روی نمونه‌ها باید صرفاً برای مقایسه مواد پلاستیکی مختلف (مثلاً برای انتخاب مناسب‌ترین ماده) یا بررسی اینکه آیا برخی از نواحی پرایمر بیشتر از سایر نواحی نفوذ می‌کنند یا هر دو، انجام شوند.

آزمایش روی دیسک‌ها یا نمونه‌ها در سیلندرهای نوع ۵ دشوار است. بنابراین، آزمایش روی سیلندرها توصیه می‌شود. برخی مواد (مانند رطوبت، ترکیبات گوگرد) ممکن است تأثیر مثبت یا منفی بر عملکرد مواد داشته باشند و این موضوع باید هنگام طراحی و انجام آزمایش‌ها در نظر گرفته شود. این مواد ممکن است در گاز وجود داشته باشند، توسط مواد پلاستیکی آزاد شوند یا هر دو. تجزیه و تحلیل گاز آزمایش باید قبل و بعد از آزمایش ثبت شود تا هرگونه آلودگی احتمالی (مانند رطوبت، ترکیبات گوگرد) تشخیص داده شود.

• استاندارد «ISO 11114-6 بخش 6: آزمون نوسان فشار اکسیژن» الزامات دستگاه آزمایش و روش آزمایش برای اعمال مداوم نوسانات فشار اکسیژن به تجهیزاتی که برای مقاومت در برابر احتراق با فشرده‌سازی آدیاباتیک و موادی که برای سازگاری با اکسیژن آزمایش شده‌اند، شرح می‌دهد.

سال‌هاست که سازمان ما با کادری متخصص و باتجربه، نیازهای مشتریان خود را درک کرده، خدمات تست پیشرفته مورد نیاز آنها را ارائه می‌دهد و در ایجاد، پیاده‌سازی و بهبود سیستم‌های مدیریتی یاری می‌رساند. در این چارچوب، ما همچنین خدمات تست را مطابق با استاندارد "ISO 11114 سیلندرهای گاز - سازگاری مواد سیلندر و شیر با محتویات گاز" به مشاغل ارائه می‌دهیم.