低溫液體真空管道（常用于液氮、液氧、液氬、液化天然氣等介質）的核心特點是高真空絕熱、極低工作溫度（-196℃~-20℃）、嚴格密封要求，其安裝技術需圍繞“真空度保持、冷收縮補償、密封防漏、絕熱防護”四大核心目標展開，遵循《低溫液體運輸設備真空絕熱管式容器》、《低溫液體貯運設備使用安全規(guī)則》等標準，具體步驟和技術要點如下：
一、安裝前準備工作
1.技術與人員準備
圖紙會審：確認管道的管徑、壁厚、真空夾層結構（如粉末絕熱、多層絕熱）、支架形式、膨脹節(jié)位置，明確低溫介質的特性（如液氧易燃易爆，需做好防火防爆措施）。
人員資質：安裝人員需具備壓力容器/壓力管道安裝資質，熟悉低溫真空管道的結構特點，掌握真空檢漏、低溫冷態(tài)試驗等專項技術。
技術交底：明確安裝流程、關鍵控制點（如焊接質量、真空度檢測）、安全注意事項（如低溫凍傷防護、液氧禁油）。
2.設備與材料檢驗
（1）管道本體檢驗
低溫真空管道為預制式真空絕熱管道（工廠預制夾層和絕熱層，現(xiàn)場僅需對接），到場后需逐根檢查：
外觀檢查：外護管無變形、劃傷、銹蝕；絕熱層密封處無破損；法蘭密封面平整、無劃痕；真空閥、接頭等附件完好。
真空度檢測：采用真空計測量夾層真空度，常溫下要求真空度≤10?¹Pa（粉末絕熱）或≤10?³Pa（多層絕熱），若真空度不達標，需聯(lián)系廠家重新抽真空。
氣密性試驗：對管道內筒（介質通道）進行氣密性試驗，試驗壓力為設計壓力的1.15倍，用肥皂水或氦質譜檢漏儀檢測，無泄漏為合格。
證件核查：核對產(chǎn)品合格證、真空度檢測報告、材質證明（內筒常用不銹鋼304/316L，外護管常用碳鋼或不銹鋼）。
（2）輔助材料準備
密封材料：選用低溫耐油橡膠墊片、金屬纏繞墊片（嚴禁使用含油石棉墊片，尤其是液氧管道），確保在低溫下不脆裂、不泄漏。
支架材料：采用滑動支架或低溫絕熱支架，避免管道冷收縮時產(chǎn)生過大應力；支架與管道之間需加裝聚四氟乙烯絕熱墊塊，阻斷冷橋。
其他材料：真空密封膠、低溫型膨脹節(jié)、氦氣（用于檢漏）、保溫膠帶等。
3.現(xiàn)場環(huán)境準備
場地要求：安裝場地平整、干燥、通風良好，遠離火源和熱源（如高溫管道、焊機），液氧/液氫管道安裝區(qū)需設置禁油標識和防火隔離帶。
溫度與濕度：環(huán)境溫度控制在5℃~35℃，相對濕度≤70%，避免潮濕空氣進入真空夾層影響絕熱效果。
吊裝設備：選用潔凈的吊具（如尼龍吊帶，禁止使用鋼絲繩直接接觸管道外護管），防止劃傷外護管。
二、核心安裝流程與技術要點
1.管道吊裝與對口
吊裝原則：輕吊輕放，避免管道彎曲變形；吊裝點設置在管道的加強圈或法蘭處，嚴禁直接吊真空夾層部位。
對口要求：
內筒對口同軸度偏差≤0.5mm/m，錯邊量≤壁厚的10%且≤1mm；
外護管對口偏差≤2mm，焊接后需保證外護管密封完好，防止空氣進入夾層；
對口間隙按焊接工藝評定確定，通常為2~4mm，嚴禁強行對口（避免產(chǎn)生附加應力）。
冷收縮補償：低溫管道在冷態(tài)下會產(chǎn)生顯著收縮（如不銹鋼管道溫度從20℃降至-196℃時，收縮率約為0.3%），安裝時需：
按設計要求預留冷收縮間隙，或安裝低溫型膨脹節(jié)（膨脹節(jié)需與管道同材質，且經(jīng)過低溫疲勞試驗）；
長距離管道需分段安裝，每段設置滑動支架，確保管道冷收縮時可自由位移。
2.焊接工藝（核心關鍵環(huán)節(jié)）
低溫真空管道的焊接分為內筒焊接和外護管焊接，兩者要求差異顯著：
焊接部位焊接要求技術要點
內筒（介質通道）①采用氬弧焊打底+氬弧焊蓋面（禁止使用焊條電弧焊，避免焊縫夾渣）；
②焊縫需100%無損檢測（RT射線檢測或UT超聲檢測），合格等級≥Ⅱ級；
③液氧/液氫管道焊接需嚴格禁油處理，焊槍、焊絲需用丙酮清洗，操作人員需穿無油手套和工作服1.焊接前對坡口及兩側20mm范圍進行脫脂、除銹，直至露出金屬光澤；
2.焊接過程中充氬氣保護（背面充氬），防止焊縫氧化；
3.焊絲選用與內筒同材質（如ER308、ER316L），且經(jīng)過低溫韌性試驗；
4.焊接環(huán)境需防風、防雨，風速＞2m/s時需設防風棚
外護管（夾層密封）①采用連續(xù)焊縫，確保密封性能；
②焊縫進行氣密性試驗，試驗壓力為0.1~0.2MPa；
③焊接后打磨焊縫，避免尖銳凸起劃傷絕熱層1.外護管焊接后需檢查焊縫無氣孔、裂紋；
2.若外護管焊接破壞了真空夾層的密封，需重新對夾層抽真空
3.真空夾層處理與檢漏
夾層絕熱填充（若為現(xiàn)場填充型）：
對于粉末絕熱管道，向夾層內填充珠光砂或氣凝膠，填充需密實，避免出現(xiàn)空洞；
對于多層絕熱管道，鋪設鋁箔+玻璃纖維多層絕熱材料，層間需平整，無褶皺。
真空抽氣：
通過管道預留的抽真空嘴連接真空泵組（分子泵+機械泵），對夾層進行抽真空；
抽真空過程中需對夾層加熱（加熱溫度≤80℃），去除夾層內的水分和氣體，直至達到設計真空度；
抽真空完成后，用真空密封閥關閉抽真空嘴，并進行密封焊接。
真空檢漏：采用氦質譜檢漏儀進行檢漏，向夾層內充入氦氣（壓力10?²Pa），檢測漏率≤10??Pa?m³/s為合格；若漏率超標，需逐段排查焊縫和密封處。
4.支架安裝與冷橋阻斷
低溫管道支架的核心要求是允許管道自由冷收縮，同時阻斷冷橋（防止冷量外泄）：
支架類型選擇：
長距離管道優(yōu)先采用滑動支架，支架與管道之間加裝聚四氟乙烯墊塊（導熱系數(shù)低），墊塊厚度≥10mm；
管道轉彎處或閥門處設置固定支架，固定支架需采用絕熱結構，避免管道冷收縮時位移過大；
嚴禁采用剛性支架直接固定管道，防止低溫下管道收縮產(chǎn)生塑性變形。
冷橋阻斷措施：
支架與外護管之間的絕熱墊塊需全覆蓋接觸，無間隙；
管道穿墻或穿樓板處，需加裝絕熱套管，套管與管道之間填充絕熱材料，外側密封，防止潮濕空氣進入。
5.閥門與附件安裝
閥門選型：采用低溫真空閥門（如球閥、截止閥），閥門需具備低溫密封性能，閥芯材質為不銹鋼，密封面為硬質合金；液氧管道閥門需經(jīng)過嚴格禁油處理。
安裝要求：
閥門安裝方向與介質流向一致，法蘭連接時螺栓均勻緊固（采用對角線緊固法），避免密封面受力不均；
閥門與管道之間的短管需預留冷收縮間隙，或安裝小型膨脹節(jié)；
壓力表、溫度計等儀表需選用低溫型，安裝在便于觀察和維護的位置，儀表與管道之間的連接管需做絕熱處理。
三、冷態(tài)試驗與系統(tǒng)調試
1.預冷試驗（核心驗證環(huán)節(jié)）
低溫管道安裝完成后，需進行預冷試驗，模擬實際低溫工況，檢查管道的密封性、冷收縮補償能力和絕熱效果：
預冷介質：采用液氮（安全、成本低），對于液氧管道，預冷后需用干燥空氣吹掃，去除殘留液氮。
試驗步驟：
緩慢向管道內充入液氮（初始充入速度≤0.1m³/h），讓管道逐步降溫，避免溫差過大導致管道開裂；
分段監(jiān)測管道溫度，當溫度降至-196℃時，穩(wěn)定保冷24~48小時；
監(jiān)測內容：①管道外護管表面溫度（正常情況下應接近環(huán)境溫度，若局部溫度過低，說明真空夾層漏真空或絕熱層破損）；②法蘭、閥門等密封處有無泄漏（用肥皂水或氦質譜檢漏儀檢測）；③膨脹節(jié)位移量是否在設計范圍內；④支架有無變形。
2.系統(tǒng)氣密性試驗
預冷試驗合格后，對管道系統(tǒng)進行氣密性試驗，試驗壓力為設計壓力的1.15倍，保壓時間≥24小時，壓力降≤0.5%為合格。
3.真空度復測
冷態(tài)試驗后，復測真空夾層的真空度，若真空度變化≤10%，則認為絕熱性能穩(wěn)定；若真空度下降明顯，需重新抽真空并檢漏。
四、安全與質量控制要點
1.安全防護措施
低溫凍傷防護：操作人員需穿戴防寒服、防凍手套、護目鏡，避免直接接觸低溫管道和液氮。
易燃易爆防護：液氧/液氫管道安裝區(qū)嚴禁煙火，禁止使用含油工具和材料，現(xiàn)場配備干粉滅火器和惰性氣體滅火系統(tǒng)；管道放空口需引至安全區(qū)域，防止低溫介質泄漏引發(fā)人員凍傷或火災。
窒息風險防護：液氮、液氬泄漏會汽化吸熱，導致局部氧氣濃度降低，安裝區(qū)域需設置氧氣濃度檢測儀，當氧氣濃度＜19.5%時，立即啟動通風系統(tǒng)并撤離人員。
2.質量控制關鍵點
焊接質量：內筒焊縫100%無損檢測，不合格焊縫需返修，返修次數(shù)≤2次；
真空度控制：夾層真空度需終身監(jiān)測，運行期間若真空度下降至設計值的50%，需重新抽真空；
冷收縮補償：膨脹節(jié)位移量需在設計范圍內，管道無明顯彎曲變形；
密封性能：法蘭、閥門等密封處無泄漏，預冷試驗和氣密性試驗均合格。
五、竣工驗收與運行維護
竣工驗收資料：需提供管道安裝記錄、焊接工藝評定報告、無損檢測報告、真空度檢測報告、預冷試驗報告、氣密性試驗報告等；
運行維護要點：
定期監(jiān)測真空夾層的真空度和外護管表面溫度；
每年對閥門、儀表進行校驗，確保其正常工作；
發(fā)現(xiàn)外護管破損或真空度下降時，及時停機處理，避免冷量大量損失或管道損壞。
總結
低溫液體真空管道的安裝技術核心是“工廠預制質量把控+現(xiàn)場精準對接+真空絕熱保障+冷態(tài)試驗驗證”，需嚴格控制焊接質量、真空度和冷收縮補償，同時做好安全防護措施。只有每一個環(huán)節(jié)都符合標準要求，才能確保管道在低溫工況下長期穩(wěn)定、安全運行。
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