Płytki bezpieczeństwa: gdzie są stosowane i do czego są potrzebne w przemyśle

Każde przedsiębiorstwo przemysłowe pracujące z gazami i cieczami jest narażone na ryzyko wystąpienia nadmiernego ciśnienia w urządzeniach procesowych. Niekontrolowany wzrost ciśnienia może prowadzić do awarii lub zniszczenia sprzętu. Dyski bezpieczeństwa (rupture discs) stanowią skuteczne rozwiązanie — dzięki swojej konstrukcji i właściwościom zapewniają natychmiastowe odciążenie ciśnienia, minimalizując potencjalne uszkodzenia urządzeń.

Co to jest rupture disc i jak działa

Rupture disc to jednorazowe urządzenie zabezpieczające, zaprojektowane w celu ochrony urządzeń i rurociągów przed nadmiernym ciśnieniem. Jest to cienka membrana, która pęka natychmiast po osiągnięciu określonego poziomu ciśnienia w systemie.

W zależności od warunków pracy membrany bezpieczeństwa mogą być wykonane z:

• Metalu (stal, aluminium, nikiel itp.)
• Grafitu
• Materiałów polimerowych (np. PTFE)

Kiedy należy stosować rupture disc

Rupture discs stosuje się w sytuacjach, gdy inne metody ochrony nie zapewniają wystarczającej niezawodności lub szybkości reakcji przy odprowadzaniu nadmiernego ciśnienia:

• Podczas nagłych skoków ciśnienia spowodowanych niekontrolowanymi reakcjami chemicznymi lub rozszerzaniem się cieczy i gazów podczas ogrzewania
• Gdy istnieje ryzyko awarii zaworu bezpieczeństwa
• W procesach z udziałem agresywnych substancji
• W instalacjach wymagających dużej wydajności odprowadzania medium w sytuacji awaryjnej
• W systemach, w których niedopuszczalny jest wyciek medium roboczego
• W ekstremalnych warunkach temperaturowych — zarówno wysokich, jak i niskich

Rodzaje rupture discs

Ze względu na mechanizm działania rupture discs dzielą się na trzy typy:

Forward acting. Pęknięcie następuje w wyniku działania ciśnienia na wypukłą stronę dysku.
KSRST Forward Dome Tension Flat Seat Type Set Pressure 15 ~ 1500 kg/cm2 Temperature max 593℃ Producer: FDC Co., Ltd.

Reverse acting. Pęknięcie następuje w wyniku działania ciśnienia na wklęsłą stronę dysku, często z użyciem ostrza tnącego.
KSRST Reverse Dome Scored Type Set Pressure 5 ~ 60 kg/cm2 Temperature max 593℃ Producer: FDC Co., Ltd.

Double acting. Przeznaczone do odciążania ciśnienia w obu kierunkach (nadciśnienie i próżnia).
KSRST Composite Dome Flat Seat Double Acting Type Set Pressure 0.05 ~ 50 kg/cm2 Producer: FDC Co., Ltd.

Ze względu na kształt rupture discs dzielą się na kopułowe (wypukłe lub wklęsłe) oraz płaskie. Membrany kopułowe są odpowiednie do wysokich ciśnień, natomiast płaskie stosuje się zazwyczaj przy niskich ciśnieniach.

KSRO Composite Flat Type for Flange Set Pressure 0.05 ~ 36 kg/cm2 Temperature max 482°C

KSRC Composite Dome Sloped Seat Type Set Pressure 0.1 ~ 560 kg/cm2 Temperature max 482°C

W zależności od konstrukcji i materiału rupture discs dzielą się na metalowe, kompozytowe oraz grafitowe.

W zależności od przeznaczenia i specyficznych właściwości mogą być projektowane do pracy przy niskim i bardzo niskim ciśnieniu, w procesach sanitarnych, jako konstrukcje fragmentujące lub niefragmentujące oraz w innych specjalistycznych konfiguracjach.

Szeroki wybór rupture discs pozwala dobrać rozwiązanie spełniające specyficzne wymagania każdej instalacji przemysłowej.

Zalety rupture discs

Dzięki swoim unikalnym właściwościom rupture discs zapewniają wysoką niezawodność oraz efektywność ekonomiczną:

• Indywidualne dopasowanie i opłacalność. Konstrukcja i materiały dobierane są do konkretnego zastosowania.
• Niezawodność i skuteczność. Zapewniają dokładne i natychmiastowe odciążenie ciśnienia z pełnym odprowadzeniem medium.
• Uniwersalność. Nadają się do niemal każdego medium, w tym środowisk bardzo agresywnych.
• Szczelność. Zapobiegają wyciekom medium procesowego przed zadziałaniem.
• Niskie wymagania konserwacyjne. Nie wymagają regularnej obsługi serwisowej.

Porównanie rupture discs i zaworów bezpieczeństwa

Normy i certyfikacja

Międzynarodowa certyfikacja rupture discs potwierdza ich niezawodność, bezpieczeństwo oraz zgodność z wymaganiami różnych rynków i branż.

ASME Sec. VIII Div. 1.
Sekcja kodeksu American Society of Mechanical Engineers określa wymagania dotyczące stosowania rupture discs do ochrony zbiorników ciśnieniowych.

ISO 4126-2 do ISO 4126-6.
Normy te określają wymagania dotyczące projektowania, produkcji, badań oraz znakowania rupture discs i innych urządzeń zabezpieczających przed nadmiernym ciśnieniem.

• ISO 4126-2. Urządzenia zabezpieczające z membraną pękającą — wymagania ogólne.
• ISO 4126-3. Zawory bezpieczeństwa i urządzenia zabezpieczające z rupture discs.
• ISO 4126-4. Zawory bezpieczeństwa sterowane pilotem.
• ISO 4126-5. Systemy kontrolowanego odprowadzania nadciśnienia.
• ISO 4126-6. Urządzenia bezpieczeństwa uruchamiane siłami niemekanicznymi.

API RP 520.
Rekomendowana praktyka opisująca zastosowanie rupture discs w połączeniu z zaworami bezpieczeństwa lub jako alternatywy dla nich.

KOSHA Safety Certification.
Certyfikat potwierdzający zgodność rupture discs z wymaganiami bezpieczeństwa obowiązującymi w Korei Południowej.

Podsumowanie

Niezawodna ochrona urządzeń przed nadmiernym ciśnieniem jest możliwa dzięki prawidłowemu doborowi i instalacji rupture discs zgodnie z warunkami procesu oraz normami technicznymi. Odpowiedni dobór zapewnia bezpieczną i stabilną pracę instalacji przemysłowych.