Oltre alle valvole di sicurezza, i dischi di rottura sono i dispositivi di sicurezza della pressione più utilizzati negli impianti industriali. Proteggono i contenitori e le tubature da deformazioni e altri danni. L'obiettivo principale è fornire una protezione ottimale all'impianto e allo stesso tempo ridurre al minimo i tempi di inattività. In caso di esplosione, un disco di rottura protegge il contenitore su cui è installato riducendo la sovrappressione all'interno del contenitore stesso, aprendolo e scaricando l'esplosione all'esterno. I processi industriali variano a seconda del settore e del prodotto. Non esistono due processi uguali. Per questo motivo, esistono diversi tipi di dischi di rottura che variano per forma, materiale, resistenza alla temperatura e alla pressione e molto altro ancora.
Che cos'è la rottura del disco?
I dischi di rottura sono dispositivi di sicurezza con punti di rottura definiti e predeterminati che reagiscono alla pressione corrispondente e sono utilizzati per lo scarico della pressione in un'ampia gamma di applicazioni. Vengono utilizzati per proteggere dalla sovrapressione o dal vuoto all'interno di un processo e per proteggere le persone, l'ambiente e i macchinari. Originariamente una soluzione molto semplice, i dischi di rottura hanno subito un enorme sviluppo negli ultimi anni a causa dei crescenti requisiti, come le pressioni alternate o le temperature di processo più elevate e la crescente tecnologizzazione dei processi. Il vantaggio principale dei dischi di rottura rispetto ai sistemi di sicurezza elettronici, pneumatici o a molla è la loro affidabilità, che li rende il dispositivo di sicurezza più economico e importante nelle operazioni industriali. Il massimo livello possibile di sicurezza contro i guasti è importante per evitare inutili tempi di fermo del sistema. Tuttavia, la sicurezza di un disco di rottura dipende in larga misura dalla lavorazione e dal materiale utilizzato.
Vantaggi dei dischi di rottura
- Risposta immediata – niente reagisce più velocemente di un disco di rottura. La sovrapressione e il vuoto indesiderati vengono eliminati in pochi millisecondi.
- Rilascio completo dell'area di scarico – grazie alla massima sezione di apertura per uno scarico della pressione rapido e sicuro.
- Tenuta – impedisce la fuoriuscita di fluidi di processo durante il normale funzionamento e riduce i costi e l'impatto associati a tali perdite.
- Soluzione economica – significativi risparmi sui costi rispetto ad altri sistemi di protezione dalla pressione.
I dischi di rottura affidabili ed economici non sono prodotti standardizzati, ma vengono sempre adattati dai nostri specialisti alle condizioni di processo. Durante la produzione vengono presi in considerazione numerosi parametri per garantire una funzionalità ottimale.
Questi includono, ad esempio:
Elemento del sistema da proteggere, fluido di processo, pressione di esercizio, vuoto, pulsazioni, pressione di scoppio, temperatura di scoppio, diametro nominale richiesto, flusso di massa da scaricare.
Elemento del sistema da proteggere, fluido di processo, pressione di esercizio, vuoto, pulsazioni, pressione di scoppio, temperatura di scoppio, diametro nominale richiesto, flusso di massa da scaricare.
Struttura dei dischi di rottura
I dischi di rottura per lo scarico della pressione sono rotondi o quadrati, composti da uno o più strati e sono piatti o a cupola. Molti dischi di rottura sono dotati di punti di rottura predeterminati, ad esempio tramite laser. Possono essere semplici incisioni o geometrie speciali. Questa parte del disco di rottura è nota come elemento di rottura. Le diverse applicazioni richiedono diversi tipi di dischi di rottura. Sono realizzati in metallo o plastica, a uno o più strati e sono a cupola o piatti. I dischi di rottura a cupola hanno la curvatura rivolta verso il processo (dischi a rottura inversa) o verso il processo (dischi di rottura con carico di tensione). Esistono molte combinazioni diverse all'interno delle varianti menzionate.
Ad esempio, per i dischi di rottura in tre parti si integrano fogli di plastica tra gli strati metallici, per ottenere le pressioni di scoppio più basse possibili. I materiali utilizzati vanno da vari acciai inossidabili a materiali di qualità superiore come Inconel, Hastelloy o tantalio, fino a vari rivestimenti o rivestimenti in plastica come PTFE o FEP.
I dischi di rottura vengono installati direttamente tra le flange o inseriti in un apposito supporto, che viene poi montato tra le flange. In alcuni casi, il disco di rottura è già saldato o brasato in un supporto dal produttore. Questi supporti sono poi dotati delle connessioni necessarie, ad esempio filettature (NPT, G o filettature personalizzate, sistemi di connessione (ad esempio VCR) o flange varie (KF, ISO-K, ISO-F, CF)).
Negli impianti industriali sono installati numerosi dischi di rottura e altri dispositivi di sicurezza. Esistono diverse opzioni di segnalazione per assicurarsi di essere informati immediatamente quando un disco di rottura viene attivato (aperto). Il metodo più semplice consiste in una fune metallica, fissata al disco di rottura e collegata al sistema di controllo del processo. Quando il disco di rottura si apre, il filo si rompe, il circuito aperto viene interrotto e la risposta del disco di rottura viene trasmessa al sistema di controllo del processo. La segnalazione non invasiva (ad esempio, il sensore di prossimità magnetica NIMU) viene utilizzata se i requisiti di tenuta sono particolarmente elevati.
Ad esempio, per i dischi di rottura in tre parti si integrano fogli di plastica tra gli strati metallici, per ottenere le pressioni di scoppio più basse possibili. I materiali utilizzati vanno da vari acciai inossidabili a materiali di qualità superiore come Inconel, Hastelloy o tantalio, fino a vari rivestimenti o rivestimenti in plastica come PTFE o FEP.
I dischi di rottura vengono installati direttamente tra le flange o inseriti in un apposito supporto, che viene poi montato tra le flange. In alcuni casi, il disco di rottura è già saldato o brasato in un supporto dal produttore. Questi supporti sono poi dotati delle connessioni necessarie, ad esempio filettature (NPT, G o filettature personalizzate, sistemi di connessione (ad esempio VCR) o flange varie (KF, ISO-K, ISO-F, CF)).
Negli impianti industriali sono installati numerosi dischi di rottura e altri dispositivi di sicurezza. Esistono diverse opzioni di segnalazione per assicurarsi di essere informati immediatamente quando un disco di rottura viene attivato (aperto). Il metodo più semplice consiste in una fune metallica, fissata al disco di rottura e collegata al sistema di controllo del processo. Quando il disco di rottura si apre, il filo si rompe, il circuito aperto viene interrotto e la risposta del disco di rottura viene trasmessa al sistema di controllo del processo. La segnalazione non invasiva (ad esempio, il sensore di prossimità magnetica NIMU) viene utilizzata se i requisiti di tenuta sono particolarmente elevati.
Cifre chiave tecniche per i dischi di rottura
Diametri nominali
Il diametro dei dischi di rottura è specificato per corrispondere al diametro dei tubi o delle flange come diametro nominale DN (Diamètre Nominal) in Europa o come NPS (Nomial Pipe Size) in altre regioni.
Pressione di scoppio (anche pressione di risposta)
Valore della pressione differenziale tra il lato di ingresso e il lato di uscita a cui il disco di scoppio risponde. Viene selezionata in modo che il disco di scoppio scarichi la pressione prima che i componenti del sistema vengano danneggiati. La pressione di scoppio è superiore alla pressione prevalente durante il normale funzionamento (anche pressione di esercizio o pressione di processo) e inferiore alla resistenza alla pressione specificata (MAWP) del rispettivo sistema. Esempio: con una pressione di esercizio (pressione di processo) di 1 barg e una resistenza alla pressione (MAWP) del sistema di 2 barg, la pressione di scoppio è al massimo di 2 barg o inferiore, a seconda delle condizioni di processo specifiche del cliente.
Tolleranza di scoppio (anche tolleranza di risposta)
Definisce la tolleranza intorno alla pressione di scoppio definita alla quale il disco di rottura si apre. Se un tipo di disco di rottura ha una tolleranza di scoppio di +/- 10% e la pressione di scoppio definita è di 1 barg, il disco di rottura si apre tra 900 mbarg e 1,1 barg alla temperatura di scoppio specificata. Le tolleranze di scoppio sono progettate in conformità ai requisiti normativi (ad es. Direttiva 2014/68/UE sulle apparecchiature a pressione), al +/- 5% (ad es. ASME Sezione VIII, Divisione 1) o ai requisiti specifici del cliente.
Temperatura di scoppio
Temperatura del disco di scoppio assegnata a una pressione di scoppio, che corrisponde alla temperatura prevista del disco di scoppio al momento della risposta.
Sezione trasversale di sfiato (anche area di scarico)
Area della sezione trasversale specificata dal produttore per il rilascio del gas o del fluido dopo la risposta del disco di rottura.
Rapporto di pressione di esercizio (anche rapporto di pressione di lavoro)
Rapporto tra la pressione di esercizio e il valore limite inferiore della pressione di scoppio (anche pressione minima di scoppio).
Il diametro dei dischi di rottura è specificato per corrispondere al diametro dei tubi o delle flange come diametro nominale DN (Diamètre Nominal) in Europa o come NPS (Nomial Pipe Size) in altre regioni.
Pressione di scoppio (anche pressione di risposta)
Valore della pressione differenziale tra il lato di ingresso e il lato di uscita a cui il disco di scoppio risponde. Viene selezionata in modo che il disco di scoppio scarichi la pressione prima che i componenti del sistema vengano danneggiati. La pressione di scoppio è superiore alla pressione prevalente durante il normale funzionamento (anche pressione di esercizio o pressione di processo) e inferiore alla resistenza alla pressione specificata (MAWP) del rispettivo sistema. Esempio: con una pressione di esercizio (pressione di processo) di 1 barg e una resistenza alla pressione (MAWP) del sistema di 2 barg, la pressione di scoppio è al massimo di 2 barg o inferiore, a seconda delle condizioni di processo specifiche del cliente.
Tolleranza di scoppio (anche tolleranza di risposta)
Definisce la tolleranza intorno alla pressione di scoppio definita alla quale il disco di rottura si apre. Se un tipo di disco di rottura ha una tolleranza di scoppio di +/- 10% e la pressione di scoppio definita è di 1 barg, il disco di rottura si apre tra 900 mbarg e 1,1 barg alla temperatura di scoppio specificata. Le tolleranze di scoppio sono progettate in conformità ai requisiti normativi (ad es. Direttiva 2014/68/UE sulle apparecchiature a pressione), al +/- 5% (ad es. ASME Sezione VIII, Divisione 1) o ai requisiti specifici del cliente.
Temperatura di scoppio
Temperatura del disco di scoppio assegnata a una pressione di scoppio, che corrisponde alla temperatura prevista del disco di scoppio al momento della risposta.
Sezione trasversale di sfiato (anche area di scarico)
Area della sezione trasversale specificata dal produttore per il rilascio del gas o del fluido dopo la risposta del disco di rottura.
Rapporto di pressione di esercizio (anche rapporto di pressione di lavoro)
Rapporto tra la pressione di esercizio e il valore limite inferiore della pressione di scoppio (anche pressione minima di scoppio).
Che cosa si deve considerare quando si sceglie un disco di rottura?
I dischi di rottura affidabili ed economici non sono prodotti standardizzati, ma vengono adattati individualmente alle rispettive condizioni di processo. Nella produzione di questi dischi di rottura si tiene conto di numerosi parametri per garantire una funzionalità ottimale.
Questi includono, ad esempio:
Sistema da proteggere e caratteristiche speciali del processo
Pressione di scoppio
Temperatura di scoppio
ovrapressione o vuoto ammissibili
Mezzo di processo
Pressione di esercizio (pressione di processo)
Resistenza al vuoto
Pulsazione
Diametro nominale
Area di scarico necessaria o flusso di massa da scaricare flusso di massa
Questi includono, ad esempio:
Sistema da proteggere e caratteristiche speciali del processo
Pressione di scoppio
Temperatura di scoppio
ovrapressione o vuoto ammissibili
Mezzo di processo
Pressione di esercizio (pressione di processo)
Resistenza al vuoto
Pulsazione
Diametro nominale
Area di scarico necessaria o flusso di massa da scaricare flusso di massa
Tipizzazione dei dischi di scoppio a cupola
Dischi di rottura inversi (disco di rottura a cupola convessa)
Questo disco di rottura con una curvatura rivolta contro la direzione di risposta della pressione di scoppio consente pressioni di esercizio molto elevate (vedere anche: caratteristiche tecniche dei dischi di rottura) e un rapporto di pressione di esercizio molto elevato.
Questo disco di rottura con una curvatura rivolta contro la direzione di risposta della pressione di scoppio consente pressioni di esercizio molto elevate (vedere anche: caratteristiche tecniche dei dischi di rottura) e un rapporto di pressione di esercizio molto elevato.
Dischi di rottura caricati a tensione (disco di rottura a cupola concava)
La curvatura del disco di rottura è diretta nella direzione della pressione di scoppio.
Dischi di rottura compatti
Dischi di rottura di larghezza nominale solitamente molto ridotta, caricati a tensione o a inversione, spesso saldati o saldabili all'alloggiamento/supporto.
Ci sono domande?
Saremo lieti di mostrarvi soluzioni personalizzate per il vostro processo che limitano gli effetti di un'esplosione a un livello innocuo e garantiscono una rapida ripresa della produzione dopo un evento di esplosione.
