壹、結(jie)構(gou)組成與工作(zuo)原(yuan)理(li)
液(ye)氮真(zhen)空(kong)管(guan)道(dao)主(zhu)要(yao)由(you)內(nei)管(guan)、外(wai)管(guan)、真(zhen)空(kong)夾層(ceng)、支(zhi)撐結(jie)構(gou)及閥(fa)門組件構(gou)成(cheng)。內管(guan)多(duo)采(cai)用奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼(如(ru) 304 或(huo) 316 材質),具備(bei)優(you)異(yi)的低(di)溫韌(ren)性(xing),可耐(nai)受(shou) - 196℃液(ye)氮的(de)長期(qi)沖(chong)刷;外(wai)管(guan)選用(yong)碳(tan)素鋼或(huo)不(bu)銹鋼,起到機(ji)械保護和(he)密(mi)封作(zuo)用(yong)。內(nei)管(guan)與外(wai)管(guan)之(zhi)間(jian)的(de)真空(kong)夾層(ceng)(真空(kong)度≤10⁻³Pa)是核(he)心(xin)絕(jue)熱結構(gou),通過消(xiao)除(chu)空(kong)氣對流(liu)和(he)降低(di)熱傳導(dao),使(shi)冷損(sun)率控(kong)制(zhi)在(zai) 0.5W/m 以下(xia)。支(zhi)撐結(jie)構(gou)采(cai)用低(di)導熱系(xi)數的(de)玻璃(li)纖(xian)維增(zeng)強(qiang)塑(su)料(liao)(GFRP)或(huo)聚(ju)四(si)氟(fu)乙烯材料(liao),間隔(ge) 3-5 米設(she)置壹(yi)組,避免(mian)形(xing)成(cheng)冷橋(qiao)。閥(fa)門組件包括低(di)溫截(jie)止(zhi)閥(工作(zuo)溫度(du)≤-196℃)、真(zhen)空(kong)隔離閥(fa)及(ji)安(an)全閥(整(zheng)定(ding)壓(ya)力(li) 0.2MPa),確保介質輸(shu)送(song)的可(ke)控(kong)性(xing)與安(an)全性。
二、操作(zuo)流(liu)程規範
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啟用(yong)或(huo)長期(qi)停(ting)用後,需進行梯(ti)度預(yu)冷。先(xian)打(da)開管(guan)道(dao)末端(duan)的放(fang)空(kong)閥,通過旁路閥(fa)引(yin)入(ru)少量液(ye)氮(流(liu)速(su)≤0.5m/s),使(shi)管(guan)道(dao)溫度(du)從(cong)常溫逐(zhu)步(bu)降至 - 100℃,此階段(duan)持(chi)續 1-2 小(xiao)時。
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當(dang)外(wai)管(guan)表(biao)面(mian)溫度(du)穩(wen)定(ding)後(hou),調節主(zhu)閥(fa)開度至 30%,繼續(xu)降溫至 - 196℃,期(qi)間(jian)密(mi)切(qie)監測(ce)管(guan)道(dao)伸縮量(liang)(每 10 米允(yun)許(xu)大(da)伸縮 50mm),通(tong)過(guo)補償(chang)器吸(xi)收(shou)熱脹冷縮應(ying)力(li)。
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預(yu)冷過(guo)程中(zhong)產(chan)生(sheng)的冷氣(qi)需通過(guo)專(zhuan)用排(pai)氣(qi)管(guan)引(yin)至室外(wai),禁(jin)止(zhi)直接排(pai)入(ru)密(mi)閉空(kong)間。
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充(chong)裝(zhuang)與輸(shu)送(song)
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液氮充(chong)裝(zhuang)時,系(xi)統工(gong)作(zuo)壓(ya)力(li)應控(kong)制(zhi)在(zai) 0.1-0.15MPa,流(liu)速(su)不(bu)超過(guo) 2m/s,避免(mian)湍(tuan)流(liu)引(yin)發(fa)管(guan)道(dao)振動(dong)。
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開啟閥(fa)門需遵循 “先(xian)開後關” 原(yuan)則:先(xian)緩慢打(da)開上遊閥(fa),待壓(ya)力(li)穩(wen)定(ding)後(hou)再開啟下(xia)遊閥(fa),關(guan)閉(bi)時順序相(xiang)反(fan),防(fang)止(zhi)水(shui)錘(chui)效應(ying)。
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輸(shu)送(song)過程(cheng)中(zhong)每小(xiao)時記(ji)錄壹次進出口壓(ya)力(li)、溫度(du)及(ji)流(liu)量,當溫差(cha)超(chao)過 5℃或(huo)壓(ya)力(li)波動(dong) ±0.02MPa 時,需停機(ji)檢查。
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短期(qi)停(ting)運(<24 小(xiao)時)可(ke)保持(chi)系(xi)統保冷狀(zhuang)態,關(guan)閉主(zhu)閥(fa)後(hou)保留(liu)旁路微(wei)開,維持(chi)管(guan)內(nei)正(zheng)壓(ya)(≥0.05MPa)。
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長期(qi)停(ting)運需(xu)徹(che)底(di)排(pai)空(kong)液氮,通(tong)過(guo)幹燥氮氣(qi)(露點≤-40℃)吹(chui)掃管(guan)道(dao) 3 次,每次吹(chui)掃壓(ya)力(li) 0.2MPa,持(chi)續 15 分鐘(zhong)。
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復溫需(xu)自(zi)然升(sheng)溫,禁(jin)止(zhi)使(shi)用熱風或(huo)蒸(zheng)汽(qi)加(jia)熱,避免(mian)內(nei)外(wai)管(guan)溫差(cha)過(guo)大導致變形(xing)。

三、維護保養(yang)要(yao)點
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每日(ri)檢查(zha)外(wai)管(guan)表(biao)面(mian)溫度(du)(正(zheng)常(chang)應(ying)接近環(huan)境溫度(du),局(ju)部(bu)異(yi)常低(di)溫提(ti)示(shi)真空(kong)失效)、閥門密(mi)封面(mian)有(you)無結霜,以(yi)及補(bu)償(chang)器位(wei)移量是否(fou)在(zai)允(yun)許(xu)範(fan)圍。
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每周(zhou)用(yong)氦質譜(pu)檢漏(lou)儀檢(jian)測(ce)真空(kong)夾層(ceng)泄(xie)漏(lou)率,泄(xie)漏(lou)率應≤1×10⁻⁹Pa・m³/s,超標(biao)需重(zhong)新抽真空(kong)。
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每 6 個月拆(chai)卸(xie)閥門組件,用(yong)無(wu)水(shui)乙醇清(qing)洗閥(fa)芯(xin),更(geng)換(huan)老(lao)化的聚(ju)四(si)氟(fu)乙烯密(mi)封墊(dian),塗抹低(di)溫矽(gui)脂後復位(wei)。
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每年進行真(zhen)空(kong)度復測(ce),若真(zhen)空(kong)度降至 10⁻²Pa 以下(xia),需開啟真(zhen)空(kong)抽氣口重新抽至額定(ding)值。
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內(nei)管(guan)每 2 年進行壁厚(hou)檢(jian)測(ce),奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼壁厚(hou)減(jian)薄(bo)量不(bu)得超(chao)過(guo)原始厚(hou)度(du)的(de) 10%。
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真(zhen)空(kong)失效:表現(xian)為(wei)外(wai)管(guan)大(da)面(mian)積(ji)結霜,需(xu)立(li)即停(ting)運,排(pai)查(zha)泄(xie)漏(lou)點(重(zhong)點檢(jian)查(zha)焊接接頭和(he)閥門法(fa)蘭),補焊(han)後(hou)重新(xin)抽真空(kong)。
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閥門卡(ka)滯:多(duo)因(yin)結(jie)冰導致,可通(tong)過電(dian)伴(ban)熱(功率≤50W/m)緩慢解凍(dong),禁止(zhi)強(qiang)行(xing)啟閉(bi)。
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補(bu)償(chang)器損(sun)壞(huai):若發(fa)現(xian)波紋(wen)管(guan)變(bian)形或(huo)焊(han)縫(feng)開裂,需更(geng)換(huan)同型(xing)號(hao)補償(chang)器,更(geng)換(huan)前需測(ce)量管(guan)道(dao)實際(ji)位移量以匹配(pei)補(bu)償(chang)量。
四(si)、安(an)全註意事(shi)項(xiang)
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操作(zuo)時(shi)必(bi)須(xu)佩戴(dai)耐(nai)低(di)溫手(shou)套(耐(nai)溫≤-200℃)、護目鏡及防(fang)寒(han)服,禁(jin)止(zhi)赤(chi)手(shou)接觸(chu)管(guan)道(dao)低(di)溫部(bu)位。
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檢修(xiu)區域(yu)設(she)置 “低(di)溫危(wei)險” 警示(shi)標(biao)識,配備(bei)氧(yang)氣檢測(ce)儀(報警閾(yu)值 19.5%),通(tong)風不(bu)良處(chu)需(xu)安(an)裝(zhuang)強(qiang)制(zhi)排(pai)風系(xi)統(換(huan)氣(qi)次(ci)數≥10 次(ci) / 小(xiao)時)。
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皮(pi)膚凍(dong)傷(shang):立(li)即脫(tuo)離接觸(chu),用 40℃溫水(shui)(禁(jin)止(zhi)熱水(shui))浸泡患處(chu) 15-30 分鐘(zhong),嚴禁揉(rou)搓或(huo)使(shi)用熱源直(zhi)接烘(hong)烤。
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氮氣(qi)泄(xie)漏(lou):迅(xun)速(su)撤(che)離人員(yuan)至上風向,關(guan)閉(bi)上遊閥(fa)門,待泄(xie)漏(lou)停止(zhi)後強(qiang)制(zhi)通(tong)風 30 分鐘(zhong)以(yi)上,確(que)認氧氣(qi)濃(nong)度(du)≥20.9% 方可進入。
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管(guan)道(dao)超壓(ya):若安(an)全閥起跳,應立(li)即打(da)開放(fang)空(kong)閥泄(xie)壓(ya),檢(jian)查壓(ya)力(li)異(yi)常原(yuan)因(yin)(如(ru)閥(fa)門誤操作(zuo)、熱交(jiao)換(huan)失(shi)控(kong)),排(pai)除(chu)故障後(hou)方可(ke)重(zhong)新(xin)啟動(dong)。
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嚴禁在(zai)管(guan)道(dao)上進行焊(han)接、切(qie)割等(deng)明火(huo)作(zuo)業,如(ru)需(xu)動(dong)火(huo)需先(xian)排(pai)空(kong)液氮並(bing)氮氣(qi)置換(huan)(氧(yang)含(han)量(liang)≤0.5%)。
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不(bu)得用(yong)硬(ying)物敲擊真空(kong)夾層(ceng)外(wai)壁,防(fang)止(zhi)破(po)壞(huai)絕熱層(ceng)或(huo)引(yin)發(fa)泄(xie)漏(lou)。
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禁止(zhi)將(jiang)管(guan)道(dao)用於(yu)輸(shu)送(song)液氮以(yi)外(wai)的(de)介質(如(ru)液(ye)化天然(ran)氣、液(ye)氧(yang)),避免(mian)材質不(bu)相(xiang)容導致腐蝕(shi)或(huo)爆(bao)炸(zha)。
通(tong)過(guo)嚴格(ge)執行(xing)上(shang)述規範(fan),可(ke)有效保障液(ye)氮真(zhen)空(kong)管(guan)道(dao)的運行(xing)效(xiao)率與安(an)全性,其使(shi)用壽(shou)命(ming)可達(da) 15 年(nian)以(yi)上(shang)。操作(zuo)中(zhong)若遇(yu)復雜技術(shu)問(wen)題(ti),建(jian)議聯系(xi)專(zhuan)業低(di)溫管(guan)道(dao)服務商進行處(chu)理(li)。
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