动态超压工况下正拱开缝型爆破片的爆破性能研究

动态超压工况下的升压速率是影响爆破片爆破压力的一个重要因素,但目前对其影响规律还不清楚。搭建了可调节升压速率的爆破片动态爆破实验平台,以正拱开缝型爆破片为对象,对比采用无背压托架影响的单片结构与常见双片结构两种试件,研究了静态、不同升压速率动态工况下的爆破压力变化规律。结果表明,在静态工况下,单片结构与双片结构的正拱开缝型爆破片爆破压力基本一致;在动态超压工况下,爆破片爆破压力显著高于静态数值,且增高的幅度与升压速率有关。定义超压倍数为动态爆破压力与静态爆破压力的比值。超压倍数随着升压速率的增大而增加,其中双片结构的超压倍数远大于单片结构。本研究为预测动态工况下爆破片的爆破压力提供参考。     

升压速率对反拱带槽型爆破片爆破压力影响的试验研究

爆破片作为防止设备超压的安全保护装置,已广泛用于各种承压设备上,特别适合升压速率高的爆炸工况。构件受力破坏时,加载速度对构件的破坏效果有较大影响。通常爆破片的爆破压力均在静态缓慢升压下获得的,而对爆炸工况的高升压速率下的爆破压力与静态爆破压力的差别,及高速升压下爆破片的动态响应性如何,目前未见相关研究报道。试验研究了反拱带槽型爆破片在不同升压速率下的爆破压力变化规律,获得了升压速率与爆破压力增加率之间关系,为急速升压设备的安全设计提供参考。     

升压速率对正拱形爆破片爆破压力影响的试验研究

爆破片作为一种安全泄放装置,可以有效保护承压设备的安全.升压速率对爆破片爆破压力的影响规律在爆破片设计和使用中应予以考虑,这已引起工程界的关注.针对典型316L奥氏体不锈钢制普通正拱型爆破片,系统研究了在0～5 MPa/s升压速率范围内,升压速率对不同规格爆破片爆破压力的影响规律.结果表明,随着升压速率的提高,爆破片的...     

升压速率对正拱普通型爆破片爆破压力的影响规律及机理研究

爆破片在设定的爆破压力下迅速动作、及时泄放压力是确保承压设备能够安全运行的关键。影响爆破压力大小的因素很多,其中介质的升压速率直接影响爆破压力的精确度。在0～300 MPa/s范围内测试了升压速率对正拱普通型爆破片爆破压力的影响,发现在较低的升压速率范围内,随着升压速率的提高,爆破压力首先发生一定程度的振荡(有的逐渐降低,有的先升高再降低),当升压速率继续升高达到某个范围(拐点)时,又逐渐呈上升状态,上升到某个数值后,趋于稳定。基于试验结果,建立爆破片升压速率与应变速率的关系,提出考虑升压速率影响的爆破压力工程估算方法;对不同应变速率的拉伸试样及爆破片进行金相分析和断口形貌分析,揭示不同升压速率下的材料行为对爆破压力的影响机理：低升压速率情况下,升压速率对材料延伸率及应变硬化的影响是爆破压力波动的主要原因;高升压速率下抗拉强度的改变、动载冲击及应力波是爆破压力提高的主要原因。     

超高压爆破片设计爆破压力的理论计算与数值模拟的对比研究

爆破片超压泄放装置作为防止化工容器发生灾难性超压的最后一道安全屏障,有着举足轻重的作用。利用Levy-Mises增量理论和有力矩理论对超高压爆破片进行弹塑性理论计算,同时利用ANSYS有限元软件进行数值模拟,并将两者的计算结果进行对比分析,推导出超高压爆破片设计爆破压力的计算方法,为我国后续对超高压爆破片相关设计参数的研究提供理论依据。     

受损正拱形爆破片的爆破及疲劳性能试验研究

稳定的爆破片性能是压力容器安全泄放的关键。针对工业中受实际操作影响产生的损伤爆破片安全性能问题,建立了爆破片爆破及疲劳性能试验平台,研究了挤压、划伤等异常工况下正拱形爆破片爆破压力及疲劳寿命的变化规律。结果表明,挤压损伤试验工况下,爆破片爆破压力基本不变,疲劳寿命相较正常爆破片下降近95%;划伤损伤试验工况下,爆破压力随划伤位置的变动而改变,疲劳寿命进一步下降,最短疲劳寿命位于1/2拱面附近。研究表明,长期工作中,异常工况损伤爆破片的更换是极其必要的。     

爆破片与安全阀串联组合泄放特性

爆破片及安全阀串联组合泄放系数测定在国内标准及文献中还未见报道。建立了爆破片与安全阀串联组合泄放特性试验装置,研究了爆破片与安全阀之间不同接管长度、不同泄放压力下组合泄放装置泄放量及泄放系数。选用孔板流量计测量介质流量,选用反拱刻槽型爆破片及弹簧全启式安全阀。以单独安装安全阀泄放试验作为对比试验。结果表明,单独安装安全阀时,随着接管长度增加,泄放系数稍变小,但最小值为0.9。试验所用批次的爆破片和安全阀串联组合时,泄放系数在0.78～0.84之间,组合校正系数Kc在0.876～0.912范围内。     

压力容器与爆破片特性压力关系探讨

分析探讨了爆破片最高标定爆破压力与容器设计压力、最低标定爆破压力与容器最大工作压力、爆破片最大泄放压力与容器最大积聚压力之间的关系,为压力容器设计人员选用爆破片装置提供了重要参考依据。给出了如何根据选用的爆破片来确定容器设计压力或如何根据压力容器设计压力来确定爆破片相关压力参数的一般方法。     

爆破片与易熔塞组合泄放装置在气瓶上的适用性探讨

安全泄压装置是气瓶的重要附件之一,在意外情况下能够发生动作从而保护气瓶安全。针对目前普通气瓶上安全泄压装置问题,探讨了爆破片与易熔塞组合泄放装置在普通气瓶上的适用性。针对典型高压气瓶,通过计算流体力学软件FLUENT模拟了火灾情况下气瓶的热响应,获得了火灾环境的温度场、热流密度分布,和气瓶温度及内部压力随时间的变化关系,结合安全组合泄放装置的动作原理,对目前使用的两种爆破片-易熔塞串联组合泄放装置应用在普通气瓶上的安全性作出了判断。     

爆破片疲劳实验装置的研制及其应用

爆破片作为一种保护压力容器安全的安全泄放装置,其疲劳寿命是工程中十分关注的问题。由于对爆破片疲劳特性方面的研究不多,而对在役爆破片疲劳寿命的影响因素又较多,故规定和预测爆破片寿命相当困难。搭建了一个应用范围广、压力波形可调、耐疲劳性能强的,能用于爆破片疲劳实验的实验装置,设计实验夹具,针对普通正拱型爆破片进行了疲劳实验,发现爆破片的疲劳破坏均发生在边缘位置,并与静压爆破实验的破坏位置作对比。研究了压环圆角对爆破片疲劳寿命的影响,为正拱型爆破片的设计制造提供参考。     

浅析GB150．1—2011附录B《超压泄放装置》

对GB150附录B前后两个版本（1998版和2011版）从超压限度、动作压力、泄放面积计算三个方面进行了比较分析。通过对附录B压力容器超压限度相关规定的分析,根据超压原因及所设置的超压泄放装置的不同归纳出了8种超压事故工况,并给出了各工况下超压泄放装置动作压力及泄放面积确定原则,为设计人员选择超压泄放装置提供依据。     

双爆破片串联组合安全泄放装置的结构设计

对长管拖车用爆破片和易熔塞组合泄放装置进行分析,阐述了爆破片与易熔塞组合泄放装置的潜在不安全因素。在此基础上,讨论了双爆破片串联组合泄放装置在长管拖车上的适用性,给出了双爆破片串联组合泄放装置的实施方案,并进行试验验证,结果表明,双爆破片串联组合泄放装置符合长管拖车气瓶安全泄放性能要求。     

平板普通型爆破片疲劳破坏行为解析

针对爆破片服役过程中的疲劳破坏失效问题,以316L不锈钢为材料,采用试验检测结合数值模拟解析的方法对平板普通型爆破片开展相关研究。试验结果表明,平板普通型316L不锈钢爆破片的临界爆破压力P b=26.07 MPa,在0.8 P b(20.86 MPa)应力循环作用1000~8000次后,爆破压力逐步下降至21.87 MPa,在20.86 MPa恒定应力循环作用下爆破片的平均疲劳寿命为13175次。采用ABAQUS软件,针对平板普通型316L不锈钢爆破片进行静态断裂力学分析,进而结合FE_SAFE软件,可以较准确地预测不同应力水平循环作用下的疲劳寿命。相关研究为爆破片疲劳寿命预测提供了新思路,这对其安全服役有着重要意义。     

气瓶安全泄放量计算方法探讨

基于目前国内外标准中对气瓶安全泄放量的计算存在诸多差异的现状,对国内原气瓶用爆破片标准GB16918--1997、美国压缩气体协会标准CGAS-1．1-2005、美国石油学会标准API521q007中气瓶泄放量的计算方法进行了分析。将CGAS-1．1安全泄放量公式中空气的当量体积排放量推导转化为实际介质的安全泄放质量流量,该成果有助于正确理解和应用CGAS～1．1标准。分析比较认为：CGAS公式计算结果较API相比,爆破片计算面积差别不大,但泄放阀结果明显偏大,API521中对受火引起超压的气瓶泄放面积计算,具有扎实的理论基础,但对因其他原因导致的超压,适用性有待考证。GB16918中气瓶安全泄放量公式采用的是CGAS-1．1中适用于单一压力泄放阀的泄放量公式,因此当泄放装置采用爆破片时,不能采用GB16918进行计算,建议补充完善GB16918中安全泄放相关内容。     

压力容器内气体爆炸场景下升压速率研究

压力容器会由于超压失效而引发安全事故,故安全附件的可靠性至关重要.压力容器内爆炸升压速率对爆破片可靠性的影响已引起重视,但在国内研究尚浅且无标准依据,制约了爆破片等安全附件的可靠性设计和评价,并影响装置安全评估.基于过程工艺中压力容器特点、爆炸影响因素和爆炸冲击特性,选取典型爆炸空间和场景,通过专业数值软件FLACS进...     

爆破片失效影响因素分析及失效案例

频繁发生的爆破片失效事故,为具有超压风险的容器及设备的安全运行带来了隐患。分析了可能引起爆破片失效的8个因素,分别为设计爆破压力或操作压力不当、设计爆破温度或操作温度不当、内部介质腐蚀、外部环境腐蚀、夹持力不足或不均匀、爆破片磕碰或损伤、爆破片进出口法兰配合不当、爆破片泄压侧防护不当等因素,详细探讨了各因素对爆破片爆破性能的影响规律,并给出了事故案例,可为防止爆破片发生类似失效事故提供参考。     

2年自然时效对超压强化铜管爆破压力的影响

为分析铜管室温超压强化效果的稳定性，在自然时效时间分别为0个月、6个月、12个月与24个月后，对室温超压强化小直径软态TP2铜管进行了爆破试验研究。结果表明：相同的预处理压力时，小直径软态TP2铜光管与铜内螺纹管，在自然时效时间为0个月、6个月、12个月与24个月的实测爆破压力均值没有显著变化，且其标准差有逐步变小的趋势，表明室温超压强化效果的稳定性好；相同的自然时效时间时，预处理压力分别为4.60 MPa与16.50 MPa的小直径软态TP2铜管实测爆破压力有显著不同，随着预处理压力的升高，实测爆破压力的均值显著变大和标准差显著变小，表明预处理压力大小对强化效果有比较大的影响，预处理压力大可以得到更好的强化效果；如果自然时效时间不超过24个月，对于经过相同超压强化处理的相同小直径软态TP2铜管，其爆破压力符合正态分布；室温超压强化处理是提高软态TP2铜管爆破压力的合适方法，可用于工程实践。     

过热蒸汽超压泄放远程测试装置的设计

设计一套过热蒸汽超压泄放远程测试实验装置,可开展安全阀超压起跳实验、爆破片超压爆破实验和沸腾液体蒸汽爆炸(BLEVE)实验。该套实验装置实现温度、压力、液位等参数的自动采集,注水和加热自动控制,并配有远程视频监控系统,具有安全、高效和可控性强的特点,可用于相关专业实验教学和科学研究。     

高温气冷堆核级先导式安全阀前泄问题分析及处理

核级先导式安全阀应用于高温气冷堆一回路压力泄放系统,在安全阀后配置爆破片用于核级先导式安全阀的在线密封性测量。在机组冷试和热试期间发生多次安全阀后爆破片异常爆破事件,经过分析和判断初步认为该问题是由于先导式安全阀在低压阶段的前泄问题引起,为了验证该结论,在现场一回路压力泄放系统管路上进行了现场试验,通过试验数据最终证明爆破片异常爆破的原因是先导式安全阀在低压阶段的前泄问题引起。同时考虑到爆破片异常爆破问题都发生在核级先导式安全阀由维修状态至在线运行状态切换操作窗口期,在试验数据的基础上,对核级先导式安全阀由维修状态向运行状态切换方式提出了优化改进建议及操作方法,通过这一方法可以从根本上解决核级先导式安全阀后爆破片的异常爆破问题,避免了由于核级先导式安全阀后泄漏监测不可用而使机组突破运行限制条件。     

关于爆破片的泄放能力—国家专业技术标准与国际标准异同剖析

本文就现行的国家爆破片专业技术标准和最新国际标准中关于爆破片泄放能力计算方法,在形式上和实质上的异同(例如理论基础,实验条件,适用范围,取值方法,局限性等)进行了剖析。特别分析了国际标准对所推荐的计算方法适用范围作出限定的必要性。指出了工程实际问题往往难以满足这些限定条件,给出了关于爆破片泄放能力的通用(精确)分析方法及分析要点。