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液氮冷凍技術(shù)的應用介紹

時間:2019-08-07 15:40來源: 作者:班德液氮罐 點擊:
摘要  我廠生產(chǎn)的二層鋼絲編織膠管和四層鋼絲纏繞膠管在出內(nèi)徑后進行編織或纏繞時,由于炎熱的夏季氣溫高,對化學原料的使用及某些半成品的性能造成一定影響,出現(xiàn)內(nèi)徑膠層強度不夠,造成膠管編織和纏繞時鋼絲勒入膠層內(nèi)現(xiàn)象,內(nèi)膠層受損,嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量。本文闡述了膠管在天氣炎熱時內(nèi)膠冷凍技術(shù)的應用過程。 自增壓液氮罐
關鍵詞 氣溫 內(nèi)徑  液氮  冷凍  冷凍技術(shù) 
1  概述 每年5月**9月末,正是遼寧省一年內(nèi)
氣溫高的時段。我廠生產(chǎn)膠管時先出膠管內(nèi)
徑,隨后在進行編織或纏繞。由于膠管出內(nèi)
徑后,膠料存在一定的硬度和強度,在編織和纏繞時不會出現(xiàn)鋼絲勒管的現(xiàn)象,也就不
會出現(xiàn)搟膠、破損內(nèi)膠層的現(xiàn)象,避免出現(xiàn)
嚴重的質(zhì)量問題。然而,隨著天氣溫度的增高,內(nèi)膠層在高溫環(huán)境下強度降低,甚**在
編織纏繞時鋼絲勒透內(nèi)膠層,直接損壞內(nèi)膠層,產(chǎn)生不合格品。因此,為了解決在氣溫高的環(huán)境下影響正常生產(chǎn)的問題,我廠集中技術(shù)人員解決如何在氣溫高的狀態(tài)下提高內(nèi)膠強度的問題。經(jīng)過研究確定,冷凍膠管可提高膠管內(nèi)徑膠層強度和硬度,這就需要選擇有效、適用的冷凍技術(shù)。 
2  冷凍技術(shù)的選擇 
目前化工行業(yè)常用冷凍技術(shù)包括液氨冷凍、干冰冷凍、液氮冷凍及新興的真空冷凍等技術(shù)。其中,根據(jù)我廠產(chǎn)品特點,膠管出內(nèi)徑后先需要冷凍方可進行編織或纏繞,此時,關鍵的是冷凍段,它存在較高的要求。首先,由于膠管內(nèi)膠層為混煉膠,因此不能與冷凍技術(shù)發(fā)生反應或因此產(chǎn)生性能改變,其次,膠管在冷凍后表面不能存有大量水分,影響中膠層與內(nèi)膠層的粘合強度,再次就是在冷凍時冷凍段無法封閉,不能對環(huán)境和職工健康造成影響,且要考慮成本。因此,在選用冷凍技術(shù)時就需要實際考慮。根據(jù)以上四種冷凍技術(shù)的特點進行分析
(表一): 
 表一
單一根據(jù)表一的基本數(shù)據(jù)顯示,適合我廠做冷凍技術(shù)的有干冰冷凍和液氮冷凍。其中,干冰為固態(tài),因為我廠編織管每根可達到100米左右,在冷凍膠管時要求在冷凍段內(nèi)一直存有干冰,否則將無法達到長期冷凍效果,這就限制了干冰的應用,同時干冰沸點比液氮沸點高,吸熱少,冷凍溫度低,在膠管編織或纏繞運行中無法保證在短時間內(nèi)將膠管冷凍,經(jīng)過研究顯示,干冰冷凍技術(shù)不適宜我廠進行膠管內(nèi)徑冷凍。 
液氮冷凍技術(shù),液氮沸點為-195.8℃,汽化后吸熱量大,使用時不需要封閉冷凍段空間,造價較低,且液氮價格與干冰價格相差不大,液化罐運輸,較方便,冷凍時液氮汽化轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨猓渲幸旱袔缀醪淮嬖谟卸疚镔|(zhì),因此在汽化后不會對環(huán)境和職工的健康造成影響,具有較高的安全性。 
確定冷凍技術(shù)的類型后,進行冷凍段的設計和實用檢驗,選擇**佳冷凍方法。 
3  冷凍方案的選擇 
確定了采用液氮冷凍技術(shù),我廠開始設計冷凍段。以編織膠管為例,每根膠管可長達100米左右,為了提高冷凍效果,我們采用長的鋼鐵管道作為液氮流入、輸出膠管渠道,兩端管口使用海綿封堵,減少液氮的流失。確定冷卻段后,進行冷凍試驗,并進行檢驗,選用**佳方案。試驗結(jié)果如表二: 
表二 

通過5組實驗數(shù)據(jù)結(jié)果顯示: 
⑴、在天氣炎熱的情況下,未通液氮冷凍時膠管內(nèi)膠層硬度低于標準硬度,為不合格狀態(tài),易出現(xiàn)質(zhì)量問題。 
⑵、通入液氮冷凍時,冷凍段鋼管長度為1.5米時,通入0.5MPa液氮,硬度符合標準,但是也出現(xiàn)少量的勒管、搟膠現(xiàn)象,同樣對質(zhì)量造成了一定的影響。 
⑶、通入液氮冷凍時,冷凍段鋼管長度為1.5米時,通入1.0MPa液氮,硬度符合標準,無勒管、搟膠現(xiàn)象。 
⑷、通入液氮冷凍時,冷凍段鋼管長度為2.0米時,通入0.5MPa液氮,硬度符合標準,無勒管、搟膠現(xiàn)象。 
⑸、通入液氮冷凍時,冷凍段鋼管長度為2.0米時,通入1.0MPa液氮,硬度符合標準,無勒管、搟膠現(xiàn)象。 
根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)顯示,⑶、⑷、⑸組試驗可以滿足正常生產(chǎn)需要。但是考慮實際應用,在正常生產(chǎn)下盡量節(jié)約生產(chǎn)成本,因此需減少液氮通入量節(jié)約成本,則需選擇第四組方案。 
4  應用情況 
經(jīng)過對生產(chǎn)1萬米膠管進行檢驗,結(jié)果顯示該方案完全可以滿足生產(chǎn)需要,不會出現(xiàn)質(zhì)量問題。同時,采用液氮冷凍技術(shù)后,未發(fā)現(xiàn)對環(huán)境和職工的身體健康產(chǎn)生不利影響,在安全生產(chǎn)方面,由于液氮直接通入鋼管內(nèi)進行冷凍,兩端管口都進行了海綿封閉,在兩端管口溢出的氣體溫度已經(jīng)不會對人身造成凍傷的傷害。 
5  結(jié)束語 
液氮冷凍技術(shù)適合于天氣炎熱狀態(tài)時工作,在氣溫下降到能夠滿足正常生產(chǎn)后,可停止液氮冷凍,并且冷凍段設施拆卸方便,適合我廠生產(chǎn)長期使用。  自增壓液氮罐
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