爆破片裝置的類型及應(yīng)用

劉成

徐州八方安全設(shè)備有限公司 江蘇徐州 221000

1 爆破片簡(jiǎn)述

由爆破片、夾具和其他零部件組成的非重封閉式減壓裝置。當(dāng)爆破片兩側(cè)壓差達(dá)到設(shè)定爆破壓差下的預(yù)定值時(shí)，爆破片立即起作用并釋放流體介質(zhì)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，準(zhǔn)確度高，無(wú)泄漏，放電能力強(qiáng)?？稍谡承?、高溫、低溫、腐蝕環(huán)境下可靠工作，是超高壓容器理想的安全裝置[1]。

2 爆破片的類型

根據(jù)破壞形式和材料的不同，爆破片可分為普通拱型爆破片、反拱型爆破片、平板型爆破片和石墨型爆破片。

2.1 正拱形爆破片

爆破片呈拱形，在壓力系統(tǒng)的高壓側(cè)呈凹形，在操作過(guò)程中因張力而破裂。根據(jù)普通拱型爆破片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可分為普通拱型開(kāi)槽爆破片、普通拱型開(kāi)槽爆破片和普通拱型開(kāi)槽爆破片[2]。

普通拱型爆破片是最簡(jiǎn)單的爆破片之一，由一個(gè)金屬圓平片經(jīng)氣壓或液壓預(yù)拱成凸形。因其預(yù)拱成型壓力一般大于其設(shè)備工作壓力，爆破片在安裝后形狀一般不發(fā)生改變，而是處于彈性狀態(tài)。但此結(jié)構(gòu)爆破片如長(zhǎng)期處在高應(yīng)力或低溫下也會(huì)發(fā)生蠕變變形，尤其當(dāng)壓力和（或）溫度有波動(dòng)時(shí)，爆破片的爆破壓力會(huì)提前爆破[3]。正拱普通型爆破片一般適用于中、高壓的氣態(tài)或液壓介質(zhì)，其抗疲勞能力較好，爆破后有碎片不能串聯(lián)安全閥使用且爆破時(shí)可能有火花產(chǎn)生。

正拱開(kāi)縫型爆破片是在正拱普通型爆破片的拱面上加工透縫，并在其介質(zhì)側(cè)加設(shè)一層密封膜，保證在正常工作壓力下的密封和變形。密封膜可以是金屬或非金屬材料。當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)計(jì)爆破壓力時(shí)，沿透縫張開(kāi)，爆破形狀規(guī)則。正拱開(kāi)縫型爆破片一般適用于中、低壓的氣態(tài)或液態(tài)介質(zhì)，最大工作壓力可達(dá)最小爆破壓力的80%，爆破后碎片少。

普通的拱帶槽型爆破片是單層膜片，在凹面或凸面加工十字或環(huán)形減弱槽，超壓時(shí)從減弱槽處拉伸破壞。減弱槽的結(jié)構(gòu)和尺寸是影響爆破壓力的關(guān)鍵因素。正常的拱帶槽爆破片適用于氣體或液體介質(zhì)，一般爆破壓力較高，最大工作壓力可達(dá)到最小爆破壓力的80%，爆破時(shí)不能與安全閥串聯(lián)使用，不能產(chǎn)生火花。

2.2 反拱形爆破片

爆破片在壓力系統(tǒng)的高壓側(cè)呈拱形凸起，反拱形爆破片按結(jié)構(gòu)的不同可分為：反拱帶刀型爆破片、反拱鱷齒型爆破片、反拱帶槽型爆破片、反拱開(kāi)縫型爆破片。

反拱皮帶刀形爆破片為單層膜片，需與帶刀架的配套夾持器一起使用。超壓時(shí)，膜片迅速失穩(wěn)反轉(zhuǎn)，被焊接在夾持器上的刀架劃破并泄放壓力。爆破時(shí)有火花，不能用于易燃易爆的介質(zhì)。

與反拱刀架式爆破片相比，反拱鱷魚(yú)型爆破片適用于較低的爆破壓力。它由單層膜片和鱷齒兩層結(jié)構(gòu)組成，超壓時(shí)，膜片失穩(wěn)反轉(zhuǎn)后靠緊貼在膜片上的鱷齒刺破后泄放。爆破后不能與安全閥串聯(lián)使用碎片，但爆破瞬間可能產(chǎn)生火花，不適用于易燃易爆介質(zhì)。

橫向或環(huán)形削弱槽在隔膜的凹側(cè)處理。在失穩(wěn)和反轉(zhuǎn)后，破裂盤沿弱化槽裂開(kāi)和釋放。爆破后不得與安全閥串聯(lián)使用碎片，爆破過(guò)程中不得產(chǎn)生火花。

反拱開(kāi)縫型爆破片是由壓力敏感元件強(qiáng)度膜和密封膜組成，強(qiáng)度膜失穩(wěn)使組合膜片整體反轉(zhuǎn)，密封膜被強(qiáng)度膜上的齒狀結(jié)構(gòu)刺破后泄放壓力。爆破后沒(méi)有碎片，可以和安全閥串聯(lián)使用，爆破時(shí)沒(méi)有火花，適用于壓力較低的工況。

反拱形爆破片抗疲勞性能好，可用于有脈動(dòng)壓力場(chǎng)合，最大工作壓力可達(dá)最小爆破壓力的90%，承受背壓能力好，無(wú)需托架也可承受全真空，適用于氣態(tài)或氣液混合介質(zhì)。

2.3 平板形爆破片

爆破片呈平板形，動(dòng)作時(shí)因拉伸、剪切或彎曲而破裂，按結(jié)構(gòu)的不同可以分為：平板普通型爆破片、平板開(kāi)縫型爆破片、平板帶槽型爆破片。

上述三種類型爆破片在結(jié)構(gòu)上與正拱形一樣，區(qū)別在于平板形爆破片沒(méi)有預(yù)拱成型。與正拱形爆破片相比，平板形爆破片可以用于更低的壓力工況及可以做更大的尺寸，但平板形爆破片抗疲勞性能較差。

2.4 石墨爆破片

石墨爆破片由石墨、浸漬石墨、柔性石墨或復(fù)合石墨等以石墨為基體的材料制成，動(dòng)作時(shí)因剪切或彎曲而破裂。石墨爆破片耐腐蝕性能好，適用于各種腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)，熱穩(wěn)定性好，最高使用溫度可達(dá)200℃，爆破片后有碎片不能串聯(lián)安全閥。

3 爆破片的應(yīng)用

3.1 爆破片單獨(dú)應(yīng)用

爆破片單獨(dú)作為超壓減壓裝置，用于滿足下列條件之一的受保護(hù)壓力設(shè)備：①容器內(nèi)壓力迅速增加，安全閥沒(méi)有時(shí)間作出反應(yīng)；②設(shè)計(jì)不允許容器內(nèi)介質(zhì)有任何微量泄漏；③容器內(nèi)介質(zhì)產(chǎn)生的沉積物或粘性膠狀物可能導(dǎo)致安全閥失效；④由于低溫的影響，安全閥不能正常工作；⑤由于減壓面積大或高（低）減壓等原因，安全閥不適用。

3.2 爆破片與安全閥組合應(yīng)用

爆破片應(yīng)根據(jù)下列條件之一串聯(lián)到安全閥的進(jìn)口側(cè)：①為了避免大量技術(shù)材料或含有介質(zhì)的爆破片丟失；②不能直接使用安全閥；③在便攜式壓力容器中輸送高度危險(xiǎn)或腐蝕性介質(zhì)。

符合下列情況之一的被保護(hù)承壓設(shè)備，爆破片應(yīng)與安全閥并聯(lián)使用：①防止在異常工況下壓力迅速升高的；②作為輔助安全減壓裝置，在可能發(fā)生火警或接近意外的外部熱源時(shí)，應(yīng)考慮是否需要增加減壓面積。

3.3 雙爆破片應(yīng)用

①根據(jù)工藝條件，建議在下列情況下使用雙爆破片：②高腐蝕介質(zhì)；③工作條件下頻繁的壓力波動(dòng)，以抵抗變背壓[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

爆破片作為安全設(shè)備附件，在生產(chǎn)生活中發(fā)揮著重要的作用。它已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于化工、石油化工、煉油、制藥、食品、冶金、航空航天等諸多工業(yè)領(lǐng)域。隨著爆破片技術(shù)的進(jìn)步及應(yīng)用范圍的擴(kuò)展，越來(lái)越多的工作者投身于此領(lǐng)域。在本文當(dāng)中，主要對(duì)爆破片類型、特點(diǎn)及應(yīng)用情況進(jìn)行了簡(jiǎn)述，希望能給相關(guān)人員帶來(lái)些許幫助。