Лабораторная работа 9

 

ИСПЫТАНИЕ РАЗРЫВНЫХ МЕМБРАН

 

Цель работы:

1. Знакомство с назначением, устройством и принципом действия предохранительных мембран

2. Проведение испытания предохранительных мембран

 

Основные теоретические положения

 

Мембранное предохранительное устройство (МПУ) является предохранительной трубопроводной арматурой. Оно содержит разрывную предохранительную мембрану  и узел ее крепления. МПУ предназначены для защиты технологического оборудования, сосудов и трубопроводов от опасных перегрузок избыточным и (или) вакуумметрическим давлением, создаваемых рабочими средами. Защита обеспечивается путем сброса рабочей среды при определенном давлении срабатывания. Монтаж мембранных предохранительных устройств осуществляют на патрубках или трубопроводах, непосредственно присоединенных к  технологическому оборудованию.

Предохранительная мембрана является предохранительным элементом МПУ, который разрушается при определенном давлении. При этом происходит освобождение необходимого проходного сечения для сообщения защищаемого аппарата (трубопровода) со сбросной системой.

Различают следующие типы мембранных предохранительных устройств:

1) с разрывными мембранами, которые применяются на жидких и газообразных средах. При этом предохранительная мембрана (плоская или куполообразная) работает на разрыв под давлением, действующим на ее поверхность;

2) с «хлопающими» мембранами, которые применяются в основном на газообразных средах. Мембраны являются  куполообразными, работающими на потерю устойчивости (хлопок) под давлением, действующим на выпуклую поверхность. При потери устойчивости, мембрана разрезается на ножевых лезвиях или разрывается по предварительно ослабленному сечению.

МПУ используются как самостоятельно, так и совместно с предохранительными клапанами.

Отдельно МПУ устанавливаются, как правило, в следующих случаях:

1)    когда рычажно-грузовые и пружинные предохранительные клапаны в рабочих условиях конкретной среды не могут быть применены по причине их инерционности;

2)    для защиты аппаратов от опасных перегрузок вакуумметрическим давлением;

3)    для одновременной защиты аппаратов от опасных перегрузок как от вакуумметрического, так и избыточного давления.

В сочетании с предохранительными клапанами МПУ могут устанавливаться перед клапанами, параллельно с клапанами, за клапанами.

1)    перед клапанами:

- когда работа клапанов характеризуется низкой надежностью вследствие вредного действия рабочей среды (коррозия, эрозия, полимеризация, кристаллизация, закоксовывание, прикипание, примерзание и т.п.);

- с целью исключения возможных утечек через закрытые клапаны токсичных, взрывопожароопасных рабочих сред;

- для обеспечения возможности контроля и регулирования клапанов  без их демонтажа.

2)    параллельно с клапанами:

- для увеличения пропускной способности систем сброса давления. При этом предохранительный клапан небольшого сечения настраивают на повышение давления неаварийного характера. В то же время МПУ большего сечения, которое рассчитано на аварийный сброс среды, срабатывает при открытом клапане при аварийном повышении давления.

3)    за клапанами:

- при низкой надежности работы клапанов из-за вредного воздействия среды со стороны сбросной системы (коррозия, обледенение и др.);

- для исключения влияния колебаний противодавления со стороны сбросной системы на точность срабатывания клапанов.

 

Описание установки

 

Установка (рис. 9.1) состоит из компрессора 1, который служит для получения сжатого воздуха; мембранного узла 2; реле давления 3, установленного на штуцере ресивера 9 (реле давления обеспечивает работу компрессора в автоматическом режиме и поддерживает давление в ресивере в заданных пределах); выходного крана 4; редуктора 5, предназначенного для регулировки давления в диапазоне 0…8 атм; манометра 6 для измерения давления в ресивере; нагнетательного воздухопровода 8. Ресивер 9 служит для накопления сжатого воздуха и имеет штуцера для установки реле давления, обратного и спускного клапанов. Для слива конденсата из ресивера служит вентиль 7.

Одним из основных элементов установки является мембранный
узел 2 (рис. 9.2), состоящий из двух корпусов 1, между которыми с помощью болтового соединения зажата мембрана 2. В корпусах имеются отверстия для подачи (отвода) сжатого воздуха.

 

 

Рис. 9.1. Схема экспериментальной установки:
1 – компрессор; 2 – мембранный узел; 3 - реле давления с выключателем; 4 – выходной кран; 5 –  редуктор; 6 – манометр; 7 – вентиль слива конденсата;
8 – нагнетательный воздухопровод; 9 – ресивер

Рис. 9.2. Мембранный узел:
1 – корпус; 2 – мембрана; 3 – болт; 4 – гайка

Порядок выполнения работы

 

1.     Подготовить стенд к работе.

2.     Установить предохранительную мембрану в мембранный узел.

3.     Подключить компрессор к сети.

4.     Создать в ресивере заданное давление.

5.     Провести испытание предохранительной мембраны.

6.     Зафиксировать показания манометра 6, при котором произойдет разрыв мембраны.

7.     Результаты измерений занести в таблицу.

8.     Повторить испытания в соответствии с пп. 2–6 на другой мембране.

9.     Оформить отчет.

 

Инструкция по технике безопасности

 

При работе с компрессором необходимо выполнять следующие правила:

1. Не осуществляйте никаких настроек и операций с включенным в сеть компрессором.

2. Не оставляйте без надзора компрессор, включенный в электросеть.

3. Отключайте компрессор от электросети во время операций сборки (разборки) мембранного узла.

4. Во время работы детали и трубы компрессора сильно нагреваются, поэтому нельзя их касаться до полного остывания компрессора.

5. Студенты должны находиться вне зоны действия компрессора.

Запрещается эксплуатация компрессора:

1. При появлении дыма или запаха, характерного для горящей изоляции.

2. При поломке или появлении трещин в деталях корпуса.

3. При давлении в ресивере, превышающем норму.

4. При возникновении посторонних звуков при работе компрессора.

 

Контрольные вопросы

 

1.     Назначение предохранительных мембран.

2.     Классификация предохранительных мембран.

3.     Сформулируйте рекомендации по выбору мембран.

4.     Принцип действий предохранительных мембран.

5.     Преимущества и недостатки предохранительных мембран.

6.     Проведите сравнительный анализ предохранительных мембран и предохранительных клапанов.

 

 

тестирование по темеНа главную