一、 低溫液體儲槽的結構、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，所以制氧機副產品這一塊創利十分可觀，成為鋼鐵企業非鋼產品收入重要部分 。以我廠為例：2002年副產品銷售收入達2000萬元。低溫液體的生產、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構、內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）同時設置了經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地、使用點或供應站；運輸式將低溫液體從生產地或供應站運往使用點，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構，內膽由不銹鋼制造，外殼由碳鋼制造，內膽裝介質，內膽與外殼間的夾層形成一個保冷空間，內膽外殼均為平底結構，罐頂為球缺形。內膽與外殼底部間用泡沫玻璃磚絕熱，夾層用珠光砂絕熱，外殼設有旋轉盤梯，槽頂有操作平臺和安全護欄。容量為200m3以上，國內最大做到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，也可作為氧氣調峰供氣用，當制氧機短暫停車或氧壓低時投用，經泵加壓后通過汽化器汽化送入管網。
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的多只容器，集中存放于一個大罐內，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：
貯槽處于工作狀態時，存在著泄漏、超壓、爆炸等潛在危險，若不及時發現處理發生這些事故前的隱患，就會發展成嚴重事故。因此制定完善的點檢制度并認真執行，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容：
1、閥門、管路是否泄露，殼體是否結霜、出汗。
2、所有閥門是否處于正常啟閉狀態。
3、儀表（液位計、壓力表）工作是否正常，DCS顯示參數與現場一次表是否一致。
4、儲槽壓力是否正常，當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、液氧儲槽附近嚴禁放置易燃、易爆物品及一切雜物。
8、液氧儲槽附近嚴禁煙火。
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：
檢驗內容：
1、原始資料審查
⑴、對產品的出廠技術文件審查，包括內筒、外筒的材質證書和復驗報告，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，還應主要檢查以下內容：
（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定進行檢驗，其使用是否在校驗期限內；
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”、“結霜”；
⑸、支腿的損壞，基礎下沉、傾斜、開裂，緊固螺栓的完好情況。
3、壁厚測試
在外筒外側選4～8點進行壁厚測試，確定最小壁厚H；同時從外筒外側測量外筒的直徑D2，根據原始資料審查的記錄的內簡直徑D1，按公式
（D2－H－D1）／2＜300mm
4、內窺鏡內筒內表面檢查
檢查內筒內表面的腐蝕情況。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
在冷態下，測試的真空度達到16Pa或安全閥起跳頻繁、內筒異常升壓時，需重新抽真空。
7、氣壓試驗
對儲槽內筒進行氣壓試驗，試驗壓力為1.2倍的工作壓力。具體步驟按《容規》有關條款進行。對內筒進行氣壓試驗，一方面校核其強度，另一方面檢驗內筒的密封性能，通過壓力表的顯示情況來確定內筒是否存在泄漏。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為沒有必要開蓋的情況下制訂的。因為這種容器的設計壽命一般為15年，貯存介質對內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，設備投入使用5－10年一般不會有較大的問題出現。但是，如果設備在運行過程中發現有影響設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項內容外還應增加如下內容：
（l）對內筒環、縱焊縫進行超聲波探傷（UT）和對內筒環、縱焊縫的內表面進行滲透探傷（PT）。
   ①主要針對內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，檢驗員認為的重點懷疑部位；另外，檢驗員可根據現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筒水壓試驗，試驗壓力為1.25倍的設計壓力；內筒氣密試驗，試驗壓力為設計壓力；夾套氣壓試驗，試驗壓力為0.2MPa，保壓4h；氦檢漏試驗；真空度測試和蒸發率測試。
自耗量測定：貯罐技術特性要求：日蒸發率0.5％，這又是一重要指標，日蒸發率過高將降低工作效率，浪費原料，也可判斷內筒是否出現泄漏。具體檢測方法如下：內膽加人50％以上低溫液體，打開放氣閥，除壓力表問、液位計間開啟外，其它閥門關閉，熱平衡48h，然后在放氣閥管口裝上轉子流量計，每小時測一次流量，經過數小時，得到穩定氣體流量值，并用下式計算日蒸發率 Q％
Q＝Q1/c×t／V×100％≤0.5％
式中：Q1—— 穩定氣體流量值 m3／h
         c －－準狀態下的氣液體積比，液氧 c＝ 800
         t —— 穩定氣體時間；
         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的。⑴儲槽外面有明顯的大面積“冒汗”、“結霜”?？赡苁怯捎趦Σ蹔A層的管路泄露、珠光砂未填實或其他原因導致夾層真空度破壞而產生的。這需要進行檢查修復，或檢漏，或補充珠光砂，可重抽真空。⑵、儲槽內筒壓力異常升高，安全閥起跳?？赡苁怯捎谝韵氯N原因產生的：a.儲槽夾層真空度被破壞；b.內筒增壓閥失靈，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腐蝕。（3）蒸發量變大，真空度變小?？赡苁侵楣馍胺艢獾木壒?。珠光砂在填充時有一定的粒度、溫度要求的。當珠光砂的粒度、溫度不適當時，運行一段時間后，珠光砂就會釋放水蒸氣，使真空度降低，蒸發量變大。    （4）貯槽外筒頂部“冒汗”?？赡苁怯捎谥楣馍熬奂谙虏吭斐傻?。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，導致容器跑冷。在這種情況下，如果蒸發量很大，可以將夾套外筒頂部挖開，補加珠光砂。
真空貯槽修復技術（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，可選用串聯泵，即再增加一個羅茨后級泵。
2、真空度測量的準確性是抽真空能否成功的關鍵。一般真空貯槽上都隨機安裝有真空規管，用熱偶真空計可隨時直接測量真空度，但因真空規管極易受污染，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表氏真空儀，它是根據玻意耳-馬洛特理想氣體恒溫壓縮定律設計造成的，因此它的標度是根據儀器計算即得，測量讀數具有“絕度精確”意義，使用方便、靈活、測量幅度大。
3、根據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，然后開關閥即可；堵板式比較復雜，需做一套復雜的連接裝置；包括哈夫、帶螺絲頭的推拉桿，內襯密封墊，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，若珠光砂下陷較嚴重，應補充，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，同時內膽加溫，這是因為絕熱材料大多為多孔介質，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。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。當真空度為0.5～6Pa時，即可停泵抽真空結束。
5、抽真空時，需注意以下幾方面：⑴、連接處連接要嚴密，抹好真空脂，不得有絲毫泄漏。（真空脂對嚴密性的保證很重要）。⑵、真空泵要連續運轉，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 時抽真空應移在室內進行，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。真空泵經常保持清潔，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，夾層的珠光砂細沫極易被 抽入真空泵氣缸內，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、噴油等不良現象，少了則影響真空度。⑹、使用麥氏真空計時，需緩慢旋轉到直立狀，測量完畢，必需立即恢復原來的橫臥狀態。⑺、要防止真空度下降，貯槽在安裝運輸時嚴禁碰撞摔打，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，則應先處理好漏點后再抽真空。