Características de los dispositivos de disco de ruptura:
Los discos de ruptura pueden adaptarse a aumentos rápidos de presión, mientras que las válvulas de seguridad requieren cierto tiempo, ya que el resorte que controla la apertura del disco de la válvula debe vencer su inercia. Las reacciones químicas incontroladas suelen producir aumentos rápidos de presión, en cuyo caso se prefieren los discos de ruptura como dispositivos de seguridad en el contenedor.
2. Sellado fiable: Los discos de ruptura son aptos para medios tóxicos e inflamables. Las válvulas de seguridad inevitablemente experimentan fugas pequeñas o leves entre el disco y el asiento.
3. El funcionamiento del dispositivo de seguridad es independiente del estado del medio. Una pequeña cantidad de cristales sólidos o líquido viscoso adherido al disco de ruptura no afectará su presión de ruptura. Sin embargo, si se adhiere a la superficie de sellado del asiento del disco de una válvula de seguridad, podría afectar gravemente su presión de apertura.
4. Los discos de ruptura también tienen las ventajas de un amplio rango de presión de estallido, temperatura de estallido y área de descarga, buena resistencia a la corrosión, alta precisión de presión de estallido, estructura simple e instalación conveniente.
5. Los discos de ruptura también presentan la desventaja de ser de un solo uso. Una vez rotos, se libera casi el 90% del medio, lo que genera importantes pérdidas económicas. Por lo tanto, se requiere el reemplazo regular del diafragma. Para reducir la pérdida de material durante la descarga, se puede utilizar una combinación de disco de ruptura y válvula de seguridad. Para evitar la rotura prematura del disco de ruptura debido a una ligera corrosión o fatiga, que interrumpiría el funcionamiento y afectaría el ciclo de reemplazo programado, se pueden configurar dos dispositivos en serie.
Clasificación de los discos de ruptura:
1. Disco de ruptura de acción hacia adelante: el arco es hacia arriba, generalmente adecuado para medios gaseosos.
2. Disco de ruptura de acción inversa: El arco es descendente, presenta buena resistencia a la fatiga, no requiere considerar el efecto del vacío, no se fragmenta y puede operar al 90 % de la presión de ruptura. Debe utilizarse en un entorno gaseoso con cierto volumen en el lado de presión para que haya suficiente energía para que el diafragma se abra completamente cuando se desestabilice y se incline. Sin embargo, el tipo ranurado puede utilizarse en medios líquidos.
3. Disco de ruptura de grafito: Hecho de grafito cristalino artificial, es más adecuado para aplicaciones que requieren baja presión de estallido y resistencia a la corrosión química.
4. Discos de ruptura combinados: Desarrollados para satisfacer los requerimientos especiales de ciertos equipos protegidos, tales como: discos de ruptura bidireccionales, y discos de ruptura combinados de arco positivo y negativo.
5. Dispositivo de sujeción: Su función es sujetar correctamente la periferia del disco de ruptura en la posición designada de acuerdo con los requisitos de diseño, de modo que el disco de ruptura pueda alcanzar la presión de ruptura diseñada.
Materiales del disco de ruptura:
1. Principios de selección de materiales:
- Fuerza apropiada;
- Suficiente resistencia a la corrosión;
- Buena estabilidad térmica;
- Buena plasticidad, calidad uniforme y rendimiento estable.
2. Materiales del diafragma metálico:
(1) Aluminio puro: Resistente a la corrosión por ácido nítrico concentrado, bicarbonato de amonio, etc., pero no a álcalis ni cloruro de sodio. Presenta un buen rendimiento a bajas temperaturas, pero baja resistencia mecánica y baja resistencia a altas temperaturas, por lo que se utiliza habitualmente en aplicaciones de diámetro pequeño, baja presión y baja temperatura.
(2) Plata pura: Buena plasticidad y resistencia a la corrosión, mejores propiedades mecánicas y estabilidad térmica que el aluminio, y resistencia similar a la del aluminio. Es un material superior para discos de ruptura de baja presión.
(3) Níquel puro: Buena estabilidad química, resistente al agua de mar, líquidos alcalinos y la mayoría de las sales inorgánicas y ácidos orgánicos. Presenta buena resistencia, alta plasticidad y buena estabilidad térmica, lo que lo convierte en un material ideal para discos de ruptura de alta temperatura y presión media.
(4) Acero inoxidable austenítico: (304, 316, 316L) Alta resistencia y buena estabilidad térmica, comúnmente utilizado en discos de ruptura de alta temperatura, alta presión, presión media y gran diámetro y componentes de soporte de vacío.
(5) Aleación Monel: Buena resistencia a ácidos, álcalis cáusticos y gases como dióxido de azufre y dióxido de carbono. Alta resistencia mecánica a altas temperaturas y buena estabilidad térmica. Se utiliza comúnmente en discos de ruptura de alta temperatura, alta presión y media presión, así como en materiales de soporte de vacío para sellado.
3. Materiales de diafragma no metálicos:
(1) Grafito cristalino artificial de alto grado, impermeable, prensado isostáticamente, impregnado con resina, etc. Insensible a la temperatura, pero sensible a las fluctuaciones de presión, comúnmente utilizado en discos de ruptura de presión media y baja.
(2) Otros, como los tableros de amianto.
