Заморожение или «потение» на внешней стороне резервуаров хранения

Заморожение или «потение» на внешней поверхности резервуаров является распространенным явлением, наблюдаемым в криогенных резервуарах, холодильных резервуарах и других низкотемпературных системах хранения жидкости. Хотя часто считается косметической, она может указывать на проблемы с тепловыми характеристиками и может повлиять на эффективность и безопасность изоляции.

1. Механизм замораживания и потения

Формирование мороза: Когда температура стенки резервуара падает ниже точки росы окружающего воздуха и ниже замерзания, водный пар конденсируется и замерзает на поверхности, образуя мороз. Это обычно происходит в криогенных резервуарах, хранящих жидкости, такие как СПГ, жидкий азот или жидкий кислород. Заморожение указывает на то, что тепло передается из окружающей среды в резервуар.

«Потение» (Конденсация): Если температура стенки резервуара выше 0 ° C, но ниже точки росы, водяной пар конденсируется в жидкие капли, давая вид «потения». Это обычно происходит в холодильных резервуарах, работающих выше замораживания, но при низких температурах.

2. Факторы, способствующие

Качество изоляции: плохая или поврежденная изоляция позволяет проникать больше тепла, снижая температуру внешней поверхности и способствуя конденсации или образованию мороза.

Влажность окружающей среды и температура: высокая относительная влажность и более холодный окружающий воздух увеличивают вероятность конденсации.

Температура поверхности резервуара: изменения температуры стены из-за тепловых мостов, сваров или локализованного охлаждения могут создать пятна, где происходит замораживание или потение.

Операционные факторы: Частые наполнения, выводы или испарения могут изменить температуру стены, вызывая временное замораживание или потение.

3. Последствия

Показатель тепловой производительности: Устойчивая маража может указывать на деградацию изоляции или потерю вакуума в двустенных резервуарах, что может увеличить скорость кипения.

Соображения по вопросам безопасности: накопление льда может увеличить скользкость поверхности и создать опасность для обслуживания. В экстремальных случаях неравномерный мороз может повлиять на распределение напряжения на опорах резервуара.

Техническое обслуживание и мониторинг: визуальная проверка мороза или конденсации может обеспечить раннее предупреждение о сбоях изоляции или других тепловых проблемах.

4. Меры по смягчению последствий

Техническое обслуживание изоляции: Обеспечение вакуумной целостности, ремонт поврежденной изоляции и замена деградированных материалов.

Контроль окружающей среды: снизить влажность окружающей среды вблизи резервуара, где это возможно, или использовать защитные покрытия для минимизации воздействия конденсации.

Операционные корректировки: постепенное наполнение и контролируемое управление паром могут помочь поддерживать стабильную температуру поверхности, уменьшая инциденты замораживания.

Заморожение или «потение» на внешней стороне резервуаров является в первую очередь результатом конденсации водного пара из-за низких температур стенки резервуара. Несмотря на то, что он часто безвреден, он служит показателем тепловых характеристик и состояния изоляции. Надлежащее обслуживание, проверка целостности изоляции и управление окружающей средой помогают смягчить эти последствия и поддерживать эффективность и безопасность резервуара.

Ссылки

EN 14620 - Проектирование и изготовление криогенных сосудов.

NFPA 55 - Кодекс сжатых газов и криогенных жидкостей.

Barron, R.F. (1999). Криогенные системы, 2-е издание. CRC Press.

Брэтт, Р. & Mort, P. (2015). Криогенная инженерия: 50 лет прогресса. Спрингер.

ISO 21014 - Криогенные сосуды - Руководящие принципы измерения температуры и давления.