La fabricación y el diseño del sistema de tuberías con aislamiento al vacío para el transporte de nitrógeno líquido son responsabilidad del proveedor. Para este proyecto, si el proveedor no cuenta con las condiciones para realizar mediciones in situ, la empresa deberá proporcionar los planos de dirección de las tuberías. Posteriormente, el proveedor diseñará el sistema de tuberías con aislamiento al vacío para el transporte de nitrógeno líquido.

El proveedor deberá completar el diseño general del sistema de tuberías mediante diseñadores experimentados de acuerdo con los dibujos, los parámetros del equipo, las condiciones del sitio, las características del nitrógeno líquido y otros factores proporcionados por el demandante.

El contenido del diseño incluye el tipo de accesorios del sistema, la determinación del material y las especificaciones de las tuberías internas y externas, el diseño del esquema de aislamiento, el esquema de la sección prefabricada, la forma de conexión entre las secciones de la tubería, el soporte de la tubería interna, el número y la posición de la válvula de vacío, la eliminación del sello de gas, los requisitos de líquido criogénico del equipo terminal, etc. Este esquema debe ser verificado por el personal profesional del demandante antes de la fabricación.

El contenido del diseño del sistema de tuberías con aislamiento al vacío es amplio; aquí, para las aplicaciones HASS y los equipos MBE en algunos problemas comunes, una simple charla.

VI Tubería

El tanque de almacenamiento de nitrógeno líquido suele ser largo, especialmente para equipos con aplicación HASS o MBE. Si bien la tubería aislada al vacío ingresa al interior del edificio, debe evitarse razonablemente, según la distribución del espacio y la ubicación de la tubería de campo y el conducto de aire. Por lo tanto, para transportar nitrógeno líquido al equipo, se requieren al menos cientos de metros de tubería.

Debido a que el nitrógeno líquido comprimido contiene una gran cantidad de gas, sumado a la distancia de transporte, incluso la tubería adiabática de vacío producirá una gran cantidad de nitrógeno durante el proceso. Si no se descarga el nitrógeno o la emisión es demasiado baja para cumplir con los requisitos, se generará resistencia al gas y se producirá un flujo deficiente de nitrógeno líquido, lo que resultará en una reducción considerable del caudal.

Si el caudal es insuficiente, no se puede controlar la temperatura en la cámara de nitrógeno líquido del equipo, lo que eventualmente puede provocar daños en el equipo o en la calidad del producto.

Por lo tanto, es necesario calcular la cantidad de nitrógeno líquido que utiliza el equipo terminal (aplicación HASS o equipo MBE). Al mismo tiempo, se determinan las especificaciones de la tubería según su longitud y dirección.

A partir del tanque de almacenamiento de nitrógeno líquido, si la tubería principal de la tubería/manguera aislada al vacío es DN50 (diámetro interior φ50 mm), su ramal VI es DN25 (diámetro interior φ25 mm) y la manguera entre el ramal y el equipo terminal es DN15 (diámetro interior φ15 mm). Otros accesorios para el sistema de tuberías VI incluyen separador de fases, desgasificador, venteo automático de gases, válvula de cierre (neumática) VI/criogénica, válvula reguladora de caudal neumática VI, válvula de retención VI/criogénica, filtro VI, válvula de alivio de seguridad, sistema de purga y bomba de vacío.

Separador de fases especiales MBE

Cada separador de fases de presión normal especial MBE tiene las siguientes funciones:

1. Sensor de nivel de líquido y sistema de control automático del nivel de líquido, que se muestra rápidamente a través de una caja de control eléctrico.

2. Función de reducción de presión: La entrada de líquido del separador está equipada con un sistema auxiliar que garantiza una presión de nitrógeno líquido de 3-4 bar en la tubería principal. Al entrar en el separador de fases, reduzca la presión gradualmente a ≤ 1 bar.

3. Regulación del caudal de entrada de líquido: El separador de fases cuenta con un sistema de control de flotabilidad. Su función es ajustar automáticamente la cantidad de líquido que entra cuando aumenta o disminuye el consumo de nitrógeno líquido. Esto reduce las fluctuaciones bruscas de presión causadas por la entrada de una gran cantidad de nitrógeno líquido al abrir la válvula neumática de entrada, lo que previene la sobrepresión.

4. Función buffer, el volumen efectivo dentro del separador garantiza el máximo flujo instantáneo del dispositivo.

5. Sistema de purga: flujo de aire y vapor de agua en el separador antes del paso de nitrógeno líquido, y descarga de nitrógeno líquido en el separador después del paso de nitrógeno líquido.

6. Función de alivio automático de sobrepresión: El equipo, al pasar inicialmente por nitrógeno líquido o en circunstancias especiales, provoca un aumento de la gasificación del nitrógeno líquido, lo que genera una sobrepresión instantánea en todo el sistema. Nuestro separador de fases está equipado con una válvula de alivio de seguridad y un grupo de válvulas de alivio de seguridad, lo que garantiza de forma más eficaz la estabilidad de la presión en el separador y evita que el equipo MBE sufra daños por presión excesiva.

7. La caja de control eléctrica, con visualización en tiempo real del nivel de líquido y la presión, permite ajustar el nivel de líquido en el separador y la cantidad de nitrógeno líquido según la relación de control. En caso de emergencia, el separador de gas-líquido se frena manualmente en la válvula de control de líquido, garantizando así la seguridad del personal y del equipo.

Desgasificador multinúcleo para aplicaciones HASS

El tanque exterior de almacenamiento de nitrógeno líquido contiene una gran cantidad de nitrógeno debido a que se almacena y transporta bajo presión. En este sistema, la distancia de transporte por tubería es mayor, existen más codos y mayor resistencia, lo que provoca la gasificación parcial del nitrógeno líquido. Actualmente, el tubo aislado al vacío es la mejor manera de transportar nitrógeno líquido, pero las fugas de calor son inevitables, lo que también provoca la gasificación parcial del nitrógeno líquido. En resumen, el nitrógeno líquido contiene una gran cantidad de nitrógeno, lo que genera resistencia al gas y dificulta su flujo.

Si el equipo de extracción de gases de escape en tuberías aisladas al vacío no cuenta con un dispositivo de extracción o el volumen de extracción es insuficiente, se generará resistencia al gas. Una vez formada esta resistencia, la capacidad de transporte de nitrógeno líquido se reducirá considerablemente.

El desgasificador multinúcleo, diseñado exclusivamente por nuestra empresa, garantiza la máxima descarga de nitrógeno de la tubería principal de nitrógeno líquido y evita la formación de resistencias. Además, cuenta con un volumen interno suficiente que le permite actuar como tanque de almacenamiento intermedio y satisfacer eficazmente las necesidades de flujo instantáneo máximo de la tubería de solución.

Estructura multinúcleo patentada única, capacidad de escape más eficiente que nuestros otros tipos de separadores.

Continuando con el artículo anterior, hay algunas cuestiones que deben tenerse en cuenta al momento de diseñar soluciones para sistemas de tuberías aisladas al vacío para aplicaciones criogénicas en la industria de chips.

Dos tipos de sistemas de tuberías con aislamiento al vacío

Hay dos tipos de sistemas de tuberías aislados al vacío: sistema VI estático y sistema de bombeo de vacío dinámico.

El sistema VI estático implica que, tras la fabricación de cada tubería en la fábrica, se le aplica el vacío especificado en la unidad de bombeo y se sella. Durante la instalación en campo y la puesta en funcionamiento, no es necesario volver a evacuarla al sitio.

La ventaja del sistema VI estático es su bajo costo de mantenimiento. Una vez que el sistema de tuberías entra en servicio, se requiere mantenimiento varios años después. Este sistema de vacío es ideal para sistemas que no requieren altos requisitos de refrigeración y espacios abiertos para el mantenimiento in situ.

La desventaja del sistema VI estático es que el vacío disminuye con el tiempo. Esto se debe a que todos los materiales liberan gases traza constantemente, lo cual está determinado por sus propiedades físicas. El material de la camisa de la tubería VI puede reducir la cantidad de gas liberado durante el proceso, pero no puede aislarse por completo. Esto hará que el vacío en el entorno sellado disminuya cada vez más, lo que reducirá gradualmente la capacidad de enfriamiento del tubo aislante de vacío.

El sistema de bombeo de vacío dinámico implica que, tras la fabricación y el conformado de la tubería, esta se somete a un proceso de vacío en fábrica según el proceso de detección de fugas, pero el vacío no se sella antes de la entrega. Una vez finalizada la instalación en campo, las capas intermedias de vacío de todas las tuberías se conectarán a una o más unidades mediante mangueras de acero inoxidable, y se utilizará una pequeña bomba de vacío dedicada para aspirar las tuberías en campo. Esta bomba de vacío especial cuenta con un sistema automático que monitorea el vacío en todo momento y lo aplica según sea necesario. El sistema funciona las 24 horas del día.

La desventaja del sistema de bombeo de vacío dinámico es que el vacío debe mantenerse con electricidad.

La ventaja del sistema de bombeo de vacío dinámico es su alta estabilidad. Se utiliza preferentemente en interiores y con requisitos de rendimiento de vacío muy exigentes en proyectos de alta exigencia.

Nuestro sistema de bombeo de vacío dinámico, toda la bomba de vacío especial integrada móvil para garantizar que el equipo aspire, diseño conveniente y razonable para garantizar el efecto del vacío, calidad de los accesorios de vacío para garantizar la calidad del vacío.

En el proyecto MBE, dado que el equipo se encuentra en la sala limpia y funciona durante largos periodos, la mayor parte del sistema de tuberías con aislamiento al vacío se encuentra en el espacio cerrado de la capa intermedia de la sala limpia. Resulta imposible implementar el mantenimiento por vacío del sistema de tuberías en el futuro. Esto tendrá un grave impacto en el funcionamiento a largo plazo del sistema. Por ello, el proyecto MBE utiliza prácticamente en su totalidad un sistema de bombeo de vacío dinámico.

Sistema de alivio de presión

El sistema de alivio de presión de la línea principal incorpora un grupo de válvulas de seguridad. Este grupo se utiliza como sistema de protección ante sobrepresión y la tubería VI no puede ajustarse durante el uso normal.

La válvula de seguridad es un componente clave para garantizar la seguridad del sistema de tuberías, evitando la sobrepresión y garantizando su funcionamiento seguro. Sin embargo, según la normativa, debe enviarse a revisión anualmente. Cuando se utiliza una válvula de seguridad y se prepara la otra, al retirar una, la otra permanece en el sistema para garantizar su correcto funcionamiento.

El grupo de válvulas de seguridad consta de dos válvulas de seguridad DN15: una para uso y otra para reserva. En funcionamiento normal, solo una de las válvulas está conectada al sistema de tuberías VI y funciona con normalidad. La otra válvula está desconectada de la tubería interna y puede reemplazarse en cualquier momento. Las dos válvulas de seguridad se conectan y se desconectan mediante el estado de conmutación de la válvula lateral.

El grupo de válvulas de alivio de seguridad está equipado con un manómetro para verificar la presión del sistema de tuberías en cualquier momento.

El grupo de válvulas de seguridad incluye una válvula de descarga. Permite descargar el aire de la tubería durante la purga y el nitrógeno cuando el sistema de nitrógeno líquido está en funcionamiento.

Equipo criogénico HL

HL Cryogenic Equipment, fundada en 1992, es una marca afiliada a Chengdu Holy Cryogenic Equipment Company en China. HL Cryogenic Equipment se dedica al diseño y fabricación de sistemas de tuberías criogénicas con aislamiento de alto vacío y sus equipos de soporte.

En el mundo actual, que cambia constantemente, ofrecer tecnología avanzada y maximizar el ahorro para los clientes es un reto. Durante 30 años, HL Cryogenic Equipment Company ha profundizado en el panorama de aplicaciones de prácticamente todos los equipos y sectores criogénicos, ha acumulado una amplia experiencia y fiabilidad, y se esfuerza continuamente por mantenerse al día con los últimos avances en todos los ámbitos, ofreciendo a sus clientes soluciones nuevas, prácticas y eficientes, lo que les permite ser más competitivos en el mercado.

For more information, please visit the official website www.hlcryo.com, or email to info@cdholy.com .