Комплексный обзор знаний о разрывном диске (Часть II)
2025-12-03
Материалы для изготовления устройства разрывного диска
Металлические мембраны
1、Чистый алюминий: устойчив к коррозии в среде концентрированной азотной кислоты, бикарбоната аммония и др.; неустойчив к щелочам и растворам хлорида натрия. Обладает хорошими низкотемпературными свойствами, однако имеет низкую прочность и термостойкость, поэтому используется в условиях небольших диаметров, низкого давления и низких температур для изготовления разрывного диска.
2、Серебро: обладает хорошей пластичностью и коррозионной стойкостью; механические и термические свойства лучше, чем у алюминия; прочность сопоставима с алюминием. Является превосходным материалом для низкого давления разрывного диска.
3、Чистый никель: обладает высокой химической стойкостью; устойчив к морской воде, щелочным растворам, большинству неорганических солей и органических кислот. Имеет хорошие прочностные и пластические характеристики, а также термостойкость, поэтому подходит для разрывного диска среднего давления и высоких температур.
4、Аустенитная нержавеющая сталь (304, 316, 316L): обладает высокой прочностью, хорошей термостойкостью и широко используется в условиях высоких температур, высокого и среднего давления, для разрывного диска большого диаметра, а также для вакуумных опорных элементов.
5、Сплав Монель: имеет высокую стойкость к воздействию кислот, едких щелочей, а также газов SO₂ и CO₂. Обладает высокой прочностью при высоких температурах и хорошей термической стабильностью. Применяется для разрывного диска высокого, среднего давления и в условиях высоких температур, а также для вакуумных опорных материалов.
Неметаллические мембраны
1、Непроницаемый, изостатически прессованный искусственный графит, пропитанный смолой и др. Не чувствителен к температуре, но чувствителен к колебаниям давления; используется в разрывном диске среднего и низкого давления.
2、Другие материалы: асбестовые плиты и др.
3、Мембраны с покрытием.
Конфигурации установки разрывного диска
Отдельная установка
Применяется, когда скорость роста давления в сосуде или системе слишком велика для использования предохранительного клапана, либо когда рабочая среда имеет высокую вязкость. Также рекомендуется использовать разрывной диск, если рабочая среда высокотоксична или легко воспламеняется и утечка недопустима.
Комбинированная установка
Обычно представляет собой комбинацию разрывного диска и предохранительного клапана. Цель — сочетать преимущества разрывного диска (антикоррозийная защита, герметичность, быстрое открытие) и предохранительного клапана (частичный сброс, сохранение большей части среды, многократность использования), чтобы достичь высокой экономической эффективности. Комбинации бывают последовательные и параллельные.
- Последовательная комбинация
Обе сбросные системы имеют одинаковое давление срабатывания и одинаковую пропускную способность — одна является основной, другая вспомогательной.
- Устройство разрывного диска расположено между сосудом и предохранительным клапаном.
Проектировщик может рассматривать предохранительный клапан как основное устройство сброса давления, а установка разрывного диска на входе предназначена для защиты от утечки, коррозионной среды или вязких веществ, способных повлиять на работу клапана.
И наоборот — если разрывной диск является основным устройством, предохранительный клапан устанавливается ниже по потоку, чтобы сбрасывать только избыточное давление, сохраняя большую часть среды.
Между разрывным диском и предохранительным клапаном должен устанавливаться байпас, служащий для проверки состояния разрывного диска. На байпасной линии обычно располагают перепускной клапан, манометр, сигнализатор давления и продувочный вентиль. При разрушении разрывного диска не должно образовываться фрагментов, чтобы избежать закупорки трубопровода или нарушения работы клапана.
- Предохранительный клапан размещён между сосудом и устройством разрывного диска.
Разрывной диск предотвращает возникновение обратного давления на выходе клапана и защищает клапан от воздействия коррозионной атмосферы.
Между клапаном и разрывным диском должен быть установлен перепускной клапан (для газов) или дренажное отверстие (для жидкостей), чтобы предотвратить накопление обратного давления из-за микропротечек клапана. Рабочая среда должна быть чистой, без вязких веществ и твёрдых частиц.
- Параллельная комбинация
Разрывной диск и предохранительный клапан подключаются к сосуду независимо друг от друга и сбрасывают давление по отдельности.
Такой тип применяется, когда возможно резкое неконтролируемое повышение давления из-за химической реакции (требуется быстрый сброс через разрывной диск), но в нормальной эксплуатации часто возникают кратковременные скачки давления, которые могли бы повредить разрывной диск. Для защиты разрывного диска от таких скачков используется предохранительный клапан.
В параллельной схеме давление открытия клапана ниже, чем давление разрушения разрывного диска.
