- 参数设计
根据储存介质(如液氧 – 183℃、液氮 – 196℃)确定设计温度、工作压力、容积,同时参照 GB/T 18442《固定式真空绝热深冷压力容器》等标准,完成罐体结构(内胆、外胆)、绝热层、安全附件的图纸设计。
- 材料筛选
- 内胆:选用低温韧性好的不锈钢(如 304L、316L),避免低温下脆裂;
- 外胆:选用碳钢(如 Q345R)或不锈钢,保证外部结构强度;
- 绝热材料:采用真空粉末绝热(如珠光砂)或多层缠绕绝热(如铝箔 + 玻璃纤维),降低冷损失;
- 焊接材料:选用与母材匹配的低温焊丝 / 焊条(如 ER308L),确保焊接接头低温性能达标。
- 板材切割:通过数控等离子或激光切割,将选定板材切割成符合内胆、外胆曲率的瓣片(圆筒段、封头);
- 成型加工:封头采用旋压或冲压成型,确保曲率均匀;圆筒段通过卷板机卷制成圆柱形,对接处预留焊接坡口;
- 焊接与探伤:内胆、外胆的纵缝(圆筒段对接)、环缝(圆筒与封头对接)采用氩弧焊(打底)+ 埋弧焊(填充),焊接后进行 100% 射线探伤(RT)或超声探伤(UT),排查焊接缺陷。
- 内胆预处理:内胆焊接完成后,进行脱脂、钝化处理(尤其储存氧化性介质如液氧时,防止油脂引发爆炸);
- 绝热层填充 / 缠绕:
- 真空粉末绝热:将内胆固定在外胆内部(通过支撑件隔离,避免冷热传导),在外胆与内胆间隙填充干燥珠光砂,填充后需振捣密实;
- 多层缠绕绝热:在了你外表面缠绕多层铝箔 + 玻璃纤维,每层之间预留微小间隙,减少辐射传热;
- 真空处理:对内外胆之间的夹层进行抽真空,最终真空度需达到 10⁻²~10⁻³Pa,并密封抽真空管,确保长期绝热效果。
- 安装低温专用阀门(如截止阀、安全阀)、压力表(需带低温隔离装置)、液位计(如磁翻板液位计,适配低温环境);
- 焊接进出液管、放空管、增压管等管路,管路与罐体接口采用氩弧焊,焊接后进行气密性试验(通入氮气,保压检测泄漏)。
- 低温性能测试
向内胆中充入少量低温介质(如液氮),静置 24~48 小时,检测夹层真空度变化、罐体表面温度分布(外胆表面无明显结霜),验证绝热性能是否达标。
- 强度与密封性试验
- 水压试验:对外胆进行水压试验(压力为设计压力的 1.25 倍),保压 30 分钟,检查外胆无变形、泄漏;
- 气密性试验:内胆通入氮气至工作压力,保压 24 小时,用氦质谱检漏仪检测所有焊接接头、阀门接口,泄漏率需符合标准要求(通常≤1×10⁻⁸Pa・m³/s)。
- 安全附件校验
安全阀、压力表送第三方机构校验,确保起跳压力、示值精度符合设计要求,校验合格后张贴合格标识。
- 外胆涂装:外胆表面除锈后,喷涂防锈漆 + 面漆(通常为银白色,减少阳光吸收),保证外观平整、无流挂;
- 出厂验收:整理设计图纸、材料报告、焊接探伤报告、检测报告等技术文件,进行最终出厂检验(外观、尺寸、附件完整性),合格后出具产品合格证,方可出厂。