焊接绝热气瓶定期检验与评定问题.pdf

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1、280化工机械2011年焊接绝热气瓶定期检验与评定问题刘康林’1韦铁平1粱航2(1．福州大学化学化工学院；2．福建省特种设备检验院)摘要对焊接绝热气瓶的蒸发率和漏热量检测以及内胆材料的热冲击损伤进行试验研究，开发了焊接绝热气瓶绝热性能自动检测与信息系统。关键词焊接绝热气瓶蒸发率漏熟热冲击损伤红外热像检测中圈分类号TQ053．2文献标识码A文章编号0254-6094(2011)03-0280-04焊接绝热气瓶(weldedinsulatedcylinder)是带有高真空夹层的密闭容器，它是通过真空夹层以及夹层内的反光镀层或多

2、层绝热体等来实现绝热保冷的。由于其内部介质温度低、气化潜热小、易蒸发、气液体积比大，且往往具有易燃、易爆或有毒等危害性，加之气瓶结构上不能满足检验工作的敞开性，能否安全可靠运行要同时取决于其结构强度和绝热性能情况。所以，焊接绝热气瓶的定期检验与安全评定具有与一般低温容器不尽相同的内涵和特点。然而我国至今尚未有现行的焊接绝热气瓶检验与评定规范以及低温绝热性能试验的国家标准与行业标准¨’21；在绝热气瓶的检验工艺与方法上，仍需开发或引入新的技术"o以提高检验的效率和针对性；在绝热性能的评价上，尚缺乏通用性和可操作性强的绝热效果

3、失效判据或指标H1；在检验结果的处理与气瓶的跟踪管理方面的自动化程度有待提高。此外，气瓶工作过程中难免存在非正常充装，由此引起内胆材料的热冲击损伤情况尚需进一步确证。笔者针对上述有关问题开展研究。1提高静态日蒸发率检测效率的探讨低温绝热容器的蒸发率是指气液两相达到热平衡后，单位时间内液体的蒸发量，是衡量低温绝热容器绝热性能优劣的重要参数，能够较为直观地反映焊接绝热气瓶的保冷性能。然而，现有对焊接绝热气瓶蒸发率的测试方法，测试时间长达72h以上"J。如能缩短检测时间，对提高焊接绝热气瓶的检测效率和使用率，将有重要实际价值。笔

4、者以有效容积为181L的低温高真空绝热气瓶为测试对象，液氮为试验介质，采用称重法进行了6组试验，其中3组试验是在室内、无风、排气阀打开的条件下进行的自然蒸发试验；另有3组试验是气瓶分别处在憋压(排气阀关闭，使气体在压力达到安全阀设定压力时，通过安全阀排气)、排气阀打开及有日照或电风扇吹拂条件下进行的。实测不同充装率下气瓶重量在72h内的变化情况如图l所示。∞岂嘲栅撰扩图1气瓶重量变化曲线取试验开始前48h的数据(即气瓶静置期间)，利用最小二乘法进行拟合，得到表l的线性回归模型。利用这些模型预测到第72h的蒸发率值见表2。预

5、测结果与实测结果的最大相对误差仅为4．4％，满足工程测试的需要。由此可见，利用部分时段的蒸发率试验结果与模型预测法相结·刘康林，男，1965年3月生，副教授。福建省福州市，350108。第38卷第3期化工机械28l合，可有效减少蒸发率的试验时间。对低温绝热气瓶而言，蒸发率试验时间是否要长达72h，值得商榷。表1气瓶重量回归参数袁组别⋯型嚣鬻霎委嚣Aypt。：230．4396—0．1283，；O．02310．99940．999717587B；；：190．1265—0．1295，io．01530．99980．999940875

6、c；。：178．5868—0．1286，io．02220．99950．999719126D；。：219．8123—0．0715，io．02680．99760．99884077E囊：183．7300—0．1081毛0．02l20．99930．999714895F；；：173．8333—0．1125xi0．01710．99960．999824821表2不同模型预测结果与实测值的比较％项目A组B组C组D组E组F组蒸发率预测值2．112．132．111．171．771．85蒸发率实测值2．022．091．161．851．88相对误

7、差4．401．901．∞4．301．60注：D、E、F组分别为愍压、风吹、日照状态。2绝热效果失效指标反映焊接绝热气瓶绝热性能的参数有静态日蒸发率、夹层真空度、真空漏率、表面温度、压升速率(维持时间)以及漏热量等。由于不同气瓶绝热失效时的真空度、蒸发率和闭口压升速率不尽相同，所以用这些指标作为绝热失效的临界标准，严格来讲缺乏通用性。漏热量是反映焊接绝热气瓶最直接和最具实质性的指标，也是欧美发达国家广为采用的主要性能指标。如将气瓶按理想情况考虑(外壳表面为均匀温度场)，以气瓶外表面温度达到露点温度作为气瓶绝热失效的临界点，则

8、可按传热学原理，求得气瓶外表面温度达到露点温度时的漏冷量，并将其作为气瓶绝热失效时的临界漏冷量Q。。这样可以建立气瓶绝热效果失效判据：Q=Q。，Q为气瓶的实际漏热量，可根据实测温度场计算。显然，该判据能够适用于各种情况。如能解决气瓶表面温度场的定量、准确、快速在线测试问题，即可形成基于漏热量的低温气瓶绝