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压力容器的安全附件

  
评论: 更新日期:2008年05月21日

一般压力容器防爆片的设计破裂压力为工作压力的1.25倍,如果容器压力波动较大,设计破裂压力还要定得高一些,有的甚至定为工作压力的1.7倍。在任何情况下,防爆片的爆破压力都不得大于容器设计压力。爆破压力主要决定于膜片的直径、厚度和所用的材料。

1. 防爆片的泄放面积可按下式计算

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式中 A——防爆片泄放面积(cm<sup>2<sup>);

G′——容器安全泄放量(kg/h);

C——流量系数:对一般直圆管C=0.71,对喇叭型接管C=0.87;

P——防爆片设计爆破压力(N/cm<sup>2<sup>);

X——气体特性系数(接表1选取);

M——容器内气体分子量;

T——容器内气体的绝对温度(273+t℃);

Z——气体的压缩系数。

2. 防爆片的厚度可按下式计算

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式中 S——防爆片初始厚度(mm);

P<sub>B<sub>——防爆片设计时确定的爆破压力(N/cm<sup>2<sup>);

σ<sup>t<sup><sub>b<sub>——材料在工作温度下的强度极限(N/cm<sup

>2<sup>)

D——防爆片夹紧直径(mm);

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式中 K——系数;

对不锈钢(1C<sub>r<sub>18N<sub>i<sub>9T<sub>i<sub>)

K=(24.5~2.85)×10<sup>3<sup>(温度<400℃);

对铝:K=(2.4~2.9)×10<sup>3<sup>(温度<100℃);

对铜:K=(7.7~8.8)×10<sup>3<sup>(温度<200℃);

对于材料经完全退火,膜片较薄,取K的较小值。

对于操作温度下的爆破压力、按上式求得的数值,还应乘上温度校正系数,校正系数值按图3查取。



图3 温度对爆片压力的影响

式6、式7的适用范围:压力P<sub>B<sub>=0~3136N/cm<sup>2<sup>;防爆片型式为预拱型或平板型。

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式中 C′<sub>u<sub>——实险系数,按表4查取;

σ<sub>b<sub>——材料强度极限(实测值),按表4查取。
 

材料

宽度(b)

(mm)

厚度(S)

(mm)

σ<sub>B<sub>

(三个平均值)

(N/mm<sup>2<sup>)

C′<sub>u<sub>

1C<sub>r<sub>18N<sub>i<sub>9T<sub>i<sub>

14.02~14.34

0.368~0.373

719.32

1.767(1.819)①

钛Ti

14.20~14.34

0.286~0.206

233.24

1.695(1.822)①

铝Al

14.00~14.10

0.201~0.206

85.06

1.456(1.544)①

镍Ni

19.5

1.420~1.425

36.45

1.831(1.91)①



表4 几种材料的C′<sub>u<sub>、σ<sub>b<sub>值

①为考虑圆角影响时的C′<sub>u<sub>值。

适用于常温压力P<sub>B<sub>=0~3136N/cm<sup>2<sup>;预拱型防爆片。

防爆片应逐个检验厚度,其允许偏差为±3%。其爆破设计压力由制造单位验证,验证数为同一生产批量(同规格、同材料、同工艺、同炉号)的5%,且不少于3片。常温下进行试验的防爆破压力允许偏差值就符合表5的两倍。
 

爆破压力P<sub>B<sub>(N/cm<sup>2<sup>)

允许偏差(%)

1≤P<sub>B<sub>≤39.2

±8

39.2≤P<sub>B<sub>≤98.06

±6

98.06≤P<sub>B<sub>≤3136

±4



表5 防爆破压力允许偏差值

防爆片经验证,有一片爆破压力不符合要求,则应加倍试验,若仍有不合格,则该批防爆片不得使用。

防爆片的膜片很薄,它的强度受材料内的微小缺陷和组织的均匀性的影响很大,所以制造膜片除选用纯金属外,制造同批膜片的材料要成分相同,热处理条件相同。同时对坯料要进行外观检查和实测。膜片表面不允许有伤痕、裂纹、锈蚀、气孔及其它表面缺陷。

防爆片要经常检查、定期更换,至少每年更换一次。

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