Caractéristiques des dispositifs à disque de rupture :
1. Les disques de rupture s'adaptent aux augmentations de pression rapides, tandis que les soupapes de sécurité nécessitent un certain temps, le ressort commandant l'ouverture du disque devant vaincre son inertie. Les réactions chimiques incontrôlées entraînent généralement des augmentations de pression rapides ; dans ce cas, les disques de rupture sont privilégiés comme dispositifs de sécurité sur le conteneur.
2. Étanchéité fiable : Les dispositifs à disque de rupture conviennent aux fluides toxiques et inflammables. Les soupapes de sécurité présentent inévitablement de faibles fuites entre le disque et le siège.
3. Le fonctionnement du dispositif de sécurité est indépendant de l'état du fluide. Une faible quantité de cristaux solides ou de liquide visqueux adhérant au disque de rupture n'affecte pas sa pression d'éclatement. En revanche, si ces particules adhèrent à la surface d'étanchéité du siège du disque d'une soupape de sécurité, elles peuvent sérieusement affecter sa pression d'ouverture.
4. Les disques de rupture présentent également les avantages d'une large plage de pression d'éclatement, de température d'éclatement et de zone de décharge, d'une bonne résistance à la corrosion, d'une grande précision de pression d'éclatement, d'une structure simple et d'une installation pratique.
5. Les disques de rupture présentent également l'inconvénient d'être à usage unique. Une fois rompus, près de 90 % du fluide est libéré, entraînant des pertes économiques importantes. Un remplacement régulier du diaphragme est donc nécessaire. Pour réduire les pertes de fluide lors de la vidange, il est possible d'utiliser une combinaison de disque de rupture et de soupape de sécurité. Afin de prévenir toute rupture prématurée du disque de rupture due à une légère corrosion ou à la fatigue, qui interromprait le fonctionnement et perturberait le cycle de remplacement programmé, deux dispositifs peuvent être installés en série.
Classification des disques de rupture :
1. Disque de rupture à action frontale : L'arche est orientée vers le haut, généralement adapté aux milieux gazeux.
2. Disque de rupture à action inverse : L’arc est orienté vers le bas, ce qui lui confère une excellente résistance à la fatigue. Il ne nécessite aucune prise en compte des effets du vide, ni de fragmentation, et peut fonctionner à 90 % de la pression d’éclatement. Son utilisation requiert un environnement gazeux avec un volume suffisant côté pression pour permettre l’ouverture complète du diaphragme en cas d’instabilité et de retournement. Le modèle à rainures peut quant à lui être utilisé avec des fluides liquides.
3. Disque de rupture en graphite : Fabriqué en graphite cristallin artificiel, il est particulièrement adapté aux applications nécessitant une faible pression d'éclatement et une résistance à la corrosion chimique.
4. Disques de rupture combinés : développés pour répondre aux exigences particulières de certains équipements protégés, tels que : disques de rupture bidirectionnels et disques de rupture combinés à arc positif et négatif.
5. Dispositif de serrage : Sa fonction est de serrer correctement la périphérie du disque de rupture dans la position désignée selon les exigences de conception, afin que le disque de rupture puisse atteindre la pression d'éclatement prévue.
Matériaux pour disques de rupture :
1. Principes de sélection des matériaux :
- Force appropriée ;
- Résistance à la corrosion suffisante ;
- Bonne stabilité thermique ;
- Bonne plasticité, qualité uniforme et performances stables.
2. Matériaux des diaphragmes métalliques :
(1) Aluminium pur : Résistant à la corrosion par l’acide nitrique concentré, le bicarbonate d’ammonium, etc., mais non résistant aux alcalis et au chlorure de sodium. Il présente de bonnes performances à basse température, mais une faible résistance mécanique et une mauvaise résistance aux hautes températures ; il est donc généralement utilisé pour des applications de petit diamètre, à basse pression et à basse température.
(2) Argent pur : Bonne plasticité et résistance à la corrosion, meilleures propriétés mécaniques et stabilité thermique que l’aluminium, et résistance similaire. C’est un matériau de choix pour les disques de rupture basse pression.
(3) Nickel pur : Bonne stabilité chimique, résistant à l’eau de mer, aux liquides alcalins et à la plupart des sels inorganiques et acides organiques. Il possède une bonne résistance mécanique, une grande plasticité et une bonne stabilité thermique, ce qui en fait un matériau idéal pour les disques de rupture haute température et moyenne pression.
(4) Acier inoxydable austénitique : (304, 316, 316L) Haute résistance et bonne stabilité thermique, couramment utilisé dans les disques de rupture haute température, haute pression, moyenne pression et de grand diamètre et les composants de support du vide.
(5) Alliage Monel : Bonne résistance aux acides, aux bases caustiques et aux gaz tels que le dioxyde de soufre et le dioxyde de carbone. Haute résistance mécanique à haute température et bonne stabilité thermique ; couramment utilisé dans les disques de rupture haute température, haute pression et moyenne pression, ainsi que dans les matériaux de support sous vide pour l’étanchéité.
3. Matériaux de diaphragme non métalliques :
(1) Graphite cristallin artificiel de haute qualité, imperméable, pressé isostatiquement, imprégné de résine, etc. Insensible à la température, mais sensible aux fluctuations de pression, couramment utilisé dans les disques de rupture à moyenne et basse pression.
(2) D'autres, comme les panneaux d'amiante.
