Eine Berstscheibe, manchmal auch als „Berstscheibe“ oder „Scheibenmembran“ bezeichnet, ist eine mechanische Komponente, die im Allgemeinen als Sicherheitsvorrichtung installiert wird, um Schäden und Verletzungen durch Druckprobleme in einer Maschine oder einem anderen Gerät zu vermeiden. Es ist im Wesentlichen ein Metall- oder Kunststoffring, der in die Innenkammern von etwas wie einem Ventil oder einem unter Druck stehenden Rohr eingepasst wird. Wenn der Druck größer wird, als das Gerät bewältigen kann, platzt die Bandscheibe oder reißt, wodurch die mechanische Aktivität effektiv gestoppt wird. In fast allen Fällen hat die Disc nur eine einmalige Verwendung; Wenn es einmal reißt, kann es nicht wieder verschlossen werden. Der Austausch kann einige Zeit in Anspruch nehmen, spart aber in der Regel viel Geld und Mühe im Vergleich zu den Schäden, die oft entstehen, wenn der Innendruck außer Kontrolle gerät. Eine Reihe verschiedener Geräte verwenden diese Art von Mechanismus, obwohl sie in der Luft- und Raumfahrt, in der pharmazeutischen Herstellung und in der Herstellung verarbeiteter Lebensmittel sowie in medizinischen Geräten am häufigsten vorkommt.
Häufigste Anwendungen
Diese Art von Vorrichtungen sind in einer Reihe von Industriemaschinen weit verbreitet, normalerweise in Situationen, in denen der Zwangsdruck in einer bestimmten Kammer oder einem bestimmten Ventil reguliert werden muss. In der Luft- und Raumfahrt geschieht dies beispielsweise in Treibstoffkammern und Kabinendrucksystemen für Flugzeuge und Schiffe, die hoch in die Atmosphäre oder darüber hinaus fliegen. Sie werden auch häufig in Kesseln und Dampfdrucktanks verwendet, die beide in der Lebensmittel- und Arzneimittelherstellung üblich sind. Bestimmte medizinische Geräte, insbesondere solche, die auf Hydraulik angewiesen sind, können sie ebenfalls verwenden.
Obwohl die meisten Maschinen und Geräte in diesen Kategorien recht groß sind, sind die Scheiben eher kleiner. Sie werden normalerweise speziell für das Gerät hergestellt, in dem sie installiert sind, werden jedoch normalerweise in den Innenteilen von Ventilen und anderen Verteilungspunkten platziert.
Form und Eigenschaften
Die unter Druck stehende Seite der meisten Scheiben ist konkav und schüsselartig. Wenn sich Druck aufbaut, erfährt die Bandscheibe Zugkräfte, wenn sich das Material nach außen dehnt oder wölbt. Die ursprüngliche Berstscheibe wurde 1931 von BS&B Safety Systems entwickelt und ab 1934 zur sogenannten „Typ-B-Scheibe“ verbessert und leicht modifiziert. und ist der Prototyp für die meisten modernen Modelle.
Grundlegende Designkriterien und Herstellung
Das wichtigste Auslegungskriterium ist in der Regel, dass die Scheibe bei dem angegebenen Druck innerhalb des vom Hersteller angegebenen Bereichs versagt. Unterschiede in den Druckgrenzen werden durch Variationen in den Materialeigenschaften, Form und Größe der Scheibe und des Befestigungssystems erreicht. Zusätzliche Konstruktionskriterien können die Nichtfragmentierung der Scheibe, die Verwendung unter sterilen Bedingungen oder biologische Rückhaltesysteme sein, die das Entweichen von Druck, aber keine biologischen oder anderen Materialien ermöglichen.
Scheiben, die für den Einsatz in einer nuklearen Umgebung bestimmt sind, wie zum Beispiel in einem Atom-U-Boot oder einem Atomkraftwerk, unterliegen normalerweise sehr strengen Konstruktionsanforderungen. Die Materialeigenschaften, insbesondere die Brüchigkeit oder Bruchneigung, können sich ändern, wenn die Scheibe Strahlung ausgesetzt wird. Daher sollten Geräte dieser Kategorien regelmäßig auf ihre Unversehrtheit getestet und inspiziert werden.
In den meisten Fällen werden derartige Druckentlastungssicherungen als System hergestellt. Es müssen die richtigen Halter sowie die richtigen Teile selbst verwendet werden. Während die falschen Komponenten physikalisch passen können, können sich die Toleranzen, Konstruktionsdehnungen oder andere Parameter ausreichend unterscheiden und zu unnötig niedrigen Druckausfällen führen oder Überdruckbedingungen aufrechterhalten.
Folgen des Scheiterns
Wenn eine Disc einmal ausfällt, kann sie normalerweise nicht zurückgesetzt werden und muss stattdessen ersetzt werden. Diese Konstruktionsanforderung basiert auf der Überlegung, dass zur Aufrechterhaltung eines sicheren Betriebs die Ursache des Überdruckzustands gefunden werden sollte. Die betreffende Ausrüstung und die umgebenden Ausrüstungen und Strukturen sollten ebenfalls vor der Wiederverwendung inspiziert werden.
Spezialisierte Anwendungen
Spezialisierte Anwendungen umfassen solche, die für Tanks während des Transports bestimmt sind, beispielsweise per Bahn oder LKW. Die Bewegung der Flüssigkeit innerhalb des Behälters erfordert, dass die Berstscheibe mit keiner der Komponenten in der Flüssigkeit reagiert. Gefährliche Stoffe können eine zweite Berstscheibe erfordern, die bei einem höheren Druck versagt, um das Material trotz des Überdruckzustands zurückzuhalten.