Для транспортирования криопродуктов, таких как сжиженные газы – азот, кислород, аргон, гелий, водород и др. – применяются специальные криогенные трубопроводы. Основная сложность перекачки жидких газов связана с тем, что они имеют невысокую удельную теплоту парообразования и низкую температуру кипения. И чем ниже температура криопродукта, тем выше требования к теплоизоляции трубопровода. При переходе криопродукта в газообразное состояние помимо, собственно, потери жидкого продукта, появляется еще двухфазное течение внутри трубопровода, что приводит к понижению пропускной способности магистрали. Также при неправильном проектировании трубопровода возможно образование газовой пробки, что может привести к его полному закупориванию.
ООО «Завод промышленного машиностроения» является отечественным производителем криогенных трубопроводов и осуществляет полный цикл проектирования, разработки и изготовления криогенных трубопроводов с экранно-вакуумной изоляцией. Трубопроводы изготавливаются непосредственно на нашем производстве, в связи с чем возможны любые модификации конструкции и проверки со стороны заказчика, а также исполняем постановление Правительства Российской Федерации от 30.04.2020 № 616 «Об установлении запрета на допуск промышленных товаров, происходящих из иностранных государств, для целей осуществления закупок для государственных и муниципальных нужд, а также промышленных товаров, происходящих из иностранных государств, работ (услуг), выполняемых (оказываемых) иностранными лицами, для целей осуществления закупок для нужд обороны страны и безопасности государства». У нас вы можете купить криогенный трубопровод необходимой конфигурации и длины под любую задачу.
Основные виды изготавливаемых трубопроводов:
- Трубопроводы для жидкого азота.
Рассмотрим более подробно устройство криогенных трубопроводов.
На очень коротких участках криогенных трубопроводов для перекачки, например, жидкого азота допускается вовсе не применять изоляцию. Обычно это места приварки основного криогенного трубопровода к емкостям хранения, а также трубопроводы подачи криопродукта в атмосферные испарители и нагреватели. Там изоляция ни к чему, т. к. далее идет газификация криопродукта.
Для уменьшения теплопритоков к сжиженным газам применяются трубопроводы, которые обматываются изоляцией из вспененного эластомера (каучуки, полиуретан), либо еще более качественные трубопроводы с вакуумно-перлитной изоляцией. Но наиболее же совершенным является трубопровод с экранно-вакуумной изоляцией (называются также — трубопровод ЭВТИ или трубопровод ЭВИ, MLI-изоляция).
Криогенный трубопровод с экранно-вакуумной представляет собой конструкцию «труба в трубе» — труба меньшего диаметра герметично устанавливается в трубу большего диаметра, пространство между трубами вакуумируется. Для исключения провисания внутренней трубы она устанавливается на специальных теплоизолирующих опорах. Сжиженный газ подается по внутренней трубе, которая имеет необходимые гофрированные участки для компенсации температурных деформаций, т. к. под действием низких температур от криопродукта она сильно укорачивается. Далее на эту трубу определенным образом наматывается специальная экранно-вакуумная изоляция. В вакууме тепло распространяется только излучением, и эта многослойная экранно-вакуумная изоляция работает как отражатель инфракрасных тепловых потоков, приходящих от стенки внешней трубы. Межтрубное пространство вакуумируется и дегазируется чтобы устранить натекания и обеспечить стабильный уровень вакуума в течение длительного времени. Для поддержания требуемого уровня вакуума в течение жизненного цикла трубопровода на некоторых участках внутренней трубы устанавливаются поглотители из угольной ткани, которые при прокачке криопродукта захолаживаются и работают как криовакуумные насосы. Качественно сделанные трубопроводы не нуждаются в дополнительном вакуумировании полости в течение очень длительного времени.
Для перекачки криопродуктов на дальние расстояния обычно используют жесткие трубопроводы. Но также участки криогенного трубопровода могут быть изготовлены как гибкие сильфонные шланги – криогенные металл-рукава. Подобные гибкие криогенные металл-рукава используются, например, для подключения к заправщикам, монтажу трубопроводов в сложных условиях, где неудобно прокладывать жесткие участки и т.п.
Криогенная магистраль может собираться двумя способами – из готовых вакуумированных на заводе секций – так называемое «ампульное» или «капсульное» исполнение, либо полная сборка, очистка и вакуумирование трубопровода осуществляется на площадке заказчика. При возможности лучше всего выбирать сборку магистрали из секций, т.к. в заводских условиях проведение всех необходимых процедур удобнее, и непосредственно на площадке заказчика значительно сокращается время на проведение монтажных работ, но в то же время у такой конструкции есть минус – большее количество тепловых мостов – внешний и внутренний трубопровод соединяются через конус, который является местом непосредственной теплопередачи. И чем таких мостов меньше, тем меньше теплоприток к криопродукту. Целесообразность применения той или иной технологии изготовления трубопроводов необходимо оценивать при проектировании криогенной магистрали. Место соединения «капсульных» трубопроводов дополнительно покрывают либо изоляцией из вспененного эластомера, либо надевается герметичный кожух, который также вакуумируется.
