5. Các kiểu màng nổ
5.1. Màng nổ có hình vòm thông thường (tác động về phía trước)
Các màng nổ có hình vòm thông thường phải được thiết kế để nổ do ứng suất kéo khi áp suất nổ tác động vào phía lõm của màng nổ (xem Hình 1).
CHÚ DẪN
1 Mặt tựa phẳng
2 Mặt tựa góc
3 Dòng chảy
Hình 1 - Màng nổ có hình vòm thông thường (tác động về phía trước)
Các màng nổ phải được tạo vòm đủ để tạo ra biến dạng dư sao cho không xuất hiện sự chảy dẻo thêm nữa khi màng nổ ở trong điều kiện làm việc.
Màng nổ có hình vòm thông thường bao gồm các kiểu sau:
a) Kiểu hình vòm thông thường đơn giản. Kiểu màng nổ này phải có một hoặc nhiều lớp, áp suất nổ của đĩa được khống chế bởi độ bền kéo tối đa của vật liệu;
b) Kiểu hình vòm thông thường, có xẻ rãnh. Kiểu màng nổ này phải có hai hoặc nhiều lớp và ít nhất là một lớp phải có khe hở hoặc rãnh để giảm độ bền và để điều chỉnh áp suất nổ;
c) Kiểu hình vòm thông thường đơn giản, có vết xước. Kiểu màng nổ này phải được tạo ra vết xước sao cho khi đạt tới áp suất nổ sẽ mở ra dọc theo vết xước;
d) Kiểu hình vòm thông thường, đơn giản với các lưỡi dao. Kiểu màng nổ này phải được mở ra bởi bị cắt bằng các lưỡi dao khi đạt tới áp lực nổ.
5.2. Màng nổ có hình vòm ngược (tác động ngược lại)
Màng nổ có hình vòm ngược phải được thiết kế để hoạt động do các ứng suất uốn dọc, uốn hoặc cắt khi áp suất nổ tác động vào phía lồi của màng nổ (xem Hình 2).
CHÚ DẪN
1 Dòng chảy
Hình 2 - Màng nổ có hình vòm ngược (tác động ngược lại)
Màng nổ có hình vòm ngược bao gồm các kiểu sau:
a) Kiểu hình vòm ngược, có vết xước. Kiểu màng nổ này phải được tạo ra vết xước sao cho khi vòm biến dạng ngược lại tại áp nổ thì màng nổ mở ra dọc theo vết xước. Đĩa nổ cũng có thể có các vùng bị yếu đi và chúng sẽ xác định áp lực tại đó màng nổ biến dạng ngược lại.
b) Kiểu hình vòm ngược, có kết cấu trượt hoặc tháo rời ra. Kiểu màng nổ này phải hoạt động bằng cách bị bật ra theo hướng xuôi dòng từ cơ cấu kẹp màng nổ.
CHÚ THÍCH: Có thể sử dụng cơ cấu móc hãm cho kiểu màng nổ này.
c) Kiểu hình vòm ngược với các lưỡi dao. Kiểu màng nổ này phải mở ra bằng cách bị cắt bởi các lưỡi dao trong quá trình biến dạng ngược lại của vòm.
d) Kiểu hình vòm ngược hoạt động bằng cách cắt ra. Kiểu màng nổ này phải có một hoặc nhiều lớp sẽ mở ra khi vòm biến dạng ngược lại do các lực cắt.
e) Kiểu hình vòm bằng vật liệu composit hoặc nhiều lớp. Kiểu màng nổ này phải có hai hoặc nhiều lớp và ít nhất là một lớp phải có các vùng bị yếu đi và chúng sẽ xác định áp lực tại đó màng nổ sẽ biến dạng ngược lại.
5.3. Màng nổ phẳng
Màng nổ phẳng có một hoặc nhiều lớp. Tùy theo kiểu, chúng có thể cần đến cơ cấu kẹp màng nổ hoặc được tháo lắp trực tiếp giữa các mặt bích của thiết bị.
Màng nổ phẳng bao gồm các kiểu sau:
a) Kiểu chi tiết graphit thay thế được. Kiểu Màng nổ này phải phẳng hoặc có rãnh và được sử dụng cùng với cơ cấu kẹp màng nổ. Màng nổ được thiết kế để nổ do các lực uốn hoặc cắt (xem Hình 3);
CHÚ DẪN
1 Cơ cấu đỡ áp suất ngược
2 Dòng chảy
Hình 3 - Màng nổ dạng chi tiết graphit thay thế được và cơ cấu kẹp màng nổ điển hình
b) Kiểu khối graphit. Kiểu màng nổ này phải được thiết kế để lắp trực tiếp giữa các mặt bích của thiết bị. Đĩa có thể được xẻ rãnh trên một hoặc cả hai mặt tùy theo áp suất nổ và chiều tác dụng của nó (xem Hình 4).
Màng nổ dạng khối graphit có thể được gia cường bằng vòng bọc bên ngoài bằng thép. Kết cấu này có thể có một lớp bọc trên mặt áp lực.
Hình 4 - Màng nổ dạng khối graphit có cấu hình khác nhau
Khả năng chịu áp lực của màng nổ dạng khối graphit, sau khi nổ, phải được xác định bằng một trong các phương pháp được cho trong 6.1.
CHÚ THÍCH: Đối với kết cấu này của màng nổ dạng khối graphit, đường kính của đường ống phía sau liền kề với màng nổ nên theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Thông thường, đường kính này sẽ lớn hơn đường kính trong của rãnh.
c) Kiểu phẳng có xẻ rãnh, được bọc. Kiểu màng nổ này phải có hai hoặc nhiều lớp. Ít nhất là một trong các lớp phải có khe hở hoặc rãnh để giảm bớt độ bền và điều chỉnh áp suất nổ. Tùy theo kết cấu, màng nổ này có thể phải sử dụng cùng với cơ cấu kẹp màng nổ.
5.4. Các kiểu và kết cấu khác
Được phép sử dụng các kiểu và kết cấu khác của màng nổ với điều kiện là chúng đáp ứng được các yêu cầu của tiêu chuẩn này.
6. Cơ cấu kẹp màng nổ
6.1. Thiết kế
6.1.1. Khả năng chịu áp lực
Khả năng chịu áp lực của các cơ cấu kẹp màng nổ phải được xác định bởi:
a) tính toán thông thường theo các quy tắc thiết kế đối với các mối nối bích như EN 1092-1; hoặc
b) các phương pháp thiết kế được xác lập khác của nhà sản xuất; hoặc
c) các phương pháp thiết kế theo kinh nghiệm do nhà sản xuất tiến hành được thực hiện trên các mẫu ban đầu, hoặc trên các mẫu đại diện trong sản xuất.
6.1.2. Các yêu cầu thiết kế khác
Việc thiết kế các cơ cấu kẹp màng nổ phải bảo đảm:
a) định vị chính xác cụm màng nổ;
b) cụm màng nổ chỉ có thể được lắp đúng theo đường tròn;
c) khả năng áp dụng hoặc truyền tải trọng kẹp chặt thích hợp cho cụm màng nổ riêng;
d) lắp ráp đúng cơ cấu đỡ áp suất ngược (xem Điều 7), nếu có;
e) khi được lắp đặt theo hướng dẫn lắp đặt của nhà sản xuất, nó phải chịu được áp lực thích hợp trong các điều kiện làm việc quy định;
f) vị trí của bất cứ các lỗ nào cho lắp ráp sơ bộ các vít cũng phải tương hợp với đệm quy định được dùng giữa cơ cấu kẹp màng nổ và các mặt bích lắp đặt;
g) sự định vị chính xác trong mối nối của hệ thống áp lực bao gồm cả chiều của dòng chảy;
h) thích hợp với các điều kiện làm việc quy định;
i) vận hành đúng của cụm màng nổ.
CHÚ THÍCH: Cơ cấu kẹp màng nổ nên được thiết kế để bảo vệ cụm màng nổ trong quá trình lắp đặt và tháo ra. Với các màng nổ có hình vòm có thể đáp ứng được yêu cầu này bằng cách đảm bảo rằng phần hình vòm của đĩa không nhô ra ngoài cơ cấu kẹp màng nổ. Có thể sử dụng các phương pháp khác tùy theo thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng.
6.2. Kiểu
Kiểu cơ cấu kẹp màng nổ phải thích hợp với kiểu màng nổ riêng và thích hợp với ý định sử dụng của màng nổ.
Cơ cấu kẹp màng nổ bao gồm:
a) Kiểu chày - cối. Cơ cấu kẹp màng nổ kiểu chày - cối phải có các chi tiết định vị màng nổ dạng chày cối, có hoặc không có các chi tiết kẹp chặt, và được lắp vào bên trong các bulông lắp đặt mặt bích (xem Hình 5).
Hình 5 - Cơ cấu kẹp màng nổ kiểu chày - cối điển hình
b) Kiểu tiếp xúc với toàn bộ mặt mút bích. Cơ cấu kẹp màng nổ kiểu tiếp xúc với toàn bộ mặt nút của bích phải có các chi tiết định vị màng nổ dạng chày - cối tiếp xúc với toàn bộ các mặt mút của bích, có hoặc không có các chi tiết kẹp chặt, và phải có các lỗ/rãnh thích hợp cho lắp ghép với các bulông kẹp chặt mặt bích của thiết bị (xem Hình 6).
CHÚ THÍCH: Đường kính ngoài thường bằng đường kính ngoài của các mặt bích của thiết bị.
Hình 6 - Cơ cấu kẹp màng nổ kiểu tiếp xúc với toàn bộ mặt mút bích điển hình
c) Kiểu đầu nối. Cơ cấu kẹp màng nổ phải có các chi tiết định vị màng nổ dạng hai nửa khớp nối được nối với nhau bằng đai ốc nối (xem Hình 7).
CHÚ DẪN:
1 Cửa chẵn (tùy chọn)
Hình 7 - Cơ cấu kẹp màng nổ kiểu đầu nối điển hình
d) Kiểu nút/vít. Cơ cấu kẹp màng nổ kiểu nút/vít phải có các chi tiết định vị màng nổ dạng nút/vít được lắp ren với nhau. Một chi tiết định vị có thể có kết cấu cửa chặn (xem Hình 8).
Hình 8 - Cơ cấu kẹp màng nổ kiểu nút/vít điển hình
e) Kiểu khác. Được phép sử dụng các kiểu cơ cấu kẹp màng nổ khác với điều kiện là chúng đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn này.
6.3. Các mối nối
Khi các cơ cấu kẹp màng nổ được lắp giữa các mặt bích của thiết bị, ví dụ, các cơ cấu kẹp màng nổ kiểu chày-cối và kiểu tiếp xúc với toàn bộ mặt mút bích thì sự chế tạo bề mặt và gia công tinh bề mặt của cơ cấu kẹp màng nổ phải tương hợp với bề mặt đường ống của khách hàng.
Đối với các kiểu khác (xem 6.2), các mối nối với thiết bị có thể là nối bằng ren, hàn, nối đặc biệt v.v… theo yêu cầu của khách hàng.
7. Cơ cấu đỡ áp suất ngược
7.1. Quy định chung
Khi màng nổ được đưa vào làm việc trong điều kiện có độ chênh áp suất ngược thì nó phải được đỡ bằng cơ cấu đỡ áp suất ngược trừ khi màng nổ có khả năng chịu được áp suất ngược.
Cơ cấu đỡ áp suất ngược phải do nhà sản xuất cung cấp được gắn cố định với màng nổ hoặc là một bộ phận của đĩa nổ đảm bảo cho cơ cấu đỡ áp suất ngược chỉ có thể được lắp vào phía thích hợp của màng nổ.
Cơ cấu đỡ áp suất ngược không được có bavia hoặc các khuyết tật tương tự có thể làm cho màng nổ hoạt động không đúng.
Xem tiếp: Thiết bị an toàn chống quá áp - phần 2: đĩa nổ - phần 3
Xem lại: Thiết bị an toàn chống quá áp - phần 2: đĩa nổ - phần 1