液氮罐專題解說
目錄:
液氮是一種特殊的產業制成品,具有超低溫性、膨脹性、無嗅和無毒等特性。如今,液氮罐在精密產業、醫藥、食品等方面已廣泛應用。
1.動物精液的活性保存。
目前主要是用于牛、羊等優良種公畜以及珍惜動物的精液保存,以及遠距離的運輸。
2.生物樣本的活性保存。
在生物醫學領域內的疫苗、菌毒種、細胞以及人、動物的器官,都可以浸泡于液氮罐儲存的液氮中,長期活性保存。需要使用時,取出解凍復溫即可使用。
3.金屬材料的深冷處理。
利用液氮罐中儲存的液氮對金屬材料進行深冷處理,可以改變金屬材料的金相組織,顯著提高金屬材料的硬度、強度和耐磨性能。
4.精密零件的深冷裝配。
將精密零件經過液氮深冷處理后進行裝配,提高零件裝配質量,從而提高設備或儀器的整機性能。
5.醫療衛生行業的冷藏冷凍,醫療手術制冷
由于液氮溫度特別低(-196℃)而且無毒無副作用,醫療行業往往用液氮容器 內儲存的液氮作為制冷劑進行手術,治療或冷藏冷凍細胞、組織等。
6.美容領域。
主要用液氮的超低溫來處理皮膚表層。生長在面部、眼、口唇、耳鼻等處的血管瘤、疣、色素病等,如采用手術治療,疤痕往往是不可避免的后遺性缺陷, 而冷凍治療卻不會出現這些情況, 而且效果也比較理想。
液氮罐一般可分為液氮貯存罐、液氮運輸罐兩種。貯存罐主要用于室內液氮的靜置貯存,不宜在工作狀態下做遠距離運輸使用;液氮運輸罐為了滿足運輸的條件,做了專門的防震設計。其除可靜置貯存外,還可在充裝液氮狀態下,做運輸使用,但也應避免劇烈的碰撞和震動。
從構造上來講,液氮罐多為鋁合金或不銹鋼制造,分內外兩層。具體的構件如下:
1.外殼:液氮罐外面一層為外殼,其上部為罐口。
2.內槽:液氮罐內層中的空間稱為內槽,一般為耐腐蝕性的鋁合金,內槽的底部有底座,供固定提筒用,可將液氮及樣品儲存于內槽中。
3.夾層:夾層指罐內外兩層間的空隙.呈真空狀態。抽成真空的目的是為了增進罐體的絕熱性能,同時在夾層中裝有絕熱材料和吸附劑。
4.頸管:頸管通常是玻璃鋼材料,將內外兩層連接,并保持有一定的長度,在頸管的周圍和底部夾層裝有吸附劑。頂部的頸口設計特殊,其結構既要有孔隙能排出液氮蒸發出來的氮氣,以保證安全,又要有絕熱性能,以盡量減少液氮的氣化量。
5.蓋塞:蓋塞由絕熱性能良好的塑料制成,以阻止液氮的蒸發,同時固定提筒的手柄。
6.提桶:提筒置于罐內槽中,其中可以儲放細管。提筒的手柄掛于頸口上,用蓋塞固定住。
1.采用進口優質防銹鋁合金制造,產品質量輕。
2.產品內外殼采用旋壓技術形成,焊縫少,美觀性強,同時真空漏率得到保障。
3.可以按照用戶要求另配可帶鎖的防護蓋,以保證容器內儲存的食物樣品的安全。
4.可編號的提筒,方便辨認和獨立存取生物樣品。
5.高真空多層絕熱設計,具備良好的低溫絕熱性能,可將其儲存的液氮 (-196℃)的蒸發損失量降到低達,提供不低于8年的真空保證。
1.初次填充液氮,或液氮罐內部處于干燥狀態時、應[Cutting-edge行檢查、看罐外部有無凹陷或發生其他異常情況。罐內有無異物,底座是否確切固定好。這些情況都良好,則可開始充填液氮,并宜在通風良好的地點進行,一般可在室外進行。如在室內進行時,須打開門窗以保持良好的通風通氣狀態。液氮的充填一種是加壓注入法,是從大的液氮容器打開液閥接上撓性軟管,直接對液氮罐充填液氮。
另種是直接用漏斗澆注法,這要特別注意的是要使漏斗的端部稍離開頸管,使液氮蒸發的氣體能從漏斗與容器的間隙順利逸出,否則會使液體從漏斗溢出,不僅會增加_液氮損失,且會發生凍傷事故。充填液氮的速度要緩慢,先注入小量,然后稍停幾分鐘,使其冷卻再逐漸注足至規定容量。
2.取放貯精提斗時,應先將提斗略為提高,使斗底離開底座,再將提斗平行移至罐的中央,順其自然向上提,動作要從容迅捷,不可使用強力,以免扭彎或折斷把柄,取放提斗時還要注意避免碰擦頸管內壁,以免損壞頸管,手柄要放妥分度圈內,蓋好蓋塞以免多跑氮。
液氮減少到多少的時候才進行補充呢?一般而言液氮殘余量只夠使用一星期時,加以補充為好。要知補充容量,可將液氮罐放在秤上測重。一立升液氮重為0.8公斤加上罐的重量得出滿罐時的重量,減去現有秤重,就是應補充的的容量。為了簡便也可用一根細木棒,插入液氮內數秒鐘,將木棒迅速取出在空氣中搖晃幾下,插入液氮的部份因溫度低而結成白霜,很易容檢測罐內液氮的存量。
1.液氮罐要存放在通風良好的陰涼處,不要在太陽光下直曬。由于其制造精密及其固有特性,無論在使用或存放時,液氮罐均不準傾斜、橫放、倒置、堆壓、相互撞擊或與其他物件碰撞,要做到輕拿輕放并始終保持直立。
2.液氮罐在運輸過程中必須裝在木架內墊好軟墊,并固定好。罐與罐之間要用填充物隔開,防止顛簸撞擊,嚴防傾倒。裝卸車時要嚴防液氮罐碰擊,更不能在地上隨意拖拉,以免減少液氮罐的使用壽命。
1.故障現象:閥門處有泄漏現象,這是由于閥門的壓緊螺母密封不嚴造成的,
故障排除:用扳手把壓緊螺母擰緊。
2.故障現象:冰堵現象,一般情況下是在增壓盤管處發生,有時也會在排液管處發生,這是由于空氣中的水分進入容器后,沒有被充分排出,在低溫下凝結成了冰,堵塞了管道造成的。
故障排除:先從氮氣瓶往容器里充氮氣,把容器內部的壓力升到0.05MPa-0.09 MPa之間,將容器內部的液體介質排空;然后再用熱氮氣或干燥的熱空氣對冰堵的管道進行吹除,將冰吹化并排出,關閉所有閥門即可。
故障后果:1.凍傷2.窒息。
液氮罐閑置不用時,應用清水沖洗干凈,將水排凈,用鼓風機吹干,常溫下放置待用。首先把液氮罐內提筒取出,液氮移出,放置2—3天,待罐內溫度上升到0℃左右,再倒人30℃左右的溫水,用布擦洗。若發現個別融化物質粘在內膽底上,一定要細心洗刷干凈。然后再用清水沖洗數次,之后倒置液氮罐,放在室內安全不宜翻倒處,自然風干,或如前所述用鼓風機風干。注意在整個刷洗過程中,動作要輕慢,倒人水的溫度不可超過40℃,總重不要超過2kg為宜。
液氮罐在運輸過程中必須裝在木架內墊好軟墊,并固定好。罐與罐之間要用填充物隔開,防止顛簸撞擊,嚴防傾倒。裝卸車時要嚴防液氮罐碰擊,更不能在地上隨意拖拉,以免減少液氮罐的使用壽命。
液氮罐為了使用的方便,有以下幾種配件可供選擇:
1.外套:中、小型液罐為了攜帶方便,帶有人造革背包,它增加了產品的防磕碰保護,同時也便于用戶人工背運。
2.液氮罐手推車:該產品采用全不銹鋼制造,它的作用是轉運液氮罐,同時也可輔助人工傾倒容器中的液氮。利具有轉運和傾倒液氮容器安全可靠、節省操作者體能的優點。
3.托盤運輸車:該產品適用于較大容積(幾何容積大于30升)的液氮生物容器的轉運。使用時將液氮容器提起并且放入托盤運輸車的凹座上,便可推動液氮生物容器在室內靈活地移動。具有轉運液氮容器方便省力、安全可靠的特點。
4.自增壓式液氮泵:自增壓液氮罐還要用到自增壓式液氮泵。此裝置可以用于將自增壓液氮罐中的液氮補充到其他容器中的目的。具有操作方便可靠、排液過程中液氮的蒸發損失量低的特點
1.進液:
從進/排液閥進液,向液氮罐內充液時,請先開啟放空閥,將輸液的金屬軟管接在進/排液閥上,打開進/排液閥,即可以從進/排液閥加入液體介質,充液完畢后,關閉進/排液閥。
2.貯存:
當您用該液氮罐貯存液體介質時,請關閉進/排液閥和增壓閥,必須打開放空閥。
3.運輸:
當您用該液氮罐運輸液體介質時,各閥門的開關狀態應和貯存時的一樣,并請將包裝箱底座墊在容器座圈子下,用繩索將容器可靠地固定在汽車上。
4.輸液:
從液氮罐內輸出液體,請按下列步驟操作:
1.關放空閥;
2.開增壓閥;
3.觀察壓力表;
4.當壓力上升到0.05MPa(0.5kg/cm2)時,打開排液閥,即可以連續輸液。
液氮罐事故案例
2008年5月17日早7:45左右,某市照明電器有限責任公司的2名當班工人像往常一樣進進摩托燈具車間做生產前的預備工作,忽然車間內一臺YDZ-100型液氮容器罐在靜態下爆炸,2名工人被炸成重傷,經醫院搶救無效死亡。
該省特種設備檢查院及相關專家對爆炸容器殘骸進行現場檢驗時發現,內筒體表面縱向焊縫上存在一條長15mm穿透性缺陷,增壓管底部脫落口處有約5mm未焊透。專家根據現場檢驗結果做出認定,該液氮容器外筒體爆炸原因是內筒體液氮泄漏到夾層中,液氮在短時間內迅速氣化,導致夾層空間壓力升高。當壓力升高至夾套材料強度極限時,容器外筒體發生爆炸。(此案例的列舉主要是為了讓用戶在使用時千萬要謹慎)
三大造成事故主要因素
1.外界環境影響
①.高溫高壓
液氮是由空氣壓縮冷卻制成,氣化時能恢復為氮氣。每升液氮氣化,溫度上升15℃,體積膨脹約為180倍。當外部溫度壓力超出罐體應承受的冷卻溫度和壓力時就會發生爆炸。
②.碰撞震動
液氮容器罐體有專項防震設計,除靜置貯存外,還可在充裝狀態下運輸使用。但液氮罐體在受到劇烈碰撞和震動后,會引起保溫層或其他部件破損,外部環境會直接影響氣化物,造成爆炸。
③.密封透風不良
假如液氮使用和貯存環境透風不好,會引起室內氮氣和一氧化氮氣體含量濃度積聚不散,達到爆炸極限,從而引發爆炸。
2.質量因素
①.選材不當
液氮容器罐體一般采用純鋁箔和不銹鋼冷熱軋鋼板制作,假如這些主要材料的規格和質量不符合規范標準要求,達不到冷凍液氮的承受條件,則極有可能發生爆炸。
②.保溫差
液氮罐由內外雙膽組成,內膽外表纏繞著多層盡熱體,一旦反射材料與隔熱材料脫落,就會造成相鄰反射材料與外膽直接接觸,使內膽的液氮迅速膨脹氣化,直至發生爆炸。
③.閥門、儀表等附件陳舊老化
在長期使用過程中,假如對液氮罐的閥門、儀表等附件不留意經常檢驗和更換,一旦這些附件陳舊老化,就會造成溫度升高或液氮泄漏,發生爆炸。
3.人為因素
①.儲運不當
液氮罐貯存種類一般可分為貯存罐和運輸罐2種。貯存罐主要用于室內液氮的靜置貯存,不宜在工作狀態下作遠間隔運輸使用。
②.使用不當
長期使用的液氮罐,假如在使用操縱過程中未做定期維修檢查和保養,設備就會存在不安全隱患,可能造成爆炸事故。
在操縱液氮罐時,假如未將排氣閥打開或打開程度不夠,液氮經過長時間的自然蒸發后,內筒壓力升高。此時若沒有安全保護裝置,壓力持續升高,就有可能導致增壓管底部接管原有缺陷處開裂。一旦液氮滲漏到夾層空間后氣化,夾層壓力迅速升高,就會導致外筒體爆炸。
部分液氮罐操縱職員未經安全教育,僅憑師傅口頭傳授操縱技能后就上崗操縱,安全素質和技能較差,也輕易發生事故。
③.液氮泄漏
在內膽里的液氮長期不能正常排出,或者大量滲漏到夾層空間氣化,也有可能導致液氮容器發生爆炸。
安全控制措施
1.投進使用前檢查核對
液氮容器在投進使用前,應對其外觀、標志標識、產品合格證、使用說明書等進行檢查核對,容器的壓力儀表應定期送計量檢定機構檢驗,合格后才能使用。容器的安全閥、爆破片等安全裝置要保證完好,確保無異常情況后方可投進使用。
2.充填前檢查外殼有無缺陷
液氮罐在充填前,要檢查外殼有無凹陷,真空排氣口是否完好。若被碰壞,則真空度會降低,嚴重時進氣不能保溫,這樣罐體上部會結霜,液氮損耗大,失往繼續使用的價值。
3.使用過程中隨時檢查罐體的使用情況
在使用過程中,應隨時檢查罐體的使用情況。在罐內有液氮的條件下,假如發現罐體瓶蓋和上部有水珠或結霜情況,則說明罐體質量有題目,應立即停止使用。在罐體瓶蓋和上部出現無水珠或結霜現象時,用手觸摸外殼,感覺上部冷、下部熱,說明罐體質量有題目,即液氮日增損較大,應留意觀察,防止液氮耗損完后,造成所貯物質損壞,此時理想地停止使用;若上下溫度一致,說明罐體質量沒有題目。使用過程中要經常檢查;可以用肉眼觀測,也可以用手觸摸外殼,若發現外表掛霜,應停止使用。特別是頸管內壁附霜結冰時不宜用小刀等尖銳用具往刮,以防頸管內壁受損,造成真空不良。
4.留意存放液氮容器的方式
液氮罐要存放在透風良好的陰涼處,不能在太陽光下直曬。另外,無論在使用或存放時,液氮罐均不能傾斜、橫放、顛倒、堆壓、相互撞擊或與其他物件碰撞,要做到輕拿輕放,并始終保持豎立。
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