Разрывные мембраны для высоких давлений

Рис. 17. Разрывная мембрана высокого давления

Рис. 10.5. Схема стенда для испытания локализации пламени баллонными огнепреградителями для ацетилена высокого давления 1 — запальное устройство 2 — рамповые вентили 3, 5, 8, ю, и — испытуемые огнепре-градители 4, 7, 9, 12, 19, 22 — трубки в — разрывная мембрана 18, 14 — манометры 15, 17, 21 — вентили 16 — датчик давления 18 — сосуд 20, 2в — мембраны 23—гз —

Для толщины разрывной мембраны предела ие существует, однако наиболее часто встречаются лю.мбраны толщиной не более 0,6 мм. Толщина заметно влияет на скорость и точность срабатывания мембран. С увеличением толщины скорость разрушения уменьшается, а точность их срабатывания повышается. Обычно отклонение разрушающего давления от номинального для мембран толщиной до 0,1 мм из качественных материалов не превышает 5%, при толщине 0,1 мм и более это отклонение снижается до 3%. Мембраны высокого давления (большой толщины) имеют более высокую точность срабатывания, чем мембраны низкого давления. Например, существуют мембраны, для которых гарантируется точность разрушающего давления мембран при номинальном давлении до 0,7 МПа (7 кгс/см ) в пределах 5%, а свыше 0,7 МПа в пределах 2%. Для работы при комнатной температуре (- 20°С) допускается отклонение фактического разрушающего давления от номинального до 5%, для повышенных температур и ниже нуля— до 1 10%- При повышенных температурах для металлических мембран допускается больший разброс разрушающего давления прежде всего потому, что они подвержены ползучести и обеспечить меньший разброс не всегда представляется возможным. Как будет показано далее, мембраны из некоторых материалов ползут даже при комнатной температуре, и это следует иметь в виду при определении оптимальных сроков замены мембран. [c.14]

Разрывные мембраны высокого давления можно устанавливать с использованием линз и конических держателей (рис. 9). [c.42]

Если среднее разрывное давление предохранительных мембран бол1 шинства разновидноотв.й можно определить расчетным путем, то давл( ние, которое вырывает выщелкивающие мембраны, надежно можно опред( лить лишь на основе экспериментальных исследований и испытаний. По утверждению зарубежных исследователей, выщелкивающие иембраны обеспечивают высокую точность срабатывания и менее подвержены влиянию режимов температурного нагружения и длительности воздействия избыточного давления. При критической давлении выщелкивающая мембрана потоком среды выбивается из гнезда и уносится в трубопровод, освобождая полностью проходное сечение. Мембрана крепится с помощью мягкого припоя или замазки. Конструкция плоской выщелкивающей мембраны показана на рис. 36, а ее узел - [c.34]

Приведенные выше зависимости среднего разрушающего давления от геометрических размеров мембран могут быть использованы при первоначальном определении диаметра и толщины мембраны из определенного материала, обеспечивающих получение требуемого разрушающего давления. Окончательно эти размеры должны быть уточнены после определения предельных значений разрушающего давления по методике, изложенной ранее. В процессе испытаний разрывных мембран нами установлено также, что область рассеяния разрушающего давления тем уже, чем больше исходная толщина мембраны. Следовательно, чтобы обеспечить более высокую точность срабатывания, необходимо стремиться к использованию мембран большой толщины, а это осуществимо благодаря применению материалов, обладающих низкой прочностью. [c.149]

Предохранительная и защитная арматура. Предохранительная арматура исключает возможность возникновения недопустимо высокого давления в трубопроводных системах и на установках. Чаще всего используют предохранительные клапаны и разрывные мембраны. [c.310]

Обычно лабораторные сосуды высокого давления изготовляют с большим запасом прочности, так что небольшое превышение давления не может вызвать разрыв аппарата. Когда работают с газом под давлением 10 ООО—15 ООО ат, аппаратура уже не имеет такого запаса прочности. Внезапное резкое повышение давления в таком аппарате—явление довольно редкое (исключая, конечно, возможность взрыва). Если же внутри аппарата произошел взрыв, то ни клапан, ни даже мембрана не успеет сработать и снизить давление. Расчету клапанов и разрывных мембран посвящено довольно много работ , но все же этот вопрос нельзя считать решенным. [c.266]

Для смягчения гидравлического удара в случае разрыва трубы высокого давления предусмотрены незаполненные водой отсеки /, отделенные стенками 2 дугообразной формы, и разрывные мембраны 5, расположенные в верхней горизонтальной стенке отсеков 1. [c.485]

Расчеты и эксперименты показывают, что разрывные мембраны не всегда требуют применения вакуумных опор. Те мембраны, которые имеют высокое давление срабатывания, способные без смятия выдержать даже полное вакуумирование. Условие, устанавливающее зависимость давления срабатывания рс разрывной мембраны от обратного перепада давления ру, которое может выдержать купол, выпученный давлением (- 90% от рс), без потери устойчивости, имеет вид [c.48]

Серебро является распространенным материалом для мембран благодаря сравнительной дешевизне, легкости обработки, достаточной коррозионной стойкости и возможности получения в промышленных условиях металла высокой чистоты с узкой областью рассеяния механических свойств. Мембраны из серебра изготовляются рядом зарубежных фирм [6, 98, 247, 248] с рабочим диаметром до 500 мм. Серебряные мембраны могут устанавливаться для защиты аппаратов производства различных растворителей, содержащих свободный хлористый и фтористый водород, а также в производствах фосфороорганических соединений и др. Серебряные мембраны, установленные на смесителях этиленгликоля и метанола (рабочее давление до 10 кгс см ), имеют длительный срок службы. Недостатком серебра как материала для предохранительных мембран является склонность к ползучести, и при небольшой разнице между рабочим и разрывным давлением мембраны выходят из строя преждевременно. Для обеспечения длительного срока службы при нормальной температуре отношение разрывного давления мембраны к рабочему давлению в защищаемом аппарате не должно быть менее 1,5. С повышением температуры это отношение должно быть увеличено. [c.117]

Хлопающие мембраны по сравнению с разрывными менее надежны из-за более сложной конструкции и высокой чувствительности даже к незначительным повреждениям (вмятинам) купола. Однако хлопающие мембраны хорошо противостоят знакопеременным нагрузкам, в то время как разрывные мембраны из тонколистового проката таким свойством не обладают. Основная область применения хлопающих мембран — защита от превышения избыточного давления аппаратов, работающих под вакуумом или подвергаемых периодическому вакуумированию. В зависимости от материала мембран существует нижний предел их применения по давлению мембраны из алюминия — 0,02 МПа, из никеля — 0,03 МПа, нз нержавеющей стали — 0,08 МПа. [c.184]

Разрывные мембраны, устанавливаемые на трубопроводах, срабатывают при повышении рабочего давления на 20—25 %. Мембраны обеспечивают высокую герметичность, а также надежность срабатывания их недостаток — одноразовое использование. [c.310]

Как видно из табл. 9.6, скорость детонации в трубках диаметром 4 и 8 мм значительно выше, чем в трубке диаметром 16 мм, для которой получены величины, не выходящие за пределы литературных данных. На линии высокого давления при наполнении баллонов ацетиленом должны быть установлены устройства, обеспечивающие в случае взрыва автоматическую или ручную подачу азота и разгрузку давления через разрывные мембраны или другие приспособления. При разрыве мембраны, разделяющей объемы, заполненные азотом и ацетиленом, азот с большой скоростью заполняет ацетиленовые трубопроводы, что обусловлено значительным перепадом давления (—10 МПа или 100 ат). В этом случае возникает ударная волна, а за фронтом ударной волны температура среды может превышать 1000 °С. Поэтому возникает вопрос, не опасно ли применять указанные устройства для подачи азота в ацетиленовые рампы, поскольку в ацетилене может [c.141]

Отрывные мембраны применяют для защиты гидравлических систем высокого давления (свыше 250 кгс/см ) при диаметрах сбросных отверстий 20—60 мм. Мембраны обычно имеют форму колпачков (рис. 18) с ослабленным сечением в виде канавки или проточки. Отрывные мембраны успешно используют для защиты аппаратов в производствах полиэтилена высокого давления и некоторых других. Область их применения значительно уже, чем разрывных и ломающихся, однако при освоении новых технологических процессов с применением высоких и сверхвысоких давлений потребность в отрывных предохранительных мембранах может значительно увеличиться. [c.52]

Применение разрывных элементов ограничивается тем, что при их разрушении полностью теряется продукт, находящийся в системе. Поэтому разрывные мембраны иногда устанавливают параллельно или последовательно с предохранительными клапанами. В первом случае мембрана рассчитывается на давление срабатывания несколько более высокое, чем у предохранительного клапана, чтобы обеспечить дополнительный сброс среды при экстремальных условиях. Во втором случае разрывные мембраны устанавливают перед предохранительным клапаном для защиты его от коррозии, загрязнения и исключения пропусков среды при закрытом клапане во время нормальной работы установки. [c.5]

Находят также применение разрывные мембраны с вы-штампованными секторами [287 и кольцевыми канавками (рис. 15). Канавки получают как механической обработкой, так и штамповкой. Если имеется перемычка, то при достижении критического давления мембрана разрывается по канавке, но не уносится потоком среды в сбросной трубопровод, а только открывается и удерживается перемычкой, что весьма важно в случае применения мембран из драгоценных металлов. Такие мембраны успешно используются в системах запуска жидкостных ракетных двигателей, где обеспечивают высокую точность срабатывания. Они могут найти также применение и в условиях химических производств. [c.49]

Предохранительные клапаны. В соответствии с требованиями правил техники безопасности на аппаратах высокого давления необходимо устанавливать предохранительные клапаны или разрывные мембраны. В лабораторной практике эти приспособления, как правило, применяют только на сравнительно крупных установках, работающих под давлением в сотни бар. [c.276]

Платина является наилучшим материалом для предохранительных мембран. Наиболее распространенные металлы, применяемые для изготовления мембран, ориентировочно можно подразделить на две группы. Алюминий, медь, серебро, палладий и золото образуют группу металлов, мембраны из которых применяются при низком давлении. Мембраны из никеля, монельметалла и нержавеющей стали применяются при высоком разрывном давлении. Платина входит в обе группы. Высокая температура плавления и отжига и хорошее сопротивление ползучести наряду с превосходной коррозионной стойкостью делают платину самым многообещающим материалом для предохранительных мембран. Стоимость платиновой мембраны высокая, однако после срабатывания оставшийся металл можно восстановить и переработать. [c.118]

При выяснении причин ряда аварий было установлено, что аппаратура, рассчитанная на давление 200 ат (и испытанная при 300 ат), в случае возникновения взрыва, как правило, не разрушается. На линии высокого давления должны устанавливаться устройства, обеспечивающие в случае взрыва автоматическую или ручную подачу азота и разгрузку давления через разрывные мембраны или другие приспособления. Когда мембрана, разделяющая объемы, заполненные азотом и ацетиленом, разрывается, то вследствие значительного перепада давления ( 100 ат) азот с большой скоростью заполняет ацетиленовые трубопроводы. Известно, что аналогичное устройство применяется для создания в трубе низкого давления ударных волн. При этом за фронтом ударной волны возникают очень высокие температуры, которые при определенных условиях могут превышать 1000° С. В связи с этим возник вопрос, нет ли при применении устройств для подачи азота в ацетиленовые рампы опасности образования таких ударных волн и не может ли возникновение ударной волны в ацетилене привести к его самовоспламенению. Многочисленными исследованиями было показано, что горючие газовые смеси могут таким образом воспламеняться. [c.261]

Разрывные мембраны служат для аварийного сброса среды при возникновении чрезмерно высокого давления. Они являются вспомогательными устройствами и не заменяют предохранительных клапанов. После, срабатывания мембранного разрывного устройства необходима замена мембраны. Разрывные мембраны могут изготовляться из металла (коррозионностойкая сталь л др.) или из неметаллических материалов (графитопласт). Для повышения чувствительности устройства и обеспечения полнопроходностн после разрыва мембра- [c.52]

Для защиты от разрушения при случайном превышении давления сверх допустимого реакторы полимеризации, как правило, снабжают разрывной мембраной. Однако в случае разрыва мембраны газы и твердые частицы, нагретые до высокой температуры, с большой скоростью по сбросной трубе отводятся в атмосферу и образуют с воздухом взрывоопасную смесь. [c.107]

Предохранительные мембраны с разрывным стержнем (рис. 7.7) рекомендуется применять там, где требуется высокая точность срабатывания. Особенностью такого ПУ является то, что элементом, определяющим давление разрушения, является не сама мембрана, а разрывной калиброванный на заданное давление стержень. Мембрана в данном устройстве является разделительной перегородкой, но не рабочим элементом. [c.193]

Выщелкивающиеся мембраны изготовляются из материалов с высоким пределом упругости. Тонкостенный полусферический купол мембраны жестко закрепляется по периферии. Так как выпуклая поверхность выщелкивающихся мембран направлена во внутрь аппарата (в сторону избыточного давления), они хорошо противостоят пульсирующим нагрузкам, обеспечивают высокую точ,-ность срабатывания, менее подвержены колебаниям рабочих температур. Рабочее давление выщелкивающихся предохранительных мембран составляет 90—95% от разрывного срок службы этих [c.237]

Предохранительные клапаны. В лабораторной практике применяют предохранительные клапаны или разрывные мембраны только в сравнительно крупных установках . Обычно лабораторные сосуды высокого давления изготовляют с большим запасом [c.203]

На воздухе алюминий покрывается пленкой окиси алюминия, которая защищает его от дальнейшего окисления и обусловливает сравнительно высокую коррозионную стойкость металла. На него не действуют концентрированная азотная кислота и органические кислоты, однако алюминий разрушается едкими щелочами, соляной и серной кислотами. Алюминий легко поддается прокатке. Сочетание хорошей пластичности и сравнительно высокой коррозионной стойкости делают алюминий весьма перспективным материалом для изготовления разрывных предохранительных мембран, предназначенных для мягких условий эксплуатации, когда отношение разрывного давления мембраны к рабочему давлению в защищаемом сосуде значительно. [c.109]

Тот факт, что взрывы не происходят в растворе, сам по себе привел к лнлсли осуществлять реакции при высоких давлениях (100—150 ат) в условиях полного отсутствия газовой фазы [16]. Схема опытной установки дана на рис. VI.16. Для защиты от возможного неконтролируемого медленного повышения давления устанавливаются разрывные мембраны, рассчитанные на давление до 200 ат [5]. [c.477]

Затем по правилам сопротивления материалов рассчитывается необходимая толщина 1ембраны. При этом определяется конструкция мембраны. В зависимости от фор.мы разрывно мемб[) 1иы и способа ее крепления разрушение мембраны может ьоснть характер разрыва или среза. Например, для аппаратов высокого давления [c.88]

Металлические разрывные мембраны впервые были применены для защиты газовых разделителей в нефтяной промышленности и после получения данных об их успешной эсплуа-тации стали применяться для защиты всех видов химического оборудования под давлением. Первую наиболее исчерпывающую работу по изучению разрывных предохранительных мембран проделало Бюро стандартов США в 1920—1921 гг. [83]. Как сообщалось в отчете Бюро, экспериментальная работа была развернута с учетом многочисленных запросов о возможности применения мембран для защиты газовых цилиндров высокого давления. Бюро ограничилось исследованием мембран с рабочим диаметром до 25 мм. Эксперименты проводились с различными металлами, в том числе золотом и платиной, но основные исследования были выполнены с использованием холоднокатаной меди. Применялись держатели в виде прижимных колец с острыми и немного [c.18]

Воспламенение газа при кратковременном сильном нагревании иногда изучают в приборе, получившем название ударной трубы. Она состоит из двух камер — высокого я 1НИЗК0Г0 давления, разделенных герметичной, но тонкой перегородкой, играющей роль разрывной мембраны. Камера низкого давления, объем которой много больше, чем у камеры высокого давления, заполняется исследуемым газом. В камеру высокого давления медленно впускается инертный газ при определенном давлении мембрана разрывается, инертный газ втекает в камеру низкого давления. При этом возникает падающая ударная волна, нагревающая исследуемую среду повторное нагревание происходит в отраженной от закрытого конца трубы ударной волне. Температура и вре- [c.34]

Благодаря низкой прочности и высокой коррозионной стойкости свинец и олово являются пригодными материалами для изготовления разрывных мембран низкого давления, не подверженных воздействию высоких температур. Прн очень низких температурах свинец еще можно использовать, но олово неприменимо ввиду его аллотропического превращения в серое олово. Оба эти металла под воздействием давления подверлсены ползучести, и мембраны из них должны быть изготовлены и установлены по специальным условиям. Мембраны из свинца и олова часто закрепляют мягким припоем [103]. [c.112]

Для защиты аппаратов от разруишния прн чрезмерном повышении давления применяют также предохранительные мембраны. В зависимости от характера разрушения различают разрывные, ломающиеся, отрывные, срезные и другие мембраны. Предохранительные мембраны применяют в условиях возможности очень быстрого повышения давления, кристаллизации, полимеризации и высокой коррозноиности сред. Недостатки предохранительных мембран — возможность однократного ирнменення после разрыва 1]роход для среды остается открытым. [c.308]

Наиболее широкое расяространение получают разрывные и хлопающие предохранительные мембраны из тонколистового металлического проката. Технология их изготовления наиболее проста, а качество (точность давления срабатывания) высокое. [c.57]

Необходимость установки разрывных мембран на вводе ацетилена в башенный огнепреградитель и выводе из него не доказана, однако все башенные огнепреградителн снабжают разрывными мембранами. Применение мембран для снижения ударного давления имеет следующие недостатки. При случайном механическом повреждении мембраны в окружающую среду попадает ацетилен, образующий взрывчатую смесь с воздухом. Если ацетилен разлагается в системе трубопроводов, то в результате разрыва мембраны продукты разложения выбрасываются наружу под большим давлением, с высокой температурой и, смешиваясь с окружающим воздухом, создают нагретую взрывчатую смесь, способную самовоспламениться без участия постороннего источника поджигания. В результате этого происходит внешний взрыв, вслед за которым может последовать вторичный взрыв смеси, образующейся внутри системы, так как при быстром истечении большей части продуктов распада ацетилена и падения давления ниже атмосферного в систему засасывается воздух. [c.94]

Никелевые предохранительные мембраны применяются при высоких температурах и давлениях, обладают коррозионной стойкостью ко многим агрессивным средам, в частности к воздействию щелочей. При диаметре 150 мм разрывное давление мембран из никеля наиболее распространенных толщин колеблется в пределах 3,5—70 кгс1см . Никелевые мембраны отличаются высоким сопротивлением ползучести и удовлетворительной работоспособностью при повышенных температурах. При изготовлении предохранительных мембран предпочтительнее применять чистый никель, так как примеси увеличивают его склонность к упрочнению при наклепе. [c.115]

Для предохранения обслуживающего персонала от возможных взрывов, к которым могут привести нарушения режимов эксплуатации сосудов под давлением, и уменьшения возможного ущерба чаще всего применяют предохранительные мембраны разрывного типа. В этой и последующей главах рассматриваются вопросы разрушения предохранительных мембран преимущественно разрывного типа и даются соответствующие рекомендации, вытекающие из анализа результатов работ, выполненных во ВНИИТБХП в течение 1965— 1968 гг., и опыта эксплуатации разрывных мембран. На основании этих рекомендаций нами изготовлены опытные партии предохра ительных мембран с гарантированным разрушающим давлением, эксплуатация которых на ряде предприятий химической и смежных с ней отраслей промышленности показала их высокую надежность. [c.124]

Сочетание хорошей пластичности и сравнительно высокой коррозионной стойкости делает алюмин1и 1 и его сплавы пригод-ныу материалом для изготовления разрывных и хлопающих предохра1И1тельных мембран, предназначенных для эксплуатацнп П1)и значительном отношении давления срабатывания мембраны к )абоче.му давлению в защищаемом сосуде. [c.70]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология