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Tanques de armazenamento criogênicos

O que são tanques de armazenamento criogênicos?

 

Os tanques de armazenamento criogênicos são recipientes especiais para armazenar líquidos criogênicos (como nitrogênio líquido, oxigênio líquido, argônio líquido, etc.). Esses líquidos criogênicos têm pontos de ebulição extremamente baixos, com ebulição de nitrogênio líquido a cerca de -196 grau, oxigênio líquido fervendo cerca de -183 grau e argônio líquido ebulindo cerca de -186}. O principal objetivo dos tanques de armazenamento criogênico é armazenar e transportar com segurança esses líquidos criogênicos em produção industrial, tratamento médico, pesquisa científica e outros campos.

 

Na indústria, o oxigênio líquido é frequentemente usado em processos como fundição de aço e reações de oxidação química; O nitrogênio líquido pode ser usado para tratamento de frio profundo de materiais metálicos, congelamento rápido de alimentos, etc.; O argônio líquido é usado principalmente como gás protetor na fabricação de soldagem e semicondutores. No campo médico, o nitrogênio líquido é usado para preservar amostras biológicas (como esperma, ovos, embriões) e crioterapia; O oxigênio líquido é usado em sistemas de suporte respiratório médico. Na pesquisa científica, os líquidos criogênicos fornecem o ambiente experimental necessário para pesquisas sobre supercondutividade, física de baixa temperatura, etc.

 
Características estruturais de tanques de armazenamento criogênicos

Forro

O revestimento é a parte que entra em contato diretamente com o líquido criogênico, geralmente feito de materiais como aço inoxidável (como 304L, 316L, etc.). Isso ocorre porque o aço inoxidável possui uma boa tenacidade de baixa temperatura, resistência à corrosão e condutividade térmica extremamente baixa. O design do revestimento deve garantir que ele possa suportar a pressão interna gerada pelo líquido criogênico e possui uma boa vedação para evitar vazamentos de líquido. Por exemplo, para um tanque de armazenamento de nitrogênio líquido, o revestimento precisa ser capaz de suportar a pressão gerada pela vaporização do nitrogênio líquido.

Concha

A concha protege principalmente o revestimento e isola. O material da concha pode ser aço carbono, aço inoxidável ou liga de alumínio, etc. Geralmente, existe um certo espaço entre a concha e o revestimento, que é usado para preencher materiais de isolamento ou definir uma camada de isolamento a vácuo.

Camada de isolamento

O isolamento é uma das principais tecnologias para tanques de armazenamento criogênico. Os métodos comuns de isolamento incluem isolamento a vácuo, isolamento em pó (como pérolita) e isolamento de várias camadas. O isolamento a vácuo é reduzir a transferência de calor, evacuando o espaço entre o revestimento e a concha; O isolamento em pó é usar a baixa condutividade térmica de materiais em pó (como pó de perlita) para isolamento; O isolamento de várias camadas é usar várias camadas de materiais de alta refletividade (como folha de alumínio) e materiais de espaçador de baixa condutividade térmica alternadamente, o que pode efetivamente reduzir a radiação e a transferência de calor da radiação.

Tubos e válvulas

Os tanques de armazenamento criogênicos estão equipados com sistemas de tubulação, como tubos de entrada líquida, tubos de saída líquida, tubos de ventilação e várias válvulas para controlar os líquidos dentro e fora de líquidos, a descarga de gases vaporizados e outras operações. Esses tubos e válvulas precisam ter uma boa tolerância e vedação de baixa temperatura para garantir a segurança e o uso normal. Por exemplo, as válvulas geralmente usam válvulas criogênicas especiais, e seus materiais de vedação podem manter um bom desempenho de vedação em ambientes de baixa temperatura.

Método de classificação

Classificação por meio de armazenamento

Ele pode ser dividido em tanques de armazenamento de nitrogênio líquido, tanques de armazenamento de oxigênio líquido, tanques de armazenamento de argônio líquido, etc. Meios diferentes têm requisitos diferentes para materiais de tanque de armazenamento e segurança devido a suas diferentes propriedades físicas e químicas. Por exemplo, o oxigênio líquido é combustível e os tanques que armazenam oxigênio líquido precisam tomar medidas especiais de prevenção de incêndio e explosão.

Classificação por volume

Existem pequenos tanques de armazenamento criogênicos de laboratório (geralmente com um volume de vários litros a dezenas de litros), tanques de armazenamento industrial e médico de médio porte (com um volume de centenas de litros a milhares de litros) e grandes tanques de armazenamento (com um volume de dezenas de milhares de litros ou ainda maiores). Pequenos tanques de armazenamento são usados ​​principalmente para experimentos de pesquisa científica e a preservação de pequenas quantidades de amostras; Os tanques de armazenamento de tamanho médio são adequados para hospitais, pequenas fábricas e outros lugares; Grandes tanques de armazenamento são usados ​​para produção e armazenamento industrial em larga escala.

Classificação por método de isolamento

Dividido em tanques de armazenamento isolados a vácuo, tanques de armazenamento isolados em pó e tanques de armazenamento isolados de várias camadas. Os tanques de armazenamento isolados a vácuo têm um bom desempenho de isolamento e são adequados para armazenamento a longo prazo e ocasiões de alta precisão; Os tanques de armazenamento isolados em pó têm custos relativamente baixos e são adequados para algumas situações em que os requisitos de isolamento não são particularmente altos; Os tanques de armazenamento isolados de várias camadas combinam um bom desempenho de isolamento e características estruturais compactas.

Precauções de segurança

 

 

Controle de pressão:Os líquidos criogênicos continuarão a vaporizar durante o armazenamento, fazendo com que a pressão no tanque aumente. Portanto, os tanques de armazenamento criogênicos precisam ser equipados com sistemas de controle de pressão, como válvulas de segurança, manômetros de pressão etc. A função da válvula de segurança deve abrir automaticamente quando a pressão no tanque exceder o valor definido, o gás de descarga e impedir que o tanque de armazenamento exploda. Os usuários precisam verificar regularmente a eficácia do sistema de controle de pressão para garantir sua operação normal.

 

Evite vazamento:O vazamento de líquidos criogênicos pode causar perigos como congelamento, asfixia e fogo (como vazamento de oxigênio líquido). Portanto, é essencial verificar a vedação do tanque de armazenamento. No uso diário, preste atenção para observar se há sinais de vazamento de líquido ou gás em tubos, válvulas e outras peças. Se o vazamento for encontrado, tome medidas imediatamente, como fechar válvulas relevantes, evacuar pessoal, etc., e notificar prontamente o pessoal de manutenção profissional para manutenção.

 

Manutenção de isolamento:Se o desempenho do isolamento do tanque de armazenamento diminuir, o líquido de baixa temperatura vaporizará mais rapidamente, aumentará a pressão no tanque e desperdiçará energia. Portanto, é necessário verificar regularmente a integridade da camada de isolamento, como se o grau de vácuo do tanque de armazenamento de isolamento a vácuo atende aos requisitos. Para tanques de armazenamento de isolamento de várias camadas, preste atenção para verificar se o material de isolamento está danificado ou desapegado.

 

Especificação de operação:Ao usar tanques de armazenamento de baixa temperatura para enchimento líquido, descarregamento, transporte e outras operações, ele deve ser realizado em estrita conformidade com os procedimentos operacionais. Por exemplo, ao preencher o líquido, a velocidade de enchimento deve ser controlada para evitar a pressão excessiva causada pela rápida vaporização do líquido; Durante o transporte, verifique se o tanque de armazenamento está firmemente fixado para evitar gorjetas e colisões.

 

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