文档介绍：低温压力容器 及管道系统 在用检验
合肥通用所压力容器检验站
袁榕关卫和
5/10/2018
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概况
低温技术是19世纪末在液态空气工业上发展起来的,随着科学技术的进步,低温技术在近30年中得到了迅速发展和广泛应用。低温压力容器和管道系统是低温工业过程的关键设备。碳钢和低合金钢制低温压力容器的特点是容易产生低温脆性破坏。低温脆断是在没有预兆的情况下突然发生的,危害性很大,因此在选材、试验方法和制造等方面均要采取措施,防止低温脆断事故发生。铝及铝合金、钛及钛合金、铜及铜合金、镍及镍合金和奥氏体不锈钢等制低温压力容器则没有低温脆断的情况。对于深低温条件下运行的容器,应有良好的低温绝热结构和密封结构。
表1 常见的低温工业过程
过程种类
温度条件℃
过程种类
温度条件℃
石油精炼过程丙烷脱腊
-40
工具钢的低温处理
-90
血浆的冷冻干燥
-40
天然气的液化
-160
青霉素的冷冻干燥
-40~-90
炼焦油煤气分离乙烯
-190
***气的液化
-50
液态空气的制作
-190
石油精炼过程o2脱腊
-60
由天然气萃取氦气
-200
一氧化二氮的精制
-90
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低温压力容器的低温界限
1、按常规设计的压力容器规范多采用经验的总结,包括失效、破坏的经验总结。所以各国根据各自的使用经验,人为划分低温界线。我国压力容器规范多年来****惯把小于或等于-20℃作为低温界线。实践表明这样划分具有足够的安全性。目前世界各国按常规设计的压力容器规范,对低温压力容器划分的温度界限各不相同,如表2所示。
2、按应力分析法设计的压力容器规范要求容器在整个使用(包括制造)过程中,无论在常温或低温下使用,都应具有一致的韧性要求,以防止在各个使用环节上发生脆性断裂。因此,按应力分析法进行设计的压力容器规范,如ASMEⅧ-2,中国的JB4732都不划分低温与常温的温度界限。
国家
美国
日本
德国
法国
英国
规范名称
ASMEⅧ-1
JISB8270
AD规范
非直接火受压设备设计规范
BS5500
低温界线
<-30℃
<-10℃
<-10℃
≤-20℃
<0℃
表2 各国按常规设计钢制容器规范的低温界线
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低温压力容器和管道的典型结构⑴
⑴液氧、液氮和液氩压力容器
图1 15L杜瓦容器
1
盖
2
内颈管
3
内胆
4
外壳
5
拉手
6
支承垫
7
铝壳
8
吸附剂
9
弹簧
10
抽气管
11
抽气管护罩
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低温压力容器和管道的典型结构⑵
⑴液氧、液氮和液氩压力容器
图2 CF-100000液氧储槽
1、仪表箱;2、液氧蒸发器;3、抽真空管;4、盖板
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低温压力容器和管道的典型结构⑶
⑴液氧、液氮和液氩压力容器
图3 WYN-180型运输用低温容器
1、真空封口;2、支承;3、输液管;4、定点液位计;5、引线管;6、挡板;7、外壳;8、吸附剂;9、安全阀;10、增压系统;11、压差液位计;12、盖板;13、仪表板、14、内胆;15、增压管。
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低温压力容器和管道的典型结构⑷
⑴液氧、液氮和液氩压力容器
图4 38M3铁路液氧槽车
1、外壳体;2、内容器;3、吊杆;4、排液阀;5、排液管。
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低温压力容器和管道的典型结构⑸
⑵液氢和液氦压力容器
图5 液氮保护的液氢容器
1
液氮注入和排除
2
液氢阀
3
液氢注入和排除
4
辐射屏
5
聚四***乙烯缓冲块
6
叠片绝热支承
7
氮排气管
8
氢排气管
9
氢安全阀
10
氮安全阀
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低温压力容器和管道的典型结构⑹
⑵液氢和液氦压力容器
图6 100L多屏绝热液氦容器
1
抽气铅管
2
铅管护罩
3
颈管
4
铜翅片
5
多层绝热
6
外壳
7
传导屏
8
内胆
9
加强圈
10
支承短管
11
吸附腔
12
吊钩
13
不锈钢丝绳
14
底座
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低温压力容器和管道的典型结构⑺
⑶液化天然气储存容器
图7 东京煤气公司130000 M3地下液化天然气储罐
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