爆破片装置的类型及应用

刘成

徐州八方安全设备有限公司 江苏徐州 221000

1 爆破片简述

由爆破片、夹具和其他零部件组成的非重封闭式减压装置。当爆破片两侧压差达到设定爆破压差下的预定值时，爆破片立即起作用并释放流体介质。本实用新型结构简单，灵敏度高，准确度高，无泄漏，放电能力强。可在粘性、高温、低温、腐蚀环境下可靠工作，是超高压容器理想的安全装置[1]。

2 爆破片的类型

根据破坏形式和材料的不同，爆破片可分为普通拱型爆破片、反拱型爆破片、平板型爆破片和石墨型爆破片。

2.1 正拱形爆破片

爆破片呈拱形，在压力系统的高压侧呈凹形，在操作过程中因张力而破裂。根据普通拱型爆破片的结构特点，可分为普通拱型开槽爆破片、普通拱型开槽爆破片和普通拱型开槽爆破片[2]。

普通拱型爆破片是最简单的爆破片之一，由一个金属圆平片经气压或液压预拱成凸形。因其预拱成型压力一般大于其设备工作压力，爆破片在安装后形状一般不发生改变，而是处于弹性状态。但此结构爆破片如长期处在高应力或低温下也会发生蠕变变形，尤其当压力和（或）温度有波动时，爆破片的爆破压力会提前爆破[3]。正拱普通型爆破片一般适用于中、高压的气态或液压介质，其抗疲劳能力较好，爆破后有碎片不能串联安全阀使用且爆破时可能有火花产生。

正拱开缝型爆破片是在正拱普通型爆破片的拱面上加工透缝，并在其介质侧加设一层密封膜，保证在正常工作压力下的密封和变形。密封膜可以是金属或非金属材料。当压力达到设计爆破压力时，沿透缝张开，爆破形状规则。正拱开缝型爆破片一般适用于中、低压的气态或液态介质，最大工作压力可达最小爆破压力的80%，爆破后碎片少。

普通的拱带槽型爆破片是单层膜片，在凹面或凸面加工十字或环形减弱槽，超压时从减弱槽处拉伸破坏。减弱槽的结构和尺寸是影响爆破压力的关键因素。正常的拱带槽爆破片适用于气体或液体介质，一般爆破压力较高，最大工作压力可达到最小爆破压力的80%，爆破时不能与安全阀串联使用，不能产生火花。

2.2 反拱形爆破片

爆破片在压力系统的高压侧呈拱形凸起，反拱形爆破片按结构的不同可分为：反拱带刀型爆破片、反拱鳄齿型爆破片、反拱带槽型爆破片、反拱开缝型爆破片。

反拱皮带刀形爆破片为单层膜片，需与带刀架的配套夹持器一起使用。超压时，膜片迅速失稳反转，被焊接在夹持器上的刀架划破并泄放压力。爆破时有火花，不能用于易燃易爆的介质。

与反拱刀架式爆破片相比，反拱鳄鱼型爆破片适用于较低的爆破压力。它由单层膜片和鳄齿两层结构组成，超压时，膜片失稳反转后靠紧贴在膜片上的鳄齿刺破后泄放。爆破后不能与安全阀串联使用碎片，但爆破瞬间可能产生火花，不适用于易燃易爆介质。

横向或环形削弱槽在隔膜的凹侧处理。在失稳和反转后，破裂盘沿弱化槽裂开和释放。爆破后不得与安全阀串联使用碎片，爆破过程中不得产生火花。

反拱开缝型爆破片是由压力敏感元件强度膜和密封膜组成，强度膜失稳使组合膜片整体反转，密封膜被强度膜上的齿状结构刺破后泄放压力。爆破后没有碎片，可以和安全阀串联使用，爆破时没有火花，适用于压力较低的工况。

反拱形爆破片抗疲劳性能好，可用于有脉动压力场合，最大工作压力可达最小爆破压力的90%，承受背压能力好，无需托架也可承受全真空，适用于气态或气液混合介质。

2.3 平板形爆破片

爆破片呈平板形，动作时因拉伸、剪切或弯曲而破裂，按结构的不同可以分为：平板普通型爆破片、平板开缝型爆破片、平板带槽型爆破片。

上述三种类型爆破片在结构上与正拱形一样，区别在于平板形爆破片没有预拱成型。与正拱形爆破片相比，平板形爆破片可以用于更低的压力工况及可以做更大的尺寸，但平板形爆破片抗疲劳性能较差。

2.4 石墨爆破片

石墨爆破片由石墨、浸渍石墨、柔性石墨或复合石墨等以石墨为基体的材料制成，动作时因剪切或弯曲而破裂。石墨爆破片耐腐蚀性能好，适用于各种腐蚀性较强的介质，热稳定性好，最高使用温度可达200℃，爆破片后有碎片不能串联安全阀。

3 爆破片的应用

3.1 爆破片单独应用

爆破片单独作为超压减压装置，用于满足下列条件之一的受保护压力设备：①容器内压力迅速增加，安全阀没有时间作出反应；②设计不允许容器内介质有任何微量泄漏；③容器内介质产生的沉积物或粘性胶状物可能导致安全阀失效；④由于低温的影响，安全阀不能正常工作；⑤由于减压面积大或高（低）减压等原因，安全阀不适用。

3.2 爆破片与安全阀组合应用

爆破片应根据下列条件之一串联到安全阀的进口侧：①为了避免大量技术材料或含有介质的爆破片丢失；②不能直接使用安全阀；③在便携式压力容器中输送高度危险或腐蚀性介质。

符合下列情况之一的被保护承压设备，爆破片应与安全阀并联使用：①防止在异常工况下压力迅速升高的；②作为辅助安全减压装置，在可能发生火警或接近意外的外部热源时，应考虑是否需要增加减压面积。

3.3 双爆破片应用

①根据工艺条件，建议在下列情况下使用双爆破片：②高腐蚀介质；③工作条件下频繁的压力波动，以抵抗变背压[4]。

4 结语

爆破片作为安全设备附件，在生产生活中发挥着重要的作用。它已经广泛的应用于化工、石油化工、炼油、制药、食品、冶金、航空航天等诸多工业领域。随着爆破片技术的进步及应用范围的扩展，越来越多的工作者投身于此领域。在本文当中，主要对爆破片类型、特点及应用情况进行了简述，希望能给相关人员带来些许帮助。