【技术实现步骤摘要】
本技术涉爆破片安全泄放及核能转换，尤其涉及一种高可靠性法兰焊接反拱径向开槽爆破片。
技术介绍
1、爆破片作为承压容器或设备用安全泄放机械压力敏感部件，其主要安装在承压容器或设备的介质泄放出口处，以实现当被保护容器或设备内介质压力超过爆破片设定爆破压力时，发生永久性非重闭式爆破，迅速泄放被保护容器或设备内部高压介质，保护容器或设备安全的功能。基于爆破片的以上功能，其广泛应用于石油化工、机械采矿和电力传输等传统行业。爆破片的结构形式种类繁多，不同的结构形式适用于不同的工况环境。其中反拱径向开槽爆破片因具有高抗疲劳性、高爆破灵敏性(拱面达到爆破压力时发生毫秒级爆破)、耐高操作压力比、爆破后无碎片和适用介质广(纯气态、气液混合态均适用)等特点，其越来越多地被应用于核能转换领域，如核能发电示范快堆、压水堆和核聚变反应堆中。由于核能转换领域的特殊性，其对爆破片提出了更为严格的高可靠性要求，主要包含安装高可靠性和高爆破开度可靠性(达95％及以上爆破开度)。
2、目前，核能转换领域使用的爆破片几乎都是传统单一反拱开槽形爆破片，其结构特点：爆破片由单一厚度金属原材料通过开槽和气体胀形形成反拱形，密封面为平面和锥面，拱面凸起在密封面垂直方向的外端。由于爆破片拱面为压力敏感区，在爆破片的安装转运过程中，人为轻压或外界物体的轻微碰撞都将影响爆破片的爆破性能(外力撤销后，拱面回弹，从外观上无法检查膜片损伤，但将会影响爆破片的爆破性能)，这一点可以从闫兴清、喻健良等在《爆破片失效影响因素分析及失效案例》中得以佐证，该文献中开展了爆破片拱面不同损
3、另外，传统单一反拱开槽形爆破片其开槽直径均小于夹持器泄放口径，这样的好处是可以保护夹持器r过渡角在爆破时不会被爆破残片刮伤，从而使得夹持器可以重复使用；但这将产生两个爆破失效的风险点：一是在大爆破压力、大泄放口径的工况下，较大的爆破释放能会将爆破片开槽根部沿周向撕裂，进而可能完全脱落形成爆破碎片；二是在小爆破压力、反拱形爆破膜厚度较小的工况下，较小的爆破释放能无法瞬间将开槽线完全打开(理论上多条开槽槽痕的槽深不可能完全一致)，致使爆破开度可能低于95％。中国专利号cn214274601u公开了一种正拱带槽型爆破片装置，通过在正拱爆破片的凸拱面上加工“十”字减弱槽且其槽的特征为槽宽由圆周中心向周边减小结构，使爆破片爆破开度达到90％及以上。然而该专利只解决了正拱带槽型爆破片在中等爆破压力范围内爆破开度的可靠性问题，无法解决反拱开槽形爆破片覆盖高、中、低爆破压力全范围内爆破开度达95％的可靠性问题。
4、对于核能转换领域使用的反拱开槽形爆破片，同时具备安装安全和爆破开度高可靠性的设计专利技术尚未出现。
技术实现思路
1、针对现有技术的上述不足，本技术提供的一种高可靠性法兰焊接反拱径向开槽爆破片，解决了传统单一反拱开槽形爆破片因将反拱形爆破膜拱顶暴露在密封面之外而导致人为轻压或外界物体容易碰撞爆破片，最终影响爆破片的爆破性能的问题。
2、为了达到上述技术目的，本技术采用的技术方案为：
3、提供了一种高可靠性法兰焊接反拱径向开槽爆破片，其包括法兰支座，法兰支座的下方设置有反拱形爆破膜，反拱形爆破膜的下方焊接有压环，反拱形爆破膜包括圆环平面和设置于圆环平面内径处的起拱面，圆环平面的上端面与法兰支座的下端面焊接，压环的上端面与圆环平面的下端面焊接；起拱面位于压环的内部。
4、本技术的基本原理为：通过将法兰支座、压环、反拱形爆破膜焊接成为一体式爆破片，并且将反拱形爆破膜中的起拱面设置在压环的内部，对反拱形爆破膜中的起拱面起到保护作用，可以避免人为轻压或外界物体碰撞爆破片，避免爆破片在同一水平转运、安装过程中出现意外碰伤等潜在失效模式的发生，使爆破片在转运、安装和维护时更加安全可靠。解决了传统单一反拱开槽形爆破片因将反拱形爆破膜拱顶暴露在密封面之外而导致人为轻压或外界物体容易碰撞爆破片，最终影响爆破片的爆破性能的问题。
5、进一步地，作为法兰支座的具体设置方式，法兰支座包括圆环部，圆环部的下方连接有凸缘部，圆环部与凸缘部之间通过过渡圆角一体化连接；圆环部和凸缘部的内径相同；凸缘内径的底部边缘处设置有圆角；圆环部的靠外径圆周区域内间隔均匀设置有多个通孔；圆环平面的上端面与凸缘部的下端面焊接；圆环平面的端面尺寸与凸缘部下端面的尺寸和压环的上端面相同。
6、在上述技术方案中，圆环部与凸缘部之间通过过渡圆角一体化连接，保证了法兰支座的整体结构刚度；圆环平面的端面尺寸与凸缘部下端面的尺寸和压环的上端面相同，使得在进行氩弧焊接时，焊接热能够均匀的施加在凸缘部和圆环平面上，保证焊接性能和爆破性能的一致性。在凸缘内径的底部边缘处设置有圆角，此结构的优点在于当反拱形爆破膜失稳翻转后，爆破膜撕裂后紧贴在凸缘内径的底部边缘处，不能形成强烈的剪切力将爆破膜剪切成残片，避免了爆破碎片的产生。多个通孔的设置，便于实现法兰支座与用户管道法兰的直接连接安装，进而便于整个爆破片安装在欲保护的设备或管道安全泄放口的前端。
7、进一步地，反拱形爆破膜起拱后朝向法兰支座方向，法兰支座的高度大于反拱形爆破膜起拱后的高度，这样设置可以避免出现反拱形爆破膜起拱后超出法兰支座并与其他爆破片接触的情况，在转运多个爆破片时，起到保护的作用。
8、进一步地，作为起拱面的具体设置方式，起拱面凹面的中心位置处设置有呈正方形结构的开槽间断区，开槽间断区的四周中心处均设置有一根第一开槽线，4根第一开槽线的自由端均延伸至圆环平面内。开槽间断区和第一开槽线的设置，使得起拱面在反拱工况下具有适宜稳定的失稳撕裂强度，以便失稳后瞬间撕裂起拱面，达到瞬间卸能的目的。第一开槽线的自由端均延伸至圆环平面内，从而保证起拱面的爆破开度达到95％及以上，满足核能转换领域中爆破片爆破开度高可靠性的需求。
9、进一步地，开槽间断区内设置有呈“十”字形结构的第二开槽线，第二开槽线的四端分别与4根第一开槽线的端部相接。第二开槽线在起拱面起拱完成后进行加工，能够有效保证爆破膜在高、中、底全范围爆破压力下失稳翻转后将开槽间断区撕裂。
10、进一步地，第一开槽间断区的边长为起拱面厚度的2～3倍。这样设置的目的在于保证爆破膜能够拥有足够的抗拉强度完成起拱成型，同时可以在成型起拱面的过程中避免出现起拱面拉爆的情况。
11、进一步地，作为第一开槽线的具体设置方式，4根第一开槽线的横截面均呈等腰梯形结构，第一开槽线两侧面之间的向内夹角为60°，第一开槽线内的棱边采用圆角过渡，上述设置能够确保第一开槽线开槽槽底厚度的一致性，从而使得整个爆破片得到稳定可靠的爆破性能。
12、进一步地，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高可靠性法兰焊接反拱径向开槽爆破片，其特征在于，包括法兰支座，所述法兰支座的下方设置有反拱形爆破膜，所述反拱形爆破膜的下方焊接有压环，所述反拱形爆破膜包括圆环平面和设置于所述圆环平面内径处的起拱面，所述圆环平面的上端面与法兰支座的下端面焊接，所述压环的上端面与所述圆环平面的下端面焊接；所述起拱面位于压环的内部。
2.根据权利要求1所述的高可靠性法兰焊接反拱径向开槽爆破片，其特征在于，所述法兰支座包括圆环部，所述圆环部的下方连接有凸缘部，圆环部与所述凸缘部之间通过过渡圆角一体化连接；圆环部和凸缘部的内径相同；凸缘内径的底部边缘处设置有圆角；圆环部的靠外径圆周区域内间隔均匀设置有多个通孔；所述圆环平面的上端面与凸缘部的下端面焊接；圆环平面的端面尺寸与凸缘部下端面的尺寸和所述压环的上端面相同。
3.根据权利要求2所述的高可靠性法兰焊接反拱径向开槽爆破片，其特征在于，所述法兰支座的高度大于所述反拱形爆破膜起拱后的高度。
4.根据权利要求1所述的高可靠性法兰焊接反拱径向开槽爆破片，其特征在于，所述起拱面下端面的中心位置处设置有呈正方形结构的开槽间
5.根据权利要求4所述的高可靠性法兰焊接反拱径向开槽爆破片，其特征在于，所述开槽间断区内设置有呈“十”字形结构的第二开槽线，所述第二开槽线的四端分别与4根所述第一开槽线的端部相接。
6.根据权利要求4所述的高可靠性法兰焊接反拱径向开槽爆破片，其特征在于，所述开槽间断区的边长为所述起拱面厚度的2～3倍。
7.根据权利要求4所述的高可靠性法兰焊接反拱径向开槽爆破片，其特征在于，4根所述第一开槽线的横截面均呈等腰梯形结构，第一开槽线两侧面之间的向内夹角为60°，第一开槽线内的棱边采用圆角过渡。
8.根据权利要求5所述的高可靠性法兰焊接反拱径向开槽爆破片，其特征在于，所述第二开槽线的横截面呈“U”字形结构。
9.根据权利要求2所述的高可靠性法兰焊接反拱径向开槽爆破片，其特征在于，所述圆环平面和起拱面之间通过圆角弧面连接；所述压环的上端面与凸缘部的下端面焊接时，压环内径的顶部边缘处的圆角与所述圆角弧面紧密贴合。
...【技术特征摘要】
1.一种高可靠性法兰焊接反拱径向开槽爆破片，其特征在于，包括法兰支座，所述法兰支座的下方设置有反拱形爆破膜，所述反拱形爆破膜的下方焊接有压环，所述反拱形爆破膜包括圆环平面和设置于所述圆环平面内径处的起拱面，所述圆环平面的上端面与法兰支座的下端面焊接，所述压环的上端面与所述圆环平面的下端面焊接；所述起拱面位于压环的内部。
2.根据权利要求1所述的高可靠性法兰焊接反拱径向开槽爆破片，其特征在于，所述法兰支座包括圆环部，所述圆环部的下方连接有凸缘部，圆环部与所述凸缘部之间通过过渡圆角一体化连接；圆环部和凸缘部的内径相同；凸缘内径的底部边缘处设置有圆角；圆环部的靠外径圆周区域内间隔均匀设置有多个通孔；所述圆环平面的上端面与凸缘部的下端面焊接；圆环平面的端面尺寸与凸缘部下端面的尺寸和所述压环的上端面相同。
3.根据权利要求2所述的高可靠性法兰焊接反拱径向开槽爆破片，其特征在于，所述法兰支座的高度大于所述反拱形爆破膜起拱后的高度。
4.根据权利要求1所述的高可靠性法兰焊接反拱径向开槽爆破片，其特征在于，所述起拱面下端面的中心位置处设置有呈正方形结构的...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏银文，王平，朱纯成，蒲志勋，陈仕丽，段怀君，
申请(专利权)人：成都凯天电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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