一、 低溫液體儲槽的結(jié)構(gòu)、型式

近幾年低溫液體市場日益紅火，液氧、液氬、液氮銷量大幅增加，所以制氧機副產(chǎn)品這一塊創(chuàng)利十分可觀，成為鋼鐵企業(yè)非鋼產(chǎn)品收入重要部分 。以我廠為例：2002年副產(chǎn)品銷售收入達2000萬元。低溫液體的生產(chǎn)、貯存、運輸離不開絕熱保溫貯槽，他們被大量的安裝、使用在制氧廠。
絕熱保溫貯槽分為真空粉末絕熱型和常壓粉末絕熱型，粉末絕熱，利用低熱導(dǎo)率的粉末、纖維或泡沫材料來減少熱量傳入。分兩種形式：一種是在大氣壓下應(yīng)用普通粉末絕熱（堆積絕熱），絕熱層較厚，并充入干燥氮氣維持正壓，以防止水分進入和冷凝，最低可時適用于液氮溫度以上；另一種真空粉末絕熱，即對填裝粉末的空間抽真空，減少了氣體傳熱，同時粉末顆粒也削弱輻射傳熱，使絕熱效果更好。
真空粉末貯槽為雙層圓筒結(jié)構(gòu)、內(nèi)筒及其配管均用奧氏不銹鋼制造，外殼用炭鋼制造，夾層充滿膨脹珍珠巖（又稱珠光砂）同時設(shè)置了經(jīng)過特殊處理的吸附劑，并抽成高真空度（0.5～6Pa），容量為200m3以下。工作壓力較高（四車間鋼包底吹氬兩個儲槽工作壓力為2.0 Mpa），槽外有氣化器，既可使槽內(nèi)升壓便于充車，又可直接送出壓力氣。按用途可分為固定式和運輸式兩種，固定式主要用于低溫液體的貯存，它安裝在低溫液體的生產(chǎn)地、使用點或供應(yīng)站；運輸式將低溫液體從生產(chǎn)地或供應(yīng)站運往使用點，常有陸運、水運等形式，他們分別稱為槽車、拖車及槽船。
常壓粉末貯槽為平底雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)膽由不銹鋼制造，外殼由碳鋼制造，內(nèi)膽裝介質(zhì)，內(nèi)膽與外殼間的夾層形成一個保冷空間，內(nèi)膽外殼均為平底結(jié)構(gòu)，罐頂為球缺形。內(nèi)膽與外殼底部間用泡沫玻璃磚絕熱，夾層用珠光砂絕熱，外殼設(shè)有旋轉(zhuǎn)盤梯，槽頂有操作平臺和安全護欄。容量為200m3以上，國內(nèi)最大做到2000m3，與國外相比差距甚遠。工作壓力較低，34KPa∽40Kpa左右，充裝靠液體泵或液位差，也可作為氧氣調(diào)峰供氣用，當(dāng)制氧機短暫停車或氧壓低時投用，經(jīng)泵加壓后通過汽化器汽化送入管網(wǎng)。
我廠低溫液體儲槽情況：二車間，一個5 m3液氧儲槽，一個5 m3液氮儲槽，一個30 m3液氬儲槽；三車間，一個15 m3液氬儲槽，另一個15 m3儲槽既可裝液氧又可裝液氮；四車間，兩個15 m3液氬儲槽，一個30 m3液氬儲槽（也可存液氮），兩個50 m3液氧儲槽，另有兩個10 m3液氬儲槽為鋼包底吹氬供氬氣；槽車有四臺，分別為4 m3、11 m3、18 m3、20 m3。以上均為真空粉末絕熱型（20 m3槽車為真空多層玻璃纖維布絕熱型）。五車間為粉末絕熱子母罐型，所謂子母罐就是儲存低溫介質(zhì)的多只容器，集中存放于一個大罐內(nèi)，夾層充滿珠光砂絕熱保溫。它們包括三個200 m3平底常壓儲槽分別儲存液氧、液氬、液氮，另有三個25 m3、0.8MPa儲槽分別儲存液氧、液氬、液氮，升壓通過大槽外汽化器。

二、低溫液體儲槽的點檢：
貯槽處于工作狀態(tài)時，存在著泄漏、超壓、爆炸等潛在危險，若不及時發(fā)現(xiàn)處理發(fā)生這些事故前的隱患，就會發(fā)展成嚴(yán)重事故。因此制定完善的點檢制度并認(rèn)真執(zhí)行，對確保貯槽安全運行非常重要。貯槽日常點檢主要包括以下內(nèi)容：
1、閥門、管路是否泄露，殼體是否結(jié)霜、出汗。
2、所有閥門是否處于正常啟閉狀態(tài)。
3、儀表（液位計、壓力表）工作是否正常，DCS顯示參數(shù)與現(xiàn)場一次表是否一致。
4、儲槽壓力是否正常，當(dāng)壓力接近或等于最高壓力時，需打開放空閥泄壓。
5、液體充滿率是否超過95%。
6、對于常壓粉末絕熱儲槽，密封氣是否正常。（50mmH2O）
7、液氧儲槽附近嚴(yán)禁放置易燃、易爆物品及一切雜物。
8、液氧儲槽附近嚴(yán)禁煙火。
9、每周至少化驗一次儲槽液氧中乙炔和總烴含量，其中乙炔含量不得超過0.1×
10-6(v/v)，超過時必須及時排放液氧進行置換處理。
10、液氧儲槽接地是否良好。
11、如果不長期停用，要保證罐內(nèi)有一定量的液體，以免重新冷卻置換罐而用去很長時間。
12、支腿是否損壞，基礎(chǔ)是否下沉、傾斜、開裂，緊固螺栓完好情況，罐體有無變形。
13、定期檢查儲槽的真空度。

三、低溫液體儲槽的年檢：
檢驗內(nèi)容：
1、原始資料審查
⑴、對產(chǎn)品的出廠技術(shù)文件審查，包括內(nèi)筒、外筒的材質(zhì)證書和復(fù)驗報告，不銹鋼焊接工藝評定報告，焊縫探傷報告（含焊接返修部位的探傷報告），水壓試驗報告，氣壓（密）試驗報告，氦泄露試驗報告，蒸發(fā)率試驗報告和真空度測試報告等資料。⑵、審查貯槽運行記錄，詢問設(shè)備的管理、操作人員。在運行過程中壓力有無明顯
變化。安全閥是否起跳，蒸發(fā)量是否變大等。
2、外部檢查
除按一般壓力容器的要求進行外部檢查，還應(yīng)主要檢查以下內(nèi)容：
（l）各種閥門開閉是否正常；
⑵、壓力表、液位計等安全附件是否按規(guī)定進行檢驗，其使用是否在校驗期限內(nèi)；
⑶、容器、管道和管閥連接處是否有泄露；
⑷、貯槽的外表面（特別是外筒的頂部、底部外表面）是否有“冒汗”、“結(jié)霜”；
⑸、支腿的損壞，基礎(chǔ)下沉、傾斜、開裂，緊固螺栓的完好情況。
3、壁厚測試
在外筒外側(cè)選4～8點進行壁厚測試，確定最小壁厚H；同時從外筒外側(cè)測量外筒的直徑D2，根據(jù)原始資料審查的記錄的內(nèi)簡直徑D1，按公式
（D2－H－D1）／2＜300mm
4、內(nèi)窺鏡內(nèi)筒內(nèi)表面檢查
檢查內(nèi)筒內(nèi)表面的腐蝕情況。對可疑部位進行重點檢查。
5、表面探傷（MT或PT）
對所有外筒接管角焊縫的外表面進行表面探傷，不能做磁粉探傷（MT）的部位進行滲透探傷（PT）。
6、真空度的測試
在冷態(tài)下，測試的真空度達到16Pa或安全閥起跳頻繁、內(nèi)筒異常升壓時，需重新抽真空。
7、氣壓試驗
對儲槽內(nèi)筒進行氣壓試驗，試驗壓力為1.2倍的工作壓力。具體步驟按《容規(guī)》有關(guān)條款進行。對內(nèi)筒進行氣壓試驗，一方面校核其強度，另一方面檢驗內(nèi)筒的密封性能，通過壓力表的顯示情況來確定內(nèi)筒是否存在泄漏。以上檢驗方案是針對在不開蓋或是通過對原始資料的審查、外部檢驗和真空度測試后認(rèn)為沒有必要開蓋的情況下制訂的。因為這種容器的設(shè)計壽命一般為15年，貯存介質(zhì)對內(nèi)筒體基本上沒有腐蝕，又有要求較高的NDT作保證，在正常使用狀況下，設(shè)備投入使用5－10年一般不會有較大的問題出現(xiàn)。但是，如果設(shè)備在運行過程中發(fā)現(xiàn)有影響設(shè)備正常運行的重大問題必須開蓋的，或若重新抽真空還達不到要求，說明有泄露情況，需要開蓋檢修的，必須開蓋檢修。在檢驗方案中除了上述5項內(nèi)容外還應(yīng)增加如下內(nèi)容：
（l）對內(nèi)筒環(huán)、縱焊縫進行超聲波探傷（UT）和對內(nèi)筒環(huán)、縱焊縫的內(nèi)表面進行滲透探傷（PT）。
   ①主要針對內(nèi)筒對接焊縫返修部位和T字焊縫處進行。UT和PT探傷比例按對接焊縫長度20％的比例抽查；當(dāng)上述探傷仍然查不出問題的原因時，對接焊縫UT和PT的探傷比例增加至100％；
   ②對母材本身進行20％以上的UT和PT抽查，特別是原始資料的審查后，檢驗員認(rèn)為的重點懷疑部位；另外，檢驗員可根據(jù)現(xiàn)場檢驗的實際情況增加探傷比例。
（2）對外筒的對接焊縫進行20％的超聲波探傷（UT），外筒對接焊縫的外表面進行20％的磁粉探傷（MT）；應(yīng)包括外筒的所有T字焊縫部位和原始資料記錄中外筒焊縫存在缺陷的部位。
（3）按前文所述的制造要求進行內(nèi)筒水壓試驗，試驗壓力為1.25倍的設(shè)計壓力；內(nèi)筒氣密試驗，試驗壓力為設(shè)計壓力；夾套氣壓試驗，試驗壓力為0.2MPa，保壓4h；氦檢漏試驗；真空度測試和蒸發(fā)率測試。
自耗量測定：貯罐技術(shù)特性要求：日蒸發(fā)率0.5％，這又是一重要指標(biāo)，日蒸發(fā)率過高將降低工作效率，浪費原料，也可判斷內(nèi)筒是否出現(xiàn)泄漏。具體檢測方法如下：內(nèi)膽加人50％以上低溫液體，打開放氣閥，除壓力表問、液位計間開啟外，其它閥門關(guān)閉，熱平衡48h，然后在放氣閥管口裝上轉(zhuǎn)子流量計，每小時測一次流量，經(jīng)過數(shù)小時，得到穩(wěn)定氣體流量值，并用下式計算日蒸發(fā)率 Q％
Q＝Q1/c×t／V×100％≤0.5％
式中：Q1—— 穩(wěn)定氣體流量值 m3／h
         c －－準(zhǔn)狀態(tài)下的氣液體積比，液氧 c＝ 800
         t —— 穩(wěn)定氣體時間；
         V一一被測貯罐有效容積 

四、低溫液體儲槽的維修
  常見問題分析及處理：儲槽夾層真空度的保持，是儲槽絕熱性能的保證，更是儲槽正常運行的根本保證。在儲槽投入使用后，常見的問題往往是與真空度保持程度有關(guān)的。⑴儲槽外面有明顯的大面積“冒汗”、“結(jié)霜”。可能是由于儲槽夾層的管路泄露、珠光砂未填實或其他原因?qū)е聤A層真空度破壞而產(chǎn)生的。這需要進行檢查修復(fù)，或檢漏，或補充珠光砂，可重抽真空。⑵、儲槽內(nèi)筒壓力異常升高，安全閥起跳。可能是由于以下三種原因產(chǎn)生的：a.儲槽夾層真空度被破壞；b.內(nèi)筒增壓閥失靈，需要對增壓閥進行修理或更換；c.接口下部泄露泄露部位處在不銹鋼與碳鋼外殼焊接處，或銅管與不銹鋼內(nèi)筒連接處，即異種焊接接頭處，主要是在異種焊接接頭處形成電化學(xué)腐蝕。（3）蒸發(fā)量變大，真空度變小。可能是珠光砂放氣的緣故。珠光砂在填充時有一定的粒度、溫度要求的。當(dāng)珠光砂的粒度、溫度不適當(dāng)時，運行一段時間后，珠光砂就會釋放水蒸氣，使真空度降低，蒸發(fā)量變大。    （4）貯槽外筒頂部“冒汗”。可能是由于珠光砂聚集在下部造成的。由于投入使用一段時間后，珠光砂下沉，在容器頂部形成空間，局部的絕熱效果明顯下降，導(dǎo)致容器跑冷。在這種情況下，如果蒸發(fā)量很大，可以將夾套外筒頂部挖開，補加珠光砂。
真空貯槽修復(fù)技術(shù)（補加珠光砂、試壓、抽真空）介紹：
1、首先選一臺可靠的高性能真空泵很關(guān)鍵，我們選用的是2X--70型二級旋片式真空泵，抽速70升/秒，可獲得真空度10-3托（0.133Pa)，使用效果不錯，為了縮短抽氣時間，可選用串聯(lián)泵，即再增加一個羅茨后級泵。
2、真空度測量的準(zhǔn)確性是抽真空能否成功的關(guān)鍵。一般真空貯槽上都隨機安裝有真空規(guī)管，用熱偶真空計可隨時直接測量真空度，但因真空規(guī)管極易受污染，造成測量值誤差很大，曾用熱偶真空計測量多臺真空貯槽，大部分測量值偏差很大，已沒有參考價值，筆者推薦選用便攜式旋轉(zhuǎn)表氏真空儀，它是根據(jù)玻意耳-馬洛特理想氣體恒溫壓縮定律設(shè)計造成的，因此它的標(biāo)度是根據(jù)儀器計算即得，測量讀數(shù)具有“絕度精確”意義，使用方便、靈活、測量幅度大。
3、根據(jù)貯槽抽真空接口型式，做好相匹配連接裝置，真空閥式比較簡單，直接法蘭連接，然后開關(guān)閥即可；堵板式比較復(fù)雜，需做一套復(fù)雜的連接裝置；包括哈夫、帶螺絲頭的推拉桿，內(nèi)襯密封墊，保證不泄漏。
4、抽真空步驟：⑴、連接好抽真空度接頭，用接有壓力表的連接管緩慢充入低壓干燥氮氣（出制氧機裝置氮氣最好），待夾層壓力為大氣壓時，停止充氣。⑵、打開防爆膜，檢查夾層珠光砂充裝情況，若珠光砂下陷較嚴(yán)重，應(yīng)補充，充填的基本要求是均勻與充實，這樣才能保證絕熱效果。⑶、防爆膜定做一個盲板卡緊，夾層充壓至0.2MPa，做氣密性試驗，12小時不泄漏為合格。⑷、夾層珠光砂進行干燥處理（因為珠光砂是一種吸濕性很強的材料）：從抽真空接口處通入干燥無水的氮氣或空氣，防爆膜處流出。⑸、充入干燥氮氣或CO2氣置換，這是因為絕熱材料中吸附了大量的不凝性氣體（如H2等），這些氣體在真空下又不斷地釋放出來，從而使絕熱空間的真空度下降，絕熱性能下降，采用CO2或N2可將這些氣體置換出來，主要是開始抽真空時處于粘滯流態(tài)下的CO2或N2分子極易以碰撞的方式將不凝氣體席卷出來。⑹、連接好真空泵，即可啟動抽真空，同時內(nèi)膽加溫，這是因為絕熱材料大多為多孔介質(zhì)，吸氣性強，而且抽氣阻力大，為此采用加熱出氣是絕熱體抽真空的重要一環(huán)。加溫干燥還能使絕熱材料中的濕度減小，而絕熱材料中所吸附的水分是很難抽出的，因此加熱去氣是加快抽氣的重要工藝。當(dāng)真空度為0.5～6Pa時，即可停泵抽真空結(jié)束。
5、抽真空時，需注意以下幾方面：⑴、連接處連接要嚴(yán)密，抹好真空脂，不得有絲毫泄漏。（真空脂對嚴(yán)密性的保證很重要）。⑵、真空泵要連續(xù)運轉(zhuǎn)，不得間斷，若中間因事故、停電等原因停泵，要馬上與貯槽真空層斷開，否則真空泵油將倒流入夾層，造成污染事故。⑶、真空泵運行時，要注意冷卻水是否中斷，泵油升溫不超過40℃。⑷、天冷 時抽真空應(yīng)移在室內(nèi)進行，否則因室外溫度太低，影響抽真空效果。⑸、要注意真空泵的維護、保養(yǎng)。真空泵經(jīng)常保持清潔，泵上不得放置其它物件。另外每抽一次要換一次油，（用1#真空泵油） 這是因為抽真空運行時，夾層的珠光砂細(xì)沫極易被 抽入真空泵氣缸內(nèi)，若不及時換油清洗，下次抽真空將會影響真空度，換油最好在油溫升高后進行，注意加油量，油多了，會引起啟動困難，返油、噴油等不良現(xiàn)象，少了則影響真空度。⑹、使用麥?zhǔn)险婵沼嫊r，需緩慢旋轉(zhuǎn)到直立狀，測量完畢，必需立即恢復(fù)原來的橫臥狀態(tài)。⑺、要防止真空度下降，貯槽在安裝運輸時嚴(yán)禁碰撞摔打，并特別注意外筒防爆裝置和真空閥不得碰撞。⑻、若氣密性試驗不合格，則應(yīng)先處理好漏點后再抽真空。