爆破片设计选用研究

刘维明

摘 要：在石油与化工行业，爆破片的选择与使用非常重要，是保证生产安全的前提。该文首先介绍了爆破片装置的特征以及常见的几种爆破片装置类型，然后分析了爆破片装置设计压力、爆破片装置爆破温度以及泄放量的计算与确定方法，最后介绍了爆破片的选用原则。

关键词：爆破片 压力容器 泄放量 介质 密封性

中图分类号：TJ761.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0107-01

爆破片又可以被称为爆破膜、防爆片或者爆破板，当其两侧压力差达到预定值时，爆破片就会发生动作。爆破片是石油与化工生产压力容器中用来防止超压的防护装置，它会在设定的压力和温度下发生爆破，泄放出容器内的压力，在保障生产人员的生命安全以及保护生产设备方面具有重要意义。

1 爆破片装置的特征

由于泄压装置动作的发生与否与其中介质的状态并没有直接关系，因此爆破片装置的适用范围非常广。爆破片的泄放面积可以事先计算出来，因此可以确保泄放量。爆破片装置的泄放速度比较快，将其作为化学反应物料或者压力增大反应的反应釜具有较大优势。爆破片装置的材料可以根据抗腐蚀要求来选择，因此一般爆破片的抗腐蚀能力都比较好。另外，爆破片的密封性能非常高，以确保泄压动作的准确性。再有，爆破片装置还具有价格低廉、易于安装和维修、结构简单等特点。

2 爆破片装置的常见类型

常见的爆破片装置主要有平板型爆破片装置、正拱型爆破片装置以及反拱型爆破片装置这三种。

平板型爆破片装置可以分为石墨爆破片、平板刻槽爆破片和平板开缝爆破片。石墨爆破片的优点是：耐腐蚀性能好，但是这种爆破片脆性大，强度低，安装时需要谨慎，此外该爆破片爆破后会出现大量碎片不能与安全阀串联使用；平板刻槽爆破片和平板开缝爆破片装置受力会发生拉伸变形，所以耐疲劳强度较差，一般适合压力较低压力波动较小的场合使用。平板型爆破片装置主要由石墨或者塑性金属制成，前者容易受到剪切和弯曲破坏，后者的内壁比较薄，容易受到拉伸破坏，因此其适用于压力不太高并且比较稳定的场合中。

正拱型爆破片装置主要包括普通正拱型、正拱刻槽型和正拱开缝型爆破片装置。普通正拱型和正拱刻槽型爆破片装置由单层塑性金属制得，介质与爆破片装置的凹面接触，当容器承受的压力超过一定值之后，爆破片装置就会受到拉伸破坏，因此这两种爆破片装置主要应用于静载中高压容器中。

3 爆破片各种数据的计算

3.1 爆破片装置设计压力的计算

爆破片的设计爆破压力应大于设备的工作压力而小于设备的设计压力，设计爆破压力时就需要将前压考虑进去。在条件允许的情况下可以尽可能大的提高爆破片的设计爆破压力，这样爆破片的使用寿命会大大提高。一般情况下最大设计爆破压力要小于压力容器设计压力的1.1倍。

3.2 爆破片装置爆破温度的确定

爆破温度实际指的是安装爆破片部位的温度，一般情况下与设备中的操作温度并不相同。由于金属的机械性能与温度有着很大关系，因此由金属所制作爆破片的抗蠕变性能也会受到温度的影响。各种材料所制成的爆破片温度与压力之间的关系如图1所示。

3.3 爆破片泄放量的计算

（1）水蒸汽压力容器或者压缩气体容器

水蒸汽压力容器或者压缩气体容器所使用爆破片的安全泄放量计算公式为：

WS=2.83×10-3ρvd2

上式中，WS表示压力容器的泄放量，单位为kg/h；ρ表示气体的密度，单位为 kg/m3；v表示气体在容器进口时的流速，单位为m/s；d表示压力容器进口管的内径，单位为mm。

（2）液化气体

压力容器的保温层未使用绝热材料时，液化气体压力容器爆破片的泄放量计算公式为：

WS=2.55×105FAr0.82/q

当压力容器的保温层使用绝热材料时，使用下式进行计算：

WS=2.61×（650-t）λAr0.82/qδ

式中，Ar代表压力容器的受热面积，单位为m2；F代表绝热系数；q代表压力容器中介质的饱和温度，单位为℃；δ代表容器保温层的厚度，单位为m；λ代表绝热材料在常温下的导热系数，单位为kJ/m·h·℃。

4 爆破片的选用

在选择爆破片时，需要考虑的因素有以下几种：材料、爆破温度、使用场合和使用介质。不同材料爆破片装置所承受的压力各不相同，因此需要根据实际需要来确定压力范围，因此爆破片装置的选择得首先确定其需要承受的压力；温度会对金属材料及其密封膜带来一定影响，因此在选用爆破片时，需要首先明确使用温度的范围；如果压力容器的介质为液体，则不能选用反拱型爆破片。如果介质具有一定的腐蚀性，则应该使用正拱型爆破片，因为其与介质接触的爆破片上覆盖着非金属保护膜，可以有效保护爆破片装置。

5 结语

综上所述，化工以及石油行业所使用的工艺设备一般都需要在高温高压条件下工作，一旦出现失控或者超压问题，生产设备可能会发生破裂和爆炸的危险。

当设备的压力超过一定值时，爆破装置可以通过泄放压力来避免危险的发生，因此可以作为工艺生产装置的防护装置。另外，爆破片装置还具有排放量较大、密封性好以及响应时间短等优点，在石油与化工行业得到了广泛应用。

参考文献

[1] 周代琼.反拱刻槽带加强环型爆破片装置的设计[J].石油和化工设备，2013（2）.

[2] 吴全龙.压力容器与爆破片特性压力关系探讨[J].压力容器，2011（9）.

[3] 孙遥.大口径爆破片的设计[J].管道技术与设备，2011（3）.endprint

摘 要：在石油与化工行业，爆破片的选择与使用非常重要，是保证生产安全的前提。该文首先介绍了爆破片装置的特征以及常见的几种爆破片装置类型，然后分析了爆破片装置设计压力、爆破片装置爆破温度以及泄放量的计算与确定方法，最后介绍了爆破片的选用原则。

关键词：爆破片 压力容器 泄放量 介质 密封性

中图分类号：TJ761.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0107-01

爆破片又可以被称为爆破膜、防爆片或者爆破板，当其两侧压力差达到预定值时，爆破片就会发生动作。爆破片是石油与化工生产压力容器中用来防止超压的防护装置，它会在设定的压力和温度下发生爆破，泄放出容器内的压力，在保障生产人员的生命安全以及保护生产设备方面具有重要意义。

1 爆破片装置的特征

由于泄压装置动作的发生与否与其中介质的状态并没有直接关系，因此爆破片装置的适用范围非常广。爆破片的泄放面积可以事先计算出来，因此可以确保泄放量。爆破片装置的泄放速度比较快，将其作为化学反应物料或者压力增大反应的反应釜具有较大优势。爆破片装置的材料可以根据抗腐蚀要求来选择，因此一般爆破片的抗腐蚀能力都比较好。另外，爆破片的密封性能非常高，以确保泄压动作的准确性。再有，爆破片装置还具有价格低廉、易于安装和维修、结构简单等特点。

2 爆破片装置的常见类型

常见的爆破片装置主要有平板型爆破片装置、正拱型爆破片装置以及反拱型爆破片装置这三种。

平板型爆破片装置可以分为石墨爆破片、平板刻槽爆破片和平板开缝爆破片。石墨爆破片的优点是：耐腐蚀性能好，但是这种爆破片脆性大，强度低，安装时需要谨慎，此外该爆破片爆破后会出现大量碎片不能与安全阀串联使用；平板刻槽爆破片和平板开缝爆破片装置受力会发生拉伸变形，所以耐疲劳强度较差，一般适合压力较低压力波动较小的场合使用。平板型爆破片装置主要由石墨或者塑性金属制成，前者容易受到剪切和弯曲破坏，后者的内壁比较薄，容易受到拉伸破坏，因此其适用于压力不太高并且比较稳定的场合中。

正拱型爆破片装置主要包括普通正拱型、正拱刻槽型和正拱开缝型爆破片装置。普通正拱型和正拱刻槽型爆破片装置由单层塑性金属制得，介质与爆破片装置的凹面接触，当容器承受的压力超过一定值之后，爆破片装置就会受到拉伸破坏，因此这两种爆破片装置主要应用于静载中高压容器中。

3 爆破片各种数据的计算

3.1 爆破片装置设计压力的计算

爆破片的设计爆破压力应大于设备的工作压力而小于设备的设计压力，设计爆破压力时就需要将前压考虑进去。在条件允许的情况下可以尽可能大的提高爆破片的设计爆破压力，这样爆破片的使用寿命会大大提高。一般情况下最大设计爆破压力要小于压力容器设计压力的1.1倍。

3.2 爆破片装置爆破温度的确定

爆破温度实际指的是安装爆破片部位的温度，一般情况下与设备中的操作温度并不相同。由于金属的机械性能与温度有着很大关系，因此由金属所制作爆破片的抗蠕变性能也会受到温度的影响。各种材料所制成的爆破片温度与压力之间的关系如图1所示。

3.3 爆破片泄放量的计算

（1）水蒸汽压力容器或者压缩气体容器

水蒸汽压力容器或者压缩气体容器所使用爆破片的安全泄放量计算公式为：

WS=2.83×10-3ρvd2

上式中，WS表示压力容器的泄放量，单位为kg/h；ρ表示气体的密度，单位为 kg/m3；v表示气体在容器进口时的流速，单位为m/s；d表示压力容器进口管的内径，单位为mm。

（2）液化气体

压力容器的保温层未使用绝热材料时，液化气体压力容器爆破片的泄放量计算公式为：

WS=2.55×105FAr0.82/q

当压力容器的保温层使用绝热材料时，使用下式进行计算：

WS=2.61×（650-t）λAr0.82/qδ

式中，Ar代表压力容器的受热面积，单位为m2；F代表绝热系数；q代表压力容器中介质的饱和温度，单位为℃；δ代表容器保温层的厚度，单位为m；λ代表绝热材料在常温下的导热系数，单位为kJ/m·h·℃。

4 爆破片的选用

在选择爆破片时，需要考虑的因素有以下几种：材料、爆破温度、使用场合和使用介质。不同材料爆破片装置所承受的压力各不相同，因此需要根据实际需要来确定压力范围，因此爆破片装置的选择得首先确定其需要承受的压力；温度会对金属材料及其密封膜带来一定影响，因此在选用爆破片时，需要首先明确使用温度的范围；如果压力容器的介质为液体，则不能选用反拱型爆破片。如果介质具有一定的腐蚀性，则应该使用正拱型爆破片，因为其与介质接触的爆破片上覆盖着非金属保护膜，可以有效保护爆破片装置。

5 结语

综上所述，化工以及石油行业所使用的工艺设备一般都需要在高温高压条件下工作，一旦出现失控或者超压问题，生产设备可能会发生破裂和爆炸的危险。

当设备的压力超过一定值时，爆破装置可以通过泄放压力来避免危险的发生，因此可以作为工艺生产装置的防护装置。另外，爆破片装置还具有排放量较大、密封性好以及响应时间短等优点，在石油与化工行业得到了广泛应用。

参考文献

[1] 周代琼.反拱刻槽带加强环型爆破片装置的设计[J].石油和化工设备，2013（2）.

[2] 吴全龙.压力容器与爆破片特性压力关系探讨[J].压力容器，2011（9）.

[3] 孙遥.大口径爆破片的设计[J].管道技术与设备，2011（3）.endprint

摘 要：在石油与化工行业，爆破片的选择与使用非常重要，是保证生产安全的前提。该文首先介绍了爆破片装置的特征以及常见的几种爆破片装置类型，然后分析了爆破片装置设计压力、爆破片装置爆破温度以及泄放量的计算与确定方法，最后介绍了爆破片的选用原则。

关键词：爆破片 压力容器 泄放量 介质 密封性

中图分类号：TJ761.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0107-01

爆破片又可以被称为爆破膜、防爆片或者爆破板，当其两侧压力差达到预定值时，爆破片就会发生动作。爆破片是石油与化工生产压力容器中用来防止超压的防护装置，它会在设定的压力和温度下发生爆破，泄放出容器内的压力，在保障生产人员的生命安全以及保护生产设备方面具有重要意义。

1 爆破片装置的特征

由于泄压装置动作的发生与否与其中介质的状态并没有直接关系，因此爆破片装置的适用范围非常广。爆破片的泄放面积可以事先计算出来，因此可以确保泄放量。爆破片装置的泄放速度比较快，将其作为化学反应物料或者压力增大反应的反应釜具有较大优势。爆破片装置的材料可以根据抗腐蚀要求来选择，因此一般爆破片的抗腐蚀能力都比较好。另外，爆破片的密封性能非常高，以确保泄压动作的准确性。再有，爆破片装置还具有价格低廉、易于安装和维修、结构简单等特点。

2 爆破片装置的常见类型

常见的爆破片装置主要有平板型爆破片装置、正拱型爆破片装置以及反拱型爆破片装置这三种。

平板型爆破片装置可以分为石墨爆破片、平板刻槽爆破片和平板开缝爆破片。石墨爆破片的优点是：耐腐蚀性能好，但是这种爆破片脆性大，强度低，安装时需要谨慎，此外该爆破片爆破后会出现大量碎片不能与安全阀串联使用；平板刻槽爆破片和平板开缝爆破片装置受力会发生拉伸变形，所以耐疲劳强度较差，一般适合压力较低压力波动较小的场合使用。平板型爆破片装置主要由石墨或者塑性金属制成，前者容易受到剪切和弯曲破坏，后者的内壁比较薄，容易受到拉伸破坏，因此其适用于压力不太高并且比较稳定的场合中。

正拱型爆破片装置主要包括普通正拱型、正拱刻槽型和正拱开缝型爆破片装置。普通正拱型和正拱刻槽型爆破片装置由单层塑性金属制得，介质与爆破片装置的凹面接触，当容器承受的压力超过一定值之后，爆破片装置就会受到拉伸破坏，因此这两种爆破片装置主要应用于静载中高压容器中。

3 爆破片各种数据的计算

3.1 爆破片装置设计压力的计算

爆破片的设计爆破压力应大于设备的工作压力而小于设备的设计压力，设计爆破压力时就需要将前压考虑进去。在条件允许的情况下可以尽可能大的提高爆破片的设计爆破压力，这样爆破片的使用寿命会大大提高。一般情况下最大设计爆破压力要小于压力容器设计压力的1.1倍。

3.2 爆破片装置爆破温度的确定

爆破温度实际指的是安装爆破片部位的温度，一般情况下与设备中的操作温度并不相同。由于金属的机械性能与温度有着很大关系，因此由金属所制作爆破片的抗蠕变性能也会受到温度的影响。各种材料所制成的爆破片温度与压力之间的关系如图1所示。

3.3 爆破片泄放量的计算

（1）水蒸汽压力容器或者压缩气体容器

水蒸汽压力容器或者压缩气体容器所使用爆破片的安全泄放量计算公式为：

WS=2.83×10-3ρvd2

上式中，WS表示压力容器的泄放量，单位为kg/h；ρ表示气体的密度，单位为 kg/m3；v表示气体在容器进口时的流速，单位为m/s；d表示压力容器进口管的内径，单位为mm。

（2）液化气体

压力容器的保温层未使用绝热材料时，液化气体压力容器爆破片的泄放量计算公式为：

WS=2.55×105FAr0.82/q

当压力容器的保温层使用绝热材料时，使用下式进行计算：

WS=2.61×（650-t）λAr0.82/qδ

式中，Ar代表压力容器的受热面积，单位为m2；F代表绝热系数；q代表压力容器中介质的饱和温度，单位为℃；δ代表容器保温层的厚度，单位为m；λ代表绝热材料在常温下的导热系数，单位为kJ/m·h·℃。

4 爆破片的选用

在选择爆破片时，需要考虑的因素有以下几种：材料、爆破温度、使用场合和使用介质。不同材料爆破片装置所承受的压力各不相同，因此需要根据实际需要来确定压力范围，因此爆破片装置的选择得首先确定其需要承受的压力；温度会对金属材料及其密封膜带来一定影响，因此在选用爆破片时，需要首先明确使用温度的范围；如果压力容器的介质为液体，则不能选用反拱型爆破片。如果介质具有一定的腐蚀性，则应该使用正拱型爆破片，因为其与介质接触的爆破片上覆盖着非金属保护膜，可以有效保护爆破片装置。

5 结语

综上所述，化工以及石油行业所使用的工艺设备一般都需要在高温高压条件下工作，一旦出现失控或者超压问题，生产设备可能会发生破裂和爆炸的危险。

当设备的压力超过一定值时，爆破装置可以通过泄放压力来避免危险的发生，因此可以作为工艺生产装置的防护装置。另外，爆破片装置还具有排放量较大、密封性好以及响应时间短等优点，在石油与化工行业得到了广泛应用。

参考文献

[1] 周代琼.反拱刻槽带加强环型爆破片装置的设计[J].石油和化工设备，2013（2）.

[2] 吴全龙.压力容器与爆破片特性压力关系探讨[J].压力容器，2011（9）.

[3] 孙遥.大口径爆破片的设计[J].管道技术与设备，2011（3）.endprint