Обзор знаний о разрывном диске (часть I)
2026-01-27
Конструктивные особенности Устройства разрывного диска
1、Разрывной диск способен удовлетворять требованиям быстрого повышения давления, в то время как предохранительный клапан из-за необходимости преодоления инерции пружины, управляющей открытием тарелки клапана, требует определённого времени для срабатывания.
Как правило, при неконтролируемом развитии химических реакций давление возрастает очень быстро, и в таких случаях в качестве защитного устройства на сосуде применяется именно Устройство разрывного диска.
2、Герметичность надёжна
Для токсичных и легковоспламеняющихся сред рекомендуется использовать Устройство разрывного диска. Между тарелкой и седлом предохранительного клапана неизбежно возникает микро- или малое протекание среды, тогда как разрывной диск обеспечивает полную герметичность до момента срабатывания.
3、Срабатывание защитного устройства не зависит от состояния среды
Наличие небольшого количества твёрдых кристаллов или вязкой жидкости, налипших на разрывной диск, не оказывает влияния на его давление разрыва.
В то же время, если подобные отложения попадают на уплотнительную поверхность «тарелка–седло» предохранительного клапана, это может серьёзно повлиять на давление его открытия.
4、Разрывной диск также обладает следующими преимуществами:
широкий диапазон давления разрыва, температуры срабатывания и площади сброса;
высокая коррозионная стойкость;
высокая точность давления разрыва;
простая конструкция;
удобство монтажа.
5、Недостатки и комбинированное применение
Разрывной диск является одноразовым элементом. После его разрушения до 90 % среды может быть сброшено, что приводит к значительным экономическим потерям.
Поэтому в эксплуатации требуется регулярная замена мембраны. Для уменьшения потерь среды при сбросе допускается комбинированная установка Устройства разрывного диска и предохранительного клапана.
Для предотвращения преждевременного разрушения разрывного диска вследствие незначительной коррозии или усталости материала, что может привести к вынужденной остановке процесса и нарушению установленного интервала замены, оба устройства могут устанавливаться последовательно.
Классификация разрывных дисков
1、Прямокупольный разрывной диск
Купол направлен вверх, как правило, применяется для газообразных сред.
2、Обратнокупольный разрывной диск
Купол направлен вниз, обладает высокой усталостной стойкостью, не требует учёта влияния вакуума, не образует фрагментов и допускает эксплуатацию при давлении до 90 % от давления разрыва.
Такой разрывной диск должен применяться в условиях, где на стороне давления присутствует определённый объём газа, чтобы при потере устойчивости и перевороте мембраны имелось достаточное количество энергии для её полного открытия.
При этом надрезной тип обратнокупольного разрывного диска может использоваться и для жидких сред.
Изготавливается из искусственного кристаллического графита и наиболее подходит для условий с низким давлением разрыва и повышенными требованиями к химической коррозионной стойкости.
4、Комбинированный разрывной диск
Разрабатывается для удовлетворения специальных требований защищаемого оборудования, например:
двусторонний разрывной диск,
комбинированный прямой и обратный купол разрывного диска.
5、Держатель (зажимное устройство)
Предназначен для правильного и надёжного закрепления периферии разрывного диска в проектном положении, обеспечивая достижение расчётного давления разрыва разрывного диска.
Материалы разрывных дисков
1、Принципы выбора материала
- достаточная механическая прочность;
- высокая коррозионная стойкость;
- хорошая термическая стабильность;
- высокая пластичность, однородность материала и стабильность характеристик.
2、Материалы металлических мембран разрывного диска
1、Чистый алюминий
Стоек к воздействию концентрированной азотной кислоты, бикарбоната аммония и др., но не устойчив к щелочам и растворам хлорида натрия.
Обладает хорошими низкотемпературными свойствами, но низкой прочностью и плохой жаростойкостью, поэтому применяется в разрывных дисках малого диаметра, при низком давлении и невысокой температуре.
2、Чистое серебро
Отличается хорошей пластичностью и коррозионной стойкостью, механические и термические свойства лучше, чем у алюминия.
Прочность сопоставима с алюминием и делает его превосходным материалом для разрывных дисков низкого давления.
3、、Чистый никель
Обладает высокой химической стабильностью, устойчив к морской воде, щелочным растворам, большинству неорганических солей и органических кислот.
Имеет высокую прочность, хорошую пластичность и термическую стабильность, подходит для разрывных дисков среднего давления и высоких температур.
4、Аустенитные нержавеющие стали (304, 316, 316L)
Отличаются высокой прочностью и термической стабильностью, широко применяются для разрывных дисков высокого и среднего давления, больших диаметров, а также для вакуумных опорных элементов.
5、Монель-сплав
Обладает отличной стойкостью к кислотам, едким щелочам, а также к коррозии под действием диоксида серы, диоксида углерода и других газов.
Имеет высокую прочность при высоких температурах и хорошую термостабильность, часто используется для разрывных дисков высокого, среднего и повышенного давления, а также для вакуумных опор.
3、Неметаллические материалы мембран разрывного диска
1、Изотропный высококачественный искусственный кристаллический графит, пропитанный смолами и другими веществами, обеспечивающими непроницаемость.
Не чувствителен к температуре, но чувствителен к колебаниям давления, поэтому широко применяется в разрывных дисках среднего и низкого давления.
2、Прочие материалы
Асбестовые плиты и аналогичные материалы, используемые в специальных разрывных дисках.
