Взрывозащита технологического оборудования. Предохранительные клапаны и мембраны

Предохранительные устройства - предохранительные клапаны и мембраны. Предохранительные клапаны предупреждают возникновение давления, превышающее допустимое. Их устанавливают на трубопроводах, непосредственно присоединяемых к сосуду.

В случае, когда по роду производства или вследствие действия содержащейся в сосуде среды предохранительный клапан не сможет надежно работать, сосуд снабжают предохранительной мембраной, разрывающейся при повышении давления в сосуде. Предохранительная мембрана может быть установлена перед предохранительным клапаном.

ПК(рычажно-грузовые, пружинные, КИПовские)

Предохранительные мембраны обычно изготавливают из тонколистового проката пластичных материалов: алюминия, никеля, нержавеющей стали, меди, латуни и др. Для защиты мало прочного оборудования иногда используют предохранительные мембраны из полиэтиленовой и фторопластовой пленок.

В промышленности в настоящее время применяется боль­шое количество разнообразных предохранительных мембран. Мембраны обычно классифицируют по характеру их разруше­ния. В связи с этим различают разрывные, ломающиеся, срез­ные, хлопающие и специальные предохранительные мембраны.

№28 Конструкции предохранительных клапанов и мембран

Предохранительный клапан представляет собой устройство автоматическою действия, предназначенное для выпуска из емкостей и трубопроводов излишнего количества газа, пара или жидкости при превышении давления сверх установленных пределов.

Предохранительные клапаны ус­танавливают и местах, доступных для их осмотра, монтажа и демон­тажа.

Предохранительные клапаны бывают рычажно-грузовые, пружинные, и КИПовские.

К предохранительным клапанам предъявляются следующие требования:

- при достижении максимально допустимого давления клапан должен безотказно открываться до полного подъема и пропустить рабочую среду в требуемом количестве;

- в открытом состоянии клапан должен работать устойчиво без вибраций;

- клапан должен закрываться при давлении не намного ниже рабочего и при последующем возрастании давления до рабочего обеспечить требуемую степень герметичности;

- в закрытом состоянии клапан должен обеспечивать требуемую степень герметичности при рабочем давлении.

На рисунке — чертёж типичного пружинного клапана прямого действия. На его примере рассмотрим типичную конструкцию. Обязательными компонентами конструкции предохранительного клапана прямого действия являются запорный орган и задатчик, обеспечивающий силовое воздействие на чувствительный элемент, связанный с запорным органом клапана.

Запорный орган состоит из затвора и седла. Если рассматривать поясняющий рисунок, то в этом простейшем случае затвором является золотник, а задатчиком выступает пружина. С помощью задатчика клапан настраивается таким образом, чтобы усилие на золотнике обеспечивало его прижатие к седлу запорного органа и препятствовало пропуску рабочей среды, в данном случае настройку производят специальным винтом.

Когда предохранительный клапан закрыт, на его чувствительный элемент воздействует сила от рабочего давления в защищаемой системе, стремящаяся открыть клапан и сила от задатчика, препятствующая открытию. С возникновением в системе возмущений, вызывающих повышение давления свыше рабочего, уменьшается величина силы прижатия золотника к седлу. В тот момент, когда эта сила станет равной нулю, наступает равновесие активных сил от воздействия давления в системе и задатчика на чувствительный элемент клапана. Запорный орган начинает открываться, если давление в системе не перестанет возрастать, происходит сброс рабочей среды через клапан.

С понижением давления в защищаемой системе, вызываемом сбросом среды, исчезают возмущающие воздействия. Запорный орган клапана под действием усилия от задатчика закрывается.

Давление закрытия в ряде случаев оказывается на 10-15 % ниже рабочего давления, это связано с тем, что для создания герметичности запорного органа после срабатывания требуется усилие, значительно большее, чем, то, которого было достаточно для поддержания герметичности клапана перед открытием. Это объясняется необходимостью преодолеть при посадке силу сцепления молекул среды, проходящей через щель между уплотнительными поверхностями золотника и седла, вытеснить эту среду. Также понижению давления способствует запаздывание закрытия запорного органа, связанное с воздействием на него динамических усилий от проходящего потока среды, и наличие сил трения, требующих дополнительного усилия для его полного закрытия[

Предохранительные мембраны работают по принципу сбро­са давления при его повышении сверх установленных пределов, они представляют собой специально ослабленную часть защищаемого аппарата и срабатывают при рассчитанном давлении. Предельная и простота конструкции, высокое быстро­действие, малая инерционность, полная герметизация сбросно­го отверстия до срабатывания мембраны — эти существенные преимущества предохранительных мембран обусловливают их широкое и эффективное использование для защиты обору­дования от взрывов технологической среды.

Предохранительные мембраны обычно изготавливают из тонколистового проката пластичных материалов: алюминия, никеля, нержавеющей стали, меди, латуни и др. Для защиты мало прочного оборудования иногда используют предохранительные мембраны из полиэтиленовой и фторопластовой пленок.

В промышленности в настоящее время применяется боль­шое количество разнообразных предохранительных мембран. Мембраны обычно классифицируют по характеру их разруше­ния. В связи с этим различают разрывные, ломающиеся, срез­ные, хлопающие и специальные предохранительные мембраны.

№29 Пожаровзрывобезопасность на производстве. Виды горения. Показатели пожаровзрывоопасности различных веществ. Категории взрывоопасных смесей.

Горение – это интенсивные химические окислительные реакции, которые сопровождаются выделением тепла и свечением. В зависимости от скорости процесса горения может происходить в форме собственно горения, взрыва и детонации.

Горение возникает при наличии горючего вещества (органические соединения, сера, сероводород), окислителя(кислород, азотная кислота) и источника воспламенения.

Горение прекращается, если нарушить какое-либо из условий, его вызвавших.

Беспламенное горение (тление) – горение конденсированных систем, т.е. систем, не содержащих газообразных частей и состоящих только из твёрдых или жидких фаз или их смесей.

Горение может быть диффузионным и кинетическим. Если кислород проникает в зону горения вследствие диффузии, то образующееся пламя называется диффузионным. От диффузионного пламени отличается пламя, образуются при горении заранее перемешанного горючего газа с воздухом (кинетическое горение).

Таким образом в пламени одновременно могут происходить процессы диффузионного горения и горения предварительно смешанных компонентов горючей смеси.

Различают гомогенное (исходные вещества и продукты горения находятся в одинаковом агрегатном состоянии) и гетерогенное (исходные вещества – например твёрдое или жидкое горючее и газообразный окислитель – находятся в разных агрегатных состояниях).