Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13778:2023 về Cyclone thuỷ lực sứ dùng trong tuyển khoáng - Yêu cầu kỹ thuật do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 82 Khai thác mỏ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật, phương pháp kiểm tra và nghiệm thu đối với thiết bị cyclone thủy lực có các bộ phận chính được chế tạo hoặc lót bằng vật liệu gốm sứ chuyên dụng trong ngành công nghiệp tuyển khoáng.
Phạm vi áp dụng và đối tượng áp dụng
Tiêu chuẩn này áp dụng đối với các loại cyclone thuỷ lực sứ (hoặc cyclone thuỷ lực có các bộ phận tiếp xúc trực tiếp với dòng quặng được làm bằng sứ chịu mòn) được sử dụng trong quá trình tuyển khoáng để phân loại cỡ hạt, làm đặc, khử bùn hoặc tuyển trọng lực. Đối tượng áp dụng bao gồm các tổ chức, cá nhân thiết kế, chế tạo, nhập khẩu, thử nghiệm, nghiệm thu và vận hành thiết bị cyclone thuỷ lực sứ tại Việt Nam.
Nội dung cốt lõi của TCVN 13778:2023 (Từ Điều 1 đến Điều 4)
1. Phạm vi áp dụng (Điều 1)
- Xác định giới hạn và phạm vi điều chỉnh của tiêu chuẩn đối với các dòng sản phẩm cyclone thủy lực sứ dùng trong tuyển khoáng.
- Quy định các thông số kỹ thuật cơ bản và điều kiện làm việc tiêu chuẩn của thiết bị trong môi trường bùn quặng có tính mài mòn và ăn mòn hóa học cao.
2. Tài liệu viện dẫn (Điều 2)
- Hệ thống hóa các tiêu chuẩn quốc gia (TCVN) và tiêu chuẩn quốc tế (ISO) liên quan làm căn cứ đối chiếu về phương pháp thử vật liệu gốm kỹ thuật, độ bền uốn, độ cứng, độ hút nước, độ bền mài mòn và các chỉ tiêu cơ lý hóa khác của vật liệu sứ oxit nhôm (alumina) hoặc gốm silicon carbide (SiC).
- Quy định nguyên tắc áp dụng phiên bản mới nhất đối với các tài liệu viện dẫn có sự thay đổi hoặc sửa đổi, bổ sung.
3. Thuật ngữ và định nghĩa (Điều 3)
- Cyclone thuỷ lực sứ (Ceramic hydrocyclone): Thiết bị phân ly ly tâm sử dụng áp lực dòng chảy để phân tách các hạt rắn trong môi trường lỏng, trong đó các bộ phận chịu mài mòn chính được chế tạo bằng vật liệu sứ kỹ thuật.
- Lớp lót sứ (Ceramic lining): Các chi tiết bằng sứ được tạo hình và thi công lắp ghép khít bên trong vỏ kim loại của cyclone nhằm bảo vệ vỏ thiết bị khỏi bị mài mòn bởi dòng bùn quặng tốc độ cao.
- Cửa nạp liệu (Inlet): Bộ phận dẫn hướng dòng bùn quặng đi vào bên trong cyclone theo phương tiếp tuyến để tạo chuyển động xoáy ly tâm.
- Cửa tràn (Overflow/Vortex finder): Bộ phận định hình dòng xoáy ngược để thu hồi sản phẩm mịn (cỡ hạt nhỏ) ở phía trên.
- Cửa tháo đáy (Underflow/Apex): Bộ phận tháo sản phẩm thô (cỡ hạt lớn) ở phía dưới đáy hình côn của cyclone.
4. Yêu cầu kỹ thuật chung (Điều 4)
- Yêu cầu về vật liệu sứ: Vật liệu chế tạo các chi tiết lót của cyclone phải là gốm sứ kỹ thuật cao cấp (như sứ Alumina với hàm lượng Al2O3 tối thiểu theo quy định hoặc sứ Silicon Carbide - SiC). Vật liệu phải đảm bảo độ cứng cao, khả năng chống mài mòn vượt trội và chịu được sự ăn mòn của các loại hóa chất sử dụng trong công nghệ tuyển khoáng.
- Yêu cầu về ngoại quan và chất lượng bề mặt: Bề mặt làm việc bên trong của các chi tiết sứ phải nhẵn mịn, không được có các vết nứt, sứt mẻ, rỗ khí, tạp chất hoặc các khuyết tật ngoại quan khác. Sự không đồng đều trên bề mặt có thể làm rối loạn dòng chảy ly tâm và làm giảm nhanh tuổi thọ của thiết bị.
- Yêu cầu về kích thước và dung sai: Kích thước hình học của các chi tiết sứ và vỏ kim loại phải đảm bảo độ chính xác cao theo bản vẽ thiết kế. Dung sai lắp ghép phải nằm trong giới hạn cho phép để tránh hiện tượng rò rỉ bùn quặng hoặc gây ra ứng suất tập trung làm nứt vỡ chi tiết sứ khi lắp ráp và vận hành dưới áp lực cao.
- Yêu cầu về liên kết và lắp ghép: Keo dán hoặc chất liên kết giữa lớp lót sứ và vỏ kim loại phải có độ bám dính cao, chịu được nhiệt độ làm việc của hệ thống và không bị phân hủy trong môi trường nước hoặc hóa chất tuyển khoáng. Các mối ghép giữa các phân đoạn sứ phải khít, khe hở mối nối phải được điền đầy bằng chất keo chuyên dụng để tránh hiện tượng xói mòn cục bộ tại vị trí giáp ranh.
Hiệu lực thi hành
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13778:2023 có hiệu lực thi hành kể từ ngày công bố. Các doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực khai thác, chế biến khoáng sản, chế tạo cơ khí mỏ cần áp dụng tiêu chuẩn này để chuẩn hóa quy trình thiết kế, chế tạo, kiểm tra chất lượng sản phẩm nhằm nâng cao hiệu quả phân cấp hạt quặng và kéo dài tuổi thọ vận hành của thiết bị.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 13778:2023
CYCLONE THỦY LỰC SỨ DÙNG TRONG TUYỂN KHOÁNG - YÊU CẦU KỸ THUẬT
Ceramic hydrocyclone in mineral industry - Specification
Lời nói đầu
TCVN 13778: 2023 do Viện Nghiên cứu Sành sứ Thủy tinh Công nghiệp biên soạn, Bộ Công Thương đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng thẩm định, Bộ khoa học và Công nghệ công bố.
CYCLONE THỦY LỰC SỨ DÙNG TRONG TUYỂN KHOÁNG - YÊU CẦU KỸ THUẬT
Ceramic hydrocyclone in mineral industry - Specification
1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật cho cyclone thủy lực làm bằng vật liệu sứ có kích thước đường kính cyclone không lớn hơn 100mm dùng trong lĩnh vực tuyển khoáng.
2. Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết khi áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm các bản sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 6415-18:2016 (EN 101:1991). Gạch gốm ốp, lát - Phương pháp thử - Phần 18: Xác định độ cứng bề mặt theo thang Mohs
TCVN 6530-1:2016. Vật liệu chịu lửa - Phương pháp thử - Phần 1: Xác định độ bền nén ở nhiệt độ thường của vật liệu chịu lửa định hình sít đặc.
TCVN 6530-3:2016. Vật liệu chịu lửa - Phương pháp thử - Phần 3; Xác định khối lượng thể tích, độ xốp biểu kiến, độ hút nước, độ xốp thực của vật liệu chịu lửa định hình sít đặc
3. Thuật ngữ, định nghĩa
Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa và một số kí hiệu sau:
3.1
Đường kính cyclone
D
Đường kính trong của phần thân hình trụ của cyclone.
CHÚ THÍCH: Đường kính cyclone thủy lực được biểu thị bằng milimet (mm)
3.2
Đường kính ống cấp liệu
Di
Đường kính trong của ống cấp liệu vào cyclone.
CHÚ THÍCH: Đường kính ống cấp liệu được biểu thị bằng milimet (mm)
3.3
Đường kính ống chảy tràn
Do
Đường kính trong của ống thu hạt mịn phía đỉnh cyclone.
CHÚ THÍCH: Đường kính ống chảy tràn được biểu thị bằng milimet (mm)
3.4
Đường kính ống xả đáy
Du
Đường kính trong của ống thu hạt thô dưới đáy cyclone.
CHÚ THÍCH: Đường kính ống xả đáy được biểu thị bằng milimet (mm)
3.5
Chiều cao cyclone thủy lực
H
Chiều cao tính từ mặt trên của thân hình trụ đến mặt dưới của thân hình côn.
CHÚ THÍCH: Chiều cao của cyclone thủy lực được biểu thị bằng milimet (mm)
3.6
Chiều cao thân hình trụ
H1
Chiều cao tính từ mặt trên của thân hình trụ đến điểm tiếp giáp với phần thân hình côn.
CHÚ THÍCH: Chiều cao thân hình trụ được biểu thị bằng milimet (mm)
Các kích thước cơ bản của cyclone thủy lực sứ được thể hiện trong Hình 1.
CHÚ DẪN:
D: Đường kính cyclone, mm
Do: Đường kính ống chảy tràn, mm
Du: Đường kính ống xả đáy, mm
Di: Đường kính ống cấp liệu, mm
H: Chiều cao cyclone, mm
H1: Chiều cao thân hình trụ, mm
Hình 1 - Sơ đồ cấu tạo của cyclone thủy lực sứ
4. Phân loại
Cyclone thủy lực sứ được phân thành 2 loại theo bản chất vật liệu.
Loại 1: Cyclone chế tạo từ hệ sứ corun hay sứ zircon
Loại 2: Cyclone chế tạo từ hệ sứ có hàm lượng Al2O3 từ 20 ÷ 30%
5. Yêu cầu kỹ thuật
5.1. Sai lệch cho phép về kích thước phải phù hợp với quy định ở Bảng 1
5.2. Những chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của sản phẩm gồm: độ hút nước, khối lượng thể tích, độ bền nén, độ bền uốn, độ cứng vạch bề mặt, phải phù hợp với quy định ở Bảng 2.
Bảng 1 - Sai lệch kích thước của Cyclone thủy lực sứ
| Chỉ tiêu kích thước | Mức sai lệch % |
| 1. Sai lệch kích thước thực đường kính cyclone D so với kích thước định danh, không lớn hơn | 10 |
| 2.Sai lệch kích thước thực đường kính ống xả đáy Du so với kích thước định danh, không lớn hơn | 3 |
| 3.Sai lệch kích thước thực đường kính ống cấp liệu Di, so với kích thước định danh, không lớn hơn | 4 |
| 4.Sai lệch kích thước thực đường kính ống chảy tràn Do, so với kích thước định danh, không lớn hơn | 4 |
| 5.Sai lệch kích thước chiều cao trung bình của cyclone H so với kích thước định danh, %, không lớn hơn | 3 |
| 6.Sai lệch kích thước chiều cao trung bình của phần thân hình trụ cyclone H1 so với kích thước định danh, %, không lớn hơn | 3 |
Bảng 2 - Tính chất cơ lý
| Chỉ tiêu cơ lý | Phương pháp thừ | Mức | |
| Loại 1 | Loại 2 | ||
| 1.Độ hút nước, %, không lớn hơn | TCVN 6530-3:2016 | 0,01 | 0,5 |
| 2.Khối lượng thể tích, g/cm3, không nhỏ hơn | TCVN 6530-3:2016 | 3,6 | 2,3 |
| 3.Độ bền nén, N/mm2, không nhỏ hơn | TCVN 6530-1:2016 | 1200 | 250 |
| 4.Độ bền uốn, N/mm2, không nhỏ hơn | Theo phụ lục A | 250 | 60 |
| 5.Độ cứng thang Mohs, không nhỏ hơn | TCVN 6415-18:2016 | 9 | 7 |
| 6.Độ chịu mài mòn, cm3, không lớn hơn | TCVN 13780: 2023 | 0,2 | 1,0 |
6. Ghi nhãn, đóng gói, vận chuyển và bảo quản
6.1. Ghi nhãn
Mỗi sản phẩm mỗi khi xuất xưởng đều có dán nhãn của nơi sản xuất. Tem phẩm cấp của sản phẩm được dán ở vị trí dễ nhìn thấy nhất của sản phẩm.
6.2. Đóng gói
Sản phẩm được đóng gói trong các bao bì gỗ hoặc giấy cactông.
Sản phẩm đóng trong các bao bì được kê chèn chắc chắn, đảm bảo không bị xê lung lay trong quá trình bốc xếp, vận chuyển. Cơ sở sản xuất phải có giấy chứng nhận trong đó ghi rõ:
- Tên và địa chỉ cơ sở sản xuất;
- Tên và kí hiệu, loại của sản phẩm;
- Các chỉ tiêu chính theo tiêu chuẩn này;
- Hướng dẫn lắp đặt và sử dụng.
6.3. Vận chuyển
Việc vận chuyển các hòm hoặc thùng đựng sản phẩm sứ được tiến hành bằng mọi phương tiện giao thông thông dụng (ôtô, tàu hoả, tàu thủy,...)
Khi bốc dỡ và vận chuyển phải áp dụng các biện pháp đảm bảo tránh va đập.
6.4. Bảo quản
Sản phẩm được bảo quản trong kho, xếp riêng theo từng chủng loại sản phẩm và loại chất lượng và đảm bảo tránh bị va đập.
Phụ lục A
(Quy định)
Xác định độ bền uốn
A.1. Nguyên tắc
Độ bền uốn xác định theo phương pháp 3 điểm
A.2. Chuẩn bị mẫu
Chuẩn bị ít nhất 5 mẫu thử có kích thước: chiều dài (L) lớn hơn 60 mm và nhỏ hơn 230 mm, chiều rộng của mẫu (b) cần nhỏ hơn chiều rộng của gối đỡ.
A.3. Thiết bị, dụng cụ
Thiết bị kiểm tra độ bền uốn: sử dụng máy kéo nén vạn năng với lực tối đa 50kN. Thiết bị gồm một dầm thép cứng nằm ngang, trên dầm cỏ hai gối đỡ, có thể điều chỉnh khoảng cách giữa hai gối. Mẫu thử độ bền uốn được đặt trên các gối này. Lực uốn được truyền từ máy nén xuống mẫu nhờ một dầm thép phụ và gối truyền tải.
A.4. Cách tiến hành
Dùng chổi chải nhẹ cho sạch các hạt bụi bám trên bề mặt mẫu thử. Cho các mẫu thử vào tủ sấy để sấy khô đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ 110°C ± 5°C. Làm nguội tự nhiên đến nhiệt độ phòng. Tiến hành các thử nghiệm không muộn hơn 3 giờ sau khi mẫu đạt nhiệt độ phòng. Trước khi thử cần kiểm tra mẫu đề tránh vết nứt, cong vênh, sau đó đánh số thứ tự cho mẫu.
Cách xác định độ bền uốn: Đặt mẫu thử lên các gối đỡ, sao cho mẫu thử thừa ra ở 2 đầu bằng nhau và bằng một đoạn l1:
Bảng A1: Chiều dài l1
| Chiều dài mẫu L, mm | Phần đầu thừa ngoài gối đỡ l1, mm |
| 60 ≤ L < 95 | 5 |
| 95 ≤ L ≤ 230 | 10 |
Vị trí thanh truyền lực phải ở chính giữa 2 gối đỡ. Truyền tải trọng với tốc độ sao cho đạt ứng suất 1 N/mm2 ± 0,2 N/mm2 trong một giây. Sơ đồ bố trí mẫu như Hình A1.
Ghi lại tải trọng phá hủy mẫu F, khoảng cách 2 gối đỡ l2
CHÚ DẪN
F: lực phá hủy mẫu, N
L: Chiều dài mẫu thử, mm
l1: Phần đầu thừa ngoài gối đỡ, mm
I2: Khoảng cách giữa hai gối đỡ, mm
Hình A1. Mô tả cách bố trí mẫu đo độ bền uốn
A.5. Biểu thị kết quả
Chỉ sử dụng những kết quả thử với các mẫu có vết gãy tại điểm giữa của mẫu, dọc theo thanh truyền lực, trong phạm vi đường kính của thanh truyền lực. Độ bền uốn của mẫu được xác định theo giới hạn bền khi uốn.
Công thức xác định độ bền uốn của mẫu: 
Trong đó:
R: Độ bền uốn (N/mm2)
P: lực tác dụng nên mẫu vào lúc gãy (N)
l2: khoảng cách giữa hai gối đỡ (mm)
b: chiều rộng mẫu thí nghiệm (mm)
h: chiều dày nhỏ nhất của mẫu thí nghiệm, được đo theo mép gãy (mm)
Kết quả thử là giá trị trung bình của 05 mẫu. Nếu 01 trong 05 kết quả độ bền uốn sai lệch quá 50% giá trị trung bình cộng của 05 mẫu thử, thì mẫu đó bị loại bỏ. Khi đó kết quả cường độ uốn là giá trị trung bình cộng của 4 mẫu còn lại. Nếu có 02 trong 05 kết quả cường độ uốn sai lệch quá mức thì phải lấy mẫu khác và làm lại.
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6415-18:2016 (EN 101:1991) về Gạch gốm ốp, lát - Phương pháp thử - Phần 18: Xác định độ cứng bề mặt theo thang Mohs
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6530-3:2016 về Vật liệu chịu lửa - Phương pháp thử - Phần 3: Xác định khối lượng thể tích, độ xốp biểu kiến, độ hút nước, độ xốp thực của vật liệu chịu lửa định hình sít đặc
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6530-1:2016 về Vật liệu chịu lửa - Phương pháp thử - Phần 1: Xác định độ bền nén ở nhiệt độ thường của vật liệu chịu lửa định hình sít đặc
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13780:2023 về Cyclone thuỷ lực sứ dùng trong tuyển khoáng - Xác định độ chịu mài mòn
- 1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2154:1977 về Truyền dẫn thuỷ lực - Phương pháp đo
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 2144:2008 (ISO 2944 : 2000) về Hệ thống và bộ phận thuỷ lực/khí nén - Áp suất danh nghĩa
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7969:2008 (ISO 3320 : 1987) về Hệ thống và bộ phận thuỷ lực/khí nén - Đường kính lỗ xy lanh và cần pittông - Hệ mét
- 1 Quyết định 2036/QĐ-BKHCN năm 2023 công bố Tiêu chuẩn quốc gia do Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành
- 2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2154:1977 về Truyền dẫn thuỷ lực - Phương pháp đo
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 2144:2008 (ISO 2944 : 2000) về Hệ thống và bộ phận thuỷ lực/khí nén - Áp suất danh nghĩa
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7969:2008 (ISO 3320 : 1987) về Hệ thống và bộ phận thuỷ lực/khí nén - Đường kính lỗ xy lanh và cần pittông - Hệ mét
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6415-18:2016 (EN 101:1991) về Gạch gốm ốp, lát - Phương pháp thử - Phần 18: Xác định độ cứng bề mặt theo thang Mohs
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6530-3:2016 về Vật liệu chịu lửa - Phương pháp thử - Phần 3: Xác định khối lượng thể tích, độ xốp biểu kiến, độ hút nước, độ xốp thực của vật liệu chịu lửa định hình sít đặc
- 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6530-1:2016 về Vật liệu chịu lửa - Phương pháp thử - Phần 1: Xác định độ bền nén ở nhiệt độ thường của vật liệu chịu lửa định hình sít đặc
- 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13780:2023 về Cyclone thuỷ lực sứ dùng trong tuyển khoáng - Xác định độ chịu mài mòn