爆破膜第四組

1、 最后一道防線爆破膜 第四組 組長(zhǎng)：陳彬彬 組員：陳彬彬 劉吉強(qiáng) 胡哲 樂(lè)界虎 劉翠 一、安全閥 1）定義：進(jìn)口蒸汽或氣體側(cè)介質(zhì)靜壓超過(guò)其起座壓力整定值時(shí)能突然全開(kāi)的自動(dòng)泄壓閥門(mén)。是鍋爐及壓力容器防止超壓的重要安全部件。 安全閥是一種安全保護(hù)用閥，它的啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高，超過(guò)規(guī)定值時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，通過(guò)向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來(lái)防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值。安全閥屬于自動(dòng)閥類，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過(guò)規(guī)定值，對(duì)人身安全和設(shè)備運(yùn)行起重要保護(hù)作用。2）作用 安全閥在系統(tǒng)中起安全保護(hù)作用。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，安全閥打開(kāi)，將系統(tǒng)中的一部分氣

2、體/流體排入大氣/管道外，使系統(tǒng)壓力不超過(guò)允許值，從而保證系統(tǒng)不因壓力過(guò)高而發(fā)生事故。 密封全銅安全閥。3）分類 安全閥結(jié)構(gòu)主要有兩大類：彈簧式和杠桿式。彈簧式是指閥瓣與閥座的密封靠彈簧的作用力。杠桿式是靠杠桿和重錘的作用力。隨著大容量的需要，又有一種脈沖式安全閥，也稱為先導(dǎo)式安全閥，由主安全閥和輔助閥組成。當(dāng)管道內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定壓力值時(shí)，輔助閥先開(kāi)啟，介質(zhì)沿著導(dǎo)管進(jìn)入主安全閥，并將主安全閥打開(kāi)，使增高的介質(zhì)壓力降低。 此外，隨著使用要求的不同，有封閉式和不封閉式。封閉式即排出的介質(zhì)不外泄，全部沿著規(guī)定的出口排出，一般用于有毒和有腐蝕性的介質(zhì)。不封閉式一般用于無(wú)毒或無(wú)腐蝕性的介質(zhì)。按結(jié)構(gòu)及加

3、載機(jī)構(gòu)分類 安全閥結(jié)構(gòu)圖按其整體結(jié)構(gòu)及加載機(jī)構(gòu)的不同可以分為重錘杠桿式、彈簧式和脈沖式三種。 1.重錘杠桿式安全閥重錘杠桿式安全閥是利用重錘和杠桿來(lái)平衡作用在閥瓣上的力。根據(jù)杠桿原理，它可以使用質(zhì)量較小的重錘通過(guò)杠桿的增大作用獲得較大的作用力，并通過(guò)移動(dòng)重錘的位置(或變換重錘的質(zhì)量)來(lái)調(diào)整安全閥的開(kāi)啟壓力。重錘杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整容易而又比較準(zhǔn)確，所加的載荷不會(huì)因閥瓣的升高而有較大的增加，適用于溫度較高的場(chǎng)合，過(guò)去用得比較普遍，特別是用在鍋爐和溫度較高的壓力容器上。但重錘杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)比較笨重，加載機(jī)構(gòu)容易振動(dòng)，并常因振動(dòng)而產(chǎn)生泄漏；其回座壓力較低，開(kāi)啟后不易關(guān)閉及保持嚴(yán)密。2.彈簧微

4、啟式安全閥彈簧微啟式安全閥是利用壓縮彈簧的力來(lái)平衡作用在閥瓣上的力。螺旋圈形彈簧的壓縮量可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)它 彈簧微啟式安全閥上面的調(diào)整螺母來(lái)調(diào)節(jié)，利用這種結(jié)構(gòu)就可以根據(jù)需要校正安全閥的開(kāi)啟(整定)壓力。彈簧微啟式安全閥結(jié)構(gòu)輕便緊湊，靈敏度也比較高，安裝位置不受限制，而且因?yàn)閷?duì)振動(dòng)的敏感性小，所以可用于移動(dòng)式的壓力容器上。這種安全閥的缺點(diǎn)是所加的載荷會(huì)隨著閥的開(kāi)啟而發(fā)生變化，即隨著閥瓣的升高，彈簧的壓縮量增大，作用在閥瓣上的力也跟著增加。這對(duì)安全閥的迅速開(kāi)啟是不利的。另外，閥上的彈簧會(huì)由于長(zhǎng)期受高溫的影響而使彈力減小。用于溫度較高的容器上時(shí)，常常要考慮彈簧的隔熱或散熱問(wèn)題，從而使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜起來(lái)。3

5、.脈沖式安全閥脈沖式安全閥由主閥和輔閥構(gòu)成，通過(guò)輔閥的脈沖作用帶動(dòng)主閥動(dòng)作、其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常只適用于安全泄放量很大的鍋爐和壓力容器。上述三種形式的安全閥中，用得比較普遍的是彈簧式安全閥。按介質(zhì)排放方式分類按照介質(zhì)排放方式的不同， 安全閥又可以分為全封閉式、半封閉式和開(kāi)放式等三種。1.全封閉安全閥全封閉式安全閥排氣時(shí)，氣體全部通過(guò)排氣管排放，介質(zhì)不能間外泄漏，主要用于介質(zhì)為有毒。易燃?xì)怏w的容器。2.半封閉式安全閥半封閉式安全閥所排出的氣體一部分通過(guò)排氣管，也有一部分從閥蓋與閥桿間的間隙中漏出，多用于介質(zhì)為不會(huì)污染環(huán)境的氣體的容器。3.開(kāi)放式安全閥開(kāi)放式安全閥的閥蓋是敞開(kāi)的，使彈簧腔室與大氣相通，

6、這樣有利于降低彈簧的溫度，主要適用于介質(zhì)為蒸汽，以及對(duì)大氣不產(chǎn)生污染的高溫氣體的容器。按閥瓣開(kāi)啟大小分類按照閥瓣開(kāi)啟的最大高度與安全閥流道直徑之比來(lái)劃分，安全閥又可分為彈簧微啟封閉高壓式安全閥和彈簧全啟式安全閥兩種。1.彈簧微啟封閉式高壓安全閥微啟式安全閥的開(kāi)啟高度小于流道直徑的1/4，通常為流道直徑的1/40一1/20。微啟式安全閥的動(dòng)作過(guò)程是比例作用式的，主要用于液體場(chǎng)合，有時(shí)也用于排放量很小的氣體場(chǎng)合。2.彈簧全啟式安全閥全啟式安全閥的開(kāi)啟高度大于或等于流道直徑的1/4。全啟式安全閥的排放面積是閥座喉部最小截面積。其動(dòng)作過(guò)程是屬于兩段作用式，必須借助于一個(gè)升力機(jī)構(gòu)才能達(dá)到全開(kāi)啟，全啟式安

7、全閥主要用于氣體介質(zhì)的場(chǎng)合。3.中啟式安全閥開(kāi)啟高度介于微啟式與全啟式之間。即可以做成兩段作用，也可以做成比例作用式。按作用原理分類按作用原理分類，可以分為直接作用式安全閥和非直接作用式安全閥。1.直接作用式安全閥直接作用式安全閥是在工作介質(zhì)的直接作用下開(kāi)啟的，即依靠工作介質(zhì)壓力的作用克服加載機(jī)構(gòu)加于閥瓣安全閥(13張)的機(jī)械載荷，使閥門(mén)開(kāi)啟。這種安全閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作迅速，可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。但因?yàn)橐揽拷Y(jié)構(gòu)加載，其載荷大小受到限制，不能用于高壓、大口徑的場(chǎng)合。2.非直接作用式安全閥這類安全閥可以分為先導(dǎo)式安全閥、帶動(dòng)力輔助裝置的安全閥。先導(dǎo)式安全閥是依靠從導(dǎo)閥排出的介質(zhì)來(lái)驅(qū)動(dòng)或控制的。而導(dǎo)閥本

8、身是一個(gè)直接作用式安全閥，有時(shí)也采用其他形式的閥門(mén)。先導(dǎo)式安全閥適用于高壓、大口徑的場(chǎng)合。先導(dǎo)式安全閥的主閥還可以設(shè)計(jì)成依靠工作介質(zhì)來(lái)密封的形式，或者可以對(duì)閥瓣施加比直接作用式安全閥大得多的機(jī)械載荷，因而具有良好的密封性能。同時(shí)，它的動(dòng)作很少受背壓的影響。這種安全閥的缺點(diǎn)在于它的可靠性同主閥和導(dǎo)閥有關(guān)，動(dòng)作不如直接作用式安全閥那樣迅速、可靠，而且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。帶動(dòng)力輔助裝置的安全閥是借助于一個(gè)動(dòng)力輔助裝置，在低于正常開(kāi)啟壓力的情況下強(qiáng)制安全閥開(kāi)啟。這種安全閥適用于開(kāi)啟壓力很接近于工作壓力的場(chǎng)合，或需定期開(kāi)啟安全閥以進(jìn)行檢查或吹除粘著、凍結(jié)的介質(zhì)的場(chǎng)合。同時(shí)，也提供了一種在緊急情況下強(qiáng)制開(kāi)啟安全閥

9、的手段。按壓力調(diào)節(jié)分類按壓力是否能調(diào)節(jié)分類，可分為固定不可調(diào)安全閥和可調(diào)安全閥1.固定不可調(diào)安全閥壓力值出廠已設(shè)定好，使用時(shí)不能變動(dòng)，常用在中央空調(diào)空調(diào)、鍋爐壁掛爐、太陽(yáng)能等系統(tǒng)，如S10系列安全閥。2.可調(diào)安全閥起跳壓力可隨用戶的不同需求在一定范圍能任意設(shè)置，常用于系統(tǒng)保護(hù)壓力需經(jīng)常變動(dòng)的場(chǎng)合，如S10系列安全閥，但價(jià)格一般也比較高。 安全閥按工作溫度分類1.常溫安全閥一般是只安裝在暖通、空調(diào)或者水系統(tǒng)上的耐溫110的安全閥，如0480安全閥。2.高溫安全閥是指專門(mén)用在太陽(yáng)能系統(tǒng)和模溫機(jī)系統(tǒng)的耐溫180的安全閥，如1831系列安全閥安裝設(shè)置安全閥時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）容器內(nèi)有氣、液兩相物

10、料時(shí)安全閥應(yīng)裝在氣相部分。（2）安全閥用于泄放可燃液體時(shí)，安全閥的出口應(yīng)與事故貯罐相連。當(dāng)泄放的物料是高溫可燃物時(shí)，其接收容器應(yīng)有相應(yīng)的防護(hù)設(shè)施。（3）一般安全閥可就地放空，放空口應(yīng)高出操作人員1米（m）以上且不應(yīng)朝向15米（m）以內(nèi)的明火地點(diǎn)、散發(fā)火花地點(diǎn)及高溫設(shè)備。室內(nèi)設(shè)備、容器的安全閥放空口應(yīng)引出房頂，并高出房頂2米（m）以上。（4）當(dāng)安全閥入口有隔斷閥時(shí)，隔斷閥應(yīng)處于常開(kāi)狀態(tài)，并要加以鉛封，以免出錯(cuò)。安裝維護(hù)1、安全閥要有防止重錘自行移動(dòng)的裝置和限制杠桿越軌的導(dǎo)架，彈簧式安全閥要有提升手把和防止隨便擰動(dòng)調(diào)整螺釘?shù)难b置。2、它應(yīng)垂直安裝在鍋商、集箱的最高位置。在安全閥和鍋筒或集箱之間，不

11、得裝有取用蒸汽的出口管和閥門(mén)。3、安全閥與鍋爐的連接管，其截面積應(yīng)不小于安全閥的進(jìn)口截面積。如果幾個(gè)安全閥共同裝設(shè)在一根與鍋筒直接相連的短管上，短管的通路截面積應(yīng)不步于所有安全閥排汽面積的1.25倍。4、對(duì)于額定蒸汽壓力小于或等于3.82MPa的鍋爐，安全閥喉徑不應(yīng)小于25mm；對(duì)于額定蒸汽壓力大于3.82MPa的鍋爐，安全閥喉徑不應(yīng)小于20mm。5、安全閥一般應(yīng)裝設(shè)排汽管，排汽管應(yīng)直通安全地點(diǎn)，并有足夠的截面積，保證排汽暢通。安全閥排氣管底部應(yīng)裝腔作勢(shì)有接到安全地點(diǎn)的疏水管，在排氣管和疏水管上都不允許裝設(shè)閥門(mén)。6、壓力容器的安全閥最好直接裝在壓力容器本體的最高位置上。液化氣體貯罐的安全閥必須

12、裝設(shè)在氣相部位。一般可用短管與容器連接，則此安全閥短管的直徑應(yīng)不小于安全閥的閥徑。7、安全閥與容器之間一般不得裝設(shè)閥門(mén)，對(duì)易燃易爆或黏性介質(zhì)的容器，為了安全閥的清洗或更換方便，可裝設(shè)截止閥，該截止閥在正常操作時(shí)必須全開(kāi)并加鉛封，避免亂動(dòng)。8、額定蒸發(fā)量大于0.5t/h的鍋爐，至少裝設(shè)兩個(gè)安全閥；額定蒸發(fā)量小于或等于0.5t/h的鍋爐，至少裝一個(gè)安全閥。可分式省煤器出口處、蒸汽過(guò)熱器出口處都必須裝設(shè)安全閥。9、對(duì)易燃易爆或有毒介質(zhì)的壓力容器，安全閥排出的介質(zhì)必須有安全裝置和回收系統(tǒng)。杠桿式安全閥的安裝必須保持鉛垂位置，彈簧安全閥也最好垂直安裝，以免影響其動(dòng)作。安裝時(shí)還應(yīng)注意配合、零件的同軸度和應(yīng)

13、使各個(gè)螺栓均勻受力。10、安全閥的出口應(yīng)無(wú)阻力，避免背壓現(xiàn)象，若裝設(shè)排泄管，其內(nèi)徑應(yīng)大于安全閥的出口通徑，安全閥排除口應(yīng)注意防凍，對(duì)盛裝易燃或有毒、劇毒介質(zhì)的容器，排泄管應(yīng)直通室外安全地點(diǎn)或有進(jìn)行妥善處理的設(shè)施，排泄管不準(zhǔn)裝設(shè)任何閥門(mén)。11、新裝安全閥應(yīng)附有產(chǎn)品合格證，安裝前要進(jìn)行復(fù)校，加以鉛封并出具安全閥校驗(yàn)。12、承壓設(shè)備與安全閥之間不得裝有任何閥門(mén)，對(duì)盛易燃、易爆、有毒或粘性介質(zhì)的容器，為便于更換、清洗，可裝截止閥，其結(jié)構(gòu)和通徑尺寸不應(yīng)妨礙安全閥的正常運(yùn)行。正常運(yùn)行時(shí)，截止閥必須全開(kāi)并加鉛封。安全閥屬于自動(dòng)閥類，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過(guò)規(guī)定值，對(duì)人身安全和設(shè)備運(yùn)行起

14、重要保護(hù)作用。二、爆破膜1）定義： 爆破膜是裝在壓力容器上部以防止容器爆炸的金屬薄膜，是一種安全裝置。又稱防爆片或爆破片。 當(dāng)容器內(nèi)壓力超過(guò)一定限度時(shí)，薄膜先被沖破，因而可以降低容器內(nèi)的壓力，避免爆炸。在壓力容器中應(yīng)用極廣。 2）關(guān)于爆破膜 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏可靠、經(jīng)濟(jì)、幾乎無(wú)泄漏，反應(yīng)時(shí)間迅速、動(dòng)作時(shí)間短、爆漏、泄放能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 能夠在粘稠、高溫、低溫、腐蝕的環(huán)境下可靠地工作，還是超高壓容器的理 想安全裝置。 主要由爆破片、夾持器、真空托架等零件裝配而成。3）爆破膜常用材料的性能及特點(diǎn) 由于安裝爆破膜的化工設(shè)備或容器，往往在高溫、高壓長(zhǎng)期連續(xù)工作或有脈動(dòng)用循環(huán)壓力作用的情況下工作，再或者是與

15、爆破膜接觸的介質(zhì)有強(qiáng)腐蝕性，這就需要在選用爆破膜的時(shí)候要充分考慮材料本身的一些力學(xué)特征，不僅要求爆破膜合理的力學(xué)結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確的參數(shù)以及較高的抗疲勞特性，還要求爆破膜有很好的耐腐蝕性、抗高溫蠕變、長(zhǎng)時(shí)間組織穩(wěn)定性以及機(jī)械加工特性?，F(xiàn)在的制造材料既有金屬材料又有非金屬材料，有些設(shè)計(jì)者和使用者對(duì)材料的性能不了解就和導(dǎo)致很大的盲目性。 只有明確了各種材料的使用特點(diǎn)和使用條件，設(shè)計(jì)和使用人員才能在應(yīng)用中選擇合理的爆破膜，從而降低危險(xiǎn)系數(shù)。4）爆破膜的結(jié)構(gòu)形式及其特點(diǎn) 爆破膜的結(jié)構(gòu)形式相對(duì)來(lái)說(shuō)比較多，若按照材質(zhì)可以分成金屬爆破膜和非金屬爆破膜兩大類。若按爆破膜的形式來(lái)分，則可分為：正拱型爆破膜、開(kāi)縫正拱型爆

16、破膜、平板型爆破膜、反拱型爆破膜以及石墨爆破膜五種不同的基本類型。 1、正拱型和開(kāi)縫正拱型金屬爆破膜：該類爆破膜主要由延性金屬加工制成。其共同特點(diǎn)是凸起面均朝向泄壓一側(cè)，按其結(jié)構(gòu)型式又可分為正供普通型爆破膜、正供刻槽型爆破膜和開(kāi)縫正拱型爆破膜幾種類型。 正拱普通型爆破膜適合于通徑為300mm以下的各種中壓、高壓及超高壓的氣、液介質(zhì)；最高工作壓力為爆破壓力的70%但爆破有碎片，其后不宜串接安全閥。 正拱刻槽型爆破膜適合于通徑為10300mm的中、高壓的氣、液介質(zhì)；最高工作壓力為爆破壓力的80%，且無(wú)碎片。以上兩種型式均有夾持器與其匹配。 開(kāi)縫正拱型爆破膜適合于通徑為800mm以下的各種中低壓的氣

17、、液介質(zhì)，最高工作壓力為爆破壓力的80%，也有夾持器與其匹配。 2、反拱型金屬爆破膜：其共同特點(diǎn)是凹面朝向泄壓一側(cè)，當(dāng)系統(tǒng)超壓時(shí)，爆破膜首先失穩(wěn)反轉(zhuǎn)，破壞形式可由可由刀刃將爆破膜切破、自破或脫落泄壓三種。其型式又可分為反供刀架型、反供腭齒型及反供刻槽型三種類型。 反拱型爆破膜的優(yōu)點(diǎn)為；1)剛性好，能夠承受背壓，但相同規(guī)格相同爆破壓力條件下，反拱型比正拱普通型爆破膜厚很多，特別適合中、低壓的氣態(tài)的工作狀況。2）抗疲勞性能好，反拱型爆破膜工作時(shí)只受壓力作用，不受拉力，失穩(wěn)前幾乎沒(méi)有永久變形，不僅工作壓力高達(dá)爆破壓力的90%，而且可以承受交變循環(huán)應(yīng)力，其壽命比正供型金屬爆破膜高10倍以上。3、 石墨

18、爆破膜：一種可以同時(shí)承受拉伸與剪切力作用的非金屬爆破膜。由于其非金屬特性以及石墨本身材料結(jié)構(gòu)特性，適合于強(qiáng)度低、小口徑、低壓力、強(qiáng)腐蝕系統(tǒng)的安全泄壓裝置。因此在化工行業(yè)等有強(qiáng)腐蝕的行業(yè)有著較為廣泛的應(yīng)用。石墨爆破膜正拱普通型爆破片正拱開(kāi)縫型爆破片平板型爆破片反拱鱷齒型爆破片反拱叉型帶刀爆破片反拱型爆破膜5、爆破膜的選用 在下列工況時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用爆破膜：存在爆炸及異常反應(yīng)而使壓力瞬間急劇上升的場(chǎng)合；當(dāng)泄放介質(zhì)為粉料、粘狀、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)時(shí)，由于其特殊的介質(zhì)性質(zhì)，若使用安全閥其制造價(jià)格很高；介質(zhì)為貴重或有劇毒，在工作過(guò)程中不允許有任何泄漏的場(chǎng)合；工作壓力很高或很低時(shí)，由于安全閥的制造比較困難，可以首選爆破膜。但由于爆破膜材料的蠕變性，以及其更換過(guò)程比較復(fù)雜，爆破膜不適用于溫度波動(dòng)較大或經(jīng)常超壓的場(chǎng)合。 在爆破膜選用方面，首先應(yīng)當(dāng)根據(jù)工藝介質(zhì)的特性、工藝條件及載荷方式等方面因素，來(lái)正確的選型。 在介質(zhì)方面，首先要考慮所使用的介質(zhì)對(duì)膜片材料有沒(méi)有腐蝕性。（在腐蝕性極強(qiáng)的環(huán)境中，盡可能使用石墨爆破膜。） 在介質(zhì)溫度方面，考慮到介質(zhì)溫度及膜片金屬在高溫下所產(chǎn)生的蠕動(dòng)，有可能使膜片在低于爆破壓力時(shí)便會(huì)破裂，所選用爆破膜的最高許用溫度，應(yīng)不低于實(shí)際使用溫度的金屬材料制造的膜片。 在系統(tǒng)壓力方面，當(dāng)系統(tǒng)為脈動(dòng)壓力或循環(huán)壓力時(shí)，考慮到交變力對(duì)正供型爆破膜產(chǎn)生的疲勞破壞