二、爆破片
爆破片又叫防爆膜、防爆片,一般装设在不适宜于装设安全阀的压力容器或管道上。它的作用是当容器内发生超压达到设定压力时,排出设备内气体或粉尘爆炸时产生的压力,以防容器或设备爆裂扩大爆炸事故。它的构成主要是一薄形膜片,此膜片可以是金属、非金属和塑性材料。
(一)爆破片的应用范围
(1)存在爆燃或异常反应使压力瞬间急剧上升的场合。这种场合弹簧式安全阀由于惯性而不相适应,而爆破片的动作速度要比安全阀快得多。
(2)不允许介质有任何泄漏的场合,因为各种安全阀一般总有微量的泄漏。
(3)运行中能产生大量沉淀或黏附物,妨碍安全阀正常动作的场合。
(4)工作介质有腐蚀性或有结晶和聚合物料的设备,可用爆破片保护安全阀免受腐蚀作用和提高安全阀在结晶和聚合物质中的工作性能。
(5)气体排放口径<12mm或>150mm,且要求全量泄放或全量泄放时毫无阻碍的场合。
(二)爆破片的种类及结构
工业中使用的爆破片类型很多,构造多异,根据其破裂特性可分为断裂型、碎裂型、剪切型、逆动型(反拱型)等。
1.断裂型爆破片
这种爆破片结构最简单,用得最广泛,它是由膜片、夹持圈和挡片组成,并装于连接法兰之间,有平板式和预拱式两种。如图1.14所示。
图1.14 断裂型爆破片
由于考虑到膜片受到压力作用后,会产生很大的塑性变形,所以在制造膜片时,先对膜片施以约等于断裂压力90%的压力,使之凸起,使材料的塑变量几乎达到极限,因而增大了膜片的速动性。
断裂型膜片通常是用塑性金属薄板,如铝、镍、不锈钢、黄铜、铜、钛等制成。也有非金属膜片的,如聚乙烯薄膜、纸板、石棉橡胶板、石棉板等。
2.逆动型爆破片
逆动型爆破片同断裂型膜片的主要区别是膜片的凸面是朝向高压侧,当设备内部超压时,球面失去稳定性并迅速向外翻鼓。这种膜片适用于不变载荷或交变载荷的保护。
3.碎裂型爆破片
这种膜片是用诸如铸铁、石墨、硬橡胶、聚氯乙烯、玻璃等脆性材料制作。膜片在爆破前不发生明显的塑性变形,惯性最小。
(三)爆破片的特点
(1)结构简单,动作迅速。
(2)在爆破前能完全保证设备的密封性,无泄漏,能适应黏稠介质,且排放量比同口径安全阀大。
(3)膜片一旦爆破后,不可重复使用。
(4)爆破后,设备一直处于敞开状态,介质大量外泄,造成生产过程中断,不能保证连续生产的进行。
(四)爆破片与安全阀的组合
安全阀具有动作后恢复的优点,但不能安全密封,不适合黏稠物料。防爆片则有排放量大、密封性好的特点,但破裂后不能恢复。因此,在一些特殊的场合,将两者组合起来使用,可以充分发挥它们各自的优点。
1.串联组合安装
安全阀入口处装设爆破片。这种安装方法适用于密封和耐腐蚀要求高以及黏污介质,爆破片对安全阀起保护作用,安全阀也可使容器暂时继续运行。但要求必须保证膜片破裂后不妨碍安全阀的动作。
安全阀出口处装设爆破片。这种方式适应于介质是昂贵的气体或剧毒气体,且比较洁净、无黏性物质。此处的安全阀应是一种特殊设计的安全阀,即不管阀与膜片之间存在压力与否,当容器内压力升至安全阀开启压力值时就能动作排气。
2.并联组合安装
这种安装方式爆破片的设计爆破压力应稍高于安全阀的开启压力,是将安全阀作为一级泄放装置,当因物理原因超压时,由安全阀排放;而爆破片为二级泄放装置,当因化学反应原因急剧超压时,由爆破片与安全阀共同排放。这种结构适用于保护露天装置或半敞开式厂房内的设备,当设备爆炸压力升高、爆破片破裂,等爆炸气体泄放之后,安全阀可立即关闭,以免继续外泄或空气进入造成危险。