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真空度的影响原因之一:珠光砂含水量
来源: 添加时间:2011-11-15

 

真空度的影响原因之一:珠光砂含水量
 
  珠光砂为珍珠岩在高温下脱除内部结晶水,膨胀形成疏松多孔结构体,利用其多孔结构的低密度绝热性能,可作为空分设备冷箱、低温液体贮槽的价廉物美的保冷绝热材料。
  由于珠光砂的多孔疏松结构,往往会导致其对气体和水分有较高的吸收性,含水量对珠光砂的绝热性能(导热系数)影响很大,因此真空度要求在SPa以上。低温液体贮槽制造过程中,外简体与内筒的环形夹层中充填珠光砂后,抽真空要求真空度达到5Pa以上,处于这样的真空度下,才能达到绝热性能,即真空粉末绝热。而贮槽抽真空的环境通常是在制造贮槽的当地环境下进行。因此与当地环境的气候、湿度、温度有关。通常一台售出的贮槽要经过运输、安装、使用几个阶段,槽车经常处在露天运动中,因此外界环境的气候变化会对夹层中处于真空状态下的珠光砂造成一定的影响,特别是吸附在珠光砂多孔结构内的水分子随环境变化不断地脱附解吸出来,形成热传递、热辐射、气体分子对流的三种形式的综合作用,使贮槽的真空度不断下降,绝热性能降低,日蒸发率提高,在贮槽表面出现结霜和“冒汗”的漏冷现象(珠光砂充填不够;减少和损失;密实度不够等因素除外)。
  目前国外已采用较为先进的现场珠光砂膨胀,在低真空条件下自动充填,据知我国已有此技术并在实际中得到应用。
在夹层抽真空过程中,对残气含水量的监测极为重要,对水分的监测,实际上就是对真空度的监测。随着低温液体贮槽商业竞争的惨烈,对其质量的要求越来越高,贮槽制造中的人工充填方式,已不能满足低温液体贮槽的真空绝热要求。一些资料表明,国内多家贮槽制造厂不同程度出现了真空抽不上去的情况,除泄漏外,夹层中的微量水分是最主要原因之一。某厂曾作过这方面的深入研究工作,他们采用四极质谱计对某台贮槽进行真空残气监测,得出真空度抽不上去的原因并非夹层泄漏,而是夹层中的水蒸汽所致的结论。因此珠光砂中的微量水分已越来越引起生产制造厂家的极大注意,要求添置监测残气水分的仪器。过去仅凭贮槽外体加热抽真空,残存在珠光砂中的微量水分极难完全排除,反之过分的加热还会造成外筒变形。
   夹层中的微量水分主要来自三个方面:简体壁上吸附的水;空气中的微量水分;珠光砂所含水分。疏松多孔体中吸附的水分,一旦贮槽进入抽真空的工艺阶段,想要绝对排除密闭空间的水分是有一定困难,由于珠光砂的吸水性很强,在温度较大的空气环境下,在短时间内可增加200%一400%,含水量增加会导致绝热性能很快下降。因此目前人工充填的散装珠光砂必须采用真空包装,我们常用的塑料袋包装,并不能防止大气环境中水分对珠光砂的影响。贮槽珠光砂绝热层厚度不大,即珠光砂堆积厚度层薄,珠光砂的质量会直接影响贮糟的日蒸发率及放空损失,这与空分冷箱中的珠光砂堆积厚度大冷损小有所不同。
由于低温液体贮槽利润高,从设计到制造较空分设备简单,设计与加工工艺容易,一般有压力容器设计、制造的企业(包括集体、私营、个体经营户企业)都可生产制造,因此形成了全国范围内低温液体贮槽生产制造迅速发展,造成贮槽质量各所不同,夹层抽真空也就成了关键技术之一,夹层空间抽真空的确是贮槽制造过程中保证质量的极重要的一环。当焊缝无质量问题时,真空度抽不上去,则要考虑夹层中珠光砂解吸脱附水分的影响,内筒外壁装有硅胶吸附室,在低温下用来吸附抽真空后残余气体,以保证真空度。因此变色硅胶色泽的改变由深兰变为肉红色,说明残气中仍存在不同程度的水分。上面已阐述过,珠光砂中的水分影响贮槽真空绝热效能的原因,因此切勿小视存在珠光砂中的微量水分,脱除珠光砂中微量水分,是提高贮槽质量的一个极重要手段。
  低温液体贮槽在气体工业和航空航天的发展中已起到举足轻重的作用.因此提高贮槽质量、降低日蒸发率及放空损失是贮槽最根本的要求在生产制造过程中,我们要努力提高脱除珠光砂中水分的工艺,保证贮槽真空度,以达到使用质量并防患未然
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