液態(tài)氧作為一種深度冷凍的工業(yè)氣體(沸點-183℃),其在輸送過程中會使管道及附件溫度遠低于環(huán)境溫度,從而導(dǎo)致空氣中的水蒸氣在管道外壁凝結(jié)并迅速結(jié)冰。這種現(xiàn)象本身是不可避免的,但其背后的影響需要分為“正?,F(xiàn)象”與“危險信號”兩個層面來理解。
在絕熱性能良好的低溫管道中,外部結(jié)冰是系統(tǒng)正在輸送液態(tài)氧的直觀標(biāo)志。
位置固定、均勻: 結(jié)冰通常均勻分布在低溫液體流經(jīng)的管道、閥門和法蘭連接處。
程度可控: 在設(shè)計合理的系統(tǒng)中,結(jié)冰的厚度會穩(wěn)定在一定范圍內(nèi),不會無限增長。
在這種情況下,結(jié)冰本身對管道內(nèi)部的液態(tài)氧輸送并無直接影響,反而是系統(tǒng)正常運行的指示。
當(dāng)出現(xiàn)過度、不均勻或位置異常的結(jié)冰時,這往往是一個危險警報,預(yù)示著以下一個或多個嚴重問題:
真空失效,保溫性能喪失(對于真空絕熱管道)
巨大的安全風(fēng)險: 管道內(nèi)壓力急劇升高,可能觸發(fā)安全閥起跳或?qū)е鲁瑝猴L(fēng)險。
嚴重的經(jīng)濟損失: 液氧大量氣化,造成輸送效率驟降,使用端無法獲得足夠的液態(tài)介質(zhì)。
設(shè)備損壞: 持續(xù)的異常低溫可能凍傷管道支架或周邊設(shè)備。
這是最危險的情況之一。真空夾層是高端低溫管道的核心保溫設(shè)計。一旦真空度下降或喪失,外部熱量會大量侵入,導(dǎo)致液氧劇烈氣化,同時管道外壁會出現(xiàn)大面積、厚實的結(jié)冰,甚至“出汗”(凝結(jié)大量水珠)。
影響:
閥門內(nèi)漏或外部泄漏
安全隱患: 泄漏的液氧會使周圍材料變得脆硬,并與油脂等有機物形成爆炸性混合物。
能源浪費: 持續(xù)的泄漏導(dǎo)致介質(zhì)損耗。
如果閥門未能完全關(guān)閉或密封件失效,微量的液氧會持續(xù)泄漏并通過狹窄縫隙,在非主管道區(qū)域(如閥桿、法蘭密封面外)形成局部、尖銳的冰柱。
影響:
管道堵塞的征兆
在閥門或管道彎頭等易堵塞處,如果內(nèi)部存在雜質(zhì)(如水份、二氧化碳凝固形成的干冰),會造成流通不暢。堵塞點上游因流體停滯會結(jié)冰更厚,而下游則可能沒有結(jié)冰,形成明顯的結(jié)冰分界線。
影響: 導(dǎo)致流量下降甚至中斷,影響下游生產(chǎn)或供應(yīng)。
面對管道結(jié)冰,正確的應(yīng)對和管理至關(guān)重要。
日常檢查與區(qū)分:
允許的結(jié)冰: 均勻、穩(wěn)定地覆蓋在保溫層外部的薄冰。
必須處理的結(jié)冰: 局部冰柱、大面積厚冰、保溫層外表面“出汗”流水形成的冰層。
處理措施:
若懷疑真空失效,應(yīng)立即停用,并聯(lián)系專業(yè)人員進行真空檢測與修復(fù)。
若發(fā)現(xiàn)泄漏點,應(yīng)排空管道、恢復(fù)至常溫后,由專業(yè)人員更換密封件或維修閥門。
定期對管道系統(tǒng)進行保冷性能測試和泄漏檢查。
嚴禁暴力除冰! 嚴禁使用鐵錘、撬棍等硬物敲擊管道或閥門。低溫下的金屬材料脆性極高,極易因機械沖擊而破裂,引發(fā)災(zāi)難性事故。
安全除冰: 使用常溫空氣或氮氣吹掃結(jié)冰部位,讓其自然融化。這是最安全的方法。
根源處理:
總結(jié)
液態(tài)氧管道工作時結(jié)冰,本身是其超低溫特性的正常體現(xiàn)。然而,操作和維護人員必須具備“讀冰”的能力——將結(jié)冰的形態(tài)、位置和程度視為診斷系統(tǒng)健康狀況的重要指標(biāo)。 時刻警惕異常結(jié)冰所發(fā)出的預(yù)警,并遵循“禁止敲擊、安全融化、根治源頭”的原則,是確保液態(tài)氧輸送系統(tǒng)長期安全、穩(wěn)定、高效運行的關(guān)鍵。