资源描述
真空管后不需要对该管采取保冷措施!!
因为我最近做过一个成都的氩气站的设计,采用的也是不锈钢真空管道。由于真空管道国内尚无标准,只有企业标准。我只有部分资料,可供参考!
真空管硬管特点
真空硬管技术设计
●内管在液氮温度下,收缩率为0.3%,对于硬管,在内管或外管上还须设置补偿器
●在管道上直接安装高真空多层绝热低温截止阀、止回阀、紧急截断阀以及安全系统
●插拔式真空接头连接处漏热小,无结霜、结露
●有特殊需求的客户定制特殊结构形式的真空绝热管道系统 真空管硬管选材
●内、外管均为特种优质不锈钢管(SUS304)
●夹层中采用目前先进的专用多层绝热材料及气体吸附剂
●导热系数低的支撑 真空管硬管的连接方式
●插拔式连接(通称为真空法兰连接)
●焊接式连接(在安装现场将分断制作真空管的接头焊接) 真空管硬管的安装
●分段制作,管段道之间采用真空法兰连接,或焊接连接,安装及维护方便
●专业人员安装
●缩短安装时间,节省安装工作量,降低安装成本 真空管硬管运用
●真空管硬管主要运用:制氧机将低温输送到贮槽;贮槽将低温液体输送到生产设备等
●真空管运用行业:工业气体、医学、生物学,电子、航空、汽车,餐馆、饮料等行业,输送液氮(LIN)、液氩(LAr)、液氧(LOX)、液化天然气(LNG)。 真空管硬管技术参数
高真空多层绝热低温液体输送管道技术参数
管道规格 (mmm公称通径 DN15 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80 DN100 DN125 DN150
内 管 ф20 ф25 ф32 ф38 ф45 ф57 ф76 ф89 ф108 ф133 ф159
外 管 ф76 ф89 ф89 ф108 ф108 ф114 ф133 ф159 ф168 ф219 ф219
工作压力 根据用户需要设计
设计温度 -270℃
工作介质 LO2、LN2、LAr、LH2、LHe
内、外筒材质 1Cr18Ni9Ti、SUS304
结构形式 高真空多层绝热
夹层压力 <0.004Pa
管道真空漏率 <2×10-10PaL/S
内管强度试验 根据工作压力进行
气密性试验 根据工作压力进行
设计依据 1.根据国家有关标准和Q/XLT01-2008标准
2.按用户提供的低温液体输送管道系统布置图要求进行
真空管道由内管、外管以及多层绝热材料组成,夹层内多层绝热材料复合而成,以减少辐射传热;并将夹层抽成高真空状态,以降低对流传热;内外管之间用低导热系数材料隔离,以减少固体传热,从而把内管冷量损失控制到最低限度,充分满足低温液体(LOX、LIN、LAr、LH2、LHe、LNG)等长距离输送,这样称为高真空多层绝热低温液体输送管道(简称真空管)。
一、企业介绍
二、高真空多层多屏绝热低温液体输送管道〈以下简称“真空管”〉简介
(一)管道在输送低温液体时,管道外部环境对管内液体的传热途径:
1、直接热传导
2、对流换热
3、热辐射传递
(二)影响真空管质量和寿命的主要因素
1、管道上焊缝泄漏真空,达不到真空泄漏率要求。
2、管内材料脱脂不彻底。因为油脂放气量大,无法抽掉。
3、管材及管内绝热材料选型不好,自然放气量大,无法保证管内夹层真空泄漏率的长期稳定。
4、夹层内反热辐射层不根据热辐射的特性进行布置,无法最大限度地消除热辐射的影响。
5、由于内管补偿器是真空管的心脏部件,其选材和选型不合理,不科学,结构设计有缺陷,在低温环境伸缩工作时,其疲劳寿命将大大降低,从而造成管道提前报废。
6、吸附剂选型和活化处理不当,造成安全隐患,或无法吸附应该处理的气体,造成气体传热。
(三)真空管设计依据和技术指标
1、设计温度:-270℃
2、绝热形式:高真空多层多屏
3、管道平均冷损量:≤0.5w/m
4、工作压力:根据图纸而定
5、管道真空泄漏率;≤2×10-10paL/S
6、管道设计寿命;30年
7、夹层压力:≤2X104Torr
8、内管强度试验;1.15倍设计压力
9、设计压力:按等级划分。
10、设计制造依据:(a)根据国家有关标准和Q/HL001-1994标准;(b)管道走向图
(四)公司设计生产的真空管及管道附件的特点
1、焊缝
真空管的焊缝不同于一般压力容器的焊缝。一般压力容器的焊缝是否泄漏,通常是用氮气或空气作气密性试验来检验。而许多厂,也用此法来检验真空焊缝,这是错误的。因为在高真空状态下,外部空气中的许多小直径气体分子,在真空的吸附下会大量穿过焊缝中的孔隙而进入真空腔,造成真空破坏。因此,我司采用氦质谱真空检漏仪来检查焊缝的真空漏率。氦质谱真空检漏仪的灵敏度为:3×10-12paL/S。
2、补偿器
许多厂家以为真空管的补偿器与常见管道的补偿器大同小异,因此他们常选用1Cr18Ni9Ti或SUS304材质的补偿器。而我们由于制作配套国防设备较多,技术要求不一样,因此选用的是航空专用真空补偿器,材质为3J53。因为补偿器非常薄,通常的不锈钢在成型过程中,会产生应力集中,不易消除,在低温下工作易产生裂纹。而我们的补偿器由于材料特殊,其强度非常高,而且其机械性能几乎不受低温影响。在加上合理的设计和检测手段,从而保证了真空管的寿命。
3、管材
由于管道具有大量的放气特性,表面越粗糙,放气越大。因此,我们采用了专门为我司生产的高光亮不锈钢管。
4、吸附剂
我司采用5A和高矾铁锰吸附剂,用于吸液CO2、CO、H2O、H2等主要气体分子。
5、反辐射层
由于辐射是通过发光来传递热量的,它的传热特性是曲线变化的,受温度梯度的影响。它由间隔层、铝箔、隔离层组成,因此我们俗称“多层多屏绝热层”,按反辐射作用的不同,分为高温区、中温区、低温区共三层隔离辐射带。而每带又由许多层复合组成。只有这样才能将辐射传热强度减少~95%。同时,我们选用的反辐射材料有以下特点:
a、间隔层为高渗碳复合纸。该材料的传热系数很小,而且其自身放气量小,同对微量气体有吸附作用。
b、我们用的铝箔为脱脂超薄型 。铝箔太厚,由于它的蓄热性好造成传热。但过于薄时,它的透光性又好(比如说:镀铝薄膜),对反辐射又起不了作用。因此,铝箔的厚度选择决定了反辐射的效果。
C、 隔离层也是一种放气量很小的网状物,它将内管、低温区、中温区、高温区离开,使其热辐射对管内低温液体的影响减少到最低。
6、 制作工艺及标准要求
真空管看似简单,但实际上制作工艺要求非常严格,必须严格按制造标准进行。
比如说:管道内部的脱脂、真空补偿器的低温冷冲击、所有焊缝的氦质谱真空检漏、焊缝在焊前的去油,以及吸附剂的选择和活化等,若有一点不按要求执行,都将造成真空管最终的质量下降,甚至报废。
7、 真空管段连接专用真空法兰
由于真空管是分段制作,然后再在现场连接成整管。通常的连接方式为焊接后再在接头处作夹套,并充填珠光砂或聚氨脂泡膜包裹保温。过去我们也采用过这种方式,但事实告诉我们,接头部分的热损失非常巨大,每个接头的热损失达到了~10W,无法达到真空管要求的接头热损失:≤0.5W。但自从我司发明真空法兰连接后,这种情况被解决了。热传递损失相当于原来的35/1045=7/209,只有10×7/209=0.33W。
8、 管道抽空阀
我司采用的是自已发明且被广泛应用的自吸式专用抽空阀。一旦抽空完毕后,在真空的作用下自动吸闭,只有通过专用设备才能打开,从而减少了震动和人为造成的破坏。
9、 真空保温低温液体截止阀、止回阀
由于管道上有不少低温截止阀、止回阀,它的传热对低温液体的汽化影响很大。而我们的真空保温阀阀芯可抽出维修。
10、分馏塔液体引出管的改造
通常情况下,是直接将低温液体输出的裸管引出分馏塔冷箱板,并用法兰与外管连接。但在运行过程中,该处会大量结冰结霜,在加上冰霜的不断融化,会加剧冷箱板的锈蚀,为了克服此现象,我司设计了冷箱板专用液体引出管,该接头为真空法兰,工作中不结冰结霜,既解决了因结冰结霜造成的锈蚀,又减少了液体汽化。
11、真空管与设备之间的柔性连接
由于设备在安装过程中,与设计图存在巨大的误差,同时管道的热胀冷缩对设备会产生推拉作用。因此我们采用了和设备连接的最后一段真空管,在初步安装完毕后,用软管柔性连接设备。这样以来,既克服了误差,又避免了设备的损害。
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