Patlama diski - Rupture disc

"Burst disk" buraya yönlendirir. İnsan sırt rahatsızlığı için bkz. Spinal disk herniasyonu.
Bir yırtılma diski (patlama)
Bir kırılma diskine etki eden basınç etkisi

Bir kırılma diskiolarak da bilinir basınç emniyet diski, patlama diski, Patlama diskiveya patlama diyafram, tekrar kapanmayan basınç tahliyesi çoğu kullanımda bir güvenlik cihazı basınçlı kap ekipman veya sistem aşırı basınçtan veya potansiyel olarak hasardan vakum koşullar.

Bir kopma diski bir tür kurbanlık kısım çünkü pozitif veya vakumda önceden belirlenmiş bir diferansiyel basınçta başarısız olan tek kullanımlık bir membrana sahiptir. Membran genellikle metalden yapılır,[1] ancak neredeyse her malzeme (veya katmanlardaki farklı malzemeler) belirli bir uygulamaya uyacak şekilde kullanılabilir. Patlama diskleri, sistem basıncındaki artış veya azalmaya anında yanıt verir (çok küçük boyutlarda milisaniye veya mikrosaniye içinde), ancak disk yırtıldığında yeniden kapanmayacaktır. Basınç tahliye vanalarının kullanımına kıyasla kırılma disklerinin uygulanmasının başlıca avantajları arasında sızdırmazlık, maliyet, yanıt süresi, boyut kısıtlamaları ve bakım kolaylığı bulunur.

Patlama diskleri yaygın olarak petrokimya, havacılık, havacılık savunma, tıbbi demiryolu, nükleer, kimyasal, eczacılığa ait, Gıda işleme ve petrol sahası uygulamalar. Tekli koruma cihazları olarak veya geleneksel bir cihaz için ikincil bir emniyet cihazı olarak kullanılabilirler. Emniyet valfi; Basınç artarsa ​​ve emniyet valfi çalışmazsa veya yeterince hızlı bir şekilde basıncı tahliye edemezse, kırılma diski patlayacaktır. Patlama diskleri, genellikle emniyet tahliye valfleri ile birlikte kullanılır, valfleri işlemden izole eder, böylece valf bakımından tasarruf sağlar ve sızdırmaz bir basınç tahliye çözümü oluşturur. Her durumda muhafaza sağlayan kendinden emniyetli bir mekanik tasarım geliştirerek acil durum basınç tahliye cihazlarının kullanımından kaçınmak, daha yüksek ilk maliyetle de olsa, en yüksek güvenilirlik için bazen mümkündür ve tercih edilir.

Cihazlar yaygın olarak disk şeklinde imal edilmelerine rağmen dikdörtgen paneller olarak da üretilmektedir (kırılma panelleri, havalandırma panelleri veya patlama panelleri) ve binaları, kapalı konveyör sistemlerini veya herhangi bir çok geniş alanı tipik olarak bir patlama nedeniyle aşırı basınçtan korumak için kullanılır. Patlama diski boyutları, endüstri uygulamasına bağlı olarak 0,125 inç (3 mm) ila 4 ft (1,2 m) arasında değişir. Patlama diskleri ve havalandırma panelleri, karbon çelik, paslanmaz çelik, hastelloy, grafit ve özel kullanım ortamının gerektirdiği diğer malzemeler.

Patlama diskleri, endüstri genelinde yaygın olarak kabul edilir ve çoğu küresel basınçlı ekipman tasarım kodunda (BENİM GİBİ, PED, vb.). Patlama diskleri, kurulumları özellikle kabul edilemeyecek kadar yüksek basınçlara karşı korumak için kullanılabilir veya yüksek güvenilirlikle başlatmak ve gereken bir dizi eylemi hızlandırmak için tek seferlik valfler veya tetikleme cihazları olarak işlev görecek şekilde tasarlanabilir.

İki disk teknolojisi

Tüm kırılma disklerinde kullanılan iki kopma diski teknolojisi vardır, her ikisi de başarısız olursa uyarılmak üzere bir patlama disk göstergesi ile eşleştirilebilir.[2]: ileri etkili (gerilim yüklü) ve ters burkulma (sıkıştırma). Geleneksel ileri etkili tasarımda, yükler kırılma diskinin içbükey tarafına uygulanır ve kubbeyi çekme kuvvetleri nihai kuvveti aşana kadar gerdirir. çekme gerilmesi malzeme ve disk patlamaları. Düz kırılma diski bir kubbeye sahip değildir, ancak basınç uygulandığında hala gerilim yüklü kuvvetlere maruz kalır ve bu nedenle aynı zamanda ileri etkili disklerdir. Kullanılan ham maddenin kalınlığı ve diskin çapı patlama basıncını belirler. İleri etkili disklerin çoğu,% 80 veya daha düşük işletim oranına sahip sistemlere takılır.[3]

İleri etkili disk tasarımlarındaki sonraki yinelemelerde, üretim sırasında malzemedeki hassas kesim veya lazer skorları, patlama basıncını kontrol etmek için daha fazla değişkene izin vererek malzemeyi hassas bir şekilde zayıflatmak için kullanıldı. Diskleri kırmaya yönelik bu yaklaşım, etkili olsa da, sınırlamalara sahiptir. İleri etkili diskler, disk için önerilen sınırları aşarak diskin işaretlenen patlama basıncından daha düşük bir seviyede patlamasına neden olan basınç döngüsü ve çalışma koşullarının neden olduğu metal yorgunluğuna eğilimlidir. Düşük patlama basınçları da bu disk teknolojisi için bir sorun teşkil eder. Patlama basıncı düştükçe malzeme kalınlığı azalır. Bu, hasara son derece eğilimli ve korozyon nedeniyle iğne deliği sızıntıları oluşturma olasılığı daha yüksek olan son derece ince disklere (kalay folyoya benzer) yol açabilir. Bu diskler günümüzde hala başarıyla kullanılmaktadır ve bazı durumlarda tercih edilmektedir.

Ters burkulma kırılma diskleri, ileri etkili diskin ters çevrilmesidir. Kubbe ters çevrilir ve basınç artık diskin dışbükey tarafına yüklenir. Ters eşik karşılandığında, kubbe çökecek ve ters yönde bir kubbe oluşturacak şekilde geçecektir. Bu olurken, disk, diskin aşağı tarafındaki çentik çizgisi boyunca bulunan bıçak bıçakları veya metal uçlarla açılır. Ters bükülme diskini sıkıştırarak yükleyerek, basınç çevrimine veya titreşimli koşullara direnebilir. Ters burkulma diskinin malzeme kalınlığı, aynı boyut ve patlama basıncına sahip ileri etkili bir diskinkinden önemli ölçüde daha yüksektir. Sonuç, zaman içinde daha uzun ömür, doğruluk ve güvenilirliktir. Ters bükülen disklerin doğru şekilde takılması önemlidir. Baş aşağı monte edilirse, cihaz ileriye doğru hareket eden bir disk görevi görecek ve daha büyük malzeme kalınlığı nedeniyle, işaretlenen patlama basıncından çok daha yüksek bir seviyede patlayacaktır.[4]

Üfleme paneli

Üfleme panelleri, olarak da adlandırılır üfleme panelleri, kasıtlı olarak zayıflatılmış yapıya sahip alanlar, ani aşırı basıncın meydana gelebileceği kapalı alanlarda, binalarda veya araçlarda kullanılır. Öngörülebilir bir şekilde başarısız olarak, aşırı basıncı veya basınç dalgasını, kontrollü, yönlendirilmiş minimum zarara neden olduğu yöne yönlendirirler. yıkımsal hata yapının. Blow-off panelleri, cephane bazılarının bölmeleri tanklar Mürettebatı mühimmat patlaması durumunda korumak için yıkıcı öldürme daha azına ateş gücü öldürmek. Alternatif bir örnek, sıkıştırılmış gaz silindirlerini depolamak için kullanılan bir odadaki kasıtlı olarak zayıflatılmış bir duvardır; bir yangın veya başka bir kaza durumunda, sıkıştırılmış gazda (muhtemelen yanıcı) depolanan muazzam enerji, yapıyı potansiyel olarak çökertmek yerine, "güvenli" bir yöne yönlendirilir. termobarik silah.

Askeri uygulamalar

Üfleme panelleri, aşağıdakiler de dahil olmak üzere birkaç modern M1 Abrams ve geçmişte olası bir çözüm olarak düşünülmüştür. dergi patlamalar savaş gemileri.

Askeri mühimmat deposunda patlayıcıları barındıran bunkerlerin tasarımına patlama panelleri dahildir. Bu tür sığınaklar, tipik olarak dört tarafı beton duvarlar ve toprakla kaplı daha hafif bir malzemeden yapılmış bir çatı ile tasarlanır. Bazı durumlarda bu daha hafif malzeme ahşaptır, ancak metal kaplama da kullanılır. Tasarım öyledir ki, cephane bunkerinde (kilitli dolap olarak da adlandırılır) bir patlama veya yangın meydana gelirse, patlamanın gücü dikey olarak ve diğer yapılardan ve personelden uzağa yönlendirilecektir.

Biyolojideki uygulamalar

Bazı modeller gen tabancası ayrıca bir kırılma diski kullanın, ancak bir güvenlik cihazı olarak kullanmayın. Bunun yerine, işlevleri cihazın normal çalışmasının bir parçasıdır ve bir numuneye partikül uygulamasının hassas basınca dayalı kontrolüne izin verir. Bu cihazlarda, kırılma diski, doku veya hücre kültürüne başarılı partikül entegrasyonu ile ampirik olarak ilişkilendirilmiş olan optimal bir gaz basıncı aralığında başarısız olacak şekilde tasarlanmıştır. Bazı gen tabancası modelleri için farklı disk güçleri mevcut olabilir.

Referanslar

  1. ^ ABD Patenti 2.630.939
  2. ^ "Patlayan Disk Göstergesi". Continental Disc Corporation. HKM. Alındı 15 Temmuz 2020.
  3. ^ Nwaoha, Chikezie. Proses Tesisi Ekipmanı: Çalışma, Kontrol ve Güvenilirlik (İlk baskı). y John Wiley & Sons, Inc. s. 665. doi:10.1002 / 9781118162569.app4.
  4. ^ Hedlund, FH; Selig, RS; Kragh, EK (2016). "Büyük Çelik Tank Arızası Yapıyor ve 30 Metre Yüksekliğe Kadar Roketler - Patlama Diski Yanlış Takılmış". Güvenli Sağlık Çalışması. 7 (2): 130–7. doi:10.1016 / j.shaw.2015.11.004. PMC  4909846. PMID  27340600.

Dış bağlantılar