真空多层绝热管道是发射场常用的液氢、液氧、液氮输送的地面设备，其绝热性能的好坏影响管内介质

的状态。

为了方便为读者介绍如何排查确定结露、结冰问题，以某发射场部分真空绝热管道外表面出现结露、局

部结冰的问题进行分析。

一、结露、结冰问题的具体描述

某发射场在对氧氮库区到某塔架的DN150真空多层绝热管道进行液氮调试时，发现部分真空多层绝热管

道存在不同程度的结露、局部结冰现象，问题管道数量18根，包括分子筛处、波纹管处局部结露管道数

量6根，满管结露数量10根，局部结冰管道数量2根。

二、产生结露、结冰的主要原因

针对结露、结冰问题，分析封口接头密封泄漏或管道材料放气至真空度过低可能是导致真空管道局部结

露或全部结露的主要原因；管路短路可能是导致管路局部结冰的主要原因。

1 分子筛、波纹管处结露问题的原因分析

为了找出分子筛、波纹管处结露问题的原因，需要对封口接头密封泄露的情况与管道材料放气的情况进

行分析。

（1）封口接头密封泄漏情况分析

封口接头结构不合理或插拔不当都有可能造成封口接头密封泄露。对现场局部结露管道的封口接头进行

调查发现，封口接头设计完全按照标准执行，且对加工后的实物进行氦检漏复验，漏率完全符合设计要

求，故封口接头结构不合理不是造成管道局部结露的主要原因。

插拔过于频繁容易造成封口接头密封不完全，对现场问题管道的真空度进行检测，并根据国标漏放气速

率测定方法反推出理论真空度的数值，发现管道静态真空度比理论值仅存在少许偏差，若因为插拔不当，

真空夹层的真空度将明显降低，故插拔不当不是造成真空管道局部结露的主要原因。

（2）管道材料放气情况分析

造成管道材料放气的情况可能是由于真空管道内、外管材放气或绝热层夹层内材料放气。真空管道管材

放气在夹层材料放气中占重要比例，经查找该批问题管道内、外管的材质放气速率，可知随着时间的增

长，在经过一个抽空周期（18天）后，管材的放气速率接近于零，即放气接近完全，故管材放气不是主

要因素。

在生产工艺过程，绝热层缠得越紧，内管外壁和绝热层外表面的压差越大，抽空阻力增大，不利于抽空。

为提高抽空效率，常常在保证工艺的前提下将抽气时间缩短至原来的一般，较短的抽气时间，使绝热层

内表面及层间的气体分子因夹层阻力滞留，未被抽出。当温度升高，绝热层内表面及夹层内的气体分子

慢慢溢出，故造成夹层内的真空度较理论计算值偏高。分子筛盒处未缠绕绝热层、内波纹管与外管内壁

间隔过小，传热能较管道其它部位大，故真空管道外表面结露时，首先发生在分子筛和波纹管处。因此，

绝热层材料放气不完全是造成分子筛处、波纹管处结露的本质原因。

2满管结露问题定位及分析

插拔过于频繁容易造成封口接头密封不完全，在内、外压差的作用下，会有大量的空气分子进入真空夹

层，导致真空夹层真空度大幅度降低。对现场问题管道的真空度进行检测，发

现管道静态真空度远低于理论值，真空夹层的真空度明显降低，故插拔不当是造成满管结露的主要原因。

3 管道局部结冰问题定位及分析

当外管壁温低于0℃达到凝固点以后就会发生管道结冰现象，引起结冰现象有两方面原因：一、夹层真空

度过高；二、夹层内、外管短路。若夹层真空度过高为主因，则管道会出现全部结冰现象，与实际情况不

符，可以排除。根据管道结冰的位置，对其进行解剖，发现内波纹管外套管与外管内壁间隔较小，不足

0.01m，且内波纹管外套管边缘处玻璃纤维布翘起，玻璃纤维丝伸长高度约0.05m，与外管内壁连接。因

此断定结冰现象的主因是内、外管短路。

三、措施与建议

针对管道结露现象，立即调用抽空设备进行抽空，提高夹层真空度。针对局部结冰情况，对问题管道进行

更换。通过对发现的问题进行归纳整理，提出以下几点建议：

（1）对抽空工艺进行深入研究，在提高抽空效率的同时，保证材料充分放气。

（2）对缠绕工艺进行深入研究，探寻更合理的缠绕方式，降低内、外管道搭接的概率。

（3）优化真空封口接头密封形式，降低泄漏隐患。

原文发表于《真空》杂志2019年第2期，本文有所删减。