液氮罐專(zhuān)題解說(shuō)
目錄：
液氮是一種特殊的產(chǎn)業(yè)制成品，具有超低溫性、膨脹性、無(wú)嗅和無(wú)毒等特性。如今，液氮罐在精密產(chǎn)業(yè)、醫(yī)藥、食品等方面已廣泛應(yīng)用。
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1.動(dòng)物精液的活性保存。
目前主要是用于牛、羊等優(yōu)良種公畜以及珍惜動(dòng)物的精液保存，以及遠(yuǎn)距離的運(yùn)輸。
2.生物樣本的活性保存。
在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的疫苗、菌毒種、細(xì)胞以及人、動(dòng)物的器官，都可以浸泡于液氮罐儲(chǔ)存的液氮中，長(zhǎng)期活性保存。需要使用時(shí)，取出解凍復(fù)溫即可使用。
3.金屬材料的深冷處理。
利用液氮罐中儲(chǔ)存的液氮對(duì)金屬材料進(jìn)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(qiáng)度和耐磨性能。
4.精密零件的深冷裝配。
將精密零件經(jīng)過(guò)液氮深冷處理后進(jìn)行裝配，提高零件裝配質(zhì)量，從而提高設(shè)備或儀器的整機(jī)性能。
5.醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的冷藏冷凍，醫(yī)療手術(shù)制冷
由于液氮溫度特別低(-196℃)而且無(wú)毒無(wú)副作用，醫(yī)療行業(yè)往往用液氮容器 內(nèi)儲(chǔ)存的液氮作為制冷劑進(jìn)行手術(shù)，治療或冷藏冷凍細(xì)胞、組織等。
6.美容領(lǐng)域。
主要用液氮的超低溫來(lái)處理皮膚表層。生長(zhǎng)在面部、眼、口唇、耳鼻等處的血管瘤、疣、色素病等，如采用手術(shù)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(huì)出現(xiàn)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(yùn)輸罐兩種。貯存罐主要用于室內(nèi)液氮的靜置貯存，不宜在工作狀態(tài)下做遠(yuǎn)距離運(yùn)輸使用；液氮運(yùn)輸罐為了滿(mǎn)足運(yùn)輸?shù)臈l件，做了專(zhuān)門(mén)的防震設(shè)計(jì)。其除可靜置貯存外，還可在充裝液氮狀態(tài)下，做運(yùn)輸使用，但也應(yīng)避免劇烈的碰撞和震動(dòng)。
從構(gòu)造上來(lái)講，液氮罐多為鋁合金或不銹鋼制造，分內(nèi)外兩層。具體的構(gòu)件如下：
1.外殼：液氮罐外面一層為外殼，其上部為罐口。
2.內(nèi)槽：液氮罐內(nèi)層中的空間稱(chēng)為內(nèi)槽，一般為耐腐蝕性的鋁合金，內(nèi)槽的底部有底座，供固定提筒用，可將液氮及樣品儲(chǔ)存于內(nèi)槽中。
3.夾層：夾層指罐內(nèi)外兩層間的空隙.呈真空狀態(tài)。抽成真空的目的是為了增進(jìn)罐體的絕熱性能，同時(shí)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(nèi)外兩層連接，并保持有一定的長(zhǎng)度，在頸管的周?chē)偷撞繆A層裝有吸附劑。頂部的頸口設(shè)計(jì)特殊，其結(jié)構(gòu)既要有孔隙能排出液氮蒸發(fā)出來(lái)的氮?dú)猓员ＷC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(fā)，同時(shí)固定提筒的手柄。
6.提桶：提筒置于罐內(nèi)槽中，其中可以?xún)?chǔ)放細(xì)管。提筒的手柄掛于頸口上，用蓋塞固定住。
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1.采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)防銹鋁合金制造，產(chǎn)品質(zhì)量輕。
2.產(chǎn)品內(nèi)外殼采用旋壓技術(shù)形成，焊縫少，美觀性強(qiáng)，同時(shí)真空漏率得到保障。
3.可以按照用戶(hù)要求另配可帶鎖的防護(hù)蓋，以保證容器內(nèi)儲(chǔ)存的食物樣品的安全。
4.可編號(hào)的提筒，方便辨認(rèn)和獨(dú)立存取生物樣品。
5.高真空多層絕熱設(shè)計(jì)，具備良好的低溫絕熱性能，可將其儲(chǔ)存的液氮 (-196℃)的蒸發(fā)損失量降到低達(dá)，提供不低于8年的真空保證。
1.初次填充液氮，或液氮罐內(nèi)部處于干燥狀態(tài)時(shí)、應(yīng)[Cutting-edge行檢查、看罐外部有無(wú)凹陷或發(fā)生其他異常情況。罐內(nèi)有無(wú)異物，底座是否確切固定好。這些情況都良好，則可開(kāi)始充填液氮，并宜在通風(fēng)良好的地點(diǎn)進(jìn)行，一般可在室外進(jìn)行。如在室內(nèi)進(jìn)行時(shí)，須打開(kāi)門(mén)窗以保持良好的通風(fēng)通氣狀態(tài)。液氮的充填一種是加壓注入法，是從大的液氮容器打開(kāi)液閥接上撓性軟管，直接對(duì)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(kāi)頸管，使液氮蒸發(fā)的氣體能從漏斗與容器的間隙順利逸出，否則會(huì)使液體從漏斗溢出，不僅會(huì)增加_液氮損失，且會(huì)發(fā)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(guī)定容量。
2.取放貯精提斗時(shí)，應(yīng)先將提斗略為提高，使斗底離開(kāi)底座，再將提斗平行移至罐的中央，順其自然向上提，動(dòng)作要從容迅捷，不可使用強(qiáng)力，以免扭彎或折斷把柄，取放提斗時(shí)還要注意避免碰擦頸管內(nèi)壁，以免損壞頸管，手柄要放妥分度圈內(nèi)，蓋好蓋塞以免多跑氮。
液氮減少到多少的時(shí)候才進(jìn)行補(bǔ)充呢?一般而言液氮?dú)堄嗔恐粔蚴褂靡恍瞧跁r(shí)，加以補(bǔ)充為好。要知補(bǔ)充容量，可將液氮罐放在秤上測(cè)重。一立升液氮重為0.8公斤加上罐的重量得出滿(mǎn)罐時(shí)的重量，減去現(xiàn)有秤重，就是應(yīng)補(bǔ)充的的容量。為了簡(jiǎn)便也可用一根細(xì)木棒，插入液氮內(nèi)數(shù)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(jié)成白霜，很易容檢測(cè)罐內(nèi)液氮的存量。
1.液氮罐要存放在通風(fēng)良好的陰涼處，不要在太陽(yáng)光下直曬。由于其制造精密及其固有特性，無(wú)論在使用或存放時(shí)，液氮罐均不準(zhǔn)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(yùn)輸過(guò)程中必須裝在木架內(nèi)墊好軟墊，并固定好。罐與罐之間要用填充物隔開(kāi)，防止顛簸撞擊，嚴(yán)防傾倒。裝卸車(chē)時(shí)要嚴(yán)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(xiàn)象：閥門(mén)處有泄漏現(xiàn)象，這是由于閥門(mén)的壓緊螺母密封不嚴(yán)造成的，
故障排除：用扳手把壓緊螺母擰緊。
2.故障現(xiàn)象：冰堵現(xiàn)象，一般情況下是在增壓盤(pán)管處發(fā)生，有時(shí)也會(huì)在排液管處發(fā)生，這是由于空氣中的水分進(jìn)入容器后，沒(méi)有被充分排出，在低溫下凝結(jié)成了冰，堵塞了管道造成的。
故障排除：先從氮?dú)馄客萜骼锍涞獨(dú)猓讶萜鲀?nèi)部的壓力升到0.05MPa-0.09 MPa之間，將容器內(nèi)部的液體介質(zhì)排空；然后再用熱氮?dú)饣蚋稍锏臒峥諝鈱?duì)冰堵的管道進(jìn)行吹除，將冰吹化并排出，關(guān)閉所有閥門(mén)即可。
故障后果：1.凍傷2.窒息。
液氮罐閑置不用時(shí)，應(yīng)用清水沖洗干凈，將水排凈，用鼓風(fēng)機(jī)吹干，常溫下放置待用。首先把液氮罐內(nèi)提筒取出，液氮移出，放置2—3天，待罐內(nèi)溫度上升到0℃左右，再倒人30℃左右的溫水，用布擦洗。若發(fā)現(xiàn)個(gè)別融化物質(zhì)粘在內(nèi)膽底上，一定要細(xì)心洗刷干凈。然后再用清水沖洗數(shù)次，之后倒置液氮罐，放在室內(nèi)安全不宜翻倒處，自然風(fēng)干，或如前所述用鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)干。注意在整個(gè)刷洗過(guò)程中，動(dòng)作要輕慢，倒人水的溫度不可超過(guò)40℃，總重不要超過(guò)2kg為宜。
液氮罐在運(yùn)輸過(guò)程中必須裝在木架內(nèi)墊好軟墊，并固定好。罐與罐之間要用填充物隔開(kāi)，防止顛簸撞擊，嚴(yán)防傾倒。裝卸車(chē)時(shí)要嚴(yán)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(chǎn)品的防磕碰保護(hù)，同時(shí)也便于用戶(hù)人工背運(yùn)。
2.液氮罐手推車(chē)：該產(chǎn)品采用全不銹鋼制造，它的作用是轉(zhuǎn)運(yùn)液氮罐，同時(shí)也可輔助人工傾倒容器中的液氮。利具有轉(zhuǎn)運(yùn)和傾倒液氮容器安全可靠、節(jié)省操作者體能的優(yōu)點(diǎn)。
3.托盤(pán)運(yùn)輸車(chē)：該產(chǎn)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(zhuǎn)運(yùn)。使用時(shí)將液氮容器提起并且放入托盤(pán)運(yùn)輸車(chē)的凹座上，便可推動(dòng)液氮生物容器在室內(nèi)靈活地移動(dòng)。具有轉(zhuǎn)運(yùn)液氮容器方便省力、安全可靠的特點(diǎn)。
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(bǔ)充到其他容器中的目的。具有操作方便可靠、排液過(guò)程中液氮的蒸發(fā)損失量低的特點(diǎn)
1.進(jìn)液：
從進(jìn)/排液閥進(jìn)液，向液氮罐內(nèi)充液時(shí)，請(qǐng)先開(kāi)啟放空閥，將輸液的金屬軟管接在進(jìn)/排液閥上，打開(kāi)進(jìn)/排液閥，即可以從進(jìn)/排液閥加入液體介質(zhì)，充液完畢后，關(guān)閉進(jìn)/排液閥。
2.貯存：
當(dāng)您用該液氮罐貯存液體介質(zhì)時(shí)，請(qǐng)關(guān)閉進(jìn)/排液閥和增壓閥，必須打開(kāi)放空閥。
3.運(yùn)輸：
當(dāng)您用該液氮罐運(yùn)輸液體介質(zhì)時(shí)，各閥門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)應(yīng)和貯存時(shí)的一樣，并請(qǐng)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(chē)上。
4.輸液：
從液氮罐內(nèi)輸出液體，請(qǐng)按下列步驟操作：
1.關(guān)放空閥；
2.開(kāi)增壓閥；
3.觀察壓力表；
4.當(dāng)壓力上升到0.05MPa（0.5kg/cm2）時(shí)，打開(kāi)排液閥，即可以連續(xù)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(zé)任公司的2名當(dāng)班工人像往常一樣進(jìn)進(jìn)摩托燈具車(chē)間做生產(chǎn)前的預(yù)備工作，忽然車(chē)間內(nèi)一臺(tái)YDZ-100型液氮容器罐在靜態(tài)下爆炸，2名工人被炸成重傷，經(jīng)醫(yī)院搶救無(wú)效死亡。
該省特種設(shè)備檢查院及相關(guān)專(zhuān)家對(duì)爆炸容器殘骸進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，內(nèi)筒體表面縱向焊縫上存在一條長(zhǎng)15mm穿透性缺陷，增壓管底部脫落口處有約5mm未焊透。專(zhuān)家根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)結(jié)果做出認(rèn)定，該液氮容器外筒體爆炸原因是內(nèi)筒體液氮泄漏到夾層中，液氮在短時(shí)間內(nèi)迅速氣化，導(dǎo)致夾層空間壓力升高。當(dāng)壓力升高至夾套材料強(qiáng)度極限時(shí)，容器外筒體發(fā)生爆炸。（此案例的列舉主要是為了讓用戶(hù)在使用時(shí)千萬(wàn)要謹(jǐn)慎）
三大造成事故主要因素
1.外界環(huán)境影響
①.高溫高壓
液氮是由空氣壓縮冷卻制成，氣化時(shí)能恢復(fù)為氮?dú)狻Ｃ可旱獨(dú)饣瑴囟壬仙?/span>15℃，體積膨脹約為180倍。當(dāng)外部溫度壓力超出罐體應(yīng)承受的冷卻溫度和壓力時(shí)就會(huì)發(fā)生爆炸。
②.碰撞震動(dòng)
液氮容器罐體有專(zhuān)項(xiàng)防震設(shè)計(jì)，除靜置貯存外，還可在充裝狀態(tài)下運(yùn)輸使用。但液氮罐體在受到劇烈碰撞和震動(dòng)后，會(huì)引起保溫層或其他部件破損，外部環(huán)境會(huì)直接影響氣化物，造成爆炸。
③.密封透風(fēng)不良
假如液氮使用和貯存環(huán)境透風(fēng)不好，會(huì)引起室內(nèi)氮?dú)夂鸵谎趸獨(dú)怏w含量濃度積聚不散，達(dá)到爆炸極限，從而引發(fā)爆炸。
2.質(zhì)量因素
①.選材不當(dāng)
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(guī)格和質(zhì)量不符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)不到冷凍液氮的承受條件，則極有可能發(fā)生爆炸。
②.保溫差
液氮罐由內(nèi)外雙膽組成，內(nèi)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(huì)造成相鄰反射材料與外膽直接接觸，使內(nèi)膽的液氮迅速膨脹氣化，直至發(fā)生爆炸。
③.閥門(mén)、儀表等附件陳舊老化
在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，假如對(duì)液氮罐的閥門(mén)、儀表等附件不留意經(jīng)常檢驗(yàn)和更換，一旦這些附件陳舊老化，就會(huì)造成溫度升高或液氮泄漏，發(fā)生爆炸。
3.人為因素
①.儲(chǔ)運(yùn)不當(dāng)
液氮罐貯存種類(lèi)一般可分為貯存罐和運(yùn)輸罐2種。貯存罐主要用于室內(nèi)液氮的靜置貯存，不宜在工作狀態(tài)下作遠(yuǎn)間隔運(yùn)輸使用。
②.使用不當(dāng)
長(zhǎng)期使用的液氮罐，假如在使用操縱過(guò)程中未做定期維修檢查和保養(yǎng)，設(shè)備就會(huì)存在不安全隱患，可能造成爆炸事故。
在操縱液氮罐時(shí)，假如未將排氣閥打開(kāi)或打開(kāi)程度不夠，液氮經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的自然蒸發(fā)后，內(nèi)筒壓力升高。此時(shí)若沒(méi)有安全保護(hù)裝置，壓力持續(xù)升高，就有可能導(dǎo)致增壓管底部接管原有缺陷處開(kāi)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(huì)導(dǎo)致外筒體爆炸。
部分液氮罐操縱職員未經(jīng)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(zhì)和技能較差，也輕易發(fā)生事故。
③.液氮泄漏
在內(nèi)膽里的液氮長(zhǎng)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(dǎo)致液氮容器發(fā)生爆炸。
安全控制措施
1.投進(jìn)使用前檢查核對(duì)
液氮容器在投進(jìn)使用前，應(yīng)對(duì)其外觀、標(biāo)志標(biāo)識(shí)、產(chǎn)品合格證、使用說(shuō)明書(shū)等進(jìn)行檢查核對(duì)，容器的壓力儀表應(yīng)定期送計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)，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(wú)異常情況后方可投進(jìn)使用。
2.充填前檢查外殼有無(wú)缺陷
液氮罐在充填前,要檢查外殼有無(wú)凹陷,真空排氣口是否完好。若被碰壞,則真空度會(huì)降低,嚴(yán)重時(shí)進(jìn)氣不能保溫,這樣罐體上部會(huì)結(jié)霜,液氮損耗大,失往繼續(xù)使用的價(jià)值。
3.使用過(guò)程中隨時(shí)檢查罐體的使用情況
在使用過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)檢查罐體的使用情況。在罐內(nèi)有液氮的條件下，假如發(fā)現(xiàn)罐體瓶蓋和上部有水珠或結(jié)霜情況，則說(shuō)明罐體質(zhì)量有題目，應(yīng)立即停止使用。在罐體瓶蓋和上部出現(xiàn)無(wú)水珠或結(jié)霜現(xiàn)象時(shí)，用手觸摸外殼，感覺(jué)上部冷、下部熱，說(shuō)明罐體質(zhì)量有題目，即液氮日增損較大，應(yīng)留意觀察，防止液氮耗損完后，造成所貯物質(zhì)損壞，此時(shí)理想地停止使用;若上下溫度一致，說(shuō)明罐體質(zhì)量沒(méi)有題目。使用過(guò)程中要經(jīng)常檢查;可以用肉眼觀測(cè)，也可以用手觸摸外殼，若發(fā)現(xiàn)外表掛霜，應(yīng)停止使用。特別是頸管內(nèi)壁附霜結(jié)冰時(shí)不宜用小刀等尖銳用具往刮，以防頸管內(nèi)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(fēng)良好的陰涼處，不能在太陽(yáng)光下直曬。另外，無(wú)論在使用或存放時(shí)，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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