ラプチャーディスク / ラプチャーディスクについて

ラプチャーディスクの破裂圧力の設定方法

ラプチャーディスクは圧力容器や密閉された配管内で過剰圧力が生じた際に、瞬時にディスクが破裂することで容器や配管を破損から守って、施設や工場の安全を保つことを目的としています。
このラプチャーディスクが破裂する圧力を設定する必要がありますが、この破裂圧力はどのように設定すべきなのでしょうか?
ラプチャーディスクの破裂圧力について解説していきます。

ラプチャーディスクの破裂圧力とは?

ラプチャーディスクを容器や配管内に設置するには、ラプチャーディスクの型や素材などを決めると同時に破裂圧力の設定についても事前に決めておく必要があります。
ラプチャーディスクにおける破裂圧力とはどういった影響を与えるものなのでしょうか?

ラプチャーディスクの原理と破裂圧力の関係

ラプチャーディスクは、何らかの原因で容器や配管内で過剰圧力や気温上昇が生じた際に、これらによって容器や配管が破損して施設に被害を及ぼさないよう圧力を下げるべく破裂もしくは開口をする仕組みです。
つまり、予めラプチャーディスクを破裂させる圧力を設定しておかなくてはならないのです。
その設定圧力を超えるようなことがあった際に、ラプチャーディスクの金属板が破裂することで過剰圧力が放出されるようになります。

破裂圧力を設定する意味

ラプチャーディスクの破裂圧力を設定する意味は、機械に頼ることなく安全を守るための最終装置だからです。
普段は機械によって容器や流体の安全確認を行っているとしても、いつどんなことが原因で人為的ミスや電源喪失といった事態が起こるかは分かりません。
そういった時に、ラプチャーディスクが設置されていることで機械が作動しない場合でも破裂圧力でラプチャーディスクの金属板が破裂するのです。
そのため、確実に破裂させたい破裂圧力を設定する必要があります。

破裂圧力を設定する方法

破裂圧力の設定はラプチャーディスクにとって非常に重要なポイントになってきますが、数値を設定するにはどのように決めればいいのでしょうか?

ラプチャーディスクの破裂圧力の決定に必要なもの

ラプチャーディスクを破裂させる圧力は、安全性や経済性から見ても出来るだけ低くすることが望ましくなります。
一方で、設定圧力は高く設定して、実際に運転している圧力との差を大きくしている方が製品の寿命としては長持ちします。
そのため、破裂圧力と最大運転圧力の差、そしてラプチャーディスクの製造範囲と許容公差を考慮して、取り付けられる容器の強度から具体的な数値を決定します。
ただし、圧力容器構造規格や高圧ガス保安法の適用を受ける場合に関しては、適用法規に従って設定されます。

金属疲労を避けるために最大可能運転圧力以下の運転が必要

ラプチャーディスクは、上述したように破裂圧力と実運転圧力の差を大きくしている方が金属疲労を起こしにくいものです。
つまり、破裂圧力に近い圧力が掛かってしまうと、劣化が急激に進みやすくなることになります。
ラプチャーディスクが劣化してしまうと、適切な破裂圧力で作動しないといった事態を起こしかねないため、金属疲労や劣化が進むことは避けたいものです。
そのため、性能を維持するためにも、ラプチャーディスクが疲労することなく許容できる最大圧力である「最大可能運転圧力」以下の運転を推奨しています。

まとめ

ラプチャーディスクの破裂圧力は、設置する容器や稼働状況などによって数値が異なります。
また、実際に試験することで破裂圧力の確認を行い、確認を重ねて設定されるものです。
工場の安全を守るためにも、適切な破裂圧力の設定を行うサポートを当社にお任せください。