真空绝热深冷设备性能检测技术与方法-沈铣

真空绝热深冷设备性能检测技术与方法沈铣2013-12-27国家石油钻采炼化设备质量监督检验中心内容2深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited1.深冷设备相应产品标准2.真空性能检测技术与方法3.绝热性能检测技术与方法4.数据采集与处理产品标准3深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited序号标准号标准名称发布日期实施日期1GB/T18443.2-2010真空绝热深冷设备性能试验方法第2部分：真空度测量2010-09-262011-02-012GB/T18443.3-2010真空绝热深冷设备性能试验方法第3部分：漏率测量2010-09-262011-02-013GB/T18443.4-2010真空绝热深冷设备性能试验方法第4部分：漏放气速率测量2010-09-262011-02-014GB/T18443.5-2010真空绝热深冷设备性能试验方法第5部分：静态蒸发率测量2010-09-262011-02-015GB/T18443.6-2010真空绝热深冷设备性能试验方法第6部分：漏热量测量2010-09-262011-02-01产品标准4深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited11GB/T18443.7-2010真空绝热深冷设备性能试验方法第7部分：维持时间测量2010-09-262011-02-0112GB/T18443.8-2010真空绝热深冷设备性能试验方法第8部分：容积测量2010-09-262011-02-0113GB150.1-2011压力容器附录B超压泄放装置2011-11-212012-03-0114GB/T18442.1-2011固定式真空绝热深冷压力容器第1部分：总则2011-11-212012-05-0115GB/T18442.2-2011固定式真空绝热深冷压力容器第2部分：材料2011-11-212012-05-0116GB/T18442.3-2011固定式真空绝热深冷压力容器第3部分：设计2011-11-212012-05-0117GB/T18442.4-2011固定式真空绝热深冷压力容器第4部分：制造2011-11-212012-05-0118GB/T18442.5-2011固定式真空绝热深冷压力容器第5部分：检验与试验2011-11-212012-05-0119GB/T18442.6-2011固定式真空绝热深冷压力容器第6部分：安全防护2011-11-212012-05-01产品标准5深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited23QJ2675.1-1994低温容器性能试验方法夹层真空度试验中国航天工业总公司提出，无归口单位中国航天工业总公司五院七○八所24QJ2675.2-1994低温容器性能试验方法放气速率试验中国航天工业总公司提出，无归口单位中国航天工业总公司五院七○八所25QJ2675.3-1994低温容器性能试验方法真空夹层漏率试验中国航天工业总公司提出，无归口单位中国航天工业总公司五院七○八所26QJ2675.4-1994低温容器性能试验方法日蒸发率试验中国航天工业总公司提出，无归口单位中国航天工业总公司五院七○八所28QJ2861-1996氦质谱检漏最小可检漏检验方法中国航天工业总公司提出，无归口单位中国航天工业总公司五院七○八所29QJ2862-1996压力容器焊缝氦质谱吸枪罩盒检漏方法中国航天工业总公司提出，无归口单位中国航天工业总公司五院七○八所30QJ3089-1999氦质谱正压检漏方法中国航天工业总公司提出，无归口单位中国航天工业总公司二一一厂深冷设备相关性能指标为：真空度、漏放气速率、漏率、静态蒸发率、漏热量以及维持时间。内容6深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited1.我国主要深冷设备法规及标准2.真空性能检测技术与方法3.绝热性能检测技术与方法4.数据采集与处理真空性能7深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited真空性能检测项目：真空度；漏放气速率；漏率。真空性能8深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited真空度是指真空绝热深冷设备中夹层空间的气体绝对压力，是真空绝热深冷设备低温性能的基础。真空度的测量分为直接测量法和间接测量法。直接测量法是指利用安装在被检件上的真空规管直接测量夹层的真空度。间接测量法是指在被检件上外接真空维持系统后测量夹层真空度。真空性能9深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited12345图1夹层真空度测量原理图（间接法）l一被检件；2一被检件真空阀；3一真空规管；4一抽气系统真空阀；5一真空机组真空性能10深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited真空度测量真空性能11深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited真空度数据处理间接法测量常温真空度间接法测量低温真空度当连通空间真空度P1低于1×10－2Pa时1110VPPPPVVVPPPTTP10110真空性能12深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited漏放气速率：漏放气速率是指真空夹层内总的漏率和放气速率之和，该速率的大小影响真空度破坏的速率。单位为帕立方米每秒（Pa·m3/s）。测量分为直接测量法和间接测量法。测量方法：计算真空夹层容积内单位时间内的真空度变化，其测量方法与真空度方法相似。真空性能13深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited直接测量法被检件真空阀处于关闭状态，内胆和外壳接近环境温度，且夹层压力相对稳定后，测量夹层初始真空度，同时开始记录数据。试验持续时间不小于2h且不超过72h，测量静置后的真空度。记录真空度P1(t)的时间间隔应不大于2h。真空性能14深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited漏放气速率数据处理直接测量法测漏放气速率间接测量法1测漏放气速率间接测量法2测漏放气速率KVttPQ10302VttPKVVttPQKVtPPQ'1'2VVPPPP0022'2真空性能15深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited漏率：漏率是指在规定条件下，一种特定气体通过漏孔的流量，它直接影响着真空绝热设备的真空度，漏气会破坏真空绝热深冷设备的真空度，从而影响真空绝热深冷设备的绝热性能。单位为帕立方米每秒（Pa·m3/s）。—无分流检测法：被检件夹层内压力较低、气体负荷满足检漏仪抽气能力的条件下，经漏孔进入被检件的氦气全部进入检漏仪并转化为输出信号。—分流检测法：被检件夹层内压力较高、气体负荷不能满足检漏仪抽气能力的条件下，为维持检漏仪的工作压力，需增加辅助泵进行辅助抽气。经漏孔进入被检件的氦气一部分被辅助泵抽走，另一部分进入检漏仪并在检漏仪内建立起氦平衡分压力，检漏仪给出该压力下的氦输出信号。真空性能16深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited检漏系统试验装置原理图1—氦气罩；2—被检件；3—被检件真空阀；4—标准漏孔；5—真空规管；6—检测阀；7—真空机组；8—检漏阀；9—氦质谱检漏仪；10—辅助泵；11—分流阀。1356728491011真空性能17深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited法国阿尔卡特AM142检漏仪德国普发检漏仪真空性能18深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited真空性能19深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited漏率测量流程：按测试原理图连接管仪器和被检件检测仪器有效最小可检漏率关闭检漏阀打开检漏阀打开被检件真空阀检测系统有效最小可检漏率检测被检件漏率被检件内容器、外氦罩冲入氦气（浓度≥10%）复验系统有效最小可检漏率（偏差≤50%，试验结束）内容20深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited1.我国主要深冷设备法规及标准2.真空性能检测技术与方法3.绝热性能检测技术与方法4.数据采集与处理绝热性能21深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited绝热性能检测项目：静态蒸发率；维持时间；漏热量。绝热性能22深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited静态蒸发率：测试蒸发率换算为标准环境状态下的蒸发率值，单位为百分比每天（%/d）。测试蒸发率：深冷储运设备在额定充满率下，静置达到热平衡后，24h内自然蒸发损失的深冷液体质量与内容器有效容积下深冷液体质量的百分比，单位为百分比每天（%/d）测试方法：——流量计法：采用气体质量流量计（或湿式气体流量计）测量单位时间内被检件中液体蒸发后通过质量流量计的气体质量流量，通过测出的气体质量流量计算测试蒸发率和静态蒸发率。——称重法：当被检件有效容积不大于5m3时，允许采用称重法测量。绝热性能23深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited气体质量流量计法试验装置原理图1-被检件；2-放空管阀；3-升温器；4-温度计；5-气体质量流量计绝热性能24深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited静态蒸发率测量-流量计法绝热性能25深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited静态蒸发率测量-称重法绝热性能26深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited静态蒸发率数据处理测试蒸发率采用湿式气体流量计测量时采用气体质量流量计测量时采用称重法测量时vg0l273.15100%0.101325qPVTm0l100%qVg0l100%qV绝热性能27深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited静态蒸发率数据处理静态蒸发率计算高真空多层绝热静态蒸发率粉末或纤维真空绝热静态蒸发率高真空绝热静态蒸发率s200fg12293.15ThhTT44s20044fg12293.15ThhTT44ss20044fg1212293.15293.150.70.3TThhTTTT绝热性能28深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited维持时间是指真空绝热深冷设备充灌至标准规定的初始充装量，从标准规定的起始条件开始，关闭设备各条管线，并开始记时，直至压力升高达到限压装置的动作压力为止，此过程所经历时间换算为标准环境状态下的时间。其是真空绝热深冷设备内部介质压力增大速率的反映。绝热性能29深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited测试维持时间：真空绝热深冷设备充装至本部分规定的初始充装量，从本部分规定的起始条件开始，关闭设备各条管线，并开始记时，直至压力升高达到限压装置的动作压力为止，此过程所经历时间，单位为小时（h）。测试维持时间换算为标准环境状态下的维持时间。测试方法：采用闭式系统测定，针对移动式低温容器绝热性能30深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited计算维持时间：由静态蒸发率求得被测试液体的平均损失率：计算装运液体的传热率计算标态维持时间（SHT）：αtlt243600100=VQVfgtgtcssαtctgtlt293293hvTqQTvvSHT=[（u2–u1）W]/3600qs绝热性能31深冷设备检测技术与方法LanpecTechnologiesLimited数据处理标态（标准环境