Криогенные транспортные цистерны

Криогенные транспортные цистерны — емкости, предназначенные для транспортировки и последующего перелива сжиженных видов топлива: газа, аргона, азота, кислорода.

Изготавливаются из специального материала (алюминия, стали) и находится на специальной раме для более удобной транспортировки. Ниже рассмотрим, для каких целей предусмотрены такие конструкции, как они устроены, какие элементы перевозят, и какое выдерживают давление.

Назначение криогенных цистерн

К основным целям применения криогенных цистерн стоит отнести перевозку, хранение и перелив разных продуктов (аргон, кислород, азот, сжиженный газ) в зависимости от поставленных задач. Емкости производятся с применением современных материалов, имеют простую и надежную конструкцию., а также не требуют продолжительной подготовки для применения.

Возможности криогенных цистерн могут пригодиться в самых различных сферах, среди которых:

• медицина;
• машиностроение;
• химическая промышленность;
• строительство / ремонт судов;
• металлургическая промышленность;
• нефтехимическая отрасль;
• атомная сфера и другое.

Конструкция транспортных криогенных цистерн продумана таким образом, чтобы их можно было использовать не только для перевозки на другие объекты, но и для стационарного хранения разных видов жидкостей.
Условно такие изделия классифицируются по нескольким признакам:

1. Типу перевозимых криогенных продуктов — газа, аргона, азота, кислорода и т. д.
2. Объему цистерн — чаще всего от 1 до 19 куб. м.
3. Исполнению — универсальные, полуприцепы, автомобили. Первые больше используются для стационарного хранения, а последние два варианта для перевозки.
4. По типу выдачи продукции —безнасосная схема, система с дополнительной насосной линией или схема с насосом.
5. По рабочему давлению — до 0.25, 0.3 бар.

К категории универсальных цистерн можно отнести ЦТК — 1/0.25, ТРЖК-3М, ТРЖК-5М, ЦТК-16/0.25 и другие. Полуприцепы УПК-8П, ППЦП-16/1.6, ППЦК-16/0.25-1 и другие. В качестве тягача для них используется Камаз, Маз, Сканиа. Популярные автомобили-цистерны — ЗПП-8, УПК-5, УКП-5-1, УПК-8 и другие.

Конструкции и материал изготовления

Криогенные цистерны из-за нахождения материалов под давлением требуют особого внимания к изготовлению. Конструктивно они состоят из следующих элементов:

• внутренний / внешний сосуд;
• испаритель увеличения давления;
• управляющий пульт;
• предохранители;
• специальная рама с полозьями для перевозки.

Важно

При изготовлении внутренней емкости чаще всего применяются материалы, которые могут контактировать с криогенными жидкостями. В большинстве случаев применяется нержавейка, алюминий или медь. Эти металлы отличаются высокой механической стойкостью даже при низкой температуре.

Кожух (внешняя емкость) делается с применением углеродистой стали или алюминия, что необходимо для снижения веса, безопасности перевозки и упрощенной маневренности. Для фиксации внутренней емкости во внешнем корпусе используется подвесная система с дополнительными опорами. Кроме того, между внешней и внутренней стенкой монтируются тепловые мосты, обеспечивающие безопасность хранения и транспортировки.

Подвесная система монтируется таким образом, чтобы принимать на себя вес внутренней емкости с криогенной жидкостью, выдерживать нагрузки и сильные колебания, которые возникают при перевозке. Подвесы состоят из тросиков, цепного механизма и стержней. Для снижения влияния внешних температур они делаются из нержавейки, а опорная часть из группы пластин, изготовленных из нержавеющей стали.

Внутри главной емкости имеются трубопроводы, необходимые для наполнения и выкачивания вещества, а также подвода жидкости к насосу и сброса газа. Это необходимо, чтобы обеспечить выход пара, который появился из-за притока тепла с улицы. 

Промежуток между стенками внешнего и внутреннего цилиндра заполняется теплоизолирующим составов с низким теплопроводным коэффициентом: экранно-вакуумная, вакуумно-порошковая. Во внутренней цистерне внизу предусмотрена емкостью, которая заполняется цеолитом.

По правилам безопасности криогенные транспортные цистерны заполняется на 90-92 процента от максимально возможной величины. Это делается по следующим причинам:

• Ко внутреннему цилиндру, хоть и в небольшом количестве, поступает тепло. При отсутствии запаса и активном испарении давление внутри может увеличиться выше допустимых величин.
• В процессе быстрого заполнения криогенный состав может закипать с опозданием из-за снижения температуры внутренней емкости. Как результат, часть заполняемого вещества будет выходить через основной трубопровод при отсутствии запаса.

Кроме того, транспортные цистерны для перевозки криогенных жидкостей комплектуются манометром для контроля давления, запорными вентилями для заполнения и слива, защитными клапанами и прибором для контроля уровня жидкости во внутреннем цилиндре.

Что можно перевозить

Криогенные цистерны имеют продуманную конструкцию и полный комплект элементов, обеспечивающих безопасность перевозки. Это обусловлено сложностью и особенностью жидкостей, которые могут перевозиться или храниться в течение продолжительного времени.

Кислород (LOX)

Криогенные цистерны для кислорода предназначены для перевозки жидкости LOX, отличающейся бело-синим оттенком. Такой состав имеет плотность 1,141 г/куб.см, замерзает при -222,65 градусах Цельсия и кипит при -182,96.

Этот материал востребован в газовой и космической сфере, активно применяется в медицинских целях и промышленности. При смене состояния (с жидкости на газ) коэффициент расширения равен 860 к 1 при 20 градусах Цельсия. Такая особенность позволяет использовать кислород для дыхания в разных воздушных судах.

Азот (LIN)

Не менее востребованы криогенные цистерны для азота—LIN. Такая жидкость имеет прозрачный цвет и транспортируется при температуре -195,75 градусов Цельсия. Материал получают в промышленности посредством криогенной перегонки воздуха и сжигания чистого азота.

Применяется во многих сферах, в том числе для криогенной резки, замораживания материалов, охлаждения разного оборудования. В медицине он необходим для хранения клеток, тканей и органов, для косметологических процедур и криодеструкции. В пожаротушении азот позволяет быстро погасить источник воспламенения.

Аргон (LAR)

Химический элемент аргон представляет собой газ, не имеющий запаха, вкуса и цвета. Является инертным и, соответственно, не токсичным.Перед перевозкой переводится в жидкое состояние путем снижения температуры до -185,9 градусов Цельсия. В дальнейшем переводится снова в газ. Применяется для резки, сварки и плавки металлов. 

СПГ (LNG)

Под аббревиатурой «СПГ» скрывается сжиженный природный газ, которые сжимается искусственным путем при -162 градусах Цельсия. Такой шаг позволяет уменьшить объем газа в 600 крат и тем самым обеспечить более эффективную транспортировку на дальние расстояния. В результате удается уменьшить расходы на хранение и перевозку.

Применение LNG направлено на газификацию удаленных районов /объектов, для городских / сельских АЗС. Сжиженный природный газ не горит, имеет высокую температуру воспламенения, а в случае повреждения транспортной цистерны быстро испаряется. Он не токсичен и не имеет запаха.

Давление в цистернах

В зависимости от типа давление в криогенных транспортных цистернах может отличаться. Чаще всего он не превышает 2,5 или 3,0 бар. Некоторые компании, к примеру, ООО «Крио Интер Трейдинг» предлагают цистерны с давлением 16 бар.

Одними из наиболее популярных являются цистерны Астра с классификацией от 1 до 20. Они отличаются габаритной длинной, массой и вместительностью для кислорода, аргона или азота. К примеру, минимальные емкости вмещают 1,1 тонны О2, 0.8 т N2 и 1.32 т Ar.

Для сравнения емкости максимального размера способны в себя вместить 22, 15.6 и 26.4 т соответственно. На российском рынке также востребованы криогенные транспортные цистерны типа ЦТК.Они бывают нескольких категорий — 5/0,25, 3,2/0,25, 2,5/0,25 и т. д. Во всех случаях максимальное давление ограничено 0,25 бар. Сами конструкции предназначены для перевозки аргона, азота и кислорода, имеют горизонтальный тип исполнения и сделаны из нержавеющей стали.

Заключение

Пользу криогенных транспортных цистерн сложно переоценить. Они применяются для транспортировки и хранения самых разных видов жидкостей, необходимых медицине, промышленности и других сферах. Купить такое оборудование не составляет труда, ведь на рынке представлен большой выбор таких емкостей, отличающихся объемом, рабочим давлением, вместительностью и другими параметрами.