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摘要：簡要說明低溫壓力容器夾層空間的構成，介紹了低溫產品夾層真空的指標性能及夾層除氣處理方法，并結合公司產品結構與特性開發新技術、新工藝，通過試驗證明該項目取得的成效，從而提高了產品真空質量，加快了產品制作效率。

關鍵詞：壓力容器；新技術；新工藝；真空質量；制作效率

引言

低溫液體運輸車、低溫貯罐、低溫罐箱是我公司的主要產品，其中低溫容器夾層真空效率是影響容器性能使用最重要的指標之一，因此夾層除氣處理是壓力容器非常關鍵的工序。目前，國內大多數壓力容器企業對夾層真空除氣處理工藝都較為復雜、保守且多樣化，制作周期長且效率低。如何提高產品質量，加快產品制作效率成了技術人員首要攻堅的難題？近年來，隨著自動化技術的快速發展，越來越多的機械制造業在對產品制作的工藝上融入了自動化控制技術，使復雜的制造工藝達到安全、可靠、穩定的運行水平，從而提高了企業經濟效益。為此技術人員結合產品結構與特點，一方面對現有工藝進行改進，另一方面成功將抽真空工藝融入到自動化控制系統，并通過產品試驗取得了非常好的成效，從而提高了產品質量和制作效率。

1罐體夾層基本結構

1.1夾層組成

夾層是由內容器與外殼之間形成的密閉空間，內容器為不銹鋼材料，外殼一般為碳鋼材料或不銹鋼材料。外殼上裝有抽真空閥門、測量夾層真空的規管和規管閥門、吸附劑裝置及防爆裝置。

1.2真空絕熱夾層

采用真空絕熱方式，真空絕熱是在夾層內部填充或不填充絕熱材料，并抽成真空的絕熱方式。絕熱材料一般為粉末、纖維紙、多層及多層內放置多屏等材料。

2夾層處理工藝

2.1處理目的

產品入烘箱后，采取內外加熱、熱氮氣循環置換和抽真空的方式給夾層空間進行除氣處理，經過處理后的產品，夾層真空度、漏放氣速率均符合GB/T18443—2010等標準要求。

2.2工藝流程

罐體套裝完后→入烘箱做內、外加熱→抽真空→熱氮氣循環置換（包含充氮、置換靜置）→夾層氦檢→抽高真空及內外加熱→高抽完成后出烘房→夾層漏放氣速率測量。

2.3配套設施

配套設施包括氮氣貯罐、氮氣加熱爐、抽真空機組（分低抽機組和高抽機組）、抽真空冷卻機組、低溫容器、燃燒器加熱系統、隔熱烘房等。

2.4夾層處理工藝

附圖低溫產品進入加熱烘房后，夾層除氣處理工藝流程附圖。

3研究置換技術方案

3.1以往置換方案

1）產品夾層按指定次數置換處理，不分容積大小。

2）規定每一次置換的時間，按時間控制各節點工序。

3）手動操作閥門、機組設備、充氮氣、加熱等環節。

4）抽真空、氮氣加熱機組按經驗、按時間操作啟動。

5）烘房底部采取電熱絲加熱產品外殼，未做內加熱。

3.2存在的問題

1）人工手動操作不方便；

2）易誤操作造成設備損壞；

3）產品夾層置換效果差、能耗高；

4）抽真空周期長、產品制作效率低；

5）人工投入量大。

3.3確定新方案

針對以上問題，技術人員通過查閱大量的資料，經過多次的生產試驗，提出了新的技術和工藝。具體如下：

1）由1臺主機電腦控制所有抽真空和加熱工序操作，顯示屏中設置參數控制每道工序的運行，顯示屏中可清晰看到工藝流程圖、工藝運行圖、數據采樣圖、運行曲線圖、故障報警表等圖像。

2）采用露點儀測量每一次置換的夾層氣體分子的干濕度數據，并將每一次置換結束后的真空度數據都進行延時采樣，結合每一次測量和采樣的數據適時調整置換時間和次數。

3）以置換次數的增加依次縮短抽真空時間，依次加長氮氣靜置時間，并將氮氣溫度控制到120～150℃以內。

4）采取2種置換方式：①以時間置換產品夾層；②以壓力值來置換產品夾層。2種方式可根據產品延時采樣值相互切換運行。

5）采取內外加熱方式，將電加熱改成天然氣加熱，利用風機將循環熱風送入烘房內部使罐體均勻受熱，并將烘房溫度由原先的100℃提高到150～180℃，內容器溫度控制在150～180℃。

4產品試驗

4.1選2臺產品做試驗

圖號為BDCU53D-13-262、BDCU53D-13-264。

4.2試驗條件

1）2臺產品試驗保持同步進行，選用同種材質完成套膽前的全部工序。

2）2臺產品漏率均＜1×10-9Pa•m3/s。

3）環境溫度為22℃，相對濕度67%，大氣壓為101.421kPa。

4.3數據處理

真空夾層漏放氣速率由式(1)計算：Q=(P1-P2)VK/t（1）式中：Q為低溫絕熱壓力容器漏放氣速率，Pa•m3/s；P1為容器封結時夾層真空度，Pa；P2為靜置時間t后的夾層真空度，Pa；t為靜止時間，s；V為管路真空夾層容積，m3；K為夾層容積的修正系數，真空絕熱容器K=1，真空多層絕熱管路K=0.9，真空粉末絕熱容器K=0.6。

4.4檢驗依據

GB18442—2011《低溫絕熱壓力容器》，GB18443.2—2010《低溫絕熱壓力容器試驗方法-真空度測量》，GB18443.4—2010《低溫絕熱壓力容器試驗方法-漏放氣率測量》。

4.5試驗結果

4.5.1產品效率

產品夾層置換時間由原來固定的120h降低到了72h，高抽時間由原來的30h降低到了24h；單臺產品能耗節約了4500元左右。

4.5.2產品質量

采取新方案處理的產品，夾層封結真空度和漏放氣速率明顯好于舊方案處理的產品。

5結語

通過該項目的開發和應用，提高了產品真空質量，加快了產品制作效率，減少了產品運行能耗，降低了產品制作成本，設備的安全操作性能得到了提高，抽真空工藝得到了簡化和規范。實現了對產品抽真空工序的自動化控制操作，尤其在無人在崗的情況下，依然可以安全、穩定、可靠的運行完成每一道工序，減少了人工投入量，為產品夾層抽真空工序取得了絕對優勢。

參考文獻

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作者：江偉 單位：江西制氧機有限公司