Расширение жидкостей в замкнутых объемах. Изменение прочностных свойств конструкционных материалов
Безопасность эксплуатации герметичных систем, находящихся под давлением
Безопасность эксплуатации герметичных систем, находящихся под давлением
Многие криогенные вещества не могут существовать в жидком состоянии при комнатной температуре. Если такие жидкости при низкой температуре поместить в закрытые сосуды, а затем нагревать до температуры окружающей среды, то при достижении ими критических и сверхкритических температур в сосуде возникнут очень высокие давления. Это может привести к аварии.
При повышении температуры на Δt° давление р (кгс/см2) в сосуде, полностью заполненном сжиженным газом, можно определите по формуле
где α и β — соответственно средние значения коэффициентов объемного расширения и объемного сжатия в интервале Δt приращения температуры.
Чтобы давление не превышало опасных значений, наполнение баллонов, а также транспортных цистерн и бочек должно соответствовать нормам, указанным в табл. 19.
Таблица 19. Наполнение баллонов, цистерн и бочек сжиженными газами
Степень наполнения цистерн и бочек сжиженными газами, не указанными в табл. 19, определяется производственными инструкциями заводов-наполнителей.
При создании устройств и установок, работающих в области низких (или, наоборот, высоких) температур следует иметь в виду, что многие свойства материалов (коэффициент теплового расширения, электропроводность, теплопроводность и т. д.) значительно изменяются в этом диапазоне температур.
Поэтому выбор конструкционных материалов должен производиться в зависимости от тех условий, в которых они будут работать. Например, металлы с кристаллической решеткой гранецентрированного куба (алюминий, медь, никель) сохраняют вязкость до 77° К, а железо с кристаллической решеткой центрированного куба при этой температуре становится очень хрупким (если при комнатной температуре энергия излома образца равна 10,8 кгсм, то при температуре 77° К она падает до 0,21 кгсм). Для хромоникелевых сталей Х18Н9Т и Х19Н10Т характерны высокие значения прочности, пластичности и вязкости в очень широком диапазоне температур от — 253 до + 900° С.
Полезная информация: