这是一个关于低温容器的欧洲标准系列中的第一部分,该系列标准专门规范静态、非真空绝缘的低温容器。
以下是关于 EN 14197-1:2003 的详细解读:
EN 14197-1:2003 核心内容概述
标准全称:
EN 14197-1:2003 - *Cryogenic vessels - Static non-vacuum insulated vessels - Part 1: Fundamental requirements*
(低温容器 - 静态非真空绝缘容器 - 第1部分:基本要求)
主要作用:
该部分为设计、制造、检验和验收静态、非真空绝缘的低温容器规定了基本的安全要求。它是EN 14197系列标准的基础,后续部分会针对特定类型的容器给出更详细的规定。
1. 适用范围
该标准适用于固定式或移动式(但不用于道路运输的)、内容积大于1升的、用于储存和处理低温液体的静态容器。其核心特征是 “非真空绝缘”。
工作模式: 静态(非移动使用)。
绝缘类型: 非真空绝缘,通常指:
常压粉末绝缘(如珍珠岩)。
常压多层泡沫绝缘。
其他在大气压下的高效绝缘材料。
(这与真空绝缘容器,如杜瓦瓶,形成鲜明对比,后者由不同的标准如EN 1251或EN 13530覆盖)。
内容积: > 1升。
典型介质: 液氧(LOX)、液氮(LIN)、液氩(LAR)、液化天然气(LNG)等。
设计温度: 通常低于 -50°C。
2. 核心技术要求
作为“基本要求”部分,EN 14197-1 主要规定了通用原则和必须满足的顶层要求。
a) 设计与材料
压力类别: 容器可能同时承受内压和真空外压(尽管绝缘层不是高真空,但在某些操作条件下可能产生部分真空)。设计必须考虑所有这些载荷。
载荷: 必须考虑的内容包括:
内压、外压。
静液压压力。
自重、雪载、风载。
地震载荷(如适用)。
热应力(由于巨大的温差)。
材料选择: 用于低温服务的材料必须在设计温度下具有足够的韧性,以防止脆性断裂。标准会引用其他材料标准(如EN 10028, EN 10213等),并要求进行冲击测试等来验证低温性能。
支撑系统: 容器的支撑和吊耳必须专门设计,以应对材料在低温下的收缩和热应力。
安全附件:
泄压装置: 必须配备安全阀或爆破片,以防止内筒超压。其设定压力、泄放能力需符合要求。
仪表: 通常要求配备压力表、液位计和过压/欠压报警装置。
b) 绝缘
性能要求: 绝缘系统必须能将蒸发率(Boil-Off Gas Rate)控制在规定限值以内,并确保外容器壁的温度在安全范围内。
材料与填充: 对绝缘材料的类型、粒度(对于粉末)、干燥度和填充密度有具体要求,以确保绝缘效果并防止内筒沉降。
防潮层: 由于是非真空绝缘,外容器通常需要有效的防潮层(如不锈钢覆层),以防止大气中的水分进入绝缘层并结冰,从而破坏绝缘性能。
c) 制造与测试
制造工艺: 对焊接工艺评定、焊工资质、无损检测(NDT)方法(如射线检测RT、超声波检测UT、渗透检测PT)提出了严格要求。
压力测试:
强度试验: 内筒必须进行液压试验(通常为1.43倍设计压力)或气压试验。
严密性试验: 必须进行气密性试验(如氦质谱检漏),确保所有接头和焊缝在最大工作压力下无泄漏。
性能测试:
蒸发率测试: 这是低温容器的关键性能测试。容器在充满额定容量的低温液体后,在稳定条件下静置,测量其压力上升或气体排出速率,以验证绝缘效果是否达标。
初始检验: 包括设计审查、材料验证、制造过程监控和最终产品测试,通常需要由独立的 notified body 参与。
3. 在标准体系中的位置
EN 14197-1 是基础部分。
EN 14197-2 针对的是设计压力不超过500kPa的容器。
EN 14197-3 针对的是操作要求。
该标准与 EN 13458(静态真空绝缘低温容器)是互补关系,分别覆盖不同的绝缘技术。
它也是与欧盟 《压力设备指令》 相协调的标准,符合EN 14197意味着满足了PED对于该类设备的基本安全要求。
4. 重要性
EN 14197-1:2003 为确保大型低温储罐(常见于工业气体生产厂、医院、LNG加气站等)的安全提供了基本框架。它通过规范设计、材料和制造工艺,确保了这些储存极低温、易挥发介质的设备在静态运行条件下的结构完整性和操作安全性。