Срок эксплуатации сосуда дьюара. Как правильно эксплуатировать сосуды в воде?

Компания «УралКриоГаз» предлагает сосуды Дьюара для хранения жидких газов, используемых в промышленности и научно-исследовательских работах.

Исправный сосуд Дьюара при грамотной его эксплуатации может прослужить несколько десятков лет. Для этого нужно следить за его состоянием, выполнять все требования по безопасности его обслуживания и своевременно производить его дезинфекцию.

Планируете использовать сосуд Дьюара? Тогда рекомендуем вам изучить, как его правильно хранить и транспортировать. Также не лишними будут знания правил заправки и технике безопасности при работе с жидким азотом. Об этом и пойдет речь.

Сосуд Дьюара – это специальное устройство для хранения веществ и материалов в условиях постоянно поддерживаемой температуры (высокой или низкой). В 1892 году Джеймс Дьюар усовершенствовал стеклянный ящик Вейнхольда, таким образом, мир получил двустенный сосуд с высокими теплоизоляционными свойствами, который используется поныне.

Как работать с сосудом Дьюара, рассказано ниже.

Основные правила эксплуатации

• Сосуд Дьюара должен храниться и использоваться в помещениях, оборудованных принудительной вентиляцией. Работая с жидким азотом, необходимо, чтобы концентрация кислорода в воздухе помещения была не ниже 18–20%.
• Не следует плотно закрывать емкость, поскольку газ должен иметь выход через горловину, иначе скапливающиеся в сосуде пары азота могут привести к повреждению сосуда или даже к взрыву. Стандартная крышка выполнена с учетом этого.
• Нельзя ронять или ударять сосуд. В случае его повреждения, может нарушиться вакуум, азот будет интенсивно испаряться. Появление наледи на внешних поверхностях сосуда свидетельствует о его повреждении. В этом случае необходимо обратиться в сервисный центр.
• Нельзя слишком резко погружать в наполненный сосуд какие-либо предметы, это может привести к образованию брызг или к кипению жидкого азота. Нельзя погружаемыми предметами касаться внутреннего сосуда.
• Сосуд Дьюара следует регулярно дезинфицировать.

Характеристики и цены сосудов Дьюара

Сосуд Дьюара СК-6 (6 литров)

Аренда 1100 руб. в неделю

Объем: 6 литров

Масса пустого сосуда: 4.5 кг

Диаметр горловины: 31 мм

Размеры: Диаметр 260 мм, Высота 480 мм

Время испарения азота: 26 сут

Сосуд Дьюара СК-16 (17,5 литров)

Аренда 1300 руб. в неделю

Характеристики сосуда СК-16

Объем: 17.5 литров

Масса пустого сосуда: 8.5 кг

Диаметр горловины: 32 мм

Размеры: Диаметр 380 мм, Высота 615 мм

Время испарения азота: 70 сут

Сосуд Дьюара СК-25 (26,5 литров)

Аренда 1500 руб. в неделю

Характеристики сосуда СК-25

Объем: 26.5 литров

Масса пустого сосуда: 11.5 кг

Диаметр горловины: 60 мм

Размеры: Диаметр 460 мм, Высота 600 мм

Время испарения азота: 90 сут

Сосуд Дьюара СК-40 (40 литров)

Аренда 1700 руб. в неделю

Объем: 40.1 литров

Масса пустого сосуда: 14.5 кг

Размеры: Диаметр 460 мм, Высота 760 мм

Время испарения азота: 115 сут

Переливное устройство для СК-16 (ПУ-301) 9 000 руб.

Переливное устройство для СК-25 (ПУ-302) 9 500 руб.

Показать цены и характеристики всех дьюаров

Жидкий азот сегодня применяется во многих сферах деятельности человека: промышленность, от нефтехимической до пищевой, строительство, научные лаборатории, медицина, косметология и другие. Поэтому вопрос об его хранении интересует многих.

Температура кипения азота, то есть та температура, при которой он начинает испаряться — переходить из жидкой фазы в газообразную, равна –196 °C. А срок хранения азота в жидком состоянии очень сильно зависит от того, в каких условиях он хранится.

Там, где этот жидкий газ используется постоянно, его хранят в специальных ёмкостях — сосудах Дьюара, выпускаемых на разный объем. Срок хранения жидкого азота в таких сосудах зависит от их вместимости: чем она больше, тем медленнее испаряется жидкий азот, тем больше срок его хранения. Так в больших сосудах Дьюара за сутки испаряется 1,5% объема вещества, а в маленьких — до 5%. Такие потери связаны с особым строением клапана сосуда — он специально выполнен негерметичным. Если сделать его герметичным, то через какое-то время в результате испарения сосуд просто разорвет из-за увеличивающегося объема газообразного азота.

Температура жидкого азота в сосуде Дьюара достаточно медленно изменяется под влиянием окружающей среды благодаря его теплоизоляционным свойствам. В зависимости от материала, модели и размера сосуда жидкий азот может храниться в нем от нескольких недель до нескольких месяцев.

Узнать, сколько хранится жидкий азот в сосуде Дьюара, можно по его марке и модели. В нашей стране самая распространенная марка СК — сосуд криогенный. Число, следующее за этой аббревиатурой, соответствует объему жидкого газа, на который рассчитан сосуд: СК-16 — на 16 литров, СК-40 — на 40 литров. В таблице приведены величины потери жидкого азота за сутки для сосудов Дьюара этой марки.

В работе, когда жидкий азот нужен непродолжительное время, специалисты используют небольшие по объему термосы, которые наполняют из сосудов Дьюара с помощью переливного устройства. Это решение также подходит для опытов или выступлений.

В бытовых условиях при необходимости применить жидкий азот можно использовать обычный термос. Храниться он будет несколько часов. Однако следует помнить: крышка термоса не должна быть герметичной!

При необходимости хранить жидкий азот дольше, следует использовать сосуд Дьюара. При этом совсем не обязательно его покупать, если он не требуется для постоянного использования. Просто можно взять его в аренду на нужное время.

Сколько может храниться жидкий азот?

Жидкий азот имеет очень низкую температуру кипения — около минус 196 ºС. И от того, какой способ хранения этого вещества будет выбран, зависит срок его пребывания в жидком состоянии. А следовательно, и возможные сроки его использования.

Для эффективного хранения жидкого азота следует использовать сосуд Дьюара – специальную ёмкость для хранения низкотемпературных жидкостей. Сосуд Дьюара конструктивно напоминает обычный термос с максимально возможными термоизоляционными свойствами. Суточная доля испарения жидкого азота колеблется от 1,5% для больших сосудов до 5% для сосудов малого объёма. В зависимости от объёма и материала, из которого сделан сосуд, жидкий азот можно хранить в нём от нескольких недель до нескольких месяцев. Известны случаи, когда удавалось сохранить жидкий азот в сосуде Дьюара в течение целого года.

При выборе сосуда Дьюара сориентироваться и рассчитать приблизительный срок хранения можно по марке модели. В России одна из самых распространённых марок — СК, что означает «Сосуд криогенный». В название каждой модели входит число, обозначающее объем сосуда в литрах. Так, например, сосуд СК6 рассчитан на 6 литров, а СК16  — на 16 литров. Из СК6 весь азот испарится через4 недели, из СК16 — через 10 недель. Ещё один аспект, который следует учитывать при выборе сосуда – это его вес в снаряжённом состоянии. С заправленным азотом СК6 весом около 10 кг справится даже женщина, а для переноса заполненного СК25 потребуется пара мужчин.

Что касается хранения жидкого азота в быту, то такой же продолжительности, как с сосудом Дьюара, добиться уже невозможно.

Таким образом, иных способов хранения жидкого азота не существует. Бытовой термос, пенопластовая ванночка и прочие ёмкости применяются исключительно для работы с жидким азотом, когда его нужно использовать максимально быстро и эффективно. В хорошем термосе жидкий азот можно, соблюдая меры безопасности, сохранить пару дней, в ванночке – четверть часа.

Кстати, если сопоставить стоимость жидкого азота и аренды сосуда Дьюара, станет очевидно, что экономить на способах хранения этого вещества никакой необходимости нет. Сегодня минимальная партия жидкого азота (5 литров) стоит около полутора тысяч рублей, а аренда сосуда Дьюара того же объема обойдется чуть больше, чем в тысячу рублей на неделю. Таким образом, перед потребителем стоит вполне однозначный выбор: потерять 1500 рублей в течение суток, используя бытовой термос, или заплатить 2500 тысячи (стоимость азота плюс стоимость аренды сосуда) и пользоваться жидким азотом в течение недели. Выводы очевидны и напрашиваются сами собой: взять в аренду сосуд Дьюара будет проще, рациональнее и дешевле.

Очистка и дезинфекция

Уход за сосудом Дьюара включает обязательную процедуру дезинфекции, которую следует производить ежегодно. Если емкость используется для хранения или перевозки биологических материалов, число дезинфекций следует увеличить до двух раз в год.

Работы по очистке и дезинфекции выполняются в следующем порядке:

• Сосуд освобождается от находящихся в нем контейнеров, оставшаяся криогенная жидкость сливается.
• Емкость в течение 3 суток отогревается при комнатной температуре, а затем промывается водой температурой не ниже 75°C.
• Для дезинфекции емкости используется перекись водорода. Сосуды до 30 литров заполняются раствором, емкости большего объема погружаются в специальный резервуар с перекисью. Через 2 часа раствор сливается, после чего сосуды тщательно промываются горячей водой.

После этого сосуд можно охладить и вновь заправить. Для заправки используется специальное переливное устройство.

Устройство и свойства сосудов Дьюара

Сосудом Дьюара, по имени его изобретателя, называется емкость с двойными стенками, выполненная как «сосуд в сосуде». Между стенками создан высокий вакуум с давлением до 10–5 мм рт.ст. (1,33 мН/м2), который обеспечивает хорошую теплоизоляцию веществу, помещенному в сосуд.

В промышленности и в науке сосуды Дьюара применяются, в частности, для продолжительного хранения легко испаряющихся сжиженных газов.

В современных сосудах Дьюара, помимо того, что из пространства между стенками воздух откачан до высокой степени вакуума, оно дополнительно заполнено многослойной изоляцией. Высокий вакуум поддерживается длительный период времени, обеспечивая стабильность технических характеристик сосуда на протяжении всего срока эксплуатации.

В предлагаемых резервуарах оба сосуда (наружный и внутренний) изготовлены из алюминиевого сплава, а горловина — из нержавеющей стали.

В нашем магазине можно купить сосуды Дьюара: СК-6; СК-16; СК-25 и СК-40 емкостью 6; 16; 25 и 40 литров, соответственно.

Все предлагаемые изделия соответствуют действующим нормативным документам: ГОСТ 12.2.003-91, ГОСТ 12.1.004-91, ГОСТ 12.2.052-81, ТУ 26-04-622-88, определяющим требования к безопасности оборудования, пожарной безопасности и техническим условиям к изготовлению криогенных сосудов для хранения и транспортировки криогенных продуктов: азота, аргона, воздуха и кислорода.

Использовать сосуды Дьюара следует, только строго соблюдая инструкции по технике безопасности и правила эксплуатации.

Также у нас можно приобрести переливные устройства к сосудам, с помощью которых можно минимизировать потери жидкого газа при его перекачке в другую емкость, сократить время заправки и предотвратить попадание вещества на оператора.

Правила перевозки

Транспортировка пустых и заправленных сосудов должна выполняться с особой осторожностью, чтобы избежать их разгерметизации. Правила безопасности, которые следует выполнять при перевозке сосудов Дьюара с криогенной жидкостью:

• емкости необходимо закрепить в вертикальном положении;
• сосуды нужно изолировать друг от друга;
• перед перевозкой нужно убедиться, что вещество стравливается из сосуда;
• запрещено пользоваться открытым огнем и курить рядом с транспортом, перевозящим жидкий азот.

Соблюдая меры предосторожности при хранении, эксплуатации и транспортировке сосудов Дьюара, вы не только избежите ожогов и травм, но и продлите эксплуатационный ресурс оборудования.

Виды

Сегодня сосуд Дьюара предназначен для хранения различных криогенных и других материалов. Он состоит из алюминиевого корпуса и алюминиевой или стальной колбы. Между стенками колбы расположена дополнительная теплоизоляция и откачан воздух. Здесь могут храниться жидкости и вещества, оставаясь в исходном температурном состоянии (до одного месяца и более). Срок службы изделия – более 10 лет.

Криогенные дьюары могут принимать несколько различных форм:

• открытые;
• с неплотно закрывающимися пробками;
• самогерметизирующиеся резервуары под давлением.

В зависимости от материала изготовления они подразделяются на:

• алюминиевые;
• стальные нержавеющие;
• комбинированные.

Обслуживание рассматриваемых устройств, включая и дезинфекцию, должно осуществляться минимум 1 раз в год. В случаях, когда ёмкость используют для биоматериалов – минимум 2 раза в год.

• Вынимание из сосуда контейнеров, слив жидкости.
• Отогревание прибора в течение 3 суток при комнатной температуре в проветриваемом помещении.
• Промывка всех частей сосуда водой, нагретой до температуры 75 Со и выше.
• Обработка перекисью водорода. Сосуды объемом менее 30 литров полностью погружаются в перекись, большие емкости заполняются спецраствором для дезинфекции. В таком состоянии изделия выдерживаются 2 часа, затем жидкость сливается, и резервуар прополаскиваются чистой водой с температурой от 75 Со. Сухое устройство готово к дальнейшему использованию.

Технические работы

При работе с сосудами Дьюара, нужно придерживаться следующих правил:

• В заправленных сосудах необходимо периодически проверять уровень жидкости. Используют щуп или специальную измерительную линейку.
• Сливать жидкий азот нужно с использованием специального опрокидывающего приспособления или посредством крионасоса.
• Дозаправка производится, когда объём вещества составляет 15-25 % от номинального. Работа с сосудами Дьюара организовывается так, чтобы открывать их как можно реже.

Техника безопасности

Прежде чем начинать работу с сосудом Дьюара, следует внимательно изучить правила эксплуатации и техники безопасности при обращении с емкостью!

Общие положения

• К использованию резервуаров для хранения низкотемпературных жидкостей допускаются лица старше 18 лет. Персонал, ответственный за их эксплуатацию, должен обеспечиваться спецодеждой, включая рукавицы и очки, соответствующие требованиям ГОСТ.
• Не допускается касаться открытыми частями тела металлических элементов прибора, которые подвергались охлаждению жидким азотом, другими низкотемпературными веществами.
• Помещение, предназначенное для работы с сосудами Дьюара, должно оборудоваться системой вентиляцией.
• Хранить емкости необходимо вдали от нагревательных приборов, элементов систем отопления. Не допускается попадание прямых солнечных лучей на изделие.
• При обнаружении любого повреждения резервуара необходимо перелить криогенную жидкость в исправный сосуд и отогреть неисправную ёмкость в течение 2 суток в месте, недоступном для посторонних людей.

Подготовка к работе с сосудами Дьюара

Перед заправкой ёмкости криогенной жидкостью или размещения в ней материалов на хранение, необходимо произвести наружный осмотр, обращая внимание на целостность всех элементов конструкции, наличие вмятин, трещин. Обмерзание корпуса не допускается!

Заправлять сосуд нужно с помощью специального устройства. Заправка осуществляется небольшими порциями, без перелива жидкости и перекрытия её потоком горловины прибора. После заправки ёмкость выдерживают 5 часов (для стабилизации жидкости). После загрузки в сосуд материалов на хранение производят дозаправку, горловину закрывают вставкой, устанавливают крышку.

Требования к персоналу, обслуживающему сосуд

К работе с сосудом Дьюара допускаются сотрудники не моложе 18 лет, специально подготовленные и прошедшие инструктаж по ТБ при работе с криогенным оборудованием.

Работающие с сосудами Дьюара обязаны знать:

• устройство оборудования и особенности его работы;
• правила эксплуатации сосудов Дьюара;
• признаки неисправности сосудов, их причины;
• правила технической эксплуатации и обслуживания сосудов Дьюара;
• правила ТБ при работе с жидким азотом;
• опасные и вредные факторы, которые могут возникнуть во время работы и их действие на персонал.

• выполнять только свою работу;
• использовать средства индивидуальной защиты (очки, фартук, рукавицы и др.);
• выполнять требования всех запрещающих, предупреждающих и предписывающих плакатов, знаков, надписей;
• уметь оказать первую медицинскую помощь пострадавшему.

Заправка сосуда Дьюара

Заправка сосуда Дьюара производится при помощи специального переливного устройства. Жидкий азот переливают из сосуда в сосуд через широкую воронку. Устройство переливного шланга основано на эффекте «газ-лифт». При заправке никаких дополнительных устройств не требуется.

Для сосуда определенного объема используют шланг соответствующего размера. Он должен доходить до дна емкости. Для заправки емкостей одинакового объема, но с разным диаметром горловины, можно использовать одно переливное устройство и дополнительные уплотнители.

Брызги жидкого азота могут обжечь кожу при заправке, поэтому соблюдайте меры предосторожности:

• Не заглядывайте в емкость, чтобы определить степень заполнения. Воспользуйтесь специальной линейкой. Сосуд считается заполненным, если появились первые брызги жидкости.
• Используйте специальные перчатки.
• С особой осторожностью заправляйте теплые или отогретые сосуды Дьюара.
• Вводить линейку или другие инструменты в емкость нужно крайне аккуратно, чтобы жидкость не «закипела», соприкасаясь с теплыми предметами.

Заправленные и пустые сосуды необходимо максимально аккуратно перемещать и транспортировать, чтобы не допустить их разгерметизации.

Правила транспортировки

Если вы планируете перевозить сосуды Дьюара, заполненные жидким азотом, то первым делом нужно обратиться к Приказу Минтранса РФ № 73 от 08.08.1995 г. Согласно данному закону, объемы жидкого азота, не превышающие 333 кг, не относятся к опасным грузам, и ограничений по их перевозке нет.

Помимо этого, есть элементарные правила безопасности, которыми нельзя пренебрегать во время перевозки жидкого азота в сосудах Дьюара:

• перевозимые сосуды должны быть надежно закреплены в вертикальном положении;
• все емкости должны быть изолированы друг от друга;
• запрещено курить и пользоваться открытым огнем вблизи транспорта, перевозящего жидкий азот;
• перед транспортировкой важно убедиться, что криогенная жидкость стравливается из сосуда;
• изделия нельзя ронять или подвергать механическому воздействию.

Если вы будете соблюдать меры предосторожности при заправке емкостей, то избежите травм и ожогов, а также продлите эксплуатационный ресурс сосуда.

Транспортировка

При перемещении сосуда основная нагрузка рабочего материала приходится на горловину. Поэтому перемещать ёмкость нужно с особой осторожностью, заранее продумав алгоритм процесса. Нельзя без надобности наклонять её и перемещать волоком, даже в незаполненном состоянии. Рекомендуется использовать специальные тележки, предназначенные для перемещения сосудов. Во время транспортировки сосудов нужно соблюдать требования ГОСТ и ведомственные нормативы.

Как правильно хранить сосуд Дьюара

Считается, что оптимальные условия для хранения заполненного промышленного термоса создаются в морозильной камере. Все верно, ведь при таком хранении проще всего поддерживать нужную температуру, уровень влажности и циркуляцию воздуха. Если такая возможность отсутствует, подойдет неотапливаемое производственное помещение с искусственным освещением, но без доступа прямых солнечных лучей. Важно, чтобы в выбранном помещении работала система приточной вентиляции, обеспечивающая постоянную подачу чистого воздуха, так как в большой концентрации испарения жидкого азота могут быть токсичны.

На что обратить внимание при хранении

Любой сосуд Дьюара должен быть закрыт специальной крышкой, которая обеспечивает необходимое стравливание излишков азота. Не допускается плотно закупоривать емкости инородными пробками или предметами.

Если выявлено образование снежной корки на горловине, это может свидетельствовать о разгерметизации сосуда. В таком случае его необходимо срочно опорожнить, отогреть и вызвать мастера для консультации.

Соблюдайте технику безопасности при хранении, заправке и транспортировке сосудов Дьюара. Так вы продлите срок их службы и избежите травм при контакте с криогенными жидкостями.