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真空度的影響原因之一:珠光砂含水量
來源: 添加時間:2011-11-15

 

真空度的影響原因之一:珠光砂含水量
 
  珠光砂為珍珠巖在高溫下脫除內部結晶水,膨脹形成疏松多孔結構體,利用其多孔結構的低密度絕熱性能,可作為空分設備冷箱、低溫液體貯槽的價廉物美的保冷絕熱材料。
  由于珠光砂的多孔疏松結構,往往會導致其對氣體和水分有較高的吸收性,含水量對珠光砂的絕熱性能(導熱系數)影響很大,因此真空度要求在SPa以上。低溫液體貯槽制造過程中,外簡體與內筒的環形夾層中充填珠光砂后,抽真空要求真空度達到5Pa以上,處于這樣的真空度下,才能達到絕熱性能,即真空粉末絕熱。而貯槽抽真空的環境通常是在制造貯槽的當地環境下進行。因此與當地環境的氣候、濕度、溫度有關。通常一臺售出的貯槽要經過運輸、安裝、使用幾個階段,槽車經常處在露天運動中,因此外界環境的氣候變化會對夾層中處于真空狀態下的珠光砂造成一定的影響,特別是吸附在珠光砂多孔結構內的水分子隨環境變化不斷地脫附解吸出來,形成熱傳遞、熱輻射、氣體分子對流的三種形式的綜合作用,使貯槽的真空度不斷下降,絕熱性能降低,日蒸發率提高,在貯槽表面出現結霜和“冒汗”的漏冷現象(珠光砂充填不夠;減少和損失;密實度不夠等因素除外)。
  目前國外已采用較為先進的現場珠光砂膨脹,在低真空條件下自動充填,據知我國已有此技術并在實際中得到應用。
在夾層抽真空過程中,對殘氣含水量的監測極為重要,對水分的監測,實際上就是對真空度的監測。隨著低溫液體貯槽商業競爭的慘烈,對其質量的要求越來越高,貯槽制造中的人工充填方式,已不能滿足低溫液體貯槽的真空絕熱要求。一些資料表明,國內多家貯槽制造廠不同程度出現了真空抽不上去的情況,除泄漏外,夾層中的微量水分是最主要原因之一。某廠曾作過這方面的深入研究工作,他們采用四極質譜計對某臺貯槽進行真空殘氣監測,得出真空度抽不上去的原因并非夾層泄漏,而是夾層中的水蒸汽所致的結論。因此珠光砂中的微量水分已越來越引起生產制造廠家的極大注意,要求添置監測殘氣水分的儀器。過去僅憑貯槽外體加熱抽真空,殘存在珠光砂中的微量水分極難完全排除,反之過分的加熱還會造成外筒變形。
   夾層中的微量水分主要來自三個方面:簡體壁上吸附的水;空氣中的微量水分;珠光砂所含水分。疏松多孔體中吸附的水分,一旦貯槽進入抽真空的工藝階段,想要絕對排除密閉空間的水分是有一定困難,由于珠光砂的吸水性很強,在溫度較大的空氣環境下,在短時間內可增加200%一400%,含水量增加會導致絕熱性能很快下降。因此目前人工充填的散裝珠光砂必須采用真空包裝,我們常用的塑料袋包裝,并不能防止大氣環境中水分對珠光砂的影響。貯槽珠光砂絕熱層厚度不大,即珠光砂堆積厚度層薄,珠光砂的質量會直接影響貯糟的日蒸發率及放空損失,這與空分冷箱中的珠光砂堆積厚度大冷損小有所不同。
由于低溫液體貯槽利潤高,從設計到制造較空分設備簡單,設計與加工工藝容易,一般有壓力容器設計、制造的企業(包括集體、私營、個體經營戶企業)都可生產制造,因此形成了全國范圍內低溫液體貯槽生產制造迅速發展,造成貯槽質量各所不同,夾層抽真空也就成了關鍵技術之一,夾層空間抽真空的確是貯槽制造過程中保證質量的極重要的一環。當焊縫無質量問題時,真空度抽不上去,則要考慮夾層中珠光砂解吸脫附水分的影響,內筒外壁裝有硅膠吸附室,在低溫下用來吸附抽真空后殘余氣體,以保證真空度。因此變色硅膠色澤的改變由深蘭變為肉紅色,說明殘氣中仍存在不同程度的水分。上面已闡述過,珠光砂中的水分影響貯槽真空絕熱效能的原因,因此切勿小視存在珠光砂中的微量水分,脫除珠光砂中微量水分,是提高貯槽質量的一個極重要手段。
  低溫液體貯槽在氣體工業和航空航天的發展中已起到舉足輕重的作用.因此提高貯槽質量、降低日蒸發率及放空損失是貯槽最根本的要求在生產制造過程中,我們要努力提高脫除珠光砂中水分的工藝,保證貯槽真空度,以達到使用質量并防患未然
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