・36・2001・4 专用汽车 Special Purpo se V eh
icle
☆工艺・设备・材料☆
低温液体运输车罐体泄漏的检修工艺
余柏健 张权洲
(广东省石油化工专用设备公司开平机械厂 广东开平 529300)
[摘 要] 根据低温液体运输车罐体的结构和故障的特点, 通过真空粉末绝热夹层泄漏气体的分析和抽真空的速度等来判断罐体的泄漏, 再综合分析氦质谱仪检测的各种数据, 能准确地判断出漏点的位置, 并采取相应处理措施, 能大大地提高了低温液体罐车的检修效率。
关键词:低温液体运输车 压力罐 检修
中图分类号:TQ 05017; TQ 05113 文献标识码:B 文章编号:100420226(2001) 0420036203
1
低温液体运输车罐体结构
低温液体运输车罐体的一般结构如图1, 其主要是由以下四部分组成:罐体内容器, 罐内充装, 主要作用是c 1真空粉末绝热夹层, 减。d 1管路系统, 。
真空粉末绝热罐体的关键部位是粉末绝热层, 在真空粉末绝热罐体的制造过程中要严格控制并保持罐体夹层的真空度。真空度的高低直接影响罐体的绝热效果。在真空度降低到1313Pa 以下时, 真空粉末绝热层的热导率明显增大(见表1) 。
W ・(m ・k ) -1
图111真空粉末绝热夹层 21罐体外容器
31罐体内容器 41管路系统
表1 真空粉末绝热层的热导率
绝热材料
密度,
kg m 3
粒度, mm
(网目)
温度,
K
11013×105
2
真空度, Pa
11333×1042126×10-2
11333×1037126×10-3
11333×1022102×10-3
11333×1011172×10-3
11333×10011333×10-1160×10-3
1
珠光砂60～70粒状77～3102149×10-
2 低温液体运输车罐体的常见故障
由于真空粉末绝热低温罐结构的特殊性, 内容器没有人孔, 无法进入内容器检查, 虽然利用氦质谱仪对外容器的检漏是比较容易的, 但对内容器的检漏却相当困难, 那么, 如何对内容器进行泄漏检查呢? 笔者认为首先要根据图样的结构分析其可能产生泄漏的部位。有针对性地对各可能泄漏的部位分别重点检查和分析。即①对夹层的气体进行化学分析, 如果夹层的气体与内容器充装的介质的成份一致, 则可确定气体是从内容器或内管路中泄漏出来的。②对夹层抽真空检查, 如发现夹层真空度很快达到图样要求的真空度, 则说明夹层的气体是惰性气体, 是由内容器泄漏出来的, 因为如果是外容器泄漏则进入潮湿空气, 而潮湿空气接触绝热层产生不凝气体, 在真空状态下不断释放出来, 所以不可能在短时间内夹层的真空度达到图样的要求, 同时也说明
低温液体运输车罐体的主要故障有两方面:a 1真空粉末绝热夹层失去真空度, 主要原因是
内容器泄漏或外容器泄漏。泄漏的因素是多方面的,
其中在制造过程中存在的缺陷(微裂纹) , 在低温状态下和运输过程中产生振动或碰撞等致使微裂纹的扩展而导致泄漏, 此种现象比较常见。
b 1真空粉末绝热层的珠光砂下沉, 引起罐内夹
层顶部缺砂而露空, 使罐体顶部的绝热效果欠佳而致其顶部无砂部位外表冒汗挂霜。
出现上述两种情况后罐体的表现是, 罐内介质压力迅速升高, 安全阀频繁开启排放, 严重地影响了罐体的绝热效果和使用安全性能, 并大大地增加了生产运输成本。
3 真空粉末绝热夹层泄漏的检查和维修
余柏健等:低温液体运输车罐体泄漏的检修工艺・37・
位置, 并在此部位相对应的外容器开
是限液管与加强管之间的D 类角焊缝。4 绝热夹层珠光砂的补充
补充珠光砂必须满足以下几方面的要求:①补充合格并经干燥处理的珠光砂粉末。②不能让夹层的分子筛在补砂时吸收潮湿空气, 否则分子筛会失去吸附性能。③补砂后力求在短时间内将夹层的真空度抽至图样规定的要求。
下面就我厂以前和现在的两个补充珠光砂的工艺过程进行对比, 以便能充分说明补充珠光砂的工用。
41(见图2)
这是较小的泄漏。③若夹层的真空度难抽上去, 其可能性有两点:内容器严重泄漏或外容器微漏或严重泄漏。④对内容器抽真空, 真空度很快抽上, 且能保持其真空度, 则说明内容器无泄漏, 反之则说明内容器有泄漏, 但极小的泄漏需较长时间才能发现。⑤管路泄漏情况检查:对夹层抽真空, 对各管路分别充入氦气检查, 若氦质谱仪很快有反应, 则说明该管子或该管口相邻的部位出现泄漏现象。
用以上分析方法, 对一台1613m 3的低温液体运输车罐体进行了检漏。此运输车罐体待修时的现象是外容器结露出现水珠, 真空度检查>50Pa , 很快将其真空度抽至高于3Pa , 在厂停留一天因其真空度变化不大就误认为无泄漏而出厂, 但使用二个月后, 真空度再次下降到>50Pa , 我们初步认为该罐是属于微漏, 并按下列步骤进行了检查:①对夹层抽真空约5小时后, 其真空度已上升到≤3Pa 。按照此现象我们判断夹层的气体是由内容器泄漏的惰性气体, 若外容器泄漏则有潮湿空气进入夹层, 不可能在5小时内将其真空度由50Pa 抽至≤3Pa 。样的结构, , 的A 、B 类焊缝均经100%X 可能性比较小, 而D 表面着色探伤, , 出现漏点的可能性较大, 且D 类焊缝接管因管壁厚只有115～3mm , 而与接管对焊的加强管壁厚较大, 所以接管与加强管焊接时因不是等厚焊而很易产生焊缝缺陷(裂纹) , 从而易导致泄漏。③对夹层抽真空用氦质谱仪检漏, 分别将氦气由每个管口喷入罐内检漏, 且对每个管口检漏完后要将因检漏存在内容器的混合气体抽出, 即将内容器的真空压力抽至≤-0. 09M Pa 再向内容器置入新空气, 使对每根管口通入氦气检漏前内容器的气体均是空气, 减少罐内因混合气体对氦质谱仪检漏的干扰, 对每根管口喷入氦气后, 氦质谱仪出现的反应时间分别作分析记录, 见表2。由表2的记录结果分析可知, 反应时间反映出氦气所经过的路程不相等, 因限液口的反应时间最短, 说明漏点是在限液管内的可能性比较大, 且在D 类角焊缝的
表2 氦气检漏反应时间记录
管口反应时间(s )
下取压口
35
图2 改进前罐体结构
11真空水环泵 21真空阀 31罐体真空粉末夹层 41
分子筛吸附器 51耐高温球阀 61珠光砂罐 71电热炉
其工艺过程是:①先对珠光砂烘干8小时, 烘干温度控制在150℃～180℃。②开动真空水环泵将夹层的真空压力抽至-0107～-0109M Pa 将珠光砂吸入夹层。
因工艺不完善, 以致出现下列问题:①吸砂时吸入大量的潮湿空气进入夹层。②因吸入了潮湿空气, 导致补砂后对夹层抽真空的时间大大延长了, 以10
33
m ～20m 运输车罐体为例, 补砂后抽真空的时间
上取压口
35
下增下进出压口
45
液口
45
限液口
上进液口
45
气相管口
80
需10天以上, 耗时且耗电, 从而增加了检修成本。③在补砂的同时, 使分子筛吸收了大量的潮湿空气而失去了应有的吸附作用, 因此补砂后在抽真空期间必须要对分子筛进行再生, 且分子筛的再生温度要求≥840K , 为检修工作带来了更大的困难。412 改进后工艺流程(见图3)
改进后工艺流程:①对珠光砂粉末罐体通入150℃～
180℃的热空气将其珠光砂烘干8小时后再开动真空泵9将珠光砂罐以及抽砂管道抽真空, 当压力≤-01098M Pa 后置入干燥氮气至012M Pa 。这样在吸砂入夹层的过程中基本没(下转第39页)
10
可能性最大。④按图样的结构, 分析漏点在限液管的
宋喜秀:自卸车副车架裂缝的原因及预防措施・39・
自卸车车箱的容积为617m 3, 装载比重不小于114的货物, 只需装平, 车箱就难于举升了。213 离心力对支耳销套的作用
推力和重力是垂直力臂方向的分力, 形成了动力矩、阻力矩这一对反作用力, 同时又在力臂方向形成了两个离心力F T , F G (见图4)
。
图5
原因。此车型除装焦碳和烟煤外, 拉沙拉矿很容易超载。在产生裂缝的实例中, 载重都在11t 以上, 这从实践上证明了理论推断的正确性。不能超载的要求是对车主来说应是第一位的。其二, 倾卸时一般要先停车, 如果边开行边倾卸, 刹车时的惯性力与F B 叠加后, 副车架纵梁裂缝的产生会更快更严重。3 副车架纵梁裂缝的预防措施
图4
τττ
这两个力的合力F B =F T +F G , F B 的大小和方
τ
向是随着车箱的升降, 即Α和Χ的变化而变化的。
当载重超过913t 时, 车箱不能举起, 由于M 2
>M 1, 重力G 1产生的阻力矩将以A
轴为支点将车箱反转, 加上离心力F B 的作用, 支点B 将变成动点, 这时在销套内侧与最后一道U 型螺栓之间产生由下至上的裂缝也就不足为怪了(见图5) 。214 副车架纵梁产生裂缝的原因
从以上分析不难看出, 要避免或减小副车架纵梁产生裂缝, 除车主不能超载外, 生产厂家应在以下三个部位予以加固, 才能增加预防能力
:
a 1接的U 型螺栓。
b 1c 。
(收稿日期:2001210216)
(上接第29页) 发动机, (上接第37页) 有潮湿空气进入夹层, 而吸入夹层的
机上的取力器工作, 再经手动组合阀的推或拉控制液压油自齿轮泵至油缸的进或出, 使两油缸伸缩, 即实现了液压支腿的升降, 从而保证半挂车的正常摘挂。液压系统工作原理见图3。212 旋转式支腿结构原理
旋转式支腿左右各一只, 也为方箱型结构, 其具体结构见图4。
气体只是惰性气体。②因夹层和珠光砂罐体的氮气存在压力差(珠光砂罐内压力由外加氮气经过阀6补充) , 故在充砂过程中可利用此压力差将夹层的珠光砂充满、压实。③在补砂时向分子筛通入0102～0105M Pa 的氮气, 防止吸砂时有大量的湿空气进入夹层被分子筛吸附。
图3 改进后罐体结构
1、91真空泵 21罐体真空粉末夹层 31氮
气瓶 41分子筛吸附器 51阀门 61管道视镜 71管道 81加热炉 101珠光砂罐
图4 旋转式支腿结构
11固定板
21上固定端 31弹簧销41把手 51下旋转端 61铰链
该支腿下旋转端5可绕铰链6中销轴旋转, 旋
转至极限位置(如图两处) 均用弹簧销3固定。
(收稿日期:2001205228)
该工艺流程主要特点是补砂的过程不让潮湿空气进入夹层, 夹层的气体是惰性气体, 故补砂完毕后对夹层抽真空仅需约5小时即能使夹层的真空度达到图样规定的要求, 且因分子筛对惰性气体的吸附力很小, 不影响分子筛吸附性能, 因而补充后不需要
(收稿日期:2001208225) 对分子筛作再生处理。
・36・2001・4 专用汽车 Special Purpo se V eh
icle
☆工艺・设备・材料☆
低温液体运输车罐体泄漏的检修工艺
余柏健 张权洲
(广东省石油化工专用设备公司开平机械厂 广东开平 529300)
[摘 要] 根据低温液体运输车罐体的结构和故障的特点, 通过真空粉末绝热夹层泄漏气体的分析和抽真空的速度等来判断罐体的泄漏, 再综合分析氦质谱仪检测的各种数据, 能准确地判断出漏点的位置, 并采取相应处理措施, 能大大地提高了低温液体罐车的检修效率。
关键词:低温液体运输车 压力罐 检修
中图分类号:TQ 05017; TQ 05113 文献标识码:B 文章编号:100420226(2001) 0420036203
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低温液体运输车罐体结构
低温液体运输车罐体的一般结构如图1, 其主要是由以下四部分组成:罐体内容器, 罐内充装, 主要作用是c 1真空粉末绝热夹层, 减。d 1管路系统, 。
真空粉末绝热罐体的关键部位是粉末绝热层, 在真空粉末绝热罐体的制造过程中要严格控制并保持罐体夹层的真空度。真空度的高低直接影响罐体的绝热效果。在真空度降低到1313Pa 以下时, 真空粉末绝热层的热导率明显增大(见表1) 。
W ・(m ・k ) -1
图111真空粉末绝热夹层 21罐体外容器
31罐体内容器 41管路系统
表1 真空粉末绝热层的热导率
绝热材料
密度,
kg m 3
粒度, mm
(网目)
温度,
K
11013×105
2
真空度, Pa
11333×1042126×10-2
11333×1037126×10-3
11333×1022102×10-3
11333×1011172×10-3
11333×10011333×10-1160×10-3
1
珠光砂60～70粒状77～3102149×10-
2 低温液体运输车罐体的常见故障
由于真空粉末绝热低温罐结构的特殊性, 内容器没有人孔, 无法进入内容器检查, 虽然利用氦质谱仪对外容器的检漏是比较容易的, 但对内容器的检漏却相当困难, 那么, 如何对内容器进行泄漏检查呢? 笔者认为首先要根据图样的结构分析其可能产生泄漏的部位。有针对性地对各可能泄漏的部位分别重点检查和分析。即①对夹层的气体进行化学分析, 如果夹层的气体与内容器充装的介质的成份一致, 则可确定气体是从内容器或内管路中泄漏出来的。②对夹层抽真空检查, 如发现夹层真空度很快达到图样要求的真空度, 则说明夹层的气体是惰性气体, 是由内容器泄漏出来的, 因为如果是外容器泄漏则进入潮湿空气, 而潮湿空气接触绝热层产生不凝气体, 在真空状态下不断释放出来, 所以不可能在短时间内夹层的真空度达到图样的要求, 同时也说明
低温液体运输车罐体的主要故障有两方面:a 1真空粉末绝热夹层失去真空度, 主要原因是
内容器泄漏或外容器泄漏。泄漏的因素是多方面的,
其中在制造过程中存在的缺陷(微裂纹) , 在低温状态下和运输过程中产生振动或碰撞等致使微裂纹的扩展而导致泄漏, 此种现象比较常见。
b 1真空粉末绝热层的珠光砂下沉, 引起罐内夹
层顶部缺砂而露空, 使罐体顶部的绝热效果欠佳而致其顶部无砂部位外表冒汗挂霜。
出现上述两种情况后罐体的表现是, 罐内介质压力迅速升高, 安全阀频繁开启排放, 严重地影响了罐体的绝热效果和使用安全性能, 并大大地增加了生产运输成本。
3 真空粉末绝热夹层泄漏的检查和维修
余柏健等:低温液体运输车罐体泄漏的检修工艺・37・
位置, 并在此部位相对应的外容器开
是限液管与加强管之间的D 类角焊缝。4 绝热夹层珠光砂的补充
补充珠光砂必须满足以下几方面的要求:①补充合格并经干燥处理的珠光砂粉末。②不能让夹层的分子筛在补砂时吸收潮湿空气, 否则分子筛会失去吸附性能。③补砂后力求在短时间内将夹层的真空度抽至图样规定的要求。
下面就我厂以前和现在的两个补充珠光砂的工艺过程进行对比, 以便能充分说明补充珠光砂的工用。
41(见图2)
这是较小的泄漏。③若夹层的真空度难抽上去, 其可能性有两点:内容器严重泄漏或外容器微漏或严重泄漏。④对内容器抽真空, 真空度很快抽上, 且能保持其真空度, 则说明内容器无泄漏, 反之则说明内容器有泄漏, 但极小的泄漏需较长时间才能发现。⑤管路泄漏情况检查:对夹层抽真空, 对各管路分别充入氦气检查, 若氦质谱仪很快有反应, 则说明该管子或该管口相邻的部位出现泄漏现象。
用以上分析方法, 对一台1613m 3的低温液体运输车罐体进行了检漏。此运输车罐体待修时的现象是外容器结露出现水珠, 真空度检查>50Pa , 很快将其真空度抽至高于3Pa , 在厂停留一天因其真空度变化不大就误认为无泄漏而出厂, 但使用二个月后, 真空度再次下降到>50Pa , 我们初步认为该罐是属于微漏, 并按下列步骤进行了检查:①对夹层抽真空约5小时后, 其真空度已上升到≤3Pa 。按照此现象我们判断夹层的气体是由内容器泄漏的惰性气体, 若外容器泄漏则有潮湿空气进入夹层, 不可能在5小时内将其真空度由50Pa 抽至≤3Pa 。样的结构, , 的A 、B 类焊缝均经100%X 可能性比较小, 而D 表面着色探伤, , 出现漏点的可能性较大, 且D 类焊缝接管因管壁厚只有115～3mm , 而与接管对焊的加强管壁厚较大, 所以接管与加强管焊接时因不是等厚焊而很易产生焊缝缺陷(裂纹) , 从而易导致泄漏。③对夹层抽真空用氦质谱仪检漏, 分别将氦气由每个管口喷入罐内检漏, 且对每个管口检漏完后要将因检漏存在内容器的混合气体抽出, 即将内容器的真空压力抽至≤-0. 09M Pa 再向内容器置入新空气, 使对每根管口通入氦气检漏前内容器的气体均是空气, 减少罐内因混合气体对氦质谱仪检漏的干扰, 对每根管口喷入氦气后, 氦质谱仪出现的反应时间分别作分析记录, 见表2。由表2的记录结果分析可知, 反应时间反映出氦气所经过的路程不相等, 因限液口的反应时间最短, 说明漏点是在限液管内的可能性比较大, 且在D 类角焊缝的
表2 氦气检漏反应时间记录
管口反应时间(s )
下取压口
35
图2 改进前罐体结构
11真空水环泵 21真空阀 31罐体真空粉末夹层 41
分子筛吸附器 51耐高温球阀 61珠光砂罐 71电热炉
其工艺过程是:①先对珠光砂烘干8小时, 烘干温度控制在150℃～180℃。②开动真空水环泵将夹层的真空压力抽至-0107～-0109M Pa 将珠光砂吸入夹层。
因工艺不完善, 以致出现下列问题:①吸砂时吸入大量的潮湿空气进入夹层。②因吸入了潮湿空气, 导致补砂后对夹层抽真空的时间大大延长了, 以10
33
m ～20m 运输车罐体为例, 补砂后抽真空的时间
上取压口
35
下增下进出压口
45
液口
45
限液口
上进液口
45
气相管口
80
需10天以上, 耗时且耗电, 从而增加了检修成本。③在补砂的同时, 使分子筛吸收了大量的潮湿空气而失去了应有的吸附作用, 因此补砂后在抽真空期间必须要对分子筛进行再生, 且分子筛的再生温度要求≥840K , 为检修工作带来了更大的困难。412 改进后工艺流程(见图3)
改进后工艺流程:①对珠光砂粉末罐体通入150℃～
180℃的热空气将其珠光砂烘干8小时后再开动真空泵9将珠光砂罐以及抽砂管道抽真空, 当压力≤-01098M Pa 后置入干燥氮气至012M Pa 。这样在吸砂入夹层的过程中基本没(下转第39页)
10
可能性最大。④按图样的结构, 分析漏点在限液管的
宋喜秀:自卸车副车架裂缝的原因及预防措施・39・
自卸车车箱的容积为617m 3, 装载比重不小于114的货物, 只需装平, 车箱就难于举升了。213 离心力对支耳销套的作用
推力和重力是垂直力臂方向的分力, 形成了动力矩、阻力矩这一对反作用力, 同时又在力臂方向形成了两个离心力F T , F G (见图4)
。
图5
原因。此车型除装焦碳和烟煤外, 拉沙拉矿很容易超载。在产生裂缝的实例中, 载重都在11t 以上, 这从实践上证明了理论推断的正确性。不能超载的要求是对车主来说应是第一位的。其二, 倾卸时一般要先停车, 如果边开行边倾卸, 刹车时的惯性力与F B 叠加后, 副车架纵梁裂缝的产生会更快更严重。3 副车架纵梁裂缝的预防措施
图4
τττ
这两个力的合力F B =F T +F G , F B 的大小和方
τ
向是随着车箱的升降, 即Α和Χ的变化而变化的。
当载重超过913t 时, 车箱不能举起, 由于M 2
>M 1, 重力G 1产生的阻力矩将以A
轴为支点将车箱反转, 加上离心力F B 的作用, 支点B 将变成动点, 这时在销套内侧与最后一道U 型螺栓之间产生由下至上的裂缝也就不足为怪了(见图5) 。214 副车架纵梁产生裂缝的原因
从以上分析不难看出, 要避免或减小副车架纵梁产生裂缝, 除车主不能超载外, 生产厂家应在以下三个部位予以加固, 才能增加预防能力
:
a 1接的U 型螺栓。
b 1c 。
(收稿日期:2001210216)
(上接第29页) 发动机, (上接第37页) 有潮湿空气进入夹层, 而吸入夹层的
机上的取力器工作, 再经手动组合阀的推或拉控制液压油自齿轮泵至油缸的进或出, 使两油缸伸缩, 即实现了液压支腿的升降, 从而保证半挂车的正常摘挂。液压系统工作原理见图3。212 旋转式支腿结构原理
旋转式支腿左右各一只, 也为方箱型结构, 其具体结构见图4。
气体只是惰性气体。②因夹层和珠光砂罐体的氮气存在压力差(珠光砂罐内压力由外加氮气经过阀6补充) , 故在充砂过程中可利用此压力差将夹层的珠光砂充满、压实。③在补砂时向分子筛通入0102～0105M Pa 的氮气, 防止吸砂时有大量的湿空气进入夹层被分子筛吸附。
图3 改进后罐体结构
1、91真空泵 21罐体真空粉末夹层 31氮
气瓶 41分子筛吸附器 51阀门 61管道视镜 71管道 81加热炉 101珠光砂罐
图4 旋转式支腿结构
11固定板
21上固定端 31弹簧销41把手 51下旋转端 61铰链
该支腿下旋转端5可绕铰链6中销轴旋转, 旋
转至极限位置(如图两处) 均用弹簧销3固定。
(收稿日期:2001205228)
该工艺流程主要特点是补砂的过程不让潮湿空气进入夹层, 夹层的气体是惰性气体, 故补砂完毕后对夹层抽真空仅需约5小时即能使夹层的真空度达到图样规定的要求, 且因分子筛对惰性气体的吸附力很小, 不影响分子筛吸附性能, 因而补充后不需要
(收稿日期:2001208225) 对分子筛作再生处理。