Page 22

Kemivärlden nr 3 2017

Är sprängplattan vänd åt rätt håll? säkerhet Av Frank Huess Hedlund, riskexpert vid COWI och extern lektor i riskhantering, Danmarks tekniska universitet Sprängplattor används för att skydda mot övertryck. Hur tillförlitliga de är beror helt och hållet på om sprängplattan är vänd åt rätt håll. E n sprängplatta är ett membran, vanligen formad som en kupol, framställt med mycket små toleranser. Membranet är fastspänt mellan två specialhållare som passar på vanliga DIN- eller ANSI-flänsar. Membranet är konstruktionsmässigt försvagat, bland annat med präglade eller laserskurna spår, så att det bryts (sprängs) vid ett väldefinierat övertryck. Sprängplattor används till övertrycksskydd men i motsats till säkerhetsventiler är de inte självlåsande och kan bara användas en gång. På grund av sin enkla konstruktion med få komponenter anses en sprängplatta ofta ha högre pålitlighet än en säkerhetsventil. Två typer. Det finns (minst) två huvudtyper av sprängplattor på marknaden. Den konventionella typen har tryckkällan på insidan av kupolen. Övertryck medför dragkrafter i membranmaterialet och följs av brott längs de precisionsskurna spåren. Typen kallas också forward-acting, eftersom kupolen trycks framåt. Fördelen med den här typen av sprängplatta är enkel konstruktion och relativt låga produktionskostnader. Typen är dock mindre lämpad för låga brotttryck eftersom membranet är tillverkat av ett material (oftast metall) med relativt hög draghållfasthet. Det ger praktiska problem. Om ett forward-acting-membran ska bryta vid lågt övertryck måste den tillverkas av tunn metallfolie, ett svagt material som lätt kan skadas av stötar i samband med hantering och installation. Detta problem är löst i reverse-bucklingtypen, där membranens kupol är konkav, alltså vänd mot tryckkällan.Vid övertryck utsätts kupolen för tryckkrafter som vid en given belastning får den att spännas ut och ändra form, från konkav till konvex. Membranen är konstruktionsmässigt svaga så att buckling medför att de bryter och öppnas. Young's modulus. Den materialegenskap som bestämmer öppningstryck i en forward acting sprängplatta är membranmaterialets ultimata draghållfasthet. För reverse-buckling typen är den relevanta materialegenskapen inte draghållfastheten utan Young's modulus som är ett mått på materialets styvhet. Buckling vid kompression uppträder vid betydligt lägre övertryck än brott vid drag. Sprängplattor av reverse-buckling typen kan därför framställas av membran med kraftigare godstjocklek som är mindre sårbara för stötar. För många membranmaterial är Young's modulus dessutom mer konstant och reproducerbar än den ultimata draghållfastheten. Sprängplattor av reversebuckling typen är därför lättare att framställa med snävare specifikationer och över ett bredare temperaturintervall än forward-acting-typen. Sprängplattor av reverse-buckling-typen är därför väl lämpade för övertrycksskydd av behållare med lägre designtryck. Är den rättvänd? Eftersom buckling vid kompression uppträder vid betydligt lägre övertryck än brott vid drag, är korrekt installation av avgörande betydelse. Om en reversebuckling typ installeras felvänd, förvandlas den till en forward-acting-typ med väsentligt högre öppningstryck. Den egenskapen kan faktiskt vara nyttig vid övertrycksskydd av behållare med undertryck. Membranen kommer att bryta vid ett beskedligt övertryck, men kan också lätt motstå fullt vakuum. Omvänd installation av en forward- acting-sprängplatta ger ett annat problem av mer godartad karaktär genom att den öppnar vid ett lägre tryck än väntat. Felmöjligheter. Ingenjörer använder ofta handböcker vid val av ventiler och sprängplattor. En kort genomgång av två populära handböcker visar att de inte nämner det potentiella problemet med att vända sprängplattan fel. ISO 10628-2:2012 ANSI/ISA 5.1:2009 En aktiverad sprängplatta. Återges med tillstånd från Fike. 22 Kemivärlden Biotech med Kemisk Tidskrift. Nr 3 Maj 2017


Kemivärlden nr 3 2017
To see the actual publication please follow the link above