При разработке стандартов ремонта теплоизоляционного слоя криогенных трубопроводов необходимо комплексно учитывать материал трубопровода, метод теплоизоляции и условия эксплуатации, чтобы обеспечить соответствие системы проектным требованиям и ее долгосрочную стабильную работу. В условиях распределительных станций газа криогенные трубопроводы транспортируют такие среды, как жидкий кислород (LO₂) и жидкий азот (LN₂), которые имеют крайне низкую температуру кипения. Материал трубопровода чаще всего изготавливается из нержавеющей стали TP304 или TP316L, при проектной температуре до -196°C и проектном давлении ≤4,0 МПа. Метод теплоизоляции обычно включает вакуумную теплоизоляционную трубу или пенополиуретан, а сопутствующие элементы включают криогенные затворы и обратные клапаны. Все эти факторы напрямую влияют на выбор метода ремонта.
Различные материалы криогенных трубопроводов предъявляют различные требования к материалам и методам ремонта. TP316L, содержащий больший процент никеля и молибдена, обладает более высокой коррозионной стойкостью и стойкостью к высоким температурам, что делает его подходящим для сценариев с большими колебаниями проектной температуры или более кислой средой. При ремонте необходимо убедиться в химической совместимости выбранного материала с исходным материалом трубопровода, чтобы избежать стресс-коррозии или усиления коррозии из-за несоответствия материалов. Например, при ремонте трубопровода, транспортирующего LO₂, если исходный материал — TP316L, следует приоритетно использовать тот же материал для усиления или замены. Если материал снижается до TP304, необходимо переоценить способность к сохранению вакуума и долгосрочную стабильность работы после ремонта.
Метод ремонта должен быть совместим с исходной теплоизоляционной системой и проектной температурой. Для трубопроводов с вакуумной теплоизоляционной трубой при ремонте необходимо строго соблюдать стандарт восстановления вакуумной изоляционной способности GB/T18442, чтобы обеспечить вакуумность системы в пределах допустимого проектом. Если исходная теплоизоляционная система — пенополиуретан, необходимо использовать тот же или полиуретан с близким коэффициентом теплового расширения для ремонта, чтобы избежать деформации теплоизоляционного слоя или концентрации внутренних напряжений из-за различий в материалах.
Характеристики транспортируемой среды и рабочее давление определяют герметичность и долговечность после ремонта. В распределительных станциях газа трубопроводы транспортируют LN₂ при проектном давлении ≤4,0 МПа. Неправильный метод ремонта может привести к отказу герметичности или утечке, что создаст риск низкотемпературных ожогов или взрыва. Поэтому после ремонта криогенные затворы и обратные клапаны должны быть повторно испытаны на давление, испытательное давление определяется по проектным условиям, время выдержки не менее 30 минут. Также необходимо учитывать влияние температуры окружающей среды, например, при температуре окружающей среды ≥+10°C свойства пенополиуретана могут снизиться, что потребует принятия мер по охлаждению или выбора материала, устойчивого к высоким температурам. Кроме того, необходимо учитывать фазовые переходы транспортируемой среды, при проектной температуре -196°C, если после ремонта теплоизоляционная способность снижается, статический коэффициент испарения значительно увеличится, что потребует улучшения метода ремонта для снижения утечки тепла.
Ремонт теплоизоляционного слоя криогенных трубопроводов должен осуществляться с учетом материала трубопровода, теплоизоляционной системы и условий эксплуатации. Перед ремонтом необходимо точно определить материал трубопровода, при ремонте выбрать материалы и методы с высокой совместимостью, а после ремонта проверить в соответствии с требованиями условий эксплуатации. При конкретных операциях можно ссылаться на соответствующие стандарты и, в сочетании с параметрами маркировки оборудования, определять план ремонта. Если материал трубопровода — TP316L, проектная температура — -196°C, то материал для ремонта следует выбрать тот же, и необходимо обеспечить статический коэффициент испарения после ремонта в соответствии с проектными условиями. Для станций атмосферных испарителей при ремонте вакуумность должна соответствовать параметрам маркировки, а также необходимо провести испытания на адаптацию к температуре окружающей среды. Правильное понимание и выполнение стандартов ремонта теплоизоляционного слоя могут эффективно продлить срок службы криогенных трубопроводных систем и обеспечить их безопасную и стабильную работу.
