Rupture Disk
Являясь создателем разрывных мембран компания "Би-Эс-энд-Би" (Сэйфти Системс) определяет развитие отрасли на протяжении более 80 лет.

Комбинация из разрывной мембраны и предохранительного клапана

Введение
Стандарты ASME для сосудов высокого давления разрешают использование разрывных мембран, как на входе, так и на выходе предохранительного клапана. Такая комбинация разрывной мембраны и предохранительного клапана все более широко используется в нефтяной, химической и нефтехимической промышленности.
Когда-то вышеупомянутая комбинация считалась роскошью, которая приводит к удорожанию. В настоящее время доказано, что использование разрывных мембран для изоляции предохранительных клапанов позволяет добиться экономии за счет следующих пяти факторов:

  • Нулевая утечка в атмосферу;
  • Бoльшая продолжительность периодов между капитальными ремонтами;
  • Возможность проверки клапанов на месте;
  • Возможность использования не столь дорогостоящего материала запорной части клапана;
  • Продление срока службы клапана за счет изоляции внутренних деталей клапана от действия агрессивных жидкостей.

Данный бюллетень содержит информацию о возможностях применения и преимуществах, которые дает последовательное соединение разрывных мембранам и предохранительных клапанов.

Преимущества использования разрывных мембран в комбинации с предохранительными клапанами
Имеется, по крайней мере, пять преимуществ использования разрывных мембран для изоляции предохранительных клапанов.

Преимущество № 1 Нулевая утечка в атмосферу

Наиболее важной причиной для изоляции предохранительных клапанов с помощью разрывных мембран является необходимость предотвращения утечки рабочей среды в атмосферу. Стандарт API 526 для обычных предохранительных клапанов устанавливает, что для проходного сечения размера F или менее максимально допустимая скорость утечки должна составлять 40 пузырьков в минуту (приблизительно, 6 куб. футов каждые 24 часа).

При использовании на входе предохранительного клапана разрывная мембрана действует как твердый металлический барьер между рабочей средой и клапаном.
Это позволяет не только прекратить загрязнение воздуха (в соответствии с требованиями Агентства по охране окружающей среды), но также добиться экономии средств. Комбинация разрывной мембраны с предохранительным клапаном позволяет остановить утечку, которая нередко связана с ежечасными и ежедневными потерями дорогого продукта.

Преимущество № 2 Возможность проверки клапанов на месте

При использовании разрывной мембраны для изоляции предохранительного клапана, можно провести испытание клапана на месте его эксплуатации. Если хлопающая разрывная мембрана устанавливается на входе клапана, предохранительный клапан может быть испытан на месте, для чего достаточно одного работника, имеющего переносной источник давления.
Чтобы выполнить испытание без демонтажа клапана (т.е., если клапан функционирует нормально), воздух или инертный газ, например, азот, инжектируется из внешнего источника в камеру между разрывной мембраной и входом предохранительного клапана, когда сделать это можно безопасно (обычно это делается во время перерывов в технологическом процессе). Давление повышается, пока не будет услышан хлопок или бульканье клапана.
Чтобы клапан работал, давление воздуха не должно заходить за отметку 110% от расчетного давления, указанного на ярлыке хлопающей мембраны. 

Преимущество № 3 Продление срока службы клапана

Продление срока службы предохранительного клапана является третьим основным преимуществом, которое обеспечивает комбинация мембраны и клапана. Разрывная мембрана действует в качестве твердого металлического барьера между клапаном и рабочей средой. Мембрана препятствует обрастанию механических компонентов клапана продуктами, которое, в противном случае, повлияло бы на рабочие показатели клапана и уровень безопасности системы. Поскольку рабочий продукт не находится в контакте с внутренними поверхностями деталей клапана, клапан будет оставаться в хорошем состоянии до момента срабатывания с целью сброса давления.

Преимущество № 4 Бoльшая продолжительность периодов между капитальными ремонтами

Поскольку внутренние детали клапана обычно не подвергаются загрязнению со стороны рабочей среды, они продолжают оставаться "как новые", что дает возможность устанавливать более длительные периоды между капитальными ремонтами.

Преимущество № 5 Возможность использования не столь дорогостоящих материалов

Большая начальная стоимость предохранительного клапана может быть снижена за счет заказа клапанов, изготавливаемых  из менее дорогого металла, и их изоляции с помощью разрывной мембраны. Например, если обычно требуется клапан из материала хастелой1, то в данном случае можно использовать клапан из углеродистой стали с запорной частью из материала хастелой, что позволяет, в среднем, достигнуть экономии в 65%. Экономия превысит затраты на приобретение разрывной мембраны, и, кроме того, появится возможность получить вышеописанные преимущества 1 – 4.

Применение для изоляции предохранительного клапана
Для того чтобы изолировать предохранительный клапан с помощью разрывной мембраны, следует использовать хлопающую мембрану. Такая мембрана может принимать на себя давления, действующие в двух направлениях; что позволяет проводить проверку клапана на месте и исключить необходимость использования вакуумной опоры при работе в условиях вакуума. Ниже приводится руководство по выбору разрывных мембран для решения конкретных задач.

1. НОВОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО – ИЗОЛЯЦИЯ ВХОДА КЛАПАНА
В случае нового строительства для изоляции входа предохранительного клапана рекомендуется система STA-SAF® компании "Би-Эс-энд-Би" (Сэйфти Системс). МПУ STA-SAF® представляет собой проверенную технологическую концепцию в области применения разрывных мембран и зажимающих элементов. Размещаемая между фланцами ASME – ANSI / EN / и JIS, система STA-SAF® с установленным на заводе моментом затяжки обеспечивает правильность установки за счет использования J-образного болта и центрирующих шпилек мембраны. Зажимающие элементы системы STA-SAF® типа SRB-7RS™ используются с хлопающими мембранами типов S-90TM, JRSTM, RLSTM , SKr™, LPS™ или Sigma™, в зависимости от величины разрывного давления и условий эксплуатации.

Система STA-SAF® соответствует большинству значений давления срабатывания предохранительных клапанов. При работе с газовыми средами рекомендуется использовать любую хлопающую мембрану, предназначенную для работы в зажимающих элементах типа SRB-7RS системы STA-SAF®. При работе с жидкими средами рекомендуется использовать разрывные мембраны типов RLS™, SKR™, LPS™ или Sigma™. При более высоких значениях давления рекомендуется использовать хлопающую мембрану RLSTM. Описание и технические данные по каждой из этих разрывны мембран см. на сайте компании "Би-Эс-энд-Би" (Сэйфти Системс).
Система STA-SAF® идеально подходит для изоляции предохранительных клапанов, обеспечивая следующие преимущества:

  • Имеющиеся типоразмеры 1" - 30";
  • Минимальное образование осколков при срабатывании;
  • Отказоустойчивая конструкция; Низкие значения коэффициента безопасности для поврежденной мембраны и коэффициента безопасности для неправильной установки по направлению потока;
  • Ножевые лезвия отсутствуют;
  • Рабочее давление составляет до 100% минимальной величины разрывного давления мембраны (SigmaTM); все мембраны могут эксплуатироваться при рабочем давлении до 90% минимального разрывного давления.

2. МОДЕРНИЗАЦИЯ - ИЗОЛЯЦИЯ ВХОДА КЛАПАНА
Для изоляции уже работающих предохранительных клапанов, имеющих жесткий выпускной трубопровод, рекомендуется использовать сборку на основе разрывной мембраны типа SVITM. Мембрана SVITM представляет собой хлопающую разрывную мембрану S-90 TM, аналогичную той, что описана выше, только вваренную в неразъемную сборку, которая вставляется во входной трубопровод. Мембрана SVI TM уникальна благодаря следующим свойствам:

  • Зажимающие элементы не требуются;
  • Подходит к существующим трубопроводам;
  • Все преимущества разрывной мембраны типа S-90TM;
  • Имеющиеся типоразмеры: от 1-1/2" до 6" (включая 2-1/2").

3. НОВОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО ИЛИ МОДЕРНИЗАЦИЯ - ИЗОЛЯЦИЯ ВЫХОДА КЛАПАНА
С принятием более строгих правил Агентства по охране окружающей среды, которые требуют, чтобы у предохранительных клапанов был предусмотрен выпускной коллектор вместо выброса в атмосферу, особую важность приобретает задача изоляции выхода предохранительного клапана (а также входа) с помощью разрывной мембраны, чтобы предотвратить коррозию, вызываемую "противотоком" и изолировать клапаны, у которых на величину заданного рабочего давления могут влиять различные виды противодавления.
Для данной задачи превосходно подходит разрывная мембрана низкого давления типа AVTM.
Мембрана типа AVTM не требует зажимающих элементов и выпускается в комплекте со своими собственными прокладками. Она может устанавливаться между стандартными фланцами типов ASME – ANSI / EN / JIS. Нижеследующие преимущества, которыми она обладает, делают ее идеальной для использования с целью изоляции выхода клапана:

  • Низкие значения разрывного давления: 1 - 15 psi изб;
  • Срабатывание происходит при одинаковом давлении в обоих направлениях (отношение 1:1);
  • Обе стороны идентичны, что делает невозможной неправильную установку;
  • Имеющиеся типоразмеры: 2" - 36".

Более подробную информацию касательно материалов, давлений и других данных по использованию вышеупомянутых разрывных мембранам для изоляции предохранительных клапанов можно найти в следующих бюллетенях компании "Би-Эс-энд-Би" (Сэйфти Системс):

Изделие

Номер бюллетеня

STA-SAF® и S-90TM или JRSTM

77-4001

STA-SAF® и RLSTM

77-4001

STA-SAF® и SKrTM

77-4003

STA-SAF® и LPSTM

77-4002

STA-SAF® и SigmaTM

77-4011

SVITM

77-4005

AVTM

77-8001

Информация по подбору разрывной мембраны или предохранительного клапана
Для лучшего понимания вопроса использования разрывных мембран для изоляции предохранительных клапанов рекомендуется сравнить преимущества и недостатки каждого предохранительного устройства.

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН

  1. Металлические клапаны имеют утечку в атмосферу, что взывает потерю продукта, а также загрязнение атмосферы.
  2. Высокая стоимость.
  3. Требуется большой объем технического обслуживания, поскольку рабочая среда проходит через клапан, правильность его работы должна периодически контролироваться. При этом необходимо отключение системы.
  4. Возможность регулировки.
  5. При продувке вновь закрывается после сброса давления.
  6. Клапан может использоваться повторно, вновь закрывается после каждого срабатывания.

РАЗРЫВНАЯ МЕМБРАНА

  1. Обеспечивает герметичность.
  2. Низкая стоимость.
  3. Небольшой объем технического обслуживания.
  4. Фиксированная установка.
  5. Без повторного закрытия
  6. Мембрана подлежит замене после каждого срабатывания.

КОМБИНАЦИЯ РАЗРЫВНАЯ МЕМБРАНА/ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН

  1. Обеспечивает герметичность.
  2. Умеренная стоимость.
  3. Средний объем технического обслуживания.
  4. Возможность регулировки.
  5. При продувке вновь закрывается после сброса давления.
Клапан может использоваться повторно, мембрана подлежит замене после каждого срабатывания.

Контрольный индикатор
Согласно требованиям ASME, в пространстве между разрывной мембраной и предохранительным клапаном должен быть предусмотрен манометр, тройник, устройство выпуска в атмосферу или подходящий контрольный индикатор.