Особенности защиты криогенного оборудования

Криогенная техника применяется для получения, транспортировки и использования газов в различных областях промышленности, медицины, сельского хозяйства, науки, энергетики, в спасательных работах. Большое значение имеет тепловая изоляция криогенного оборудования, так как ее эффективность напрямую связана с качеством и стабильностью работы всей установки.

Назначение и основные характеристики

Тепловая защита криогенного оборудования должна сохранять отрицательную температуру жидкого газа в течение длительного времени, не допуская воздействия окружающего тепла, тем самым, исключая испарение и повышение давления внутри емкости или трубопровода. Этот фактор обеспечивает работоспособность оборудования, непрерывность технологического процесса, экономию энергоресурсов и безопасность для обслуживающего персонала.

Тепловая изоляция криогенного оборудования применяется в воздухоразделительных установках для производства кислорода, газификационных установках для транспортировки, хранения и газификации сжиженного кислорода, хранилищах биопродуктов, криогенных цистернах. С ее помощью изолируют трубопроводы и распределительную арматуру криогенных кислородных установок, азотно кислородных установок.

Наиболее важными характеристиками для теплоизоляции являются

• уровень теплопроводности;
• стойкость к низким температурам;
• неизменность сохранения своих свойств, при цикличных перепадах температуры;
• пониженное влагопоглощение;

Температура при криогенных процессах часто опускается ниже 100°С и ее воздействие на материал теплоизоляции не менее разрушительно, чем влияние высокой температуры. Среди многочисленных видов теплоизоляции лишь некоторые материалы и их комбинации способны эффективно противостоять низкой температуре, выдерживать многочисленные температурные перепады при заполнении и опорожнении емкости сжиженным газом, не быть гигроскопичными и сохранять свои свойства на протяжении длительного времени.

Виды тепловой изоляции

Одним из часто применяемых теплоизоляционных материалов является вспученный перлит. Это алюмосиликатная вулканическая порода, которую подвергли резкому тепловому удару с температурой нагрева 1000-1100°С. В результате такого воздействия, возникают микровзрывы внутренней влаги, при этом начальный объем перлитного гравия увеличивается в 10-20 раз, а пористость достигает 40-90%. Этот показатель и определяет основные теплоизолирующие свойства материала.

Основным недостатком перлитной изоляции является хрупкость. Заполнение пространства между газовой емкостью и наружным кожухом при монтаже криогенного оборудования производится с помощью пневмотранспорта, что влечет за собой частичное измельчение материала с потерей пористости. Плотность засыпаемого слоя увеличивается, нарушается его однородность, снижается газопроницаемость и возрастает влажность.

Это приводит к снижению теплопроводных характеристик и увеличению риска возникновения аварийных ситуаций, особенно в случае частой смены такой изоляции. Несмотря на это, низкая стоимость перлита часто является определяющим фактором в его применении в качестве теплоизоляции для криогенных хранилищ, газификаторов холодных криогенных, цистерн.

Классические виды термоизоляции из базальтовой и шлаковой ваты, пенных наполнителей, легких порошков имеют ряд существенных недостатков и постепенно уступают позиции более прогрессивным видам материалов. Недостаточная низкая теплопроводность и высокая насыщаемость влагой приводят к разрушению изоляции, возникновению коррозии на внутренних стенках емкостей, нарушению работы и уменьшению срока эксплуатации криогенного оборудования.

ООО «Диоксид» является производителем криогенного оборудования и криогенной техники в Екатеринбурге.