Disco de Ruptura Inverso LPS

De aplicación las patentes EEUU 5,996,605 y 6,178,983. Pendientes  de otras patentes.

El disco de ruptura inverso de baja presión LPS™ y Cabezal de Seguridad SRB-7RS

Características del Disco de Ruptura (Disco de Explosión) LPS:

• Diseños de Metal sólido
• Baja presión de explosión desde 5 psig (0.35 barg)
• Diseñado para servicio de gas, líquido o dos fases
• A prueba de fallos: Ratio Daño Seguridad ≤1
• Diseñado para que no fragmente
• Resistente a vacío y contrapresión
• Alto ratio de operación: 90% de la presión mínima de explosión
• Disco de explosión inverso en tamaños: 1"-8" (25 mm-200 mm)
• Para instalar en el cabezal de seguridad pre-tensionado de BS&B tipo SRB-7RS

El Disco de Ruptura (Disco de Explosión) LPS fue desarrollado para proporcionar bajas presiones de explosión desde los 5 psig (0.35 barg) utilizando la tecnología de disco de ruptura inverso. El Disco de Ruptura (Disco de Explosión) LPS, combinado con el Cabezal de Seguridad SRB-7RS®, proporciona precisión y fiabilidad. El  LPS utiliza la tecnología SAF™ (Structural Apex Forming™) que permite que se consiga unas presiones de explosión muy bajas con unas excelentes características de apertura.

Opciones de Material para el Disco de Ruptura (Disco de Explosión) LPS
El Disco de Ruptura (Disco de Explosión) LPS está disponible en un rango de materiales resistentes a la corrosión (ver tabla adjunta para más detalles).
Los materiales estándar son  Níquel aleación 200, Acero Inoxidable grado 316, Inconel® (Níquel aleación 600), Monel® (Níquel aleación 400), Hastelloy® C-276, &  Tántalo.

El disco LPS incluye una bisagra en el lado de salida para controlar la fragmentación. La bisagra del disco estándar es de Acero Inoxidable grado 316 con alternativas disponibles bajo pedido.  Recubrimiento de Tef se ofrece con el tipo de Disco de Ruptura (Disco de Explosión) LPS para presiones de explosión de  35 psig (2.4 barg) y superiores.

Rendimiento de Flujo / Valores KR /Dimensionado del Disco de Ruptura (Disco de Explosión)
El factor de resistencia al flujo, "KR," podrá ser utilizado para determinar la capacidad de alivio de un sistema cuando se utilicen técnicas como las descritas en la publicación  Crane Technical No. 410. Valores individuales de KR han sido establecidos para el disco LPS para servicio en gas y líquido. Han sido determinados experimentalmente por BS&B Safety Systems, L.L.C. en sus laboratorios de flujo cumpliendo con los procedimientos  ASME y presenciados por representantes de ASME. Se tiene que tener especial cuidado al utilizar los valores correctos para dimensionado. Cuando se procede a etiquetar los discos LPS con el valor KR, se utilizan los valores para servicio en gas mostrándose como "KRg," y aquellos para servicio en líquido se muestran como  "KRl."  
      
Cuando se utiliza el valor de  KR para cálculos de dimensionamiento, se utiliza el tamaño nominal de tubería (se asume tubería schedule 40), del sistema de venteo. Cuando se utilizan las técnicas de dimensionado del ‘coeficiente de descarga’ se utiliza el Área Neta de Flujo mínima (MNFA) o el Área Neta de Alivio (NRA) del disco de ruptura (disco de explosión).

Valores MNFA y valores NRA

Tamaño del Disco		MNFA	NRA
pulgadas	mm	(pulgadas2)	(cm2)
1	25	0.86	4.90
1 1/2	40	1.93	11.30
2	50	3.36	19.70
3	80	7.39	40.80
4	100	12.74	69.70
6	150	28.89	158.60
8	200	50.00	275.60

El valor de MNFA se da en pulgadas cuadradas para facilitar los cálculos de dimensionamiento conforme a las prácticas ASME. El valor del NRA está expresado en centímetro cuadrados para ser usado en el dimensionamiento conforme con la ISO, estándares europeos y próximamente CEN.

Ratio de Presión Operativa  (Máxima Presión Operativa)   
Los discos de explosión inverso LPS pueden operar al 90% de su presión mínima de explosión. En otras palabras, el 90% de la presión de explosión marcada menos la tolerancia de explosión.

Resistencia al Vacio /Resistencia a contrapresión
El disco LPS resiste vacío sin necesidad de soporte de vacío adicional. La resistencia a contrapresión está limitada a 15 psig (1.03 barg) para discos con valor nominal de explosión de 15 psig (1.03 barg) o inferiores. Para presiones de explosión mayores, la resistencia a la contrapresión es igual a la presión mínima de explosión pedida par el disco LPS.

Capacidad de Presión de Explosión a 72ºF (22ºC)

Temperatura Máxima Recomendada
Hastelloy es una marca comercial de Haynes International Inc., Monel e Inconel son marcas comerciales de Inco Aleacións International.  Teflon® es una marca comercial de E.I. DuPont de Nemours & Co., Inc. BS&B podrá utilizar materiales equivalente de otras procedencias.

Material	Temp ºF	Temp ºC
Níquel Aleación 200	750º	399º
Monel® Aleación 400	900º	482º
Inconel® Aleación 600	1100º	593º
316 Acero Inoxidable	900º	482º
Hastelloy® Aleación C-276	900º	482º
Tántalo	500º	260º

Anotación: Consultar con BS&B a cerca de aplicaciones donde el disco se especifique a una temperatura coincidente inferior a  300ºF/149ºC  (176ºF/80ºC  para Hastelloy) pero que opere a un valor mayor. Podrá ser necesario un procesado especial.

Resistencia a Ciclos /Influencia de la Temperatura /Vida de Servicio

La resistencia a ciclos del disco LPS es función de las condiciones de la aplicación. Si la presión de operación es estática (sin ciclos de presión) entonces se incrementa y maximiza la vida de servicio para todos los tipos de sistemas de discos de ruptura. Si la presión de operación es medianamente cíclica, como por ejemplo las condiciones de un tanque atmosférico sellado sometido a las fluctuaciones de la temperatura ambiental, el disco LPS podrá resistir hasta 1000 ciclos.

Bajo condiciones de presión de operación cíclicas fuertes, el ciclo de vida del disco LPS quedará determinado por la frecuencia y magnitud de las variaciones de presión de diferencial positivo a negativo. Cuando todos los ciclos de presión tienen lugar dentro del ratio de presión de operación se maximiza la vida de servicio del disco. En caso de presiones de operación cíclicas de vacío total a presión positiva, la vida de servicio del disco LPS se verá anticipada a unos cientos de ciclos.

Los ciclos de vida y la vida de servicio de cada disco de ruptura (disco de explosión) dependen de las condiciones de operación de su aplicación individual. Es particularmente importante permitir un margen para la influencia de la temperatura en la presión de explosión; si la temperatura nominal de explosión del disco se elige muy baja, una temperatura específica mayor reducirá la presión de explosión del disco Pedir consejo a  BS&B Safety Systems sobre las temperaturas nominales de explosión. Se deberán de considerar por parte del usuario otros factores como corrosión, abrasión, erosión, acumulación de producto y vibraciones también afectarán a la vida de servicio del disco de explosión (disco de ruptura).

BS&B Safety Systems ha desarrollado una herramienta de servicio de “Gestión de Disco de Ruptura (Disco de Explosión)” que utiliza las presiones "en servicio" e información de temperaturas para generar alertas sobre las sustituciones preventivas de los discos de ruptura (discos de explosión). Contactar con BS&B para más información.

Opciones de Tolerancia de Presión de Explosión
El enfoque en cuanto a tolerancia de explosión tomado con el disco LPS depende de Código Internacional que se siga. Para cumplir con el Código ASME, seleccionar “rango de diseño en fabricación” y “tolerancia de explosión” aplicables a la presión de explosión. Para cumplir con los estándares europeos o ISO, seleccionar bien Tolerancia de Rendimiento o presión de explosión min/máx. Tolerancias mayores alternativas se indican donde se puede ofrecer un ahorro de coste.

Tolerancia de Explosión
La tolerancia de explosión es el rango de presiones +/- en el cual se espera que explosione un disco de ruptura (disco de explosión). La tolerancia de explosión es función de la presión de explosión, según la tabla mostrada.

Presión de Explosión		Tolerancia de Explosión
psig	barg
28 y superiores	1.93 y superiores	± 5%
20 a < 28	1.38 a < 1.93	± 7%
10 a < 20	0.69 a < 1.38	± 10%
< 10	< 0.69	± 15%
alternativo:	< 2.76	± 2 psig
<40		(0.138 bar)

Rango de Diseño en Fabricación (MDR)
El rango de diseño en fabricación es un rango de presiones, siempre aplicado al valor menor de la presión de explosión del disco LPS requerido por el usuario.
Los rangos de diseño en fabricación estándar para el LPS son  0%, -5%, -10%. Para  Tántalo, las opciones de MDR son únicamente -5% y -10%.

Tolerancia de rendimiento
La tolerancia de rendimiento fue introducida por las normas europeas e ISO. Se aplica a una presión de explosión específica. Se aplica a una presión de explosión específica como porcentaje o cantidad de presión e incluye todas las tolerancias (tanto tolerancia de explosión como el rango de diseño en fabricación. La tolerancia de rendimiento puede ser expresada como mín. /máx. de la presión de explosión como se muestra a continuación.

Presión de Explosión Especificada		Tolerancia de rendimiento (estándar)*
psig	barg
28 y superiores	1.93 y superiores	±5%	+5%/-10%	+5%/-15%
20 a <28	1.38 a <1.93	±7%	+7%/-12%	+7%/-17%
10 a <20	0.69 a <1.38	±10%	+10%/-15%	+10%/-20%
<10	<0.69	+10%/-20%	+10%/-25%	+10%/-30%
alternativo:		±10%	+10%/-15%	+10%/-20%
20 a <40	1.38 a <2.76

 *Seleccionar uno, se aceptan pedidos especiales de Tolerancia de Rendimiento.

Presión de Explosión mínima / máxima
La presión de explosión mínima / máxima ha sido introducida por los estándares europeos y la norma ISO. Se toma la presión de explosión específica, se selecciona la tolerancia de rendimiento necesaria y se convierte a valores mínimos / máximos.

Por ejemplo: presiones de explosión especificada de 3 barg y tolerancia de rendimiento elegida de  +5%/-10%. Esto conlleva un  min/máx. de:
Presión de explosión mínima (3 x 0.9) = 2.7 barg min
Presión de explosión máxima (3 x 1.05) = 3.15 barg máx.
Se aceptan pedidos especiales de presiones de explosión min / máx.

Opción Sanitaria/Aséptica

El disco LPS-S™ está disponible para ser utilizado en el Cabezal de Seguridad  SR-C™ dando una presión de explosión baja para los discos instalados en los sistemas de tuberías sanitarios / asépticos. La tabla a continuación indica la relación entre el tamaño del disco, el tamaño del cabezal de seguridad y el tamaño de la conexión tri-clamp y las bridas de entrada, salida y sección intermedia donde se instala el disco dentro del cabezal de seguridad.

LPS-S Tamaño del Disco	Tamaño del Cabezal de Seguridad SR-C	Cabezal de Seguridad SR-C a la entrada	SR-C Tamaño de la abrazadera en el disco	Cabezal de Seguridad SR-C a la salida
1"	1"	1½"	2"	1½"
1½"	1½"	2"	2½"	2"
2"	2"	3"	4"	3"
3"	3"	4"	4"	4"
4"	4"	4"	6"	4"

Instalación en Cabezal de Seguridad SRB-7RS™
El disco LPS instalado en un Cabezal de Seguridad SRB-7RS™ permite aplicar un correcto tensionado en el taller antes de la instalación en proceso. Las muescas de localización asimétricas aseguran el correcto centrado y orientación del disco dentro del cabezal de seguridad. El sellado de tipo mordedura ‘metal-metal’ en el cabezal de seguridad tiene un rendimiento probado (tamaño 2"/50 mm y superiores) y asegura un ensamblaje hermético.

Cuando se instala de modo correcto en un cabezal de seguridad SRB-7RS, el ensamblado se puede desmontar, inspeccionar, limpiar con cuidado y ser reinstalado sin tener que reemplazar el disco dado que los tornillos que le dan la pre-tensión mantienen la carga de la abrazadera sobre el disco.

 El cabezal de seguridad SRB-7RS se utiliza con otros discos de ruptura (discos de explosión) (tipos S-90™, JRS™, RLS™ y FRS™)  de la gama  STA-SAF®, Catálogo 77-4001. El uso de cabezales de seguridad corrientes facilita la mejora de la tecnología de discos de ruptura  ordinarios a los LPS y el disco de ruptura SKR; ver catalogo 77-4003.

Anotación: El fragmento del disco LPS es retenido por interacción con la bisagra y con el cabezal de seguridad.

Patente EEUU pendientes 4,751,938 y otras patentes internacionales.
fluoropolímero es una marca comercial de E.I. DuPont de Nemours & Co., Inc. Inconel® and Monel® son marcas comerciales de Inco Aleacións International. Hastelloy® es una marca comercial de Haynes International, Inc.

Dimensiones del Cabezal de Seguridad SRB-7RS

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