真空管介绍.doc

真空管介绍（网上下载整理）：真空管由内管、外管以及多层绝热材料组成，夹层内多层绝热材料复合而成，以减少辐射传热；并将夹层抽成高真空状态，以降低对流传热；内外管之间用低导热系数材料隔离，以减少固体传热，从而把内管冷量损失控制到最低限度，充分满足低温液体（LOX、LIN、LAr、LH2、LHe、LNG）等长距离输送，这样称为高真空多层绝热低温液体输送管道（简称真空管）。 真空硬管技术设计内管在液氮温度下，收缩率为0.3，对于硬管，在内管或外管上还须设置补偿器 在管道上直接安装高真空多层绝热低温截止阀、止回阀、紧急截断阀以及安全系统 插拔式真空接头连接处漏热小，无结霜、结露 有特殊需求的客户定制特殊结构形式的真空绝热管道系统 真空管硬管选材 内、外管均为特种优质不锈钢管（SUS304） 夹层中采用目前先进的专用多层绝热材料及气体吸附剂 导热系数低的支撑 真空管硬管的连接方式 插拔式连接（通称为真空法兰连接） 焊接式连接（在安装现场将分断制作真空管的接头焊接） 真空管硬管的安装 分段制作，管段道之间采用真空法兰连接，或焊接连接，安装及维护方便 专业人员安装 缩短安装时间，节省安装工作量，降低安装成本 真空管硬管运用 真空管硬管主要运用：制氧机将低温输送到贮槽；贮槽将低温液体输送到生产设备等 真空管运用行业：工业气体、医学、生物学，电子、航空、汽车，餐馆、饮料等行业，输送液氮（LIN）、液氩（LAr）、液氧(LOX)、液化天然气(LNG)。 真空管硬管技术参数 高真空多层绝热低温液体输送管道技术参数 管道规格 (mm) 公称通径 DN15 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80 DN100 DN125 DN150 内 管 20 25 32 38 45 57 76 89 108 133 159 外 管 76 89 89 108 108114 133 159 168 219 219 工作压力 根据用户需要设计 设计温度 -270 工作介质 LO2、LN2、LAr、LH2、LHe 内、外筒材质 1Cr18Ni9Ti、SUS304 结构形式 高真空多层绝热 夹层压力 0.004Pa 管道真空漏率 210-10PaL/S 内管强度试验 根据工作压力进行 气密性试验 根据工作压力进行 设计依据 1根据国家有关标准和Q/XLT01-2008标准 2按用户提供的低温液体输送管道系统布置图要求进行某企业介绍1 i: u. A; I+ Q+ t高真空多层多屏绝热低温液体输送管道以下简称“真空管”简介 （一）管道在输送低温液体时，管道外部环境对管内液体的传热途径：, 1、直接热传导& V8 a& y o s& V) 2、对流换热9 x* , R, 3 t 3、热辐射传递( O . J, X& p- q# K（二）影响真空管质量和寿命的主要因素, y) $ ?8 q0 W1 4 t4 n6 1、管道上焊缝泄漏真空，达不到真空泄漏率要求。6 l: 3 Z; D% l!2、管内材料脱脂不彻底。因为油脂放气量大，无法抽掉。( V. L1 F- 3、管材及管内绝热材料选型不好，自然放气量大，无法保证管内夹层真空泄漏率的长期稳定。3 ( T4 r9 + y+ |! M: ; x4、夹层内反热辐射层不根据热辐射的特性进行布置，无法最大限度地消除热辐射的影响。: d N( q# y+ j8 l, P5、由于内管补偿器是真空管的心脏部件，其选材和选型不合理，不科学，结构设计有缺陷，在低温环境伸缩工作时，其疲劳寿命将大大降低，从而造成管道提前报废。$ : U: v0 K# H6、吸附剂选型和活化处理不当，造成安全隐患，或无法吸附应该处理的气体，造成气体传热。2 f6 i j( |2 0 g（三）真空管设计依据和技术指标& K2 7 Z8 ( E3 _. _ t1、设计温度：-2705 : S# q7 - s6 N- x! o2、绝热形式：高真空多层多屏6 V3 M) K+ i2 y8 F 6 s3、管道平均冷损量：0.5w/m 0 n8 % V. r, A8 m5 0 K7 B Z4、工作压力：根据图纸而定 & ( B0 K- j9 z5、管道真空泄漏率；210-10paL/S: Z7 * |- H: t+ W# y6、管道设计寿命；30年) K& V0 N! m; e; 6 x. 7、夹层压力：2X104Torr. f, D2 G8 A, V# D T8、内管强度试验；1.15倍设计压力2 y# X. n* R2 x2 y: y9、设计压力：按等级划分。6 # E) z0 J7 Z+ xt3 n( l10、设计制造依据：（a）根据国家有关标准和Q/HL001-1994标准；（b）管道走向图: R* H$ X, ) a* Q2 l: B（四）某公司设计生产的真空管及管道附件的特点: J2 t* |& G% W1、焊缝( c* ( G* P* S8 Z# 真空管的焊缝不同于一般压力容器的焊缝。一般压力容器的焊缝是否泄漏，通常是用氮气或空气作气密性试验来检验。而许多厂，也用此法来检验真空焊缝，这是错误的。因为在高真空状态下，外部空气中的许多小直径气体分子，在真空的吸附下会大量穿过焊缝中的孔隙而进入真空腔，造成真空破坏。因此，我司采用氦质谱真空检漏仪来检查焊缝的真空漏率。氦质谱真空检漏仪的灵敏度为：310-12paL/S。2、补偿器- r# h( ?6 / u1 I9 K* r; n许多厂家以为真空管的补偿器与常见管道的补偿器大同小异，因此他们常选用1Cr18Ni9Ti或SUS304材质的补偿器。而我们由于制作配套国防设备较多，技术要求不一样，因此选用的是航空专用真空补偿器，材质为3J53。因为补偿器非常薄，通常的不锈钢在成型过程中，会产生应力集中，不易消除，在低温下工作易产生裂纹。而我们的补偿器由于材料特殊，其强度非常高，而且其机械性能几乎不受低温影响。在加上合理的设计和检测手段，从而保证了真空管的寿命。. E F+ 3、管材) j8 l. U7 d9 y ?$ X, L由于管道具有大量的放气特性，表面越粗糙，放气越大。因此，我们采用了专门为我司生产的高光亮不锈钢管。1 E4 P! ( / c6 i4、吸附剂3 o4 G Z4 g K% t我司采用5A和高矾铁锰吸附剂，用于吸液CO2、CO、H2O、H2等主要气体分子。, w! e* k, k/ QJ* d+ w, V5、反辐射层: t6 W1 b: e& L由于辐射是通过发光来传递热量的，它的传热特性是曲线变化的，受温度梯度的影响。它由间隔层、铝箔、隔离层组成，因此我们俗称“多层多屏绝热层”，按反辐射作用的不同，分为高温区、中温区、低温区共三层隔离辐射带。而每带又由许多层复合组成。只有这样才能将辐射传热强度减少95%。同时，我们选用的反辐射材料有以下特点： U0 o7 b: b- a. q/ Ea、间隔层为高渗碳复合纸。该材料的传热系数很小，而且其自身放气量小，同对微量气体有吸附作用。) u$ |8 v. _( - Z$ Zb、我们用的铝箔为脱脂超薄型 。铝箔太厚，由于它的蓄热性好造成传热。但过于薄时，它的透光性又好（比如说：镀铝薄膜），对反辐射又起不了作用。因此，铝箔的厚度选择决定了反辐射的效果。( % C、 隔离层也是一种放气量很小的网状物，它将内管、低温区、中温区、高温区离开，使其热辐射对管内低温液体的影响减少到最低。) D# m) Y, M/ $ ?3 o7 M9 H+ J( % t6、 制作工艺及标准要求- P# _1 6 e# h* F. z真空管看似简单，但实际上制作工艺要求非常严格，必须严格按制造标准进行。+ A& 8 _ W& f+ M w3 j$ l比如说：管道内部的脱脂、真空补偿器的低温冷冲击、所有焊缝的氦质谱真空检漏、焊缝在焊前的去油，以及吸附剂的选择和活化等，若有一点不按要求执行，都将造成真空管最终的质量下降，甚至报废。- P+ I$ o* M Q# y4 z2 x. k. V7、 真空管段连接专用真空法兰g0 a9 O# ( K- x, M由于真空管是分段制作，然后再在现场连接成整管。通常的连接方式为焊接后再在接头处作夹套，并充填珠光砂或聚氨脂泡膜包裹保温。过去我们也采用过这种方式，但事实告诉我们，接头部分的热损失非常巨大，每个接头的热损失达到了10W，无法达到真空管要求的接头热损失：0.5W。但自从我司发明真空法兰连接后，这种情况被解决了。热传递损失相当于原来的35/1045=7/209，只有107/209=0.33W。4 G# q: ?& L0 u: V3 n4 U( q) D/ g*2 eV. . BJ$ M0 , p# s: T$1 U7 X7 q4 C% F2 / V1 |3 X8、 管道抽空阀9 f/ F/ KK3 B8 O6 U+ M6 u我司采用的是自已发明且被广泛应用的自吸式专用抽空阀。一旦抽空完毕后，在真空的作用下自动吸闭，只有通过专用设备才能打开，从而减少了震动和人为造成的破坏。/ x2 S( Z. K# W- q+ q8 - W2 G9、 真空保温低温液体截止阀、止回阀- , p5 3 b8 m3 G& w( ) 由于管道上有不少低温截止阀、止回阀，它的传热对低温液体的汽化影响很大。而我们的真空保温阀阀芯可抽出维修。- a O* ; x& _4 m y10、分馏塔液体引出管的改造9 Q) R+ E, f& 5 J3 v/ % g( a# Ut7 n4 R通常情况下，是直接将低温液体输出的裸管引出分馏塔冷箱板，并用法兰与外管连接。但在运行过程中，该处会大量结冰结霜，在加上冰霜的不断融化，会加剧冷箱板的锈蚀，为了克服此现象，我司设计了冷箱板专