爆破片

爆破片装置是断裂型安全泄压装置，由爆破片和夹持器两部分组成。爆破片是在标定爆破压力及温度下爆破泄压的元件，夹持器则是在容器的适当部位装接夹持爆破片的辅助元件。爆破片是防止压力设备发生超压破坏的重要安全装置，广泛应用于化工、石油、轻工、冶金、核电、除尘、消防、航空等工业部门。

爆破片型式及其工作原理

按照结构型式来分类，爆破片主要有三种，即平板型、正拱型和反拱型。平板型爆破片的综合性能较差，主要用于低压和超低压工况，尤其是大型料仓。正拱型和反拱型的应用场合较多。对于传统的正拱型爆破片，其工作原理是利用材料的拉伸强度来控制爆破压力，爆破片的拱出方向与压力作用方向一致。
在使用中发现，所有的正拱型爆破片都存在相同的局限：爆破时，爆破片碎片会进入泄放管道；由于爆破片的中心厚度被有意减弱，易于因疲劳而提前爆破；操作压力不能超过爆破片最小爆破压力的65%。由此导致了反拱型爆破片的出现。这种爆破片利用材料的抗压强度来控制其爆破压力，较之传统的正拱型爆破片，其具有抗疲劳性能优良、爆破时不产生碎片且操作压力可达其最小爆破压力90%以上的优点。细分之下，反拱型爆破片包括反拱刻槽型、反拱腭齿型以及反拱刀架型等。
 
爆破片的分类：

• 平板型爆破片：平板型爆破片由塑性金属或石墨制成，前者因壁薄受载后呈凸形引起拉伸破坏，后者则引赶剪切或弯曲破坏。用于压力不高及压力较稳定的场合，目前己较少使用。
• 普通正拱型爆破片： 
  
  普通正拱型爆破片由单层塑性金属材料制成，凹面侧向着介质，容器超载后爆破片拉伸破坏。适用于静载中压或高压容器。
• 开缝正拱型爆破片： 开缝正拱型爆破片由两片曲率相同的普通正拱型爆破片组合而成，凹面倒向着介质。与介质接触的一片由耐介质腐蚀的金属或非金属材料制成，不开缝槽，另一片由金属材料制成，拱型部分开设若干条穿透的槽隙，槽隙沿径向分布，两端为小孔，通过变动槽孔的疏密可调节爆破片的爆破压力。这种爆破片适用于中高压静载荷，介质有腐蚀性的容器。
• 反拱型爆破片： 反拱型爆破片由单层塑性金属材料制成，凸面侧向着介质，受载后引起失稳破坏。失稳翻转后被装设在原凹面的刀具切破或整片脱落弹出。由于其失稳爆破压力对疲劳不敏感，适用于承受脉动载荷的压力容器。
  
  

夹持器的作用：

• 提供一个与容器安全泄放量相当的介质泄放管口；
• 保证爆破片周边夹持牢靠、密封严密；
• 与爆破片元件匹配，使之在标定爆破压力爆破泄压。

爆破片的使用方法主要有：

• 替代安全阀作为保护装置单独使用；
• 串联安装在安全阀进口和容器之间；
• 串联安装于安全阀出口侧；
• 与安全阀串联、并联组合来改善防护装置的性能。

爆破片装置适用于下列场合：

• 工作介质具有粘性或易于结晶、聚合，容易将安全阀阀瓣与阀座粘住或堵塞安全阀；
• 由于化学反应或其他原因，器内压力可瞬间急剧上升，用安全阀由于惯性影响不能及时开启及泄放压力；
• 工作介质为剧毒气体或昂贵气体，用安全阀难免泄漏造成环境污染或浪费；
• 气体排放口小于12nm或大于150mm，要求全量泄放或全量泄放时要求毫无阻碍的场合；
• 其他不适用安全阀而适用爆破片的场合。
  
  

爆破片的优缺点

爆破片优点：

• 泄压装置的动作与介质的状态无关，因此能适用于工作介质为高粘度的液体，或容易产生结晶的液体，以及粉状物质的压力容器。
• 由于爆破片的泄放面积可以根据工艺要求事先确定，故能达到泄压速度快、泄放量大的情况。它特别适用于由物料化学反应产生或增大压力的反应釜。
• 密封性能可靠，保证绝对不泄漏，所以工作介质为易燃易爆物质或剧毒气体的压力容器，宜采用爆破片。
• 爆破片的材料可以根据腐蚀情况而定，因此能达到耐腐蚀要求。
• 具有结构简单、安装维修方便、价格低廉等优点。

爆破片的缺点：泄压后不能重新闭合，压力容器被迫停止运行，因此不能单独用于系统操作中的压力容器。

爆破片相关技术术语

背压：是指爆破片在爆破或泄放的时候，爆破片装置出口存在的静态压力。如果压力低于大气压，则可以称为真空压力。
背压支撑：是指爆破片装置中用来防止因反向压差造成的爆破片失效的部件。如果系统压力低于大气压，则通常被称为真空支撑。
批次：将相同规格的若干爆破片集中在一批次中使用同一批材料制造,称为一个批次。
爆破片（防爆片）：在设定压力下爆破后不可再闭合的压力泄放装置，在超过压力或真空承受极限时，泄放压力，保护单个装置或整个系统的安全。
爆破片组件（防爆片组件）：为了完成设计要求的功能，而安装在夹持器上的所有部件
爆破片装置（防爆片装置）：由压差控制并具有爆破、泄放作用的不可再闭合的压力泄放装置。其不仅仅是单独的爆破片，还包括适当的爆破片夹持器和其他组件。
爆破片夹持器（防爆片夹持器）：爆破片装置中用来固定爆破片并确保其性能的的部件。
爆破压力：系统压差上升到一定值的时候，爆破片会瞬间打开。打开瞬间的系统压差值即为爆破压力。
涂层：覆盖在爆破片装置部件上的一层金属或非金属物质（非衬里）。
爆破温度：达到爆破压力时的系统温度。
普通型爆破片（正拱型）：当系统增压至超过盘片材质所能承受的拉伸强度（或张力）时，爆破片就会打开。普通型爆破片是平板型或拱形，拱的方向是与爆破压力的方向是一致的，即爆破压力作用在正拱型爆破片的凹面。
泄放量：爆破片打开之后排放流体的能力。
爆破板：爆破板是一种压力泄放装置，当系统内部过度增压而即将导致爆炸时，通过泄放压力来阻止爆炸发生。当系统压力达到"开启压力"p值时，爆破板会瞬间打开泄放压力。
金属薄片：用于制造金属爆破片的金属带或薄片。
自由流通（泄放）面积：排除背压支撑和爆破残留部件对流通面积影响后的等效的最小流通截面积。
IP防护等级：是有关防止外界物体（如粉尘、湿气等）进入到电气设备或系统内部的密封防护等级。
衬里：额外的附在金属爆破片或夹持器上的薄片或薄膜（非涂层）。
制造范围：制造范围是由制造商和用户，根据需求协商确定的一个压力范围。同批次爆破片的平均爆破压力必须在这个压力范围之内。
最大操作压力：是指使爆破片正常工作却又不会造成爆破片过度疲损的系统最大压力。根据爆破片形式的不同，最大操作压力一般是额定爆破压力的50%至100%。通常也被称为操作比。
操作压力（工作压力）：爆破片正常工作时的系统压力。
操作温度（工作温度）：爆破片正常工作时的系统温度。
爆破允差：在相同的爆破温度下，实际爆破压力会有最大值与最小值的区别。爆破允差是指实际爆破压力与标定爆破压力之间的允许的偏差。通常表示为百分比（或psig）。确定了爆破片的形式、型号与爆破压力后，实际爆破压力必须在允差范围内。
泄放压力：在泄放状态下的最大的系统压力。（与爆破压力不同）
泄放温度：在泄放状态下的最高的系统温度。（与爆破温度不同）
反拱型爆破片：拱弯方向与压力作用方向相反的爆破片，即压力作用在爆破片的凸面。
复合爆破片：有2层以上结构的爆破片，其中一层通过孔或缝隙的构造来降低爆破片承受的压力从而起到控制爆破压力的作用。复合型爆破片可以是平板型或拱形的。
设计爆破压力：在设计爆破片性能要求时，在相同的爆破温度下，由客户要求或制造商提供的压力。可以表示为最小或最大值。

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