一、爆破片概述
爆破片的作用是在設(shè)備或管道壓力突然升高尚未引起爆炸前,由于爆破片兩側(cè)壓力差達到預(yù)定溫度下的預(yù)定值時,即先行破裂,排出設(shè)備或管道內(nèi)的高壓介質(zhì)。因此爆破片是防止設(shè)備或管道破裂的一種安全泄放裝置。爆破片安全裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏、準確、無泄漏、泄放能力強等優(yōu)點。能夠在黏稠、高溫、低溫、腐蝕的環(huán)境下可靠地工作,還是超高壓容器的理想安全裝置。
爆破片典型圖見圖6.3.24。
二、爆破片的分類
按照結(jié)構(gòu)型式來分類,爆破片主要有三種,即平板型、正拱型和反拱型。平板型爆破片的綜合性能較差,主要用于低壓和超低壓工況,尤其是大型料倉。正拱型和反拱型的應(yīng)用場合較多。對于傳統(tǒng)的正拱型爆破片,其工作原理是利用材料的拉伸強度來控制爆破壓力,爆破片的拱出方向與壓力作用方向一致。在使用中發(fā)現(xiàn),所有的正拱型爆破片都存在相同的局限:爆破時,爆破片碎片會進入泄放管道;由于爆破片的中心厚度被有意減弱,易于因疲勞而提前爆破;操作壓力不能超過爆破片最小爆破壓力的65%,由此導(dǎo)致了反拱型爆破片的出現(xiàn)。這種爆破片利用材料的抗壓強度來控制其爆破壓力,較之傳統(tǒng)的正拱型爆破片,其具有抗疲勞性能優(yōu)良、爆破時不產(chǎn)生碎片且操作壓力可達其最小爆破壓力90%以上的優(yōu)點。細分之下,反拱型爆破片包括反拱刻槽型、反拱腭齒型以及反拱刀架型等。
三、爆破片的特點
爆破片與安全閥比較,具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏、可靠、經(jīng)濟、無泄漏、適用性強等優(yōu)越性,但也有其局限性,其特點如下:
(1)密封性能好,在設(shè)備正常工作壓力下能保持嚴密不漏。
(2)泄壓反應(yīng)迅速,爆破片的動作一般在2~10ms內(nèi)完成,而安全閥則因為機械滯后作用,全部動作時間要高1~2個數(shù)量級。
(3)對黏稠性或粉末狀污物不敏感。即使氣體中含有一定量的污物也不致影響它的正常動作,不像安全閥那樣,容易黏結(jié)或堵塞。
(4)爆破元件(膜片)動作后不能復(fù)位,不但設(shè)備內(nèi)介質(zhì)全部流失,設(shè)備也得中止運行。
(5)動作壓力不太穩(wěn)定,爆破片的爆破壓力允許偏差一般都比安全閥的穩(wěn)定壓力允許偏差大一些。
(6)爆破片的使用壽命較短,常因疲勞而早期失效。
四、爆破片的適用場所
(1)獨立的壓力容器和/或壓力管道系統(tǒng)設(shè)有安全閥、爆破片裝置或這二者的組合裝置。
(2)滿足下列情況之一應(yīng)優(yōu)先選用爆破片:
①. 壓力有可能迅速上升的;
②. 泄放介質(zhì)含有顆粒、易沉淀、易結(jié)晶、易聚合和介質(zhì)黏度較大;
③. 泄放介質(zhì)有強腐蝕性,使用安全閥時其價值很高;
④. 工藝介質(zhì)十分昂貴或有劇毒,在工作過程中不允許有任何泄漏,應(yīng)與安全閥串聯(lián)使用;
⑤. 工作壓力很低或很高時,選用安全閥則其制造比較困難;
⑥. 當使用溫度較低而影響安全閥工作特性時;
⑦. 需要較大泄放面積。
(3)對于一次性使用的管路系統(tǒng)(如開車吹掃的管路放空系統(tǒng)),爆破片的破裂不影響操作和生產(chǎn)的場合,設(shè)置爆破片。
(4)為減少爆破片破裂后的工藝介質(zhì)的損失,可與安全閥串聯(lián)使用。
(5)作為壓力容器的附加安全設(shè)施,可與安全閥并聯(lián)使用,例如爆破片僅用于火災(zāi)情況下的超壓泄放。
(6)為增加異常工況(如火災(zāi)等)下的泄放面積,爆破片可并聯(lián)使用。
(7)爆破片不適用于經(jīng)常超壓和溫度波動很大的場合。
五、爆破片選用程序
(1)確定被保護設(shè)備或壓力管道系統(tǒng)是否需要設(shè)置爆破片。
(2)根據(jù)工藝介質(zhì)和操作條件確定爆破片的形式及材料。
(3)根據(jù)被保護管道系統(tǒng)的最高壓力及選用的爆破片形式,按標準規(guī)范確定爆破片的最小標定爆破壓力,設(shè)計爆破壓力。
(4)根據(jù)工藝條件、物理參數(shù)計算爆破片的安全泄放量,選定爆破片的泄放面積和泄放口徑。
(5)填寫爆破片裝置規(guī)格書,提供給材料采購專業(yè),作為訂貨的技術(shù)條件。
六、爆破片有關(guān)標準規(guī)范
HG/T 20570.3《工藝系統(tǒng)工程設(shè)計技術(shù)規(guī)定--爆破片的設(shè)置和選用》
GB 567《爆破片與爆破片裝置》
GB 12353《拱型金屬爆破片裝置分類與安裝尺寸》
GB/T 14566《正拱形金屬爆破片型式與參數(shù)》
GB/T 14567《反拱形金屬爆破片型式與參數(shù)》
GB/T 14568《開縫形金屬爆破片型式與參數(shù)》
GB/T 16181《爆破片裝置夾持器型式和外形尺寸》
七、安全閥與爆破片性能比較
安全閥與爆破片性能比較見表6.3.13。