液氦杜瓦瓶设计压力规范在什么范围

一、核心设计压力范围

1. 工作压力（MAWP）
   液氦杜瓦瓶的大允许工作压力（MAWP）一般在0.6-1.2 bar之间。例如：
   • 查特（CHART）液氦杜瓦瓶的 MAWP 为12 psi（约 0.827 bar），主安全阀设定为10 psi（0.689 bar），第二安全阀为12 psi（0.827 bar）。
   • 中国团体标准T/CCGA20017明确规定液氦杜瓦瓶的工作压力为常压（<0.1 MPa，即 1 bar），但需通过计算确保内胆设计压力满足安全冗余。
2. 设计压力
   设计压力需覆盖工作压力并考虑安全余量，通常为1.0-2.0 bar：
   • Cryofab 液氦杜瓦瓶的设计压力为206.9 kPa（约 2.07 bar），而工作压力仅为69 kPa（0.69 bar），设计压力为工作压力的 3 倍。
   • T/CCGA20017 标准要求内胆设计压力按工作压力的 2 倍计算（即 0.2 MPa，2 bar），外壳需承受0.21 MPa 外压。
   • 美国 ASME BPVC 规范指出，设计压力需综合考虑内压与外压（如真空夹层的负压）。例如，内压 150 psig（10.3 bar）与外压 15 psig（1.03 bar）组合时，设计压力需按 **165 psig（11.4 bar）** 计算。

二、关键标准与规范

1. 国际标准
   • ASME BPVC Section VIII Division 1：要求设计压力覆盖内压、外压及温度波动的综合影响，安全阀设定压力通常为设计压力的1.1 倍。
   • ISO 21014：规定低温容器的绝热性能测试方法，但未直接限定设计压力，需结合 ASME 或 EN 标准执行。
2. 国内标准
   • T/CCGA20017（液氦杜瓦瓶团体标准）：明确工作压力≤0.1 MPa，内胆设计压力为工作压力的 2 倍（0.2 MPa），外壳需承受 0.21 MPa 外压。
   • GB/T 18442 系列：适用于标准沸点≥-196℃的深冷容器（如液氮），但液氦（-268.93℃）需参考其设计逻辑，通过材料强度计算确定压力参数。
3. 制造商技术规范
   • 查特（CHART）、Cryofab 等厂商的液氦杜瓦瓶设计压力多在0.7-2.0 bar之间，具体参数因型号而异。例如：
     • 查特 500L 液氦杜瓦瓶的设计压力为0.827 bar，适配 MRI 供液场景的无磁设计。
     • Cryofab 便携式液氦杜瓦瓶的设计压力为2.07 bar，满足实验室高真空环境需求。

三、安全附件与压力控制

1. 安全阀设定
   • 主安全阀通常设定为0.6-0.8 bar，第二安全阀为0.8-1.0 bar。例如：
     • 查特液氦杜瓦瓶的主安全阀为10 psi（0.689 bar），第二安全阀为12 psi（0.827 bar）。
     • Generant 绝对泄压阀的预设范围为15.0-24.0 PSIA（1.02-1.65 bar），适用于极端低温环境。
2. 压力监测与控制
   • 液氦杜瓦瓶需配备耐震压力表和智能控制器，实时监控压力并调节补液量。例如，查特产品通过蒸汽冷却多冷屏技术减少蒸发率，同时通过真空绝热包覆维持压力稳定。

四、典型应用场景与压力配置

五、设计压力选择建议

1. 按介质特性匹配
   液氦的饱和蒸气压在常温下较高（如 20℃时约为 2.5 bar），设计压力需避免因环境温度波动导致超压。例如，静态储存时设计压力可设为0.8 bar，而运输场景需提升至1.5 bar。
2. 材料与工艺验证
   内胆材料需采用奥氏体不锈钢（如 SUS304），并通过射线检测和压力试验（如 1.5 倍设计压力的液压测试）确保强度。
3. 冗余与安全余量
   设计压力需至少为工作压力的1.5 倍，并通过双安全阀配置（主阀 + 副阀）提供双重保护。例如，T/CCGA20017 要求内胆计算压力为工作压力的 2 倍，外壳外压设计为 0.21 MPa。