液氮冷凍技術(shù)的應(yīng)用介紹 54

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(jìn)行編織或纏繞時(shí)，由于炎熱的夏季氣溫高，對(duì)化學(xué)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(qiáng)度不夠，造成膠管編織和纏繞時(shí)鋼絲勒入膠層內(nèi)現(xiàn)象，內(nèi)膠層受損，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。本文闡述了膠管在天氣炎熱時(shí)內(nèi)膠冷凍技術(shù)的應(yīng)用過程。 液氮罐

關(guān)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(shí)段。我廠生產(chǎn)膠管時(shí)先出膠管內(nèi)

徑，隨后在進(jìn)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(qiáng)度，在編織和纏繞時(shí)不會(huì)出現(xiàn)鋼絲勒管的現(xiàn)象，也就不

會(huì)出現(xiàn)搟膠、破損內(nèi)膠層的現(xiàn)象，避免出現(xiàn)

嚴(yán)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(qiáng)度降低，甚**在

編織纏繞時(shí)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(qiáng)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(qiáng)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(diǎn)，膠管出內(nèi)徑后先需要冷凍方可進(jìn)行編織或纏繞，此時(shí)，關(guān)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(yīng)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(qiáng)度，再次就是在冷凍時(shí)冷凍段無法封閉，不能對(duì)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(shí)就需要實(shí)際考慮。根據(jù)以上四種冷凍技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)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?yàn)槲覐S編織管每根可達(dá)到100米左右，在冷凍膠管時(shí)要求在冷凍段內(nèi)一直存有干冰，否則將無法達(dá)到長期冷凍效果，這就限制了干冰的應(yīng)用，同時(shí)干冰沸點(diǎn)比液氮沸點(diǎn)高，吸熱少，冷凍溫度低，在膠管編織或纏繞運(yùn)行中無法保證在短時(shí)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(jìn)行膠管內(nèi)徑冷凍。 

液氮冷凍技術(shù)，液氮沸點(diǎn)為-195.8℃，汽化后吸熱量大，使用時(shí)不需要封閉冷凍段空間，造價(jià)較低，且液氮價(jià)格與干冰價(jià)格相差不大，液化罐運(yùn)輸，較方便，冷凍時(shí)液氮汽化轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)猓渲幸旱袔缀醪淮嬖谟卸疚镔|(zhì)，因此在汽化后不會(huì)對(duì)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(jìn)行冷凍段的設(shè)計(jì)和實(shí)用檢驗(yàn)，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(shè)計(jì)冷凍段。以編織膠管為例，每根膠管可長達(dá)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(jìn)行冷凍試驗(yàn)，并進(jìn)行檢驗(yàn)，選用**佳方案。試驗(yàn)結(jié)果如表二： 

表二 

通過5組實(shí)驗(yàn)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(shí)膠管內(nèi)膠層硬度低于標(biāo)準(zhǔn)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(shí)，冷凍段鋼管長度為1.5米時(shí)，通入0.5MPa液氮，硬度符合標(biāo)準(zhǔn)，但是也出現(xiàn)少量的勒管、搟膠現(xiàn)象，同樣對(duì)質(zhì)量造成了一定的影響。 

⑶、通入液氮冷凍時(shí)，冷凍段鋼管長度為1.5米時(shí)，通入1.0MPa液氮，硬度符合標(biāo)準(zhǔn)，無勒管、搟膠現(xiàn)象。 

⑷、通入液氮冷凍時(shí)，冷凍段鋼管長度為2.0米時(shí)，通入0.5MPa液氮，硬度符合標(biāo)準(zhǔn)，無勒管、搟膠現(xiàn)象。 

⑸、通入液氮冷凍時(shí)，冷凍段鋼管長度為2.0米時(shí)，通入1.0MPa液氮，硬度符合標(biāo)準(zhǔn)，無勒管、搟膠現(xiàn)象。 

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，⑶、⑷、⑸組試驗(yàn)可以滿足正常生產(chǎn)需要。但是考慮實(shí)際應(yīng)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(yīng)用情況 

經(jīng)過對(duì)生產(chǎn)1萬米膠管進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果顯示該方案*可以滿足生產(chǎn)需要，不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題。同時(shí)，采用液氮冷凍技術(shù)后，未發(fā)現(xiàn)對(duì)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(jìn)行冷凍，兩端管口都進(jìn)行了海綿封閉，在兩端管口溢出的氣體溫度已經(jīng)不會(huì)對(duì)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(shí)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(shè)施拆卸方便，適合我廠生產(chǎn)長期使用。   液氮罐