锅炉、与压力容器安全对策(16)
仪器信息网 · 2007-04-26 21:40 · 16952 次点击
(76)剪切型爆破片(Shearingtyperupturedisc)
剪切型爆破片又称切破式爆破片。是指膜片承受压力时周边受剪切而破裂的一种爆破片。这种爆破片的膜片中间较厚,而周边较薄,目的是防止膜片承压时阁下较大的弯曲变形,保持它的周边受较大的剪切载荷而沿边缘破裂。膜片一般是用不锈钢、铜、镍、铝等延性好的材料制造。剪切型爆破片的特点是:全面积排放,阻力小,排量系数大;在相同条件下,膜片较厚,较易于加工制造;膜片的动作压力(爆破压力)受周边条件(夹持边缘的锋利程度等)的影响很大,因而不够稳定;膜片切破后常被整体冲出,易阻塞排气管道。剪切式爆破片是早期广泛使用的一种爆破片,由于上述原因,特别是动作压力不易控制,目前在压力容器中已很少采用。
(77)弯曲型爆破片(Bendingtyperuptupedisc)
弯曲型爆破片,又称碎裂式爆破片,它是利用膜片碎裂而排气的,即当膜片在较高的压力载荷下产生的弯曲应力,达到材料的抗弯强度极限时即碎裂。膜片常用铸铁、硬塑料、石墨等脆性材料制造,为平板型。周边有夹紧式和自由嵌入式两种。弯曲型爆破片的特点是:破裂时无明显的塑性变形,故动作反应最快;膜片比较厚,容易按需要的尺寸制造加工;在动载荷与脉动载荷下膜片不易疲劳;爆破片的动作压力受材料强度及装配误差的影响,波动很大,最不稳定;膜片强度低,常因安装不慎而破裂;膜片破裂后碎片飞出,影响排气管路的畅通。弯曲型爆破片也是用得较早的一种型式。目前,在一些常压或较低压力下操作、而又有发生化学反应爆炸可能的容器中仍在使用。
(78)拉伸型爆破片(Tensiletyperupturedise)
拉伸型爆破片又称正拱型爆破片,是指承压过高时受塑性拉伸而致破裂的膜片。早期的膜片都是平型,承压以后即发生塑性变形而向外凸起,成为球面型。随着压力的增大,膜片的变形不断增加,厚度逐渐减薄,到压力达到一定值后,膜片即被拉断。由于平型膜片在安装使用后随容器的压力波动而不断变形,对它的动作压力产生一定影响,所以近年来制造的膜片都经过液压预拱面凸型。预拱成型压力一般都大于容器的正常操作压力。安装以后,在正常操作压力下,膜片的形状一般不会改变,这样可以使其动作压力较为稳定。拉伸型爆破片的膜片是用延性良好的材料,如不锈钢、镍、铜等箔材制成。拉伸型爆破片的特点是:无碎片飞出,阻力也不大;膜片的动作压力较剪切型和弯曲型都稳定;膜片在较高的拉伸应力长期作用下,寿命较短,尤其是受脉动载荷时。这种膜片还常受成型箔材厚度规格的限制,难以按需要制取任意动作压力的膜片。为了解决这个难题,近年来又在普遍拉伸型爆破片的基础上,发展出一种型孔式拉伸爆破片。它的膜片是在预拱成凸型后再在上面开一圈小孔,膜片凹侧则贴有一层含氟塑料,以保持在正常工作压力下的密封和变形。这种膜片承压时,小孔之间的孔桥材料即产生较大的拉伸应力,并在压力到到规定值后而断裂。调节孔桥间的宽度即可得到任意的动作压力,不受箔材规格的限制。但加工工艺复杂,并要求有较高的精度。
(79)压缩型爆破片(Compressivetyperupturedise)
压缩型爆破片又称失稳型、反拱型爆破片。此种膜片在工作时凸面承受压力,爆破片是在弹性失稳的条件下,膜片翻转而破裂排气的。压缩型爆破片的膜片也是经预拱成型的球面薄片,但安装的方向正好与普通拉伸型相反。在压力作用下,凸形膜片会突然发生失稳,于是整个膜片向外翻转,被装设在其上的刀具切破,或整片脱落弹出。膜片的制造材料与拉伸型的相同。压缩型爆破片的优点是:在几何尺寸一定的情况下,失稳翻转的压力(临界压力)只与比较稳定的材料弹性模数E有关,因此膜片在工作压力下所产生的压缩应力一般小于材料的屈服强度,对疲劳、蠕变不敏感,因而膜片寿命较长;可能通过调整变形的相对高度来调整动作压力,因而膜片的厚度能按箔材的成品规格选用。这种爆破片的缺点是受切破工具等的影响,排量系数较小;对加工组装精度的要求较高,如要求膜片表面无凹凸点,必须紧固良好,无松脱现象。压缩型爆破片是一种很有发展价值的新型爆破片。
(80)爆破帽(Rupturecap)
爆破帽也是一种断裂型的安全泄压装置。由于它的外形似“帽”,故名。爆破帽的样式较多,但基本结构与作用原理是一样的。它的主要元件就是一个一端封闭、中间具有一薄弱断面的厚壁短管,用可拆联接的方式装在容器上。当容器内的压力超过规定,致使它的薄弱断面上的拉伸应力达到材料的强度极限时,爆破帽即从薄弱断面处断裂。气体即可由管孔中排出。为了防止爆破帽断裂后飞出伤人,在它的外面常装有保护装置。爆破帽的特点是结构简单,制造也比较容易,而且爆破压力误差较小,比较易于控制。但它一般只适用于超高压容器,因为这些容器的安全泄压装置不需要有太大的泄放面积。而且爆破压力较高,爆破帽的薄弱断面可以保持有较大的厚度,使它易于加工制造。