CN113390920B - 一种绝热材料性能检验方法 - Google Patents
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Abstract
一种绝热材料性能检验装置及检验方法，属于低温容器及设备领域。它包括震动平台和置于震动平台上的检测筒体，在所述检测筒体内设有一个外表面用于缠绕待检验绝热材料的内容器，内容器内设有用于充装模拟不同工况的介质的腔室；检测筒体上设有内容器的腔室相通的介质进口和介质出口，检测筒体上设有与检测筒体的内腔相通的氮气置换口、真空度检测口和抽真空口；该检验方法包括检验绝热纸材料性能的操作流程、绝热纸材料在不同温度下的检验方法和绝热纸材料在不同状态下的检验方法。本装置可以绝热材料的放气速率、静态蒸发率等性能检验，解决了使用单位对绝热材料进行来料检验时，只能检验其外观及包装，无法检验其性能的问题。
Description
技术领域
本发明涉及低温容器及设备领域，尤其是一种绝热材料性能检验方法。
背景技术
低温设备行业容器一般为2层或多层结构，其分隔间隙往往使用真空粉末绝热或高真空多层绝热结构。高真空多层绝热材料常见为绝热纸、绝热被等，其放气速率、静态蒸率等性能的好坏对低温容器的真空度、维持时间等绝热性能有着重要影响，目前国家GB/T31480（深冷容器用高真空多层绝热材料）标准要求，放气速率不大于8×10﹣7 Pa·m³/s·g。
目前使用单位对绝热材料进行来料检验时，只能检验其外观及包装情况，无法检验其性能，其性能是否符合相关标准要求仅凭供应商提供的合格证。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足提供一种能够检验绝热材料放气速率、维持时间等性能的绝热材料性能检验装置及检验方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种绝热材料性能检验装置，其特点是，包括震动平台和置于震动平台上的检测筒体，在所述检测筒体内设有一个外表面用于缠绕待检验绝热材料的内容器，所述内容器通过吊带悬挂于检测筒体的内腔中，内容器内设有用于充装模拟不同工况的介质的腔室；
检测筒体上设有介质进口和介质出口，介质进口和介质出口通过软管与内容器的腔室相通；
检测筒体上设有与检测筒体的内腔相通的氮气置换口、真空度检测口、复合真空计接口和抽真空口；
检测筒体上设有与用于检测内容器的腔室温度和压力的温度传感器和压力传感器。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述检测筒体的顶部设有通过紧固装置与检测筒体连接的端盖，所述介质进口、介质出口、温度传感器和压力传感器均设置在端盖的顶部。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述端盖上还设有可以观测内腔内部情况的视镜和吊耳，所述内容器通过与吊耳连接的吊带悬挂于检测筒体内。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述检测筒体上设有与检测筒体的内腔相通的预留接口，所述预留接口处设有阀门。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述检测筒体的底部设有底盖，所述底盖的底部中心处设有一个排污口，底盖与震动平台之间还设有支撑杆。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现所述介质进口、介质出口、氮气置换口、真空度检测口、复合真空计接口和抽真空口处分别设有阀门。
一种应用绝热材料性能检验装置对绝热材料进行检测的检验方法，其特点是：
包括如下操作流程：
S1取样：将绝热材料按照设定尺寸取样，精确到0.001g；
S2烘干：试样在105±5℃下烘干24h；
S3放置：将检测筒体打开，将绝热材料使用玻璃纤维带捆扎在内容器外壁上，做好检测筒体的密封和紧固；
S4连接：将真空机组、氦质谱检漏仪、介质管路、复合真空计、氮气置换管路与对应接口进行连接，确保管路内无杂物，所有阀门处于关闭状态；
S5充液：打开介质入口阀门，充装试验介质后关闭阀门；
S6工作：准备工作完成后，启动真空机组并打开对应阀门对内腔进行抽真空作业，
内腔压力小于检漏仪允许的最高压力后，开启氦质谱仪对系统进行检漏，要求系统漏率≤1.0×10﹣9 Pa·m³/s；漏率满足要求后，内腔及样品漏放气速率试验按照：GB/T31480标准附录B要求进行；
试样的放气速率试验应重复进行5次，取剔除了最大和最小2个结果后的3次试验结果的平均值作为最终结果；
包括如下不同温度下的检验方法：
一、超低温测试：模拟-196℃超低温工况时，打开介质入口阀门充装液氮，充装完成后关闭入口阀门，观察并记录内容器腔室的温度和压力；
二、低温测试：模拟-20℃、-40℃或-80℃低温工况时，将介质入口接入压缩机或其他制冷系统，使其温度保持试验周期需要的范围内，观察并记录内容器腔室的温度和压力；
三、常温测试：模拟常温工况时，无须充装任何介质，观察并记录内容器腔室的温度和压力；
四、高温测试：模拟50℃高温工况时，将介质入口及出口接入热风/热油管道，使其温度保持在试验周期的范围内，观察并记录内容器腔室的温度和压力；
包括如下不同状态下的检验方法：
静态：模拟静态工况时，关闭震动平台，且保持装置附近无振动源；
动态：模拟动态工况时，开启震动平台，且保持震动频率在设定范围内；
与现有技术相比，本装置设有筒体、用于外表面缠绕绝热纸材料的内容器和充装介质的腔室，本发明的有益效果是可以对绝热纸、绝热被等绝热材料的放气速率、静态蒸发率等性能检验，解决了使用单位对绝热材料进行来料检验时，只能检验其外观及包装情况，无法检验其性能的问题；还可以满足不同温度和不同状态下的模拟试验，也可以满足对不同品牌的绝热材料性能的比较，提高了检验装置的实用性。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图；
图中：1.视镜，2.介质进口，3.紧固装置，4.氮气置换口，5.真空度检测口，6.预留接口，7.支撑杆，8.震动平台，9.排污口，10.小孔罩，11.抽真空口，12.检测筒体，13.复合真空计接口，14.介质出口，15.温度传感器，16.压力传感器，17.内容器。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
参照图1，一种绝热材料性能检验装置及检验方法，包括震动平台和置于震动平台上的检测筒体，在所述检测筒体内设有一个外表面用于缠绕待检验绝热材料的内容器，所述内容器通过吊带悬挂于检测筒体的内腔中，内容器内设有用于充装模拟不同工况的介质的腔室；
检测筒体上设有介质进口和介质出口，介质进口和介质出口通过软管与内容器的腔室相通；
检测筒体上设有与检测筒体的内腔相通的氮气置换口、真空度检测口、复合真空计接口和抽真空口；
检测筒体上设有与用于检测内容器的腔室温度和压力的温度传感器和压力传感器。
本实施例的检测筒体的顶部设有通过紧固装置与检测筒体连接的端盖，所述介质进口、介质出口、温度传感器和压力传感器均设置在端盖的顶部。
本实施例的端盖上还设有可以观测内腔内部情况的视镜和吊耳，所述内容器通过与吊耳连接的吊带悬挂于检测筒体内。
本实施例的检测筒体上设有与检测筒体的内腔相通的预留接口，所述预留接口处设有阀门。
本实施例的检测筒体的底部设有底盖，所述底盖的底部中心处设有一个排污口，底盖与震动平台之间还设有支撑杆。
本实施例的介质进口、介质出口、氮气置换口、真空度检测口、复合真空计接口和抽真空口处分别设有阀门。
一种应用绝热材料性能检验装置对绝热材料进行检测的检验方法，
包括如下操作流程：
S1取样：将绝热材料按照设定尺寸取样，精确到0.001g；
S2烘干：试样在105±5℃下烘干24h；
S3放置：将检测筒体打开，将绝热材料使用玻璃纤维带捆扎在内容器外壁上，做好检测筒体的密封和紧固；
S4连接：将真空机组、氦质谱检漏仪、介质管路、复合真空计、氮气置换管路与对应接口进行连接，确保管路内无杂物，所有阀门处于关闭状态；
S5充液：打开介质入口阀门，充装试验介质后关闭阀门；
S6工作：准备工作完成后，启动真空机组并打开对应阀门对内腔进行抽真空作业，
内腔压力小于检漏仪允许的最高压力后，开启氦质谱仪对系统进行检漏，要求系统漏率≤1.0×10﹣9 Pa·m³/s；漏率满足要求后，内腔及样品漏放气速率试验按照：GB/T31480标准附录B要求进行；
试样的放气速率试验应重复进行5次，取剔除了最大和最小2个结果后的3次试验结果的平均值作为最终结果；
包括如下不同温度下的检验方法：
一、超低温测试：模拟-196℃超低温工况时，打开介质入口阀门充装液氮，充装完成后关闭入口阀门，观察并记录内容器腔室的温度和压力；
二、低温测试：模拟-20℃、-40℃或-80℃低温工况时，将介质入口接入压缩机或其他制冷系统，使其温度保持在试验周期的范围内，观察并记录内容器腔室的温度和压力；
三、常温测试：模拟常温工况时，无须充装任何介质，观察并记录内容器腔室的温度和压力；
四、高温测试：模拟50℃高温工况时，将介质入口及出口接入热风/热油管道，使其温度保持在试验周期的范围内，观察并记录内容器腔室的温度和压力；
包括如下不同状态下的检验方法：
静态：模拟静态工况时，关闭震动平台，且保持装置附近无振动源；
动态：模拟动态工况时，开启震动平台，且保持震动频率在设定的范围内。
本发明提供一种绝热材料放气速率、维持时间等性能检验（验收）装置，考虑其最大程度模拟实际运用工况，本装置的真空机组与抽真空口对接，氦质谱检漏仪与真空度检测口对接，介质管路与介质进口和介质出口对接，复合真空计与复合真空计接口对接，氮气置换管路与氮气置换口对接；
本装置材料选用：外容器Q345R碳钢、内容器S30408不锈钢、接管及阀门S30408不锈钢材料。碳钢材料经喷砂处理粗糙度达Sa2.5以上，不锈钢材料经过脱脂处理。内外容器本体及其相连管路、阀门等焊缝需经射线检测及渗透检测合格后，并进行整体水压试验合格。射线检测及渗透检测按照NB/T47013标准1级合格，水压试验合格指标：升压至1.6MPa，保压30分钟，无泄漏无泄压为合格。使用氦质谱检漏仪对试验系统进行检漏≤1.0×10﹣9 Pa·m³/s合格，真空夹层漏气速率≤1.0×10﹣9 Pa·m³/s，真空夹层漏放气速率≤5.0×10-7 Pa·m³/s，常温下真空夹层封结真空度≤5.0×10-2Pa。
为满足不同工况检验需求，设计了不同温度下的检验方法和不同状态下的检验方法。此装置可用于各类不同绝热材料的性能检验，从而提高本装置的实用性。检测绝热材料实际性能，可大大提高绝热材料的可靠程度，计算低温产品绝热性能、可靠掌握低温产品的真空度、维持时间等数据。
实施试验时必须保持罐内清洁，无任何油污、水等杂物或污物。要求整体装置关闭阀门及端盖后，装置内部完全密闭无泄漏状态，并对其自身进行氦气检漏，同时记录温度、湿度、真空度等环境情况及相关参数，当装置真空度达到规定数值，关闭抽真空口阀门。检测并记录装置真空度情况，关闭真空度检测阀门。检验装置按要求静置一段时间后，再次检测并记录其真空度情况，以此作为该绝热材料放气率等性能情况。整个测试过程可以通过视镜进行观察。
当工作结束后，用氮气对容器进行置换，取出绝热材料，以防止水分进入，采用（0.03~0.05MPa）氮气正压封存，同时对各接口进行保护，保持装置内清洁。
整理试验数据，可以比较出不同厂家或不同型号绝热材料性能情况，漏放气速率越小，其性能越好。
Claims (6)
1.一种绝热材料性能检验方法，其特征在于：包括震动平台和置于震动平台上的检测筒体，在所述检测筒体内设有一个外表面用于缠绕待检验绝热材料的内容器，所述内容器通过吊带悬挂于检测筒体的内腔中，内容器内设有用于充装模拟不同工况的介质的腔室；
检测筒体上设有介质进口和介质出口，介质进口和介质出口通过软管与内容器的腔室相通；
检测筒体上设有与检测筒体的内腔相通的氮气置换口、真空度检测口、复合真空计接口和抽真空口；
具体检验方法包括如下操作流程：
S1取样：将绝热材料按照设定尺寸取样，精确到0.001g；
S2烘干：试样在105±5℃下烘干24h；
S3放置：将检测筒体打开，将绝热材料使用玻璃纤维带捆扎在内容器外壁上，做好检测筒体的密封和紧固；
S4连接：将真空机组、氦质谱检漏仪、介质管路、复合真空计、氮气置换管路与对应接口进行连接，确保管路内无杂物，所有阀门处于关闭状态；
S5充液：打开介质入口阀门，充装试验介质后关闭阀门；
S6工作：准备工作完成后，启动真空机组并打开对应阀门对内腔进行抽真空作业，
内腔压力小于检漏仪允许的最高压力后，开启氦质谱仪对系统进行检漏，要求系统漏率≤1.0×10﹣9 Pa·m³/s；漏率满足要求后，内腔及样品漏放气速率试验按照：GB/T31480标准附录B要求进行；
试样的放气速率试验应重复进行5次，取剔除了最大和最小2个结果后的3次试验结果的平均值作为最终结果；
包括如下不同温度下的检验方法：
一、超低温测试：模拟-196℃超低温工况时，打开介质入口阀门充装液氮，充装完成后关闭入口阀门，观察并记录内容器腔室的温度和压力；
二、低温测试：模拟-20℃、-40℃或-80℃低温工况时，将介质入口接入压缩机或其他制冷系统，使其温度保持在试验周期的范围内，观察并记录内容器腔室的温度和压力；
三、常温测试：模拟常温工况时，无须充装任何介质，观察并记录内容器腔室的温度和压力；
四、高温测试：模拟50℃高温工况时，将介质入口及出口接入热风/热油管道，使其温度保持在试验周期的范围内，观察并记录内容器腔室的温度和压力；
包括如下不同状态下的检验方法：
静态：模拟静态工况时，关闭震动平台，且保持装置附近无振动源；
动态：模拟动态工况时，开启震动平台，且保持震动频率在设定的范围内。
2.根据权利要求1所述的绝热材料性能检验方法，其特征在于：所述检测筒体的顶部设有通过紧固装置与检测筒体连接的端盖，所述介质进口、介质出口、温度传感器和压力传感器均设置在端盖的顶部。
3.根据权利要求2所述的绝热材料性能检验方法，其特征在于：所述端盖上还设有可以观测内腔内部情况的视镜和吊耳，所述内容器通过与吊耳连接的吊带悬挂于检测筒体内。
4.根据权利要求1所述的绝热材料性能检验方法，其特征在于：所述检测筒体上设有与检测筒体的内腔相通的预留接口，所述预留接口处设有阀门。
5.根据权利要求1所述的绝热材料性能检验方法，其特征在于：所述检测筒体的底部设有底盖，所述底盖的底部中心处设有一个排污口，底盖与震动平台之间还设有支撑杆。
6.根据权利要求1所述的绝热材料性能检验方法，其特征在于：所述介质进口、介质出口、氮气置换口、真空度检测口、复合真空计接口和抽真空口处分别设有阀门。
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