低温液体罐车检验的几个问题探讨
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低温液体罐车检验的几个问题探讨
浙江杭州 310014
摘要:低温液体罐车是指用于运输液氧、液氮、液氩、液态二氧化碳等低温
液体的压力容器,因低温液体罐车结构独特,检验工作难度大。为确保检验可靠性,本文详细分析了低温液体罐车检验问题及其方案。
关键词:低温液体罐车;检验;问题;方案
低温液体罐车是一种特种车辆,具有真空夹套结构,能在罐车内保持相对较
低温度状态,主要用于输送液氧、液氮等介质。当前,各种类型的低温液体运输
车越来越多地应用于航天、医药、化工等领域。所以在使用低温液体罐车时,应
对其进行检验。
一、低温液体罐车结构特点
低温液氧、液氮、液氩罐车采用真空夹套结构,即按设计要求在内胆与外壳
间用不同绝热方法,使夹层达到一定真空度,一般内胆材质为0Crl9Ni9,夹套材
质为16MnR,夹套填充绝热材料珠光砂以固定内胆,外壳内壁和内胆外壁通过拉
承件连接,这样运输与移动时,内胆不会振动或偏斜,防止损坏珠光砂而影响真
空度。这种类型的容器结构是全封闭结构,罐体上无人孔或检查孔,无法直接检
验内胆。
低温液体二氧化碳等罐车在结构上与低温液氧、液氮和液氩罐车不同,在主
壳上附着一层有一定厚度要求的聚氨脂保温层,然后用薄铝防护板包裹。主体材
质通常0Crl9Ni9,罐体设有人孔。
二、工艺参数及制造质量要求
使用中的低温液体罐车最重要的方面是隔热,常用的隔热材料有膨胀珍珠岩
和聚氨酯,夹套式深冷容器还需抽真空,以满足一定真空度要求。在制造过程中,
对夹套容器内胆A、B类焊缝进行100%RT检验,合格为Ⅱ级,并且UT检测增加了>20%,甚至增加了100%的UT检测。所有接管口应进行冷冻试验,焊接时每根
焊道清根后,应进行表面探伤,以确保完全焊透。低温容器的内胆和夹套需进行
强度、气密性测试。真空夹套应进行气压试验,保压时间不少于4h。有时进行
He泄漏测试。
对真空度的要求是,对于液氮和液氧等深冷介质,真空度应达到1.333Pa。
在冷态下,当测试真空度达到1.3Pa或安全阀频繁跳跃并出现异常升压时,需重
新抽真空,以确保蒸发量不会增加。若重新抽真空仍不符合要求,表明存在泄漏,需重新检修。
在满足上述制造质量要求下,低温容器设计寿命一般为15年,由于介质对
壳体腐蚀性低,且NDT作为保证的要求高,设备使用5~10年后通常不会出现问题。
三、低温液体罐车定期检验项目
在对低温液体罐车定期检验时,可参照标准包括《压力容器定期检验规则》、《低温液体槽车》(JB/T6897)、《低温绝热压力容器》(GB18442)、《低温绝热
压力容器试验方法》(GB/T18443.1-18443.5)、《低温液体汽车罐车》(JB/T4783)等标准。
低温液体罐车定期检验包括年度检验、全面检验,其中,年度检验包括技术
资料、罐车外观、铭牌和标识、使用记录、真空度、安全附件、管路系统与阀门、装卸软管、气密性试验等内容,而全面检验除包括年度检验全部内容外,还包括
对车辆几何尺寸、结构强度检验、紧急切断阀的耐压试验等。
四、低温液体罐车使用中常出现问题
1、低温液体罐车的内胆破裂和夹层真空度丧失导致低温液体大量泄漏。由
于容器内胆微量泄漏,夹层中真空失效,内胆压力迅速增加,迫使低温液体流入
夹层。同时,低温液体在常温下的气化率迅速增加了夹层内部压力,导致内胆裂
口增大,更多低温液体流出,形成恶性循环。此时,即使安全附件有效,也会发
生大量液化气体泄漏事故,危险性高。
2、将夹套连接到气液相接管的角焊缝泄漏。在制造单位返修的低温容器中,连接夹套与气液相接管的角焊缝发生泄漏情况多。其原因是:①低温绝热容器内
筒材料多为0Crl9Ni9,外筒为16MnR或Q235,管道和阀门为1Crl8Ni9Ti。异种
钢焊接接头在某些条件下易发生电化学腐蚀,这种现象在一般压力容器的焊接接
头也较常见。②厂家设计低温容器时,忽略了接管是导热体。因反复充装,接管
与壳体的连接处出现温差变化,致使接管与壳体连接处产生交变应力;对于带有
碳钢夹套的低温容器,与接管连接处的夹套低碳钢角焊缝和母材温度有时低于脆
性转变温度。低温容器长期运行后,连接夹套和接管的角焊缝易出现穿透性裂纹,导致夹层真空度丧失。
3、蒸发量逐渐增加,真空度逐渐降低。这种情况是由法兰连接或阀门和仪
表泄漏引起。需检查所有阀门、法兰等连接处。
4、蒸发量增加,真空度降低。这种情况可能是由于绝热材料珠光砂放气造成,珠光砂在填充时有一定粒度和温度要求,当其粒度和温度不合适时,投入运
行一段时间后,珠光砂会释放气体,导致真空度降低,蒸发量增加。
5、真空度好,但顶部“冒汗”(跑冷)。其通常因珠光砂聚集在下部引起,
由于罐车在运行中振动剧烈,使用一段时间后,珠光砂下沉并在罐体顶部形成空间,导致局部隔热效果降低,容器跑冷。此时,若蒸发量大可返修,挖开夹套外
壳顶部,补加珠光砂。
6、安全附件失效。当卸下液体时,由于使用了自增压系统,罐内的压力会
增加(或充装液体时夹层真空度低),若此时安全附件失效,可能会引发事故。但
当低温罐体和管路完好无损,夹层真空度正常时,应及时修复,能避免事故发生。
通过分析低温液体罐车在运行中容易出现的问题和原因,不难确定低温液体
罐车安全运行的关键在于其保温隔热性能是否符合要求,否则在环境温度影响下,罐内低温液体会大量蒸发气化,导致压力上升,危及罐车安全。罐体绝热性能由
绝热材料及夹层内真空度决定。所以真空度测试和日蒸发率测量是低温液体罐车