En sprängskiva, ibland även känd som en ”sprängskiva” eller ”skivmembran”, är en mekanisk komponent som vanligtvis installeras som en säkerhetsanordning för att förhindra skador orsakade av tryckproblem i en maskin eller annan enhet. Det är i huvudsak en metall- eller syntetisk ring som är monterad i de inre kamrarna i något som en ventil eller ett trycksatt rör. Om och när trycket blir mer än vad enheten kan hantera, spricker skivan eller brister, vilket effektivt stoppar mekanisk aktivitet. I nästan alla fall har skivan endast en engångsanvändning; när den väl spricker kan den inte återförslutas. Att byta ut det kan ta lite tid, men det sparar vanligtvis mycket pengar och ansträngning jämfört med den skada som ofta uppstår när det inre trycket blir utom kontroll. Ett antal olika enheter använder denna typ av mekanism, även om den tenderar att vara vanligast inom flyg- och flygindustrin, läkemedelstillverkning och bearbetad livsmedelsproduktion och medicinska apparater.
De vanligaste applikationerna
Den här typen av anordningar är mycket vanliga i en rad industriella maskiner, vanligtvis i situationer där det finns ett behov av att reglera forcerat tryck i en viss kammare eller ventil. Inom flyg- och rymdindustrin, till exempel, händer detta i bränslekammare och kabintrycksystem för flygplan och fartyg på väg högt upp i atmosfären eller utanför. De används också mycket i pannor och ångtrycktankar, som båda är vanliga inom livsmedels- och läkemedelstillverkning. Vissa medicinska apparater, särskilt de som är beroende av hydraulik, kan också använda dem.
Även om de flesta maskiner och apparater i dessa kategorier är ganska stora, tenderar skivorna att vara på den mindre sidan. De är vanligtvis gjorda specifikt för apparaten där de är installerade, men är vanligtvis placerade i de inre delarna av ventiler och andra distributionspunkter.
Form och egenskaper
Den trycksatta sidan av de flesta skivor är konkav och skålliknande. När trycket byggs upp, upplever skivan spänningskrafter när materialet sträcker sig eller buktar utåt. Den ursprungliga sprängskivan utvecklades 1931 av BS&B Safety Systems, och förbättrades och modifierades något till vad som kallas ”typ B-skivan” med början 1934. Typ B-skivan har använts i hundratusentals applikationer sedan den tiden, och är prototypen för de flesta moderna modeller.
Grundläggande designkriterier och tillverkning
De viktigaste designkriterierna är vanligtvis att skivan går sönder vid det angivna trycket inom det intervall som anges av tillverkaren. Skillnader i tryckgränser uppnås genom variationer i materialegenskaper, form och storlek på skivan och monteringssystemet. Ytterligare designkriterier kan inkludera icke-fragmentering av skivan, användning för sterila förhållanden eller biologiska inneslutningssystem som tillåter utsläpp av tryck men inte några biologiska eller andra material.
Skivor avsedda för användning i en kärnkraftsmiljö, såsom en atomubåt eller kraftverk, utsätts vanligtvis för mycket strikta designkrav. Materialegenskaperna, särskilt sprödheten eller lättheten att gå sönder, kan ändras om skivan utsätts för strålning. Som en konsekvens bör enheter i dessa kategorier regelbundet testas och inspekteras för att säkerställa deras integritet.
I de flesta fall tillverkas dessa typer av säkerhetsanordningar för tryckavlastning som ett system. Rätt hållare måste användas, liksom de rätta delarna i sig. Även om fel komponenter kan passa fysiskt, kan toleranserna, konstruktionsspänningen eller andra parametrar skilja sig tillräckligt mycket och ge onödigt låga tryckfel eller tillåta att övertrycksförhållandena fortsätter.
Konsekvenser av misslyckande
Vanligtvis, när en skiva misslyckas, kan den inte återställas och måste bytas ut istället. Detta konstruktionskrav är baserat på resonemanget att för att upprätthålla säker drift bör orsaken till övertryckstillståndet hittas. Den inblandade utrustningen och omgivande utrustning och strukturer bör också inspekteras före återanvändning.
Specialiserade användningar
Specialanvändningar inkluderar sådana som är utformade för tankar under transport, till exempel med tåg eller lastbil. Förflyttningen av vätska inuti kärlet kräver att sprängskivan är icke-reaktiv med någon av komponenterna i vätskan. Farliga material kan kräva en andra sprängskiva som misslyckas vid ett högre tryck för att innehålla materialet trots övertryckstillståndet.