真空凝華結(jié)霜現(xiàn)象科普-真空多層絕熱管道為何會結(jié)露、結(jié)冰

真空凝華結(jié)霜現(xiàn)象科普——真空多層絕熱管道為何會結(jié)露、結(jié)冰？真空多層絕熱管道是常用的液氫、液氧、液氮輸送設(shè)備，其絕熱性能的好壞影響管內(nèi)介質(zhì)的狀態(tài)。一、結(jié)露、結(jié)冰問題的具體描述對氧氮庫區(qū)到某塔架的DN150真空多層絕熱管道進(jìn)行液氮調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)部分真空多層絕熱管道存在不同程度的結(jié)露、局部結(jié)冰現(xiàn)象，問題管道數(shù)量18根，包括分子篩處、波紋管處局部結(jié)露管道數(shù)量6根，滿管結(jié)露數(shù)量10根，局部結(jié)冰管道數(shù)量2根。二、產(chǎn)生結(jié)露、結(jié)冰的主要原因針對結(jié)露、結(jié)冰問題，分析封口接頭密封泄漏或管道材料放氣至真空度過低可能是導(dǎo)致真空管道局部結(jié)露或全部結(jié)露的主要原因；管路短路可能是導(dǎo)致管路局部結(jié)冰的主要原因。1、分子篩、波紋管處結(jié)露問題的原因分析為了找出分子篩、波紋管處結(jié)露問題的原因，需要對封口接頭密封泄露的情況與管道材料放氣的情況進(jìn)行分析。（1）封口接頭密封泄漏情況分析封口接頭結(jié)構(gòu)不合理或插拔不當(dāng)都有可能造成封口接頭密封泄露。對現(xiàn)場局部結(jié)露管道的封口接頭進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，封口接頭設(shè)計(jì)完全按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，且對加工后的實(shí)物進(jìn)行氦檢漏復(fù)驗(yàn)，漏率完全符合設(shè)計(jì)要求，故封口接頭結(jié)構(gòu)不合理不是造成管道局部結(jié)露的主要原因。插拔過于頻繁容易造成封口接頭密封不完全，對現(xiàn)場問題管道的真空度進(jìn)行檢測，并根據(jù)國標(biāo)漏放氣速率測定方法反推出理論真空度的數(shù)值，發(fā)現(xiàn)管道靜態(tài)真空度比理論值僅存在少許偏差，若因?yàn)椴灏尾划?dāng)，真空夾層的真空度將明顯降低，故插拔不當(dāng)不是造成真空管道局部結(jié)露的主要原因。（2）管道材料放氣情況分析造成管道材料放氣的情況可能是由于真空管道內(nèi)、外管材放氣或絕熱層夾層內(nèi)材料放氣。真空管道管材放氣在夾層材料放氣中占重要比例，經(jīng)查找該批問題管道內(nèi)、外管的材質(zhì)放氣速率，可知隨著時(shí)間的增長，在經(jīng)過一個(gè)抽空周期（18天）后，管材的放氣速率接近于零，即放氣接近完全，故管材放氣不是主要因素。在生產(chǎn)工藝過程，絕熱層纏得越緊，內(nèi)管外壁和絕熱層外表面的壓差越大，抽空阻力增大，不利于抽空。為提高抽空效率，常常在保證工藝的前提下將抽氣時(shí)間縮短至原來的一半，較短的抽氣時(shí)間，使絕熱層內(nèi)表面及層間的氣體分子因夾層阻力滯留，未被抽出。當(dāng)溫度升高，絕熱層內(nèi)表面及夾層內(nèi)的氣體分子慢慢溢出，故造成夾層內(nèi)的真空度較理論計(jì)算值偏高。分子篩盒處未纏繞絕熱層、內(nèi)波紋管與外管內(nèi)壁間隔過小，傳熱能較管道其他部位大，故真空管道外表面結(jié)露時(shí)，首先發(fā)生在分子篩和波紋管處。因此，絕熱層材料放氣不完全是造成分子篩處、波紋管處結(jié)露的本質(zhì)原因。2、滿管結(jié)露問題定位及分析插拔過于頻繁容易造成封口接頭密封不完全，在內(nèi)、外壓差的作用下，會有大量的空氣分子進(jìn)入真空夾層，導(dǎo)致真空夾層真空度大幅度降低。對現(xiàn)場問題管道的真空度進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)管道靜態(tài)真空度遠(yuǎn)低于理論值，真空夾層的真空度明顯降低，故插拔不當(dāng)是造成滿管結(jié)露的主要原因。3、管道局部結(jié)冰問題定位及分析當(dāng)外管壁溫低于0℃達(dá)到凝固點(diǎn)以后就會發(fā)生管道結(jié)冰現(xiàn)象，引起結(jié)冰現(xiàn)象有兩方面原因：一、夾層真空度過高；二、夾層內(nèi)、外管短路。若夾層真空度過高為主因，則管道會出現(xiàn)全部結(jié)冰現(xiàn)象，與實(shí)際情況不符，可以排除。根據(jù)管道結(jié)冰的位置，對其進(jìn)行解剖，發(fā)現(xiàn)內(nèi)波紋管外套管與外管內(nèi)壁間隔較小，不足0.01m，且內(nèi)波紋管外套管邊緣處玻璃纖維布翹起，玻璃纖維絲伸長高度約0.05m，與外管內(nèi)壁連接。因此斷定結(jié)冰現(xiàn)象的主因是內(nèi)、外管短路。三、措施與建議針對管道結(jié)露現(xiàn)象，立即調(diào)用抽空設(shè)備進(jìn)行抽空，提高夾層真空度。針對局部結(jié)冰情況，對問題管道進(jìn)行更換。通過對發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行歸納整理，提出以下幾點(diǎn)建議：（1）對抽空工藝進(jìn)行深入研究，在提高抽