‌大家好，我是鱼丝纹。在工业生产中，压力容器在操作过程中往往会面临超压的风险，一旦超压未能及时泄放，可能导致设备损坏、介质泄漏等问题。因此，确保压力容器的安全运行，爆破片装置成为一种重要的压力泄放安全装置，在防止超压方面发挥着关键作用。

‌一、爆破片装置的特点及类型

爆破片装置主要由爆破片（或爆破片组件）以及夹持器（或支承圈）等部件组装而成。当两侧压力差在特定温度条件下达到预设的数值时，爆破片会迅速响应，通过破裂或脱落的方式释放压力介质，以此防止压力容器、管道或封闭空间因过压而遭受破坏。这种装置具有结构简单、反应迅速的特点，能够在极端条件下迅速泄放压力，防止设备损坏和人员伤亡。

1. 正拱型爆破片：

也称为拉伸型金属爆破片，特点是它的压力敏感元件呈拱形凸起，在安装过程中，其拱面的凹侧朝向系统的高压区域，而在动作时，它会由于拉伸作用而发生破裂。正拱型爆破片设计多样，类型涵盖了普通型、开缝型、背压托架型、加强环型、软垫型等。

2. 反拱型爆破片：

也称为压缩型金属爆破片，压力敏感元件呈现出反向拱形，安装时其拱面的凸侧面向压力系统的高压一侧，在动作过程中，由于压缩失稳，它将会破裂或脱落。反拱型爆破片同样具有多种设计类型，以适应不同的压力释放需求和操作条件。类型涵盖了圈型、背压托架型、刀架型、鳄齿型等。

二、爆破片的相关名词

1. 背压：是指在爆破片装置的泄放侧存在的静态压力，这种压力可能由泄放侧的其他压力源造成，或者是因为入口侧出现真空状态而形成。

2. 坏片：指的是在加工成拱型结构之前的金属板材，它们通常通过从金属薄带或薄板材上冲压或剪切成型。

3. 爆破压力：在指定的爆破温度条件下，爆破片装置启动时其两侧所表现出的压力差。

4. 设计爆破压力：在进行爆破片设计过程中，由需求方指定的在特定爆破温度下应当达到的爆破压力值。

5. 设计爆破压力：将设计爆破压力、制造范围内的调整值以及爆破压力的允许偏差相加后的总和。

6. 试验爆破压力：爆破试验时，爆破片在爆破瞬间所测量到的实际爆破压力，同时应测量试验爆破温度。

7. 爆破温度：与爆破压力相应的压力敏感元件壁的温度。

8. 制造范围：为方便爆破片制造，设计爆破压力在制造时允许变动的压力范围。

9. 泄放面积：爆破片装置中在几何上的流通通道面积，这一面积是用于确定爆破片装置理论泄放量的基础参数。

10. 泄放量：爆破片发生爆破后，能够通过其泄放面积排放出去的压力介质的总流量。

三、爆破片应遵循的相关标准

1.《压力容器安全技术监察规程》

2.《工艺系统工程设计技术规范》HG/T20570.2-1995

3.API RP 520《炼油设施泄压装置的选型、计算与安装》

4.GB567-89《拱形金属爆破片技术规范》

5.HG/T 20570.3-95《爆破片的选择与布置》

6.美国石油协会发布的API526-2002《钢制法兰连接泄压阀》标准

7.美国机械工程师协会（ASME）制定的相关标准与规范

四、爆破片装置的应用

在设置爆破片装置时，应充分考虑设备的压力特性、介质性质、工作环境以及安全要求。

‌1.适用场合‌：

压力有可能迅速上升的；

泄放介质的特性包括含有固体颗粒、易于沉淀、易于结晶、易于聚合，或者具有较高粘度的流体。

当泄放介质具有较强的腐蚀性，导致使用安全阀的成本显著增加时。

工艺介质十分贵重或有剧毒，在工作过程中不允许有任何泄漏的，应与安全阀串联使用；

在工作压力异常低或异常高的情况下，选择安全阀进行制造会面临较大的难度和挑战。

在温度较低的使用环境中，安全阀的工作特性可能会受到影响，从而需要特别考虑。

当系统设计要求提供较大的泄放面积以确保安全阀正常工作时。

‌2.串联与并联的应用：为了降低爆破片破裂时工艺介质的损失量，可以将爆破片与安全阀进行串联安装。

‌3.不适用场合‌：爆破片不适用于经常超压的场合和温度波动很大的场合。在这些特定情况下，应当考虑选用其他种类的压力释放装置来替代。

五、爆破片装置的计算

‌泄放量计算‌：根据《压力容器安全技术监察规程》的规定，爆破片的泄放量应根据介质的性质、温度、压力等因素进行计算。计算时需要考虑无保温层和有保温层两种情况，以及有足够的消防保护措施和能及时排走地面上泄漏的物料时的不同情况。

对于无保温层的计算，公式如下：

W=K⋅C⋅A⋅2⋅ΔP⋅(ρ1−ρ2)/(ρ1+ρ2)

在这里，W表示泄放量，K表示系数，C表示流量系数，A表示泄放面积，ΔP表示爆破前后的压力差，ρ1 和ρ2 分别表示爆破前后的介质密度。

对于有保温层的计算，需要考虑保温层对泄放量的影响，通常需乘以一个修正系数。

‌泄放面积计算‌：根据美国石油学会标准API520的规定，爆破片的泄放面积应根据泄放量和介质的性质进行计算。

计算公式如下：

A=K⋅C⋅2⋅ΔP⋅(ρ1−ρ2)/(ρ1+ρ2)W

其中各符号的含义与泄放量计算公式中的相同。

六、爆破片装置的选型

1.在选择爆破片型式时，主要考虑以下几个因素：

压力：在高压环境下，建议选用正拱型爆破片；而在低压条件下，更适合使用开缝型或反拱型爆破片。

系统条件：针对系统可能会出现真空状态或爆破片需要承受背压的情况，应配备相应的背压托架以确保系统安全。

压力波动：若系统存在循环压力或脉冲压力，则应选择反拱型爆破片以适应这种压力变化。

温度：在考虑温度因素时，需要评估高温对金属材料及密封膜可能产生的影响，以确保所选爆破片材料能够适应高温工作环境。

使用场合：在安全阀前使用时，爆破片爆破后不能有碎片；用于液体介质时，不能选用反拱型爆破片。常用的制造爆破片的材料有铝、镍、不锈钢，或其它合金等。特殊用途时，可以采用金、银、钛等。

2.选择爆破片材料时，主要考虑以下因素：

腐蚀性：对于腐蚀性的考虑，必须确保爆破片不会被介质所腐蚀，如果需要，应在爆破片表面涂覆保护层或者使用聚四氟乙烯等材料进行衬里以提供防护。

使用温度：需要考虑材料的耐疲劳性能，并保证即使在高温条件下，爆破片仍能维持其优良的性能。。

经济性：应在确保爆破片满足所有性能要求的基础上，再选择成本较低的材料。

七、爆破片装置的安装与维护‌

‌1.安装要求‌：

在安装过程中，爆破片必须保持洁净，并且要仔细检查是否存在任何损伤、腐蚀、气泡或者夹杂物。

标识牌应当面向排放方向安装。爆破片的入口管道需要尽可能地短且直，其直径至少应与爆破片的公称直径相等。

出口管道应当导向安全区域或封闭的回收系统中，并且必须提供充分的支撑结构。

出口管道的设计应确保其内部流速不超过0.5马赫。

当爆破片独立作为泄压设备使用时，其入口管道应配备一个切断阀门，并且该阀门在开启状态下应当被封印。

如果爆破片与安全阀串联使用，在两者之间应安装压力表和排放阀。

压力表和排放阀可以安装在夹持器上，但在订购时需特别注明这一要求。

‌2.维护要求‌：

正常情况下，爆破片不需特殊维护，但应定期检验，检查表面有无伤痕、腐蚀、变形和异物吸附。

爆破片应定期更换，以确保其处于良好的工作状态。

在使用爆破片和安全阀串联的情况下，应定期对压力表进行检查，以便准确判断爆破片是否已经发生破裂。

如果发现爆破片破裂或性能下降，应立即更换。

建立一个完善的爆破片档案管理机制是必要的，这样的做法有助于及时识别和处理可能出现的安全风险，确保设备的持续稳定运作以及工作人员的安全。