SIGMA™ & SIGMA EXL™

Introducción
El Disco de Ruptura Inverso Abombado  (Disco de Explosión) Sigma EXL™  ha sido desarrollado para proporcionar la mayor capacidad de presión de operación disponible en sistemas de alivio de presión mediante discos de ruptura (discos de explosión). La tecnología del Disco de Ruptura (Disco de Explosión) Sigma EXL™  y el Cabezal de Seguridad SRB-7RS™ combinan  la exactitud y fiabilidad de la tecnología del Disco de Ruptura inverso con las características de diseño exclusivas de los discos y cabezales de seguridad que permiten al disco Sigma EXL™ operar al 95% de la presión de explosión marcada (100% de la presión de explosión mínima según los estándares CEN ISO 4126-2). El Disco de Ruptura Inverso Abombado  (Disco de Explosión) Sigma EXL™ utiliza la tecnología SAF™, Structural Apex Forming, la característica central en la parte abombada del disco que mejora su precisión de explosión.

A su presión de explosión, el abombamiento del Disco de Ruptura (Disco de Explosión) Sigma EXL™  se invierte y se abre debido a la fuerza de cizallamiento por la línea de la hendidura de corte circular localizada en el perímetro del abombamiento. La ranura se une en uno o más punto en la bisagra aguas abajo del disco.
El disco se abre a lo largo de la ranura circular con el segmento central soportado por la bisagra, evitándose así la fragmentación. El Disco de Ruptura (Disco de Explosión) Sigma EXL™  se ofrece con una tolerancia a la presión de explosión.

Para este disco no es necesario contemplar el Rango de Diseño en Fabricación para el alto ratio de operación (efectivamente disco de rango cero).

El rendimiento de cada disco  EXL™ se asegura mediante pruebas de testeo de presión de cada disco hasta su presión de operación recomendada. El Disco de Ruptura (Disco de Explosión) Sigma EXL™  proporciona al usuario el mayor ratio de operación de los sistemas de alivio de presión mediante Disco de Ruptura (Disco de Explosión).
Para los usuarios que deseen obtener pruebas de control de calidad mejoradas del diseño del disco, y que puedan aceptar la exactitud tradicional para Discos de Ruptura Inverso, el Disco de Ruptura  Sigma™  se ofrece con un Rango de Diseño en Fabricación del -5%.

Características de los Discos Sigma EXL™ y Sigma™

• Disco de Ruptura en tamaños  1"-8" (25-200 mm)
• Alto Ratio de operación: 95% de la presión de explosión marcada
• Alto Ratio de operación: 100% de la presión mínima de explosión (CEN ISO4126-2)
• Standard 0% de Rango de Diseño en Fabricación, opcional -5%
• Diseñado para que no fragmente
• Diseñado para  Gas, Líquido,  condiciones de flujo bifásico
• A prueba de fallos: Ratio Daño - Seguridad <1
• Tecnología Saf™
• Resistente al vacío
• El lado de proceso liso del disco evita la acumulación de producto
• Larga vida de servicio en condiciones cíclicas o pulsantes
• Patente EEUU No.5167337 y pendientes patentes a nivel mundial
• Para ser instalado en Cabezal de Seguridad pre tensionado tipo SRB-7RS™ de BS&B

Especificaciones del Disco Sigma EXL™ & Sigma™

Presión Min/Max  a 72ºF (22ºC) PSIG (Bar)

Tamaño del Disco		Material del Disco
in	mm	Aleación 200 (Níquel)				316SS				Aleación 600  (Inconel)				Aleación 400 (Monel)				Hastelloy Aleación  C-276
		Min		Max		Min		Max		Min		Max		Min		Max		Min		Max
		Psig	Barg	Psig	Barg	Psig	Barg	Psig	Barg	Psig	Barg	Psig	Barg	Psig	Barg	Psig	Barg	Psig	Barg	Psig	Barg
1	25	35	2.4	500	34.5	35	2.4	500	34.5	50	3.5	500	34.5	58	3.5	500	34.5	55	3.8	500	34.5
1.5	40	30	2.1	400	27.5	30	2.1	400	27.5	45	3.1	400	27.5	45	3.1	400	27.5	45	3.1	400	27.5
2	50	25	1.8	400	27.5	25	1.8	400	27.5	30	2.1	400	27.5	30	2.1	400	27.5	30	2.1	400	27.5
3	80	20	1.4	400	27.5	20	1.4	400	27.5	22	1.5	400	27.5	22	1.5	400	27.5	25	1.8	400	27.5
4	100	16	1.1	400	27.5	16	1.1	400	27.5	18	1.3	400	27.5	18	1.3	400	27.5	20	1.4	400	27.5
6	150	15	1.0	225	15.5	15	1.0	225	15.5	15	1.0	225	15.5	15	1.0	225	15.5	20	1.4	225	15.5
8	200	15	1.0	125	8.6	15	1.0	125	8.6	15	1.0	125	8.6	15	1.0	125	8.6	20	1.4	125	8.6

Rango de Diseño en Fabricación
El Rango de Diseño en Fabricación (MDR) es el rango de presión, siempre aplicado al lado inferior de la presión de explosión requerida por el usuario, lo cual simplifica las pruebas de fabricación y proporciona un beneficio económico al usuario allí donde se puede añadir más tolerancia.  El Disco de Ruptura (Disco de Explosión) Sigma EXL™  tiene un valor estándar de  "0%" MDR, y el el Disco de ruptura  Sigma™ un rango inferior al "-5%".

Tolerancia de Explosión
La tolerancia de explosión es el rango de presión sobre el cual se espera que explosione el disco de ruptura (disco de explosión), expresado como "+/-".  Tanto el  Sigma EXL™ como el  Sigma™ tienen la misma tolerancia de explosión.

Presión de Explosión marcada	Tolerancia de Explosión
Inferior o igual a 40 psig (2.76 barg)	+/- 2 psig (0.138 barg)
Superior a 40 psig (2.76 barg)	+/- 5%

Ratio Daño Seguridad < 1
Si se daña un Disco de Ruptura (Disco de Explosión)  Sigma EXL™ o Sigma™ de modo accidental, aliviará la presión explosionando a la presión de explosión marcada o por debajo de la misma. El diseño a prueba de fallos es una característica denominada Ratio de Daño – Seguridad y con un valor de 1 o inferior, asegura que el  Disco Sigma EXL™ o Sigma™ en caso de estar dañado, alivie la presión a una presión de explosión inferior. Un disco de explosión (Disco de Ruptura) dañado de tipo Sigma EXL™ o Sigma™ explosionará normalmente revertiéndose y abriéndose a una presión menor.

Ratio de Operación
El disco de ruptura inverso Sigma EXL™ puede soportar presiones de operación de hasta el 95% de la presión de explosión marcada o el  100% de la presión mínima de explosión. (Para discos certificados según la  CEN ISO 4126-2 'Performance Tolerance', el disco Sigma EXL™ puede soportar presiones del 100% de la presión de explosión menos la tolerancia inferior de rendimiento.) El disco de explosión inverso Sigma™ con -5% de Rango de Diseño en Fabricación podrá también soportar presiones de operación del  95% de la presión de explosión marcada, o el  100% de la presión de explosión mínima. No obstante, esta presión operativa puede ser inferior para algunos discos  Sigma EXL™ en una cantidad del -5% MDR.

Materiales
Los discos Sigma EXL™ y Sigma™ están disponibles en una amplia gama de materiales resistentes a la corrosión (ver tabla). Para cada material se ha determinado el límite superior de temperatura, el cual ha sido determinado de las recomendaciones del fabricante del material y de datos de usuarios. Mientras que el Hastelloy C-276 se utiliza como grado estándar, el Hastelloy B y Hastelloy C-22 están disponibles bajo pedido.

Se dispone también de una película de recubrimiento de fluorocarbono como barrera adicional a la corrosión que va unida al lado de proceso del Disco de Ruptura (Disco de Explosión). El FEP es el material de recubrimiento estándar. PFA y PTFE también están disponibles.  Ver la tabla para temperaturas máximas recomendadas.. Por lo general se utiliza Teflón™.
Teflón™ es una marca comercial de DuPont.

Temperatura Máxima Recomendada

Níquel Aleación 200	750°F	399°C
Monel Aleación 400	800°F	427°C
Inconel Aleación 600	1100°F	593°C
Acero Inoxidable 316	900°F	482°C
Hastelloy Aleación C-276	900°F	482°C
Recubrimiento de Fluorocarbono (FEP)	400°F	204°C
Recubrimiento de Fluorocarbono (PFA)	400°F	204°C
Recubrimiento de Fluorocarbono (PTFE)	500°F	260°C
Hastelloy ® es una marca comercial de Haynes International Inc., Monel® e Inconel® son marcas comerciales de Inco Aleacións International.  BS&B podrá utilizar materiales equivalentes de otras procedencias

Temperatura de Prueba
La presión de explosión de cada lote de discos de ruptura Sigma EXL™ o Sigma™ se ensaya a la temperatura requerida por el usuario. Si se solicita el disco por encima o por debajo de la temperatura ambiente, el ensayo de explosión con objeto de su certificación se hará a dicha temperatura para asegurar la precisión de los ensayos. Para aplicaciones operando a temperaturas que puedan superar las temperaturas de explosión ensayadas, consultar con  BS&B Safety Systems, Inc. o BS&B Safety Systems Ltd.

Rendimiento de Flujo – Valores KR – Dimensionado de Discos de Ruptura
El factor de resistencia al flujo 'KR' puede ser utilizado para determinar la capacidad de alivio de un sistema utilizando los cálculos descritos en la publicación técnica  Crane Technical Paper No. 410. Valores de KR individuales han sido establecidos tanto para servicio de gas como líquido para los discos Sigma EXL™ y Sigma™. Éstos se han determinado de forma experimental en los laboratorios de flujo de BS&B Safety Systems Inc. conforme  a los procedimientos  ASME y han sido testificados por representantes de ASME. Se debe de tener en cuenta utilizar el valor correcto para dimensionamiento. Cuando hay más de un valor ‘KR’ marcado en la etiqueta del disco, 'KRG' es el valor para servicio en gas, y 'KRL' para servicio en líquido. Cuando sólo se etiqueta con un único valor de  KR siempre hará referencia al de servicio en gas. El valor de KRg es 0.38 y el de  KRL es 1.25.

Cuando se utilizan los valores de  KR para cálculos de dimensionado, se utiliza el tamaño nominal de tubería (se asume schedule 40 de tubería) para el sistema de alivio. Cuando se utilizan las técnicas de dimensionado del ‘coeficiente de descarga’, se utilizarán los valores del Área Mínima de Flujo Neto o Área Alivio Neta del Disco de Ruptura (Disco de Explosión).
Área mínima de Flujo Neto (MNFA) / Área de Alivio Neta  (NRA)

Tamaño del Disco pulgadas  mm	1	25	1½	40	2	50	3	80	4	100	6	150	8	200
pulgadas 2 *	0.86		1.93		3.36		7.39		12.74		28.89		50.0
cm2 +	4.8		11.3		19.7		40.8		69.7		158.6		275.6

* Utilizar MNFA in pulgadas2 cuando se dimensione conforme a  ASME.
+ Utilizar NRA en cm2 cuando se dimensione conforme a las normas europeas

Certificación
El procedimiento de certificación para los Discos de Ruptura  Sigma EXL™ y Sigma™  supera los requerimientos según Códigos y Estándares propios de la industria, pues esos requieren unos ensayos destructivos con un número limitado de muestras para validar la presión de explosión y permiten que se acepte el lote con cualquier distribución de presión de explosión y datos de ensayos no centrados. Los resultados de los ensayos para los discos Sigma EXL™ y Sigma™ por lo general se representan gráficamente en su Certificado de Ensayo de Explosión (ver imagen). La curva incluye datos de ensayo durante el proceso de certificación y datos finales de los ensayos de explosión para así poder mostrar una representación clara de la distribución de las presiones de explosión. Únicamente cuando los resultados están correctamente centrados y con una distribución coherente es cuando se procede al envío del lote. La certificación indica también los resultados de los ensayos de explosión de los discos de ruptura (discos de explosión) parte del lote que fueron comprobados  por el departamento de calidad para su aceptación final – la cantidad de resultados de las muestras de discos de ruptura vendrán dado por lo general por los Códigos y Estándares que haya elegido seguir el usuario final. Los discos de ruptura Sigma EXL™ y Sigma™ también se valida para servicio en líquido para cada lote utilizando un sistema de ensayo de explosión hidráulico y el certificado de Ensayo de Explosión reflejará los resultados acorde a ello.

La combinación de técnicas de control estadístico para ensayos de presión de explosión y los ensayos de prueba de presión de todos los discos de ruptura (discos de explosión) Sigma EXL™ y Sigma™ encargados permite su uso a las presiones de operación más altas disponibles en la industria de los discos de ruptura (discos de explosión).

 

Instalación en Cabezal de Seguridad SRB-7RS™
Los discos Sigma EXL™ y Sigma™ se instalan en un Cabezal de Seguridad SRB-7RS™ permitiendo que se aplique un correcto tensionado en el taller antes de su instalación. Las muescas asimétricas aseguran el correcto centrado y orientación del disco dentro del Cabezal de Seguridad. El rendimiento probado del sellado metal-metal tipo ‘mordedura’ en el cabezal de seguridad (para tamaños de 2"/50mm y superiores) asegura un ensamblaje hermético. Cuando se instala de modo correcto dentro del cabezal de seguridad  SRB-7RS™, el ensamblaje puede ser retirado, inspeccionado, limpiado con cuidado y posteriormente reinstalado sin tener que reemplazar el disco ya que los pernos pre-tensionados mantienen la tensión que ejerce la abrazadera  sobre el disco.

El Cabezal de Seguridad SRB-7RS™ se utiliza también con tipos de discos de ruptura (discos de explosión) más antiguos (Tipos SKR™, S90™, JRS™, RLS™, FRS™) de la gama  STA-SAF® .

Especificaciones del Cabezal de Seguridad SRB-7RS™

Tamaño Nominal		Brida Nominal de Cabezal de Seguridad			Espesor de Brida del Cabezal de Seguridad		Dimensiones
							X		Y
Pulgadas	MM	ANSI	DIN	JIS	pulgadas	MM	pulgadas	MM	pulgadas	MM
1	25	150	-	-	1-1/2	38.0	2-5/8	66.7	2-5/8	66.7
1	25	300/600	10/16/25/40	10/16/20/30/40	1-1/2	38.0	2-7/8	73.0	2-7/8	73.0
1.5	40	150	-	10/16/20	1-5/8	43.0	3-3/8	85.7	3-3/8	85.7
1.5	40	300/600	10/16/25/40	30/40	1-5/8	43.0	3-3/4	95.2	3-3/4	95.2
2	50	150/300/600	10/16/25/40	10/16/20/30/40	1-3/4	47.5	4-1/8	104.8	4-1/8	104.8
3	80	150/300/600	10/16/25/40	16/20/30/40	2-1/8	55.0	5-¼	133.3	5-¼	133.3
3	80	-	-	10	2-5/8	66.7	4-3/4	120.6	4-3/4	120.6
4	100	150/300	10/16/25/40	16/20/30/40	2-7/8	73.0	6-¼	158.7	6-¼	158.7
4	100	-	-	10	2-3/4	69.9	Flower Petal
4	100	600	-	-	2-5/8	66.7	7-5/8" OD/193.7 mm OD
6	150	150/300	10/16/25/40	10/30/40	3-11/16	93.7	Flower Petal
6	150	-	-	16/20	4-1/5	106.7	Flower Petal
6	150	600	-	-	3-1/8	79.4	10-⅜" OD/263.5 mm
8	200	150/300	-	-	3-13/16	96.8	Flower Petal

Patente EEUU Núm. 4,751,938, 5005722 y otras patentes internacionales pendientes de aprobación.
Los productos, especificaciones y todos los datos de esta documentación están sujetos a cambio sin previo aviso. Las preguntas en cuanto a la selección de productos y especificaciones para aplicaciones específicas deberán de dirigirse a BS&B Safety Systems, Inc. o BS&B Safety Systems Ltd.

Todas las transacciones de ventas están sujetas a los términos y condiciones estándares de venta de  BS&B Safety Systems, Inc. o BS&B Safety Systems Ltd.