Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено с диска Rupture )
Перейти к навигации Перейти к поиску
"Burst disc" перенаправляется сюда. Информацию о заболевании спины человека см. В разделе Грыжа межпозвоночного диска .
Разрывная мембрана (разрыв)
Воздействие давления на разрывную мембрану

Разрыв диск , также известный как предохранительное давление диска , лопнули диск , разрывной диск , или лопнуть диафрагмы , не является А сброса давления устройства безопасности , что, в большинстве случаев применения, защищает сосуд давления , оборудование или систему от избыточного давления или потенциально опасного условия вакуума .

Разрывная мембрана - это разновидность расходуемой детали, поскольку она имеет одноразовую мембрану, которая выходит из строя при заданном перепаде давления, положительном или вакуумном. Мембрана обычно изготавливается из металла [1], но почти любой материал (или различные материалы в слоях) может быть использован для конкретного применения. Разрывные диски обеспечивают мгновенный отклик (в пределах миллисекунд или микросекунд в очень маленьких размерах) на увеличение или уменьшение давления в системе, но как только диск разорвался, он не запечатывается повторно. Основные преимущества использования разрывных дисков по сравнению с использованием предохранительных клапанов включают герметичность, стоимость, время срабатывания, ограничения по размеру и простоту обслуживания.

Разрывные диски обычно используются в нефтехимической , аэрокосмической , авиационной , оборонной, медицинской, железнодорожной , ядерной , химической , фармацевтической , пищевой и нефтяной отраслях. Их можно использовать как отдельные защитные устройства или как вторичное предохранительное устройство для обычного предохранительного клапана.; если давление увеличивается и предохранительный клапан не срабатывает или не может достаточно быстро сбросить давление, разрывная мембрана лопнет. Разрывные диски очень часто используются в сочетании с предохранительными клапанами, изолирующими клапаны от процесса, тем самым экономя на обслуживании клапана и создавая герметичное решение для сброса давления. Иногда возможно и предпочтительно для обеспечения максимальной надежности, хотя и при более высоких начальных затратах, избегать использования устройств аварийного сброса давления путем разработки искробезопасной механической конструкции, обеспечивающей герметичность во всех случаях.

Хотя обычно эти устройства изготавливаются в форме дисков, они также производятся в виде прямоугольных панелей ( разрывных панелей , вентиляционных панелей или взрывных панелей ) и используются для защиты зданий, закрытых конвейерных систем или любого очень большого пространства от избыточного давления, обычно связанного с взрывом. Размеры разрывных дисков варьируются от 0,125 дюйма (3 мм) до более 4 футов (1,2 м), в зависимости от промышленного применения. Разрывные диски и вентиляционные панели изготавливаются из углеродистой стали , нержавеющей стали , хастеллоя , графита и других материалов в соответствии с требованиями конкретной среды использования.

Разрывные диски широко применяются в промышленности и указаны в большинстве международных норм проектирования оборудования , работающего под давлением ( ASME , PED и т. Д.). Разрывные диски могут использоваться для специальной защиты установок от неприемлемо высоких давлений или могут быть спроектированы в качестве одноразовых клапанов или пусковых устройств для срабатывания с высокой надежностью и ускорения требуемой последовательности действий.

Две дисковые технологии [ править ]

Во всех разрывных дисках используются две технологии разрывных дисков: прямое действие (нагруженное растяжением) и обратное продольное изгибание (сжатие). Обе технологии могут быть объединены с индикатором разрывной мембраны для визуальной индикации неисправности. [2]

В традиционной конструкции прямого действия нагрузки прикладываются к вогнутой стороне разрывного диска, растягивая купол до тех пор, пока растягивающие силы не превысят предельное растягивающее напряжение материала, и диск разорвется. Плоский разрывной диск не имеет купола, но при приложении давления все еще подвержен действию сил, нагруженных растяжением, и поэтому является диском прямого действия. Толщина используемого сырья и диаметр диска определяют разрывное давление. Большинство дисков прямого действия устанавливаются в системах с коэффициентом полезного действия 80% или ниже. [3]

В более поздних итерациях конструкции дисков прямого действия использовались прецизионные или лазерные царапины в материале во время производства для точного ослабления материала, что позволяло использовать больше переменных для управления давлением разрыва. Такой подход к разрыву дисков, хотя и эффективен, имеет ограничения. Диски прямого действия подвержены усталости металла, вызванной циклическим изменением давления и условиями эксплуатации, которые могут превышать рекомендуемые пределы для диска, что приводит к разрыву диска при более низком давлении разрыва. Низкое разрывное давление также представляет проблему для этой дисковой технологии. По мере снижения давления разрыва толщина материала уменьшается. Это может привести к получению очень тонких дисков (похожих на оловянную фольгу), которые очень склонны к повреждению и имеют более высокую вероятность образования точечных утечек из-за коррозии.Эти диски до сих пор успешно используются и в некоторых ситуациях предпочтительны.

Разрывные диски с обратным продольным изгибом представляют собой инверсию диска прямого действия. Купол перевернут, и давление теперь оказывается на выпуклой стороне диска. Как только порог разворота будет достигнут, купол рухнет и прорвется, образуя купол в противоположном направлении. При этом диск открывается лезвиями ножа или металлическими точками, расположенными вдоль линии надреза на выходной стороне диска. Нагружая диск обратного изгиба при сжатии, он может противостоять циклическому давлению или пульсации. Толщина материала диска обратного изгиба значительно выше, чем у диска прямого действия того же размера и давления разрыва. В результате со временем увеличивается долговечность, точность и надежность. Правильная установка дисков обратного изгиба очень важна. Если установлен в перевернутом виде,устройство будет действовать как диск прямого действия и, из-за большей толщины материала, разорвется при давлении разрыва, намного превышающем отмеченное.[4]

Панель продувки [ править ]

Выдувные панели , также называемые продувочными панелями , участки с преднамеренно ослабленной структурой, используются в ограждениях, зданиях или транспортных средствах, где может возникнуть внезапное избыточное давление. При отказе предсказуемым образом они направляют волну избыточного давления или давления в направлении, где они причиняют контролируемый, направленный минимальный ущерб, вместо того, чтобы вызывать катастрофический отказ конструкции. Обдувные панели используются в отсеках боеприпасов некоторых танков для защиты экипажа в случае взрыва боеприпасов, превращая катастрофическое поражение в поражение с меньшей огневой мощью.. Альтернативный пример - намеренно ослабленная стена в помещении, где хранятся баллоны со сжатым газом; в случае пожара или другой аварии огромная энергия, накопленная в (возможно, воспламеняющемся) сжатом газе, направляется в «безопасное» направление, вместо того, чтобы потенциально разрушать конструкцию аналогично термобарическому оружию .

Военное применение [ править ]

Противовыбросовые панели установлены на нескольких современных танках, в том числе на M1 Abrams , и в прошлом рассматривались как возможное решение от взрывов магазинов на линкорах .

При хранении боеприпасов военного назначения противовыбросовые панели включены в конструкцию бункеров, в которых хранятся взрывчатые вещества. Такие бункеры обычно имеют бетонные стены с четырех сторон и крышу из более легкого материала, засыпанную землей. В некоторых случаях этот более легкий материал представляет собой дерево, хотя также используется металлическое покрытие. Конструкция такова, что если произойдет взрыв или пожар в бункере для боеприпасов (также называемом шкафчиком), сила взрыва будет направлена ​​вертикально и в сторону от других конструкций и персонала.

Приложения в биологии [ править ]

В некоторых моделях генной пушки также используется разрывная мембрана, но не в качестве предохранительного устройства. Вместо этого их функция является частью нормальной работы устройства, позволяя точно контролировать нанесение частиц на образец на основе давления. В этих устройствах разрывная мембрана рассчитана на отказ в оптимальном диапазоне давления газа, который эмпирически связан с успешной интеграцией частиц в ткань или культуру клеток. Для некоторых моделей генных пушек могут быть доступны диски различной прочности.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Патент США 2630939
  2. ^ «Индикатор разрывного диска» . Корпорация Continental Disc . CDC . Дата обращения 15 июля 2020 .
  3. ^ Нваоха, Чикези. Технологическое оборудование: эксплуатация, управление и надежность (Первое изд.). y John Wiley & Sons, Inc. стр. 665. DOI : 10.1002 / 9781118162569.app4 .
  4. ^ Hedlund, FH; Селиг, RS; Краг, ЭК (2016). «Большой стальной резервуар выходит из строя и ракеты достигают высоты 30 метров - разрывная мембрана установлена ​​неправильно» . Saf Health Work . 7 (2): 130–7. DOI : 10.1016 / j.shaw.2015.11.004 . PMC 4909846 . PMID 27340600 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Калькулятор размеров разрывных дисков для расчета требуемой площади разряда простой системы.