CN106949373A - 一种压力容器氮气置换方法及装置 - Google Patents

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辛辉
谢芬
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    • F17C1/12—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge with provision for thermal insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明涉及一种压力容器氮气置换方法及装置，以解决现有技术中工艺繁琐、难度大、耗时耗力的缺陷。包括以下步骤：1)根据压力容器容积、所需达到的含氧量指标，计算压力容器所需真空度，以及达到所需含氧量的充氮压力值；2)对压力容器进行抽真空处理，直至压力容器达到步骤1)中所需真空度，停止抽真空处理；3)对压力容器进行氮气增压处理，直至压力容器达到步骤1)中所需含氧量的充氮压力值，停止氮气增压处理；本发明结合抽真空法和加压置换法，利用抽气时间计算方法和玻意尔‑马略特定律，采用预抽处理后，再进行氮气充装，很大程度上将置换作业分成两个工序，每个工序的能力得到有效发挥，节约能源消耗，同时可大幅度提高置换成功率。

Description

一种压力容器氮气置换方法及装置
技术领域
本发明属于容器抽真空处理领域，尤其涉及一种压力容器氮气置换方法及装置。
背景技术
充装易燃、易爆介质的压力容器出厂前，须按要求进行氮气置换或者抽真空处理，指标合格后方可出厂。各种处理方法对资源的消耗，生产效率均有不同程度的影响。当前，抽真空法在实际生产过程中需要对真空系统进行氦质谱检漏等工艺，难度大，时间长。传统加压置换法存在反复置换，甚至存在置换4次、5次的现象，耗时耗力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种压力容器氮气置换方法及装置，用以解决现有技术中工艺繁琐、难度大、耗时耗力的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种压力容器氮气置换方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：
1)根据压力容器容积、所需达到的含氧量指标，计算压力容器所需真空度，以及达到所需含氧量的充氮压力值；
2)对压力容器进行抽真空处理，直至压力容器达到步骤1)中所需真空度，停止抽真空处理；
3)对压力容器进行氮气增压处理，直至压力容器达到步骤1)中所需含氧量的充氮压力值，停止氮气增压处理。
进一步的，还包括步骤4)：对压力容器内的气体进行含氧量检测及露点值检测，若含氧量检测及露点值检测未达标，泄压后重复步骤2)—步骤4)，直至含氧量检测及露点值检测达标。
本发明还提供一种压力容器氮气置换装置，其特殊之处在于：包括真空泵、真空规、氮气置换装置、压力传感器、含氧量检测仪、露点检测仪；所述真空泵与压力容器的气相阀连接，真空规设置在所述气相阀出口处，所述氮气置换装置与压力容器的液相阀连接，压力传感器设置在所述液相阀出口处，含氧量检测仪和露点检测仪分别与压力容器连接。
进一步的，所述真空泵与压力容器的气相阀之间设置有抽空用挡板阀，氮气置换装置与压力容器的液相阀之间设置有置换球阀。
进一步的，所述真空泵为罗茨-旋片泵机组。
进一步的，所述压力容器通过测量室分别与含氧量检测仪和露点检测仪连接。
进一步的，所述测量室上设置有泄压阀。
进一步的，所述测量室通过气相取样阀与压力容器连接。
本发明的有益效果是：本技术方案结合抽真空法和加压置换法，利用抽气时间计算方法和玻意尔-马略特定律，采用预抽处理后，再进行氮气充装，很大程度上将置换作业分成两个工序，每个工序的能力得到有效发挥，节约能源消耗，同时可大幅度提高置换成功率。通过理论分析，在配备2台真空机组的前提下可实现日产6辆的目标。大大提高了工作效率，且产品质量比较稳定。
附图说明
图1是实施例结构示意图。
图中：1-露点检测仪、2-含氧量检测仪、3-氮气置换装置、4-置换用球阀、5-罗茨-旋片泵机组、6-抽空用挡板阀、7-真空规与真空计连接电缆、8-气相阀、9-真空规、10-压力传感器、11-气相取样阀、12-液相阀、13-压力传感器与压力显示仪连接电缆、14-气相取样管、15-真空计、16-压力显示仪、17-测量室、18-泄压阀、19-压力容器。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明加以详细说明。
如图1所示，实施例提供一种压力容器氮气置换装置，罗茨-旋片泵机组5与压力容器19的气相阀8连接，真空规9设置在气相阀出口处，真空规与真空计15通过真空规与真空计连接电缆7连接，氮气置换装置3与压力容器的液相阀12连接，压力传感器10设置在液相阀出口处，压力传感器与压力显示仪16通过压力传感器与压力显示仪连接电缆13连接，罗茨-旋片泵机组与压力容器的气相阀之间设置有抽空用挡板阀6，氮气置换装置与压力容器的液相阀之间设置有置换球阀4，压力容器通过测量室17分别与含氧量检测仪2和露点检测仪1连接，测量室上设置有泄压阀18，测量室与压力容器通过气相取样管14连接，气相取样管上设置有气相取样阀11。
工作过程包括以下步骤：
1)根据压力容器容积、所需达到的含氧量，计算压力容器所需真空度，以及达到所需含氧量的充氮压力值；
其中，压力容器所需真空度(Pa)参考：
1.1)根据GB/T10478-20066.4条规定“罐体外压稳定性校核”的要求，罐体应不小于0.1MPa的外压进行刚度校核。
1.2)根据TSGR0005-2011《压力容器安全技术监察规程》4.10.2条规定“采用抽真空处理时，处理后的真空度不低于0.086MPa”。
1.3)根据TSGR0005-2011《压力容器安全技术监察规程》4.10.2条规定“采用氮气置换处理时，处理后含氧量小于3％，并保留0.05MPa～0.1MPa的余压”。
1.4)假设充氮至0.1MPa时氧气体积压缩至3％，氧气体积为21％时容器内的压力为0.01428MPa。
达到所需含氧量的充氮压力值(MPa)根据玻意尔-马略特定律即可。
2)对压力容器进行抽真空处理，直至压力容器达到步骤1)中所需真空度，停止抽真空处理；具体操作如下：
液相阀关闭→气相阀打开→旋片泵启动→抽空用挡板阀打开→罗茨泵启动→真空计显示气相阀口真空度
3)对压力容器进行氮气增压处理，直至压力容器达到步骤1)中所需含氧量的充氮压力值，停止氮气增压处理；具体操作如下：
气相阀关闭→抽空用挡板阀关闭→罗茨泵及旋片泵关闭→置换用球阀打开→液相阀打开→压力传感器测量液相阀口压力
4)对压力容器内的气体进行含氧量检测及露点值检测，若含氧量检测及露点值检测未达标，泄压后重复步骤2)-步骤4)，直至含氧量检测及露点值检测达标。具体操作如下：
液相阀关闭→置换用球阀关闭→气相阀取样阀打开→测量室内含氧量及露点检测→若达标，泄压阀泄压至0.05～0.1MPa后关闭，若不合格，泄压阀泄压至常压后关闭，重复步骤2)-步骤4)，直至含氧量检测及露点值检测达标。

Claims (8)

1.一种压力容器氮气置换方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)根据压力容器容积、所需达到的含氧量指标，计算压力容器所需真空度，以及达到所需含氧量的充氮压力值；
2)对压力容器进行抽真空处理，直至压力容器达到步骤1)中所需真空度，停止抽真空处理；
3)对压力容器进行氮气增压处理，直至压力容器达到步骤1)中所需含氧量的充氮压力值，停止氮气增压处理。
2.根据权利要求1所述的压力容器氮气置换方法，其特征在于：还包括步骤4)：对压力容器内的气体进行含氧量检测及露点值检测，若含氧量检测及露点值检测未达标，泄压后重复步骤2)—步骤4)，直至含氧量检测及露点值检测达标。
3.一种压力容器氮气置换装置，其特征在于：包括真空泵、真空规、氮气置换装置、压力传感器、含氧量检测仪、露点检测仪；所述真空泵与压力容器的气相阀连接，真空规设置在所述气相阀出口处，所述氮气置换装置与压力容器的液相阀连接，压力传感器设置在所述液相阀出口处，含氧量检测仪和露点检测仪分别与压力容器连接。
4.根据权利要求3所述的压力容器氮气置换装置，其特征在于：所述真空泵与压力容器的气相阀之间设置有抽空用挡板阀，氮气置换装置与压力容器的液相阀之间设置有置换球阀。
5.根据权利要求3或4所述的压力容器氮气置换装置，其特征在于：所述真空泵为罗茨-旋片泵机组。
6.根据权利要求5所述的压力容器氮气置换装置，其特征在于：所述压力容器通过测量室分别与含氧量检测仪和露点检测仪连接。
7.根据权利要求6所述的压力容器氮气置换装置，其特征在于：所述测量室上设置有泄压阀。
8.根据权利要求7所述的压力容器氮气置换装置，其特征在于：所述测量室通过气相取样阀与压力容器连接。
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