淺談低溫絕熱氣瓶定期檢驗

林楠　蘇振山

摘 要：文章根據低溫絕熱氣瓶的特點，對氣瓶在定期檢驗過程中的重點項目、技術要點進行了分析，對缺少具體標準、規范的情況下如何進行定期檢驗進行了探討。

關鍵詞：低溫；絕熱；氣瓶；定期檢驗

中圖分類號：TQ05113 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）33-0207-02

隨著低溫技術的不斷發展、適用領域的不斷延伸，目前已應用到工業生產和民用生活領域。低溫絕熱氣瓶又被成為焊接絕熱氣瓶，主要用來儲存液氧、液氮、液氬等低溫液化氣體，有著安全可靠、使用方便、裝載率高以及重復使用等特點，近幾年來發展迅速。低溫絕熱氣瓶的結構為全封閉真空夾層容器，由低溫液體作為介質，內膽無法直接檢驗。另一方面，在檢驗規范、規程方面沒有統一的規定，實際檢驗中較為繁瑣，增加了檢驗工作的難度[1]。

1 檢驗參考依據

低溫絕熱氣瓶定期檢驗工作開展的依據和技術規范是目前的首要問題，我國在設計、制造低溫絕熱方面的標準公布較晚，目前進入定期檢驗周期的低溫絕熱氣瓶使用的大多都是企業自身標準。我國標準規定低溫絕熱氣瓶的定期檢驗周期為3年，但是在實踐中，相關安全技術規范以及定期檢驗評定標準遠遠落后于低溫絕熱氣瓶的發展。

低溫絕熱氣瓶的結構是在大興低溫儲運設備基礎上改造的真空夾套式結構，主要分為不銹鋼內、外膽、高真空絕熱夾層、內置式蒸發器、增壓盤管和閥門管路安全系統。在密閉金屬內膽與外殼之間布置多層反射屏與隔熱材料，使夾層具備一定的真空度，從而形成高真空絕熱區域，避免熱量通過熱輻射、對流或傳到的形式進入到內膽，達到完美儲存的目的。這種氣瓶在制造中需要低溫、真空、氦質譜檢漏、壓力容器等多方面的知識，是結合低溫絕熱壓力容器制造技術的一種技術密集型產品[2]。

2 重點檢驗項目與技術要點

2.1 技術資料審查

該階段是對之前的檢驗報告進行評價，主要是對氣瓶夾層真空度的變化速率進行分析，是決定氣瓶能否進入下一個檢驗周期的關鍵。

2.2 內外部檢查

低溫絕熱氣瓶內外部的檢查項目與方法和壓力容器及氣瓶的檢驗基本相同，但是由于低溫絕熱氣瓶結構的特殊性，在檢驗過程中還是有一定的差別

通過對低溫絕熱氣瓶的分析可以得出，內外筒體經過頸管焊接連接，主要負責固定支撐，內筒體通過頸管懸掛的方式，進行單端支撐。被懸掛的內筒體在運輸以及移動的過程中，經常出現擺動或扭轉的情況，同時低溫液體充裝時的沖力也會導致內筒體的晃動。最大應力一般出現在頸管與內筒體上封頭連接處。頸管的一端在內筒與低溫接觸，另一端和頂部管路分配頭連接，不僅要承受內筒體運動過程中出現的慣性載荷，同時還要負擔較大的內外溫差，因此檢查中要格外注意頸管與內外筒提連接處的角焊縫。

低溫絕熱氣瓶在運輸中外殼難免會經受一些碰撞。由于外殼屬于常壓結構件，壁一般在2.5 mm，因此檢查中還要注意因碰撞形成凹陷的面積、折皺、突變部位的裂紋、焊接等。尤其要注意凹陷的深度，低溫絕熱平的真空夾層面積有限，其中還包括多層絕熱材料與蒸發器管道，過度擠壓會對這些部件造成一定的損傷。

2.3 安全附件與閥門檢驗

低溫絕熱氣瓶中的安全附件與閥門檢驗大多可以按照國家標準、專業標準以及相關規范進行檢驗，要注意的是對特殊性較強的組合調壓器的檢驗。組合調壓器指的是低溫絕熱氣瓶的增壓賄賂和節氣賄賂上使用的合并時調壓器，主要功能是確保在高排放過程中有一定的驅動壓力。工作原理是建立一個從容器底部液體經過增壓調節器到容器頂部的氣體空間的通道[3]。當增壓閥打開且容器壓力小于增壓調節器的設定時，取自容器的液體在內置熱交換器內蒸發，膨脹出的液體會進入氣瓶的上方從而增加壓力，通過該壓力將驅動液體或氣體輸出系統。

同時在節氣回路中功能是優先從氣瓶內液體上方的氣相空間中提取液體。原理是從氣瓶中提取氣體時，氣瓶上方氣相空間中過強的壓力氣體會從該區域中直接流向輸出閥，從而控制瓶內的正常操作壓力。

由于組合調壓器特點以及工作原理，決定了增壓和節氣的雙重功能。一般增壓值與節氣值之間的緩沖壓力在0.1～

0.15 MPa。出廠時的增壓值設置一般為0.5 MPa，增壓值的調整直接決定于彈簧的松緊度頂壓鼓膜片完成。組合調壓器的調整是附件檢驗中的重點，若壓力值過大會導致安全閥頻跳，浪費氣源；若壓力值過小則會會影響液氣轉換，難以確保流量輸出。

此外，當組合調壓器長期使用后，彈簧、鼓膜片可能會出現變形、裂紋等問題，導致組合調壓器無法正常工作，使氣瓶內壓力升高，安全閥頻跳，大量儲存液體泄露，不僅浪費了氣源，同時還有一定的危險性[4]。

2.4 耐壓與氣密性實驗

耐壓試驗一般采用氣壓試驗，主要有以下幾方面原因：

第一，低溫絕熱氣瓶中為低溫液體，夾套內部有和內膽不可隔斷的內置式蒸發器和增壓器，管路系統繁瑣，若采用水壓試驗，排除不僅很可能導致低溫結冰堵塞氣瓶管路；

第二，氣瓶內、外容器采用的大多是不銹鋼材料，水壓試驗可能導致氯離子應力腐蝕； 第三，氣瓶公稱壓力一般小于3.5 MPa，和常溫氣瓶相比壓力較小，安全系數更高。

氣密性實驗的主要目的是對氣瓶的安全附件和其他附件組裝后接口的密封部位是否泄漏進行檢查，因此一般當安全附件及閥門全部安裝完畢后再進行。

檢查中，尤其是關注安全附件的螺紋接口，安全附件的檢驗周期小于氣瓶檢驗周期，在氣瓶檢驗周期中需要對安全附件進行多次拆卸組裝，接口容易損壞。安全附件和內膽相連，在氣瓶正常運行過程中無法隔斷，一旦螺紋接口泄漏，就會影響到氣瓶的正常運行。

2.5 真空度測試與漏放氣速率測量

絕熱性能是判斷低溫絕熱氣瓶安全性與實用性的核心指標之一，絕熱性能取決于夾層真空度的高低以及多層絕熱材料的質量，由于多層絕熱材料的特性，因此對真空度的要求較高。當真空度不同時，導熱性能也會隨之改變，隨著真空率的下降而上升。因此，低溫絕熱氣瓶的絕熱性直接取決于夾層絕熱空間的真空度。一旦真空度完全喪失，低溫液體會迅速汽化，導致嚴重的泄漏事故，難以保證其安全性。

真空是一個相對的概念，并不是絕對的。影響夾層真空度的原因主要有以下幾方面：

第一，真空中的吸附材料會從真空中吸收微量氣體分子，長時間使用后會使吸氣逐漸飽和，解吸作用增強，降低真空度，此時需要重新抽真空；

第二，氣瓶受壓部件可能出現泄漏情況，導致真空度降低，同時還會對低溫絕熱氣瓶的正常運行造成影響，此時需要及時修理，重新抽真空。

檢驗中對真空度的要求是保證氣瓶可以正常使用到下個檢驗周期。當真空度測試符合相關要求時，不代表氣瓶就可以使用到下個周期，而是需要考慮到真空度降低速率，主要取決于夾層的泄漏以及材料的放氣現象。在真空度測試的基礎上通過漏放氣速率測量來判斷氣瓶進入下個檢驗周期可能達到的真空度，從而判斷是否需要進行重新抽真空操作[5]。

2.6 靜態蒸發率測試

低溫絕熱氣瓶蒸發率是判斷氣瓶的節能及安全的重要指標之一，如果氣瓶在靜態蒸發率檢測方面不合格，則必須立刻進行維修，直到測試合格，否則不能正常投入使用[6]。靜態蒸發率的規定，見表1。

根據實踐發現，當氣瓶夾層真空度的檢測符合相關標準時，基本上靜態蒸發率都為合格。

3 結 語

目前我國還沒有針對低溫絕熱氣瓶的檢驗評定標準與安全技術規范，還需要不斷的完善與總結，形成系統的、標準的檢驗方案。當前狀況下，應當加強與各地特種設備安全監察處的溝通，了解低溫絕熱氣瓶的運行情況，加強檢驗流程，保證低溫絕熱氣瓶的實用性與安全性。

參考文獻：

[1] 張永鴻，曹平波.低溫絕熱氣瓶定期檢驗探討[J].中國化工裝備，2011，13

（4）：28-31，12.

[2] 岳云飛，趙耀明.低溫絕熱氣瓶定期檢驗中抽真空技術的探討[J].中國 化工裝備，2011，13（6）：10-12.

[3] 馬小紅，陳叔平，任永平，等.LNG車載氣瓶[J].煤氣與熱力，2011，31（9）：

56-70.

[4] 丁棟，陳聯，孫冬花，等.車載LNG氣瓶絕熱性能定期檢測方法分析[J].真 空與低溫，2016，22（3）：157-161，172.

[5] 杜鵬，劉康林，方立，等.基于熱成像法的低溫容器無損檢測[J].化工機

械，2012，39（6）：784-787.

[6] 施衛.關于使用低溫絕熱氣瓶的經濟效益和定期檢驗問題的思考[J].

科技展望，2014，（21）：239-239.