Disc de rupere

Reprezentarea unui disc de ruptură explodat

Discul de rupere este un dispozitiv de siguranță montat pe vase sub presiune care are scopul de a preveni explozia sau deteriorarea acestora datorită creșterii diferenței de presiune între interiorul și exteriorul vasului într-un timp relativ scurt.

Această diferență de presiune poate fi cauzată, de exemplu, de o reacție exotermă necontrolată .

Operațiune

Diagrama de funcționare a unui disc de rupere

Discul de rupere constă dintr-o membrană metalică subțire care cedează (explodează) la o diferență de presiune apropiată de diferența de presiune admisibilă pentru vas. În acest fel, diferența de presiune între exteriorul și interiorul recipientului scade, care este, prin urmare, păstrat.

Explozia discului de rupere este o măsură drastică (de fapt există eliberarea substanțelor conținute în recipient spre exterior) care este luată în considerare pentru a evita consecințe mai grave; de fapt, o explozie a containerului este mult mai violentă decât explozia discului de rupere și eliberarea substanțelor are loc la viteze mai mari.

Discul de rupere este poziționat între două flanșe conectate la vas. ^[1]

Tipuri de construcții

Discul de rupere poate fi: ^[1]

podea
concav
flambaj invers .

Dimensionare

În cazul fluxului sonic, următoarea relație poate fi exploatată pentru dimensionarea discului de rupere: ^[1]

\left({\frac {p_{r}}{p_{a}}}\right)_{c}=\left({\frac {k+1}{2}}\right)^{\frac {k}{k-1}}

{\ displaystyle \ left ({\ frac {p_ {r}} {p_ {a}}} \ right) _ {c} = \ left ({\ frac {k + 1} {2}} \ right) ^ { \ frac {k} {k-1}}}

{\ displaystyle \ left ({\ frac {p_ {r}} {p_ {a}}} \ right) _ {c} = \ left ({\ frac {k + 1} {2}} \ right) ^ { \ frac {k} {k-1}}}

fiind:

p _r : presiunea de rupere a discului
p _a : presiune externă
k: exponent al izentropului .

Suprafața discului poate fi calculată din următoarea relație (până la un factor de siguranță ): ^[1]

A=\left({\frac {q}{224{,}838\cdot C\cdot p_{1}}}\right){\sqrt {\frac {ZT}{M}}}

{\ displaystyle A = \ left ({\ frac {q} {224 {,} 838 \ cdot C \ cdot p_ {1}}} \ right) {\ sqrt {\ frac {ZT} {M}}}}

{\ displaystyle A = \ left ({\ frac {q} {224 {,} 838 \ cdot C \ cdot p_ {1}}} \ right) {\ sqrt {\ frac {ZT} {M}}}}

in care:

A este aria secțiunii transversale a discului de rupere;
q reprezintă capacitatea maximă de descărcare (exprimată în kg / h);
p ₁ este presiunea maximă din interiorul recipientului în timpul descărcării;
Z este factorul de compresibilitate al fluidului conținut în vas la presiunea p ₁ (egal cu 1 în cazul comportării gazului ideal );
M este greutatea moleculară a fluidului conținut în recipient;
C este efluentul sau coeficientul de expansiune, egal cu aproximativ 0,607.

Aplicații

Discul de rupere poate fi combinat atât cu vase sub presiune, cât și cu vid; de fapt, în ambele cazuri există o diferență de presiune între interiorul și exteriorul containerului.

Este adesea utilizat în supapele de siguranță : în acest fel, supapa nu intră în contact cu fluidul conținut în recipient până când nu începe să funcționeze și în acest fel este păstrată de coroziune. Pe lângă faptul că este cuplat la supapa de siguranță, un disc de rupere poate fi utilizat și ca al doilea dispozitiv de siguranță: în cazul în care supapa de siguranță nu funcționează (sau dacă entitatea suprapresiunii este de așa natură încât supapa de siguranță nu reușește să se restabilească condițiile normale de funcționare ale sistemului), intervine discul de rupere.