Purguv ketas (lõhkev membraan) on ülerõhuanumates või torujuhtmetes kasutatav ülerõhukaitseseade. Selle põhifunktsioon on täpselt rebeneda rõhu vabastamiseks rõhu all. Nõuded metallimaterjalidele tuleb põhjalikult arvestada nende mehaaniliste omaduste, keemilise stabiilsuse, korrosioonikindluse ja töökeskkonna kohanemisvõimega. Järgmised on metallmaterjalide lõhkemise peamised nõuded:
1. Mehaanilised jõudlusnõuded
Tugevuse ja elastsuse tasakaal
Metallil peab olema piisav tõmbetugevus ja saagikuse tugevus, et taluda normaalset töörõhku, ning samal ajal peab sellel olema teatav elastsus (plastilise deformatsiooni võime), et vältida enneaegset rikket või ebatäpset purunemisrõhku rabeda luumurru tõttu.
Täpne lõhkemisrõhk
Materjal peab tagama ühtlase rebenemise seatud rõhul, nii et materjal peab olema ühtlane, sisemiste defektideta (näiteks poorid, lisamised) ja stabiilse jõudluse partiide vahel.
2. korrosioonikindlus
Meedia ühilduvus
Metall peab olema võimeline vastu pidama korrosioonile töökeskkonnast (näiteks hape, leelise, gaas, vedelik). Näiteks:
Tugevalt söövitav keskkond: valige Hastelloy, Titanium (TI) või tantaal (TA).
Üldine söövitav keskkond: 316L roostevaba teras, niklipõhine sulam (näiteks Inconel).
Pinnatöötlus
Kui sööde on väga söövitav, võib -olla võib metall vajada (näiteks nikliplaatimine, kuldne plaadistamine) või passiivne.
3. temperatuuri stabiilsus
Kõrge temperatuuriga keskkond
Materjal peab säilitama tugevuse kõrgel temperatuuril ja vältima hiili või oksüdeerumist (näiteks niklipõhiseid sulameid, titaansulameid).
Madala temperatuuriga keskkond
Madala temperatuuriga rabedust tuleks vältida (näiteks roostevabast roostevabast teras toimib madalatel temperatuuridel paremini).
4. väsimuskindlus
- Kui süsteemirõhk kõigub sageli (näiteks impulsirõhk), peab materjal olema hea väsimuskindlus, et vältida tsükliliste koormuste tõttu mikrokraali levikut.
5. Töötlemise jõudlus
Moodustatavus
Purgutavad kettad on tavaliselt õhukesed lehtkonstruktsioonid ja materjal peab olema lihtne tembeldada, venitada või keevitada (näiteks roostevaba teras, alumiinium).
Paksus ühtlus
Paksuse tolerantsi tuleb tootmisprotsessi ajal tihedana hoida, et tagada lõhkerõhu täpsus.
6. Majandus ja asendatavus
- Esitage tulemusnõuete täitmise eeldusel odavaid ja hõlpsasti saadaolevaid materjale (näiteks roostevabast terasest 304/316).
- Eritingimustes võib nõuda väärismetalle (näiteks tantaal) ning kulusid ja vajalikkust tuleb sel ajal kaaluda.
Seotud standardid
ASME BPVC VIII jaotis: määrab plahvatuslike materjalide valiku- ja projekteerimisstandardid.
API 520/526: lõhkevad kettamaterjalid ja naftakeemiatööstuse paigaldusnõuded.
ISO 4126: Testimismeetodid kettamaterjalide omaduste lõhkemiseks rahvusvahelistes standardites.
Kokkuvõte
Purgutavate kettametallide materjalide valikut tuleb põhjalikult hinnata konkreetsete töötingimuste (rõhk, temperatuur, keskmine), majanduse ja tootmisprotsessi põhjal. Tuum on tagada, et materjal saaks usaldusväärselt rebeneda ja ta talub pikka aega stabiilselt keskkonnatingimusi. Eritingimustes võib nõuda kohandatud materjale või komposiitkonstruktsioone (näiteks metall + katmine).