Características dos dispositivos de ruptura de disco:
1. Os discos de ruptura podem se adaptar a aumentos rápidos de pressão, enquanto as válvulas de segurança requerem um certo tempo, pois a mola que controla a abertura do disco da válvula precisa vencer sua inércia. Reações químicas descontroladas geralmente produzem aumentos rápidos de pressão, caso em que os dispositivos de disco de ruptura são preferidos como dispositivos de segurança no recipiente.
2. Desempenho de vedação confiável: Os dispositivos de disco de ruptura são adequados para fluidos tóxicos e inflamáveis. As válvulas de segurança inevitavelmente apresentam vazamentos mínimos ou insignificantes entre o disco e a sede da válvula.
3. O funcionamento do dispositivo de segurança é independente do estado do fluido. Uma pequena quantidade de cristais sólidos ou líquido viscoso aderido ao disco de ruptura não afetará sua pressão de ruptura. No entanto, se aderir à superfície de vedação do disco-sede da válvula de segurança, poderá afetar seriamente sua pressão de abertura.
4. Os discos de ruptura também apresentam as vantagens de uma ampla faixa de pressão de ruptura, temperatura de ruptura e área de descarga, boa resistência à corrosão, alta precisão na pressão de ruptura, estrutura simples e instalação conveniente.
5. Os discos de ruptura também apresentam a desvantagem de serem de uso único. Uma vez rompidos, quase 90% do fluido será liberado, resultando em perdas econômicas significativas. Portanto, a substituição regular do diafragma é necessária. Para reduzir a perda de material durante a descarga, pode-se utilizar uma combinação de disco de ruptura e válvula de segurança. Para evitar a ruptura prematura do disco de ruptura devido a corrosão leve ou fadiga, o que interromperia a operação e afetaria o ciclo de substituição programado, os dois dispositivos podem ser configurados em série.
Classificação dos discos de ruptura:
1. Disco de ruptura de ação direta: O arco é voltado para cima, geralmente adequado para meios gasosos.
2. Disco de ruptura de ação reversa: O arco é voltado para baixo, com boa resistência à fadiga, não necessita considerar os efeitos do vácuo, não se fragmenta e pode operar a 90% da pressão de ruptura. Deve ser utilizado em ambiente gasoso com um certo volume no lado da pressão para que haja energia suficiente para que o diafragma se abra completamente quando se tornar instável e tombar. No entanto, o tipo ranhurado pode ser usado com fluidos líquidos.
3. Disco de ruptura de grafite: Feito de grafite cristalino artificial, é mais adequado para aplicações que exigem baixa pressão de ruptura e resistência à corrosão química.
4. Discos de ruptura combinados: Desenvolvidos para atender aos requisitos especiais de determinados equipamentos de proteção, tais como: discos de ruptura bidirecionais e discos de ruptura combinados com arco positivo e negativo.
5. Dispositivo de Fixação: Sua função é fixar corretamente a periferia do disco de ruptura na posição designada, de acordo com os requisitos do projeto, para que o disco de ruptura possa atingir a pressão de ruptura projetada.
Materiais do disco de ruptura:
1. Princípios de seleção de materiais:
- Força adequada;
- Resistência suficiente à corrosão;
- Boa estabilidade térmica;
- Boa plasticidade, qualidade uniforme e desempenho estável.
2. Materiais do diafragma metálico:
(1) Alumínio puro: Resistente à corrosão por ácido nítrico concentrado, bicarbonato de amônio, etc., mas não resistente a álcalis e cloreto de sódio. Possui bom desempenho em baixas temperaturas, mas baixa resistência mecânica e fraca resistência a altas temperaturas, sendo geralmente utilizado em aplicações de pequeno diâmetro, baixa pressão e baixa temperatura.
(2) Prata pura: Apresenta boa plasticidade e resistência à corrosão, melhores propriedades mecânicas e estabilidade térmica do que o alumínio, e resistência similar à do alumínio. É um material superior para discos de ruptura de baixa pressão.
(3) Níquel puro: Apresenta boa estabilidade química, sendo resistente à água do mar, líquidos alcalinos e à maioria dos sais inorgânicos e ácidos orgânicos. Possui boa resistência mecânica, alta plasticidade e boa estabilidade térmica, o que o torna um bom material para discos de ruptura de alta temperatura e média pressão.
(4) Aço inoxidável austenítico: (304, 316, 316L) Alta resistência e boa estabilidade térmica, comumente usado em discos de ruptura de alta temperatura, alta pressão, média pressão e grande diâmetro, além de componentes de suporte a vácuo.
(5) Liga Monel: Boa resistência a ácidos, álcalis cáusticos e gases como dióxido de enxofre e dióxido de carbono. Alta resistência mecânica em altas temperaturas e boa estabilidade térmica, comumente usada em discos de ruptura para altas temperaturas, altas pressões e médias pressões, além de materiais de suporte para vedação a vácuo.
3. Materiais de diafragma não metálicos:
(1) Grafite cristalino artificial de alta qualidade, impermeável e prensado isostaticamente, impregnado com resina, etc. Insensível à temperatura, mas sensível às flutuações de pressão, comumente usado em discos de ruptura de média e baixa pressão.
(2) Outros, como placas de amianto.
