液氮罐專題解說
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、無嗅和無毒等特性。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。
1.動物精液的活性保存。
目前主要是用于牛、羊等優(yōu)良種公畜以及珍惜動物的精液保存，以及遠(yuǎn)距離的運輸。
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、動物的器官，都可以浸泡于液氮罐儲存的液氮中，長期活性保存。需要使用時，取出解凍復(fù)溫即可使用。
3.金屬材料的深冷處理。
利用液氮罐中儲存的液氮對金屬材料進(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、強度和耐磨性能。
4.精密零件的深冷裝配。
將精密零件經(jīng)過液氮深冷處理后進(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℃)而且無毒無副作用，醫(yī)療行業(yè)往往用液氮容器 內(nèi)儲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處理皮膚表層。生長在面部、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)距離運輸使用；液氮運輸罐為了滿足運輸?shù)臈l件，做了專門的防震設(shè)計。其除可靜置貯存外，還可在充裝液氮狀態(tài)下，做運輸使用，但也應(yīng)避免劇烈的碰撞和震動。
從構(gòu)造上來講，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，并保持有一定的長度，在頸管的周圍和底部夾層裝有吸附劑。頂部的頸口設(shè)計特殊，其結(jié)構(gòu)既要有孔隙能排出液氮蒸發(fā)出來的氮氣，以保證安全，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)，同時固定提筒的手柄。
6.提桶：提筒置于罐內(nèi)槽中，其中可以儲放細(xì)管。提筒的手柄掛于頸口上，用蓋塞固定住。
構(gòu)圖(2).jpg)
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，同時真空漏率得到保障。
3.可以按照用戶要求另配可帶鎖的防護(hù)蓋，以保證容器內(nèi)儲存的食物樣品的安全。
4.可編號的提筒，方便辨認(rèn)和獨立存取生物樣品。
5.高真空多層絕熱設(shè)計，具備良好的低溫絕熱性能，可將其儲存的液氮 (-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、應(yīng)[Cutting-edge行檢查、看罐外部有無凹陷或發(fā)生其他異常情況。罐內(nèi)有無異物，底座是否確切固定好。這些情況都良好，則可開始充填液氮，并宜在通風(fēng)良好的地點進(jìn)行，一般可在室外進(jìn)行。如在室內(nèi)進(jìn)行時，須打開門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液閥接上撓性軟管，直接對液氮罐充填液氮。
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，否則會使液體從漏斗溢出，不僅會增加_液氮損失，且會發(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，應(yīng)先將提斗略為提高，使斗底離開底座，再將提斗平行移至罐的中央，順其自然向上提，動作要從容迅捷，不可使用強力，以免扭彎或折斷把柄，取放提斗時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候才進(jìn)行補充呢?一般而言液氮殘余量只夠使用一星期時，加以補充為好。要知補充容量，可將液氮罐放在秤上測重。一立升液氮重為0.8公斤加上罐的重量得出滿罐時的重量，減去現(xiàn)有秤重，就是應(yīng)補充的的容量。為了簡便也可用一根細(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，不要在太陽光下直曬。由于其制造精密及其固有特性，無論在使用或存放時，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.液氮罐在運輸過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，防止顛簸撞擊，嚴(yán)防傾倒。裝卸車時要嚴(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：閥門處有泄漏現(xiàn)象，這是由于閥門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管處發(fā)生，有時也會在排液管處發(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：先從氮氣瓶往容器里充氮氣，把容器內(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；然后再用熱氮氣或干燥的熱空氣對冰堵的管道進(jìn)行吹除，將冰吹化并排出，關(guān)閉所有閥門即可。
故障后果：1.凍傷2.窒息。
液氮罐閑置不用時，應(yīng)用清水沖洗干凈，將水排凈，用鼓風(fēng)機吹干，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)機風(fēng)干。注意在整個刷洗過程中，動作要輕慢，倒人水的溫度不可超過40℃，總重不要超過2kg為宜。
液氮罐在運輸過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，防止顛簸撞擊，嚴(yán)防傾倒。裝卸車時要嚴(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)，同時也便于用戶人工背運。
2.液氮罐手推車：該產(chǎn)品采用全不銹鋼制造，它的作用是轉(zhuǎn)運液氮罐，同時也可輔助人工傾倒容器中的液氮。利具有轉(zhuǎn)運和傾倒液氮容器安全可靠、節(jié)省操作者體能的優(yōu)點。
3.托盤運輸車：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。使用時將液氮容器提起并且放入托盤運輸車的凹座上，便可推動液氮生物容器在室內(nèi)靈活地移動。具有轉(zhuǎn)運液氮容器方便省力、安全可靠的特點。
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充到其他容器中的目的。具有操作方便可靠、排液過程中液氮的蒸發(fā)損失量低的特點
1.進(jìn)液：
從進(jìn)/排液閥進(jìn)液，向液氮罐內(nèi)充液時，請先開啟放空閥，將輸液的金屬軟管接在進(jìn)/排液閥上，打開進(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，請關(guān)閉進(jìn)/排液閥和增壓閥，必須打開放空閥。
3.運輸：
當(dāng)您用該液氮罐運輸液體介質(zhì)時，各閥門的開關(guān)狀態(tài)應(yīng)和貯存時的一樣，并請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上。
4.輸液：
從液氮罐內(nèi)輸出液體，請按下列步驟操作：
1.關(guān)放空閥；
2.開增壓閥；
3.觀察壓力表；
4.當(dāng)壓力上升到0.05MPa（0.5kg/cm2）時，打開排液閥，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)摩托燈具車間做生產(chǎn)前的預(yù)備工作，忽然車間內(nèi)一臺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)院搶救無效死亡。
該省特種設(shè)備檢查院及相關(guān)專家對爆炸容器殘骸進(jìn)行現(xiàn)場檢驗時發(fā)現(xiàn)，內(nèi)筒體表面縱向焊縫上存在一條長15mm穿透性缺陷，增壓管底部脫落口處有約5mm未焊透。專家根據(jù)現(xiàn)場檢驗結(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度極限時，容器外筒體發(fā)生爆炸。（此案例的列舉主要是為了讓用戶在使用時千萬要謹(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，氣化時能恢復(fù)為氮氣。每升液氮氣化，溫度上升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就會發(fā)生爆炸。
②.碰撞震動
液氮容器罐體有專項防震設(shè)計，除靜置貯存外，還可在充裝狀態(tài)下運輸使用。但液氮罐體在受到劇烈碰撞和震動后，會引起保溫層或其他部件破損，外部環(huán)境會直接影響氣化物，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，會引起室內(nèi)氮氣和一氧化氮氣體含量濃度積聚不散，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、儀表等附件陳舊老化
在長期使用過程中，假如對液氮罐的閥門、儀表等附件不留意經(jīng)常檢驗和更換，一旦這些附件陳舊老化，就會造成溫度升高或液氮泄漏，發(fā)生爆炸。
3.人為因素
①.儲運不當(dāng)
液氮罐貯存種類一般可分為貯存罐和運輸罐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)間隔運輸使用。
②.使用不當(dāng)
長期使用的液氮罐，假如在使用操縱過程中未做定期維修檢查和保養(yǎng)，設(shè)備就會存在不安全隱患，可能造成爆炸事故。
在操縱液氮罐時，假如未將排氣閥打開或打開程度不夠，液氮經(jīng)過長時間的自然蒸發(fā)后，內(nèi)筒壓力升高。此時若沒有安全保護(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
液氮容器在投進(jìn)使用前，應(yīng)對其外觀、標(biāo)志標(biāo)識、產(chǎn)品合格證、使用說明書等進(jìn)行檢查核對，容器的壓力儀表應(yīng)定期送計量檢定機構(gòu)檢驗，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，確保無異常情況后方可投進(jìn)使用。
2.充填前檢查外殼有無缺陷
液氮罐在充填前,要檢查外殼有無凹陷,真空排氣口是否完好。若被碰壞,則真空度會降低,嚴(yán)重時進(jìn)氣不能保溫,這樣罐體上部會結(jié)霜,液氮損耗大,失往繼續(xù)使用的價值。
3.使用過程中隨時檢查罐體的使用情況
在使用過程中，應(yīng)隨時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)無水珠或結(jié)霜現(xiàn)象時，用手觸摸外殼，感覺上部冷、下部熱，說明罐體質(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，此時理想地停止使用;若上下溫度一致，說明罐體質(zhì)量沒有題目。使用過程中要經(jīng)常檢查;可以用肉眼觀測，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，不能在太陽光下直曬。另外，無論在使用或存放時，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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