爆破片裝置是斷裂型安全泄壓裝置,由爆破片和夾持器兩部分組成。爆破片是在標定爆破壓力及溫度下爆破泄壓的元件,夾持器則是在容器的適當部位裝接夾持爆破片的輔助元件。爆破片是防止壓力設備發(fā)生超壓破壞的重要安全裝置,廣泛應用于化工、石油、輕工、冶金、核電、除塵、消防、航空等工業(yè)部門。
高性能爆破片型式及其工作原理
正拱型爆破片的受力示意按照結(jié)構型式來分類,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。
爆破片的分類:
平板型爆破片:平板型爆破片由塑性金屬或石墨制成,前者因壁薄受載后呈凸形引起拉伸破壞,后者則引趕剪切或彎曲破壞。用于壓力不高及壓力較穩(wěn)定的場合,目前己較少使用。
普通正拱型爆破片:
普通正拱型爆破片由單層塑性金屬材料制成,凹面?zhèn)认蛑橘|(zhì),容器超載后爆破片拉伸破壞。適用于靜載中壓或高壓容器。
開縫正拱型爆破片:開縫正拱型爆破片由兩片曲率相同的普通正拱型爆破片組合而成,凹面倒向著介質(zhì)。與介質(zhì)接觸的一片由耐介質(zhì)腐蝕的金屬或非金屬材料制成,不開縫槽,另一片由金屬材料制成,拱型部分開設若干條穿透的槽隙,槽隙沿徑向分布,兩端為小孔,通過變動槽孔的疏密可調(diào)節(jié)爆破片的爆破壓力。這種爆破片適用于中高壓靜載荷,介質(zhì)有腐蝕性的容器。
反拱型爆破片:反拱型爆破片由單層塑性金屬材料制成,凸面?zhèn)认蛑橘|(zhì),受載后引起失穩(wěn)破壞。失穩(wěn)翻轉(zhuǎn)后被裝設在原凹面的刀具切破或整片脫落彈出。由于其失穩(wěn)爆破壓力對疲勞不敏感,適用于承受脈動載荷的壓力容器。
夾持器的作用:
提供一個與容器安全泄放量相當?shù)慕橘|(zhì)泄放管口;
保證爆破片周邊夾持牢靠、密封嚴密;
與爆破片元件匹配,使之在標定爆破壓力爆破泄壓。
爆破片的使用方法主要有:
替代安全閥作為保護裝置單獨使用;
串聯(lián)安裝在安全閥進口和容器之間;
串聯(lián)安裝于安全閥出口側(cè);
與安全閥串聯(lián)、并聯(lián)組合來改善防護裝置的性能。
爆破片裝置適用于下列場合:
工作介質(zhì)具有粘性或易于結(jié)晶、聚合,容易將安全閥閥瓣與閥座粘住或堵塞安全閥;
由于化學反應或其他原因,器內(nèi)壓力可瞬間急劇上升,用安全閥由于慣性影響不能及時開啟及泄放壓力;
工作介質(zhì)為劇毒氣體或昂貴氣體,用安全閥難免泄漏造成環(huán)境污染或浪費;
氣體排放口小于12nm或大于150mm,要求全量泄放或全量泄放時要求毫無阻礙的場合;
其他不適用安全閥而適用爆破片的場合。